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矿井建设的三大工程中,以井巷工程的工程量最大,施工期最长。为了缩短建井期,在井巷工程中组织多头掘进是一项有效的措施。能否组织多头掘进,往往取决于掘进通风能力。随着井下采掘速度的加快以及有毒有害气体的增多,建井期间二期工程普遍采用的局扇群向井下工作面压入式供风难以满足风量要求。葫芦素煤矿在主扇风机投运前采用了地面安装临时辅扇的方式向井下抽出式通风,井下形成全负压通风系统,有效地解决了井下风量不足的问题,为同类矿井的建设提供了宝贵经验。

掘进巷道混合式通风是一种特殊形式的巷道通风方式,研究其风速与瓦斯场分布的特征对于认识掘进工作面风流与瓦斯流动规律,搞好通风瓦斯技术管理工作,具有重要的意义。详细阐述了抽压混合式通风风流场结构,分3个切面绘制了长压短抽通风矢量图,建立模型进行Fluent数值模拟,并分析了压入式风筒回转中心附近风速结构与分布及抽出式风筒轴心线风速变化曲线。

从矿井热害的影响因素入手,研究矿井冷负荷的计算方法,提出矿井局部温度控制技术,研制ZLS-90型移动式矿井局部降温装备,并采用焓差综合测试系统对降温设备的性能进行测试;提出利用热棒移热技术来处理矿井冷凝热并加以综合利用。通过局部控温技术可对热害矿井实施有效的降温,保障工人工作环境,保证矿井安全生产,实现资源的高效节约环保。

针对淮南潘谢矿区新生界下含松散孔隙水与石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙水水质接近的特殊情况,提出了基于GIS和水质水温的矿井突水水源快速判别方法。该法是利用测温钻孔的温度-深度拟合结果,构建基于GIS的利用水温识别突水水源的模型,并将其判别结果与基于水质的模糊综合评判计算的结果相结合,综合判别矿井突水水源。本法应用于潘一煤矿86-1号突水判别,实例结果显示,该法可以较好地适用于水质判别效果不佳,而含水层之间存在较大的地温差(埋深差)情况下的突水水源识别。

针对2D GIS煤矿信息管理系统存在的问题,提出了一种基于3D GIS的矿井三维可视化平台的设计方案;详细介绍了该平台的整体结构、功能模块的作用及应用效果。实际应用表明,该平台实现了各类安全监测数据之间的融合和可视化分析,可对煤矿安全隐患进行快速、准确的预警、预报。

本文提出了一种使用智能头盔作为井下超低功耗的无线传感器网络节点与语音终端的煤矿安全监测方案，能够实现对矿区瓦斯浓度、温度、湿度实时监测和智能预警，并使用语音通信功能以进一步降低煤矿生产中的安全隐患。

针对传统有线传感网在井下进行瓦斯监测存在使用成本高、移动性差及覆盖范围有限等问题,设计了一种面向矿井瓦斯监测的ZigBee无线传感网系统。该系统利用采集节点实时采集井下瓦斯浓度,采用ZigBee协议将瓦斯浓度数据实时传输至汇聚节点,由汇聚节点汇总并传输至嵌入式网关,数据经嵌入式网关解析处理后转发至矿井监控中心,从而实现井下瓦斯监测数据的实时显示。实验结果表明,该系统具有较高的可靠性和较好的实时性,覆盖范围广。

以预测矿井瓦斯相对涌出量为研究目的,运用缓冲算子理论,建立了灰色系统模型,并将该模型应用到某矿井的瓦斯涌出量预测分析中,对该矿历年来相对瓦斯涌出量进行了灰色生成,建立了灰色预测,对照精度检验可知,达到了一级精度,预测结果可靠。

针对矿井瓦斯涌出量影响因素复杂,数据序列波动性较大,灰色GM(1,1)预测模型精度低,本身存在一定缺陷的特点,将自记忆性原理引人灰色系统理论,建立了矿井瓦斯涌出量预测的灰色自记忆预测模型。经在韩城下峪口煤矿应用表明,该模型具有预测精度高,稳定性好的特点。