摘要：目前煤矿火灾监测系统实现了对矿井煤自燃标志性气体、温度、烟雾、火焰等部分指标的单独监测,未对煤矿火灾相关因素进行有效、全面、统一的监测。针对该问题,从内因、外因2个方面分析了煤矿火灾潜在危险因素,提出一种分源分区监测火情态势的方法。内因火灾方面,主要针对较易发生火灾的工作面采空区、密闭采空区及人工自然发火观测点等进行监测;外因火灾方面,主要针对机电硐室及其配电点、带式输送机系统、电缆等方面进行监测。建立了煤矿火灾分源分区监测指标体系,采用人工监测或在线监测的方式定期采集或更新火灾特征参量数据,按数据采集方式及影响程度,将火灾监测指标分为动态指标、静态指标和关联指标。设计了火灾智能预警系统的总体架构和业务流程,采用基于多指标联合逻辑推理的预警方法实现内因火灾预警,采用基于D-S证据理论的多参量融合预警方法实现外因火灾预警。现场试验结果表明,火灾智能预警系统实现了对矿井火灾的有效监测预警,具有煤矿火灾风险预警“一张图”可视化展示功能,同时具备火灾智能模拟演示功能及避灾路线动态规划功能。

摘要：预测致裂半径是确定液态CO_(2)相变致裂增透瓦斯抽采技术布孔间距的前提,直接影响瓦斯抽采效果。现有预测方法大多基于单因素。为掌握多因素对液态CO_(2)相变致裂半径的影响规律,有效预测布孔间距,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,结合正交试验,开展了煤层液态CO_(2)相变致裂半径预测研究。数值模拟结果表明:影响液态CO_(2)相变致裂半径的因素主次顺序为地应力>瓦斯压力>煤体坚固性系数;致裂半径随地应力增大而减小,随瓦斯压力和煤体坚固性系数增大而增大,且呈线性关系。对数值模拟结果进行多元回归分析,建立了基于地应力、瓦斯压力及煤体坚固性系数3组不同因素耦合条件下的液态CO_(2)相变致裂半径预测模型。在煤矿现场进行工业性试验,基于预测模型计算结果设置抽采钻孔,采用压力指标法对瓦斯抽采效果进行测试分析,结果表明:液态CO_(2)相变致裂孔两侧观测孔的瓦斯压力随时间增加呈递减趋势,且抽采初期距致裂孔越远,则压力越大,与理论分析及数值模拟结果一致;液态CO_(2)相变有效致裂范围与预测结果基本相符;观测孔瓦斯抽采体积分数较自然抽采孔提高73.4%,瓦斯抽采效率显著提高。

摘要：为掌握急倾特厚煤层巷道的合理拱形结构,以王家山煤矿为工程背景,通过现场调查和力学分析,提出了巷道合理拱轴线解析计算方法,基于FLAC3D软件分析了合理拱形断面的效用机制。结果表明:陡(急)倾煤层巷道围岩变形整体均呈现显著非对称分布,巷道围岩内“承载拱”整体呈现“偏压”的非对称受力特征,简化为顶部受非均布荷载作用的三铰拱结构,可推出合理拱轴线解析计算方程;合理拱轴线线形受荷载分布、巷道拱高和跨度影响显著;急倾煤层中巷道采用合理拱形顶可诱导垂直应力向急倾煤层两侧的坚硬顶底板岩层转移,诱导水平向应力向巷道底部煤体中转移,达到提高巷道围岩稳定性和有效控制围岩变形的效果。

摘要：针对矿井通风系统具有大时滞、时变性、多耦合等特性,传统控制中被控量难以及时反映矿用通风机的实际运行状况,基于模糊PID控制设计了矿井局部智能通风系统,从控制模型、系统架构、功能实现等方面进行研究设计。借助各类传感设备实现对通风机运行参数和环境气氛的实施监测,通过调节风机风量控制环境中的瓦斯浓度,保障生产安全;基于以太网技术实现井下远程通信与数据传输;通过上位机监控系统实现对通风机的远程实时监控、智能风量调节以及井下远程通信等功能;最后通过实践验证了使用模糊PID控制通风机智能调速,可实现22.13%的节能效果。