煤礦瓦斯重大危險源遠程預警理論與技術基礎研究

《煤礦瓦斯重大危險源遠程預警理論與技術基礎研究》是依託中國礦業大學，由羅新榮擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：煤礦瓦斯重大危險源遠程預警理論與技術基礎研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：羅新榮
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

研究基於風網點監測的瓦斯流、瓦斯場分析理論和實時識別風網瓦斯危險源狀態的理論與方法，建立風網瓦斯流、瓦斯場實時分析和風網瓦斯流實時調控的理論與互動式操作模型，開發風網分析與調控分析程式及資料庫，解決國內外安全監測與風網分析的脫節問題。以計算流體力學(CFD)理論與技術為研究基礎，實時模擬分析瓦斯場，實現瓦斯場的可視化。研究風網瓦斯流、瓦斯場分析數據與煤礦事故數據融合理論與方法，結合神經網路理論與技術，實現瓦斯動力災害實時預警。在實時風網監測和調控分析理論及技術、瓦斯流與瓦斯場分析的可視化理論與技術及實時識別瓦斯重大危險源、瓦斯災害預警的危險源目標識別的數據層融合、特徵層融合、事故信息融合和決策級信息融合理論與方法及有針對性的瓦斯防控技術體系等方面取得突破和創新。

結題摘要

針對煤礦瓦斯重大危險源，開展遠程預警理論與技術基礎研究：① 礦井風網實時分析與調控理論及方法；② 瓦斯流監測與瓦斯場分析的可視化理論及關鍵技術原理；③ 瓦斯監測數據與煤礦事故數據融合理論與方法。發表論文13篇，完成發明專利設計4項，軟體設計1項，4次受邀在國內外會議上做特邀報告。 1.研究了煤礦井下通風巷道風流與風壓的合理監測點，驗證了巷道斷面鳳速分布與感測器的布置可靠性。在風壓監測中發現了大氣壓力對監測風壓的周期性影響，在礦井的反風過程中，成功監測並記錄了反風前後的風速變化曲線。以圖論和礦井通風可視化仿真系統( VentGIS) 為基礎，建立了角聯分支數、網路結構熵快速估算模型。用VB語言開發的礦井風網可視化與實時解算系統，為實際生產中礦井通風管理提供了科學便捷的方法。 2.系統總結了礦井瓦斯時間序列自身所具的趨勢性、相關性、周期性及異常性4 種特性，展望了K 線理論的套用前景。採用Fluent 軟體建立並開發了高瓦斯綜采工作面立體抽采瓦斯的CFD 模型，編制自定義函式，模擬瓦斯抽采與控制方式。CFD軟體模擬瓦斯危險源的失控狀態，結合瓦斯危險源辨識和事故案例，對瓦斯爆炸危險性進行定量風險評價。為瓦斯重大危險源的防控提供理論與計算案例及工具。 3.建立了煤岩體變形和瓦斯流動方程的關係,運用COMSOL Multiphysics 數值模擬軟體模擬了某礦上保護層開採後下方的被保護層應力分布和瓦斯運移規律。藉助FLAC3D軟體研究三維岩石拉伸斷裂瞬間破壞和煤岩瓦斯動力災害瞬間斷裂破壞機理。 4.項目研究以安徽淮南礦區和陝西旬邑青崗坪礦業公司為實驗基地，將理論研究成果直接與生產需要相結合，解決了煤層瓦斯重大風險源狀態測試關鍵技術----煤儲層含氣量與瓦斯壓力測定及評價方法，並將提升為行業標準，具有重大的理論意義和經濟價值。 5.給出了安全科學的科學定義和定位與防災減災的作用。