[實用新型]一種判識突出事故及預測瓦斯涌出規模的系統

有效

• 申請號: 201320046873.7
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN203114346U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 程國強;胡千庭;趙旭升;譚云亮;武文賓;田靜萍;于海峰;朱學亮
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本實用新型涉及煤礦救災技術領域，尤其涉及一種煤與瓦斯突出發生初期，能夠快速判識突出事故及快速預測瓦斯涌出量、突出持續時間和瓦斯逆流范圍（瓦斯涌出規模和瓦斯逆流范圍）的系統。?

背景技術

煤與瓦斯突出事故是煤礦生產過程中最嚴重的災害之一，我國是世界上發生煤與瓦斯突出現象最嚴重、危害性最大的國家之一。突出過程中噴出大量煤粉，還會涌出大量瓦斯，能直接沖毀巷道支護和設施，破壞通風系統，淹沒人員，造成人員和財產損失。此外，突出的高濃度瓦斯在擴散、排出礦井外的過程中，還可能威脅到在正常狀況下的“安全”區域，產生瓦斯爆炸等二次事故。?

煤與瓦斯突出是世界性難題。在機理方面，“綜合作用假說”由于全面考慮了突出發生的作用力和介質兩個方面的主要因素，得到了國內外大多數學者的認可。在煤與瓦斯突出預測、防治方面，也取得了相當多的成果。但是，由于煤與瓦斯突出災害的復雜性，影響突出的因素眾多，到目前為止，對各種地質、開采條件下突出災害發生的機理還沒有完全掌握，預測預報的準確性也不夠。在目前的技術條件下，還無法做到徹底根除突出災害的發生，也沒有有效的煤與瓦斯突出災害防治方法。?

突出發生后，突出的高濃度瓦斯會在井巷網絡中擴散及傳播。在距離事故地點較遠或正常狀況下“安全”的地方，如果井下人員未能及時得知突出發生的報警，仍在正常作業，就有可能會發生比如瓦斯爆炸、逆流窒息等災難性事故，致使瓦斯事故進一步擴大。因此，煤與瓦斯突出事故發生初期，如果能夠快速判識突出事故及快速預測瓦斯涌出規模和瓦斯逆流范圍，不僅可以防止災害的進一步擴大，而且對事故救援的及時開展有很大的幫助。?

目前，已有的研究都是針對突出事故結束后的瓦斯涌出量計算，而對突出過程中的快速判識、快速判斷突出規模，并以此來指導救援和二次災害預防的系統或方法尚未發現報道。其中，得到突出后瓦斯涌出規模的方法，都是在突出事故結束以后，以瓦斯濃度和風量為基礎的，例如有以下幾種：（1）發生煤與瓦斯突出后，各礦井一般是將平均瓦斯濃度乘以突出前的風量；（2）將突出的瓦斯涌出量視為突出前后瓦斯涌出量增加值，根據回風巷瓦斯濃度和風量的測值變化規律，采用曲線擬合后再積分，或者采用分段取平均值的方法；（3）在突出點中遠距離的各巷道處，利用瓦斯濃度傳感器及礦井監測軟件，分別計算瓦斯濃度、風量、時間的乘積，然后求和，得到突出后瓦斯涌出量。這三種方法都能計算出突出后瓦斯涌出量，?但這些方法都是在事故結束后，通過對中、遠距離的瓦斯濃度傳感器近似計算得到的，錯過了事故救援及預防二次災害的時間。?

另外，突出過程中瓦斯突出規模難以快速判斷，除了由于瓦斯涌出量大，致使突出點附近風流紊亂，風量不穩等原因外，還由于現場設備被涌出的瓦斯與拋出煤體破壞嚴重,以及瓦斯濃度過高、斷電等原因，導致突出點附近的瓦斯濃度傳感器，在煤與瓦斯突出發生后很快停止工作。因此，完全依賴突出點附近的瓦斯濃度傳感器對瓦斯涌出量進行統計分析往往十分困難，甚至是不現實的。?

實用新型內容

本實用新型的任務在于提供一種判識突出事故及預測瓦斯涌出規模的系統。?

其技術解決方案是：?

一種判識突出事故及預測瓦斯涌出規模的系統，包括瓦斯濃度傳感器組、光纜、監測數據通訊分站、中心計算機、預警服務器、局域網、計算機終端、報警器；瓦斯濃度傳感器組監測的數據信號經監測數據通訊分站，通過光纜輸入預警服務器，中心計算機提供預警服務器中相關數據處理模塊的數據，預警服務器通過局域網連接計算機終端，計算機終端連接報警器；上述瓦斯濃度傳感器組包括：在掘進巷道中距離其與上山相交位置10米處布置的第一瓦斯濃度傳感器，在上山中距離其與掘進巷道相交位置10米處分別布置的第二瓦斯濃度傳感器和第三瓦斯濃度傳感器，在上山中距離第二瓦斯濃度傳感器80米處布置的第四瓦斯濃度傳感器。?

上述瓦斯濃度傳感器組還包括：在工作面的回風巷中布置的第五瓦斯濃度傳感器，在工作面的進風巷中布置的第六瓦斯濃度傳感器，在工作面的運輸大巷中布置的第七瓦斯濃度傳感器。?

利用上述系統實現的一種突出發生初期快速判識突出事故及預測瓦斯涌出規模的方法，包括以下步驟：?

a利用中心計算機和預警服務器，根據實際巷道情況建立包括掘進巷道、上山、工作面回風巷、工作面進風巷及運輸大巷的二維物理模型；在物理模型中設置2個瓦斯濃度監測點，并布置第二虛擬瓦斯濃度傳感器和第四虛擬瓦斯濃度傳感器，用于分別模擬上述系統中的第二瓦斯濃度傳感器和第四瓦斯濃度傳感器，根據兩個虛擬瓦斯濃度傳感器的模擬數據建立起預測模型，該預測模型的數學表達式為：?