[發明專利]一種掘進面風場調控排瓦降塵綜合優化評價系統及方法

在審

• 申請號: 202111519051.1
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114139833A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 龔曉燕;李宇杰;劉壯壯;楊富強;吳悅;錢衛香;薛河
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02;G06F30/20;G06N7/02;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 西安碩大知識產權代理事務所(普通合伙) 61283
• 代理人: 楊哲

本發明一種掘進面風場調控排瓦降塵綜合優化評價系統及方法，步驟1：根據掘進面對安全生產和人體危害的影響因素，確定優化評價掘進工作面風場調控效果的指標，建立指標體系；步驟2：根據確定的各層次的評價指標，構建計算指標的判斷矩陣，并確定各指標的權重值；步驟3：根據風速、瓦斯及粉塵濃度的規定范圍，通過模糊數學法確定各評價指標的隸屬函數；步驟4根據評價指標和反映風場調控效果的分數，確定評價因素集和評語集；步驟5：根據建立的各指標隸屬函數計算得到各指標隸屬度向量，建立風場調控綜合優化評價模型。本發明選取合理有效的調控方案，實現煤礦井下綠色安全開采，提高井下人員工作環境具有重要意義。

技術領域

本發明屬于掘進面風場調控技術領域，特別涉及一種掘進面風場調控排瓦降塵綜合優化評價系統及方法。

背景技術

近些年來，煤巷掘進面斷面尺寸、掘進速度及巷道長度的不斷突破，很大幅度提高了煤炭開采效率，但同時引起的掘進巷道的污染問題也變得越來越嚴峻。“煤礦安全規程”對掘進工作面的風速也有明確規定，要求在0.25～4m/s范圍內。掘進巷道存在的瓦斯粉塵濃度過高和風速不符合規范的問題，會嚴重影響井下作業環境和作業人員的身體健康。

而掘進面產生的粉塵分為全塵(非吸入性粉塵)和呼塵(可吸入性粉塵)，呼塵能沉積于肺泡，是引起塵肺的病因，對井下工作人員身體危害很大。現有方法未綜合考慮回風側風速、司機位置風速、死角區瓦斯濃度、回風側全塵濃度、回風側呼塵濃度、司機位置全塵濃度、司機位置呼塵濃度各指標的權重，對其風場調控效果進行評價。

發明內容

為了克服以上技術問題，本發明的目的在于提供一種掘進面風場調控排瓦降塵綜合優化評價系統及方法，建立掘進面風場調控綜合優化評價方法對其風場調控效果進行評價，選取合理有效的調控方案，實現煤礦井下綠色安全開采，提高井下人員工作環境具有重要意義。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種掘進面風場調控排瓦降塵綜合優化評價方法，包括以下步驟；

步驟1：根據掘進面對安全生產和人體危害的影響因素，確定優化評價掘進工作面風場調控效果的指標，建立指標體系；

步驟2：根據確定的各層次的評價指標，構建計算指標的判斷矩陣，并確定各指標的權重值；

步驟3：根據風速、瓦斯及粉塵濃度的規定范圍，通過模糊數學法確定各評價指標的隸屬函數；

步驟4根據評價指標和反映風場調控效果的分數，確定評價因素集和評語集；(因素集是指以系統中影響評判的各種因素為元素形成的集合)

步驟5：根據建立的各指標隸屬函數計算得到各指標隸屬度向量，并結合評價指標的權重向量，建立風場調控綜合優化評價模型。

所述步驟1優化評價掘進工作面風場調控效果的指標，有如下幾個：

①風速

采煤工作面的風速在0.25～4.0m/s之間，且在1.5～4m/s較好，對于增加采煤機噴霧降塵等措施后，其最大風速可高于該規定值，但不得大于5m/s，合適的風速不僅可以及時排走及稀釋掘進工作面的瓦斯、二氧化碳等有害氣體，并且在保證在不產生二次揚塵的前提下快速排走工作面截割時產生的煤塵，還能降低采深較深的工作面的溫度，因此，合理的風速是維持良好作業環境的重要保障，可作為衡量掘進工作面風場調控效果的指標之一；

②瓦斯濃度

掘進工作面及其他作業點風流中瓦斯體積分數超過1％時，必須停止工作，撤出人員，進行處理；因此，可將此低瓦斯掘進面近端面死角區瓦斯濃度作為評價風場調控效果的指標之一；

③粉塵濃度