煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制毕业设计论文(编辑修改稿)

煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

煤尘爆炸下限 瓦斯浓度 煤尘爆炸下限 最小值 最大值 对比附表 2各观测点的煤尘浓度与相应的煤尘爆炸下限浓度可得，煤尘浓度远远小于其爆炸下限浓度，故该矿井的煤尘不会引发爆炸事故。 综上所述，该煤矿出现不安全事件的程度（即发生爆炸事故的可能性）为 %。 （三）确定该煤矿所需要的最佳通风量 根据煤矿开采工作中的实际情况以及《煤矿安全规程》的实际要求，甘肃煤炭工业学校毕业论文 5 确定该煤矿所需要的最佳（总）通风量，以及两个采煤工作面所需要的风量和局部通风机的额定风 量（所谓最佳通风量是指在保证各工作面和回风巷瓦斯浓度与煤尘浓度都不超标的情况下，寻求矿井的最小通风量，形成一个优化问题，目标是总的通风量最小）。 具体实现过程如下： 设 1x 为总进风巷的风速， 2x 为采煤工作面Ⅱ进风巷的风速， 3x 为通往采煤工作面Ⅰ进风巷及掘进巷的风速， 4x 为采煤工作面Ⅰ进风巷的风速， 5x 为掘进巷（ 3x 的一个分支）的风速， 6x 为局部通风机的风速（如无特别说明，风速的单位为 /ms）。 主巷道断面大约为 25m ，其他各采煤区的进风巷、回风巷和掘进巷的断面大约为 24m ，掘进巷道中的风筒直径为 400mm。 针对上述变量建立非线性规划模型，具体建立 过程如下： 1．设定函数 要想求出最佳总进风量，只需要在满足各项限制条件的前提下，求出总进风量的最小值即可。 因此，目标函数定义为 1()f x x。 2．风量守恒原则 该煤矿利用两个可控风门调节各采煤工作面的风量，通过一个局部通风机和风筒实现掘进巷的通风。 根据题中附图 1所示各井巷风量的分流情况，得约束条件如下：  1 2 3 3 4 55 4 ,x x x x x x    掘进巷需要安装局部通风机，其额定风量一般为 m in/400~150 3m。 由此可得局部通风机的额定风速为 sm /~。 得约束条件为： 619 .8 94 4 53 .0 51 6x 、巷道和总回风巷的风速标准 对各井巷中风速的要求，得约束条件如下： 1 2 3 4 5 60 8 , 0 .2 5 6 , 0 .2 5 1 0 , 0 .2 5 6 , 0 .1 5 0 .0 1 4x x x x x x           1% 第一问已鉴别出该矿属于 “ 高瓦斯矿井 ” ，再根据《煤矿安全规程》第一百六十八条的规定，该矿各矿井的瓦斯体积百分比均应小于 1%。 设 1 2 3,a a a 分别为采煤工作面Ⅱ、采煤工作面Ⅰ和掘进工作面的瓦斯绝对涌 出量 （ 均取 已知 值 的最 大值 ， 可以 通过 筛 选得 到 ），其 中甘肃煤炭工业学校毕业论文 6 3 3 31 2 30 . 0 9 8 6 / , 0 . 0 6 7 7 / , 0 . 0 2 9 1 /a m s a m s a m s  。 得约 束 条 件如 下 ：3122 1 4 2 5 6 31001 0 0 1 0 0% 1 % , % 1 % , % 1 %4 4 4 0 . 0 4 aaax a x a x x a     （不等式左边的表达式为相应观测点的瓦斯浓度） 化简不等式可得： 242. 44 04。 1. 67 56xx[12] 表 3 瓦斯浓度与煤尘爆炸下限浓度关系 空气中瓦斯浓度 (%) 煤尘爆炸下限浓度 (g/m3) 30 15 运用 matlab做数据曲线拟合，可得 “ 瓦斯浓度（ x瓦 ） 煤尘下限浓度 (y煤 )” 函数关系式： 22 . 2 8 5 7 1 5 . 9 4 2 9 2 9 . 6y x x  瓦瓦煤 （ 1） 其具体程序如下 ： x=[0 1 2 3 4]。 y=[30 15 3 ]。 polyfit(x,y,2)[5] 另外根据附表 2的数据可以分别得到两个采煤工作面和掘进工作面“ 风速（ x） 煤尘浓度 (y)” 的函数关系式，分别为： 采煤工作面Ⅱ： 2222 0 . 4 5 9 8 8 4 . 6 7 4 5 9 5 . 2 1 6 6y x x  风风煤2 （ 2） 采煤工作面Ⅰ： 2111 0 . 3 5 6 6 0 . 2 8 3 8 5 . 2 3 2 6y x x  风 风煤 （ 3） 掘 进工作面： 21 . 2 3 6 7 3 . 6 1 7 2 9 . 2 3 5 5y x x  煤 掘 风 掘 风 掘 （ 4） 利用三个面的风速值，求出与之对应的煤尘浓度，得到的浓度需小甘肃煤炭工业学校毕业论文 7 于相应处的煤尘爆炸下限（将已经计算得到的瓦斯浓度分别代入（ 1）式即可得）。 得约束条件如下： 222222224444256 4 4 4 4 ( ) xxxxxxxxxx       5625 6 5 62( ) xxx x x x               综上所述可建立非线性规划模型如下： 甘肃煤炭工业学校毕业论文 8  1561 2 33 4 522222222444m i n ( ) 5 1 45420. 459 8 84. 674 5 95. 216 6 8574 98615. 942 9 29. 64 986. . 566 838 326 8574 6776f x xxxx x xx x xxxxxs t x xx      425 6 5 625 6 5。