本發(fā)明涉及煤礦巷道斷面氣體分布檢測，特別是涉及一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法。

背景技術(shù)：

1、在煤礦開采過程中，巷道內(nèi)的氣體分布情況直接影響礦工的安全和煤礦的生產(chǎn)效率。尤其是在煤礦井下，常見的有害氣體如甲烷、一氧化碳等，如果濃度超標，將極大增加火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險。目前，許多煤礦采用傳統(tǒng)的氣體檢測設(shè)備進行氣體監(jiān)測，但大多數(shù)檢測方法只能在特定位置進行采樣，無法全面、實時地反映整個巷道斷面的氣體分布特點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法全面反應(yīng)整個巷道斷面氣體分布情況的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，包括：

4、確定煤礦巷道斷面的目標位置；

5、將所述目標位置的坐標及其環(huán)境參數(shù)輸入構(gòu)建好的氣體濃度預(yù)測模型中，得到目標位置的氣體分布濃度預(yù)測值；

6、所述氣體濃度預(yù)測模型的構(gòu)建方法為：

7、確定所述煤礦巷道的預(yù)設(shè)位置；

8、對當(dāng)前所述預(yù)設(shè)位置布置多個測點；

9、根據(jù)所述多個測點的位置關(guān)系構(gòu)建三維空間模型；

10、根據(jù)所述三維空間模型得到預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度；

11、確定所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息；

12、根據(jù)所述氣體變化濃度、所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息確定預(yù)設(shè)位置斷面的氣體分布濃度；

13、根據(jù)所述氣體分布濃度和目標位置坐標構(gòu)建氣體濃度預(yù)測模型。

14、優(yōu)選地，所述環(huán)境參數(shù)包括：

15、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速和風(fēng)量。

16、優(yōu)選地，所述巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：

17、巷道斷面的形狀、巷道的長度、寬度和高度。

18、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述三維空間模型得到預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度，包括：

19、根據(jù)構(gòu)建好的三維空間模型確定已知氣體濃度測點；

20、根據(jù)所述已知氣體濃度測點和kriging插值得到未知測點氣體濃度；

21、根據(jù)所述未知測點氣體濃度生成預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度。

22、優(yōu)選地，所述未知測點氣體濃度的計算公式為：

23、

24、其中，c*(x)為未知測點氣體濃度，c(xi)為已知測點氣體濃度。

25、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述氣體變化濃度、所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息確定預(yù)設(shè)位置斷面的氣體分布濃度，包括：

26、選取已知測點氣體濃度中的任一測點；

27、根據(jù)當(dāng)前測點的氣體濃度和煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息計算得到更新后的氣體濃度；

28、根據(jù)更新后的氣體濃度和氣體變化濃度，得到氣體分布濃度。

29、優(yōu)選地，所述更新后的氣體濃度計算公式為：

30、

31、其中，q1為泄漏源信息，q2為風(fēng)量，u為風(fēng)速，h為巷道高度，z為當(dāng)前測點的高度，t為巷道溫度，a為風(fēng)向，y為當(dāng)前測點形狀的長度，x為當(dāng)前測點形狀的寬度。

32、優(yōu)選地，還包括：

33、設(shè)定氣體分布濃度報警閾值和安全時間閾值范圍；

34、判斷目標位置的氣體分布濃度預(yù)測值是否超出氣體分布濃度報警閾值，若是，則發(fā)出一級報警并繼續(xù)判斷，結(jié)合當(dāng)前巷道內(nèi)目標位置的環(huán)境參數(shù)，在所述安全時間閾值范圍內(nèi)，所述目標位置的氣體分布濃度預(yù)測值是否會降低到閾值以下，若否，則發(fā)出二級警報。

35、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

36、本發(fā)明提供了一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，包括：確定煤礦巷道斷面的目標位置；將所述目標位置的坐標及其環(huán)境參數(shù)輸入構(gòu)建好的氣體濃度預(yù)測模型中，得到目標位置的氣體分布濃度預(yù)測值；所述氣體濃度預(yù)測模型的構(gòu)建方法為：確定所述煤礦巷道的預(yù)設(shè)位置；對當(dāng)前所述預(yù)設(shè)位置布置多個測點；根據(jù)所述多個測點的位置關(guān)系構(gòu)建三維空間模型；根據(jù)所述三維空間模型得到預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度；確定所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息；根據(jù)所述氣體變化濃度、所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息確定預(yù)設(shè)位置斷面的氣體分布濃度；根據(jù)所述氣體分布濃度和目標位置坐標構(gòu)建氣體濃度預(yù)測模型。本發(fā)明通過獲取某一點的氣體變化濃度并且結(jié)合了煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息大大提升了對于氣體分布濃度的預(yù)測精度，并且通過前期布設(shè)測點即可獲取氣體變化濃度，降低了設(shè)備成本和人工成本。

技術(shù)特征：

1.一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三維空間模型得到預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述未知測點氣體濃度的計算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣體變化濃度、所述煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息確定預(yù)設(shè)位置斷面的氣體分布濃度，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，所述更新后的氣體濃度計算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種煤礦巷道斷面氣體分布檢測方法，涉及煤礦巷道斷面氣體分布檢測技術(shù)領(lǐng)域。包括：將目標位置的坐標及其環(huán)境參數(shù)輸入構(gòu)建好的氣體濃度預(yù)測模型中，得到目標位置的氣體分布濃度預(yù)測值；預(yù)測模型的構(gòu)建方法為：確定煤礦巷道的預(yù)設(shè)位置；對當(dāng)前預(yù)設(shè)位置布置多個測點；根據(jù)多個測點的位置關(guān)系構(gòu)建三維空間模型；根據(jù)三維空間模型得到預(yù)設(shè)位置斷面的氣體變化濃度；確定煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息；根據(jù)氣體變化濃度、煤礦巷道的環(huán)境參數(shù)、巷道結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄露源信息確定預(yù)設(shè)位置斷面的氣體分布濃度；根據(jù)氣體分布濃度和目標位置坐標構(gòu)建氣體濃度預(yù)測模型。本發(fā)明解決了無法全面反應(yīng)整個巷道斷面氣體分布情況的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：馬小勇,李波,甘亞康,尚再星,牟彪,張英華,田園,張星宇
受保護的技術(shù)使用者：慶陽新莊煤業(yè)有限公司新莊煤礦
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10