煤矿瓦斯重大灾害预警系统研究

工程硕士学位论文煤矿瓦斯重大灾害预警系统研究申请人姓名：高永才指导教师：李化敏教授专业名称：矿业工程研究方向：矿山系统工程河南理工大学能源科学与工程学院二○○九年十月八日煤矿瓦斯重大灾害预警系统研究高永才河南理工大学河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河南理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日中图分类号：X913.4密级：公开UDC：单位代码：10460煤矿瓦斯重大灾害预警系统研究ResearchonEarlyWarningSystemsofGreatGasDisastersinCoalmines申请人姓名高永才申请学位工程硕士学科专业矿业工程研究方向矿山系统工程导师李化敏职称教授提交日期2009.10.8答辩日期河南理工大学致谢值此论文完成之际，谨向对我提供过各种形式帮助的人士表示诚挚的谢意！首先向辛勤培育我的导师李化敏教授表示崇高的敬意和衷心地感谢！自读工程硕士以来，导师在百忙之中经常与我联系，关心我论文的每一个阶段，经常给予指导。导师严谨的治学态度、渊博的专业知识、敏锐的思维和对学科发展前沿的洞察力，是我求学做人的楷模，恩师对我至真至诚的关怀将使我终身难忘。感谢能源学院为我上课的所有老师，他们给予了我很多的知识和方法，提供了大量的帮助，从而使我的论文得以顺利完成。感谢在百忙之中评阅我的论文的专家们！感谢我拜读过的文章的作者们给予我的启发！特别的感谢给予我的爱人×××女士，是她带着我们8岁的女儿长大，独自一人承担了所有的家务，默默地给予了我莫大的支持和帮助，在此表示衷心的谢意！感谢我的父母、我的家人和许多朋友，他们或提供有价值的建议，或默默地提供各种形式的帮助，他们对我的鼓励和帮助使我克服了许多困难，在此一并表示深深的谢意！感谢所有关怀和帮助我的人!摘要据国家煤矿安全监察局统计，自2001年以来的煤矿重特大事故中，瓦斯事故始终占据了第一位，已经成为我国煤矿生产中首要的重大灾害。因此，如何将现在被动的事故后处理的安全管理方式转变为事前控制的管理方式是改变目前瓦斯事故多发局面，实现本质安全的根本出路所在。而瓦斯重大灾害预警系统则可以在事故萌芽阶段即发出警报，提示决策人员采取预控对策，以消除事故隐患，实现系统安全。所以对瓦斯重大灾害预警系统进行深入研究就具有重要的理论意义和重大的现实意义。通过运用预警理论和可拓理论等多学科交叉理论，理论分析与实证研究并重，对煤矿瓦斯重大灾害预警系统进行了深入地研究，为煤矿实施瓦斯灾害预警系统提供理论支持和技术支撑。提出了煤矿瓦斯灾害预警系统的组成，瓦斯预警机制及系统目标，煤矿瓦斯灾害预警管理体系和煤矿瓦斯灾害预警系统应满足的要求。在介绍预警指标体系建立原则的基础上，给出了瓦斯爆炸预警的指标体系和煤与瓦斯突出预警的指标体系。基于熵理论和可拓理论建立了基于熵权—可拓理论的综合预警模型。最后利用建立的指标体系和预警模型对平顶山东矿区的4个样本进行了预警分析，得出了预警的等级以及4个样本突出危险程度的差异。关键词：瓦斯灾害；预警系统；预警模型；预警指标；预警机制AbstractAccordingtothestatisticofStateAdministrationofCoalMineSafety,Gasaccidentshavebeenchiefandfataldisasterincoalmineproductioninextremeheavilyaccidentssince2001.Sohowtoconvertthepassiveandafterthefactsafetymanagementpatterntoprecontrolmanagementpatternisthefundamentalwaytochangetheacualitywhichgasaccidentshappenfrequently.Itisalsothefundamentalwaytoassuresafetyinessence.Gasdisasterearlywarningsystemcangivealarmduringtheearlystagesoastotakecountermeasurestoassuresafety.Therefore,itissignificantintheoryandacualitytoresearchdeeplygasdisasterearlywarningsystem.Gasdisasterearlywarningsystemwasdeeplystudiedwiththeuseofearly-warningandextennicstheories.Theoreticalanalysisandacualityresearchwereallappliedduringthestudy.Thiscanprovidetheoreticandtechnicsupporttocoalmines.Themakeupofgasdisasterearlywarningsystemwasputforward.Earlywarningmechanism,systemgoals,managementsystemandrequirmentsfotearlywarningsystemwerebuilt.Onthebasisofprinciplsforbuildingearlywarningindicessystem,indicessystemsofgasesplosionandcoalandgasoutburstwereputforward.Syntheticearlywarningmodelbasedonentropyweightandextensibletheorywasbuilt.AtlastfourexamplesinPingDingshaneastareawereanalyzedwiththeindicessystemandearlywarningmodelbuiltabove.Earlywarningdegreeanddifferencesamongthefourexamplesarepointedout.Keywords:Gasdisaster;earlywarningsystem;earlywarningmodel;earlywarningindices;earlywarningmechanism目录1煤矿瓦斯重大灾害预警概述....................................................................................11.1预警理论概述..................................................................................................11.2国内外研究现状..............................................................................................31.2.1预警机制的研究现状..............................................................................................31.2.2预警指标体系的研究现状......................................................................................41.2.3预警模型的研究现状..............................................................................................41.2.4运行保障机制的研究现状......................................................................................71.2.5瓦斯灾害预警系统的研究现状..............................................................................71.3当前研究中存在的问题..................................................................................91.4研究煤矿瓦斯重大灾害预警的意义..............................................................91.5论文研究的主要内容....................................................................................112煤矿瓦斯重大灾害预警的基础理论......................................................................132.1危机管理理论................................................................................................132.2瓦斯突出理论................................................................................................192.2.1瓦斯爆炸................................................................................................................202.2.2煤与瓦斯突出（CoalandGasOutburst）............................................................222.3系统非优理论................................................................................................262.4系统控制论....................................................................................................282.5安全科学理论................................................................................................293煤矿瓦斯重大灾害预警体系........................................................