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第1章　绪论1

1.1　引言1

1.2　瓦斯积聚性分析的问题提出及其意义2

1.2.1 瓦斯灾害的类型及危害2

1.2.2 瓦斯灾害的防治措施3

1.2.3　课题的提出及其意义4

1.3　瓦斯积聚危险性分析国内外研究现状5

1.3.1 国外瓦斯积聚危险的分析与评价5

1.3.2 国内瓦斯积聚危险的分析与评价6

1.4　主要研究内容8

1.4.1　研究内容8

1.4.2　研究路线10

第2章　通风巷道瓦斯积聚危险性分析模型结构的确定11

2.1　引言11

2.2　通风巷道瓦斯浓度变化特点11

2.2.1　通风巷道瓦斯浓度的动态性12

2.2.2　通风巷道瓦斯浓度的随机性和不确定性12

2.2.3　通风巷道瓦斯浓度的相关性13

2.2.4　通风巷道瓦斯浓度状态的常规性和偶然性13

2.3　基于信息熵的瓦斯积聚表示模型13

2.3.1　信息熵及其性质13

2.3.2　瓦斯积聚信息熵表示15

2.4　巷道瓦斯涌出量概率统计模型16

2.4.1 瓦斯涌出规律的统计模型16

2.4.2　巷道瓦斯流量规律研究模型17

2.5　巷道风流稳定性研究模型18

2.5.1　矿井通风系统风流稳定性研究模型18

2.5.2　矿井通风系统瓦斯涌出分布计算19

2.6　小结19

第3章　巷道瓦斯涌出规律的统计分析21

3.1　引言21

3.2　巷道瓦斯涌出量的确定21

3.2.1 瓦斯涌出量的计算21

3.2.2 瓦斯涌出量的现场测定22

3.3　瓦斯涌出量统计性特征及分析22

3.3.1 瓦斯涌出量分布的统计方法22

3.3.2　现场瓦斯涌出量分布的统计分析24

3.4　瓦斯涌出特征规律的概率模拟28

3.4.1　研究瓦斯涌出特征规律的基本方法28

3.4.2 瓦斯涌出量经验分布函数的Lagrange插值法表示29

3.4.3 瓦斯涌出特征规律的模拟计算29

3.5　通风巷道瓦斯涌出不确定性指标确定31

3.5.1 正态分布31

3.5.2　非正态分布32

3.6　小结33

第4章　通风巷道风流稳定性的分析34

4.1 引言34

4.2　通风系统角联巷道的动态特性34

4.2.1　巷道系统角联巷道的判断35

4.2.2　巷道系统角联巷道动态特性分析37

4.3　通风巷道风流稳定性的指标37

4.3.1　巷道灵敏度38

4.3.2　巷道敏感度38

4.3.3　风流稳定度系数39

4.4　通风巷道风流稳定程度系数的特征分析39

4.4.1　风路稳定性系数矩阵F39

4.4.2　风阻变化影响网络趋势指标40

4.4.3 网络中风路风流波动程度指标40

4.4.4 网络中风流影响范围指标40

4.4.5　通风巷道稳定性分析方法41

4.5　通风系统巷道风流稳定性分析示例41

4.5.1　矿井通风系统基本概况41

4.5.2　分析方法及步骤42

4.5.3　计算结果及其分析43

4.6　小结45

第5章　涌出瓦斯在通风巷道的分布区域及其特性研究46

5.1 引言46

5.2　涌出瓦斯在通风系统内流动模型46

5.2.1 瓦斯运移网络范围边界条件46

5.2.2　在网络中瓦斯分布计算模型47

5.2.3　对网络中瓦斯分布计算模型的讨论48

5.3　涌出瓦斯在通风系统流经范围的分析49

5.3.1　分析方法49

5.3.2　计算过程50

5.4　瓦斯流经区域各分支瓦斯浓度计算50

5.4.1 与节点相连的各分支的瓦斯浓度计算原理50

5.4.2　通风系统内瓦斯流经区域内各分支瓦斯浓度计算方法51

5.5　在通风巷道瓦斯浓度的监测布置52

5.5.1 通风系统中瓦斯分布区域的拓扑分析53

5.5.2 网络中待测瓦斯浓度巷道的加边查找法54

5.6　瓦斯在通风系统分布区域及其特性的模拟计算56

5.6.1　模拟计算内容56

5.6.2　模拟计算举例58

5.7　小结63

第6章　瓦斯在通风系统积聚危险性的综合性分析64

6.1 引言64

6.2　通风网络中瓦斯分布特征规律64

6.2.1　各巷道分支瓦斯流量统计指标64

6.2.2　通风巷道瓦斯流量数据的获取方法65

6.2.3　通风巷道瓦斯流量计算过程65

6.2.4　通风巷道瓦斯流量统计规律分析68

6.3　通风网络中各分支瓦斯流量相关性分析68

6.3.1　巷道瓦斯流量相关性系数的计算68

6.3.2　通风系统瓦斯分布区域的相关系数集69

6.3.3　通风巷道相关系数集的表示69

6.3.4　相关系数分析结果70

6.4　巷道瓦斯积聚影响因素的不确定性分析71

6.4.1 瓦斯浓度信息熵与不确定性的关系71

6.4.2　瓦斯浓度信息熵71

6.5　巷道瓦斯积聚危险信息熵的计算方法72

6.5.1 瓦斯积聚危险信息熵的理论计算72

6.5.2 瓦斯积聚危险信息熵的估计72

6.5.3 瓦斯积聚危险信息熵的实际计算73

6.6　巷道瓦斯积聚危险信息熵的计算示例73

6.6.1 瓦斯涌出量的信息熵计算——基于测量数据大样本的信息熵估计74

6.6.2　巷道风量的信息熵计算——基于测量数据小样本的信息熵估计75

6.6.3　巷道瓦斯浓度的信息熵估计75

6.6.4 两种表征瓦斯浓度信息熵的比较75

6.7　小结77

第7章　通风巷道瓦斯积聚危险性分析的应用78

7.1　矿井概况78

7.2　井下瓦斯涌出量的统计分析78

7.2.1 瓦斯涌出源涌出量的统计规律80

7.2.2　矿井监测点控制区域瓦斯流量统计规律81

7.3　矿井通风系统稳定性分析83

7.4　矿井通风网络中各分支瓦斯流量相关性分析85

7.5　矿井瓦斯积聚危险信息熵的计算分析86

7.5.1 巷道瓦斯涌出量的信息熵计算86

7.5.2　巷道风量的信息熵计算86

7.5.3　巷道风量的信息熵计算及结果分析88

7.6　小结88

参考文献90

附录　在煤矿现场采集的数据样本95