基于Bayesian网络的坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出预警控制机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51274089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0408.安全科学与工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Over 80 percent of gas disasters were concerned with coal and gas outburst. The proportion of coal and gas outburst occurred in the hard roof coalmines was higher than others. It was very theoretically and practically significant to research on control mechanism of coal and gas outburst early warning system on hard roof condition. Many theories such as early warning theory, extension theory, et al. were used in the study. Theoretical analysis, laboratory experiment, computer simulation and field experiment were adopted. The relationship between gas emission or outburst and influencing factors, the quantitative relationship between outburst omen and outburst, operational mechanism and monitoring and control mechanism would be deeply researched. Comprehensive relationship between gas emission or outburst and primary influencing factors on hard roof condition will be ascertained. Discrimination method of outburst omen based on rough set-extensible pattern recognition will be put forward. Quantitative relationship between outburst omen and outburst will be built up. Dynamic evaluation model used to outburst risk analysis based on Bayesian network-extension theory will be established. Operational mode, operational mechanism and monitoring and control mechanism will be put forward. Countermeasures to prevent outburst will be improved further. Organizational model of outburst early warning system will be constructed. All research findings will be theoretical basis to execute coal and gas outburst early system in coalmines.
我国超过80%的瓦斯灾害和煤与瓦斯突出有关,坚硬顶板条件矿井发生的煤与瓦斯突出占有较高的比重,因此对坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出预警系统控制机理进行研究具有重要的理论意义和现实意义。本项目运用预警理论和可拓理论等多学科交叉理论,采用理论分析、实验室试验、计算机仿真和现场试验,对坚硬顶板条件下瓦斯涌出(突出)与主要影响因素之间的关系、煤与瓦斯突出预兆信息和突出之间的量化关系以及预警系统的运行机制和监控机制进行研究。以期确定出坚硬顶板条件下瓦斯涌出(突出)与主要影响因素的综合关系;提出基于粗糙集-可拓模式识别的煤与瓦斯突出预兆信息甄别方法;建立突出预兆信息与突出之间的量化关系;构建基于Bayesian网络-可拓理论的突出风险评价动态模型;提出突出预警系统运转模式、运行机制和监控机制;进一步完善突出预控对策库;建立突出预警系统的组织模型。从而为煤炭企业成功实施煤与瓦斯突出预警系统提供理论支持。

结项摘要

随着煤矿开采深度的增加,瓦斯已经成为制约煤矿安全高效生产的首要因素。坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出事故占有较高的比重,而煤与瓦斯突出灾害预警可以提前发出警报。因此针对当前煤与瓦斯突出预警研究存在的不足,对坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出预警控制机理进行研究具有重要的理论意义和重大的现实意义。本项目主要对坚硬顶板条件下瓦斯涌出(突出)与影响因素之间的关系、突出预兆信息甄别新方法、预警系统的运行机制与监控机制等内容进行了研究。测定了实验区平禹四矿二1煤层的瓦斯基础参数。理论分析推导出了煤层中径向不稳定流和球向不稳定流的瓦斯压力场方程,推导出了瓦斯流量方程和煤层透气性系数λ的方程,它们都是关于时间t和距钻孔(或巷道)中心的距离r的函数。利用理论推导与现场试验结合的方法分析了煤层瓦斯含量与埋藏深度之间的定量关系,煤层埋藏深度在一定范围内,煤层瓦斯含量与煤层埋藏深度呈正比关系,但随着埋藏深度的增加,正比例系数逐渐减少,瓦斯含量趋于常数。研究得出瓦斯涌出初速度、瓦斯涌出量等参数具有相似的或相反的变化规律,它们是关于距离x或者时间t的S型曲线和倒S型曲线的组合。利用FLAC3D数值模拟等方法进行了采煤工作面瓦斯涌出(突出)影响因素的综合分析,结果发现渗透性是影响工作面煤壁瓦斯涌出的关键因素;瓦斯压力和煤层围岩透气性之间呈现一定的负相关性;周期来压与工作面瓦斯涌出量具有一定的相关性;当覆岩关键层周期性破断失稳后,瓦斯将快速大量涌向采场;采场的采动应力与煤层瓦斯压力之间存在一定的关联,并且它们都对煤体的孔裂隙结构有影响。构建了基于粗糙集-可拓模式识别的煤与瓦斯突出识别模型。构建了煤矿瓦斯灾害预警管理系统的组织模型,对瓦斯灾害预警管理系统的功能体系进行了重构;构建了基于Bayesian网络-可拓理论的风险分析模型;提出了瓦斯灾害预警管理系统的运转模式、运行机制、监控机制与管理制度体系。通过对煤与瓦斯突出预警控制机理的研究,可以为煤矿安全生产提供有力的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
煤层瓦斯流动方程研究及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴立云;王飞;杨玉中
  • 通讯作者:
    杨玉中
封闭柔性支护结构对底板冲击矿压的抑制机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐学锋;窦林名;刘军;张银亮
  • 通讯作者:
    张银亮
巨厚上覆砾岩厚度对采动围岩应力演化影响规律数值模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    煤矿开采
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞龙龙;张浩;李正可;顾树圣
  • 通讯作者:
    顾树圣
综放工作面极窄煤柱合理留设宽度研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    煤矿机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李正可;徐学锋
  • 通讯作者:
    徐学锋
瓦斯压力场方程的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何毓俊;吴立云;王飞;杨玉中
  • 通讯作者:
    杨玉中

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其他文献

煤矿安全评价中介组织监管方式改进探析
  • DOI:
    10.13347/j.cnki.mkaq.2018.07.060
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤矿安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵兵洋;杨玉中
  • 通讯作者:
    杨玉中
煤与瓦斯突出危险性评价的可拓方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    吴立云;杨玉中;高永才
  • 通讯作者:
    高永才
基于综合赋权与集对分析的煤炭企业安全评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    矿业安全与环保
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈维占;杨玉中
  • 通讯作者:
    杨玉中
煤与瓦斯突出动能临界值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王飞;杨玉中;吴立云;孟晗
  • 通讯作者:
    孟晗
安全质量标准化的修正熵权的TOPSIS综合评价方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工业安全与环保
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓叶飞;孟祥中;张亚东;杨玉中
  • 通讯作者:
    杨玉中

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基于Rough集的坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出预警机制研究
  • 批准号:
    51874121
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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