[发明专利]一种掘进面风场调控排瓦降尘综合优化评价系统及方法

说明书

本发明一种掘进面风场调控排瓦降尘综合优化评价系统及方法，步骤1：根据掘进面对安全生产和人体危害的影响因素，确定优化评价掘进工作面风场调控效果的指标，建立指标体系；步骤2：根据确定的各层次的评价指标，构建计算指标的判断矩阵，并确定各指标的权重值；步骤3：根据风速、瓦斯及粉尘浓度的规定范围，通过模糊数学法确定各评价指标的隶属函数；步骤4根据评价指标和反映风场调控效果的分数，确定评价因素集和评语集；步骤5：根据建立的各指标隶属函数计算得到各指标隶属度向量，建立风场调控综合优化评价模型。本发明选取合理有效的调控方案，实现煤矿井下绿色安全开采，提高井下人员工作环境具有重要意义。

技术领域

本发明属于掘进面风场调控技术领域，特别涉及一种掘进面风场调控排瓦降尘综合优化评价系统及方法。

背景技术

近些年来，煤巷掘进面断面尺寸、掘进速度及巷道长度的不断突破，很大幅度提高了煤炭开采效率，但同时引起的掘进巷道的污染问题也变得越来越严峻。“煤矿安全规程”对掘进工作面的风速也有明确规定，要求在0.25～4m/s范围内。掘进巷道存在的瓦斯粉尘浓度过高和风速不符合规范的问题，会严重影响井下作业环境和作业人员的身体健康。

而掘进面产生的粉尘分为全尘(非吸入性粉尘)和呼尘(可吸入性粉尘)，呼尘能沉积于肺泡，是引起尘肺的病因，对井下工作人员身体危害很大。现有方法未综合考虑回风侧风速、司机位置风速、死角区瓦斯浓度、回风侧全尘浓度、回风侧呼尘浓度、司机位置全尘浓度、司机位置呼尘浓度各指标的权重，对其风场调控效果进行评价。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种掘进面风场调控排瓦降尘综合优化评价系统及方法，建立掘进面风场调控综合优化评价方法对其风场调控效果进行评价，选取合理有效的调控方案，实现煤矿井下绿色安全开采，提高井下人员工作环境具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种掘进面风场调控排瓦降尘综合优化评价方法，包括以下步骤；

步骤1：根据掘进面对安全生产和人体危害的影响因素，确定优化评价掘进工作面风场调控效果的指标，建立指标体系；

步骤2：根据确定的各层次的评价指标，构建计算指标的判断矩阵，并确定各指标的权重值；

步骤3：根据风速、瓦斯及粉尘浓度的规定范围，通过模糊数学法确定各评价指标的隶属函数；

步骤4根据评价指标和反映风场调控效果的分数，确定评价因素集和评语集；(因素集是指以系统中影响评判的各种因素为元素形成的集合)

步骤5：根据建立的各指标隶属函数计算得到各指标隶属度向量，并结合评价指标的权重向量，建立风场调控综合优化评价模型。

所述步骤1优化评价掘进工作面风场调控效果的指标，有如下几个：

①风速

采煤工作面的风速在0.25～4.0m/s之间，且在1.5～4m/s较好，对于增加采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于该规定值，但不得大于5m/s，合适的风速不仅可以及时排走及稀释掘进工作面的瓦斯、二氧化碳等有害气体，并且在保证在不产生二次扬尘的前提下快速排走工作面截割时产生的煤尘，还能降低采深较深的工作面的温度，因此，合理的风速是维持良好作业环境的重要保障，可作为衡量掘进工作面风场调控效果的指标之一；

②瓦斯浓度

掘进工作面及其他作业点风流中瓦斯体积分数超过1％时，必须停止工作，撤出人员，进行处理；因此，可将此低瓦斯掘进面近端面死角区瓦斯浓度作为评价风场调控效果的指标之一；

③粉尘浓度