[发明专利]综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法

权利要求书

1.一种综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：在综掘面附近布置多个呼吸性粉尘浓度传感器作为监测点，并将各监测点某一段时间采集的实时数据作为已知监测点的数据样本；

S2：对数据样本采用经过对比的高斯理论模型拟合时间半变异函数γ_t(t_j)和空间半变异函数γ_s(l_i)；

S3：根据拟合后的时间半变异函数γ_t(t_j)和空间半变异函数γ_s(l_i)，得到呼吸性粉尘时空场算法；

S4：采用呼吸性粉尘时空场算法建立综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型，计算得到综掘面内任意位置的呼吸性粉尘浓度Z^*(d₀)。

2.根据权利要求1所述的综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法，其特征在于，步骤S1中，布置监测点具体包括：以迎头断面和人行区域煤壁交界处为坐标原点，设定沿轴向迎头到巷道后端方向为x方向，巷道断面人行区域指向压入风筒为y方向，y＝0.2m时，沿x方向的3m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、12m、14m、16m、18m、20m、22m、25m、30m、40m、50m位置设置关键监测点1～17号；y＝2.5m时，x方向同样位置设置关键监测点18～34号。

3.根据权利要求1所述的综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法，其特征在于，步骤S2中，拟合后的时间半变异函数γ_t(t_j)和空间半变异函数γ_s(l_i)的表达式为：

其中，k_t1、k_t2、k_t3、k_l1、k_l2、k_l3是拟合系数；t_j是已知监测点数据与待计算插值点数据的时间差，l_i是已知监测点与待计算插值点之间的距离差。

4.根据权利要求3所述的综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法，其特征在于，步骤S3中，根据拟合后的半变异函数γ_t(t_j)和空间半变异函数γ_s(l_i)得到呼吸性粉尘时空场算法的计算表达式为：

其中，m_l是已知监测点总数，n_t是时间点总数，k_a是幂参数。

5.根据权利要求4所述的综掘面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型的构建方法，其特征在于，步骤S4中，呼吸性粉尘浓度Z^*(d₀)的计算表达式为：