煤礦瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制摘要探討煤礦瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制問題。根據(jù)某煤礦通風系統(tǒng)示意圖，對該煤礦一個月內(nèi)各監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，遵守《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，用數(shù)學建模的思想去鑒別該煤礦的瓦斯等級，判斷煤礦不安全的程度的大小，確定該煤礦需要的最佳（總）通風量以及兩個采煤工作面所需要的風量和局部通風機的額定風量。針對問題1，在對該煤礦瓦斯等級的鑒別過程中，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百三十三條規(guī)定，運用數(shù)據(jù)的分類取量來建立鑒別高、低瓦斯煤礦的模型，并簡單的利用Excel整體數(shù)據(jù)導入與綜合運算等強大功能對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，求出該煤井一個月內(nèi)的絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量，從而利用模型鑒別出該煤井是屬于“高瓦斯礦井”。針對問題2，在判別該煤礦不安全的程度大小的過程中，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百六十八條的規(guī)定，參照瓦斯?jié)舛葘γ簤m爆炸下限的影響系數(shù)，用模型擬合的方法，建立了瓦斯?jié)舛葘γ簤m下限的影響系數(shù)模型，并根據(jù)煤塵爆炸下限計算公式求出了各監(jiān)測點的空氣中有瓦斯時的煤塵爆炸下限，再根據(jù)各監(jiān)測點的煤塵濃度與該監(jiān)測點相應(yīng)的煤塵爆炸下限比較，利用了兩種方法同時判別出該煤礦不安全的程度大小為0.0462963。針對問題3，在對該煤礦需要的最佳（總）通風量以及兩個采煤工作面所需要的風量和局部通風機的額定風量的確定中，根據(jù)某煤礦通風系統(tǒng)示意圖中井巷風量的分流情況、《煤礦安全規(guī)程》第一百零一條對各井巷中風速的要求，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，找出各監(jiān)測點的瓦斯和煤塵、風速和瓦斯以及風速和煤塵之間比例關(guān)系，并確定了對最佳風量是由最大安全風量決定的，利用該比例關(guān)系結(jié)合線性規(guī)劃的方法，建立求解能保障安全生產(chǎn)的風速的模型，再由求風量公式就能確定出該煤礦需要的最佳（總）通風量為、采煤工作面I所需要的風量為、采煤工作面Ⅱ所需要的風量為和局部通風機的額定風量為。關(guān)鍵詞：瓦斯相對涌出量，瓦斯絕對涌出量，模型擬合，線性規(guī)劃，風量，乏風，最佳通風量，監(jiān)測與控制，煤塵爆炸下限，最大安全風0 問題背景當前，煤礦的安全生產(chǎn)已成為社會關(guān)注的熱點問題之一，尤其在能源緊張，對煤的需求量不斷增加的情況下，煤礦的安全生產(chǎn)問題更為值得我們關(guān)注，同時這也是構(gòu)建和諧、穩(wěn)定社會的重要組成部分。據(jù)新華社北京2006年2月5日電（記者劉錚）國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局局長李毅中5日表示：今年的安全監(jiān)管工作重點要在遏制煤礦等重特大事故、深化安全專項整治、探尋實施治本之策、加強企業(yè)安全基礎(chǔ)工作方面實現(xiàn)新的突破。同時，國家《煤礦安全規(guī)程》給出了煤礦預防瓦斯爆炸的措施和操作規(guī)程，以及相應(yīng)的標準。規(guī)程要求煤礦都必須安裝瓦斯自動檢控系統(tǒng)和通風系統(tǒng)，瓦斯檢控系統(tǒng)要求所有的采煤工作面和回風巷及部分進風巷都要設(shè)置安裝瓦斯傳感器，每個傳感器都與地面控制中心相連，當井下瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r，控制中心將自動切斷電源，停止采煤工作，人員撤離采煤現(xiàn)場。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年全國煤礦發(fā)生事故405起，死亡2157人。瓦斯事故死亡人數(shù)占全國煤礦事故總死亡人數(shù)的36.0%。在58起一次死亡10人以上的特大事故中，瓦斯事故40起，占69 %。一次死亡百人以上的事故5起。這些事故所造成的經(jīng)濟損失是重大的，給社會和傷亡人員的家庭所造成影響與損失是無法估量的。我們注意到，大部分煤礦事故的罪魁禍首都是瓦斯或煤塵爆炸，瓦斯在煤礦的開采中是不可避免的。因此，礦井下的瓦斯和煤塵對煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成了重大威脅，做好煤礦井下瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制是保證煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。1 問題重述煤礦安全生產(chǎn)是我國目前亟待解決的問題之一，做好井下瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（見附件1）。瓦斯是一種無毒、無色、無味的可燃氣體，其主要成分是甲烷，在礦井中它通常從煤巖裂縫中涌出。瓦斯爆炸需要三個條件：空氣中瓦斯達到一定的濃度；足夠的氧氣；一定溫度的引火源。煤塵是在煤炭開采過程中產(chǎn)生的可燃性粉塵。煤塵爆炸必須具備三個條件:煤塵本身具有爆炸性；煤塵懸浮于空氣中并達到一定的濃度；存在引爆的高溫熱源。試驗表明，一般情況下煤塵的爆炸濃度是30～ 2000g/m3，而當?shù)V井空氣中瓦斯?jié)舛仍黾訒r，會使煤塵爆炸下限降低，結(jié)果如附表1所示。國家《煤礦安全規(guī)程》給出了煤礦預防瓦斯爆炸的措施和操作規(guī)程，以及相應(yīng)的專業(yè)標準 (見附件2)。規(guī)程要求煤礦必須安裝完善的通風系統(tǒng)和瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)，所有的采煤工作面、掘進面和回風巷都要安裝甲烷傳感器，每個傳感器都與地面控制中心相連，當井下瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r，控制中心將自動切斷電源，停止采煤作業(yè)，人員撤離采煤現(xiàn)場。具體內(nèi)容見附件2的第二章和第三章。