基于分形理论的煤矿瓦斯涌出规律预测研究

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从煤矿瓦斯爆炸的现状入手，首先论述了瓦斯爆炸频发的原因以及瓦斯涌出规律研究的必要性。瓦斯事故除了由于管理模式、资金投入、安全标准落后的原因以外，基础理论的研究严重滞后于煤矿安全的需要是一个主要原因。其次，对瓦斯涌出量的预测方法进行了较为全面的探讨。目前，预测瓦斯涌出量的方法有统计法和计算法两大类。他们都是基于涌出量与影响因素之间为线性关系进行预测的，其精度往往不高。从数学的角度来看，预测的模型主要有一元线性回归模型，多元线性回归模型。在灰色理论，以及神经网络的非线性系统的预测方法下，瓦斯涌出规律的研究在理论上有了一个质的飞跃。其数学模型更接近瓦斯涌出的实际情况。但是，灰色理论和神经网络在构建数学模型时带有主观性，不能讲出这样构建模型的合理性。在上面探讨的基础上，引入了分形理论，全面而详尽的说明了使用分形理论解决瓦斯涌出量的合理性。经实际观测，瓦斯的涌出是不均匀的，但也有其一定的规律性。在煤的开采过程中，我们会发现一段时间瓦斯的涌出量大，而又经过一段时间，瓦斯的涌出量又较小，遵循着一种不规则的周期。在晋城市成庄矿2315综放工作面瓦斯涌出量的记录中，明显的表现了上述规律性。所以，我们要研究瓦斯的涌出，就必须使用非线性的系统模型把瓦斯的涌出规律较为客观地描述出来，从而达到预测的目的。最后，以晋城市成庄矿2315综放工作面瓦斯涌出量的纪录为例，采用分形理论中的R/S分析法进行研究，计算出瓦斯涌出量的分形维数和平均循环长度。此外，对瓦斯涌出量的赫斯特指数，分形行为进行了探讨，研究其不规则中的规律性。

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作者
郝仲熙;
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作者单位

太原理工大学;

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授予单位太原理工大学;
学科管理科学与工程
授予学位硕士
导师姓名王汉斌;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TD712.5;
关键词
系统工程; 瓦斯涌出; 分形理论; 分形维; 赫斯特指数; 煤矿瓦斯; 瓦斯预测;

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