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我国煤矿是矿山伤亡最严重的行业,每年因煤矿事故造成的死亡人数达5000~6000人,其事故死亡人数占全国各类矿山事故伤亡总数的80%~90%,其中瓦斯爆炸事故所造成的人员和经济损失最为严重,据最新统计,在重特大事故中,我国瓦斯爆炸事故已占到煤矿事故的80%以上,造成的伤亡人数占到特大事故伤亡人数的九成,因此,煤矿瓦斯爆炸事故的预防与控制是我国煤矿安全生产工作中迫切需要解决的重大课题。
大量资料证明,瓦斯爆炸事故的爆源点一般都在采掘工作面或与采掘工作面紧连的巷道中。因此本文选取采掘工作面瓦斯涌出作为研究对象,结合采掘工作面瓦斯浓度实测数据,应用混沌理论、现代应用数学、计算机科学等对煤矿采掘工作面瓦斯涌出进行混沌判别,并利用混沌吸引子关联维数对其复杂程度加以刻画,证实了采掘工作面瓦斯涌出存在混沌吸引子,且具有混沌现象,然后在对采掘工作面瓦斯涌出时间序列Lyapunov指数的提取与可预报尺度计算的基础上,建立了煤矿采掘工作面瓦斯涌出的相空间重构与神经网络融合预测模型,实验结果表明,该模型有很高的预测精度,并为采掘工作面瓦斯涌出的可预测性及预测模型的选择提供了一种新的依据。
采掘工作面瓦斯涌出非线性特性及预测理论研究,将为瓦斯爆炸事故的分析以及事故预测和控制开创—个新的研究领域,其研究成果的获得和应用对有效预防和控制瓦斯爆炸事故以及改善煤矿安全生产状况具有重要的现实意义和较广阔的应用、推广前景,对其他类型的事故控制也有较大的指导作用。