煤矿瓦斯和煤尘的检测与控制生数学建模竞赛论文.doc

高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承 诺 书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛的题目是： 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 日期： 年 月 日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： 煤矿瓦斯和煤尘的检测与控制 摘 要 随着社会的发展，煤矿安全事故也在不断的增加。本文就某一个煤矿的具体情况，对煤矿中瓦斯和煤尘爆炸进行分析，并建立模型解决几个典型问题。 问题一：按照国家《煤矿安全规程》中给出的评价标准，先对两个关键的指标绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量进行合理的定义。运用附表2中给出的数据求出该煤矿的绝对瓦斯涌出量，由于相对瓦斯涌出量与每天工作时间有关，所以根据临界的相对瓦斯涌出量求出临界时间。由临界时间来判断该煤矿是属于“高瓦斯煤矿”还是“低瓦斯煤矿”。用excel求解得到：当该煤矿的工作时间大于10.105时，该煤矿属于“高瓦斯煤矿”。当工作时间小于10.105 时，该煤矿属于“低瓦斯煤矿”。 问题二：附表2中给出的是安全的瓦斯浓度和煤尘量，所以对附表中的数据按各个工作面进行拟合预测，采用线性拟合和灰色预测的方法预测出该煤矿中各个工作面的速度与瓦斯浓度及速度与煤尘的关系函数。再求出该煤矿的爆炸下限区间，以及资料中给出的条件求出的爆炸下限区间。再用几何概率的方法求出该煤矿发生爆炸的可能性。结果为： 采煤工作面I和掘进工作面发生爆炸的概率为0. 当时，采煤工作面Ⅱ可能发生爆炸。 当值取时对应得值 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 10.4067 8.2830 6.6237 5.3104 4.2580 3.4048 2.7052 2.1252 1.05 1.15 1.25 1.35 1.45 1.55 1.65 1.6392 1.2276 0.8755 0.5710 0.3051 0.0704 0 问题三：在问题二的基础上，以该煤矿所需要的总通风量最佳为目标函数构建非线性规化模型，在相应的约束条件下运用matlab软件求解，采煤工作面Ⅰ的风量，采煤工作面Ⅱ的风量，局部通风机的额定风量，最佳总通风量。 本文巧妙的运用线性规划和灰色理论知识对数据进行拟合并得到了很好的效果。 关键词：拟合；灰色预测；非线性规划；煤矿安全规程 一、问题的重述 煤矿安全生产是我国目前亟待解决的问题之一，做好井下瓦斯和煤尘的监测与控制是实现完全生产的关键环节（见附件1）。 瓦斯是无毒、无色、无味的可燃气体，其主要成分是甲烷，在矿井中它通常从煤岩中涌出。瓦斯爆炸需要三个条件：空气中瓦斯达到一定浓度；足