现代信息技术在煤与瓦斯突出区域预测中的应用
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摘要
煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产最为严重的自然灾害之一。鉴于其影响因素众多而突出机理尚未彻底研究清楚、突出灾害却日益加剧的现实状况，本文提出了利用瓦斯地质学理论并通过有效管理和分析采场瓦斯突出煤体信息实施突出预测的指导思想；充分强调作为预测实施主体的人在其中应该起到最积极和最重要的作用，并在此基础上创建了矿井煤与瓦斯突出区域预测信息系统。
(1)论文首先阐述了创建煤与瓦斯突出区域预测信息系统的必要性和深远意义，分析了其当前的研究现状和存在问题，确立了以瓦斯地质学为理论基础、以地理信息系统为开发平台的研究方案和技术路线。
(2)结合信息的特点及其运动规律，从系统分析的思想出发，探讨以煤与瓦斯突出区域预测为目的瓦斯地质信息获取过程和管理模式。
(3)以瓦斯地质区划论的相关思想为指导，研究了通过瓦斯突出事故树分析与人工神经网络模拟相结合进行煤与瓦斯突出区域预测的新方法。
(4)探讨了影响和控制煤与瓦斯突出的瓦斯地质变量趋势分析方法及实现其空间可视化表达的手段和方法。
(5)分析了信息系统的发展过程、功能分类及其各项具体实施细节，确立了适用于矿井安全管理的煤与瓦斯突出区域预测信息系统可行性开发方案。
(6)详细探讨了创建矿井煤与瓦斯突出区域预测信息系统的具体方法和过程，并对相关功能模块和连接数据库、知识库的构筑、实现及运行机制进行了较深入的研究。
(7)结合淮北矿业集团公司芦岭煤矿的现场资料和实际情况，尝试开发了“淮北芦岭矿煤与瓦斯突出区域预测信息系统”。
(8)最后对全文的研究内容进行了比较系统的归纳和总结，并客观评价了论文研究工作中的不足和尚存在的问题；对论文后期工作的进一步开展制定了新的目标和要求，对项目应用前景作出了积极展望。
全文总体上分为明暗两条线索。第一条明线主要致力于以瓦斯地质学为基础对煤与瓦斯突出区域预测信息系统开发方法的探讨，旨在实现对瓦斯地质信息的有效管理和应用，并为现场安全管理和工程技术人员提供必要的决策支持。另一条暗线则充分强调了人在预测和防治突出灾害中的主体作用，重在加强现场安全管理和工程技术人员深入、全面地掌握瓦斯地质理论知识的手段，提高他们实时、
重庆大学博士学位论文
准确分析灾害信息、有效防患未然的能力。
同时，这也是论文研究的总体预期目标，以求能够有效地促进煤与瓦斯突出
预测技术的发展，真正在预防煤与瓦斯突出灾害事故的生产实践中起到积极的作
用。
关键词:瓦斯地质学，煤与瓦斯突出，区域预测，信息系统，决策支持
Coal and gas outburst is one of the most fearful disaster to impact the safety states during coal mining.For the mechanism of the disaster is not clear yet, however the accidents caused by that are become much more heavier, a directive idea has been brought forward in this paper, which pays attention to enhance the ablilities of spot engineering and technical personnels to apply practically the relevant theories and to manage and analyse information from the gas outburst coal mass on prognosticating gas outburst;and which specially emphasizes that the human as the principal part must act a dominant and positive role on the task.Based on that above,the research solutions to develop an information system for prognosticating gas outburst has been confirmed which can be illuminated briefly as below:(1) The need and significance of developing an information system for prognosticating gas outburst have been discussed;the actualities and limitations of current studying conclusions also have been summarized.The research solutions and technic routes have have been set down, which are based on gas and geological theories and are generated on based on Geographical Information System(GIS) software.(2) Considering the features and transform disciplinarian of information, introducing of systematic analyse ideas,the processes and patterns of getting and managing gas and geological information have been probed into.(3) Based on the theories of measuring off gas and geological regions,a new method by combining the technics of fault tree analysis and artifical neural net simulation has been studied to prognosticate gas outburst.(4) The trend analyse method for gas and geological variables has been discussed,the variables which affect and control gas outburst's happening.And the researchs on how to realize the spacial variables' visualization also have been made.(5) The evolution process,function sort and implementing in detail of information system have been analyzed,and on the base of it,a feasible way of developing an information system for prognosticating gas outburst has been confirmed,which can meet the safety management in coal mining very well.(6) The material methods and processes of developing an information system for prognosticating gas outburst have been discussed in detail,which mainly involves in creating the correlative function modules,database,repository,and in it 's realizing and
running.(7) "The information system for prognosticating gas outburst of Luling coal mine" has been attempted to make on the base of its actual condition and spot data.(8) Finally, all the research contents in this paper have been concluded and summarized systemicly,and some problems and shortage are also pointed out and assessed.The new aim and request after the paper have been made,at the same time,the applying foreground to the system has been prospected.This paper comprises two threads of research thought on the whole.In the first visible one,the methods for developing an information system for prognosticating gas outburst on the base of gas and geological theories are probed into,which is aimed to manage and apply gas and geological information effectively,and to offer the spot engineering and technical personnels decision supports needed for safety management.In the second invisible one,that human is the principal part in prevention and cure of gas outburst has been emphasized fully, those spot personnels must master systematic gas and geological theories entirely and deeply, and their abilities to analyse disaster exactly in real time must be enhanced.On the other hand,it is the general objective of this paper,that aims to improve the technics for gas outburst prediction effectively,and plays an important role in defending the disaster in coal mining.
(1)论文首先阐述了创建煤与瓦斯突出区域预测信息系统的必要性和深远意义，分析了其当前的研究现状和存在问题，确立了以瓦斯地质学为理论基础、以地理信息系统为开发平台的研究方案和技术路线。
(2)结合信息的特点及其运动规律，从系统分析的思想出发，探讨以煤与瓦斯突出区域预测为目的瓦斯地质信息获取过程和管理模式。
(3)以瓦斯地质区划论的相关思想为指导，研究了通过瓦斯突出事故树分析与人工神经网络模拟相结合进行煤与瓦斯突出区域预测的新方法。
(4)探讨了影响和控制煤与瓦斯突出的瓦斯地质变量趋势分析方法及实现其空间可视化表达的手段和方法。
(5)分析了信息系统的发展过程、功能分类及其各项具体实施细节，确立了适用于矿井安全管理的煤与瓦斯突出区域预测信息系统可行性开发方案。
(6)详细探讨了创建矿井煤与瓦斯突出区域预测信息系统的具体方法和过程，并对相关功能模块和连接数据库、知识库的构筑、实现及运行机制进行了较深入的研究。
(7)结合淮北矿业集团公司芦岭煤矿的现场资料和实际情况，尝试开发了“淮北芦岭矿煤与瓦斯突出区域预测信息系统”。
(8)最后对全文的研究内容进行了比较系统的归纳和总结，并客观评价了论文研究工作中的不足和尚存在的问题；对论文后期工作的进一步开展制定了新的目标和要求，对项目应用前景作出了积极展望。
全文总体上分为明暗两条线索。第一条明线主要致力于以瓦斯地质学为基础对煤与瓦斯突出区域预测信息系统开发方法的探讨，旨在实现对瓦斯地质信息的有效管理和应用，并为现场安全管理和工程技术人员提供必要的决策支持。另一条暗线则充分强调了人在预测和防治突出灾害中的主体作用，重在加强现场安全管理和工程技术人员深入、全面地掌握瓦斯地质理论知识的手段，提高他们实时、
重庆大学博士学位论文
准确分析灾害信息、有效防患未然的能力。
同时，这也是论文研究的总体预期目标，以求能够有效地促进煤与瓦斯突出
预测技术的发展，真正在预防煤与瓦斯突出灾害事故的生产实践中起到积极的作
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Coal and gas outburst is one of the most fearful disaster to impact the safety states during coal mining.For the mechanism of the disaster is not clear yet, however the accidents caused by that are become much more heavier, a directive idea has been brought forward in this paper, which pays attention to enhance the ablilities of spot engineering and technical personnels to apply practically the relevant theories and to manage and analyse information from the gas outburst coal mass on prognosticating gas outburst;and which specially emphasizes that the human as the principal part must act a dominant and positive role on the task.Based on that above,the research solutions to develop an information system for prognosticating gas outburst has been confirmed which can be illuminated briefly as below:(1) The need and significance of developing an information system for prognosticating gas outburst have been discussed;the actualities and limitations of current studying conclusions also have been summarized.The research solutions and technic routes have have been set down, which are based on gas and geological theories and are generated on based on Geographical Information System(GIS) software.(2) Considering the features and transform disciplinarian of information, introducing of systematic analyse ideas,the processes and patterns of getting and managing gas and geological information have been probed into.(3) Based on the theories of measuring off gas and geological regions,a new method by combining the technics of fault tree analysis and artifical neural net simulation has been studied to prognosticate gas outburst.(4) The trend analyse method for gas and geological variables has been discussed,the variables which affect and control gas outburst's happening.And the researchs on how to realize the spacial variables' visualization also have been made.(5) The evolution process,function sort and implementing in detail of information system have been analyzed,and on the base of it,a feasible way of developing an information system for prognosticating gas outburst has been confirmed,which can meet the safety management in coal mining very well.(6) The material methods and processes of developing an information system for prognosticating gas outburst have been discussed in detail,which mainly involves in creating the correlative function modules,database,repository,and in it 's realizing and
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引文
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