【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤仓安全，尤其涉及一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法、设备及其介质。
技术介绍
1、在煤炭开采过程中，煤仓的安全管理一直是一个备受关注的问题。煤仓的安全隐患多种多样，包括自然发火、瓦斯积聚、粉尘爆炸等灾害问题。近年来，国内外学者和工程师在煤仓隐患的研究方面取得了显著进展，针对各项单一性安全问题提出或研制了一系列有效的解决方案、装备或技术方法。例如，针对煤仓自然发火问题，研究者们开发了多种火灾监测和预警系统；对于瓦斯和粉尘的防控，也涌现出了不少先进的抽排和除尘技术。这些技术的应用，无疑提升了煤仓在应对单一安全问题时的能力。然而，目前的研究和实践仍存在明显的不足，难以全面应对煤仓可能面临的多重安全风险，缺乏一个全局性的、整体性的解决方案。因此，亟需研发一种综合防控方法来从根本上提升煤仓的整体安全水平。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为了现有技术的煤仓灾害防控方法均是只从单一角度出发，缺乏全面性和系统性，使得井下安全性差的技术问题，本专利技术提供一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，能从全局的、整体的角度判定多灾害发生的可能性，实现对煤仓内灾害的综合防控，防控效果好。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，所述方法包括以下步骤：
3、s1，确定正常状态下煤仓内多相流的运移规律；
4、s2，获取综合管控平台实时监测的传感数据，结合所述多相流的运移规律，判断初始灾害发生的可能
5、s3，根据初始灾害发生的可能性，判断多灾害耦合发生的可能性；
6、s4，获取实时监测的传感数据，根据多灾害耦合发生的可能性，制订煤仓内多灾害综合管控策略；
7、其中，煤仓内多灾害综合管控策略包括：
8、当检测到瓦斯浓度过高引起煤自燃灾害或粉尘浓度过高引起煤自燃灾害发生的可能时，控制通风机的运行时间和风速，降低煤自燃发生的可能性；
9、当检测到发生煤自燃可能会导致瓦斯爆炸或粉尘爆炸时，在极限灭火时间内，实现对高温火源点的控制，降低瓦斯爆炸或粉尘爆炸的可能性。
10、进一步，具体地，在所述步骤s1中，所述多相流包括煤仓内瓦斯、粉尘以及风流速度；
11、所述煤仓内瓦斯的运移方程表示为：
12、
13、其中，为瓦斯浓度随时间的变化率，cgas为实时监测的瓦斯浓度，dgas为瓦斯的扩散系数，为风流速度矢量，s为瓦斯的源项，表示单位时间内单位体积中瓦斯的生成或消失量，为拉普拉斯算子，表示空间中的二阶导数；
14、所述煤仓内粉尘的运移方程表示为：
15、
16、其中，为粉尘浓度随时间的变化率，cdust为实时监测粉尘浓度，ddust为粉尘的扩散系数，k为粉尘的沉降系数，表示粉尘颗粒在单位时间内由于重力等因素沉降的比例，sdust为粉尘的源项；
17、所述风流速度的运移方程表示为：
18、
19、其中，ccomb为自燃产生气体的浓度，dcomb为对应气体的扩散系数，scomb为由自燃反应产生的气体源项。
20、进一步，具体地，在所述步骤s2中，判断初始灾害发生的可能性包括以下步骤：
21、s21，构建初始灾害发生模型，所述初始灾害发生模型包括瓦斯爆炸发生模型、粉尘爆炸发生模型以及煤自燃发生模型；
22、s22，实时监测综合管控平台上的传感数据；
23、s22，计算所述煤仓内平均风流速度uavg；
24、s23，根据所述煤仓内平均风流速度以及各传感数据，结合构建的初始灾害模型确定可能发生的初始灾害；
25、其中，所述传感数据包括瓦斯浓度、粉尘浓度、煤自燃后产生的气体浓度、煤仓内的氧气浓度以及煤仓内的温度。
26、进一步，具体地，在所述步骤s21中，所述瓦斯爆炸发生模型pgas表示为：
27、
28、其中，cgas,crit为瓦斯爆炸的临界浓度，sgas为瓦斯源的强度，vcoal为煤仓内煤炭的总体积；
29、所述粉尘爆炸发生模型pdust表示为：
30、
31、其中，cdust,lel是粉尘爆炸的下限浓度；
32、所述煤自燃发生模型pcomb表示为：
33、
34、其中，ccomb,crit是自燃气体的临界浓度；ispont是煤的自燃倾向性指数；tt是煤仓内的实时温度；t0是煤仓的基准温度；δt是温度增长的参考范围；是实时监测的氧气浓度；是氧气支持燃烧的临界浓度。
35、进一步，具体地，判断多灾害耦合发生的可能性包括：
36、当瓦斯或粉尘浓度过高时，若启动通风机，使风流速度变快，判定促进煤自燃的可能性，计算公式为：
37、
38、其中，ispont,promote为煤自燃促进指数，uvent为通风机的风流速度，hcoal为煤仓内煤炭的堆积高度，umax为风流速度的最大值；hmax为煤仓的最大煤位，t为煤炭在仓内的堆积时间，tmin为煤的最短自燃发火期；
39、或者当发生煤自燃时，发生瓦斯或粉尘爆炸的可能性，计算公式为：
40、
41、其中，qspont为煤自燃产生的热量，qign为瓦斯或粉尘的点火能量阈值，，cex为当前瓦斯或粉尘的浓度，cex与爆炸下限浓度clel的比值反映了爆炸的潜在危险性。
42、进一步，具体地，在步骤s4中，所述通风机的运行时间和风速计算公式包括：
43、初始瓦斯浓度或粉尘为c0，经过时间t后的浓度为c(t)，通风效率系数为λ,则浓度随时间变化的公式可以表示为：c(t)＝c0e-λt；
44、为了将浓度降低到安全阈值csafe以下，通过解方程得到：csafe＝c0e-λt；
45、通风机的运行时间t计算公式为：
46、基于通风机的运行时间，计算通风机的风速：
47、进一步，具体地，所述极限灭火时间计算公式包括：
48、
49、其中，t起始为煤自燃的起始温度，t临界为自燃的临界温度，r为灭火系统启动后温度下降的速率。
50、一种计算机设备，包括：
51、处理器；
52、存储器，用于存储可执行指令；
53、其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现如上所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法。
54、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现如上所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法。
55、本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，通过综合管控平台实时监测的传感数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述多相流包括煤仓内瓦斯、粉尘以及风流速度；
3.如权利要求2所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤S2中，判断初始灾害发生的可能性包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤S21中，所述瓦斯爆炸发生模型Pgas表示为：
5.如权利要求4所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，判断多灾害耦合发生的可能性包括：
6.如权利要求5所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在步骤S4中，所述通风机的运行时间和风速计算公式包括：
7.如权利要求1所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，所述极限灭火时间计算公式包括：
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计
...【技术特征摘要】
1.一种煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述多相流包括煤仓内瓦斯、粉尘以及风流速度；
3.如权利要求2所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤s2中，判断初始灾害发生的可能性包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防控方法，其特征在于，在所述步骤s21中，所述瓦斯爆炸发生模型pgas表示为：
5.如权利要求4所述的煤仓多灾害耦合环境下综合防...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢震，包建军，陈晓晶，王晖，武福生，罗克，张蓉，徐向成，孙旭峰，叶柏松，蒋雪利，孙小进，柴晴峰，蒋伟，袁凤培，赵立厂，谢兵，王军，陈贤，卞俊，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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