煤矿地下积水采空区挡水煤柱分级预警模型研究

煤矿地下积水采空区运行状态是井下高效生产工作的基本条件,而挡水煤柱作为直接与水接触的对象,更是潜在的危险因素。为及时了解挡水煤柱内部受力及渗压变化情况,以内蒙某矿42108辅运巷32与33联巷间挡水煤柱为研究对象,设计搭建监测系统,实时采集数据;引入概率论中相关理论和不等式方法,对各传感器进行分类和异常数据判定,建立了单一传感器分级报警方法,能够精准发现异常数据,提高数据异常甄别的准确率;采用矩阵QR分解法和最小二乘法等,同时对钻孔应力和渗压监测数据进行综合分析,建立区间范围,提供基于钻孔应力和渗压监测的综合安全分级方法。研究结果表明:单一测点分级预警和综合分析预警技术方法,能较准确地对挡水煤柱定点区域及整体进行安全评价预警;同时单一测点分级结果都略高于挡水煤柱综合分析预警等级,说明单点区域风险并不决定煤柱整体安全状态,挡水煤柱仍具有较高的可靠运行特性。

煤层煤与瓦斯突出多指标量化评价方法探讨

为解决单一指标评价区域煤层瓦斯突出不能全面反映煤层煤与瓦斯突出的合理性问题,将层次分析法(PHA)与线性插值法相结合,以影响煤与瓦斯突出的瓦斯压力、地应力、破坏类型、坚固系数及瓦斯放散初速度五大因素为指标构造瓦斯突出评价模型。模型根据引起煤与瓦斯突出的主次赋予权重,同时以煤与瓦斯突出鉴定的单项指标临界值作为中性参照对象,结合被评价煤层的指标评分计算规则,计算出被评价煤层的实时评分,评分越高煤与瓦斯突出威胁相对较小,反之,则威胁越大。结果表明,该方法可实现多指标综合性评价区域煤层瓦斯突出危险性评价,工程实践也验证了该方法是可行的,并对现场具有一定的指导作用。

基于2D GIS的煤矿风险分级管控与隐患排查治理可视化管理

为加强煤矿企业对较、重大风险重点管控,以风险分级管控与隐患排查治理的双重预防机制为研究对象,基于B/S(Browser/Server)模式,采用.NET设计框架,使用C Sharp语言开发煤矿安全风险分级管控与隐患排查治理的双重预防管理系统。对煤矿进行风险管理时,结合企业风险库中重大、较大、一般、低风险对应红、橙、黄、蓝四色图生成全矿井的风险四色图,并以2D GIS地图展示全矿风险分布情况及具体风险管控闭环情况。实际验证通过双重预防管理系统,能够使煤矿风险与隐患管理系统化、规范化,减少或避免煤矿事故发生。该系统在贵州盘江股份有限公司多个煤矿进行了较好地应用,为煤矿的风险与隐患管理工作提供了一种新的思路与方法,促使煤矿生产向科学化、数字化、可视化的方向发展。

煤矿水害风险量化评价方法

为提高煤矿防治水管理水平,预防和消除矿井水害,在层次分析法的基础上建立中性值作为参照对象对矿井水害风险进行实时评判的方法。根据《煤矿防治水细则》建立以矿井水文地质类型、矿井涌水量标准分数、突水预兆、采掘面位置、探水结果为准则层的层次结构模型,并对各评价指标赋权。依据制定的水害风险评价指标的评分细则和监测监控数据并结合其权重得到水害评价总得分。通过总得分与中性参照分数比较得出预测结果:水害评价总得分大于中性参照分数,证明水害的威胁小,分数越高越安全;反之则水害的威胁较大,分数越低越危险,这时需要加强防治水的力度,令评价分数管控大于中性参照分数。这种方法依赖于井下监测监控数据进行量化评价,能实时、客观、全面且准确地反映煤矿水害的风险情况。

不同瓦斯压力条件下煤样的爆碎特征研究

为验证煤与瓦斯突出过程中产生大量碎煤与含高压瓦斯煤在突然卸载时所发生的"爆碎"现象有关,分析碎煤的粒径分布规律,自主设计煤的爆碎特征测试实验装置,通过在不同煤矿取原煤样在不同瓦斯压力下进行爆碎特征实验,研究煤爆碎的基本规律。研究结果表明:在瓦斯压力作用下且瓦斯压力足够高时,所有含高压瓦斯煤在气压突然卸载后都能发生爆碎;不同煤样发生爆碎的瓦斯压力临界值不同,坚固性系数越大,煤样发生爆碎的最小瓦斯压力值越大,其爆碎后的碎煤粒径服从威布尔分布;同一煤样,瓦斯压力越大,碎煤在累积筛下率为63. 2%时的特征粒径值越小,粉煤所占比重越大,爆碎越严重。

含高压瓦斯煤突然暴露时的爆碎特征研究

为了更好地研究仅瓦斯压力作用下煤的爆碎特征,使用自主研发的煤样爆碎装置对红阳二矿1203工作面的煤样开展了不同瓦斯压力条件下的模拟实验,并运用Weibull分布函数对实验数据进行分析。研究表明:该煤样发生爆碎的临界值在0.5~0.7 MPa之间;实验所得碎煤粒径服从威布尔分布,其回归曲线为一次函数,且线性回归良好,并可求得碎煤粒径分布的具体函数表达式;瓦斯压力越大,实验煤样破碎程度越严重,即碎煤在累积筛下率为63.2%时的特征粒径越小,粉煤占比越大。