三角模糊数-层次分析法在突出危险性预测中的应用研究

以开元煤矿9~#煤层为背景,利用三角模糊数-层次分析法,建立TFN-AHP突出预测模型,确定各突出危险性评估指标的权重。同时根据9~#煤层实际情况,瓦斯含量对突出影响也很重要,且瓦斯压力与瓦斯含量定量较为方便,因此选取这2个指标作为本次突出区域预测的主要预测指标。

基于加权马氏距离-灰靶决策模型的煤自燃程度判定方法

为提高矿井煤自燃程度预测预报准确性,采用煤自燃氧化模拟系统,通过电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)波谱仪分别检测煤氧化过程中的气体产物和自由基变化,从不同层面分析煤自燃氧化规律,从而优选煤自燃预测指标。结果表明:自由基浓度Ng、ΔCO/ΔCO_(2)、ΔCO/ΔO_(2)、ΔCO_(2)/ΔO_(2)均可作为判定煤自燃氧化进程的指标;分析煤体耗氧速率和不同指标气体变化规律并结合不同温度段拟合曲线相关系数,得出煤自燃由缓慢氧化到快速氧化阶段的临界温度为60℃,再过渡到剧烈氧化阶段的临界温度为130℃;将加权马氏距离引入灰靶决策理论,建立加权马氏距离-煤自燃氧化判定标准,得出煤自燃缓慢氧化、快速氧化、剧烈氧化阶段对应的加权马氏距离范围分别为0~4.123、4.123~12.507、>12.507;求解过程中决策指标间的相关性和量纲的差异问题得到解决,可有效提高煤自燃预测预报结果的准确性和数据清晰度。

顶板预裂爆破技术在工作面初采期瓦斯治理中的应用

高瓦斯煤矿坚硬顶板大面积垮落过程会引起大量瓦斯骤然涌出,必然导致工作面上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度超限。为研究顶板预裂爆破技术在工作面初采期瓦斯治理中的效果,以余吾煤业S5202综放工作面为背景,分析了坚硬顶板大面积垮落所造成的上隅角瓦斯积聚和瓦斯浓度超限原因,设计优化炮孔的布置参数及其爆破的时间和方式,顶板预裂爆破技术实施后绘制工作面的走向和倾向压力分布曲线。研究结果表明:顶板预裂爆破实施后,坚硬顶板及时垮落,形成垮落裂隙,预裂裂隙及时连通高抽巷,在工作面推进过程中,本煤层和邻近层卸压瓦斯被高抽巷抽走,初采期瓦斯涌出量大为减少,瓦斯治理效果明显,未出现上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度超限等现象。

低温氧化过程中氧浓度对煤体自由基反应特性的影响

为了探究矿井采空区不同氧浓度对煤低温氧化过程的微观特性影响规律,利用自主搭建的煤体低温氧化模拟实验系统模拟煤体在采空区不同深度下的自然氧化状态;基于电子自旋共振波谱仪(ESR)技术,分析不同氧浓度下煤低温氧化过程中自由基变化规律,并测定了煤体氧化过程中气相产物的释放规律。结果表明:在温度节点130℃左右,由缓慢变化转为快速变化,煤体由缓慢氧化进入快速氧化阶段,但g因子在2.001 41~2.002 034,变化不大;随着氧气浓度的升高,各参数随氧化温度的变化趋势不变,但整体变化量逐渐增大;当氧浓度≤9%时,在低温阶段,自由基反应较慢,CO产生也出现了明显的滞后;当氧浓度>9%,煤氧复合几率变大,温度的提高更容易激发自由基反应,CO浓度呈指数增长。