基于瓦斯地质特征的突出预警模型研究

为了准确预测工作面煤与瓦斯突出危险性,综合运用瓦斯地质理论、煤矿灾害预警理论、计算机信息技术以及安全系统工程分析方法,从决定采掘工作面突出危险性的瓦斯地质环境出发,建立了反映瓦斯地质特征的突出风险判识预警指标体系,包括地质构造特征指标、煤层参数指标、瓦斯类指标。运用多指标逐级判识和极值确定原则,构建了突出风险判识预警模型,建立了基于瓦斯地质特征的煤与瓦斯突出预警系统。通过现场应用及效果考察,预警准确率为99.3%,预警效果显著。结果表明,所建立的预警模型能客观反映工作面实际所处的突出危险状况,灵活且实用性强。

井下煤层水力压裂理论与技术研究现状及发展方向

煤矿瓦斯治理的关键是解决煤层低渗透率的难题,而水力压裂增透技术是解决该问题的有效途径。基于国内外学者水力压裂研究成果,对井下煤层水力压裂理论、工艺技术以及压裂设备的研究现状进行了系统的梳理,详细分析了水力压裂理论的裂隙扩展规律与模型研究进展,以及压裂工艺中较为先进的定向水力压裂技术、脉动水力压裂技术以及缝网压裂技术,并指出了井下煤层水力压裂技术的发展方向:进行多手段的水力压裂基础理论研究;开发多元化及适合各类煤层的水力压裂技术;实现水力压裂装备一体化和智能化。这些方向的研究对于水力压裂技术的发展具有一定的借鉴意义。

平舒煤矿8~#煤层瓦斯赋存规律分析

为厘清平舒煤矿瓦斯地质规律,运用瓦斯地质学相关理论,分析了平舒煤矿区域及井田构造特征,研究了地质构造、盖层、煤层赋存、隔水层对矿井8#煤层瓦斯赋存影响,确定了煤层埋深为控制8#煤层瓦斯赋存的主要因素。依据实测的瓦斯含量数据,建立了平舒煤矿8#煤层瓦斯含量预测三维坐标模型,可对矿井深部未开拓区域的瓦斯含量进行比较科学、准确的定位预测。

平舒公司瓦斯涌出特征预警技术的应用

针对传统接触不连续式打钻预测煤与瓦斯突出危险性的问题,提出了基于瓦斯涌出特征的非接触连接式突出预警技术。该技术借助煤矿瓦斯监控系统和局域网,建立基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的在线分析及预警。

瓦斯涌出特征突出预警技术的应用研究

为进一步提高煤巷掘进工作面突出预测的准确性和实效性,借助矿井瓦斯监控系统和局域网,构建了基于瓦斯涌出特征的突出预警技术及系统,实现了煤巷掘进工作面突出危险的在线监测及预警。通过现场跟踪考察,确定了9煤层A、B两种瓦斯涌出特征预警指标,其临界值分别为1.0和0.8。预警效果考察表明,该系统预警突出准确率达86.51%、预警不突出准确率达100%,在阳煤集团寿阳开元公司的应用效果良好,为矿井掘进工作面提供一种新非接触式、连续突出预测手段。

瓦斯地质动态分析技术体系在杨河煤业的应用

通过对杨河煤业建立的信息化、智能化、科学化瓦斯地质动态分析技术体系进行分析,杨河煤业实现了矿区瓦斯灾害防治的过程化预控,巩固了矿井煤与瓦斯突出防治基础工作。从其应用效果来看,瓦斯地质动态分析技术体系实现了瓦斯灾害防治从“区域”到“局部”的全过程把控,从“宏观”上掌握了矿井瓦斯的赋存规律及主控因素和矿井瓦斯地质动态分析技术,为实现高效区域瓦斯治理提供了技术支撑;从“局部”防控技术角度建立了工作面突出危险动态分析技术,可高效支撑采掘工作面日常防突工作。

近五年来中国各省煤矿事故模糊聚类分析

对全国22个主要产煤省的煤矿事故进行统计,运用Matlab软件编程,采用最短距离模糊聚类分析方法根据各省煤矿事故进行聚类分析,得出各省煤矿事故的聚类特点,以根据不同类别省份事故特点制定煤矿事故防治对策。

瓦斯涌出特征预警技术在突出矿井中的应用

针对传统接触不连续式打钻预测煤与瓦斯突出危险性的问题,提出了基于瓦斯涌出特征的非接触连接式突出预警技术。该技术借助煤矿瓦斯监控系统和局域网,建立基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的在线分析及预警。通过对平舒公司12个煤巷掘进工作面跟踪考察,确定了A、B两个瓦斯涌出特征指标,其临界值分别为1.0和0.7,预警突出准确率82.5%和预警不突出准确率100%。预警系统的成功应用,提高了工作面突出危险判识的准确性和掘进速度,为突出预测增添了技术手段。

黄白茨煤矿12号煤层瓦斯赋存规律分析

运用瓦斯成藏理论,在对黄白茨井田沉积演化史、构造演化史、埋藏史及热演化生烃史研究的基础上,结合现场测定12号煤层瓦斯含量及瓦斯压力等大量瓦斯参数,分析了褶皱、断层、煤层厚度、煤层顶底板岩性、煤层埋深或底板标高等因素对瓦斯赋存影响,确定12号煤层瓦斯主控因素为煤层厚度、煤层埋深和底板标高,并建立瓦斯压力预测模型。

松软煤层瓦斯抽采钻孔高压气体循环修复增透技术研究

针对松软煤层瓦斯抽采钻孔煤粉堵塞煤层裂隙、煤渣堵塞抽采管路等瓦斯运移通道不畅问题,研究高压气体循环修复增透机理,合理确定循环修复增透气体压力,改造完善高压气体循环修复增透装置,并在赵家寨煤矿进行了现场试验。结果表明:高压气体作用下,煤体解吸收缩产生的拉伸应力是煤体新裂纹生成的主要原因;高压气体对煤体的破壁冲刷作用打通了瓦斯流动通道,实现了抽采钻孔的修复增透;确定了循环修复增透的气体压力的最小值,即解吸收缩产生的拉伸应力应大于煤体的最大抗拉强度;试验钻孔实施修复增透措施后,瓦斯抽采钻孔的瓦斯浓度为修复增透前的1.92倍,瓦斯纯流量为修复增透前的3.24倍,瓦斯抽采效果提升显著。

基于matlab图像识别王庄矿后备区裂隙发育方位

为更高效、精确地识别王庄矿后备区裂隙发育方位,基于matlab图像识别技术,对王庄矿91-105工作面煤层进行了裂隙统计与分析,并利用数码拍摄了煤层图像,对其阈值进行二值化,识别出不同地质单元的裂隙参数信息,根据生成的玫瑰花图找出裂隙的优势方位。结果表明,裂隙发育方位主要为NEE和NW 2个方向,与现场所测裂隙发育方位大体走向保持一致,表明裂隙发育方位都有一定的规律可循。

安徽芦岭煤矿Ⅱ88采区瓦斯地质规律

根据构造、层序、瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯涌出量等多因素分析了安徽省宿州市芦岭煤矿Ⅱ88采区瓦斯地质规律,并建立了运动学模型和压力梯度计算模型。芦岭煤矿区域构造上由于徐宿弧形构造和双重构造2方面因素,造成其相对于临宿矿区其他矿井的构造应力更集中,瓦斯压力较大、含量较高,突出灾害危险性严重。层序上,芦岭矿井第8煤层发育在最大海泛面时期,为层序内最厚的稳定煤层,顶底板圈闭性良好,瓦斯富集。Ⅱ88采区以采区中部的F14正断层为界划分为东、西2个瓦斯地质单元,分别具有不同的瓦斯压力梯度。东部瓦斯地质单元是F14断层下盘,海拔高度较高但瓦斯压力高,而西部单元(断层上盘)海拔高度较低但瓦斯压力低,与正常瓦斯地质规律相反,初步分析与正断层F14上盘煤层顶板在拉张运动过程中被破坏有关。

煤矿井下瓦斯爆炸后爆源临近区域特殊热环境分析研究

为了研究瓦斯爆炸诱发次生灾害的致灾热因素,对煤矿瓦斯爆炸特殊热环境进行了分析。将瓦斯爆炸后的特殊热环境分为爆炸产生的高温高压的火焰波、较高温常压的爆源邻近区域的动态热环境两部分。通过对瓦斯爆炸火焰波的特征的理论分析和相关专家学者开展的瓦斯爆炸实验所测得火焰波特征数据,对爆炸火焰波的温度、速度等参数进行了分析。通过数学模型的建立,结合瓦斯爆炸后瞬间爆源所在巷道空气温度随距离的分布规律及数值模拟技术对爆炸后爆源临近区域的较高温、常压的动态热环境进行了研究。得出,瓦斯爆炸大多数是弱爆燃状态。爆炸后爆源临近区域空气温度随传播距离的增加逐渐降低,高温区域逐渐向远离爆源的方向运移,高温的持续时间越来越短。

平沟煤矿16号煤层瓦斯地质规律分析

运用层序地层学和地质构造演化理论,对平沟井田太原组和山西组煤系地层进行层序划分,并研究了平沟井田所在的桌子山煤田卡布其-骆驼山矿区地质构造演化及分布特征。在此基础上,结合现场测定16号煤层瓦斯含量及瓦斯压力等大量瓦斯参数,分析了矿井瓦斯地质规律、煤层瓦斯赋存规律,确定16号煤层瓦斯主控因素煤层埋深和底板标高,并建立瓦斯压力预测模型。

基于瓦斯地质信息平台对瓦斯赋存及分布的探讨性分析

煤层的瓦斯赋存及分布条件主要由聚煤期前后的沉积环境及其演化过程、区域性及局部地质构造条件所控制,矿区、煤矿直至煤层范围内的沉积环境及构造条件受到整体的沉积体系、地质演化过程及板块构造所控制。利用全国瓦斯地质信息平台,从各级别的沉积环境、瓦斯地质以及各煤矿区煤矿基本情况专题图,对瓦斯赋存及分布进行探讨性分析及评价,实现了对地质沉积在沉积、层序地层演化、构造等进行时空上的图形及关联信息综合展现,并通过对大构造区域范围到煤层局部范围内影响煤矿区瓦斯赋存因素的综合分析,有效地对煤层瓦斯赋存特征进行探讨性的预测评价。

基于支持向量机的采空区遗煤自燃预测分析

在分析回采工作面煤层自燃基础上,用支持向量机(SVM)预测技术对采空区遗煤自燃进行预测分析。并以忻州窑矿8914综放工作面采空区遗煤自燃为实例,对其不同时期采空区危险性进行预测分析,验证了该方法的可行性。打破传统经验分析法,实现了煤矿安全分析的智能化,对建立本质安全型矿井具有利用价值。

潘二矿上保护层开采保护效果及参数考察研究

文章借助一般的保护层开采理论及原理来分析潘二矿所采取的上保护层开采区域防突措施的保护效果及相关参数考察,从而论证其防突效果的可行性,保证了强突出煤层的安全生产,对相似矿井瓦斯综合治理具有一定的指导作用。

矿井瓦斯涌出特征预警技术及应用

新元公司突出危险区域存在显著的瓦斯涌出异常现象,为分析此瓦斯涌出异常信息,给矿井突出防治工作提供参考,采用瓦斯涌出特征预警技术及系统对矿井生产过程中不同突出危险区域的瓦斯涌出特征进行分析。根据矿井情况和瓦斯涌出研究结果,通过"三率法"和现场跟踪验证,确定了2个瓦斯涌出特征指标,其临界值分别为0.8和0.6时具有较好的适应性。效果考察表明,所确定指标的预警突出准确率达79.7%、预警不突出准确率达100%,瓦斯涌出特征预警技术能准确反映工作面的突出危险性,在新元公司的应用效果良好。

消除钻孔瓦斯抽采盲区空白带的布孔方式研究

为消除钻孔抽采瓦斯在煤层中形成的抽采盲区空白带,研究了典型穿层钻孔间抽采盲区空白带的存在形式,分析表明“三花眼”布孔方式、优化后的正方形布孔方式和等边三角形布孔方式均不存在抽采盲区空白带,其中等边三角形布孔方式钻孔有效抽采面积利用率为“三花眼”和优化后正方形布孔方式的1.9倍。以郑州矿区告成煤矿25031开切眼为工程研究对象,对不同布孔方式的钻孔施工工程量和单孔平均抽采瓦斯纯量进行了现场试验考察,结果表明:等边三角形布孔方式所需施工钻孔工程量最少,“三花眼”布孔方式所需钻孔工程量最多;优化后正方形布孔方式的单孔平均抽采瓦斯纯量略高于等边三角形布孔方式,而“三花眼”布孔方式单孔平均抽采瓦斯纯量最低。结合典型布孔方式分析结果认为,等边三角形布孔方式为最优方案。研究结果对煤矿井下穿层钻孔的设计具有指导作用。

深部动力灾害煤层防突预警技术在平煤十三矿的应用

研究确定了平煤十三矿己15-17煤层突出风险因素,从工作面与断层下盘距离、与应力集中区距离、软分层厚度、煤厚变化率、日常预测、动力现象、瓦斯涌出、措施缺陷等方面建立了8个突出预警指标;构建了包括监控预警综合数据库、采掘进度管理子系统、地质测量管理子系统、防突动态管理子系统、瓦斯地质分析子系统、瓦斯涌出分析子系统、预警信息查询网站、预警短信发布子系统、突出预警管理平台等软件的深部矿井突出综合预警系统,并建立了完善的保障机制。