基于瓦斯防治工程的隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测

隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测研究是瓦斯灾害防治工程的基础。根据中国煤矿生产法律规章,开采具有瓦斯灾害危险的煤层前,必须实施瓦斯抽放工程。通常,地质异常区域即是瓦斯灾害危险区,构造应力场和采动应力场的叠加会扰动煤体并加压瓦斯。为精准定位地质异常区,评价其瓦斯致灾潜能,提出了一种基于瓦斯抽采工程进行瓦斯异常区域勘测的研究方法。该方法利用抽采钻孔参数和施工记录,采集钻孔数据并计算煤层顶底板控制点坐标,进而利用二维投影图件及三维应力场模型对隐伏地质构造(如小的断层、褶曲、局部煤厚异常变化等)进行勘查和预测;通过分析小型地质构造周围的附加应力场,并对瓦斯致灾潜能进行动态预测。应用该方法,可以对地质异常区进行精细调查,揭示采煤工作面瓦斯地质演化的一般规律。其研究结果为高瓦斯或突出煤层瓦斯灾害防治措施优化设计及有效实施提供科学依据。

瓦斯异常涌出预警系统架构设计与平台开发

为了解决煤矿瓦斯异常涌出预警难题,基于瓦斯涌出数据动态波动特征确定异常指标,通过神经网络数据挖掘建立瓦斯异常涌出预警模型,以“感知-物联-支撑-应用”为研究架构,以“数据采集-动态分析-实时预警-统计分析”为研究思路,构建了一套瓦斯异常涌出预警平台,实现了瓦斯浓度变化监测点异常回溯分析与异常涌出预警报警等功能。系统在陕煤集团神木红柳林矿业有限公司得以应用,满足了《国家智能化煤矿验收办法》中关于瓦斯灾害智能化建设要求,缩短了红柳林煤矿瓦斯防治关键信息响应时间,提升了部门瓦斯防治工作效率与管理水平。

基于数理统计方法的煤矿瓦斯异常预警模型研究

基于收集的西南地区40多对矿井瓦斯监测数据,分析矿井瓦斯浓度数理变化特征,建立了数据驱动的矿井瓦斯异常涌出识别方法与模型。该模型从当前瓦斯浓度、瓦斯突变指数、偏离均值指数、长期不变指数、波动幅度指数、中期上升趋势指数等方面对监测点瓦斯风险进行量化评价;使用单一预警指标对趋势偏离、瓦斯突变等异常进行识别;采用各监测点调和平均数,以采掘工作面为单位,量化区域瓦斯灾害风险趋势。研发了煤矿瓦斯灾害大数据风险分析平台,并应用于现场监管监察,应用结果表明该模型能及时准确判识各矿井瓦斯灾害风险,有效提高监管能效。

冲击地压煤层瓦斯异常涌出原因分析及控制

针对冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出治理难题,采用理论分析结合现场考察的方法,分析了冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素、发生原因及控制方法。研究结果表明,冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素主要包括煤岩固有冲击属性因素、煤岩体结构因素、应力因素、瓦斯因素及开采因素五个方面。冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出发生原因为受采动影响,煤岩体应力集中区突然卸荷,渗透率增加,瓦斯解吸膨胀,发生异常涌出。冲击地压煤层瓦斯异常涌出防治途径可采用超前切断顶板、大面积钻孔卸压、煤层爆破卸压、区域瓦斯预抽、强化局部瓦斯抽采等措施,以降低冲击地压煤层瓦斯异常涌出危险性。研究成果在某矿I010203工作面进行实践,治理效果良好,可为类似条件下瓦斯异常涌出防治提供借鉴。

下行通风工作面瓦斯异常涌出原因分析及治理研究

现阶段,瓦斯是影响分层综采能力和产出质量的关键因素之一,而矿井中瓦斯的异常涌出也会导致开采工作面的日产量大幅度降低。其中,瓦斯非正常涌出,通常是指在地质构造区的断层、褶曲、火成岩等突然侵入的现象,假如这个区域的构造是由强大的应力所造成的,那么附近的煤层与瓦斯区域的气体释放将会通过它的裂隙带的开放性空间,不断地向外扩散出去,而此时该区域的气体释放会受到周围封闭裂隙的影响而无法正常扩散,这就为采煤工作面与瓦斯的协调开采带来了新的难题。当在该地区附近作业时,就极易产生瓦斯涌出异常的现象。因此,本文重点就下行通风作业时的瓦斯非正常涌出问题展开了内容分析,并就此异常情况指出处理方式,希望对今后的矿井综采工作起到重要的参考作用。

潘西矿后五块段瓦斯异常涌出分析

文章介绍了新汶矿区潘西煤矿 1 9煤层后五块段开拓过程中瓦斯异常带及异常涌出的情况 ,并对引发瓦斯异常涌出的地质和采掘技术条件进行了分析。为低瓦斯矿井工作面安全通过瓦斯异常带提供了思路和方法。

综放工作面下行通风瓦斯异常涌出原因分析及治理

为保证工作面安全生产,对429工作面地质条件、巷道布置形式以及瓦斯异常聚集情况进行分析,表明下行通风方式在上下巷落差增大时有可能造成采空区风流逆转,自然风压降低或地面气温升高也会导致反向风流的情况,最终使工作面瓦斯异常涌出并聚集。实践表明:通过加强工作面和采空区瓦斯抽放管理和采取措施降低风阻、提高风压,瓦斯聚集区浓度降至0.6%以下,工作面生产正常。

煤矿井下实施定向抽采钻孔预防瓦斯异常对策研究

矿井正常的生产活动都伴随着瓦斯,尤其是高瓦斯和突出矿井在治理瓦斯上需要开展大量工作,其中最主要的措施就是施工抽采钻孔预抽煤层瓦斯。随着科学技术发展,定向抽采钻孔得到普遍推广和应用,但在施工定向抽采钻孔的过程中,经常会发生瓦斯异常或瓦斯超限事故,甚至可能会发生瓦斯爆炸,给定向抽采钻孔的正常施工带来严重困扰。基于此,文章就实施定向抽采钻孔过程中在设计、施工阶段如何预防瓦斯异常展开论述。

大数据挖掘矿井瓦斯异常涌出系统研究

通过对山西某矿掘进工作面的瓦斯监测数据进行收集整理,对瓦斯浓度监测数据进行预处理,提取不同时间掘进工作面的瓦斯涌出特征信息,开发基于大数据挖掘和信息融合技术的瓦斯涌出预警系统,实现矿井的瓦斯涌出数据的动态识别分析,对异常瓦斯涌出现象进行提前预警,为瓦斯事故的灾害预防提供决策基础。

孔庄煤矿瓦斯异常原因及其防治措施

针对近年来,在一些低瓦斯矿井的瓦斯异常涌出区发生了一些重大瓦斯事故,以上海能源股份公司煤层瓦斯含量低,而局部存在高瓦斯区域的孔庄煤矿为例,从影响瓦斯涌出的地质因素和采掘因素出发,详细分析了低瓦斯含量煤层瓦斯异常涌出原因,并提出了瓦斯异常涌出防治措施。也为其它低瓦斯矿井瓦斯异常涌出问题的研究提供思路和方法。

东欢坨矿8煤瓦斯异常的地质因素

运用压汞法和等温吸附法对开滦矿区东欢坨矿8煤储层特征进行研究,结合矿井实测瓦斯涌出量数据,分析了控制东欢坨矿8煤瓦斯异常涌出的地质因素。结果表明:瓦斯异常主控地质因素为地质构造及水文地质特征,东欢坨矿"水大瓦斯小,水小瓦斯大"的赋存规律明显。矿井瓦斯赋存形式主要为游离态,表现出在压性断层带时,瓦斯涌出量较小;在未导通煤系含水层情况下,张性断层带往往煤体破碎、孔裂隙相对发育,瓦斯涌出量显著增大,而在断层导通煤系含水层的水文异常区,瓦斯涌出量有明显减小的趋势。东欢坨矿瓦斯涌出量受多种因素的控制,筛选出煤层埋深、煤层厚度、煤层顶板含泥率和断层数作为主要控制因素,建立了具有较好相关性的瓦斯涌出量多变量数学预测模型;并通过灰色系统理论建模软件对瓦斯涌出量和各影响因子之间的关联度进行分析,得到断层数是瓦斯涌出量的最主要影响因素。

东滩煤矿瓦斯异常涌出的研究

对东滩煤矿瓦斯异常涌出进行了分析,总结了在东滩煤矿井下易发生瓦斯涌出的地点和区域,提出了防范瓦斯异常涌出的措施。

平煤十一矿艾山逆断层瓦斯异常区范围划定研究

以平煤十一矿中型艾山逆断层为例,研究断层周围的应力场分布、伴生构造的发育程度、瓦斯异常分布等,确定断层带瓦斯异常区的范围,为防治瓦斯措施提供基础数据。结果表明:艾山逆断层上盘是主动盘,受到的剪切作用强,煤体的破碎程度、瓦斯富集程度都优于下盘;断层尖灭端受相邻断层扰动影响形成应力异常集中区,尖灭端60 m内为瓦斯异常区,大于断层其他部位控制区,断层带瓦斯异常区范围的划定提高了采区工作面防突预测效率。

安全监控系统瓦斯异常报警实现方法

提出了通过安全监控系统监测数据判断瓦斯异常报警的方法,并对用于瓦斯异常报警的甲烷传感器、风向传感器的布置提出新思路。当采煤工作面、工作面上隅角或回风巷中甲烷传感器监测值发生突变时,依据传感器安装位置设置相应的判断逻辑关系,判断瓦斯异常并报警;当进风巷处风向传感器出现风流逆转,结合工作面甲烷传感器异常突变逻辑关系,判断瓦斯异常并报警。应用表明,该方法能够快速判断瓦斯异常状况。

基于K线图理论的瓦斯异常模式诊断研究

在归纳瓦斯监测数据异常模式的同时,从K线图角度对瓦斯异常模式进行研究,得出煤与瓦斯突出时呈大阳线形态,炮后瓦斯涌出呈二、三连阳等结论。据此确立瓦斯异常K线诊断准则,运用VB.NET程序设计语言编写了瓦斯异常K线诊断程序,通过对105条不同矿井瓦斯K线异常序列进行混合诊断,诊断准确率达到93.33%,普适性较强。

顾桥矿岩巷掘进瓦斯异常区探测与防治

针对顾桥矿在两个突出煤层间的岩层中掘进可能出现瓦斯大量异常涌出、影响矿井安全生产和生产接替的难题,采用瞬变电磁法进行物理探测与分析,掌握了岩层中的瓦斯富集区,通过气源检测与分析,获得了掘进涌出瓦斯与巷道顶、底部发育的11-2煤和9煤均有相关性。根据地球物理探测与分析结果,提出了瓦斯防治措施,设计了有针对性的瓦斯抽采钻孔,高效抽采了瓦斯富集区中的瓦斯,消防了瓦斯安全威胁,为岩巷的安全高效掘进提供了保障,提高了巷道掘进进度,取得了良好效果。

瓦斯异常区煤自燃特征气体随煤温演变规律实验研究

针对鲍店煤矿瓦斯异常涌出、局部瓦斯聚积、隅角回风巷瓦斯超限的问题,通过程序升温实验研究了73上09工作面煤样自燃特性,分析了5种粒度煤样的耗氧速率在不同温度下的CO、CH4和C2H4气体的产生率,确定了煤样的临界温度和干裂温度。

瓦斯异常涌出混沌时间序列预测模型的建立

运用混沌理论对平煤十矿的实际瓦斯涌出数据进行了分析处理,采用基于关联积分的C-C方法确定了重构空间的时间延迟和嵌入维数,并对时间序列数据进行相空间重构,利用最小数据量法确定了时间序列的最大Lyapunov指数;运用混沌理论加权一阶局域预测方法,建立了混沌时间序列瓦斯异常涌出预测模型;并利用平煤十矿己15-24080掘进工作面31d的瓦斯实际浓度数据对该模型进行了预测效果检验。结果表明:时间序列的最大Lyapunov指数大于零,证明了时间序列数据具有混沌特征;模型中瓦斯异常涌出的预测发生时间和实际发生时间比较吻合,预测精度达93%。预测模型的可靠性为制定煤矿瓦斯防治措施和采取安全防护措施提供了理论依据。

某矿16~#煤层局部瓦斯异常原因分析及处理措施

为探明16#煤层水文地质孔与031604工作面钻孔瓦斯异常的原因及来源,分别从自然因素、瓦斯地质条件、钻进工艺3个方面进行了现场调研和实地取样,作出了科学严谨的分析,严格按照作业规程和推定原则对16#煤层深部局部瓦斯赋存区域进行了划分以及制订安全处理措施。成功地处理了瓦斯超限事故,指导了工程实践,为今后处理相似事故提供了宝贵的经验。