基于G-K评价与粗糙集的煤与瓦斯突出分类分析

采用G-K评价方法,依据煤矿生产过程中煤与瓦斯突出事故发生的可能性、人员暴露于危险环境中的频繁程度及发生事故可能造成的后果3个指标,确定了矿井煤与瓦斯突出分类等级划分标准。基于粗糙集理论,以指标集为基础,建立了煤与瓦斯突出分类的知识表达系统,提出了决策表中知识约简、规则提取原则。以典型煤矿煤与瓦斯突出实际数据为例,通过粗糙集决策规则的数据处理过程,得出在影响煤与瓦斯突出分类的9种因素之中,主导因素为3项,其排序为最大开采深度、最大突出强度和最大瓦斯压力。在实际分类中,不应该只考虑其中一个因素,而要综合考虑9种因素,从而有效地控制煤与瓦斯突出。

突出过程中煤—瓦斯两相流运移规律的实验研究

为了深入探索煤与瓦斯突出过程中煤—瓦斯在巷道内的运移规律,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟实验装置,在"H"型巷道布置条件下进行了突出过程煤—瓦斯两相流运移规律的实验研究,结果表明:在气体压力0.35 MPa时共突出煤粉60.453 kg,煤粉主要堆积于主巷内,且呈梯形分布,联络巷与支巷内几乎没有煤粉堆积;沿巷道同一测点的气体压力在极短时间(t<1.5 s)内发生多次波动,主巷道内不同测点气体压力峰值基本沿巷道呈衰减趋势。同时,通过实验验证了突出过程冲击波的存在,主巷内冲击波传播速度为368.1~434.2 m/s。

基于GIS的煤与瓦斯突出预测专家系统的设计

针对专家系统在图像显示等方面存在的不足,将专家系统与地理信息系统相结合以达到发挥各自优势的目的。同时,由于面向对象具有封装性、继承性及多态性等特点,将面向对象表示法与产生式表示法相结合来描述知识库中的知识。采用此方法开发的专家系统在实际应用中,具有易维护、易修改、易扩充的优点,并且能够较准确地对煤与瓦斯突出进行预测,具有较好的效果。

《采区煤与瓦斯突出预测图》编图规则探讨

采用统计的方法,对矿区瓦斯地质及矿井地质资料进行综合分析,对相关资料进行了约定,规范了在多种抽放方式并存的矿井中瓦斯涌出量的统计方法.应用新编图对淮北矿区瓦斯地质规律进行了分析预测,取得了一定认识,在开展瓦斯综合防治及保障矿区安全生产方面起到了指导作用.

淮南矿区谢一矿煤与瓦斯突出分布规律

为了研究淮南矿区谢一矿地质构造因素对井田内煤与瓦斯突出的影响,进而分析煤与瓦斯突出发生的区域性分布规律。本文通过对矿区地形地貌的考察,地质构造研究,瓦斯涌出量的监测,得出谢一矿煤与瓦斯突出点具有区域性分布的特点,而突出点集中的分布在地质构造控制区域内;煤层煤与瓦斯突出的指标是最小瓦斯压力为1.59MPa,以对井田内煤与瓦斯突出不同区域进行划分。为研究矿区内煤与瓦斯突出的分布规律提供了指导,为矿区开采过程中煤与瓦斯突出的预测和防治提供了依据。

煤岩冲击矿压过程电磁辐射传播规律的研究

从电磁辐射MAXWELL方程出发,对煤岩冲击矿压过程中产生的电磁辐射在煤岩中的传播规律进行了分析与研究,提出对破裂过程电磁辐射在煤岩中的传播进行数值模拟时可将电磁辐射产生源理想化为水平电偶极子和水平磁偶极子的叠加;并得出了电磁辐射源产生的场在煤岩中空间分布的解析计算式,为冲击矿压等动力灾害预测的电磁辐射监测仪的研制和定向定位监测提供了理论和计算依据。

基于瓦斯赋存规律的义安煤矿工作面突出区域预测研究

在整理分析义安煤矿二2煤层11050工作面瓦斯地质资料的基础上,实测了大量瓦斯含量、钻屑量等瓦斯基础参数,研究了煤层的瓦斯吸附特征。结合该工作面掘进期间瓦斯涌出量资料,研究了该工作面瓦斯赋存规律,对突出区域进行了预测,并对预测结果进行了验证。

平顶山矿区煤与瓦斯突出规律及防治对策

分析了平顶山矿区煤与瓦斯突出规律,对防突措施进行了反思,指出了低透高突煤层超前排放防突措施的局限性,以及深孔控制卸压爆破防突措施的应用前景。

基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型

针对传统的煤与瓦斯突出预警模型融合度不高、自分析与优化能力不足、预警原因难追溯等问题,采用关联规则算法和证据理论算法相结合的方法,建立了基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型。分析了定性和定量预警指标对应的关联规则项目设置方法,定义了用于煤与瓦斯突出预警分析的关联规则,得到强关联规则确定方法和预警指标优选方法;建立了用于煤与瓦斯突出预警分析的证据理论识别框架,确定了基于关联分析结果的基本置信度分配规则,并给出证据合成方法和基于类概率函数的融合决策方法;研究得出采用基本置信度分配函数进行预警原因追溯的方法,并给出了模型动态更新方法。测试结果表明,利用该模型进行煤与瓦斯突出预警分析,可实现预警指标自动筛选、多指标自动融合分析与决策、预警原因自动追溯及模型的动态更新优化。采用该方法进行煤与瓦斯突出预警是合理可行的。

基于大数据的煤与瓦斯突出预警技术

针对现有煤与瓦斯突出预警技术对数据的分析利用不充分的问题,从大数据生命周期的各技术环节入手,介绍了基于大数据的突出预警技术体系的架构、大数据类型及获取方式。从工作面、区域、生产系统3个方面建立了多参量突出预警指标体系,并依此构建了基于层次分析法的突出预警模型,同时分析得到基于多层关联规则算法的层次分析各因素相对重要度的计算方法,实现了指标权重的自动确定与优化;开发了基于B/S架构模式的突出预警系统,主要包括预警数据库、预警服务、预警网站和移动终端APP。现场试验表明:预警总准确率达91.5%,无漏报现象,实现了预警数据的动态获取、智能分析、实时预警、在线发布与远程查询。将大数据技术应用于煤与瓦斯突出灾害防治是未来的发展方向,基于大数据进行突出预警是可行的,可为煤矿现场突出防治提供决策支撑。

煤体结构研究在煤与瓦斯突出预测实践中的应用

分析了煤体结构的地质意义和物理力学内涵 ,评价了煤体结构类型的不同划分方法 ,探讨了以煤体结构为主的研究方法在认识煤与瓦斯突出机理和进行煤与瓦斯突出预测工作中的应用。

粗糙集方法在瓦斯突出预测中的应用

煤矿瓦斯突出是一种多发的地质灾害,其影响因素众多,但是突出机理尚未研究清楚。将粗糙集理论和技术引入煤矿瓦斯突出区域预测,对影响瓦斯突出的关键因素进行约简,抽取出瓦斯突出相关的决策规则,建立了煤矿瓦斯突出区域预测模型,并通过数据试验和对比,表明粗糙集方法预测瓦斯突出具有较高的预测准确率,同时方法也为瓦斯突出预测提供了新的研究思路。

基于多层关联规则算法的煤矿突出预警模型

为提升煤矿突出预警精度,提出基于多层关联规则算法的煤矿突出预警模型。分析造成煤矿突出问题产生的主要因素,并以此为基础,由地质构造、煤层赋存参数与瓦斯参数3方面出发,选取压扭性断层、煤厚变化量以及煤层瓦斯含量等煤矿突出预警指标,构建煤矿突出预警指标体系。采用层次分析法构建煤矿突出预警模型,利用多层关联规则算法挖掘模型内同层指标关联规则与跨层指标的关联规则,确定预警模型内各指标的权重,根据组合权重确定煤矿突出预警结果,并将预警结果分为安全、威胁、危险与突出4个等级。实验结果显示,所研究模型的预警精度基本保持在99%以上。

贵州煤与瓦斯突出鉴定与区域预测存在的问题及对策探讨

对贵州煤与瓦斯突出鉴定与区域预测工作现状进行了调研,针对突出鉴定范围划分存在分岐的问题,从对检测检验机构的工作规范,矿井鉴定工程量的准备和长远的开采规划进行探讨,并提出制定贵州省煤与瓦斯突出鉴定实施细则(或指南)的必要性;在区域预测实施主体不明确的条件下,提出矿井自己组织实施区域预测的所须条件,分析了区域预测的最小合理范围;对倾向上超出原鉴定标高50 m内的区域和超出原鉴定范围走向范围以外或超原鉴定标高50 m外的区域是开展区域预测还是突出鉴定作出了界定;明确矿井测试瓦斯参数的煤层以及相关瓦斯参数的必要性;对于监管部门严于指标临界值管理的问题,建议回归到规程规范的要求来执行更为合理。

煤与瓦斯复合体受载变形破坏特征及微震-电荷感应规律

针对冲击地压-煤与瓦斯突出复合动力灾害预测手段欠缺、前兆信息监测方法不完善这一工程现状,利用自主研发的高频微震全波形实时监测系统和电荷感应监测系统开展了煤与瓦斯复合体受载变形破坏试验,分析了不同瓦斯压力下煤与瓦斯复合体变形破坏特征及微震信号和电荷感应信号显现规律的关系,以及瓦斯压力对3者的影响。结果表明:煤与瓦斯复合体变形破坏可分为3个阶段,即弹性阶段、屈服强化阶段和破坏阶段,随着瓦斯压力的增大,煤与瓦斯复合体的抗压强度、弹性模量和软化模量减小,冲击倾向性降低,弹性和屈服强化阶段持续时间缩短;煤与瓦斯复合体变形破坏过程中有微震信号和电荷感应信号产生,且两种信号的峰值振幅均出现在煤与瓦斯复合体的破坏阶段;随着瓦斯压力的增大,微震信号和电荷感应信号数量增加且越来越分散,振幅增大,峰值振幅对应的应力降速率增大,同时,微震信号峰值振幅所在波形的起始振幅增大,峰值振幅前移,且越来越接近起始振幅。煤与瓦斯复合体中瓦斯压力越大,越容易发生冲击地压-煤与瓦斯突出复合动力灾害,通过微震信号和电荷感应信号的监测能够在一定程度上判断复合体所处的变形破坏阶段,结合瓦斯压力大小可预判复合动力灾害的类型和危险性。

煤中氢气氦气释放现象的研究

煤中普遍存在着氢气氦气的释放。并且在受采支影响的情况下,氢气氦气的释放发生异常变化。氦气具有较稳定的化学性质及很强的扩散渗透能力;煤体内部急剧的物理化学变化引起氢气浓度变化,在应力集中带氢气浓度明显升高。通过研究氢气氦气的异常释放。

基于突出强度对突出煤层分级问题的探讨

通过对2000—2019年较大及以上突出事故、大量瓦斯基本参数实验室测试,以及以往研究成果的分析,对突出煤层分级的方法、依据和判定规则、指标临界值等相关问题进行了深入探讨。提出将突出煤层划分为“一般突出煤层”和“严重突出煤层”两级,并以突出强度作为分级指标依据的突出煤层分级方法,建立了严重突出煤层的判定规则并确定了判定指标的临界值。研究结果可为突出矿井确定开采程序、防突规划、采掘接替规划等提供重要依据。

五凤矿中一采区6中煤层煤与瓦斯突出区域预测

煤层瓦斯赋存规律研究和突出区域预测划分的准确性是确保突出矿井安全生产的关键,同时也是瓦斯治理的基础。以五凤矿为例,通过大量资料的收集、整理及现场瓦斯参数的测定,综合考虑煤体结构参数及煤层瓦斯含量、瓦斯压力等参数,采用单项指标法和综合指标法进行煤与瓦斯突出区域性预测,进而划分出该采区在测定标高(+1 540 m)以上为非突出区域,+1 540 m以下是煤与瓦斯突出危险区域。

新安煤田瓦斯赋存规律分析及突出区域预测指标的选取

煤层瓦斯赋存规律研究和突出区域预测指标的准确选取是确保煤矿安全生产的关键。通过分析新安煤田的瓦斯地质资料,研究该煤田煤与瓦斯突出规律及控制因素,查明该煤田的瓦斯赋存规律,把指标预测法和瓦斯地质方法结合起来,提出以瓦斯含量作为突出区域预测指标并确定其临界值,为新安煤田科学管理、提高经济效益提供技术依据。

新时期防治煤与瓦斯突出工作在大兴煤矿的思考与应用

新版《防治煤与瓦斯突出细则》2019年10月1日起执行,对防治煤与瓦斯突出工作更加严格、细致。大兴煤矿为煤与瓦斯突出矿井,一直以来为了遏制事故的发生,对各项国家法律法规和行业规章制度严格执行,甚至是强化执行。从2010年至今未发生过煤与瓦斯突出事故。