基于层次-可拓的煤与瓦斯突出预警研究

从煤与瓦斯突出发生机理以及煤矿防突工作经验出发,筛选煤与瓦斯突出预警指标,运用层次分析法确定各预警指标权重系数,基于可拓学理论构建出煤与瓦斯突出预警模型。应用该预警模型对谢桥煤矿1361(3)运输巷掘进工作面进行了煤与瓦斯突出的量化预警和突出风险等级划分。结果表明,采用层次-可拓预警模型的预警结果与工作面现场实际相符合。     

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在新元矿的应用

为了弥补现有传统接触式煤与瓦斯突出预测方法本身存在的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,确定了新元矿瓦斯涌出动态特征突出预警指标体系及预警模型,构建了适用于新元矿基于瓦斯涌出动态特征的煤与瓦斯突出预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现新元矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达79%,实现了新元矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,促进了新元矿的安全生产。     

基于瓦斯涌出特征的钱家营矿掘进工作面突出预警系统应用

为实现钱家营矿掘进工作面煤与瓦斯突出实时预警,提出一种基于瓦斯涌出特征的预警方法。依据巷道高低浓度甲烷传感器实时监测数据,通过离散回归理论分析煤与瓦斯突出前的瓦斯涌出量,建立预警指标特征序列,确定掘进工作面煤与瓦斯突出预警指标危险临界值:方差0.018,波峰差0.41,波动斜率±0.027。在此基础上构建了非接触式煤与瓦斯突出可视化预警系统并在钱家营矿进行现场应用。结果表明,以瓦斯涌出特征值作为预警指标,能够准确监测到井下瓦斯异常现象,达到瓦斯数据实时解算和可视化预警的目的,为钱家营矿掘进工作面防突工作提供技术借鉴。     

PSO-SVM模型在掘进工作面突出预警系统中的应用

为实现掘进工作面煤与瓦斯突出风险快速、准确预警,借助工作面瓦斯涌出特征与突出"三要素"之间变化关系建立了含地应力系数、瓦斯体积分数及瓦斯涌出系数等参数的实时预警指标体系;将SVM、PSO 2种算法结合构建了PSO-SVM突出预警模型,界定了突出预警等级标签的划分原则;在此基础上融合Spark大数据平台开发了掘进工作面突出预警系统,系统包括模型管理、风险识别及Spark配置等8个模块。以贵州某矿掘进工作面监测监控系统为数据源,筛选其中1 059组预警指标及对应预警等级标签导入数据挖掘模型进行智能化学习及训练,并将系统应用于该掘进工作面突出风险预警。运行结果表明突出预警模型测试集的预测精度为92%,系统能在工作面突出动力现象发生前22 min准确预警。     

回采工作面煤与瓦斯突出实时预警系统设计

针对煤矿井下回采工作面应力主导型煤与瓦斯突出灾害日益严峻的现状,设计了基于矿压监测数据的煤与瓦斯突出实时预警系统,该系统主要包括预警模型、软件系统、硬件系统及配套管理制度4个方面内容,能够实现回采工作面突出危险性的在线分析与实时预警。系统在新景矿取得了较好的现场应用效果。     

汪家寨煤矿基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警指标确定方法研究

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警是一种较为可行、有效的突出预测方法,其关键是确定合理、可靠的预警指标及其临界值。根据汪家寨煤矿实际煤与瓦斯突出特征及瓦斯地质条件,运用"列表法"、"临界域"理念、"三率法"等,对比分析了大量现场资料和所有瓦斯涌出特征突出预警指标计算结果,确定出符合汪家寨煤矿实际的瓦斯涌出特征突出预警指标及其临界值。现场考察及应用表明,所确定的预警指标合理、可靠,能准确、及时地反映工作面突出危险性,为矿井煤与瓦斯突出预测提供了有效的辅助分析工具。     

李村矿煤与瓦斯突出预警准则研究及应用

为了实现对采掘工作面进入突出危险区的监测和预警,以"十二五"国家科技支撑计划项目为支撑,进行了煤与瓦斯突出预警技术和预警准则建设的研究,着重探讨了李村矿日常预测以及瓦斯涌出方面预警指标的选择和临界值的确定,并在李村矿瓦斯灾害较为严重的掘进工作面得到应用。应用结果表明:预警平台可以根据相应的预警指标在工作面接近突出危险区域以及瓦斯涌出异常进行监测和预警,并且预警结果得到了验证,可以有效提高前方煤与瓦斯突出危险信息的监测,减少煤与瓦斯突出事故的发生。     

复杂矿区煤与瓦斯突出灾害多参量预警系统建设与应用

以贵州水城矿区为研究对象，从模型、软件、机制及装备等方面建设了复杂矿井适用的瓦斯突出灾害预警系统，从防突措施缺陷和客观危险性两大方面囊括了20多项突出危险预警指标，实现了煤与瓦斯突出灾害的多参量、准确预警和及时发布。现场应用表明，预警系统可以准确评价、预警复杂矿井工作面的突出危险性。应用效果明显，为科学预防瓦斯突出灾害提供了有效手段。     

煤与瓦斯突出预警技术现状与展望

首先对煤与瓦斯突出预警的定义和原理做出科学注解,在此基础上,探讨了煤与瓦斯突出预警技术、预警指标及临界值研究现状和发展趋势,从预警信息、提前预警时间、预警模型等方面提出了目前煤与瓦斯突出预警技术存在的不足及展望。分析认为,非接触式瓦斯突出预警技术在不影响采掘工作的前提下能够实现连续、动态分析、预测、预警工作面突出危险隐患和突出危险程度的发展趋势,使矿井防突工作更有针对性。     

煤与瓦斯突出电磁辐射预警技术及应用

针对目前煤与瓦斯突出危险预警在预警实时性、准确性和便捷性方面的需求,分析了煤岩破坏电磁辐射特征、规律及煤与瓦斯突出过程电磁辐射、常规预警指标变化规律及其相关性,开发了煤与瓦斯突出电磁辐射预警装备及软件,建立了煤与瓦斯突出电磁辐射预警准则,实现了煤与瓦斯突出演化过程电磁辐射的自动分析及预警。研究结果表明:电磁辐射指标与常规预警指标具有较高的正相关性,可以反映煤与瓦斯突出危险性,现场煤与瓦斯突出预警应用结果表明,电磁辐射预警技术具有较高的准确性,可以超前13 m或提前2天预警到突出危险。     

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出连续预测技术及应用

针对现阶段煤与瓦斯突出预测技术难以实现时间和空间领域的全方位预测,预测结果准确率低、预测结果发布滞后且影响工作面正常采掘作业生产等技术缺陷,提出了一种利用工作面瓦斯涌出特征预测工作面前方煤与瓦斯突出危险情况的非接触式、连续预测方法。通过对煤矿监测数据结构特征进行综合分析,确定了瓦斯涌出特征突出预警系统的预警指标,建立了煤与瓦斯突出连续预测技术模型,并引入单项预测指标权重评判集,采用加权平均设计思路,构建形成了煤与瓦斯突出预警综合评判规则。在此基础上,采用C/S、B/S双架构系统开发模式,设计开发了瓦斯涌出特征突出预警系统平台。通过下峪口煤矿应用结果显示,该系统平台总体预警准确率达到了86%,且能够超前准确地预测工作面前方的煤与瓦斯突出危险情况,为突出矿井的正常掘进生产提供了安全保障。     

煤矿在线智能应急预警系统的研究与应用

根据瓦斯地质异常、采矿应力和瓦斯排放特征,考虑我国煤、瓦斯突出防治技术和矿山规律,结合矿山生产过程、地质资料和多种历史气体动态现象,对多源信息进行综合分析,建立了综合预警指标系统和煤矿模型,确定并建立了煤和瓦斯突出预测的指标模型和系统。此外,利用该模型建立在线综合系统和数据库,进行了瓦斯突出的预测,实现了煤矿工作面爆发危险的实时监测和智能识别。预测系统的应用结果表明,系统软硬件可以保证瓦斯突出的连续稳定预警,预警结果及时且准确,与矿山的实际风险一致。     

突出矿井工作面接续预警模式研究

 采用联系数和动态网络计划以及工业过程控制理论,建立突出矿井工作面接续预警理论模式。模型通过基于联系数的动态网络计划对突出矿井采面准备和回采的各项工程的工期进行动态预测,采用工业过程控制理论方法对其进行动态控制和预警。并以芦岭煤矿三水平工作面接续为例,建立基于联系数、动态网络计划及过程控制论的突出矿井工作面接续预警模式。     

基于瓦斯涌出量的煤体瓦斯解吸特性研究

为了实时动态分析煤体的瓦斯解吸特性,基于瓦斯解吸速度幂关系式提出了一个表征煤体瓦斯解吸特性的新参数n,在现有矿井安全监测监控系统的基础上构建煤体瓦斯涌出监测系统,可实时计算n值,分析工作面前方煤体的解吸特性,并在卧龙湖煤矿进行了现场验证。结果表明,煤体瓦斯涌出监测系统可计算出掘进面每天的n值,n曲线与传统的瓦斯解吸指标K1、Δh2曲线的变化趋势正好相反,指标n能够表征煤体瓦斯的解吸特性。通过对比K1的突出危险临界值,可得到n的突出危险临界值,为煤与瓦斯突出的工作面预测提供依据。     

基于时间维度的煤与瓦斯突出预警指标体系的构建

 选择科学、合理、有效的预警指标并构建完整的预警指标体系是进行事故预警的前提和基础。文章以安全系统理论为指导,以煤与瓦斯突出危险性孕育、发生、发展的时间维度为切入点,提出建立包括煤与瓦斯突出危险性形成的自然历史因素、现实影响因素、实时影响因素的预警指标体系的方法。在此基础上,结合预警逻辑工作过程,就煤与瓦斯突出危险性预警指标体系构成以及采用计算机系统实现动态预警指标体系构建进行了探讨。实践证明,该方法提高了预警指标系统的通用性、现场应用的灵活性以及煤与瓦斯突出预警的准确性。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07~0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

煤与瓦斯突出防治动态管理及实时预警系统在佳瑞公司的应用

为了防治煤与瓦斯突出事故,提高矿井突出防治管理、技术水平,建立了煤与瓦斯突出防治动态管理及实时预警系统.对矿井突出防治技术实施精细化、规范化和数字化管理,实现了矿井突出防治信息的过程化控制.对防突工作面瓦斯涌出特征进行深处理分析,实现了防突工作面非接触式、连续预警.最终形成了适合佳瑞公司特点的突出预警成套技术.     

瓦斯压力在线监测预警机制应用研究

为了能准确、有效、及时的预测预报井下煤矿瓦斯突出,根据高瓦斯煤层应力场与瓦斯场具有典型的耦合效应,且瓦斯压力场与地应力场的关系主要表现在瓦斯压力的变化上这一原理,并在平煤股份十矿己15-16煤层和己17煤层安装一套煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,利用该系统中的煤层瓦斯压力实时监测功能实时在线监测揭煤区域煤层瓦斯压力变化情况,结果表明：煤层瓦斯压力变化随着瓦斯抽放时间而降低,而随着瓦斯解吸量的增加升高；监控到的瓦斯突出煤层瓦斯压力的变化符合正常规律,开发的煤矿瓦斯突出灾害监测预警系统能够连续监测煤层瓦斯压力及其变化动态,为煤矿瓦斯突出灾害监测预警提供了技术基础和有效手段。     

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。