优化神经网络模型在瓦斯涌出预测中的应用

为准确预测矿井瓦斯涌出量,降低瓦斯涌出带来的危害,通过灰色关联分析理论得出影响瓦斯涌出量的主要因素为原始瓦斯含量>煤层厚度>煤层埋深>工作面长度>推进速度>煤层倾角,通过优化RBF模型对瓦斯涌出量预测模型进行构建,并运用Matlab仿真模拟预测矿井瓦斯涌出量,结果显示:基于优化RBF模型仿真模拟预测得出的矿井瓦斯涌出量与实际瓦斯涌出量非常接近,5组预测数据中,最大误差为3.6%,最小误差为0.8%,平均误差为1.84%,预测精度较高,可应用于矿井瓦斯涌出量的预测当中。     

分源预测法在整合矿井瓦斯涌出量预测的应用

瓦斯涌出量是整合矿井设计中的一个重要参数,介绍了用于瓦斯涌出量预测的分源预测法的技术原理.结合山西某整合矿井实际和生产设计,分析了地勘时钻孔瓦斯含量,利用线性回归方法研究获得了9#、10#、11#煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系,得出各煤层可燃质瓦斯含量增长梯度.运用分源预测法对矿井开采前期、中期和后期瓦斯涌出量进行了预测,并分析了矿井瓦斯涌出影响因素和涌出来源.研究结果对于矿井通风设计和瓦斯管理具有重要的意义.     

分源预测法预测矿井瓦斯涌出量的误差来源分析

为了进一步提高矿井瓦斯涌出量预测的可靠性,确定合理通风设计和制定瓦斯防治措施。通过用分源预测法对试验矿井采掘工作面瓦斯涌出量的预测,将分源预测结果与实际采掘工作面的瓦斯涌出作比较,分析了分源预测瓦斯涌出量误差的来源及原因。结果表明,分源预测法预测矿井瓦斯涌出量误差主要由煤层瓦斯含量、采掘工艺、煤层赋存3方面引入。     

分源预测法参数确定及应用研究

为了准确地预测矿井瓦斯涌出量,从而减小矿井瓦斯涌出量预测值与实际瓦斯涌出量值的误差,运用分源预测法对沁海煤矿在目前开采条件下的瓦斯涌出量进行预测。参照五采区的瓦斯涌出量统计结果,确定分源预测法中的预测参数,运用该参数对沁海煤矿已采采区进行预测,并与已采采区瓦斯涌出量统计值进行对比验证,得出在矿井开采方式不变的情况下,分源预测法中的预测参数基本保持不变;预测参数的选择不应凭经验来选择,而应参照矿井实际瓦斯涌出量来定量选择,结果证明此种预测参数的选择方法对矿井瓦斯涌出量的预测准确性较高。     

综放工作面瓦斯涌出量预测模型研究

以预测综放工作面瓦斯涌出量为目的,通过分析综放工作面瓦斯涌出量的多种影响因素,建立了包含多参量的瓦斯涌出量预测模型。该模型克服了传统预测方法的缺点,很好地解决了综放开采瓦斯涌出量受多因素影响的问题,并结合矿井实际监测数据进行实例分析,验证了预测模型结果的准确性和方法的可行性,能够有效地实现对矿井综放工作面开采层瓦斯涌出量的长期动态预测。     

基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测

由于矿井瓦斯浓度的变化受多种因素共同影响,矿井瓦斯涌出量预测经常出现无法获得一部分变量的情况。针对该问题,提出了一种基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法,详细介绍了采用时间序列AR模型对矿井瓦斯涌出量进行预测的具体实现。实验结果表明,该方法能准确预测矿井瓦斯涌出量。     

矿井相对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量关系简析

用煤层瓦斯含量预测矿井瓦斯涌出量,生产矿井与设计矿井的预测方法不尽相同。生产矿井多是求出已采地区煤层瓦斯含量和实际瓦斯涌出量的相互换算关系,根据近期内生产地区的安排和其所在地区的煤层瓦斯含量,先求出预测区中各采掘工作面瓦斯量,然后再“由分散到集中”地预测矿井相对瓦斯涌出量。设计矿井瓦斯涌出量的预测,在时间上要求比较长,地区范围广,采掘地点的具体位置也难以预先肯定,它不像生产矿井考虑的那么细,常是以生产水平(或采区)为空间单元,大范围地考虑问题,取其预测区间的平均值。当然,设计矿井也应以煤层瓦斯含量为基础,参考同预测矿井地质条件、采煤方法相似的生产矿井的实际瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量之换算关系来预测其瓦斯涌出量。     

侯甲煤矿瓦斯赋存与瓦斯涌出量预测

矿井瓦斯涌出量预测的任务是确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小,为矿井、采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据,它是矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基础参数。根据侯甲煤矿实际情况,选择了分源预测法预测3#煤层开采时的矿井瓦斯涌出量,得出矿井在开采3#煤层前期、中期和后期的瓦斯涌出量,确定侯甲煤矿在3#煤层开采时属于高瓦斯矿井,为矿井通风设计和瓦斯治理提供依据。     

矿山统计法瓦斯涌出量预测模型存在的问题与校正

矿山统计法是煤矿相对瓦斯涌出量预测的重要方法之一,在采用煤矿实际相对瓦斯涌出量与开采深度的数据关系预测相对瓦斯涌出量时,计算发现AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》中矿井相对瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度α计算公式(采用多水平实际相对瓦斯涌出量资料)存在问题。针对该问题,运用最小二乘法的统计原理,推导利用多水平实际相对瓦斯涌出量计算α值的数学模型。进一步采用煤矿实际相对瓦斯涌出量数据验证该公式的正确性,为应用矿山统计法预测煤矿瓦斯涌出量的工程实践奠定基础。     

对矿井瓦斯等级鉴定指标的探讨

通过对矿井瓦斯来源和瓦斯涌出量与产量关系分析,说明用相对瓦斯涌出量作为矿井瓦斯等级的鉴定指标是不太可靠的,而用绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出量相结合的指标来鉴定矿井瓦斯等级较合理,也符合生产现场的实际。     

华蓥山矿区龙滩煤矿水害因素分析评价

以具有典型、复杂地质条件的华蓥山矿区龙滩煤矿为研究对象,系统地分析评价了各充水源对矿井生产的影响以及威胁程度,构建了威胁水源的评判模型,并利用矿井水害威胁系数将龙滩煤矿区划分为无突水威胁区域、弱突水威胁区域、中弱突水威胁区域、中强突水威胁区域和强突水威胁区域等5个突水威胁等级。     

基于粗糙集理论的煤矿瓦斯预测技术

针对煤矿瓦斯灾害的特点,提出了用粗糙集理论对瓦斯灾害进行预测.分析了瓦斯灾害特征,并建立了瓦斯灾害特征知识库,应用粗糙集理论建立了煤矿瓦斯灾害预测的数据挖掘模型,讨论了瓦斯灾害预测模型中的粗糙集属性关系,采用信息熵准则对粗糙集约简方法在预测中存在的不足进行了弥补.通过实际应用,证实了粗糙集理论在瓦斯灾害预测中的有效性和实用性.     

基于拟牛顿优化算法BP神经网络的瓦斯灾害预测模型

矿山瓦斯突出与爆炸事故的预测预报是当前我国煤矿安全生产中急待解决的问题之一。引入BP神经网络的拟牛顿(Newton)优化算法,在保留空间实体相关和多种分布并存的前提下,讨论了建立拟牛顿优化算法BP神经网络瓦斯灾害预测预报模型的数学模型设计、网络结构设计和程序设计3个部分,并以济宁二号井为实例进行了测试。结果表明:该模型稳定、快速、预测精度高,能够较好地模拟矿山瓦斯突出与爆炸事故特征,对瓦斯灾害作出较准确的预测。     

Disaster prediction of coal mine gas based on data mining

The technique of data mining was provided to predict gas disaster in view of the characteristics of coal mine gas disaster and feature knowledge based on gas disaster. The rough set theory was used to establish data mining model of gas disaster prediction, and rough set attributes relations was discussed in prediction model of gas disaster to supplement the shortages of rough intensive reduction method by using information entropy criteria. The effectiveness and practicality of data mining technology in the prediction of gas disaster is confirmed through practical application. Supported by the National Natural Science Foundation of China(70572070); the Liaoning Province Talents Fund Projects(2005219005); the Technology Key Project of Liaoning Province(2006220019)     

煤矿热动力灾害及特性

煤矿热动力灾害被分为瓦斯、火灾、煤尘等灾害分支,未能形成完整的体系,导致其防治缺少系统性和综合性。对国内外发生的煤矿重特大事故进行了系统调研与总结,提出了煤矿热动力灾害概念,构建了煤矿热动力灾害学内容体系。重点对煤矿热动力灾害中的一些热点问题进行了分析,指出了在瓦斯与煤着火的复合灾害、低瓦斯矿井的安全性、抽采瓦斯在防治瓦斯事故中的作用、事故与管理的关系、注惰性介质防灭火的有效性、矿井隔爆设施的作用、事故中的人员逃生等问题上的认识误区。     

深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性研究

应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应力临界值越小,瓦斯压力越易发生突变。高瓦斯工作面煤体扩容阶段,瓦斯压力具有采动应力响应特征,采动应力作用下煤体扩容力学行为打破了瓦斯解吸和吸附的平衡,瓦斯压力呈现先降低后升高的瞬变演化。基于深部开采高瓦斯工作面煤体扩容力学特征,考虑煤体瓦斯解吸吸附特性,依据理想气体定律,构建了含瓦斯煤扩容阶段瓦斯压力采动应力响应的数值力学模型,揭示了煤体扩容区瓦斯压力不稳定易突变失稳的内在机理。深部开采煤层在采动应力作用下的扩容是煤与瓦斯动力灾害发生的必要条件,也是灾害防控的主要可控因素,通过降低煤层采动应力集中以控制煤体扩容,可有效消除煤与瓦斯动力灾变隐患。     

寺河煤矿东区瓦斯涌出主控因素分析及预测

瓦斯涌出规律直接关系到矿井通风设计、管理和瓦斯灾害的防治效果,研究瓦斯涌出在时空上的分布具有较大实用意义。运用瓦斯地质理论,依据实际瓦斯涌出资料和地质勘探资料,研究发现煤层上覆基岩厚度和顶板20 m范围泥岩厚度是寺河煤矿东区瓦斯涌出的主控因素,构建了瓦斯涌出多元回归预测模型,准确绘制了绝对瓦斯涌出量等值线图,为矿井通风设计、管理和瓦斯防治提供科学依据。     

复杂煤层条件下瓦斯灾害盲区判定及治理研究

瓦斯灾害是煤矿安全生产的最大危害,瓦斯治理是抓煤矿安全的"重中之重"。龙滩煤矿通过反复的理论分析和实践考察,形成了一套有效的瓦斯灾害盲区判定方法,同时针对瓦斯灾害盲区采取了"点对点"治理技术措施。后期通过对考察工作面回采期间的各项数据收集和分析,验证了实施的治理技术措施的可行性和效果,对类似灾害的回采工作面具有重要的推广价值。     

厚煤层煤与瓦斯共采的关键问题

瓦斯是煤炭伴生的清洁能源,同时也是煤矿重大灾害的隐患.瓦斯单独开采的价值远远低于煤炭本身.但是作为煤炭伴生能源进行开采既可提高矿井开采效益,又可一定程度上消除其灾害隐患.根据我国煤层透气性低、埋深大等特点,利用采动卸压场与裂隙场实现煤与瓦斯共同开采是我国瓦斯能源开采的正确模式,进一步研究采动裂隙场的解吸性、透气性、瓦斯与裂隙场的耦合作用关系、提高瓦斯抽放浓度与完善低浓度瓦斯的利用技术等是实现瓦斯开采和利用的关键问题.     

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。