基于模糊模式识别的煤与瓦斯突出区域预测

借助于成熟的模糊理论与技术可以较客观地实现突出预测中不精确信息与不精确关系的正确表达与处理，综合考虑突出影响因素，提出了煤与瓦斯突出区域预测的模糊模式识别新方法.首先采用模糊聚类分析对煤与瓦斯突出的样本集合进行分类，建立不同程度的模糊模式.然后对待预测样本进行模糊模式识别，根据择近原则，哪一种模式与预测样本最接近，待预测样本即属于哪一种突出类型.此方法克服了模糊聚类单一分析方法的不确定性，实现了多指标定量化的预测，提高了预测效果的准确程度.通过实例验证，证明了预测的可靠性.     

突水过程中颗粒运移对破碎砂岩水力特性影响试验研究

为揭示破碎带条件下的煤矿突水机理,本文利用自发研制的破碎岩体颗粒运移试验系统,开展了一系列突水室内试验,探讨了突水过程中颗粒运移对破碎带砂岩水力特性变化规律及其影响因素。试验结果表明:破碎砂岩渗透率随时间的变化可分4个阶段:震荡增长阶段、快速增长阶段、缓慢增长阶段、稳定阶段;初始孔隙率和水压对试样最终渗透率和孔隙率的大小具有较大影响,数值模拟显示颗粒运动方向大体朝裂缝方向聚集并伴随有局部范围内的涡流现象;颗粒的迁移、排出是导致破碎带煤矿突水的本质因素。研究结果进一步加深了对破碎带条件下煤矿水害问题的认识和理解,对突水问题的发生机理具有一定的补充作用。     

基于地质构造分区的瓦斯地质单元区划方法

瓦斯地质单元的合理划分是矿井瓦斯分区分级治理的前提和基础,同时也是正确认识井田瓦斯赋存特征的依据。以瓦斯指标为主的传统瓦斯地质区划往往不能真实反映区域瓦斯的波动,尤其是对复杂地质条件下煤层瓦斯预判结果失真,从而导致瓦斯事故频发。在分析井田地质构造特征及区域构造演化的基础上,运用构造地质学、瓦斯地质学等理论与方法,以地质构造定量评价为基础,提出以构造等性块段法来划分井田构造分区的方法,采用块段构造指标分别描述不同地质块段构造复杂程度,建立地质构造自然边界和人工边界来区划不同瓦斯地质单元方法。以城郊井田为例,选择断层、褶皱、岩浆侵入3个地质指标对井田构造复杂程度进行评价,并进行了瓦斯区划应用研究。结果显示:运用该方法可以对复杂地质条件下不同瓦斯地质单元进行较准确划分,城郊井田共划分出5个相对独立的瓦斯地质单元,分别研究了5个单元的瓦斯赋存特征。     

气肥煤与焦煤的孔隙分布规律及其吸附–解吸特征

 采用山东微山菜园矿的气肥煤和山西古交马兰矿的焦煤作为煤样,分别进行压汞试验,测定煤的孔径分布,了解各孔径段孔容、比表面积的分布规律;并且对所采集的两种煤样分别进行平衡水煤样的CH4/CO2混合气体的吸附–解吸试验,从孔隙结构方面分析深部煤层煤对瓦斯吸附的影响。研究结果表明,焦煤比气肥煤具有更为复杂的孔隙结构,具有更丰富的小孔和微孔;煤中微孔的分布决定煤的吸附能力,吸附最有效的孔隙半径是在10 nm以下;焦煤对CH4/CO2二元混合气体的吸附能力强于气肥煤的吸附能力;探讨分析CO2/CH4吸附能力的差异性是导致试验中高压阶段CH4/CO2二元混合气体吸附量小于低压时的现象发生的主要原因。研究煤的孔隙分布规律及其吸附–解吸特征,可以从微观层次揭示深部煤层煤吸附瓦斯的聚气能力,探寻煤吸附–解吸瓦斯的特征和机制,丰富煤吸附瓦斯理论,对煤与瓦斯突出的防治和煤层气资源的开发均具有重要意义。     

厚冲积层薄基岩条件下采动井稳孔工艺与应用

以平煤股份八矿煤层气采动井01井为研究对象,借助钻井窥视仪获取了不同层位的套管变形破坏特征,分析了导致套管变形的主要影响因素。在此基础上,设计了基于“抗、让、防”稳孔工艺的井身结构和稳孔措施,并对同一井场的05井应用。结果表明,同产气周期下,基于稳孔工艺设计的采动井套管完整度高、变形小、产气量稳定。此稳孔工艺可为相似地质条件下的采动井井身结构设计提供经验参考。     

提高测压钻孔瓦斯压力测定成功率分析

煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，也是煤与瓦斯突出危险性预测的一个重要参数。通过对煤层瓦斯压力测定方法、封孔工艺综合分析，阐明了影响煤层瓦斯压力测定成功率的主要因素，得出了一些有价值的结论。     

煤层瓦斯含量的岩体结构分析及预测

煤层瓦斯含量是决定煤与瓦斯突出的主要因素之一,利用岩体结构分析的方法可以分析预测围岩岩体结构对煤层瓦斯赋存的控制作用。研究表明,煤层围岩岩体结构控制了煤层瓦斯的赋存,岩体结构可用岩层效应厚度影响系数来表示,应用这一参数研究煤层瓦斯赋存比用煤层顶板岩性及含砂率更科学。计算了煤层顶板围岩对煤层瓦斯赋存的最佳有效影响厚度为20m。预测了新安煤田煤层瓦斯含量,预测值比较符合生产实际,可以作为生产中瓦斯涌出量预测及矿井瓦斯灾害防治的依据。     

陶二矿2煤层瓦斯地质单元划分及赋存特征

针对陶二矿2煤层的瓦斯地质条件,借助数量化理论方法筛选出影响陶二矿2煤层瓦斯含量分布的因素为地质构造、顶板岩性、岩浆岩侵入、埋藏深度,采用线性回归模型预测各单元瓦斯沿走向和倾向分布规律,并将2煤层划分为3个瓦斯地质单元:Ⅰ单元为瓦斯风化带,Ⅱ单元为突出危险区,Ⅲ单元为潜在突出危险区。     

构造煤厚度自动判识软件的设计与开发

构造煤厚度自动识别有助于预测煤与瓦斯突出分布规律或判断煤与瓦斯突出发生的煤层范围,提高采掘生产中防突措施的科学性和针对性。提出了基于小波变换的测井曲线自动识别构造煤厚度的方法,以MATLAB6.5为平台,研制了“构造软煤厚度自动识别软件”,介绍了该软件的结构、功能和使用方法,实际验证结果表明其精度较高。     

基于小波变换的构造煤自动判识软件开发

提出了基于小波变换的测井曲线自动判识构造煤厚度的方法,克服了曲线拟合方法不能满足对测井曲线求导的需要,对判识构造煤厚度有良好的效果.为了方便计算,以MAT-LAB 6.5为平台,编制了“基于小波变换的构造煤自动判识软件”,介绍了该软件的结构和功能,并通过实际验证,达到了较好的判识效果.