煤层瓦斯突出危险区综合预测方法

常规的瓦斯突出预测技术，主要从单一角度出发，无法达到多因素影响下的瓦斯突出危险区域预测精度。以某研究区为例，利用基于遗传算法的支持向量机(SVM)网络，预测了瓦斯含量；将孔隙度作为构造煤的判别因子，并通过概率神经网络(PNN)反演方法，得到了构造煤分布情况；介绍了基于自然伽马曲线的拟密度反演方法，获得了煤层顶板岩性情况。综合瓦斯含量、构造煤分布及煤层顶板岩性3个方面特征，建立了一套瓦斯突出危险区域综合预测方法，为判断瓦斯突出危险区提供了理论基础。经过与实际突出位置做验证，预测结果吻合，说明了综合预测方法在此研究区具有较高的准确性。     

我国煤矿安全高效开采地质保障系统研究现状及展望

从近40年来我国煤炭工业的发展进程,分析和总结了我国煤矿安全高效开采地质保障系统建设随着煤炭工业从炮采和普采向机械化开采的转变,经历了从煤田地质学发展到采矿工程地质学和矿井工程物探的发展过程,并逐步构建了煤矿安全高效矿井地质保障系统的基本框架。20世纪90年代中后期,随着煤矿采区高分辨三维地震勘探技术体系研究成果的建立和完善,使煤矿精细地质构造、煤与瓦斯突出、矿井突水通道等灾害隐患的探测精度和预测准确度大大提高,促进了我国煤矿安全高效矿井的迅速发展,煤矿安全高效矿井地质保障系统也走向成熟并在全国煤炭系统推广应用。虽然煤矿地质保障系统在保障开采安全、提高开采效率等方面取得了显著的成效,但随着信息技术的深度融合和煤矿机械化水平的进一步提高,煤炭绿色开采、智能精准开采等对煤矿安全高效开采地质保障系统提出了更高的要求,矿井地质透明化是当前煤矿安全高效矿井地质保障系统发展的努力方向。其重点任务是:①在统一的数据融合基础上,进一步提高地球物理勘探精度,提高矿井地质的透明化水平,构建煤矿智能开采地质保障平台;②研发与惯导技术一体的高分辨煤岩辨识仪器装备,实现对工作面前方5 m范围煤岩结构的自动化数据采集与精准识别;③以岩层结构为基础,以岩石力学和流体因子为重点,开发和建立智能矿山建设决策与灾害隐患预警系统。     

沉积岩体结构类型及其对煤炭开采矿压分布的影响

沉积岩体结构的力学特征是由沉积岩石的岩性和岩体中各种类型结构面所决定。对于层组岩体采用硬质岩石百分比含量K来表示沉积岩体岩性特征，并将沉积岩体按岩性分为3类，即硬质岩体、中硬岩体和软质岩体：根据结构面发育程度和工程规模将沉积岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构4类。通过相似模拟试验方法分析了在采动影响下不同岩体结构类型顶板岩体回采工作面矿压分布规律。试验结果表明，由完整到块裂和碎裂结构，顶板岩体中回采工作面的支承压力亦由大到小变化，且支承压力峰值位置随着岩体破坏程度的增强向项板岩体内部转移。     

不同围压下砂岩孔渗规律试验研究

采用三轴岩石力学试验系统分析了砂岩储层岩石在全应力—应变过程中渗透率的变化规律和不同围压下岩石的孔渗性，建立了砂岩岩石应力—应变与渗透率之间的定性定量关系。研究表明；岩石在全应力—应变过程中，渗透率的变化的总体规律是在弹性阶段渗透率随应力的增大而略有降低，进入弹塑性阶段后随着新生裂隙的扩展、贯穿，岩石的渗透率先是缓慢增加然后急剧增大，在峰前或峰后达到极大值，残余流动阶段原有裂隙开始压密闭合，渗透率开始降低。砂岩的孔渗性与其所承受的有效侧压大小密切相关，表现为岩石的孔隙度和渗透率均随侧压的增大而减小，且服从对数函数变化规律；成岩作用不同的砂岩孔隙度和渗透率减小的速度和程度不同，表现为在侧压的作用下，成岩作用程度较弱的砂岩储层的孔隙度或渗透率减小的速度和程度明显地高于成岩作用程度较强的砂岩。     

神府矿区采煤对地下水循环的影响——以窟野河中下游流域为例

以窟野河中下游地区为例,通过野外调查和水化学特征分析,总结了神府矿区地下水循环模式：第四系潜水和侏罗系烧变岩潜水主要受地形控制;延安组碎屑岩含水层分5个含水层段,主要受地层倾向控制,沿河道相由东向西流动。进而提出了采煤对地下水影响机制：浅部煤层开采破坏了潜水含水层之下黏土层的隔水性,含水盆地汇水面积减小,泉流量减小或干枯;同时采矿造成的人为“溯源侵蚀”袭夺了相邻水文地质单元的地下水,矿井水补给量增加,蒸发量减小;深部煤层开采进一步破坏黏土隔水层,导致潜水含水层消失,使得地表径流转换为地下径流,地下水完全依赖5-2号煤层底板径流。     

LEMD端点延拓方法及其在微震信号降噪中的应用

针对非平稳的微震信号,采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法对其滤波、消噪。但该方法在应用中存在严重的端点效应,会影响分解结果。为了改善端点效应,针对微震信号低频特点,提出了基于LMS自适应滤波器对微震数据端点处进行波形延拓的方法。LMS自适应滤波器经过信号内部的数据训练后从端点处向左右延拓波形,延拓过程中生成符合内部信号趋势的极小值和极大值,波形的延拓长度由延拓算法自适应决定。在EMD对信号分解过程中得到前一层模态分量后均再次对剩余信号进行延拓,进而进行下一层分解,以此修正插值算法带来的误差。最后根据信号频率特点对得到的模态分量有选择的重构,达到降噪的目的。利用仿真数据和煤矿微震监测数据对LMS自适应延拓法进行了验证,结果表明该方法能够明显减小经验模式分解的端点效应,特别对低频的微震信号有很好效果。     

煤体微生物厌氧发酵对裂隙发育的响应规律

基于二维承载条件的煤岩变形过程中的裂隙空间空气渗流试验、梯度含氧水平的煤体微生物厌氧发酵影响试验、与不同煤体粒径的微生物发酵试验,测试了煤体比表面积、裂隙含氧量对煤体厌氧发酵的影响关系,推演了不同深度煤体裂隙发育对厌氧微生物的生物活性影响规律与关键控制因素。结果表明:空气渗流大于1%的煤体中,空气渗流导致的厌氧环境的破坏作用,是抑制煤体厌氧发酵的主控制因素,而且煤体裂隙发育越迅速,空气渗流作用越强,煤体厌氧发酵抑制受控范围越大;空气渗流小于1%的煤体中,在兼氧菌对少量渗流空气缓冲作用影响下,裂隙发育对煤体比表面积的扩大作用是促进煤体厌氧发酵的主控因素,裂隙发育越充分,煤体比表面积越大,煤体的厌氧发酵速率提升越高。     

基于SVM算法的地震小断层自动识别

为了提高小断层解释的准确率,构建基于支持向量机(SVM)算法的断层自动识别方法。通过分析构造部位和非构造部位地震属性特征,建立SVM两分类的断层识别模型。首先,研究支持向量机两分类算法的基本原理和结构,表明支持向量机在两分类问题上具有准确率高的优点;然后建立断层正演模型,分析不同地震属性的断层响应特征,表明断层分布与属性值变化趋势相关;通过对支持向量机算法和正演模型的分析,表明利用地震属性作为支持向量机的输入,预测小断层具有可行性。从叠后地震数据中提取方差、曲率等与断层相关的属性集合;通过相关性分析和聚类分析评估属性,确定4种互相关性低的地震属性。利用14口钻井、3条巷道的地震属性和断层信息共606个数据,选取400个作为训练样本,构造SVM断层识别模型;206个数据作为测试样本,进行断层识别,识别正确率达到98%。利用地震属性建立的SVM断层自动识别模型,能够有效识别小断层,降低人为主观因素的影响,缩短了解释周期;钻孔分布越均匀、数目越多,解释精度就越高。     

粉煤灰浮选除炭技术优化

通过各种条件下浮选和联合浮选试验，表明二段开路浮选流程分高除炭效果明显优于常规一段浮选分选系统，具有入料适应性好、分选精度和产率均高于常规一段浮选的优点，是解决目前高炭粉煤灰综合利用“瓶颈问题”的有效途径。     

潮下砂坪上泥炭沼泽的形成条件及发育特征山西岩溶陷落柱的岩体力学背景

用沉积地质学的研究方法对内蒙古乌达矿区晚古生代太原组１５号煤层下含煤岩系的岩石学特征、沉积层序和展布格局进行了详细研究，认为１５号煤层堆积于潮下砂坪沉积环境．对煤层本身的分布和煤岩学、煤质特征研究结果表明，该煤层的厚度分布稳定，与正常海相形成的煤相比该煤层中硫分偏低，惰性组分和矿物含量高，活性组分较低，并含有火山灰夹矸．因此可以推测，１５号煤层是在一种剧烈的地壳抬升作用下，由于海水迅速退出本区使潮下砂坪沼泽化而形成的．