基于灰靶决策模型的煤与瓦斯突出可能性评价

基于灰色系统理论,建立多指标加权灰靶突出可能性决策模型,对矿井煤与瓦斯突出的可能性进行量化评价。根据10组煤与瓦斯突出危险区域测点数据与预测煤层突出危险性单项指标临界值的靶心距的大小,对矿井突出可能性大小进行评价,并进行了突出可能性等级划分。应用该模型对花宝沟煤矿煤与瓦斯突出的可能性进行评价,评价结果是靶心距距离较大,可能性小,不易发生突出,评价结果与实际情况一致。说明应用多指标加权灰靶突出可能性决策模型对矿井进行煤与瓦斯突出危险性评价是可行的。     

AHP-GT耦合模型下煤与瓦斯突出危险性评价北大核心

为了更有效地预测煤与瓦斯突出危险性,考虑煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤的破坏类型和煤层孔隙率5个因素,结合层次分析法(AHP)与灰靶决策模型(GT)建立了煤与瓦斯突出危险评价模型,并通过贵州省的大良田煤矿(DLT)、清河煤矿(QH)、耳海煤矿(EH)、顺发煤矿(SF)、青松煤矿(QS)进行实例验证。结果表明:煤的坚固性系数对煤与瓦斯突出的影响最大,孔隙率对煤与瓦斯突出的影响最小;EH煤矿和SF煤矿属于小的突出危险,DLT煤矿和QS煤矿属于一般突出危险,QH煤矿属于大的突出危险,评价结果与实际情况相符。     

基于层次分析与模糊综合评判的突出危险程度预测

针对煤与瓦斯突出预测缺乏定量评价方法,将层次分析与模糊综合评判运用到煤与瓦斯突出危险程度预测中,使用层次分析法确定了煤与瓦斯突出各影响因素权重系数,运用模糊综合评判法建立了煤与瓦斯突出危险程度预测模型。最后,对某煤矿9煤层进行了煤与瓦斯突出危险性预测。结果表明,应用层次分析与模糊综合评判进行煤与瓦斯突出危险程度预测是可行的。     

基于熵权-属性数学的煤与瓦斯突出危险性预测

为准确预测煤与瓦斯突出危险性,以瓦斯、地质、煤体 等因素作为煤与瓦斯突出危险等级评价指标,基于指标临界 值及分级数方式,结合熵权法和属性数学理论构建煤与瓦斯 突出危险等级综合评判模型。实例研究结果表明:某煤矿工 作面煤的破坏类型、煤普氏系数、瓦斯压力的权重占比大,分 别为:0.1360,0.1083,0.0994;耦合模型下计算出该工作面 煤与瓦斯突出λ 为0.5567,预测结果符合C2 等级为“一般突 出危险性”,与现场瓦斯动力现象相一致,验证了本文所建立 的模型用于矿井煤与瓦斯突出预测的可行性和有效性。     

基于PCA-Fisher判别分析模型的煤与瓦斯突出危险等级预测方法研究

为了提高煤与瓦斯突出预测精度,选取瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等11个因素作为判别指标,将煤与瓦斯突出强度分为无突出、小型突出、中型突出、大型突出4个等级。利用贵州黔西北煤矿资料中的28组数据作为训练学习样本,建立了煤与瓦斯突出危险等级预测的PCA-Fisher判别分析模型,再利用资料中其余6组数据作为预测样本,对该模型进行检验和应用,并与BP神经网络模型和Fisher判别模型的判别结果进行比较。结果表明:PCA-Fisher判别模型具有更高的准确性和可靠性,可以对煤与瓦斯突出危险等级进行有效预测。     

平煤一矿丁_6煤层突出危险性预测指标临界值实验研究

为了考察平煤一矿丁6煤层硬煤、软煤不同的突出危险性预测指标临界值,使之更具有针对性和有效性,遂运用实验室瓦斯吸附解吸实验和理论分析相结合的研究方法,对实验数据进行统计分析并回归得出了瓦斯含量W和瓦斯压力p、瓦斯解吸指标V1和瓦斯解吸指标Q3、瓦斯解吸指标V1和瓦斯压力p之间的关系,最终基于瓦斯膨胀能确定了丁6煤层硬、软煤突出危险性预测指标瓦斯含量W和瓦斯解吸指标Q3的临界值,其中硬煤、软煤区域突出危险性预测指标瓦斯含量W的临界值分别为5.55、4.93 m3/t;硬煤、软煤工作面突出危险性预测指标Q3的临界值分别为0.20、0.26 mL/g。     

基于模糊聚类方法的复杂煤层煤与瓦斯突出危险性分析

为研究复杂条件下煤层煤与瓦斯突出危险性的预测方法,以通顺煤矿2~#煤层为例,对其区域性突出危险性预测敏感指标进行筛选,通过井下直接测定法和实验室对比分析得出瓦斯含量值作为主要判定指标(敏感指标),临界值为8 m~3/t,瓦斯压力作为辅助判定指标,参考临界值定为0.60 MPa。并通过模糊聚类方法分析得出通顺煤矿2~#煤层同一工作面△h_2的相对敏感度最大,K_1次之,S最小,所以选取△h_2作为通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测的敏感指标,K_1和S作为辅助性的参考指标。运用统计学理论和概率分布确定出通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标为△h_2,临界值定为180 Pa(湿煤临界值为160 Pa);K_1值作为局部预测的辅助指标,参考临界值为0.41 m L/(g·min~(1/2))(干煤);S反映煤层应力大小,亦作为辅助指标,参考临界值为5.10 kg/m(干煤)。     

梁北煤矿21030工作面煤与瓦斯突出危险性预测研究

通过对梁北煤矿21030工作面瓦斯活动资料的收集、整理及现场瓦斯参数的测定,利用朗格缪尔方程推算出工作面中瓦斯压力.在综合考虑煤体结构及煤层瓦斯参数基础上,根据煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值,对工作面煤与瓦斯突出危险性进行了预测;预测结果表明,21030工作面具有煤与瓦斯突出危险.     

义安矿二_1煤层区域预测指标临界值研究

为了消除煤与瓦斯突出的危险性,依据《防治煤与瓦斯突出规定》选取煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力作为义安矿二1煤层区域预测指标。通过构建煤与瓦斯突出能量方程并结合实验室研究,确定了瓦斯压力和瓦斯含量的临界值,并对其临界值0.60MPa和8m3/t进行了验证。结果表明:该临界值适合义安矿,保证了煤矿安全生产。     

煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统的开发

根据煤与瓦斯突出理论、模糊数学知识和计算机技术,研究开发了煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统,实现了计算机对煤巷炮掘工作面的突出危险性预测管理。该系统实现了由静态预测预报变为动态预测预报,由间隔预测预报变为半连续预测预报,可提高炮掘工作面煤与瓦斯突出预测的可靠性,并对有突出危险工作面进行及时报警,从而防止发生煤与瓦斯突出。采用钻屑指标法、瓦斯峰谷比值法、地质因素法和综合指标法作为突出预测方法,并将煤巷炮掘工作面的突出危险性划分为突出危险、突出威胁和无突出危险3类。     

基于决策树ID3改进算法的煤与瓦斯突出预测

为提高工作面突出预测指标预测的准确率,根据灰色相关理论和决策树ID3算法,提出了基于决策树ID3改进算法的煤层工作面煤与瓦斯突出预测方法。该方法以工作面的钻屑解吸指标作为主要决策属性,以地质构造、瓦斯浓度变化等现场较为直观的突出征兆作为辅助决策属性,同时根据矿井实际工作面煤与瓦斯突出数据建立预测样本数据集,把决策属性的相对灰色关联度作为决策树ID3改进算法的最大信息增益计算权重,建立了煤层工作面煤与瓦斯突出决策树预测模型,并采用该预测模型对10组煤与瓦斯突出数据进行了预测,结果表明,该模型预测的准确率显著高于采用单一钻屑指标预测的准确率。     

基于层次分析法的煤与瓦斯突出预测研究

为了对煤与瓦斯突出进行预测,采用层次分析法研究了煤与瓦斯突出预测方法,分析了煤与瓦斯突出因素,对煤与瓦斯突出瓦斯压力和瓦斯含量临界值进行了确定。建立了煤与瓦斯突出的相关指标的层次分析模型。研究得出,某矿5号煤层的煤层瓦斯压力指标临界值为0.68 MPa,5号煤层瓦斯含量指标临界值为10.8 m³/t;影响煤与瓦斯突出的指标依次为煤的破坏类型和坚固性系数、顶板强度和厚度、煤层厚度、瓦斯压力、地质构造、瓦斯含量和埋深。研究为类似条件下煤与瓦斯突出预测提供了技术支持。     

基于数据挖掘的煤与瓦斯突出实时预警研究

为提高工作面煤与瓦斯突出预警的准确率与时效性，利用工作面瓦斯涌出特征与突出“三要素”的之间的变化关系建立了以地应力系数、瓦斯压力系数、乘幂系数、变动率及离散率为基础的实时预警指标体系；将K-means聚类、FOA及RF三种算法结合构建基于数据挖掘的煤与瓦斯突出实时预警模型探究实时预警指标与煤与瓦斯突出的潜在发生规律，并通过模型的智能寻优及训练输出最优预警等级；现场应用结果表明：所建预警指标敏感性较好，预警模型的运算时间为0.118s，在本次实例应用中提前4小时发出煤与瓦斯突出危险级别预警，预警等级与现场突出实际情况较吻合，且与K1值、钻粉量S具有较好的一致性，实现工作面煤与瓦斯突出实时、准确预警。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2,以及钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。     

煤与瓦斯突出危险性鉴定指标权重值的研究

目前,我国广泛采用4个单项指标方法鉴定煤层突出危险性,并给出了各项指标的突出危险临界值,还规定只有4个单项指标的测定值全部达到或超过临界值,该煤层可鉴定为突出危险煤层。这样的规定忽略了不同指标参数在突出发生中的不同作用。2011年颁布的《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》中补充了不同瓦斯压力及坚固系数值的突出鉴定判据,但忽略了△p及煤的破坏类型这2个指标的作用。指标权重值法补充了现有鉴定方法的不足,使鉴定结果更符合逻辑及实际。     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,在突出预防方面进行了大量深入的研究和实践,突出防治取得了较为显著的效果,但近年来突出灾害事故仍时有发生.为了进一步提高深部矿井煤与瓦斯突出防控技术,提升煤矿安全、智能化水平和煤炭安全保障能力,分析了突出发生机理研究进展及现状,阐述了我国煤与瓦斯突出预测及监测预警手段的关键技术...     

煤与瓦斯突出危险性综合判识方法研究

针对我国现采用的煤与瓦斯突出鉴定方法不能准确判定煤层是否具有煤与瓦斯突出危险性的问题,基于煤与瓦斯突出的演化过程,建立了煤与瓦斯突出激发过程的极限平衡方程,推导出了激发突出的判据关系式,表明突出发生与否直接与煤体强度、瓦斯压力、煤层方向应力和顶板支承压力相关,并与采高、支护作用等因素间接关联。结合典型的煤层物理力学和瓦斯参数,采用现有突出危险性鉴定方法和所建立的综合判识方法分别进行计算,并利用数值模拟方法进行验证,得出的综合判识方法对煤与瓦斯突出危险性的评价更为准确。     

模糊聚类评估法在煤与瓦斯突出预测中的应用

通过模糊聚类分析将影响煤与瓦斯突出的地质构造综合起来考虑,应用灰色系统理论中的多维灰色评估方法,对煤与瓦斯突出的样本集进行了分析研究,不仅可靠程度高,而且能定量描述待报样本与模式的危险程度。研究结果表明,该方法能准确对煤与瓦斯突出灾害进行预测,从而说明了该方法的可靠性。     

煤与瓦斯突出事故破坏性的灰色预测

以我国2005-2010年煤与瓦斯突出事故死亡人数为依据,建立灰色GM(1,1)预测模型。以死亡人数作为事故破坏性的指标,预测突出事故的破坏性和发展趋势。预测结果表明:2011年、2012年及2013年我国煤与瓦斯突出事故可能死亡人数分别为224人、222人和219人,破坏性与2010年的227人相比分别降低1.3%,2.2%,3.5%。