煤层注水难易程度的Bayes判别分析法

基于Bayes判别分析方法的基本思想,建立了煤层注水难易程度的Bayes判别分析模型。该模型选用煤层的埋藏深度、裂隙发育程度、孔隙率、湿润边角、饱和水分增值和坚固性系数6个指标作为判别因子,将煤层注水的难易程度分为3个等级作为Bayes判别分析的3个正态总体。以15组煤层注水实测数据作为训练样本,建立了Bayes判别模型。用回代判别的方法对15组实测数据进行判别分析,以验证模型的准确性,并将模型应用于工程实例中。研究结果显示,Bayes判别分析模型误判率较低,能更好的应用于实际工程中。     

煤层注水难易程度的模糊聚类分析及应用

煤层注水难易程度是确定煤层注水方式的重要依据,通过对煤层注水难易程度影响因素的充分分析,确定了影响煤层注水难易程度的主要因素并建立基于煤层的埋藏深度、裂隙发育程度、孔隙率、湿润边角、饱和水分增值和坚固性系数为指标的模糊聚类分析模型。通过对本模型评判结果与Fisher判别分析方法评判结果及煤层注水实际情况进行对照,验证了本模型的可靠性和准确性。依据此模型对双鸭山矿业集团东荣二矿南二下延18层7面工作面煤层进行预测,预测结果与实际情况相吻合。     

煤层注水防治冲击地压效果分析及可注性鉴定研究

对煤样进行浸水实验和现场注水防冲效果检验,研究表明煤层注水降低了煤样冲击倾向性,现场钻屑量和电磁辐射强度均有较大程度的降低。为了准确鉴定煤层注水可注性,选取裂隙发育程度、孔隙率、湿润边角、坚固性系数、饱和水分增值以及埋深等6个注水难易程度的影响因子,以选自不同矿区的15个煤层实测数据为训练样本,建立了煤层注水可注性鉴定的距离判别模型,该模型回判正确率为100%。东荣二矿现场应用表明,距离判别模型鉴定结果与实际情况相符,可以用于指导现场煤层注水。     

急倾斜煤层顶煤可放性分类预测的Fisher判别分析模型及应用

基于Fisher判别理论建立了急倾斜煤层顶煤可放性分类的Fisher判别分析模型.选取老顶、直接顶、底板、瓦斯、采深、倾角、煤层厚度、坚固性系数、夹矸等9项指标作为Fisher判别分析模型的分类判别指标.利用国内矿区急倾斜煤层可放性分类实例数据作为训练样本进行训练,建立顶煤可放性分类的Fisher判别分析模型,求得判别函数.用建立的模型对5个矿山的急倾斜煤层顶煤可放性进行分类预测,结果与实际情况符合良好.     

急倾斜煤层顶煤可放性分类预测的Fisher判别分析模型及应用

基于Fisher判别理论建立了急倾斜煤层项煤可放性分类的Fisher判别分析模型.选取老顶、直接顶、底板、瓦斯、采深、倾角、煤层厚度、坚固性系数、夹矸等9项指标作为Fisher判别分析模型的分类判别指标.利用国内矿区急倾斜煤层可放性分类实例数据作为训练样本进行训练,建立顶煤可放性分类的Fisher判别分析模型,求得判别函数.用建立的模型对5个矿山的急倾斜煤层顶煤可放性进行分类预测,结果与实际情况符合良好.     

煤层底板突水危险性的Bayes判别分析模型及应用

基于Bayes判别分析的基本思想,建立煤层底板突水危险性的Bayes判别分析模型。选用煤层的含水层富水性、含水层水压、隔水层厚度、断层导水性和构造发育程度5个指标作为该模型的判别因子,以不同地区煤矿的14组煤层实测数据作为训练样本,建立了Bayes判别分析模型。为了验证模型的准确性,用回代判别方法对14组煤层实测数据进行判别,并用工程实例进行了验证。研究结果表明,Bayes判别分析模型误判率较低,能快速有效地判别出煤层底板突水危险性的等级,在实际工程中有较强的适用性。     

煤层注水渗透率模型及水力耦合影响因素数值模拟研究

为有效防治矿山动力灾害,优选煤层注水技术合理参数,以东于煤矿03303工作面为实验背景,基于多孔介质渗流理论,通过高压水侵渗流实验系统获取不同覆压条件下渗透率演化拟合曲线.结合流固耦合渗流模型、渗透率拟合曲线和比奥模量等多种参数,构建动态渗透率计算模型,对煤层注水卸压增透过程及其影响因素进行数值模拟,根据模拟结果优选注水工艺参数开展现场实验,对比分析数值模拟结果和现场实测数据.研究结果表明:煤层注水可有效卸载地应力,提高低渗煤层渗透性,随着注水时间的增加,增透区域以注水钻孔为中心向径向方向均匀扩展,注水钻孔间会产生水力复合影响区域,降低注水增透效果,注水压力、钻孔孔径和钻孔间距均不同程度影响水力耦合区域;在相同注水时间下,选用0.2 m孔径及5 m钻孔间距,在8 MPa水压下煤层注水卸压增透效果较好.     

煤层注水难易性的模糊聚类分析与判别

本文以煤层自身特征为指标,用基于等价关系的模糊聚类分析方法,对已注水煤层进行更符合实际的注水难易程度(渗水性)分类,以此作为模式来预报、待注水煤层注水难易程度及所具有的注水特征。     

煤层底板突水危险性的Fisher判别分析模型

为准确评价底板突水危险性,考虑到不同影响因素对于评价方法的作用与影响不同,运用逐步判别法剔除了判别效果不显著的指标,选取了含水层富水性、水压、隔水层厚度、断层导水性、构造发育程度5项主要影响因素作为判别指标。根据以往突水数据建立了底板突水危险性的Fisher判别分析模型,并绘制了判别空间中样本数据散点图。该模型通过了显著性检验,分类效果显著。对15组训练样本进行回代判别,误判率为0,通过距离判别法准确预测了测试样本的突水危险性,表明该模型在煤层底板突水危险性评价上具有较高的可信度和良好的实用性。     

基于Fisher判别分析的冲击地压危险性等级预测

针对矿井中发生的冲击地压危险性分级问题,应用因子分析和Fisher判别分析理论,选取煤层厚度、煤层倾角、埋深、构造情况、煤层倾角变化、煤层厚度变化、瓦斯浓度、顶板管理、卸压、响煤炮声为影响因素,分析影响因素之间的相关性,对相关性较强的因素进行因子分析,提取恰当的公共因子,进而建立基于因子分析的冲击地压危险性等级Fisher判别分析（FDA）模型。利用四川砚石台煤矿23组实测数据作为学习样本对模型进行训练。采用回代估计法检验模型的有效性,回判的误判率为0。将另外未参加训练的12组煤矿动力现象数据作为测试样本,对其危险性等级进行预测,并与传统的Fisher判别方法进行对比。结果表明,经过对样本因子分析后,指标个数减少,相关性降低,可以有效预测冲击地压的危险性等级,用该模型所得到的预测结果的误判率为0。     

基于Fisher-逐步判别法的煤与瓦斯突出预测

为准确、可靠地对煤与瓦斯突出进行预测,基于Fisher判别分析理论,建立了煤与瓦斯突出预测的Fisher判别模型。通过逐步判别分析法筛选出瓦斯放散初速度、瓦斯压力和埋深3个煤与瓦斯突出敏感指标作为突出判别因子,利用所构建的判别模型对20组煤与瓦斯突出实例数据进行训练学习得出相应的判别函数,用回代估计的方法进行逐一验证,误判率仅为5%。将建立的判别模型应用于10组突出实例进行判别预测,判别正确率达100%。结果表明:Fisher-逐步判别分析模型稳定性好,判别准确度高,是一种十分有效的煤与瓦斯突出预测方法。     

瓦斯抽放对煤层注水效果的影响初探

就瓦斯抽放对煤层注水效果的影响进行了探讨,从瓦斯抽放可增加煤层渗透性和减小水驱瓦斯阻力的角度,分析了瓦斯抽放对煤层注水的增注机理。相关实验结果表明,瓦斯抽放之后,再用瓦斯抽放孔进行煤层注水,可较大幅度的提高注水效果,而且还能减少打孔工作量,是一种高效的注水方法。     

基于Fisher判别的煤层底板突水量预测研究

针对煤层底板突水的主要影响因素,综合考虑水源、水压、隔水层、底板采动导水断裂带深度、断层等因素的影响,基于Fisher判别分析理论,利用国内一些采煤工作面底板突水资料作为训练样本,建立了煤层底板突水预测的距离判别分析模型。工程应用表明,该模型结果与实际情况吻合良好,说明该模型在煤层底板突水预测中具有良好的实用性和有效性。     

煤层注水在矿井深部开采灾害防治中的应用

煤层注水在矿井深部开采灾害的防治中发挥着积极作用,煤层注水能够减少煤尘产生,预防煤与瓦斯突出,防治冲击地压和煤层自然发火,降低工作面温度,提高放顶煤效果,改善井下作业环境。分析了煤层注水的作用机理,通过在千秋煤矿开展煤层注水的工程实例,结合数据分析验证了煤层注水的重要作用。     

基于Fisher判别法的煤层底板突水预测模型及其应用

选取地质构造、水文地质特征、底板隔水层特征和开采活动4个大类13个因子作为底板突水的判识指标,以近年来发生的典型煤矿底板突水案例作为学习样本,依据Fisher判别分析法,建立了煤层底板突水预测的距离判别分析模型。结果表明,该模型预测结果与实际情况一致,采用回代估计法所得的误判率很小。因此,选取4个大类13个因子来反映煤矿底板突水状况和应用Fisher判别法预测煤矿底板突水具有良好的实用性和有效性。     

深部煤体注水过程中渗流通道演化特征

在煤炭开采中,煤层注水可有效防突降尘和防治冲击地压。为了研究深部煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道的演化过程,以平煤十二矿己15-31030工作面的深部煤体为研究对象,通过低场核磁共振成像设备在线测试了3个原煤试样在不同注水压力下的T₂谱和含水量分布情况。通过对不同注水压力下的T₂谱进行分析,获得了煤样注水过程中的孔径分布和孔隙结构的演化过程。通过核磁共振成像技术,初步实现了煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道演化的可视化,可更直观地观测煤样注水过程中的动态演化过程,更深入地理解不同煤样T₂谱演化过程异同的内在原因。进一步提出了一种根据T₂谱进行不同孔径的孔的渗透率贡献度计算方法,定量分析了煤样注水过程中不同孔径的孔对水渗过程的贡献度。并对T₂谱进行了孔裂隙的分形维数计算,定量分析煤样孔裂隙的渗流空间含量和异质性。研究发现:平煤十二矿深部煤样注水过程中T₂谱表现出三峰特点,中孔、大孔和微裂隙的含量与连通性都大于微孔和小孔,注水过程中渗流通道主要由连通性较好的中孔、大孔和微裂隙构建。煤样注水过程中大孔和微裂隙贡献了99%以上的渗透率;微孔、小孔和连通性较差的孔主要参与储水而不参与运水。注水过程中当煤样孔隙连通性较差,不存在明显的优势渗流通道时,提高注水压力可以使更多的孔隙参与到渗流的过程中;但当煤样中部分孔隙连通性较好形成优势渗流通道时,提高注水压力也很难使更多的孔隙参与到渗流的过程中。在设计煤层注水参数时应特别关注这一现象。