采空区注氮对瓦斯爆炸危险区的影响数值模拟

为研究注氮对高瓦斯矿井采空区内瓦斯爆炸危险区的影响,以安徽许疃煤矿3235工作面为实例,使用COMSOL多物理场耦合模拟软件建立采空区注氮模型,分析了不同注氮流量及注氮位置条件下采空区气体运移规律,并依据线性叠加的数学原理对采空区瓦斯爆炸危险区进行划分,分析其分布特征。通过对比研究发现:随采空区注氮流量的增加,爆炸所需最低浓度的氧气和爆炸极限内的甲烷,分别有向工作面和采空区移动的趋势,瓦斯爆炸危险区的最大宽度以及面积均呈现减小趋势;注氮位置和瓦斯爆炸所需氧气体积分数的危险区域,在一定范围内呈现负相关性。     

基于矿井安全预警系统的瓦斯爆炸治理的研究与应用

为了进一步提高治理瓦斯爆炸灾害事故的水平,寺河煤矿在现有的设备基础上,把计算机技术和瓦斯爆炸预测预警技术相结合,构建一个完整的瓦斯爆炸预警系统,该系统通过实时监测3303工作面空间瓦斯浓度情况及其变化趋势,发现系统预警结果与3303工作面瓦斯浓度的变化情况相一致,表明该预警系统能够对工作面瓦斯爆炸危险做出准确预警,有利于提高煤矿瓦斯爆炸灾害的预测水平,对煤矿的安全生产有着重要的现实意义。     

基于因子分析法构建龙泉煤矿4202工作面多级瓦斯预警模型

为了对太原煤炭气化(集团)有限责任公司龙泉煤矿4202工作面瓦斯预警进行研究,连续20d实地测量了4202工作面周边10个测点的瓦斯浓度数据。以此为数据支撑,进行了KMO和Bartlett检验,通过提取主成分等一系列计算得到了工作面多级瓦斯预警模型,为矿井瓦斯预警体系的建立提供一定的帮助,对矿井工作面瓦斯预警具有一定的现实意义。     

煤矿安全生产综合监察监管平台设计与实现

基于收集的西南地区40多对矿井瓦斯监测数据,分析矿井瓦斯浓度数理变化特征,建立了数据驱动的矿井瓦斯异常涌出识别方法与模型。该模型从当前瓦斯浓度、瓦斯突变指数、偏离均值指数、长期不变指数、波动幅度指数、中期上升趋势指数等方面对监测点瓦斯风险进行量化评价;使用单一预警指标对趋势偏离、瓦斯突变等异常进行识别;采用各监测点调和平均数,以采掘工作面为单位,量化区域瓦斯灾害风险趋势。研发了煤矿瓦斯灾害大数据风险分析平台,并应用于现场监管监察,应用结果表明该模型能及时准确判识各矿井瓦斯灾害风险,有效提高监管能效。

     

基于事故树分析的煤矿掘进面瓦斯爆炸危险评价研究

基于掘进面瓦斯爆炸原理与事故致因理论建立了掘进面瓦斯爆炸事故模型,并在此模型和瓦斯爆炸危险源分类基础上建立了掘进面瓦斯爆炸事故树模型,提出了基于事故树分析的掘进面瓦斯爆炸事故的定性分析方法。以黑龙江某矿7256掘进面为例,建立了该掘进面的瓦斯爆炸事故树模型,并对该事故树求最小割集和最小径集,评价了该掘进面引起瓦斯爆炸的主要因素,并提出了防治措施。研究结果表明,有120种可使7256掘进面发生瓦斯爆炸的基本事件组合,防止该掘进面瓦斯爆炸的有效途径是加强通风管理,防止掘进面风量不足,加强放炮和设备检修时的安全管理。提供了一种基于基本事件的模糊概率计算顶事件概率的方法,为定量分析提供了一种简便、可靠的方法。     

乌东矿瓦斯涌出异常大数据技术研究与应用

利用理论分析和现场实测的方法研究了瓦斯涌出异常的影响因素及瓦斯涌出异常预警技术的实现流程。针对乌东矿瓦斯突出特征与规律,运用了大数据技术研究监控监测总体数据,研究了适合乌东矿的瓦斯突出预警指标体系中的趋势预警指标,并建立了乌东矿瓦斯涌出异常的数据模型,实现了工作面及掘进面瓦斯突出危险性的实时智能预警,在乌东矿的应用效果验证了该风险态势分析平台的有效性。     

基于逻辑回归模型的瓦斯浓度异常值检测与预警

在煤层地质构造不确定性、开采强度变化、瓦斯抽采方案调整和人员作业管理等因素的影响下,瓦斯浓度监测数据通常会存在异常情况。仅依据瓦斯浓度阈值指标不能有效反映危险程度的演化过程,进行预警存在一定风险,为提升瓦斯浓度异常值检测的准确性,提出了一种基于逻辑回归模型的瓦斯浓度异常值检测与预警新方法。建立瓦斯数据检测逻辑回归模型后,得到了合理的回归系数并进行了检测试验。试验预测数据结果表明,利用建立的逻辑回归模型识别异常数据的正确率达85%以上,可以有效识别未达到阈值上限的瓦斯数据是否存在异常状态,为优化矿井瓦斯浓度的监测与预警提供了新方法。     

煤矿掘进巷道内瓦斯爆炸冲击波的超压预测北大核心

运用爆炸相似理论,在无限空间中炸药爆炸冲击波的超压规律基础上,考虑瓦斯浓度、巷道截面积、冲击波传播距离、混合物体积等因素,建立了煤矿掘进巷道内瓦斯爆炸冲击波的超压预测模型。根据一定的实验数据,拟合出超压与瓦斯浓度、冲击波传播距离,以及与瓦斯—空气混合物体积之间的关系。通过实例对该模型进行验证,结果表明模型预测数据与实验数据比较吻合。     

煤矿掘进巷道内瓦斯爆炸冲击波的超压预测

运用爆炸相似理论,在无限空间中炸药爆炸冲击波的超压规律基础上,考虑瓦斯浓度、巷道截面积、冲击波传播距离、混合物体积等因素,建立了煤矿掘进巷道内瓦斯爆炸冲击波的超压预测模型。根据一定的实验数据,拟合出超压与瓦斯浓度、冲击波传播距离,以及与瓦斯—空气混合物体积之间的关系。通过实例对该模型进行验证,结果表明模型预测数据与实验数据比较吻合。     

基于GIS的瓦斯爆炸诱因预警技术

针对煤矿瓦斯爆炸灾害问题,应用统计分析方法建立了以瓦斯浓度与着火温度为主要因素的瓦斯爆炸诱因预警模型,将瓦斯爆炸诱因预警划分为4个等级.在GIS技术支持下,开发了基于 ArcView GIS 的预警模块,结合瓦斯传感器及温度传感器建立了预警系统.以平顶山煤业集团天安十二矿典型工作面为例,验证了预警技术的可行性.     

山西省煤矿瓦斯气象预报预警信息系统设计与实现

瓦斯爆炸是煤矿生产中的恶性事故,它不仅严重影响煤炭工业的正常生产,更造成巨大的生命财产损失。煤矿井下瓦斯爆炸与井上天气变化关系密切,本文根据山西省晋中市1995~2009年煤矿重特大瓦斯爆炸事故发生时的瓦斯浓度与气象影响因子数据和2009年7月20日到2011年3月10日11个中型煤矿井下逐日、逐小时瓦斯浓度监测资与气象资料,利用统计学的方法,确定了煤矿瓦斯的主要气象诱因为前一日风向风速的变化、前1~2日气温变化和前2日气压变化,建立了煤矿瓦斯浓度与影响因子的关系模型,构建了山西省煤矿瓦斯气象预报预警系统,建立了井下自然通风区瓦斯积聚的预报模式,可提前预报煤矿瓦斯浓度变化趋势,警示煤矿管理人员及时加大通风,搞好预防措施,避免事故发生,创建了气象为煤矿安全服务的新模式。     

基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型

针对传统的煤与瓦斯突出预警模型融合度不高、自分析与优化能力不足、预警原因难追溯等问题,采用关联规则算法和证据理论算法相结合的方法,建立了基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型。分析了定性和定量预警指标对应的关联规则项目设置方法,定义了用于煤与瓦斯突出预警分析的关联规则,得到强关联规则确定方法和预警指标优选方法;建立了用于煤与瓦斯突出预警分析的证据理论识别框架,确定了基于关联分析结果的基本置信度分配规则,并给出证据合成方法和基于类概率函数的融合决策方法;研究得出采用基本置信度分配函数进行预警原因追溯的方法,并给出了模型动态更新方法。测试结果表明,利用该模型进行煤与瓦斯突出预警分析,可实现预警指标自动筛选、多指标自动融合分析与决策、预警原因自动追溯及模型的动态更新优化。采用该方法进行煤与瓦斯突出预警是合理可行的。     

我国智能绿色矿业发展战略研究

为了对瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故进行提前预警,建立了数据预处理、瓦斯浓度预测模型,研发了具有三级判识标准和流程的预警系统。通过基于LSTM算法的瓦斯浓度数据训练解决深度学习中的梯度消失与梯度爆炸,通过瓦斯特征分析反映瓦斯浓度时空相关性,通过研究样本时长、预测时长与预测精度之间的关系得出最优预测方法。结果表明：当子样本时间长度为1.0 h时,5 min的超前预测精度最高,符合1%的评判标准;当子样本的时间长度为1.5 h时,超前预测10 min和15 min的精度最高且符合评判标准;当子样本时间长度为2.0 h时,需要超前预测20 min才符合标准。瓦斯浓度预测分析与防突预警系统能够反映煤巷掘进过程中瓦斯浓度的变化规律并进行瓦斯浓度预测和实时防突预警,为安全高效的瓦斯防治工作提供技术支撑。

     

基于CBR在煤矿瓦斯爆炸预警应用探讨

在学习传统方法与模型预测瓦斯爆炸的基础上,提出用案例推理方法预测瓦斯爆炸的思想,并给出案例推理的瓦斯爆炸预警系统的原型,研究了系统中的关键技术:案例的知识表达、案例检索和案例学习等。     

煤矿瓦斯爆炸事故危险源机理分析及风险评价研究

针对煤矿瓦斯爆炸事故危险源具有多因素复杂性特征,运用对吻鱼骨图分析方式,系统剖析了煤矿瓦斯爆炸事故发生机理及其危害,结合模糊层次分析方法,建立了煤矿瓦斯爆炸风险综合评价模型,并以大同煤矿集团四台煤矿为例,分析验证了该方法对于煤矿瓦斯爆炸事故风险预控的可行性和科学性,从而为煤矿瓦斯爆炸危险源分级管理及安全预警提供了一种理论参考。     

煤与瓦斯突出综合预警系统在严重突出矿井的建设

为了提升煤与瓦斯突出矿井防突水平和抗灾能力,以事故预警理论为指导,从瓦斯灾害防治实验室和预警平台2方面为示范矿井建设了煤与瓦斯综合预警系统。通过预警系统建设,形成了适合矿井实际特征的煤与瓦斯突出综合预警指标体系和规则库模型,从煤层及瓦斯赋存特征分析、采掘空间安全情况分析、钻孔施工效果分析、日常预测指标发展趋势、瓦斯涌出特征实时跟踪、超掘(采)动态监控等方面实现了煤与瓦斯突出灾害的在线监测、超前预警和过程化控制。现场应用表明,预警系统具有较高准确性,能捕捉分析矿井瓦斯突出灾害的潜在隐患和预兆,能为矿井防突提供决策依据和技术保障,并促进矿井的精细化、规范化管理和信息化交流。     

深部动力灾害煤层防突预警技术在平煤十三矿的应用

研究确定了平煤十三矿己15-17煤层突出风险因素,从工作面与断层下盘距离、与应力集中区距离、软分层厚度、煤厚变化率、日常预测、动力现象、瓦斯涌出、措施缺陷等方面建立了8个突出预警指标;构建了包括监控预警综合数据库、采掘进度管理子系统、地质测量管理子系统、防突动态管理子系统、瓦斯地质分析子系统、瓦斯涌出分析子系统、预警信息查询网站、预警短信发布子系统、突出预警管理平台等软件的深部矿井突出综合预警系统,并建立了完善的保障机制。     

关于矿井瓦斯爆炸超压规律的预测和分析

为了能较好的对矿井独头巷道瓦斯爆炸的超压进行预测,在相似定律、TNT当量理论的基础上,对管道瓦斯爆炸实验的超压测点距离进行了换算,结合矿井瓦斯爆炸超压实验数据,建立了相应的矿井瓦斯爆炸超压预测模型,并通过50m3、100m3、200m3瓦斯-空气混合气体的矿井瓦斯爆炸实验对此预测模型进行了验证:此预测模型对于体积分别为50m3、100m3、200m3的瓦斯-空气混合气体爆炸实验超压的预测平均相对误差依次为7.56%、6.01%、14.88%,对于50m3、100m3的超压预测较好,对于200m3的预测效果相对较差。此预测模型可以应用到几何成比例、浓度相同、不同体积的矿井瓦斯-空气混合气体爆炸超压预测。总体来说,此超压预测模型误差较小,预测值和实验值吻合较好。