斯派尔矿瓦斯动力现象影响因素分析

斯派尔煤矿属于高瓦斯矿井,受复杂地质构造条件的影响,容易发生瓦斯动力现象。采用现场和实验室实测的方法,确定了影响斯派尔矿瓦斯动力现象的主要因素为煤的坚固性系数偏低、煤厚变化较大和存在大的地质构造,为实现斯派尔矿瓦斯动力现象的针对性预防提供可靠依据。     

声发射技术在煤与瓦斯突出预测中的应用研究

针对新义煤矿采用常规手段预测工作面突出危险不可靠的问题,分析了煤与瓦斯动力灾害特征,采用声发射连续预测技术对煤与瓦斯突出进行了现场监测,分析得出声发射信号指标与异常动力现象的对应关系,确定了合理的工作面灾害危险性判识预警特征参数,给出声发射预测敏感指标临界值。将声发射的指标结合其他指标在新义煤矿进行了综合验证应用,结果表明,利用声发射技术可以更为准确地超前预报以地应力为主导的煤岩动力灾害。     

基于监控系统的工作面瓦斯预警指标研究

分析了工作面区域瓦斯预警指标研究和应用现状,提出了基于监控系统的工作面瓦斯预警指标研究。在反演思路的基础上,指出了通过显性监测信息反演自然因素和开采技术因素的变化趋势的可行性。通过分析瓦斯涌出与可能影响因素之间的关系,针对掘进工作面建立了3类13种瓦斯预警指标并提出了13种指标的计算基础数据粒度。以瓦斯解析预警指标为例,结合某掘进工作面,对瓦斯解析预警指标的有效性和准确性进行了验证,认为瓦斯解析预警指标与现场瓦斯危险程度一致性较好,有较强的现场适用性。     

突出矿井的鉴定指标新探

根据产生煤与瓦斯动力现象的原因,提出了现场判断煤与瓦斯动力现象的特征指标;对影响矿井瓦斯动力现象的因素进行了分析,提出了预测突出矿井的“理想石门揭煤”模型和相应的预测指标,可以定量地将矿井根据可能出现的煤与瓦斯动力现象大小分为非突出,压出及突出矿井三种类型。     

孤岛工作面敏感指标分析及预警

应用"三率法"确定了工作面的动力灾害的敏感指标为钻屑瓦斯解吸指标Δh2、电磁辐射、支护阻力。研究发现当敏感指标随时间变化出现连续升高,或当支护阻力增幅超过30%时,出现明显的动力现象。基于现场监测结果,提出了本工作面的动力灾害敏感指数的临界值,并进行了现场验证。     

基于瓦斯涌出特征的钱家营矿掘进工作面突出预警系统应用

为实现钱家营矿掘进工作面煤与瓦斯突出实时预警,提出一种基于瓦斯涌出特征的预警方法。依据巷道高低浓度甲烷传感器实时监测数据,通过离散回归理论分析煤与瓦斯突出前的瓦斯涌出量,建立预警指标特征序列,确定掘进工作面煤与瓦斯突出预警指标危险临界值:方差0.018,波峰差0.41,波动斜率±0.027。在此基础上构建了非接触式煤与瓦斯突出可视化预警系统并在钱家营矿进行现场应用。结果表明,以瓦斯涌出特征值作为预警指标,能够准确监测到井下瓦斯异常现象,达到瓦斯数据实时解算和可视化预警的目的,为钱家营矿掘进工作面防突工作提供技术借鉴。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07~0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

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。     

李村矿煤与瓦斯突出预警准则研究及应用

为了实现对采掘工作面进入突出危险区的监测和预警,以"十二五"国家科技支撑计划项目为支撑,进行了煤与瓦斯突出预警技术和预警准则建设的研究,着重探讨了李村矿日常预测以及瓦斯涌出方面预警指标的选择和临界值的确定,并在李村矿瓦斯灾害较为严重的掘进工作面得到应用。应用结果表明:预警平台可以根据相应的预警指标在工作面接近突出危险区域以及瓦斯涌出异常进行监测和预警,并且预警结果得到了验证,可以有效提高前方煤与瓦斯突出危险信息的监测,减少煤与瓦斯突出事故的发生。     

PSO-SVM模型在掘进工作面突出预警系统中的应用

为实现掘进工作面煤与瓦斯突出风险快速、准确预警,借助工作面瓦斯涌出特征与突出"三要素"之间变化关系建立了含地应力系数、瓦斯体积分数及瓦斯涌出系数等参数的实时预警指标体系;将SVM、PSO 2种算法结合构建了PSO-SVM突出预警模型,界定了突出预警等级标签的划分原则;在此基础上融合Spark大数据平台开发了掘进工作面突出预警系统,系统包括模型管理、风险识别及Spark配置等8个模块。以贵州某矿掘进工作面监测监控系统为数据源,筛选其中1 059组预警指标及对应预警等级标签导入数据挖掘模型进行智能化学习及训练,并将系统应用于该掘进工作面突出风险预警。运行结果表明突出预警模型测试集的预测精度为92%,系统能在工作面突出动力现象发生前22 min准确预警。     

基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统软件的研究

采用Visual C#设计的煤矿瓦斯监测监控系统的监控软件,实现对基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的数据库保存,实时数据监测显示,历史数据查询统计,预警曲线显示,数据报表显示功能。该监控软件具有稳定性好、监测精度高、成本低和操作简单的特点。使用该监控软件可以实时监测煤矿的安全现状,有效减少煤矿井下瓦斯事故的发生。     

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题,构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台,构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型,设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件,实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明,该系统可直观展示复合灾害监测预警信息,使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化,有效提升了灾害防治的智能化水平。     

煤与瓦斯突出综合预警技术在演马庄矿应用研究

针对目前预警系统的指标单一、不连续、局部性等特点,开发了以计算机技术为平台的一套综合预警系统,结合目标矿井的突出特点,构建煤与瓦斯突出预警指标体系,实现了矿井煤与瓦斯突出危险的动态的、全面的监测预警,并在演马庄矿进行了现场试验研究,应用效果显著。     

基于无线传输的瓦斯监控系统设计与应用

煤与瓦斯突出是一种极其复杂和严重的气斯动态现象。建立基于计算机系统、煤矿安全监测系统、局域网的预警系统,是有效预防煤、瓦斯爆发的前提条件。煤、瓦斯爆发预警系统是一个配套的系统项目,结合了煤矿安全理论、信息技术和早期预警技术。根据防爆技术系统的硬件条件、组织管理结构和特点,分析了气爆预警的原理、逻辑结构和实现过程,基于无线收发芯片nRF2401设计了预警系统的软硬件结构,与传统的有线数据传输系统相比,省略了连接线。实际应用结果表明,监测系统稳定、可靠、准确,具有较大的应用价值。     

我国煤与瓦斯突出预测指标及技术研究现状浅析

为推进我国煤与瓦斯突出预测预警技术发展,对预测指标和预警方法的研究现状进行了分析。在预测指标方面,目前我国采用较多的是煤的破坏类型、瓦斯放散指数Δp、煤体坚固性系数f、瓦斯压力p、钻屑综合指标、钻孔瓦斯涌出初速度q、R值等静态指标;近年来,电磁辐射、声发射、微震监测等可被连续检测的动态预测指标均得到了较好应用,采用的综合指标瓦斯膨胀能也有较高的可靠性。在预测预警方法方面,灰色理论和神经网络等理论和方法在煤与瓦斯突出的预测预警中取得了一定的成果。分析发现,目前的预测指标与方法都存在一定的缺陷,而物理模拟试验和室内试验相结合的研究方法必然是以后的发展趋势。     

煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展

新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警是在煤炭精准开采的理念指导下,基于多相多场耦合灾变孕育演化机理,利用灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术、多源海量前兆信息提取挖掘方法,能够实现煤矿典型动力灾害前兆信息深度感知、风险精准判识及监控预警的新模式新方法。该模式能够实现煤矿监控预警由传统的经验型、定性型向精准型、定量型转变,全面提升我国煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警能力。凝练了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警的4个关键科学问题和8个主要研究方向,围绕基础理论研究、关键技术开发和预警平台搭建,重点阐述了12个方面的研究进展,为实现冲击地压、煤与瓦斯突出和煤岩瓦斯复合动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时精准预警提供了技术路径。     

瓦斯压力在线监测预警机制应用研究

为了能准确、有效、及时的预测预报井下煤矿瓦斯突出,根据高瓦斯煤层应力场与瓦斯场具有典型的耦合效应,且瓦斯压力场与地应力场的关系主要表现在瓦斯压力的变化上这一原理,并在平煤股份十矿己15-16煤层和己17煤层安装一套煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,利用该系统中的煤层瓦斯压力实时监测功能实时在线监测揭煤区域煤层瓦斯压力变化情况,结果表明：煤层瓦斯压力变化随着瓦斯抽放时间而降低,而随着瓦斯解吸量的增加升高;监控到的瓦斯突出煤层瓦斯压力的变化符合正常规律,开发的煤矿瓦斯突出灾害监测预警系统能够连续监测煤层瓦斯压力及其变化动态,为煤矿瓦斯突出灾害监测预警提供了技术基础和有效手段。     

突出煤层防突预警技术研究与应用

为了更好地对突出危险工作面进行预警，平煤股份十矿在回采前采用瓦斯地质分析、无线电坑透、矿山CT探测等技术对工作面突出危险区域进行划分，同时在回采期间采用声发射预警技术对突出危险性进行预测的综合预警技术。通过现场试验表明，声发射信号变化与工作面出现的动力现象、瓦斯涌出异常、顶板活动等有着良好的对应关系，且声发射信号变化能够超前反映工作面可能发生的异常情况。综合应用结果表明，综合预警技术可为采取有效的针对性的灾害防治措施及工作面的安全回采起到指导作用，并进一步为类似条件下突出灾害的预测与防治提供新的技术手段和方法。     

基于滑动力监测滑坡系统的预警模式研究

基于滑动力大于抗滑力是滑坡发生的充分必要条件的预警原则,研发出一套滑坡远程实时监测预报系统,其对滑坡地质灾害预报预警具有重要意义。以滑坡滑动力模拟试验和滑坡室内物理模型试验为基础,初步确定出滑坡的预警模式,然后以平庄露天煤矿、西气东输（延安段）管道工程、南芬露天铁矿、朔州露天井工联合开采煤矿为现场应用研究对象,开展了滑坡监测及预警预报的现场试验研究,对前面提出的滑坡预警模式进行了充分的验证。结果显示,现场滑坡滑动力监测曲线的预警模式与室内模拟试验推断出的结果是一致的,说明这种预警模式可以用来继续分析判断其他现场边坡体的稳定性,在滑坡发生前做出准确预警预报。