煤与瓦斯突出多指标耦合预测模型研究及应用

针对煤与瓦斯突出预测准确率问题,在分析煤与瓦斯突出瓦斯地质因素的基础上,构建了包含瓦斯指标、煤体指标、地应力指标3个一级指标和瓦斯压力、构造煤厚度等12个二级指标的预测指标体系,通过综合运用网络分析法和多类别距离判别法对灰色关联模型中的输入端和输出端进行研究,建立了煤与瓦斯突出多指标耦合预测模型.该模型基于对煤与瓦斯突出瓦斯地质因素的综合分析,计算预测指标权重,划分煤与瓦斯突出可能性等级,建立了对突出可能性进行判别的2个判别式.以平煤八矿为例应用该模型对8组预测样本进行了煤与瓦斯突出可能性判断,预测结果与实际符合,为矿井煤与瓦斯突出防治提供了技术支撑,证明了煤与瓦斯突出多指标耦合预测模型的准确性和适用性.     

煤与瓦斯突出过程的尖点突变研究

为了分析引起煤与瓦斯突出的因素,建立了煤岩体的能量模型,然后采用尖点突变理论分析构建了煤与瓦斯突出的尖点突变模型;研究了突变控制变量,对煤与瓦斯突出过程进行了阐述.煤的变形潜能、煤体的瓦斯内能、煤的破碎功和被破碎煤的移动功对煤层突出与否起主要作用.如果煤层中有煤的软分层存在,那么煤层的破碎功是较小的,在同等条件下,煤层更容易发生突出.该研究对煤与瓦斯突出灾害预测与防治作参考.      

浅析煤与瓦斯突出防治方法

我国煤与瓦斯突出灾害严重威胁着煤矿安全生产.但是煤与瓦斯突出机理还没有被完全认识,煤与瓦斯突出现象还没有得到完全控制.目前,我国煤炭生产规模日益扩大,开采水平不断加深,煤与瓦斯突出的危险性在增大.因此必须加大科研力度,加强对煤与瓦斯突出的认识,提高煤矿安全水平.     

基于黏滑失稳与突变理论的煤与瓦斯突出预警模型

在矿井瓦斯地质研究基础上,根据煤与瓦斯突出黏滑机理和突变理论,建立了煤与瓦斯突出黏滑失稳-突变理论预警模型.以瓦斯因素和地质因素为煤与瓦斯突出预警的控制变量,将其归类分化为相应的预警指标,提出了突出危险等级划分指标的界限,利用模糊数学推导出突变模糊隶属度函数,选择对应突变模型计算出突出警情的突变级数.以潞安环能股份有限公司余吾煤业为例对煤与瓦斯突出黏滑失稳-突变预警模型的可行性进行了验证.     

巷道揭煤煤与瓦斯突出预测及防突技术研究

为了研究巷道揭煤瓦斯突出预测和防突技术,以小庄煤矿40302运输巷为研究对象,采用理论分析和现场实测展开研究。研究结果表明：应力与瓦斯压力梯度较高、瓦斯补给充足、岩巷与煤巷断面差异较大,共同导致了巷道揭煤区域煤与瓦斯的突出;采用钻屑瓦斯解吸指标法能准确预测巷道揭煤区域煤与瓦斯突出风险;采取预抽瓦斯的措施后,绝对瓦斯涌出量控制在3 m3/min以内,实现了巷道安全揭煤。     

矿井建设中煤与瓦斯突出防治技术应用

在具体矿井建设过程中,瓦斯管路巷施工对周围煤层造成扰动影响,基于该背景,对煤与瓦斯突出发生的原理进行分析,利用LS-DYNA数值模拟软件对瓦斯管路巷施工时诱发的煤与瓦斯突出作用机理进行模拟研究,并根据所得出的模拟数据,采用深孔预裂爆破技术进行了瓦斯管路巷煤与瓦斯突出防治试验及效果分析。结果表明,实施深孔预裂爆破防治措施后,抽采瓦斯纯量比防治前明显增大,且瓦斯压力及瓦斯压力梯度显著降低,煤与瓦斯突出的危险性也得以有效消除。     

振动诱发煤与瓦斯突出的机理

振动是诱发煤与瓦斯突出的重要因素,为此实验研究了振动对瓦斯吸附的作用并从理论上分析了振动对煤体结构的影响,探讨了振动诱发煤与瓦斯突出的机理.结果表明:在振动作用下,煤对瓦斯的吸附量有一定程度的减少,吸附能力降低;振动延长了煤样达到吸附平衡的时间,使吸附平衡压力与未加振动时有所升高,煤样中游离瓦斯增多;振动使煤体内的裂隙增加并扩展,当振动强度达到一定值时煤体内形成较大范围的连通裂隙网;在振动对煤体和瓦斯产生的综合作用下,煤与瓦斯突出的危险性大大增加.     

浅谈复杂地质条件下的石门揭煤技术

煤与瓦斯突出极易在石门揭煤过程中发生,突出事故一旦发生,将摧毁巷道设施、通风系统,使矿井内充满瓦斯与煤粉,造成瓦斯窒息,威胁作业人员人身安全。当地质条件较复杂、矿井技术水平不高的小型矿井,在石门揭煤时应施工超前探孔、排放孔、揭煤前后加强支护的技术措施,从而保证石门的安全揭煤。该揭煤技术现场技术人员易掌握,施工方便、揭煤成本较低。     

石门揭煤过程中煤与瓦斯延期突出模拟实验

利用自行研发的"大型煤与瓦斯突出模拟实验台",用粉和石膏混合材料模拟硬煤岩封闭突出口,进行在恒定垂直应力和水平应力情况下的石门揭煤过程中煤与瓦斯延期突出模拟实验.结果表明:在恒定垂直应力作用下发生延期突出时临界瓦斯压力与水平应力呈乘幂关系,瓦斯压力与水平应力呈反方向变化;在恒定水平压力作用下发生延期突出时临界瓦斯压力与垂直应力呈二次多项式关系,瓦斯压力与垂直应力呈反方向变化;突出强度反映发生延期突出时破坏程度,与发生延期突出时临界瓦斯压力正相关,与地应力负相关.     

小煤柱护巷技术在突出煤层煤巷快速掘进中的应用

采用数值模拟方法对实体煤侧卸压区、应力集中区及原岩应力区分布特点进行了研究,通过实测突出指标得到了瓦斯卸压区与应力卸压区基本一致的特点,进而对区域防突措施进行优化,减少了1/3钻孔工程量,煤巷月进尺提高了28.1%,达到了快速掘进的目的。     

突出矿井煤层瓦斯解吸影响因素的试验研究

煤的瓦斯解吸速度和解吸量与矿井安全生产关系紧密。为了确定突出矿井的煤层含水量、煤的粒径以及煤化程度对瓦斯解吸的影响,文章对潘集煤矿不同煤层样品开展瓦斯吸附-解吸试验研究。试验结果表明：（1）对同一矿井的不同煤层而言,煤化程度差异不大,但对瓦斯解吸有一定的影响;（2）煤质相同时,瓦斯解吸初速度、解吸总量随着粒径的增大而逐渐下降,但下降幅度较小;（3）煤的含水率显著影响了瓦斯解吸初速度和解吸总量,其对于瓦斯解吸的抑制效果最为明显。     

局部增压技术在防治瓦斯突出灾害中的应用

煤矿瓦斯突出事故严重危害工作面作业人员的安全与井下正常生产,面对超高的瓦斯压力,传统的钻孔泄压技术可降低巷道围岩的承压能力,但存在一定的安全隐患。基于此,提出采取局部增压技术防治瓦斯突出的观点,并阐述了局部增压技术的理论基础与作用机理,以及防治瓦斯突出的意义。采用局部增压技术不需要破坏巷道围岩的整体稳定性,通过使用局部通风机增加巷道内的气体压力,可降低巷道围岩内瓦斯压力与巷道内空气压力之间的差值,同时,也可降低巷道内瓦斯浓度,防止瓦斯突出。经现场试验表明,局部增压技术在防治瓦斯突出中具有一定的实用价值。     

某矿3316回风顺槽综合防突分析

通过对3号煤层316进风顺槽和316回风顺槽的瓦斯区域抽放,对316回风顺槽条带残余瓦斯压力进行了测定,共测定54个压力,残余瓦斯压力皆小于0.74 MPa,认为316回风顺槽的区域防突措施有效,已消除316回风顺槽工作面煤与瓦斯突出危险。     

岩巷掘进影响因素分析及掘进工艺优化

某矿20502综采工作面回采的5号煤层具有突出危险性,20502底抽巷瓦斯预抽是实现采面回采安全掘进的前提。为提高20502底抽巷掘进效率,从掘进设备、炮眼破岩效率以及矸石外运等方面对制约巷道快速掘进因素进行分析。根据分析结果,从更换大功率掘进设备、优化炮眼布置参数以及排矸路线等方面对掘进工艺进行优化。现场应用后,20502底抽巷掘进进尺可达到168 m/月,实现了岩巷快速掘进。     

相关行业

全国9万吨以下煤矿停产整顿国家安全监管总局、国家煤矿安监局和国家能源局日前联合下发通知,要求全国范围内9万吨及以下规模的煤与瓦斯突出矿井全面停产整顿,仍继续违法违规生产的,要责令其立即停止生产,并依法从严处罚,直至提请地方政府依法予以关闭。相关人士指出,由于煤与瓦斯突出矿井主要分布在中东部地区,通知的出台或将对这些地区煤炭上市公司的产量产生一定影响。     

煤矿保护层开采定向长钻孔卸压瓦斯治理技术研究

为有效治理煤矿保护层瓦斯,基于煤与瓦斯突出矿井煤层开采工况,分析了矿井保护层瓦斯来源,设计了定向长钻孔瓦斯治理方案,介绍了定向钻进原理与具体施工方案,并观测了完成钻探后75 d内的,瓦斯实际抽采浓度与纯量,结果表明,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术与常规底板卸压钻孔抽采技术相比,瓦斯抽采效果更好的是定向长钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术的单日瓦斯抽采纯量可达到常规底板卸压钻孔瓦斯抽采纯量的1.34～2.56倍,可有效治理保护层开采卸压瓦斯,更好的保障保护层安全开采。     

新闻·相关行业

全国9万吨以下煤矿停产整顿 周家安全监管总局、国家煤矿安监局和国家能源局日前联合下发通知，要求全国范围内9万吨及以下规模的煤与瓦斯突出矿井全面停产整顿，仍继续违法违规生产的，要责令其立即停止生产，并依法从严处罚，直至提请地方政府依法予以关闭。相关人士指出，由于煤与瓦斯突出矿井主要分布在中东部地区，通知的出台或将对这些地区煤炭上市公司的产最产生一定影响。     

贺西矿3316工作面立体式瓦斯抽采技术研究

瓦斯涌出一直是制约煤炭高效开采的不利因素,为了实现采面瓦斯高效治理,贺西矿采用VLD-1000型钻机施工长距离定向钻孔对瓦斯进行抽采.以3316工作面瓦斯治理为工程实例,对采面回采巷道掘进前、掘进中以及采面推进过程中采取的瓦斯抽采技术进行详细阐述.现场应用后,巷道掘进、采面回采期间均未有瓦斯异常涌出情况;上隅角、回风巷...     

关于放顶煤工作面瓦斯治理的技术研究

综采放顶煤开采技术已经成为我国煤矿实现高产高效的主要途径.由于工作面揭露煤层出现瓦斯异常涌出现象,加上放顶煤工作面一次采全高,产量集中,瓦斯的绝对涌出量将明显增加,在下作面后方采空区上部积聚的部分瓦斯随顶煤的冒落将涌人工作面,易导致瓦斯超限及潜在的瓦斯灾害.因此,瓦斯安全问题是综采放顶煤开采的主要研究课题之一,意叉重大.针对放顶煤工作面瓦斯偏高的情况,本文对工作面瓦斯涌出来源进行了分析,找出了采空区瓦斯分布规律,提出了瓦斯治理措施,以确保安全生产,带来更高的经济利益和社会效益.     

基于灰度共生矩阵和工业CT扫描的受载含瓦斯煤裂隙动态演化特征

为研究受载含瓦斯煤在三轴压缩作用下的裂隙演化规律,利用受载含瓦斯煤显微工业CT扫描系统,开展了三轴加载条件下受载含瓦斯煤的工业CT扫描测试,获取了受载含瓦斯煤的应力-应变曲线和各变形阶段的CT扫描图形.运用图像分析软件对CT扫描数据进行了三维数字重建,实现了煤样内部裂隙的三维可视化和定量表征,并基于灰度共生矩阵（GLCM）理论分析了受载含瓦斯煤的裂隙动态扩展特征及规律.研究结果表明：瓦斯压力的存在一定程度上弱化了受载含瓦斯煤的力学性质,同时也加速了裂隙的扩展;受载含瓦斯煤二维裂隙先闭合后扩展,峰后快速扩展并形成连通二维裂隙网络;三维裂隙体积和裂隙密度呈现出先减小后增大的变化趋势,总体上可划分为裂隙压密闭合、新裂隙萌生扩展和主裂隙加速扩展贯通3个变化阶段;灰度共生矩阵分析中,对比度先减小后增大,能量和同质性先增大后减小,相关性呈现出单调递减趋势,准确描述了受载含瓦斯煤内部裂隙随应力增加不断变化的总体发展规律.