基于瓦斯涌出特征的预警技术在王坡煤矿的应用

为了弥补传统接触式煤与瓦斯突出预测方法的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,构建了王坡煤矿基于瓦斯涌出特征的灾害预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现王坡煤矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达86. 7%,实现了王坡煤矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,对于提高矿井瓦斯防治和管理水平具有重要意义。     

矿井瓦斯异常涌出防控现状及展望

为了探索煤矿瓦斯异常涌出灾害防控新技术,研发瓦斯灾害智能化预警及防控装备,保障高瓦斯矿井安全高效开采,基于煤矿瓦斯异常涌出灾害的复杂性特点,从瓦斯地质异常区探测技术、通风稀释异常瓦斯技术、瓦斯异常区抽采技术和瓦斯异常涌出应急处置等4方面梳理了已取得的研究成果和实践经验,并从动态透明瓦斯地质、多源信息瓦斯灾害智能探测技术、瓦斯异常涌出大数据挖掘技术、瓦斯异常涌出智能防控技术、瓦斯异常涌出事故机器人应急救援技术等5个方面进行了展望,为提高煤矿瓦斯异常涌出灾害防控能力、减少矿山安全事故的发生指明了方向。     

基于监测数据源的煤矿瓦斯异常趋势预警系统

研究了煤矿井下瓦斯涌出的影响因素,利用优化趋势面分析预测与距离幂预测先进技术手段,开发出专用预测数学模型,开发出频谱分析预测法动态与实时预测预警应用软件系统,实现了井下瓦斯异常趋势预警,解决了煤矿安全状态的实时预测预警难题。     

小回沟煤矿瓦斯灾害预警系统开发及应用

为了提高对小回沟煤矿瓦斯灾害的治理水平,加强对瓦斯灾害特征的分析,以突出事故为背景、以瓦斯预警理论为基础指导,构建了工作面瓦斯涌出动态特征管理系统、工作面采掘进度管理系统、工作面地质测量管理系统、工作面瓦斯地质动态预测系统、工作面预警管理平台、预警数据录入终端系统及监控数据接入接口软件、瓦斯安全风险分级管控平台,从而建立起瓦斯灾害预警系统。现场应用结果表明,通过数据收集、录入和监测可以实时对煤矿瓦斯、地质构造、煤层赋存、通风和管理这5个方面进行分析,并根据相应预警规则对煤矿灾害实现预警,为瓦斯灾害防治提供了强有力的技术支撑。     

矿井瓦斯涌出特征预警技术及应用

新元公司突出危险区域存在显著的瓦斯涌出异常现象,为分析此瓦斯涌出异常信息,给矿井突出防治工作提供参考,采用瓦斯涌出特征预警技术及系统对矿井生产过程中不同突出危险区域的瓦斯涌出特征进行分析.根据矿井情况和瓦斯涌出研究结果,通过“三率法”和现场跟踪验证,确定了2个瓦斯涌出特征指标,其临界值分别为0.8和0.6时具有较好的适应性.效果考察表明,所确定指标的预警突出准确率达79.7％、预警不突出准确率达100％,瓦斯涌出特征预警技术能准确反映工作面的突出危险性,在新元公司的应用效果良好.     

瓦斯涌出智能分析及预警技术研究与应用

为防治乌冬矿瓦斯灾害及保证矿井的安全生产,根据乌冬矿的具体瓦斯地质条件,研究了瓦斯预警指标体系,并创建了基于监测大数据的煤矿瓦斯涌出异常风险态势分析平台。预警平台的实施实现了工作面及掘进面前方突出危险性的实时预警,提高了煤矿瓦斯治理工作的水平,促进矿端数据中心的建设,为矿山的安全生产提供了保障。     

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。     

王坡煤矿瓦斯防治综合信息预警技术及系统

为了增强矿井的瓦斯灾害防范能力,提高防突管理的自动、智能化水平,依据“区域四位一体先行、局部四位一体补充”的“两个四位一体”瓦斯综合防治技术体系,以及“通风可靠”的瓦斯防治基本保障条件,研究了一套适用于王坡煤矿的瓦斯防治综合信息预警技术,并建设了相关的8套子系统。详细介绍了系统的技术原理、软件架构以及建设内容,实现了王坡煤矿瓦斯防治综合信息的精细化、规范化管理,实现了瓦斯防治信息的动态共享,以及瓦斯防治工作的多角度、全过程控制,提升了防突管理水平。     

矿井瓦斯涌出风险态势分析平台研究

为了更好地实现煤矿瓦斯治理及瓦斯涌出风险超前预警,在井下使用不同类型的监控系统数据采集接口来收集原始数据,利用小波理论对数据进行处理,以获得有效数据。对采掘面瓦斯涌出的外在表现、涌出正常特征、涌出异常特征、影响工作面瓦斯涌出因素进行了分析,同时也研究了采掘面风流中的瓦斯分布规律,确定了井下工作面甲烷传感器悬挂的最佳巷道位置。由此得到的监测数据更能真实地反映瓦斯涌出量,便于更好地掌握瓦斯涌出的影响因素,更有效地进行工作面前方的瓦斯灾害或瓦斯超限的预测预报。矿井瓦斯涌出风险态势分析平台就是基于上述理念研究设计的,该平台能够实现数据存储、查询、分析、计算、参数录入等功能,为矿井瓦斯防治工作提供有效的参考。     

基于ARIMA-GM模型的采掘工作面瓦斯涌出预测

为实现对煤矿采掘工作面瓦斯的动态涌出过程进行精确预测,以煤矿瓦斯涌出时间序列为基础,首先建立了灰色模型GM(1,1)和自回归积分移动平均模型(ARIMA)分别对瓦斯涌出浓度进行预测,然后再利用由方差倒数法得到的ARIMA-GM组合预测模型对瓦斯涌出浓度进行预测,最后结合预测结果进行预警。并以鑫顺煤矿15101掘进工作面为应用实例,结果表明:ARIMA-GM组合预测模型相比单一模型具有更高的预测精度和拟合效果。     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术

针对冲击地压工作面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压工作面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究了冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术。分析结果表明:冲击地压工作面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等。冲击地压工作面异常涌出防治技术是在开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护、综合监控监测及安全防护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

矿井瓦斯涌出异常原因探析

石谷煤矿1960年投产，属低瓦斯矿井，但在四十多年的开采中。由于地质构造复杂。在个别煤层、个别区域曾多次出现过瓦斯涌出异常。经过长期的观测与研究，在瓦斯涌出异常的原因分析及瓦斯防治方面积累了一定经验。     

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在新元矿的应用

为了弥补现有传统接触式煤与瓦斯突出预测方法本身存在的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,确定了新元矿瓦斯涌出动态特征突出预警指标体系及预警模型,构建了适用于新元矿基于瓦斯涌出动态特征的煤与瓦斯突出预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现新元矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达79%,实现了新元矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,促进了新元矿的安全生产。     

冲击地压煤层瓦斯防控技术体系研究

对厚硬顶板冲击地压煤层瓦斯灾害发生原因进行了分析,提出以超前判识为根本、区域治理为关键、效果达标为导向、协同防治为手段、监测预警为前提、安全防护为保障的"六位一体"冲击地压煤层瓦斯防控技术体系,并在宽沟煤矿I010202工作面开展试验应用。结果表明,在工作面回采期间,无瓦斯异常涌出现象,上隅角瓦斯浓度不超过0.50%,回风流瓦斯浓度不超过0.22%,工作面无6次方级别以上的大能量微震事件发生,有效解决了该矿冲击地压煤层工作面瓦斯涌出异常问题,确保了工作面的安全回采。     

基于监测技术的采煤工作面瓦斯浓度预测预警

为了进行煤矿工作面瓦斯监测浓度预测预警,首先对瓦斯监测数据进行异常数据替代、缺失数据补齐、消噪等预处理,确保瓦斯浓度原始输入数据的完善性。然后利用Lyapunov指数对原始瓦斯涌出量的时间序列进行混沌性识别和相空间重构,以此建立瓦斯涌出量混沌预测数学模型。根据瓦斯浓度预测结果及其预测区间进行预警阈值计算,并对其对应的预警等级进行划分,完成预警信息。实例分析表明,该方法有效地实现了瓦斯灾害预防从事后应急向事前干预的转移,对于煤矿瓦斯灾害防治水平的提高具有重要的现实意义。     

低瓦斯涌出量矿井瓦斯爆炸原因分析及防控对策

针对当前低瓦斯涌出量矿井瓦斯爆炸事故多发的实际情况,为进一步总结该类矿井瓦斯爆炸的原因和教训,以云南省红土田煤矿"4.21"重大瓦斯爆炸事故为例进行了分析,指出违法违规开采、瓦斯异常涌出、通风瓦斯管理混乱是造成低瓦斯涌出量矿井发生瓦斯爆炸事故的三大原因,并据此提出了打击违法违规生产、加强瓦斯异常监控、严格通风瓦斯管理三个方面的防控对策。     

汪家寨煤矿基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警指标确定方法研究

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警是一种较为可行、有效的突出预测方法,其关键是确定合理、可靠的预警指标及其临界值。根据汪家寨煤矿实际煤与瓦斯突出特征及瓦斯地质条件,运用"列表法"、"临界域"理念、"三率法"等,对比分析了大量现场资料和所有瓦斯涌出特征突出预警指标计算结果,确定出符合汪家寨煤矿实际的瓦斯涌出特征突出预警指标及其临界值。现场考察及应用表明,所确定的预警指标合理、可靠,能准确、及时地反映工作面突出危险性,为矿井煤与瓦斯突出预测提供了有效的辅助分析工具。     

瓦斯涌出特征突出预警技术的实践应用

本文基于李雅庄煤矿掘进工作面瓦斯突出危险性状态和趋势,利用井下瓦斯涌出量和瓦斯涌出解吸指标体系,建立了矿井突出危险区域的突出预警系统。将系统在该矿南二采区南翼进行了实践应用,效果表明该系统对掘进工作面的突出预警效果与K1值预测结果基本吻合,可以实现对井下突出危险区域的动态预警功能,保障井下煤矿开采的安全。     

大气压变化对采空区瓦斯涌出影响的试验研究

为阐明大气压变化影响瓦斯涌出的作用机理,实验研究了地表、采煤工作面、采空区中气体静压的相对变化关系,探究了大气压波动时采空区瓦斯浓度的演化规律,分析评价了老虎台矿现有防治技术体系。地表大气压与工作面空气静压同步变化,但采空区深部气体静压变化相较前两者具有明显的滞后性,该滞后性导致的采空区内外气压差是导致瓦斯涌出的直接原因。关于采空区瓦斯浓度,工作面气压与瓦斯涌出变化趋势的反向特性和变化速率的一致性决定了大气压快速持续降低时段必然是采空区瓦斯大量涌向工作面的危险时期。老虎台矿大气压监测预警、加强采空区瓦斯抽放、增大工作面风量的“三位一体”防治技术体系可有效控制大气压快速持续降低导致的采空区瓦斯异常涌出。     

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。