基于层次分析法的煤与瓦斯突出预测研究

为了对煤与瓦斯突出进行预测,采用层次分析法研究了煤与瓦斯突出预测方法,分析了煤与瓦斯突出因素,对煤与瓦斯突出瓦斯压力和瓦斯含量临界值进行了确定。建立了煤与瓦斯突出的相关指标的层次分析模型。研究得出,某矿5号煤层的煤层瓦斯压力指标临界值为0.68 MPa,5号煤层瓦斯含量指标临界值为10.8 m³/t;影响煤与瓦斯突出的指标依次为煤的破坏类型和坚固性系数、顶板强度和厚度、煤层厚度、瓦斯压力、地质构造、瓦斯含量和埋深。研究为类似条件下煤与瓦斯突出预测提供了技术支持。     

不同突出口径条件下煤与瓦斯突出模拟试验研究

使用自主研发的煤与瓦斯突出模拟试验装置开展了不同突出口径条件下煤与瓦斯突出模拟试验,以分析石门揭煤时含瓦斯煤体暴露面面积对煤与瓦斯突出发生发展的影响。分析结果表明：突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,所以,石门揭煤时煤体暴露面面积对煤与瓦斯突出有着一定的控制作用,合理设计揭煤工艺控制煤层新暴露面面积可有效防治煤与瓦斯突出;突出口径影响破断煤体中瓦斯的放散,使得煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同;突出口径越小,煤与瓦斯突出持续时间越长,瓦斯压力降低越慢,瓦斯对煤体的粉碎性越不明显,突出强度也越小,也因此改变了突出时温度变化量,结果在某种程度上说明了突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和抛出特性。     

龙山矿煤与瓦斯突出特征及主控因素分析

龙山矿是严重的煤与瓦斯突出矿井,该矿共发生过111次突出,依据实际瓦斯地质资料,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,研究了区域、矿区和井田构造控制特征,对突出资料进行统计分析,总结出了龙山矿煤与瓦斯突出的特征,并分析了褶皱、断层、顶底板岩性和构造煤等地质因素对煤与瓦斯突出的影响与控制,认为褶皱构造对煤与瓦斯突出有重要影响,而断层构造和煤层顶板岩性控制着突出的发生和分布规律,为主控因素,为有的放矢地防治煤与瓦斯突出提供了方向。     

中国煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策

结合中国煤与瓦斯突出历史数据和典型煤与瓦斯突出案例,依据2005年国家煤矿安全专家对45户重点监控国有煤矿企业安全会诊报告和2006年全国煤矿事故分析报告,对45户重点监控国有煤矿企业煤与瓦斯突出矿井情况和2006年一次死亡3人以上煤与瓦斯突出事故进行了详细的统计分析．得出了煤与瓦斯突出灾害日趋严重,现有突出矿井防突措施不到位、安全基础薄弱,乡镇煤矿已成为煤与瓦斯突出事故的重灾区是目前中国煤矿煤与瓦斯突出事故频发的主要原因．在此基础上,提出了加强煤矿安全监管、监察力度,提高乡镇煤矿煤与瓦斯突出矿井安全准入条件等9条煤与瓦斯突出防治工作建议．     

淮北矿区煤与瓦斯突出的瓦斯地质规律分析

介绍了淮北矿区煤与瓦斯突出的主要特征,在此基础上对淮北矿区煤与瓦斯突出进行了瓦斯地质规律分析,指出了影响煤与瓦斯突出的主要因素,为矿区防治煤与瓦斯突出提供理论指导。     

李子垭北井煤与瓦斯突出特征及主控因素分析

李子垭北井是严重的煤与瓦斯突出矿井,该矿共发生过76次突出,依据实际瓦斯地质资料,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,研究了区域、矿区和井田构造控制特征,对突出资料进行统计分析,总结出了李子垭北井煤与瓦斯突出的特征,并分析了褶皱、断层、顶底板岩性和构造煤等地质因素对煤与瓦斯突出的影响与控制,认为褶皱构造对煤与瓦斯突出有重要影响,而断层构造和构造煤控制着突出的发生和分布规律,为主控因素,为有的放矢地防治煤与瓦斯突出提供了方向。     

煤与瓦斯突出影响因素综合评价研究——基于改进熵权法+灰色系统关联法的研究

提高煤与瓦斯突出危险性评价的准确性,加强煤与瓦斯突出防治和安全监管监察工作,对煤矿企业安全管理具有重要意义。文章通过构建瓦斯突出评价指标体系,利用改进熵权灰色关联法分析计算影响煤与瓦斯突出各指标关联度,结果表明:改进熵权灰色关联分析法能够有效评价各影响因素对煤与瓦斯突出危险性的影响,对应影响煤与瓦斯突出危险性因素排序依次为煤层倾角、煤层开采深度、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数,为煤矿企业有效预防煤与瓦斯突出、提高瓦斯突出应急管理提供了借鉴。     

构造煤层位对煤与瓦斯突出的影响数值分析

构造煤是煤与瓦斯突出的必备条件。根据构造煤在煤层中的不同位置,建立了煤与瓦斯突出的构造煤层位数值实验模型。利用RFPA2D对数值模型进行了数值试验,从应力应变、破坏分布、瓦斯压力和瓦斯梯度变化等方面分析了顺煤层发育的构造煤分层在工作面掘进过程中诱发煤与瓦斯突出的作用。数值试验结果表明煤层中的构造煤层位影响着煤与瓦斯突出的始发条件,是煤与瓦斯突出的关键层。研究分析认为构造煤层位并不影响原始煤层瓦斯赋存分布规律,但是决定了诱发煤与瓦斯突出的主体和始突强度,诱发煤与瓦斯突出关键在于构造煤层内的高瓦斯压力梯度。     

煤与瓦斯突出的预测及地质因素研究进展

在总结国内外研究人员关于煤与瓦斯突出灾害发生机理基础上,论述了煤与瓦斯突出危险性预测方法的优缺点,重点对地质因素预测煤与瓦斯突出灾害危险性的合理性进行了分析。结果表明:为了使煤与瓦斯突出灾害预防措施更加有效,需深入研究煤与瓦斯突出与地质因素的关系,以地质因素定量化为手段,对煤与瓦斯突出灾害的危险性进行预测。     

大淑村煤矿煤与瓦斯突出和瓦斯地质因素影响分析

通过对大淑村煤矿2号煤层煤与瓦斯突出特征的分析,确定了煤层瓦斯和地质构造为2号煤层煤与瓦斯突出的主控因素。在此基础上,研究了煤层瓦斯赋存条件,揭示了大淑村煤矿2号煤层煤与瓦斯突出灾害严重的原因;分析了2号煤层瓦斯含量、地质构造和煤与瓦斯突出的关系,确定了2号煤层具备突出危险性的最小瓦斯含量和地质构造影响范围,为大淑村煤矿煤与瓦斯突出防治提供了理论指导。     

基于ASP技术的煤与瓦斯突出危险性预测系统

结合煤与瓦斯突出预测的现状,提出了一种基于ASP技术的煤与瓦斯突出危险性预测系统。该系统把KBD 7瓦斯预报仪器和ASP技术结合起来运用到突出预测中,把计算机系统和网络平台结合起来,创建了煤与瓦斯突出预测的新方法、新途径,不仅提高了煤与瓦斯突出预测的可靠性和准确性,而且实现了煤与瓦斯突出预测的动态连续性。     

下峪口井田煤与瓦斯突出瓦斯地质分析

根据以往资料和实验测试结果,研究了下峪口井田煤与瓦斯突出的分布特征,采用定量的方法对煤与瓦斯突出的控制因素进行了分析,并确定了突出危险性预测指标及临界值。研究认为:本区突出点分布有明显的分区分带特点,影响煤与瓦斯突出的主要因素为褶皱构造、煤层埋深、煤体结构类型、瓦斯含量与瓦斯压力。瓦斯含量与瓦斯压力是突出产生的基础,褶皱构造、煤体结构类型与埋深是产生突出区域分布的主控因素。     

煤与瓦斯突出与地质构造的关系

地质构造预测是防治煤与瓦斯突出的重点工作。在生产中必须充分做好地质预报工作,加强对突出煤层的管理,这样可有效避免煤与瓦斯突出给煤矿正常生产造成的灾害,防治煤与瓦斯突出。     

基于气体驱动煤与瓦斯突出试验系统的研制与应用

为进一步研究气体驱动对构造带发生煤与瓦斯突出的影响规律及其孕灾机理,自主研发了“基于气体驱动的多场煤与瓦斯突出试验系统”,其主要由加载系统、三轴压力室、快速泄压系统、温控系统、数据采集系统、声发射监测系统、辅助系统等组成。该试验系统主要功能:① 可进行不同温度、不同瓦斯压力下标准型煤和原煤试样的煤与瓦斯突出试验;② 能进行不同尺寸煤样的突出试验,并能采用不同尺寸的突出口,控制突出强度;③ 将声发射探头安装在三轴室的压头内,使探头与试验系统一体化;④ 可通过次压力室的透明结构观察突出全过程;⑤ 试验系统含有多级压力室,改变突出口外部的气体压力,诱发延时突出。试验结果表明:气体压力对煤样有较明显的粉化作用,原煤煤样的突出现象更接近现场实际,突出后不仅存在粉化的煤粉,还有大量的大颗粒煤粉和小煤块,从而出现封堵突出口、抑制突出的现象。     

突出口径对煤与瓦斯突出强度影响研究

改进大型煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加两个气体压力传感器和两个温度传感器,进行突出口径分别为10mm,30mm,50mm的煤与瓦斯突出模拟试验。试验结果表明:在0.75 MPa瓦斯压力条件下,突出口径为10mm时没有发生煤与瓦斯突出,突出口径为50mm和30mm时发生煤与瓦斯突出,突出煤体质量分别为25.40kg和15.05kg。随着突出口径的减小煤与瓦斯突出的煤量减少,突出强度降低。突出口径的大小影响煤体突出的状态,突出口径越大,煤体突出的距离越远,破坏性也越高。突出后煤样中粒径在1.6~5.0mm范围内的煤颗粒比例减小,而粒径小于0.75mm的煤颗粒比例增加,体现了突出过程中的破碎功,具有较强的粉碎性。突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,煤体中瓦斯的放散受突出口径的影响,使煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同。突出口径越大,瓦斯压力降低越快,瓦斯对煤体的粉碎性越明显,突出强度也越大,突出过程中煤体温度也发生变化,说明突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和突出特性。     

煤与瓦斯突出强度预测的BP神经网络模型

煤与瓦斯突出是危害煤矿安全生产的主要因素,因此做好煤与瓦斯突出特别是突出强度的预测,为针对性的采取防突措施,防止突出事故的发生,减小突出所造成的危害具有重要的指导作用。通过对新安煤田二1煤层突出特征的统计分析和瓦斯地质规律的研究,找出了煤与瓦斯突出强度预测的主要影响因素。应用人工神经网络的有关知识,结合其主要影响因素建立适合于新安煤田煤与瓦斯突出强度预测的BP人工神经网络预测模型。并通过误差分析验证了该模型的正确性。     

南山煤矿煤与瓦斯突出规律分析

为研究矿井的煤与瓦斯突出规律,以南山煤矿发生的192次煤与瓦斯突出(含动力现象)为事例,根据煤与瓦斯突出记录卡片,按突出的类型、标高和埋深、突出点地质情况、突出预兆、回采和掘进工作面突出发生情况,分类进行突出次数和百分比统计。分析得出南山煤矿煤与瓦斯突出规律以压出型居多;随着标高的降低、埋深的增大,突出发生的次数增多;地应力为矿井突出的主导因素,瓦斯压力和自重力为次要因素;突出诱因放炮占绝大部分;地质构造区域容易发生突出;绝大多数的突出事先都有突出预兆。     

基于主成分分析法的煤与瓦斯突出危险性评价

煤与瓦斯突出危险性受多个因素的影响,且各因素之间彼此具有一定的相关性,导致在对煤与瓦斯突出危险性分析评介时在一定程度上有重叠。利用主成分分析法,将各影响因素组合为几个不相关的综合指标,建立煤与瓦斯突出危险性评价的数学模型,简化了煤与瓦斯突出危险性评价的数据分析,为客观、准确评价煤与瓦斯突出危险性提供了依据。     

煤与瓦斯突出机理研究进展

随着煤矿开采深度的加大,煤与瓦斯突出这一灾害日益严重,因此需对突出机理作深入研究。本文综述了瓦斯作用说,化学本质说,地应力作用说和综合假说。指出进一步的研究应把瓦斯因素、煤的物理力学性质和结构特性的影响结合起来,从时间和空间上分析含瓦斯煤岩的强度、形变、流变、集气性和物理化学性等变化规律,最终解决煤与瓦斯突出机理问题,尤其是煤与瓦斯延迟突出机理问题。     

煤与瓦斯突出预警系统软件设计与应用

首先根据煤与瓦斯突出的发生机理与实际情况,考虑影响瓦斯涌出的多种因素,构建了系统全面、科学的煤与瓦斯突出预警指标体系,然后基于VB编程和SQL Server2000,开发了煤与瓦斯突出预警系统软件。并利用实际瓦斯涌出浓度数据进行了煤与瓦斯突出预警应用,结果表明:煤与瓦斯突出孕育阶段,系统预警指标均表现出明显异常,具体表现为,星空图点子云加密,G线图平均线整体呈上扬趋势,并多次出现连续连拉"三阳线",移动平均线多次发出穿越和多头均线排列等有效信号,振幅变动量加大,图形上表现为上升并多次出现脉冲,浓度变化频次总体呈增大趋势,实现了对样本数据工作面煤与瓦斯突出的早期预警。