基于属性数学理论的隧道瓦斯突出危险性评价

以贵州山区某过煤层瓦斯隧道为例,根据影响隧道瓦斯突出的关键地质因素,选取瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤体结构类型等参数作为隧道瓦斯突出评价的关键指标,采用属性数学理论建立隧道瓦斯突出危险性预测模型,对隧道瓦斯突出危险性进行了评价。在模型构建过程中,首先依据隧道瓦斯突出危险性分级标准,构建各评价指标的属性测度函数,进而结合隧道施工现场实测的相关指标参数,计算各煤层的单指标属性测度及综合属性测度,建立起评价指标测度与属性之间的关系,最后利用置信度对多因素影响下瓦斯隧道的综合属性进行判识,进而实现对隧道瓦斯突出危险性的评价。评价结果显示:过煤层隧道穿越M₅、M₉煤层时,隧道具有强突出危险性,穿越M₄煤层时隧道突出危险性相对较小,隧道施工过程中应加强M₅、M₉煤层的消突和防突措施,以防灾害事故的发生;评价结果与工程现场显示的瓦斯动力现象相一致,具有较高可信度。     

可拓法识别勘测阶段隧道瓦斯突出的模型与实例

为弥补现有隧道勘测阶段瓦斯突出评估方法的不足,并为隧道施工提供瓦斯突出的量化指标,借鉴可拓学原理,对隧道瓦斯突出的多指标可拓综合评估进行探讨.首先,建立隧道瓦斯突出的可拓评估流程;接着,结合某一隧道3处煤层的勘测实例,比选隧道瓦斯突出的评价指标,并确定隧道瓦斯突出的分类标准;其次,对定性的评价指标进行量化,并对各指标进行归一化、无量纲化预处理,构建隧道瓦斯突出评估的经典域、节域和物元;然后,为避免确定指标权重的人为主观因素的影响,提出用简单关联函数确定指标权重;最后.计算隧道瓦斯突出的关联函数值和关联度,确定瓦斯突出的等级及其变量特征值.经计算,隧道3处煤层的瓦斯均为"严重"突出,并根据等级变量特征值,得到隧道3处煤层瓦斯突出性的相对大小.同时,将可拓评估结果与D.K值判别法论进行比较,两者所得评估结果相一致.从而表明:将可拓学理论应用于隧道瓦斯突出评估是合理可行的,很好地解决隧道工程瓦斯评估的实际问题.     

三联隧道瓦斯段揭煤施工技术探讨

针对改建铁路贵阳至昆明线六盘水至沾益段隧道工程途经煤层瓦斯的地质问题,采用超前钻孔探测技术,预测了煤与瓦斯突出危险性,并介绍了掌子面揭煤施工技术,为隧道安全揭煤和防止煤层采空区坍塌提供技术参考。     

煤与瓦斯突出危险性的模式识别和概率预测

煤与瓦斯突出危险性的多因素模式识别概率预测研究涉及到采矿工程、安全工程、地质工程、地理信息系统(GIS)、概率论、信息科学和人工智能(AI)。在理论分析和查明多个突出影响因素与突出危险性之间的内在联系的基础上,确定模式识别准则、建立识别模型,完成模式识别系统设计、模式识别算法研究、概率预测准则确定和煤与瓦斯突出预测危险性预测系统的开发。以活动构造、最大主应力、瓦斯压力和瓦斯含量等8个因素作为煤与瓦斯突出发生的主要判据,用模式识别方法实现了煤层突出危险性的分单元概率预测,可方便地划分煤与瓦斯突出的危险区、威胁区和安全区,对煤与瓦斯突出危险性做出评估和预测,提高瓦斯灾害预测的准确性。建立了一个比较科学的煤与瓦斯突出区域预测方法,使煤矿安全工作者准确判断和预防煤与瓦斯突出成为可能。     

煤与瓦斯防突预测技术在白杨林隧道的应用

高瓦斯隧道在修建过程中经常遇到瓦斯穿越煤层的情况,为保证隧道施工安全,隧道在穿越煤层前需要对煤层进行防突预测,以明确掌子面前方煤层中的瓦斯赋含量,从而制定相应的防突措施。文章结合成贵客运专线白杨林高瓦斯隧道的施工,主要介绍了瓦斯压力法与钻屑指标法在高瓦斯隧道防突预测中的应用,对煤层是否可能发生突出危险做出准确判断,对于高瓦斯隧道的揭煤施工具有一定的参考意义。     

河南省某矿可采煤层的区域突出危险性预测

河南省某煤矿目前处在普查阶段,尚未进行开采,针对可采煤层开展区域突出危险性预测,可发现突出危险煤层,指导未来煤矿安全生产。根据突出危险区划理论,针对河南省某煤矿可采煤层区域突出危险性预测。首先计算可采煤层发生突出瓦斯压力最小值Pmin及其对应的煤层瓦斯含量W0,按照以安全为基础,同时考虑矿井生产实际情况的原则,选择煤层瓦斯含量指标作为区域划分的指标:当煤层瓦斯含量W相似文献   

非伴煤瓦斯隧道强瓦斯涌出现象及应对措施研究——以云顶山一号特长隧道为例

在交通工程建设领域,非伴煤瓦斯与煤层瓦斯明显不同特性并未被工程技术人员广泛认识。本文在分析非伴煤瓦斯隧道类型、特性、危险性和重要性的基础上,以云顶山一号特长高瓦斯隧道的一次强瓦斯涌出情况为例,描述了非伴煤瓦斯类型在云顶山一号特长高瓦斯隧道个体上的一些基本特征,给出了应对强瓦斯涌出状态的主要工程措施,取得了较好的效果,值得推产。     

新建玉磨铁路巴罗二号隧道瓦斯防爆技术研究

隧道施工不可避免地要穿越煤层,根据新建玉溪至磨憨铁路中巴罗二号隧道施工的具体实际情况,通过对瓦斯特性和瓦斯隧道施工的危险性分析,提出了瓦斯隧道施工过程中的防治措施:应加强超前地质预报和瓦斯检测工作;及时上报检测结果并调整施工方案;根据施工进度严格划分通风阶段;加强施工通风管理及建立防爆安全管理体系。严格落实各项措施从而保证巴罗二号隧道在穿越煤层时施工安全顺利的进行。     

高瓦斯隧道揭煤及防突施工研究

为保证高瓦斯隧道穿越含煤地层段揭煤、施工安全等问题,通过隧道超前探测钻孔、预测钻孔,准确掌握了隧道穿越煤层、瓦斯的赋存情况。用长距离预报指导中短距离预报,微观预报验证宏观预报、中短距离预报验证长距离预报的工作思路,来对煤层及瓦斯突出做出预判,防止瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、坍塌等安全事故发生,确保庙埂隧道横洞工区煤层高瓦斯段落安全、高效的揭煤施工。     

基于改进的GA-ELM煤与瓦斯突出预测模型

为准确、快速地预测煤与瓦斯突出,提出了一种基于因子分析和遗传算法(GA)优化极限学习机(ELM)的煤与瓦斯突出危险性预测模型。构建10种影响因素的煤与瓦斯突出评价指标体系,采用因子分析法对评价指标体系进行分析提取,将提取出的5个公因子作为ELM的输入参数,为避免ELM输入权值和隐含层偏差随机性的影响,应用GA对ELM模型参数进行优化,构建GA-ELM模型,选取20组实例进行仿真预测,同时与传统单一的ELM、SVM和BP模型进行对比分析。结果表明:基于改进的GA-ELM模型能有效降低数据冗余、简化网络结构和提高判别精度,提出将其运用到煤与瓦斯突出的预测与实际结果具有很好的一致性。     

复杂地质构造条件下多煤层区域联合揭煤防突施工技术

为有效降低复杂地质构造条件下突出煤层的瓦斯含量,减小突出煤层揭煤施工的危险性,解决复杂地质构造条件下区域防突施工带来的工期影响,以重庆铁路枢纽东环线鹞子岩隧道为背景,对多煤层区域联合揭煤防突施工技术进行研究。在该项目中,由平导工作面向平导及正洞前方施作超前长钻孔,探测平导及正洞前方的构造情况、煤层分部情况及煤层瓦斯相关参数。根据煤层分布位置,利用平导超前正洞施工的条件,在平导洞内向正洞方向开设抽采硐室,采用多煤层平导与正洞区域联合揭煤防突施工技术。通过现场应用,并对平导与正洞区域联合揭煤防突实施效果进行了检验。实施结果表明:该技术措施的实施能够缩短工期,且为复杂地质构造条件下突出煤层段的安全施工提供了技术保障。     

浅谈瓦斯基础参数考察的内容与方法

瓦斯基础参数,主要是指煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性等参数。瓦斯压力参数,一方面可据此加上其他参数判定煤层的突出危险性,同时又可据该参数得到煤层瓦斯含量。而煤层瓦斯含量、透气性等,是煤矿瓦斯抽采基本参数,是决定煤矿瓦斯储量、预测煤矿瓦斯抽采率、决定相应瓦斯抽采方式的主要依据。为了提高抽采瓦斯效果,对煤矿进行瓦斯基础参数考察研究是非常必要的。     

何家坡高瓦斯隧道安全施工的“防”与“治”

公路瓦斯隧道施工潜在有瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等重大灾害风险,一直是隧道建设的控制性环节。以何家坡高瓦斯隧道为工程依托,分析了何家坡高瓦斯隧道的煤层瓦斯特征,概述了瓦斯隧道施工潜在的瓦斯危害,提出了“以防为主、防治结合”的安全施工策略,并在此基础上制定了何家坡隧道瓦斯工区施工的防控手段与治理措施,提高依托工程安全施工的可靠度。     

大断面瓦斯隧道“五步法”预测揭煤技术应用研究

为确保大断面瓦斯隧道揭煤施工的进度和安全,针对大断面隧道揭煤施工存在的瓦斯安全问题,提出了“五步法”预测揭煤新技术。研究表明:(1)以“分步集中实施区域措施、分层预测检验揭煤”为核心的“五步法”预测揭煤新技术,是视多层突出煤层群的邻近层为一层进行区域措施瓦斯治理,减少了逐层处理的重复环节,缩短了瓦斯治理时间;(2)区域措施中增加了对煤层群分组水力压裂的增透方法,与相似区域相比抽采达标时间缩短了35 d,缩短47%;(3)利用“五步法”预测揭煤技术和煤层群分组水力压裂增透技术后,该瓦斯隧道揭煤时间比预期节省200多天。     

公路隧道揭煤防突技术及实践

针对以往公路瓦斯隧道揭煤依据已过时的现状,为提高公路瓦斯隧道的揭煤安全性,本文介绍了一套基于新的《防治煤与瓦斯突出规定》的隧道揭煤防突技术体系,该体系以“区域防突措施先行,局部防突措施补充”为总体原则,将整个揭煤过程分为区域综合防突措施阶段、局部综合防突措施阶段和过煤门阶段,并介绍了每个阶段的具体工艺方法和操作要领,最后以发耳隧道M4煤层揭煤为例,详细地介绍了隧道揭煤的全过程的探煤、瓦斯预抽、效果评价、安全防护及通风监控等过程,对今后大断面公路隧道揭煤工作具有一定的借鉴意义。     

新安煤矿14151工作面瓦斯抽放效果考察

本文阐述了瓦斯抽放技术对治理矿井瓦斯问题的重要性,研究了在高瓦斯和突出煤层,瓦斯涌出量大和有瓦斯涌出超限的情况下,利用瓦斯抽放技术顶抽煤层瓦斯,使煤体发生收缩变形,加大煤体的原有裂隙,产生新的煤体裂隙,增加燃层的透气性,提高瓦斯抽放效果,降低和消除煤层瓦斯突出危险性.同时对新安煤矿14151工作面的瓦斯抽放效果进行了考察.     

低瓦斯隧道的瓦斯涌出源及影响因素分析

瓦斯灾害是瓦斯隧道的重要灾害类型,而低瓦斯隧道往往容易忽视瓦斯灾害的危险性。为此在对低瓦斯隧道的瓦斯灾害类型进行分析的基础上,总结了低瓦斯隧道的瓦斯涌出源,并系统分析了低瓦斯隧道瓦斯涌出的影响因素及影响机制,为低瓦斯隧道的瓦斯治理和灾害防治提供了重要依据。     

中铁一局一项研究成果达到世界先进水平

近日，中铁一局研发的西部地区公路瓦斯隧道设计与施工技术研究成果经鉴定达到世界先进水平。该成果依托都江堰至汶川公路紫坪铺瓦斯隧道项目，将公路瓦斯隧道分为微瓦斯、低瓦斯、高瓦斯和突出危险瓦斯隧道等四个级别，提出了公路瓦斯隧道勘察煤层及瓦斯基本参数及方法、公路瓦斯隧道防渗结构分级及防渗对策措施、安全揭煤防突等方案，为我国公路瓦斯隧道的勘察、设计和施工提供了依据。     

隧洞施工中防治煤与瓦斯突出

分析了铁路隧洞施工中煤与瓦斯突出的原因及后果，介绍了对煤层、瓦斯突出危险性的预测方法及应采取的有效防治措施。     

基于SVM的煤与瓦斯突出区域预测研究

支持向量机是 20 世纪 90 年代中期兴起的基于结构风险最小化原理的机器学习技术,各项技术性能尤其是泛化能力具有明显优势。基于支持向量机构建了煤与瓦斯突出预测模型。首先,按 SVM 的二类划分最优分类面和样本混杂区的边界将特征空间细划为 3 个区域,由此建立了可将突出危险性划分为突出危险、突出威胁、安全 3个级别的煤与瓦斯突出的 SVM 模型。再将 SVM 的二类划分最优符号函数改为距离函数,用这个距离函数和混杂区尺寸 u1和 u2建立了突出危险性等级指标函数,在突出区侧的混杂区边界取值为 1,在非突出区侧的混杂区边界取值为-1。用此指标预测函数对潘一矿 13–1 煤层的 26 次实例突出样本和 34 个非突出样本作了分析研究,对大量参数和学习算法进行了学习和检验,获得了用于潘一矿 13–1 煤层的突出预测指标函数,结果表明用此方法可大大提高预测准确率,是一个科学可行的解决途径,具有广泛的应用前景。