基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统设计

发布时间：2020-01-21 09:01

【摘要】：根据采煤工作面突出灾害发生规律与动态安全信息采集技术,设计了采煤工作面基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统。该系统能够自动获取海量矿压监测实时数据,实现了采煤工作面煤与瓦斯突出危险性的智能分析与实时预警,同时还具备日常矿压数据资料高效管理功能。系统在现场试验中取得了较好的应用效果。
【图文】：

文设计了一种基于矿压监测动态特征的采煤工作面瓦斯突出预警系统，提高了采煤工作面突出预测的准确性与及时性。１矿压监测动态特征基本规律１．１矿压与瓦斯涌出关系采掘活动破坏了原岩应力平衡，在重新形成应力平衡的过程中会在采掘空间周围煤体内产生集中应力，破坏煤体的孔隙裂隙结构。煤体结构的破坏一方面造成煤体内吸附的瓦斯大量解吸，形成较大的瓦斯压力梯度，引起瓦斯涌出异常；另一方面造成煤体强度降低，抵御突出等动力灾害的能力降低。以阳煤集团新景矿某回采工作面一次典型的瓦斯涌出异常现象（图１）为例，５月１日工作面瓦斯异常涌出，在此前１～２ｄ，矿压传感器就已经监测到了矿压异常增大现象（图２，图３），而且，从５月１日工作面观测结果来看，煤体破坏程度较高，最大片帮深度达到０．５ｍ。以上现象预示着工作面突出危险性增大，而造成这种结果的直接原因就是采煤活动引起的应力集中。图１瓦斯监测曲线图２１２号支架处矿压监测曲线１．２矿压与日常预测指标关系通过对新景矿２个回采工作面连续３个月的日图３７２号支架处矿压监测曲线常预测指标值（瓦斯解吸指标Ｋ１）进行统计分析，发现９０％以上的Ｋ１值超标现象都发生在工作面靠近采空区的一侧，而该区域正是邻近工作面回采所形成的支承压力带，进一步说明由于采煤活动引起的矿山压力集中对回采工作面突出危险性的发生发展具有控制作用。综上所述，矿压是造成采煤工作面突出危险性增大的主要因素，利用矿压监测动态特征进行采煤工作面突出危险性预测是可行的，且这种预测方法在连续性与超前性方面较传统预测方法具有较大优势。２系统设计原则（１

斯压力梯度，引起瓦斯涌出异常；另一方面造成煤体强度降低，抵御突出等动力灾害的能力降低。以阳煤集团新景矿某回采工作面一次典型的瓦斯涌出异常现象（图１）为例，５月１日工作面瓦斯异常涌出，在此前１～２ｄ，矿压传感器就已经监测到了矿压异常增大现象（图２，图３），，而且，从５月１日工作面观测结果来看，煤体破坏程度较高，最大片帮深度达到０．５ｍ。以上现象预示着工作面突出危险性增大，而造成这种结果的直接原因就是采煤活动引起的应力集中。图１瓦斯监测曲线图２１２号支架处矿压监测曲线１．２矿压与日常预测指标关系通过对新景矿２个回采工作面连续３个月的日图３７２号支架处矿压监测曲线常预测指标值（瓦斯解吸指标Ｋ１）进行统计分析，发现９０％以上的Ｋ１值超标现象都发生在工作面靠近采空区的一侧，而该区域正是邻近工作面回采所形成的支承压力带，进一步说明由于采煤活动引起的矿山压力集中对回采工作面突出危险性的发生发展具有控制作用。综上所述，矿压是造成采煤工作面突出危险性增大的主要因素，利用矿压监测动态特征进行采煤工作面突出危险性预测是可行的，且这种预测方法在连续性与超前性方面较传统预测方法具有较大优势。２系统设计原则（１）可行性原则。系统应该能够持续稳定地访问矿压监测系统数据库，通过指标计算自动判断工作面前方突出危险性大小，并及时发布预警结果。同时，还应兼顾经济性与便捷性原则，最大程度地利用现有资源，尽量减少额外的经济或人力投入。（２）安全可靠性原则。系统应综合考虑数据存储特点，采用合理的数据库与数据结构，具备安全高效的数据备份与恢复机制，且对数据库

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本文编号：2571531