多煤层赋存条件下采场覆岩“竖三带”分布规律研究与应用

发布时间：2020-03-25 04:31

【摘要】：目前我国煤矿普遍面临深部开采煤层的现状,煤层瓦斯含量和瓦斯压力越来越大,地质条件复杂、煤质松软,煤与瓦斯突出等动力灾害威胁安全生产。瓦斯制约生产的“瓶颈”问题也越来越突出,仅靠风排瓦斯无法保证安全生产。本文分析了多煤层群赋存条件下上覆岩层“竖三带”高度的六个主要影响因素:上覆岩层的性质、采厚、煤层倾角、工作面走向长度、工作面日推进速度、采煤方法,引用我国部分矿井的冒落带高度、裂隙带高度统计数据,以阳煤五矿为试验矿井,结合人工神经网络原理,采用MATLAB中的神经网络工具箱Neurel Network Training进行采场覆岩“竖三带”的BP神经网络模型预测,经过反复训练影响上覆岩层“竖三带”高度的六个影响因素及“竖三带”统计高度,训练获得相应的网络训练参数,全部数据的相关性系数All:R=0.91082,冒高的平均相对误差为9.71%;裂高的平均相对误差为8.50%。BP预测的“竖三带”高度与统计数据较接近,训练效果较好。同时介绍了SF_6测定仪的测定原理和研制流程,采用示踪气体SF_6和分段注水气液两相复合法,现场测定出8410工作面上覆岩层冒落带高度为21.3m,裂隙带高度范围在21.3m~72.6m,其中45m~56m处裂隙发育较大。统计近几年阳煤五矿回采工作面瓦斯来源,邻近层瓦斯涌出量占到瓦斯涌出总量的89.48%~97.19%。分析对比三种邻近层瓦斯治理技术,结合现场实践,采用走向高抽巷治理邻近层瓦斯。参考8410现场实测、经验公式计算,采用训练得到的BP神经网络预测模型对8410工作面进行预测,得到输出结果向量anew=[20.39,71.23],即裂隙带高度范围为20.39~71.23m,以此优化8410走向高抽巷层位布置。考察和分析8410高抽巷抽采效果,平均抽采纯量35.98m~3/min,平均抽采率为89.64%,抽采效果稳定且良好。工作面回风流的瓦斯体积分数控制在0.36%~0.51%,上隅角的瓦斯体积分数也从未超限,稳定在0.56%~0.75%,取得了很好的治理效果。
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD32;TD712

【参考文献】