煤与瓦斯突出协同预测技术研究及应用
发布时间：2021-08-21 03:48
针对现有煤与瓦斯突出预测技术难以实现时间和空间领域的全方位连续预测、防突预测结果利用率低、预测信息发布滞后等问题,提出了一套适用于现代化高产高效矿井的多因素、全方位、时空连续型的煤与瓦斯突出协同预测技术体系.按照煤与瓦斯突出形成的时空维度,将煤与瓦斯突出危险性预测划分为以空间维度为主的区域突出危险性预测和以时间维度为主的局部突出危险性预测.通过对地质构造、煤层埋深、煤体煤质、软煤分布、钻屑指标、瓦斯涌出初速度等区域、局部防突预测数据的深度挖掘分析,得到区域、局部突出危险性预测结果,并按照一定规则进行有效融合,实现时间和空间范围内的连续监测预警.研发了配套的防突信息综合管控平台和WTC-1型瓦斯突出数据采集仪,为煤与瓦斯突出协同预测技术的实现提供了软硬件支撑.现场应用结果表明,该技术预测准确率超过90%,防突预测结果单次审批时间缩短为原来的22.5%,防突信息综合管控平台多次超前捕捉到了煤与瓦斯突出危险,提高了矿井防突信息利用效率.
【文章来源】：工矿自动化. 2020,46(04)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
钻孔瓦斯涌出量g与时间t之间的关系
范围为0～30m;断层落差小于10m的断层，构造影响范围为0～20m;煤层冲刷带构造区影响范围为0～20m．图115号煤层构造影响范围Fig．1InfluencingrangeofNo．15coalseamstructure1．1．2煤层埋深对瓦斯赋存情况的影响随着矿井生产水平连续以20m/a以上的速度向深部延伸，煤层透气性系数急剧降低且地应力明显增大，受地热及瓦斯散逸条件等多重因素共同影响，煤层瓦斯含量(压力)呈明显增高趋势，煤与瓦斯突出危险性急剧上升．以山西古交矿区屯兰井田太原组8号主采煤层为研究对象，分别选取7组煤样研究瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系，结果如图2所示，其中r为相关性系数．分析可知，当煤层瓦斯压力为0．74MPa时，对应煤层埋深为291．7～315．4m．因此，当工作面生产埋深为290m以上时，应加大煤与瓦斯突出(瓦斯喷出)灾害的预防力度，防止事故发生．(a)瓦斯含量与埋深之间的关系(b)瓦斯压力与埋深之间的关系图2瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系Fig．2Ｒelationshipbetweengasoccurrenceandcoalseamburialdepth1．1．3煤质情况对煤与瓦斯突出的影响瓦斯作为泥炭、腐泥在高温高压作用下成煤过程的伴生产物，随着煤化变质过程不断生成．同时，瓦斯也是煤与瓦斯突出事故的主要致灾因素．通过统计分析得出煤与瓦斯突出与煤体变质程度具有较强的关系，突出频率［13］与煤体变质程度满足以下经验公式:V=－0．54V2daf+2．13r(1)式中:V为突出频率，表示煤体变质程度在一定数值范围内时发生煤与瓦斯突出事故的起数;Vdaf为煤体变质程度;r=0．93．文献［13］给出了矿井煤与瓦斯突出密度Ｒ和单次突出事故强度Φ与煤体变质程度Vdaf之间的关系曲线，如图3所示．
咚股⒁萏跫?榷嘀匾蛩毓餐??响，煤层瓦斯含量(压力)呈明显增高趋势，煤与瓦斯突出危险性急剧上升．以山西古交矿区屯兰井田太原组8号主采煤层为研究对象，分别选取7组煤样研究瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系，结果如图2所示，其中r为相关性系数．分析可知，当煤层瓦斯压力为0．74MPa时，对应煤层埋深为291．7～315．4m．因此，当工作面生产埋深为290m以上时，应加大煤与瓦斯突出(瓦斯喷出)灾害的预防力度，防止事故发生．(a)瓦斯含量与埋深之间的关系(b)瓦斯压力与埋深之间的关系图2瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系Fig．2Ｒelationshipbetweengasoccurrenceandcoalseamburialdepth1．1．3煤质情况对煤与瓦斯突出的影响瓦斯作为泥炭、腐泥在高温高压作用下成煤过程的伴生产物，随着煤化变质过程不断生成．同时，瓦斯也是煤与瓦斯突出事故的主要致灾因素．通过统计分析得出煤与瓦斯突出与煤体变质程度具有较强的关系，突出频率［13］与煤体变质程度满足以下经验公式:V=－0．54V2daf+2．13r(1)式中:V为突出频率，表示煤体变质程度在一定数值范围内时发生煤与瓦斯突出事故的起数;Vdaf为煤体变质程度;r=0．93．文献［13］给出了矿井煤与瓦斯突出密度Ｒ和单次突出事故强度Φ与煤体变质程度Vdaf之间的关系曲线，如图3所示．煤与瓦斯突出密度Ｒ是指在106m2面积内发生煤与瓦斯突出事故的次数，单次突出事故强度Φ是指单次煤与瓦斯突出事故突出的煤体煤量．当煤体为中等变质程度烟煤(Vdaf=10%～20%)时，煤与瓦斯突出事故强度及密度较大［13-14］;当煤体为高变质程度无烟煤(Vdaf＞40%)时，突出危险性较低．图3突出密
【参考文献】：
期刊论文
[1]阳泉矿区瓦斯治理创新模式与实践[J]. 翟红,令狐建设. 煤炭科学技术. 2018(02)
[2]基于Hadoop平台的瓦斯突出预测预警方法研究[J]. 郝天轩,张春林. 中国安全科学学报. 2017(11)
[3]采煤工作面煤与瓦斯突出危险性智能判识技术[J]. 李胜,罗明坤,范超军,张帅,毕慧杰. 中国安全科学学报. 2016(10)
[4]煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制[J]. 舒龙勇,王凯,齐庆新,樊少武,张浪,范喜生. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[5]基于瓦斯浓度变化的煤与瓦斯突出预警技术[J]. 徐雪战,孟祥瑞,邹云龙. 工矿自动化. 2016(09)
[6]煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害一体化研究[J]. 潘一山. 煤炭学报. 2016(01)
[7]软、硬煤层残余瓦斯含量区域效果检验临界值研究[J]. 岳高伟,袁军伟,郝明通. 中国安全生产科学技术. 2015(08)
[8]基于综合评判模型的煤与瓦斯突出危险程度预测[J]. 梁冰,秦冰,孙维吉,王岩,孙雅楠. 中国安全生产科学技术. 2015(07)
[9]煤与瓦斯突出预测的QGA-LSSVM模型[J]. 温廷新,孙红娟,张波,邵良杉,孔祥博. 中国安全生产科学技术. 2015(05)
[10]煤与瓦斯突出过程的力学作用机理[J]. 胡千庭,周世宁,周心权. 煤炭学报. 2008(12)
本文编号：3354814
【文章来源】：工矿自动化. 2020,46(04)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
钻孔瓦斯涌出量g与时间t之间的关系
范围为0～30m;断层落差小于10m的断层，构造影响范围为0～20m;煤层冲刷带构造区影响范围为0～20m．图115号煤层构造影响范围Fig．1InfluencingrangeofNo．15coalseamstructure1．1．2煤层埋深对瓦斯赋存情况的影响随着矿井生产水平连续以20m/a以上的速度向深部延伸，煤层透气性系数急剧降低且地应力明显增大，受地热及瓦斯散逸条件等多重因素共同影响，煤层瓦斯含量(压力)呈明显增高趋势，煤与瓦斯突出危险性急剧上升．以山西古交矿区屯兰井田太原组8号主采煤层为研究对象，分别选取7组煤样研究瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系，结果如图2所示，其中r为相关性系数．分析可知，当煤层瓦斯压力为0．74MPa时，对应煤层埋深为291．7～315．4m．因此，当工作面生产埋深为290m以上时，应加大煤与瓦斯突出(瓦斯喷出)灾害的预防力度，防止事故发生．(a)瓦斯含量与埋深之间的关系(b)瓦斯压力与埋深之间的关系图2瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系Fig．2Ｒelationshipbetweengasoccurrenceandcoalseamburialdepth1．1．3煤质情况对煤与瓦斯突出的影响瓦斯作为泥炭、腐泥在高温高压作用下成煤过程的伴生产物，随着煤化变质过程不断生成．同时，瓦斯也是煤与瓦斯突出事故的主要致灾因素．通过统计分析得出煤与瓦斯突出与煤体变质程度具有较强的关系，突出频率［13］与煤体变质程度满足以下经验公式:V=－0．54V2daf+2．13r(1)式中:V为突出频率，表示煤体变质程度在一定数值范围内时发生煤与瓦斯突出事故的起数;Vdaf为煤体变质程度;r=0．93．文献［13］给出了矿井煤与瓦斯突出密度Ｒ和单次突出事故强度Φ与煤体变质程度Vdaf之间的关系曲线，如图3所示．
咚股⒁萏跫?榷嘀匾蛩毓餐??响，煤层瓦斯含量(压力)呈明显增高趋势，煤与瓦斯突出危险性急剧上升．以山西古交矿区屯兰井田太原组8号主采煤层为研究对象，分别选取7组煤样研究瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系，结果如图2所示，其中r为相关性系数．分析可知，当煤层瓦斯压力为0．74MPa时，对应煤层埋深为291．7～315．4m．因此，当工作面生产埋深为290m以上时，应加大煤与瓦斯突出(瓦斯喷出)灾害的预防力度，防止事故发生．(a)瓦斯含量与埋深之间的关系(b)瓦斯压力与埋深之间的关系图2瓦斯赋存与煤层埋深之间的关系Fig．2Ｒelationshipbetweengasoccurrenceandcoalseamburialdepth1．1．3煤质情况对煤与瓦斯突出的影响瓦斯作为泥炭、腐泥在高温高压作用下成煤过程的伴生产物，随着煤化变质过程不断生成．同时，瓦斯也是煤与瓦斯突出事故的主要致灾因素．通过统计分析得出煤与瓦斯突出与煤体变质程度具有较强的关系，突出频率［13］与煤体变质程度满足以下经验公式:V=－0．54V2daf+2．13r(1)式中:V为突出频率，表示煤体变质程度在一定数值范围内时发生煤与瓦斯突出事故的起数;Vdaf为煤体变质程度;r=0．93．文献［13］给出了矿井煤与瓦斯突出密度Ｒ和单次突出事故强度Φ与煤体变质程度Vdaf之间的关系曲线，如图3所示．煤与瓦斯突出密度Ｒ是指在106m2面积内发生煤与瓦斯突出事故的次数，单次突出事故强度Φ是指单次煤与瓦斯突出事故突出的煤体煤量．当煤体为中等变质程度烟煤(Vdaf=10%～20%)时，煤与瓦斯突出事故强度及密度较大［13-14］;当煤体为高变质程度无烟煤(Vdaf＞40%)时，突出危险性较低．图3突出密
【参考文献】：
期刊论文
[1]阳泉矿区瓦斯治理创新模式与实践[J]. 翟红,令狐建设. 煤炭科学技术. 2018(02)
[2]基于Hadoop平台的瓦斯突出预测预警方法研究[J]. 郝天轩,张春林. 中国安全科学学报. 2017(11)
[3]采煤工作面煤与瓦斯突出危险性智能判识技术[J]. 李胜,罗明坤,范超军,张帅,毕慧杰. 中国安全科学学报. 2016(10)
[4]煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制[J]. 舒龙勇,王凯,齐庆新,樊少武,张浪,范喜生. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[5]基于瓦斯浓度变化的煤与瓦斯突出预警技术[J]. 徐雪战,孟祥瑞,邹云龙. 工矿自动化. 2016(09)
[6]煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害一体化研究[J]. 潘一山. 煤炭学报. 2016(01)
[7]软、硬煤层残余瓦斯含量区域效果检验临界值研究[J]. 岳高伟,袁军伟,郝明通. 中国安全生产科学技术. 2015(08)
[8]基于综合评判模型的煤与瓦斯突出危险程度预测[J]. 梁冰,秦冰,孙维吉,王岩,孙雅楠. 中国安全生产科学技术. 2015(07)
[9]煤与瓦斯突出预测的QGA-LSSVM模型[J]. 温廷新,孙红娟,张波,邵良杉,孔祥博. 中国安全生产科学技术. 2015(05)
[10]煤与瓦斯突出过程的力学作用机理[J]. 胡千庭,周世宁,周心权. 煤炭学报. 2008(12)
本文编号：3354814
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