煤与瓦斯突出危险精准辨识理论方法与技术探索

发布时间：2021-12-18 01:58

　　针对我国煤与瓦斯突出频发、突出事故呈现新特征、突出预测方法和指标体系有待完善等现实问题,为了更好地指导突出预测与防治工作,以煤与瓦斯突出关键结构体致灾机理为指导,基于突出发生位置必须具备特殊的地质结构环境这一基本认识,提出了煤与瓦斯突出危险"层层递进-精准辨识"的理论方法,具体包括3个层次:采用物探和钻探相结合的手段,超前探测采掘工作面周围存在的异常地质结构;采用微震和瓦斯涌出实时监测相结合的方法,动态分析采掘扰动条件下采掘工作面前方煤体结构、地应力和瓦斯大小变化特征;采用随钻测定相关特征参数和预测指标的方法,进一步验证超前探测和实时监测的辨识结果。探索性工程试验表明:"超前探测地质结构异常-实时监测煤体突出危险性-随钻测定煤层瓦斯大小"相结合的突出危险辨识技术能够综合反映采掘工作面周围地质结构、煤体结构、地应力和瓦斯大小变化特征,促进了突出预测工作由点预测向面预测、由间断式向连续式、由接触式向接触-非接触式相结合的转变。通过进一步发展物探和钻探相结合的精细探测技术,引入大数据分析和机器学习算法等训练综合判识模型,开发以"超前探测异常地质结构,实时监测采掘工作面微震信号和瓦斯涌出时序变... 

【文章来源】：煤炭学报. 2020,45(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

煤与瓦斯突出关键结构体模型[14]

式中,σs为煤岩体所受的静载应力;σd为采掘扰动或围岩破裂产生的动载应力;σg为煤岩体中的瓦斯压力的等效载荷;σf为结构2失稳破坏的临界荷载。建立的突出激发阶段能量耗散评价指标为

为此,本文提出煤与瓦斯突出危险的精准辨识方法(图3),用于指导煤矿井下采掘工作面突出危险的精准预测,其包括3个层次的工作(图4):① 采用物探和钻探相结合的方法,超前探测采掘工作面周围存在的地质结构异常区;② 采用微震和瓦斯涌出实时监测相结合的方法,综合反映采掘扰动条件下采掘工作面周围煤体结构变化、地应力和瓦斯大小变化规律;③ 采用随钻测定相关特征参数和预测指标的方法,进一步验证超前探测和实时监测的预测结果。通过以上3个层次的工作,综合分析采掘工作面周围地质结构异常变化、煤体结构变化、瓦斯和地应力大小变化特征,促进突出预测工作由点预测向面预测、由间断式向连续式、由接触式向接触-非接触式相结合的转变,在提升突出预测效率的同时,确保突出预测结果准确性,达到突出危险“层层递进-精准辨识”的目的,从而促进我国煤矿煤与瓦斯突出防治水平的提升。图4 突出危险精准辨识层次化工作

【参考文献】：
期刊论文
[1]构造煤的瓦斯放散特征及孔隙结构微观解释[J]. 张慧杰,张浪,汪东,侯金玲.  煤炭学报. 2018(12)
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[3]突出煤体受载变形破坏声发射行为演化特征[J]. 舒龙勇,王凯,张浪,孙中学,郝晋伟,李宏艳.  采矿与安全工程学报. 2018(03)
[4]煤与瓦斯突出的微震前兆特性试验研究与预警案例分析[J]. 朱南南,张浪,舒龙勇,范喜生.  岩石力学与工程学报. 2018(06)
[5]煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展[J]. 袁亮,姜耀东,何学秋,窦林名,赵毅鑫,赵旭生,王凯,于庆,卢新明,李红臣.  煤炭学报. 2018(02)
[6]煤巷掘进面应力场演化特征及突出危险性评价模型[J]. 舒龙勇,王凯,齐庆新,张浪.  采矿与安全工程学报. 2017(02)
[7]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)
[8]煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术[J]. 何学秋,窦林名,牟宗龙,巩思园,曹安业,何江.  煤炭学报. 2014(08)
[9]定压动态瓦斯解吸规律实验[J]. 秦跃平,王健,罗维,王亚茹.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(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)

博士论文
[1]掘进工作面煤与瓦斯突出实时监测预警技术研究[D]. 陈亮.中国矿业大学 2016

硕士论文
[1]煤与瓦斯突出的微震前兆特征与预警模型研究[D]. 朱南南.煤炭科学研究总院 2018
[2]钻孔雷达电磁波传播及异常地质体探测[D]. 朱成成.吉林大学 2018



本文编号：3541401