通化矿区煤与瓦斯突出特征及预测技术研究

发布时间：2017-08-28 22:07

  本文关键词：通化矿区煤与瓦斯突出特征及预测技术研究

  更多相关文章： 通化矿区 电磁辐射 突出预测 基尼系数

【摘要】：煤与瓦斯突出等动力灾害严重威胁着矿山安全开采,影响着矿山安全生产及经济效益的提高,如何对煤与瓦斯突出危险进行有效预测成为亟待解决的难题。通化矿区部分矿井采深较大,煤与瓦斯突出灾害严重,虽已采用常规指标和煤岩电磁辐射技术等进行突出预测,但是有针对性的突出前兆规律及预测技术缺乏研究,预测效果还有待进一步提高。本文研究了通化矿区煤与瓦斯突出特征;分析了采掘空间不同作业工序对电磁辐射的影响,测试了井下设备对电磁辐射信号的干扰情况并找出了规避干扰的方法;对突出危险显现前电磁辐射和瓦斯浓度变化进行分析,得到了通化矿区煤与瓦斯突出前兆规律;引入基尼系数,计算并分析了突出危险前后电磁辐射和瓦斯浓度基尼系数的变化规律,形成了基于电磁辐射和瓦斯浓度基尼系数的突出预测方法,并对预测效果进行了初步验证。研究得到了以下结果:(1)火成岩对通化矿区突出危险影响较大,火成岩侵蚀区域突出危险较大;软煤厚度或其变化程度较大、掘进中遇断层等地质构造时,突出危险性增加;K1值对突出危险反应明显,S值反应不明显。(2)电磁辐射与K1值呈显著相关,与S呈低度相关;电磁辐射的变化可以很好的反映防突措施的有效性;采掘空间不同设备对电磁信号有不同程度的影响,仪器安装点离掘进迎头不同距离时干扰情况和测试效果不同,可采用在煤壁孔洞内安装天线的方式来减少干扰。(3)突出危险前后电磁辐射和瓦斯曲线变化趋势基本一致。煤层突出危险显现时,电磁辐射明显升高;突出危险前电磁辐射和瓦斯监测曲线波动明显,电磁辐射和瓦斯浓度增长率超过35%;突出危险前最近一次炮后瓦斯浓度峰值P1与其之前临近一次炮后瓦斯浓度峰值P2之比P1/P2大于1.5,且P1与正常作业时瓦斯浓度P0之比P1/P0大于3。(4)电磁辐射和瓦斯浓度基尼系数与常规预测指标变化对应性良好,可以用于突出预测,计算了预警临界值;运用电磁辐射和瓦斯浓度均值增长率、炮后瓦斯浓度比P1/P2和P1/P0、电磁基尼系数和瓦斯基尼系数作为预测指标对煤与瓦斯突出危险进行预测,预测准确率为81.3%。
【关键词】：通化矿区 电磁辐射 突出预测 基尼系数
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD713
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 绪论18-25
• 1.1 论文研究背景及意义18-19
• 1.2 国内外研究现状19-23
• 1.3 存在的问题与不足23
• 1.4 论文研究内容及技术路线23-25
• 2 通化矿区煤与瓦斯突出特征研究25-36
• 2.1 通化矿区煤与瓦斯突出事例分析25-27
• 2.2 煤与瓦斯突出常规预测指标变化规律分析27-35
• 2.3 本章小结35-36
• 3 工作面掘进过程中煤体电磁辐射响应规律36-53
• 3.1 电磁辐射法监测监控煤与瓦斯突出原理及监测方法36-39
• 3.2 电磁辐射和常规预测指标对比分析39-42
• 3.3 软煤和硬煤电磁辐射对比42-44
• 3.4 注水前后煤体电磁辐射对比44-45
• 3.5 水力掏槽过程中电磁和瓦斯数据分析45-46
• 3.6 放炮过程中电磁辐射分析46-47
• 3.7 测试过程中电磁辐射干扰因素以及规避方法分析47-52
• 3.8 本章小结52-53
• 4 通化矿区煤与瓦斯突出前兆规律研究53-66
• 4.1 突出危险显现电磁辐射和瓦斯浓度分析53-63
• 4.2 煤与瓦斯突出前兆规律分析63-65
• 4.3 本章小结65-66
• 5 基于基尼系数的电磁辐射和瓦斯联合预测技术研究66-78
• 5.1 基尼系数基本概念及其算法66-68
• 5.2 常规预测指标与基尼系数对比分析68-70
• 5.3 突出危险前后基尼系数变化规律70-72
• 5.4 基尼系数预警临界值72-75
• 5.5 基于基尼系数的电磁辐射和瓦斯联合预测方法及验证75-76
• 5.6 本章小结76-78
• 6 全文结论与展望78-80
• 6.1 全文总结78-79
• 6.2 主要创新点79
• 6.3 研究展望79-80
• 参考文献80-85
• 作者简历85-87
• 学位论文数据集87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郭德勇,韩德馨;煤与瓦斯突出粘滑机理研究[J];煤炭学报;2003年06期

2 习明;洪兴建;;基尼系数的一种简便计算方法——协方差公式[J];统计与决策;2007年21期

3 许江;陶云奇;尹光志;李树春;王维忠;;煤与瓦斯突出模拟试验台的研制与应用[J];岩石力学与工程学报;2008年11期

4 聂百胜;何学秋;;煤矿煤岩瓦斯动力灾害预防理论与技术进展[J];中国科技论文在线;2009年11期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陶云奇;含瓦斯煤THM耦合模型及煤与瓦斯突出模拟研究[D];重庆大学;2009年

2 欧建春;煤与瓦斯突出演化过程模拟实验研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 宋一鸣;基于声发射的煤与瓦斯突出预测研究[D];辽宁工程技术大学;2012年

，

本文编号：749727