基于数据挖掘的煤与瓦斯突出实时预警研究

为提高工作面煤与瓦斯突出预警的准确率与时效性，利用工作面瓦斯涌出特征与突出“三要素”的之间的变化关系建立了以地应力系数、瓦斯压力系数、乘幂系数、变动率及离散率为基础的实时预警指标体系；将K-means聚类、FOA及RF三种算法结合构建基于数据挖掘的煤与瓦斯突出实时预警模型探究实时预警指标与煤与瓦斯突出的潜在发生规律，并通过模型的智能寻优及训练输出最优预警等级；现场应用结果表明：所建预警指标敏感性较好，预警模型的运算时间为0.118s，在本次实例应用中提前4小时发出煤与瓦斯突出危险级别预警，预警等级与现场突出实际情况较吻合，且与K1值、钻粉量S具有较好的一致性，实现工作面煤与瓦斯突出实时、准确预警。     

基于瓦斯涌出特征的钱家营矿掘进工作面突出预警系统应用

为实现钱家营矿掘进工作面煤与瓦斯突出实时预警,提出一种基于瓦斯涌出特征的预警方法。依据巷道高低浓度甲烷传感器实时监测数据,通过离散回归理论分析煤与瓦斯突出前的瓦斯涌出量,建立预警指标特征序列,确定掘进工作面煤与瓦斯突出预警指标危险临界值:方差0.018,波峰差0.41,波动斜率±0.027。在此基础上构建了非接触式煤与瓦斯突出可视化预警系统并在钱家营矿进行现场应用。结果表明,以瓦斯涌出特征值作为预警指标,能够准确监测到井下瓦斯异常现象,达到瓦斯数据实时解算和可视化预警的目的,为钱家营矿掘进工作面防突工作提供技术借鉴。     

瓦斯涌出特征突出预警技术的实践应用

本文基于李雅庄煤矿掘进工作面瓦斯突出危险性状态和趋势,利用井下瓦斯涌出量和瓦斯涌出解吸指标体系,建立了矿井突出危险区域的突出预警系统。将系统在该矿南二采区南翼进行了实践应用,效果表明该系统对掘进工作面的突出预警效果与K1值预测结果基本吻合,可以实现对井下突出危险区域的动态预警功能,保障井下煤矿开采的安全。     

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出连续预测技术及应用

针对现阶段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预测,预测结果准确率低、预测结果发布滞后且影响工作面正常采掘作业生产等技术缺陷,提出了一种利用工作面瓦斯涌出特征预测工作面前方煤与瓦斯突出危险情况的非接触式、连续预测方法。通过对煤矿监测数据结构特征进行综合分析,确定了瓦斯涌出特征突出预警系统的预警指标,建立了煤与瓦斯突出连续预测技术模型,并引入单项预测指标权重评判集,采用加权平均设计思路,构建形成了煤与瓦斯突出预警综合评判规则。在此基础上,采用C/S、B/S双架构系统开发模式,设计开发了瓦斯涌出特征突出预警系统平台。通过下峪口煤矿应用结果显示,该系统平台总体预警准确率达到了86%,且能够超前准确地预测工作面前方的煤与瓦斯突出危险情况,为突出矿井的正常掘进生产提供了安全保障。     

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在新元矿的应用

为了弥补现有传统接触式煤与瓦斯突出预测方法本身存在的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,确定了新元矿瓦斯涌出动态特征突出预警指标体系及预警模型,构建了适用于新元矿基于瓦斯涌出动态特征的煤与瓦斯突出预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现新元矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达79%,实现了新元矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,促进了新元矿的安全生产。     

平舒公司瓦斯涌出特征预警技术的应用

针对传统接触不连续式打钻预测煤与瓦斯突出危险性的问题,提出了基于瓦斯涌出特征的非接触连接式突出预警技术。该技术借助煤矿瓦斯监控系统和局域网,建立基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的在线分析及预警。     

利用掘进工作面瓦斯涌出相对渗透性特征预测煤与瓦斯突出的方法研究

利用掘进工作面煤壁渗透瓦斯涌出量占掘进工作面整体瓦斯涌出量的比例及其变化情况,反映工作面煤体相对渗透性的发展状态及发展趋势,并建立了掘进工作面煤壁渗透瓦斯涌出能力的计算模型。通过某矿突出煤层3条典型的掘进巷道发生喷孔与不喷孔现象时煤壁相对渗透性的差异,证明了利用煤壁相对渗透性变化情况反映突出危险的实用性,为利用瓦斯涌出动态特征连续预测工作面突出危险性寻找到新的技术方法。     

汪家寨煤矿基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警指标确定方法研究

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出预警是一种较为可行、有效的突出预测方法,其关键是确定合理、可靠的预警指标及其临界值。根据汪家寨煤矿实际煤与瓦斯突出特征及瓦斯地质条件,运用"列表法"、"临界域"理念、"三率法"等,对比分析了大量现场资料和所有瓦斯涌出特征突出预警指标计算结果,确定出符合汪家寨煤矿实际的瓦斯涌出特征突出预警指标及其临界值。现场考察及应用表明,所确定的预警指标合理、可靠,能准确、及时地反映工作面突出危险性,为矿井煤与瓦斯突出预测提供了有效的辅助分析工具。     

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在大淑村矿的应用

传统基于打钻的接触式煤与瓦斯突出预测方法,具有极大的局限性。 根据瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,对于保障矿井安全生产和提高生产效率具有重要意义。 基于对大淑村矿掘进工作面瓦斯涌出动态特征的考察和分析,确定了适用于大淑村矿的突出预警指标,并借助矿井安全监控系统和局域网,构建了大淑村矿基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的实时、动态预警。 预警系统的成功应用,与现有传统的接触式预测方法形成了互补,有效地提高了突出危险判识的准确性,保障了矿井的安全生产。     

采掘工作面瓦斯异常涌出灰色预警模型的建立和应用

依据灰色系统理论,选取现场瓦斯异常涌出较为典型的4个致因指标,建立了工作面瓦斯异常涌出的灰色预警模型,计算了各样本指标的权系数以及所选取样本集的综合权系数,根据模型测度对工作面瓦斯涌出情况进行了预测。预测结果与瓦斯突出理论以及现场实际相一致,验证了该模型在采掘工作面瓦斯异常涌出预测应用中的可行性。     

突出煤层掘进工作面瓦斯涌出相关性及通风安全分析与应用

掌握掘进工作面瓦斯涌出的动态规律对于工作面通风安全和煤与瓦斯突出防治具有重要意义。为此,选取大平煤矿21下部煤柱面的3条煤巷掘进工作面为研究对象,采用ANSYS模拟分析了工作面风流和瓦斯分布规律,在距离掘进面1、3 m断面上瓦斯浓度分布较为紊乱;在距离掘进面10 m的位置瓦斯和空气是混合后均匀流动的,即为加设瓦斯传感器采集掘进动态瓦斯涌出量的最佳位置。研究了工作面瓦斯涌出与掘进作业工序、作业班次、巷道长度和煤壁暴露时间因素的关联特征,掘进工作面瓦斯涌出主要来源于煤壁,且出现2个瓦斯涌出量峰值时间点：在落煤替顶作业工序时和二次波峰为中间落煤清煤工序时。通过建模模拟和主控因素分析,准确掌握了瓦斯动态涌出的具体地点和时间,从通风监控、掘进工序和抽采部署方面,提出了针对性的优化方案,对于工作面煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯抽采达标评判和瓦斯事故风险感知等安全管理工作具有重要的参考价值。     

李村矿煤与瓦斯突出预警准则研究及应用

为了实现对采掘工作面进入突出危险区的监测和预警,以"十二五"国家科技支撑计划项目为支撑,进行了煤与瓦斯突出预警技术和预警准则建设的研究,着重探讨了李村矿日常预测以及瓦斯涌出方面预警指标的选择和临界值的确定,并在李村矿瓦斯灾害较为严重的掘进工作面得到应用。应用结果表明:预警平台可以根据相应的预警指标在工作面接近突出危险区域以及瓦斯涌出异常进行监测和预警,并且预警结果得到了验证,可以有效提高前方煤与瓦斯突出危险信息的监测,减少煤与瓦斯突出事故的发生。     

基于层次-可拓的煤与瓦斯突出预警研究

从煤与瓦斯突出发生机理以及煤矿防突工作经验出发,筛选煤与瓦斯突出预警指标,运用层次分析法确定各预警指标权重系数,基于可拓学理论构建出煤与瓦斯突出预警模型。应用该预警模型对谢桥煤矿1361(3)运输巷掘进工作面进行了煤与瓦斯突出的量化预警和突出风险等级划分。结果表明,采用层次-可拓预警模型的预警结果与工作面现场实际相符合。     

高瓦斯掘进工作面瓦斯涌出规律研究

高瓦斯掘进工作面掘进过程中经常出现瓦斯异常涌出、频繁预警现象,为加强掘进工作面的瓦斯治理提高掘进速度,对余吾煤业高瓦斯掘进工作面生产与停产期间的巷道瓦斯涌出量进行了实测,得出了高瓦斯掘进工作面的瓦斯涌出规律。在此基础上,提出了相应的瓦斯治理措施,对高瓦斯掘进工作面的通风与抽采设计具有重要指导意义。     

基于瓦斯涌出特征的突出预警传感器布置位置分析

利用掘进工作面瓦斯传感器在不同布置位置所监测的瓦斯数据进行对比分析,发现在掘进工作面5～50 m内是监测瓦斯涌出特征数据的合适位置,并且初步认为掘进工作面现有的T1传感器可以有效地监测反映工作面瓦斯涌出特征及其变化,其作为突出预警传感器可以降低预警系统建设成本,为预警系统的推广奠定基础。     

煤巷机械化快速掘进瓦斯涌出规律分析

通过对机械化快速掘进煤巷瓦斯涌出的考察研究,建立了相关的瓦斯涌出预测模型,对煤巷快速掘进的瓦斯涌出来源和规律进行了统计分析,为煤巷快速掘进工作面瓦斯涌出预警和治理技术提供参考。     

鸡西盆地瓦斯涌出特点及抽放利用情况

鸡西盆地北部坳陷矿井的瓦斯涌出量高于南部坳陷矿井。从工作面瓦斯涌出构成来看,以本层涌出和上邻近层涌出为主;从煤组来看,穆棱组掘进工作面瓦斯涌出量高于城子河组煤掘进面。在12个高瓦斯矿井中,发生过煤与瓦斯突出矿井有滴道矿、大通沟矿,瓦斯突出矿井有东海矿、城子河矿。文章论述了矿井瓦斯突出特点及鸡西煤田瓦斯抽放及利用情况。     

瓦斯涌出特征突出预警技术的应用研究

为进一步提高煤巷掘进工作面突出预测的准确性和实效性,借助矿井瓦斯监控系统和局域网,构建了基于瓦斯涌出特征的突出预警技术及系统,实现了煤巷掘进工作面突出危险的在线监测及预警。通过现场跟踪考察,确定了9煤层A、B两种瓦斯涌出特征预警指标,其临界值分别为1.0和0.8。预警效果考察表明,该系统预警突出准确率达86.51%、预警不突出准确率达100%,在阳煤集团寿阳开元公司的应用效果良好,为矿井掘进工作面提供一种新非接触式、连续突出预测手段。     

瓦斯涌出特征预警技术在突出矿井中的应用

针对传统接触不连续式打钻预测煤与瓦斯突出危险性的问题,提出了基于瓦斯涌出特征的非接触连接式突出预警技术。该技术借助煤矿瓦斯监控系统和局域网,建立基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的在线分析及预警。通过对平舒公司12个煤巷掘进工作面跟踪考察,确定了A、B两个瓦斯涌出特征指标,其临界值分别为1.0和0.7,预警突出准确率82.5%和预警不突出准确率100%。预警系统的成功应用,提高了工作面突出危险判识的准确性和掘进速度,为突出预测增添了技术手段。     

利用炮掘工作面瓦斯涌出时间序列预测工作面突出危险性

炮掘工作面瓦斯涌出是一个极为复杂的非线性时间序列,其中隐含了大量的突出危险信息。将这些隐含信息显现化,并建立其与炮掘工作面突出危险性之间的联系是研究炮掘工作面瓦斯涌出时间序列特性的主要目的。通过对松藻渝阳煤矿一典型炮掘工作面瓦斯涌出数据的观测,首次利用时间序列方法分离了炮掘工作面瓦斯涌出数据的趋势项、周期项以及噪声项,实现了对炮掘工作面瓦斯涌出的辨识和重构原复杂系统。发现不同突出危险区域,掘进工作面瓦斯涌出时间序列趋势项、周期项以及噪声项之间存在显著的差异,并利用这些差异成功地对考察巷道突出危险性进行了准确的预测。