基于BP神经网络的瓦斯含量预测

以淮南矿区潘一矿13-1煤层为研究对象,在分析勘探钻孔资料的基础上,确定了煤层埋深及厚度、顶底板岩性、地质构造和煤变质程度是影响煤层瓦斯含量的主要因素;使用BP神经网络方法建立了瓦斯含量预测模型;结合实际数据,对预测模型进行训练和检验。预测结果表明:该模型比使用多元线性回归预测能获得更高的精度,说明预测模型可靠。      

黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及主控因素

基于煤层瓦斯的生成、赋存、运移理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,分析了山东黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及其主控因素。从区域地质演化、煤的生储气能力、岩性组合特征、地质构造、埋藏深度、基岩厚度、水文地质条件和岩浆侵入等因素综合研究发现,影响赵官井田煤层瓦斯赋存的主控因素为地下水动力条件及岩浆侵入事件。地下水动力条件对煤层瓦斯的控气作用明显,浅部水动力条件对煤层瓦斯主要表现为水力运移逸散作用,不利于煤层瓦斯保存,向深部主要表现为封闭和封堵2种类型,有利于瓦斯的保存。岩浆侵入煤层的方式及其程度是造成下组煤（11号、13号煤）瓦斯含量普遍低于上组煤（7号、10号煤）的主控因素。      

陈家山煤矿采面瓦斯涌出量影响因素及建模预测

工作面瓦斯涌出量是采面通风设计及制定采面瓦斯防治措施的主要依据。在收集陈家山煤矿大量瓦斯地质资料基础上,分析了矿井主采4-2号煤层采面瓦斯涌出规律及其影响因素,研究认为,采面瓦斯涌出量为矿井主要瓦斯来源,其涌出量与煤层埋藏深度、煤层瓦斯含量、顶板含油气小街砂岩厚度及工作面日产量等主要控制因素呈正相关关系;采用数学建模方法建立了采面瓦斯涌出量预测模型,编制了采面瓦斯涌出量预测图,结果显示4-2号煤层采面绝对瓦斯涌出量总体呈现出由井田浅部向中部迅速增大,再由中部到深部逐渐减少的变化趋势。     

瓦斯动力学模型的研究

煤层瓦斯动力学是一门主要研究煤（岩）层内瓦斯（煤层气）运移和分布规律的边缘地球科学。笔者运用瓦斯地质的新观点来认识煤（岩）层内瓦斯运移和分布的机理,较系统地阐明了新的煤层瓦斯动力学模型,对新理论在煤矿防治瓦斯中的应用作了重点开拓,并取得了若干新进展。进而以实测煤层瓦斯动力学参数为依据,对国内外5种典型的动力模型进行数值模拟,结果表明:新的煤层瓦斯动力模型比国内外三大模型更逼近实际,为预测的矿井瓦斯变化规律以及开发煤成气资源提供了新的定量分析理论和科学方法。      

影响未开采煤层瓦斯含量的地质因素定量分析——以铁法盆地晓南矿14#煤层为例

未开采煤层瓦斯含量及影响因素研究,是煤矿安全生产的重要基础研究工作,以铁法盆地晓南矿未开采的14^#煤层为例,系统分析了影响瓦斯含量的地质因素。采用灰色关联方法,对各影响因素进行研究,建立了灰色关联模型,并计算出各影响因素的关联度。研究结果表明：影响晓南矿14^#煤层瓦斯含量的主要地质因素有煤的变质程度、地质构造、煤层厚度及煤层埋深等。并用多元回归对其进行了瓦斯含量预测。这为未开采煤层瓦斯含量的研究提供了科学方法,并为该煤矿的安全开采提供了基础资料。     

基于直觉模糊集关联测度的突出危险性预测法

针对煤与瓦斯突出影响因素较复杂、突出临界值难以确定和预测结果随机性大等问题,利用直觉模糊集可以解决系统具有不确定属性的隶属度问题,提出了基于直觉模糊集关联测度的煤与瓦斯突出预测模型,该模型将属于定性指标的构造复杂程度与残存瓦斯含量、瓦斯涌出初速度、支架最大载荷、盖山深度和软分层厚度5个定量指标有机地结合起来,通过对阳煤集团某矿三个回采工作面煤与瓦斯突出危险性性评判,其结果与现场采用钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑量预测结果吻合,为突出煤层的危险性预测评估提供了一种新的途径。     

石嘴山一矿地质构造的控气性分析

通过分析地质构造与煤层瓦斯含量,涌出量及煤与瓦斯突出之间的关系。总结出地质构造控气（煤层瓦斯）的四种类型及地质构造分级控突（煤与瓦斯突出）的三种形式,对矿井开展斯预测与防治有指导作用。     

观音山勘探区煤层含气量灰色关联预测

煤层含气量受多种地质因素影响,往往难以准确预测。以云南观音山勘探区为例,利用灰色关联度法识别出影响煤层含气量的主要因素,先后建立了煤层含气量预测的GM (1,N)模型和GM (1,1)模型。进一步分析揭示,煤层埋藏深度、煤层顶板5 m内砂岩厚度和顶板岩性是影响观音山勘探区煤层含气量的3个关键因素,利用残差尾段序列建立的GM (1,1)模型具有较高的预测精度。      

GM—BP串联组合预测模型在滑坡变形监测中的应用

为了提高滑坡的预测精度,通过对灰色GM（1,1）模型与BP神经网络模型各自优缺点及互补性的分析,建立了GM—BP串联组合预测模型。模型首先采用等维动态GM（1,1）模型进行初步预测,然后利用BP神经网络对初步预测的结果进行训练及仿真,通过数据的归一化处理,参数的判定选取,获得组合模型预测值。以茅坪滑坡为例,对位移进行了预测。通过数据的对比分析,发现GM—BP串联组合预测模型在短期预测精度上高于单一模型。     

煤与瓦斯突出能量条件及突出强度影响因素分析

针对煤与瓦斯突出机制尚不明确的问题,在前人研究的基础上对煤与瓦斯突出强度的影响因素做进一步分析。通过三维突出模型的构建和不规则突出孔洞体积的求解,得出了突出煤体释放的弹性势能,结合突出过程中瓦斯内能和突出后能量的分析,得到煤与瓦斯突出发生的能量条件模型与突出强度预测模型。在统计10次瓦斯突出事故的基础上,运用能量条件模型与强度预测模型进行计算分析,得出突出前、后能量基本相等,突出强度预测值与统计值相差无几的结论,从而验证了该模型的合理性,为从能量角度进行煤与瓦斯突出的研究提供了量化手段。利用该能量条件模型进行了中梁山煤矿和化处煤矿突出实例的突出强度影响因素分析,结果表明,煤层的地应力和瓦斯含量是突出强度的主要影响因素,坚固性系数和进尺对突出强度的影响程度相对较小;突出强度对瓦斯含量变化的敏感度大于对地应力变化的敏感度。     

急倾斜煤层开采地表沉陷的渐近灰色预测

煤层开采所引起的地表沉陷是一种严重的矿区地质灾害。煤层的倾角、厚度等物理条件是地表沉陷的主要影响因素。在水平煤层或缓倾斜煤的开采过程中，由于地层倾角小，地表沉陷具有较完整的规律性，其预测效果也比较理想。但是，在急倾斜煤层的开采中，由于地层倾角较大，赋存条件和地质体物理力学性质的差异，增强了地表下沉的非线性特征，使地表沉陷具有不确定的表现规律。文章对重庆市南桐矿区东林矿的地表沉陷非线性特征进行了探讨，得到了东林煤矿地表下沉曲线的分形维数是1．07。在岩层移动这个系统当中，既含有已知的又含有未知的或非确定的信息，可以作为一个灰色系统来研究。岩层控制系统的状态、结构和边界条件难以精确描述，属本征性灰色系统。文章针对东林煤矿地表下沉曲线非线性较弱的性质，提出用一种基于GM(1，1)的渐近预测模型对东林煤矿42个月的地表下沉量时间序列进行探讨。结果表明，这种模型对急倾斜层开采地表沉陷的预测是一种行之有效的方法。通过对其他工程实例的应用分析，进一步证明这种渐近的灰色预测方法具有相对较高的精度，是一种比较实用的地表沉陷预测方法，具有广泛的工程实用空间。     

深井底板突水组合灰色物元判别系统及应用

深井底板突水预测是一个复杂的理论与技术问题,具有模糊性、灰色性和不相容性的特点。建立了深井底板突水的主控指标体系,通过灰色关联分析得到主控因素,应用熵值调整法确定了各主控因素在突水过程中的贡献权重。根据灰色物元分析理论,分别建立了线性灰色物元判别模型和最优灰色物元判别模型,采用VB6.0开发了深井底板突水组合灰色物元判别系统。该系统两种模块的并列运行和相互验证提高了判别结果的准确程度,使系统初步具备了受承压水威胁的深井工作面的危险度预测功能。应用该系统进行深井突水案例的模拟结果与实际情况比较吻合,这表明该系统对深井复杂条件下的矿井底板突水预测具有较好的应用价值。      

灰色关联理论在矿井瓦斯涌出灾害预测中的应用

基于灰色理论分析方法,建立了煤层瓦斯涌出量及其影响因素的数学模型,根据某煤矿14^#煤层各影响因素的灰色关联度来对煤层瓦斯涌出情况进行预测;最后对推导结果进行了实际检验。检验成果表明用该方法对煤层瓦斯涌出量进行预测是可行的,可为矿井瓦斯灾害预测提供参考依据。     

回采工作面周期来压步距的灰色预测

利用灰色系统理论, 将回采工作面周期来压视为灾变, 仿线性GM(1, 1)预测模型建模机理, 本文建立了包括线性模型在内的统一非线性GM(1, 1)预报模型。利用非线性模型特例Verhulst模型和线性模型分别对两个不同矿山条件老顶周期来压步距进行预测, 结果表明, 不同的地质条件将适合不同的预测模型, 不能简单一概用线性模型进行预测。对于地质条件发生灾变的情形可建立激励预测模型对周期来压步距进行预测。     

柿庄南区块3号煤层含气量三维建模

煤层含气量对煤层气开发有直接影响。柿庄南区块煤层含气量相对较高,但开发过程中存在较多低效井,开展含气量三维地质建模有助于厘定含气性对煤层气井产量的影响。以沁水盆地柿庄南区块3号煤层为研究对象,运用多元回归分析方法依次建立基于埋深、灰分、挥发分及固定碳含量等参数的含气量预测公式及基于测井数据的煤岩工业分析各组分含量预测公式,最终得出柿庄南区块基于测井数据的含气量预测模型并应用于全区,与实测值对比表明预测结果较好。运用Petrel软件基于预测结果构建含气量模型,探讨3号煤层含气量三维分布特征。研究表明,区内3号煤层含气量介于11~20 m3/t,其主控因素为煤层埋深和构造部位。该模型对研究区煤层气井低产因素厘定和煤层气开发生产具有指导意义。移动阅读      

准噶尔盆地南缘硫磺沟煤层气富集主控地质因素及有利区优选

为评价煤层气资源勘探开发潜力和指导矿井安全生产,对准噶尔盆地南缘硫磺沟煤矿主煤层(4-5、7、9-15号煤)的储层物性特征(显微组分、裂隙及含气性等)进行了测试分析,结合现场钻井资料、瓦斯解吸及瓦斯涌出量等资料,从构造、沉积、煤层埋深、水动力条件等方面分析了该区煤层气的控气地质因素。结果表明：煤储层物性较好,孔裂隙较为发育,微裂隙高达3 935条/9 cm²;煤层含气性(瓦斯含量)较好,4-5号煤层为4.88~10.81 m³/t,平均6.56 m³/t。控气地质因素分析表明,准南硫磺沟煤层气的控气模式以构造-水动力耦合控气为主。同时,利用多层次模糊数学综合评价模型,预测的硫磺沟煤矿(4-5号煤)煤层气赋存有利区为钻孔29-3和28-3周边区域。     

河南焦作矿区二1煤储层特征及煤层气资源潜力评价

根据河南焦作矿区地质条件、浅部煤田勘查区主要可采煤层二1煤煤层气含量,建立了数学模型,预测了深部煤田预测区二1煤煤层气含量.依据该矿区二1煤储层特征、煤层气资源条件,初步评价了该矿区二1煤煤层气资源潜力和可采性.     

New grey prediction model and its application in forecasting land subsidence in coal mine

Mining subsidence destroys environment seriously and is difficult to forecast because the parameters in prediction model are difficult to obtain. As there are many uncertainties in mining subsidence, we forecast it by grey prediction model. Traditional GM (1,1) model predict for a time series. In this paper, the panel data are studied and are viewed as a sequence in which elements are matrix based on cross-sectional data, and the mean sequence of row vector GM (1,1) model, mean sequence of column vector GM (1,1) model and the cell volume sequence GM (1,1) model are established, respectively. Combining these grey models, we build prediction model of cross-sectional data matrix sequence. Thus, the scope of grey prediction has been expanded, and grey forecasting theory has been enriched. Using the newly built predictive models, we study the land deformation due to mining of Pingdingshan coal mine in Henan Province. Practical verification and model accuracy test show that the grey model can make accurate predictions, with a good agreement between the predictive value and actual value. It can provide effective and accurate information and also can provide an important reference for the reclamation planning of surface environment.