模糊聚类分析在煤与瓦斯突出预测中的应用

随着采掘深度的加大和采掘速度的不断提高,越来越多的煤层在开采过程中发生动力现象,发生了严重的煤与瓦斯突出。但是导致煤与瓦斯突出的各因素具有模糊性,日常工作中很难清晰地判断工作面有无突出危险性。为了有效地防治突出,在实践中采用了许多方法,但是各种方法都不能准确地对煤层突出危险程度进行预测和预报。研究表明,模糊聚类分析应用模糊数学原理能够综合考虑多个不确定的、模糊的因素,然后对这些因素进行分类,将具有相似程度的因素聚合在一起。因此,本文利用模糊聚类分析对羊渠河矿工作面和掘进面的突出性进行预测,经实践证明是可行的。     

基于模式识别的煤与瓦斯突出危险性概率预测

 通过统计分析,以活动构造、最大主应力、瓦斯压力和瓦斯含量等主要因素作为煤与瓦斯突出的主要判据,建立突出预测模式识别的准则与模型,用模式识别的方法实现了煤层突出危险性的分单元概率预测,进而划分出突出危险区、威胁区和安全区。克服了单一指标预测结果的不确定性,同时实现了多指标定量化的预测,提高了预测效果的可靠性。谢一矿实例验证表明了预测结果的可靠性。     

煤与瓦斯突出规律及区域预测研究

为研究南山煤矿煤与瓦斯突出规律及其三采区的区域预测,对矿井已发生的192次煤与瓦斯突出,按突出类型、标高和埋深、突出点地质情况、突出诱因、突出原因、突出预兆等进行分类统计,分析得出南山煤矿突出规律并绘制区域预测结果区划图。     

模糊神经网络技术在煤与瓦斯突出预测中的应用

由于煤与瓦斯突出发生的内在机理的复杂性、突出影响因素与突出事件之间的相关规律的不精确性和模糊性, 使得基于经验的传统预测方法和基于数学建模的统计预测方法的应用都受到很大限制． 而具有表达、处理不精确信息和实现信息影射变换双重特性的模糊神经网络, 通过训练能够捕捉、把握影响突出的因素与突出事件之间的特定相关规律, 从而有望实现煤与瓦斯突出的正确预测．     

模糊(Fuzzy)数学在煤与瓦斯突出预测中的应用

运用模糊数学中的模糊聚类分析方法对平顶山矿业集团某矿区煤与瓦斯突出预测进行了尝试,经实践验证是可行的.     

煤与瓦斯突出区域多因素综合预测方法

论述了结合煤层赋存、瓦斯涌出、地质构造、开采条件、突出危险性区域预测指标、工作面预测指标等相关因素,用相关绘图软件作辅助进行了综合分析,对该开采区域进行了突出区域划分,并绘制了全矿井详细的瓦斯地质图,使瓦斯治理工作有了科学的决策依据。     

运用模糊聚类法综合预测煤与瓦斯突出

通过对尚庄煤矿突出预兆的模糊聚类分析，将掘进工作面的突出分为3类：立即发生的煤与瓦斯突出；延期发生的煤与瓦斯突出，完全不发生的煤与瓦斯突出。进而获得一个评价掘进工作面突出的总指标。     

基于功效系数法的煤与瓦斯突出区域预测研究

将功效系数法应用于煤与瓦斯突出区域预测中,选取综合指标D值和K值、煤层瓦斯压力p、瓦斯放散初速度Δp、煤的坚固性系数f、地质构造T作为突出预测的评价指标,运用层次分析法和平均值法求得各评价指标的综合权重,以总功效系数值作为评价标准,确定煤层突出危险等级。选用贵州盘县矿区12组实测样本进行功效系数法预测效果检验,预测结果与实际情况一致,验证了功效系数法用于突出预测的合理性和准确性,为煤与瓦斯突出区域预测提供了一种新思路。     

基于广义回归神经网络的煤与瓦斯突出区域预测

针对煤与瓦斯突出存在诸多不确定影响因素的特点,在研究煤与瓦斯突出机理和广义回归神经网络的基础上,建立了煤与瓦斯突出的广义回归神经网络预测模型,提出了广义回归神经网络中的光滑因子优化选择算法,以提高模型预测精度.通过应用实例验证,预测结果精度高,与实际情况相吻合.研究结果证明了该方法的合理性和可行性,对煤矿提高煤与瓦斯突出区域的预测能力具有较大的参考意义.     

常村煤矿煤与瓦斯突出区域预测

为了预测常村煤矿煤与瓦斯突出区域,结合3号煤层瓦斯含量和压力、构造煤厚度、底板构造曲率、顶底板相对力学强度等方面特征,构建了3号煤层煤与瓦斯突出危险区、威胁区和非突出区的指标体系,结果表明:煤层瓦斯含量大于6.89m3/t、压力大于0.74MPa,单层构造煤累计厚度大于3.0m,煤层底板构造曲率|K|>50×10-6m-1,煤层顶底板相对力学强度大于20的区域是煤与瓦斯突出危险区。     

基于瓦斯峰谷比值法的炮掘工作面 突出危险性预测

根据青龙矿井煤巷爆破掘进工作面的放炮前后瓦斯浓度变化规律,提出用瓦斯峰谷比值法作为预测预报煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出危险性的方法。实测数据表明：即使在同一掘进巷道,随着地点不同和措施不同,炮后瓦斯浓度最大值也不同,变化较大;在同一掘进巷道,炮前瓦斯浓度平均日最小值尽管随着地点不同和措施不同而变化,但变化较小。虽然此方法的突出临界指标的普遍适应性较差,但容易实现实时预测。     

瓦斯涌出异常预报煤与瓦斯突出

通过对掘进工作面突出前夕煤壁瓦斯浓度变化规律的研究,提出了利用瓦斯浓度变化预报煤与瓦斯突出的方法,并建立了突出预报数学模型.研究表明：对瓦斯浓度序列的移动平均线、振幅、频次和方差等几个方面的综合评判,可预报掘进工作面突出的发生,并以潘一矿突出实例进行验证,表明在突出前2.5 h瓦斯浓度变化出现异常,根据这一异常可实现突出预报.     

基于瓦斯涌出时间序列的煤与瓦斯突出预报

通过对工作面突出前夕瓦斯涌出浓度时间序列（简称G序列）的分析,提出了利用股市技术分析方法进行突出预报,以山西晋城寺河煤矿“5·20”突出事故监测数据为基础,绘制了工作面G序列K线图。研究表明:正常生产时期,K线实体很小,为小K线或十字线,近似一条平稳水平线;突出前夕,G序列K线整体上呈上扬趋势,阳阴实体明显变大,K线上升过程中多次出现“三阳线”（中阳或大阳线）连拉,表现为一种脉冲信号。根据K线上述变化特征可实现突出预报。     

Pattern recognition prediction of coal and gas outburst hazard in the sixth mine of Hebi

Based on the systematical analysis influence factors of coal and gas outburst, the main factors and their magnitude was determined by the corresponding methods. With the research region divided into finite predicting units, the internal relation between the factors and the hazard of coal and gas outburst, that was combination model of influence factors, was ascertained through multi-factor pattern recognition method. On the basis of contrastive analysis the pattern of coal and gas outburst between prediction region and mined region, the hazard of every predication unit was determined. The mining area was then divided into coal and gas outburst dangerous area, threaten area and safe area respectively according to the hazard of every predication unit. Accordingly the hazard of mining area is assessed. Supported by the Project of China National “973” Program(2005CB221501); National Natural Science Foundation of China(50474010); Key Laboratory Science Research Project of Liaoning Education Bureau (20060372)     

煤与瓦斯突出预报研究现状综述

为了寻求新的适合当前高瓦斯高产工作面的煤与瓦斯突出预报方法,分析了煤与瓦斯突出现状,介绍了煤与瓦斯突出的机理、突出预报方法以及预报指标,指出了现有预报方法和指标中存在的缺陷,并讨论了突出预报今后发展的趋势.     

煤体结构研究在煤与瓦斯突出预测实践中的应用

分析了煤体结构的地质意义和物理力学内涵 ,评价了煤体结构类型的不同划分方法 ,探讨了以煤体结构为主的研究方法在认识煤与瓦斯突出机理和进行煤与瓦斯突出预测工作中的应用。     

煤体结构研究在燥与瓦斯突出预测实践中的应用

分析了煤体结构的地质意义和物理力学内涵，评价了煤体结构类型的不同划分方法，探讨了以煤体结构为主的研究方法在认识煤与瓦斯突出机理和进行煤与瓦斯突出预测工作中的应用。     

多级模糊模式识别模型在评价高炉喷吹混煤中的应用

根据相关文献,结合大量的实践经验,建立了高炉喷吹混煤评价模型。从影响煤的喷吹性能的诸多因素中筛选出适合定量分析的性能指标,建立喷吹性能评价指标标准体系,定义各指标相对隶属度的计算方法,采用层次分析法计算指标权重,运用多级模糊模式识别模型得到评价结果。运用该模型对某钢铁厂8种喷吹混煤评价,评价结果与生产实际基本相符。     

基于气体驱动煤与瓦斯突出试验系统的研制与应用

为进一步研究气体驱动对构造带发生煤与瓦斯突出的影响规律及其孕灾机理,自主研发了“基于气体驱动的多场煤与瓦斯突出试验系统”,其主要由加载系统、三轴压力室、快速泄压系统、温控系统、数据采集系统、声发射监测系统、辅助系统等组成。该试验系统主要功能:① 可进行不同温度、不同瓦斯压力下标准型煤和原煤试样的煤与瓦斯突出试验;② 能进行不同尺寸煤样的突出试验,并能采用不同尺寸的突出口,控制突出强度;③ 将声发射探头安装在三轴室的压头内,使探头与试验系统一体化;④ 可通过次压力室的透明结构观察突出全过程;⑤ 试验系统含有多级压力室,改变突出口外部的气体压力,诱发延时突出。试验结果表明:气体压力对煤样有较明显的粉化作用,原煤煤样的突出现象更接近现场实际,突出后不仅存在粉化的煤粉,还有大量的大颗粒煤粉和小煤块,从而出现封堵突出口、抑制突出的现象。     

基于模糊K-均值聚类法的煤与瓦斯突出危险性评价

鉴于煤与瓦斯突出对煤矿的安全生产的威胁以及其影响因素的复杂性,通过收集突出矿井的相关资料,分析并合理选取对矿井煤与瓦斯突出影响的主要指标,结合基于模糊数学理论的K-均值聚类法对煤与瓦斯突出矿井进行聚类分析,并利用最小二乘法获取合理的分类和聚类中心矩阵,来预测煤与瓦斯是否突出,以供技术人员参考,以便提前预防突发事故.结果表明此模型的评价结果与实际相符,为高瓦斯矿井的煤与瓦斯突出危险性评价提供了一种科学的理论方法.