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复杂构造下保护层开采卸压瓦斯异常涌出机制及定量溯源技术 被引量:3
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作者 陈学习 陈星宇 +4 位作者 胡嘉英 周爱桃 肖健 孙际宏 严志龙 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2509-2526,共18页
保护层开采是瓦斯灾害防治的有效技术手段,开采过程中工作面异常涌出问题是矿井安全生产的重要威胁。以象山煤矿21313工作面为研究对象,基于地质统计法数值建模实现21512工作面瓦斯地质精细反演,通过FLAC3D-COMSOL耦合模拟分析了复杂构... 保护层开采是瓦斯灾害防治的有效技术手段,开采过程中工作面异常涌出问题是矿井安全生产的重要威胁。以象山煤矿21313工作面为研究对象,基于地质统计法数值建模实现21512工作面瓦斯地质精细反演,通过FLAC3D-COMSOL耦合模拟分析了复杂构造应力下保护层开采的力学演化规律及卸压增透机制,探究了开采后本煤层、邻近层瓦斯运移和瓦斯涌出量规律,结合现场统计、碳同位素测试、数值模拟对比分析实现了工作面异常涌出定量溯源,并针对性采取了底板卸压拦截定向长钻孔抽采措施。结果表明:当保护层工作面由40 m推进至200 m时,底板塑性破坏深度由8.5 m增至25 m,最大垂直应力由-19.09 MPa上升到-29.17 MPa,最大应力释放率由62%升至100%,反映随着推进距离的不断增加,煤岩层受采动破坏明显,底板岩体裂隙发育贯通到5号煤层,卸压范围及程度不断增大。开采200 m后工作面,计算得知保护层走向卸压角为66°、倾向卸压角为62°,5号煤渗透率约为原始煤层的600倍,卸压增透效果明显。随保护层工作面推进距离增大,瓦斯压力降低幅度及范围增大,本煤层、邻近层最大瓦斯压力在开采90 d时,下降幅度分别为3.7%、19.4%;瓦斯总涌出量随着推进距离增加而上升的同时,邻近层绝对瓦斯涌出量占比逐渐上升,推进到200 m时,邻近层绝对瓦斯涌出量占比63.00%。通过综合运用现场统计数据、碳同位素测试结果以及数值模拟方法的对比分析表明,采空区、上隅角瓦斯各来源比例随工作面向前推进基本保持稳定,瓦斯主要来源于邻近层,采空区、上隅角的邻近层瓦斯占比平均值分别为77.99%、49.33%,数值模拟得到的瓦斯涌出量略大于实测瓦斯涌出量,邻近层瓦斯涌出量占比小于实测值,增长趋势两者相符合。采取卸压瓦斯精准治理措施后,卸压瓦斯抽采率为55.80%、55.01%,工作面风排瓦斯量至少下降62.06%,回风流甲烷质量分数至少降低了52.38%,保护层工作面及被保护层瓦斯治理效果明显,实现了复杂构造矿区多煤层综合瓦斯精准治理。 展开更多
关键词 保护层开采 瓦斯运移 耦合模拟 瓦斯涌出量 定量溯源
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煤自燃监测预警技术研究进展及展望 被引量:2
2
作者 邓军 刘登祯 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期1-14,共14页
针对煤自燃监测预警技术鲜有学者从井下不同场景实际工况与监测技术适配性的角度出发进行综述的问题,对井下场景实际工况的适用监测技术展开了综述。梳理了煤矿典型场景(采空区、工作面-巷道)适用的煤自燃监测技术及研究现状;分析了基... 针对煤自燃监测预警技术鲜有学者从井下不同场景实际工况与监测技术适配性的角度出发进行综述的问题,对井下场景实际工况的适用监测技术展开了综述。梳理了煤矿典型场景(采空区、工作面-巷道)适用的煤自燃监测技术及研究现状;分析了基于指标气体和机器学习的煤自燃预测技术原理及研究现状;介绍了现有煤自燃阶段划分方式、分级预警方法,并提出煤自燃预警技术智能化发展路径:构建“矿井一站式、可视化、智能化”煤自燃智能预警平台,实现煤自燃关键信息的实时连续可视化监测;随着大模型与煤炭行业的深度结合,煤自燃预警技术将向“多模态分析-精准预测-主动式防控”的智能化方向发展。指出了煤自燃监测预警技术的发展方向:①继续研究煤自燃多物理场耦合机制及其致灾机理,为超前预警与主动防控提供理论支撑。②基于煤自燃特性与井下实际工况,重点突破新型监测技术的井下应用瓶颈,为多参数动态监测网络构建提供技术支持。③深度结合机器学习、数字孪生等技术,基于多模态预测模型搭建三维可视化智能预警平台。④深耕煤炭行业大模型,以通用大模型为底座蒸馏出轻量型煤矿领域垂直大模型,助力煤矿智能化建设。 展开更多
关键词 煤自燃监测 煤自燃预警 煤自燃灾害防治 内因火灾 煤自燃阶段 多参数动态监测
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淮南深部强突煤层群水平井区域瓦斯治理关键技术及应用
3
作者 王世森 姚宁平 +8 位作者 李点尚 李平 丁华忠 柏发松 丁同福 陈本良 苏雷 荚胜丰 杜新锋 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期189-200,共12页
淮南矿区地质条件复杂,随着煤矿开采深度增加,瓦斯灾害的复杂性和危险性显著增加,亟需探索新的瓦斯防治技术。围绕淮南矿区深部强突煤层群开采条件,以区域治理、超前治理为目标,引入地面水平井瓦斯区域高效抽采技术,针对水平井高效精准... 淮南矿区地质条件复杂,随着煤矿开采深度增加,瓦斯灾害的复杂性和危险性显著增加,亟需探索新的瓦斯防治技术。围绕淮南矿区深部强突煤层群开采条件,以区域治理、超前治理为目标,引入地面水平井瓦斯区域高效抽采技术,针对水平井高效精准钻进、压裂裂缝工作面全覆盖、持续稳产排采、防突效果评价等技术难题,通过理论研究、物理模拟、数值分析、技术攻关与现场试验,创新形成淮南深部强突煤层水平井区域瓦斯治理模式与技术体系:提出了深部煤层群开采条件下井上下立体区域瓦斯治理模式;研发了极复杂地层条件下“钻前地导建模-钻中动态定位-钻后综合判层”的地面顶(底)板水平井钻井轨迹控制技术,开发了地面水平井分段多簇、大液量大排量大砂量、动态混注高强度压裂技术,研发了以潜油隔膜泵、“零水位”为核心技术及装备的L型水平井排采工艺,提出了“残余瓦斯含量+残余瓦斯压力+排采影响范围+预抽率”防突效果评价指标体系、数值模拟和钻孔实测多方法融合的地面瓦斯抽采果评价方法;创立了“钻井+压裂+排采+产能预测+防突效果评价+井下区域验证”“六位一体”地面水平井区域瓦斯治理综合防突技术体系。应用效果表明,水平井水平段煤层顶底板2.5m内钻遇率、钻井工程与套管下入成功率达到100%;水平井分段压裂实现工作面缝网全覆盖;排采系统检泵周期显著延长,“零水压”排采可充分释放水平井产气潜力;工程施工水平井取得了良好的产气效益和安全效益,单井日产气量突破11000m^(3),累计产气量突破4000万m^(3),大幅减少井下瓦斯治理工程量,保障了矿井安全高效生产。地面分段压裂水平井区域瓦斯治理技术的推广应用,推进瓦斯治理模式从井下向地面转移,实现了地面区域瓦斯治理规模化、标准化,为我国类似煤矿区地面区域瓦斯治理提供了技术支撑。 展开更多
关键词 淮南矿区 煤层群 水平井区域瓦斯治理 分段压裂 防突效果评价
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复合煤层钻孔初始瓦斯涌出特性研究
4
作者 林华颖 田世祥 +4 位作者 焦安军 宋凯 许石青 谢红飞 衡献伟 《煤炭工程》 北大核心 2025年第3期143-149,共7页
为研究单一性质与复合煤层钻孔初始瓦斯涌出曲线的差异性,采用Comsol Multiphysics模拟钻孔过程中的初始瓦斯涌出曲线,运用煤层模拟装置与连续流量法测定设备监测了三组钻孔初始瓦斯涌出数据,研究了不同性质煤层钻进过程中瓦斯涌出量随... 为研究单一性质与复合煤层钻孔初始瓦斯涌出曲线的差异性,采用Comsol Multiphysics模拟钻孔过程中的初始瓦斯涌出曲线,运用煤层模拟装置与连续流量法测定设备监测了三组钻孔初始瓦斯涌出数据,研究了不同性质煤层钻进过程中瓦斯涌出量随钻进深度的变化规律。研究结果表明:破碎带内瓦斯瞬时流速为正常流速的19倍;钻孔瓦斯集中于钻杆前部,且在暴露2 s后涌出速度迅速下降;整体钻进距离与钻孔初始瓦斯涌出量曲线存在明显的单调递增函数关系,不过随着时间推移,其增长速率逐渐减缓,这一结论在后续海孜煤矿和威奢煤矿的实验中也得到了验证。采用汇丰煤样对复合煤层(硬煤内部局部存在软煤)进行钻孔初始瓦斯涌出量测定,发现瓦斯曲线异常区域初始瓦斯涌出量的变化趋势与数值模拟相似,异常区域峰值高于正常值2.96倍,这表明该参数对复合煤层具有敏感性。 展开更多
关键词 复合煤层 初始瓦斯涌出量 连续流量法 数值模拟
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温度与有效应力对受载煤体瓦斯渗流及变形规律影响研究
5
作者 孙锐 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期100-106,115,共8页
为探究不同温度与有效应力条件下煤体瓦斯渗流及变形动态演化特征,基于煤岩心三轴渗流测试装置,开展了不同温度与有效应力条件下煤体瓦斯渗流实验。研究结果表明:保持有效应力不变,随着温度升高,煤体渗透率均呈现减小趋势,最大降幅为21.... 为探究不同温度与有效应力条件下煤体瓦斯渗流及变形动态演化特征,基于煤岩心三轴渗流测试装置,开展了不同温度与有效应力条件下煤体瓦斯渗流实验。研究结果表明:保持有效应力不变,随着温度升高,煤体渗透率均呈现减小趋势,最大降幅为21.99%;煤体渗透率变化率随温度升高均呈负指数趋势减小,最大降幅为23.01%,温度对煤体瓦斯渗流过程具有明显抑制作用;在相同温度下,煤体渗透率随有效应力增大而逐渐减小,最大降幅为60.56%;随着有效应力增大,渗透率变化率均呈负指数趋势降低,最大降幅为60.08%;煤体轴向应变、径向应变、体积应变均随温度升高呈降低趋势,升温后煤体吸附能力减弱,分子平均动能增大,从而导致煤体变形量趋于减小;有效应力增大,煤体轴向应变逐渐增大,径向应变与体积应变均呈减小趋势,有效应力增大造成瓦斯吸附对煤体的膨胀作用远大于瓦斯解吸对煤体的收缩作用,从而导致煤体总体产生膨胀变形。研究结果可为瓦斯抽采过程中合理布置抽采参数提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 温度 有效应力 瓦斯渗流 煤体变形 瓦斯抽采
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煤岩动力灾害电磁辐射监测仪及其应用 被引量:104
6
作者 王恩元 何学秋 +3 位作者 刘贞堂 窦林名 周世宁 聂百胜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期366-369,共4页
基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪... 基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪器在预测煤与瓦斯突出时,有突出危险煤层的电磁辐射水平远高于无突出危险煤层;在预测冲击地压时,矿压大的地方,电磁辐射较强,有冲击危险的区域,电磁辐射异常,表现为电磁辐射水平明显增强或变化剧烈.表明电磁辐射法预测煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害危险性是可行的,研制的电磁辐射监测仪实现了非接触预测,省时省力,对生产影响较小,稳定性好,准确率较高. 展开更多
关键词 电磁辐射 监测仪 监测预报 煤与瓦斯突出 冲击地压
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保护层开采工作面瓦斯涌出量预测 被引量:71
7
作者 戴广龙 汪有清 +2 位作者 张纯如 李庆明 邵广印 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期382-385,共4页
分析了分源法预测保护层工作面瓦斯涌出量理论和保护层开采时上覆煤岩层采动裂隙的分布,然后应用分源法预测了谢桥矿1242(1)保护层开采工作面瓦斯涌出量,预测结果为15.93-17.22 m3/min,误差为3.3%-4.5%.
关键词 保护层开采 瓦斯涌出量 预测 瓦斯治理
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近距离上保护层开采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采参数优化 被引量:122
8
作者 王海锋 程远平 +1 位作者 吴冬梅 刘洪永 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期590-594,共5页
为确保近距离上保护层工作面的开采安全,同时有效抽采下被保护层的卸压瓦斯消除其突出危险性,开展了近距离上保护层开采工作面的瓦斯涌出规律研究,在此基础上对被保护层的卸压瓦斯抽采参数进行了优化。研究结果表明:下被保护层12煤层位... 为确保近距离上保护层工作面的开采安全,同时有效抽采下被保护层的卸压瓦斯消除其突出危险性,开展了近距离上保护层开采工作面的瓦斯涌出规律研究,在此基础上对被保护层的卸压瓦斯抽采参数进行了优化。研究结果表明:下被保护层12煤层位于上保护层开采后形成的底臌断裂带内,层间裂隙发育充分,保护层工作面瓦斯涌出量大多来自被保护层的卸压瓦斯;在采用底板岩巷上向网格式穿层钻孔对被保护层进行卸压瓦斯抽采时,被保护层卸压瓦斯流向保护层工作面还是穿层钻孔由瓦斯在裂隙中流动形成的沿程阻力决定;被保护层12煤层穿层钻孔间距确定为1倍层间距大小,即穿层钻孔间距为16m。工程应用表明,该设计参数能够满足保护层安全开采及被保护层消除突出危险性的要求。 展开更多
关键词 近距离保护层 瓦斯涌出 穿层钻孔 瓦斯抽采
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煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论 被引量:75
9
作者 梁冰 章梦涛 +1 位作者 潘一山 王来贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期492-496,共5页
根据煤体变形破坏与其中瓦斯渗流的相互影响和相互作用机理,提出了煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论,即突出是含瓦斯煤体在采掘活动影响下,局部发生迅猛、突然破坏而造成的,是应力、瓦斯及煤质3个主要因素综合作用的结果.采用Di... 根据煤体变形破坏与其中瓦斯渗流的相互影响和相互作用机理,提出了煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论,即突出是含瓦斯煤体在采掘活动影响下,局部发生迅猛、突然破坏而造成的,是应力、瓦斯及煤质3个主要因素综合作用的结果.采用Dirichlet势能最小原理作为突出发生准则,建立了瓦斯对煤影响的本构关系及煤和瓦斯突出固流耦合的数学模型,并用有限无法进行数值模拟,结果表明,采深和瓦斯压力的增加都将使突出发生的危险增加. 展开更多
关键词 煤和瓦斯突出 固流耦合 失稳破坏 数学模型
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非等温吸附变形条件下瓦斯运移多场耦合模型研究 被引量:30
10
作者 秦玉金 罗海珠 +1 位作者 姜文忠 田富超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期412-416,共5页
基于已有相关渗流理论和多物理场耦合理论,初步探讨了煤体的吸附解吸变形及温度对瓦斯含量的影响,并建立了关于应力场、渗流场和温度场之间瓦斯运移的多物理场耦合模型,借助数值分析软件(Comsol Multiphysics)对模型进行了有限元分析求... 基于已有相关渗流理论和多物理场耦合理论,初步探讨了煤体的吸附解吸变形及温度对瓦斯含量的影响,并建立了关于应力场、渗流场和温度场之间瓦斯运移的多物理场耦合模型,借助数值分析软件(Comsol Multiphysics)对模型进行了有限元分析求解,分析了淮南矿业集团潘三煤矿13-1煤层瓦斯压力、含量等随埋深的变化规律及煤层温度和煤的吸附变形对瓦斯分布的影响。结果表明:该模型模拟结果与煤层实际瓦斯赋存特征基本相符。 展开更多
关键词 瓦斯运移 多物理场耦合 数值模型 Comsol MULTIPHYSICS 控制方程
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采空垮落区瓦斯非线性渗流-扩散模型及其求解 被引量:20
11
作者 杨天鸿 陈仕阔 +2 位作者 朱万成 霍中刚 姜文忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期771-777,共7页
根据高强度快速推进条件下大空间采空垮落区瓦斯运移的特点,按照渗流力学理论,将采空区视为连续的渗流空间,瓦斯在采空区实际是机械弥散和分子扩散引起的散布过程,通风风流流动状态是由工作面湍流向采空区深部层流的过渡状态.运用质量... 根据高强度快速推进条件下大空间采空垮落区瓦斯运移的特点,按照渗流力学理论,将采空区视为连续的渗流空间,瓦斯在采空区实际是机械弥散和分子扩散引起的散布过程,通风风流流动状态是由工作面湍流向采空区深部层流的过渡状态.运用质量守恒定律和非线性渗流方程,提出基于Fick扩散定律和Brinkman方程的瓦斯扩散-通风对流运移模型,综合考虑了流体压力梯度和动能作用,比较适合采空垮落区的风流运动和瓦斯对流扩散规律.通过数值求解,研究采煤工作面采空垮落区内瓦斯运移的作用机理. 展开更多
关键词 采空垮落区 瓦斯运移 破碎岩体 非Darcy流 数值模型
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回采工作面瓦斯涌出的复杂性及其度量 被引量:52
12
作者 何利文 施式亮 +1 位作者 宋译 刘影 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期547-550,共4页
由于回采工作面瓦斯涌出直接影响着工作面通风的合理性、瓦斯灾害防治措施的有效性和高效生产的安全性,因此在对回采工作面瓦斯涌出时间序列观测数据分析的基础上,对其时间序列进行了关联维数的计算与分析.结果表明,回采工作面瓦斯涌出... 由于回采工作面瓦斯涌出直接影响着工作面通风的合理性、瓦斯灾害防治措施的有效性和高效生产的安全性,因此在对回采工作面瓦斯涌出时间序列观测数据分析的基础上,对其时间序列进行了关联维数的计算与分析.结果表明,回采工作面瓦斯涌出系统是具有某种复杂结构的非线性混沌系统,且存在混沌吸引子,要描述该系统至少需要用11个独立变量或11阶动力学方程. 展开更多
关键词 回采工作面 瓦斯涌出 关联维 混沌吸引子
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淮南矿区松软低透煤层煤层气开发利用技术与思考 被引量:17
13
作者 孔祥喜 唐永志 +6 位作者 李平 王传兵 陈建 李琰庆 袁本庆 陈本良 叶敏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期26-35,共10页
为解决淮南矿区松软低透气性突出煤层群条件下煤层构造复杂、多源瓦斯涌出、抽采流量衰减快、岩巷与钻孔成本高、低(超低)浓度煤层气利用率低等制约煤层气资源高效开发难题,通过分析煤层群条件下保护层卸压井上下立体抽采煤层气开发模式... 为解决淮南矿区松软低透气性突出煤层群条件下煤层构造复杂、多源瓦斯涌出、抽采流量衰减快、岩巷与钻孔成本高、低(超低)浓度煤层气利用率低等制约煤层气资源高效开发难题,通过分析煤层群条件下保护层卸压井上下立体抽采煤层气开发模式,提出较为适用的、与淮南矿区煤层群开采条件下煤与煤层气协调开发模式配套的六大关键技术,即:地面水平分段压裂井煤层气抽采技术,煤层气抽采巷道盾构快速施工技术,井下松软煤层煤层气强化抽采技术,地面采动区井卸压煤层气抽采技术,“以孔代巷”施工技术,低浓度煤层气梯级利用技术。配套关键技术应用表明:形成的碎软煤层顶板水平井分段压裂工艺及精细化排采技术,有效提高煤层气预抽产量;煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机大幅提高巷道掘进效率,实现硬岩掘进自动化、少人化;井下水力压裂加砂、超高压水力割缝实现井下大区域卸压增透;Ⅲ、Ⅳ型地面采动区井在煤层群采动卸压瓦斯治理方面可以取代顶板高抽巷,且减少其他措施工程量,减小投入成本和工期;“以孔代巷”技术显著提升了复杂顶板中高位定向钻孔成功质量;低浓度煤层气梯级利用技术大幅减少了煤层气排放量;六大关键技术保障了淮南矿区安全生产,提高了煤、煤层气产量与煤层气利用水平。最后,针对地面水平井水力压裂煤储层改造技术作业成本高、产量低、范围小与采动井存在破断风险、超低浓度煤层气梯级利用规模小等问题,提出了深部煤层气精准地质导向、超大规模高效储层体积改造、抽采效果评价技术、采动区地面井稳定持续抽采技术、井下大面积智能水力化增透技术、“一井多用”协同抽采煤层气技术、全浓度煤层气综合利用技术的发展方向。 展开更多
关键词 松软低透煤层 煤层气 地面水平井分段压裂 采动区地面井 强化抽采 梯级利用 以孔代巷
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回采工作面瓦斯涌出BP神经网络分源预测模型及应用 被引量:120
14
作者 朱红青 常文杰 张彬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期504-508,共5页
基于回采工作面瓦斯涌出分源涌出,利用人工神经网络分别预测开采煤层、邻近煤层、采空区3种来源的瓦斯涌出量;因3种来源瓦斯涌出量的影响因素不同,为了避免不相关因素的干扰,提高预测精度,确定整个预测体系由开采层、邻近层、采空区等3... 基于回采工作面瓦斯涌出分源涌出,利用人工神经网络分别预测开采煤层、邻近煤层、采空区3种来源的瓦斯涌出量;因3种来源瓦斯涌出量的影响因素不同,为了避免不相关因素的干扰,提高预测精度,确定整个预测体系由开采层、邻近层、采空区等3个瓦斯涌出量预测神经网络组成,对每个涌出源分别建立神经网络预测模型;最后采用Matlab中BP神经网络算法,针对实际矿井进行应用,预测误差小. 展开更多
关键词 回采工作面 瓦斯涌出量 BP人工神经网络 分源预测
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基于耦合算法的煤矿瓦斯涌出量预测模型研究 被引量:69
15
作者 付华 姜伟 单欣欣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期654-658,共5页
针对煤矿回采工作面瓦斯涌出量系统的时变性、非线性、复杂性、不确定性等特点,提出了混沌免疫粒子群算法(CIPSO)与Elman神经网络的耦合算法(CIPSO-ENN)用于非线性动态绝对瓦斯涌出量预测。算法通过实时的对其权值、阈值寻优,建立了基于... 针对煤矿回采工作面瓦斯涌出量系统的时变性、非线性、复杂性、不确定性等特点,提出了混沌免疫粒子群算法(CIPSO)与Elman神经网络的耦合算法(CIPSO-ENN)用于非线性动态绝对瓦斯涌出量预测。算法通过实时的对其权值、阈值寻优,建立了基于CIPSO和ENN的耦合算法的绝对瓦斯涌出量预测系统模型,并利用矿井监测到的各项历史数据进行试验,结果表明该模型较其他预测模型其辨识收敛速度、预测精度和鲁棒性等性能都有明显的提高。 展开更多
关键词 CIPSO-ENN耦合算法 煤矿 绝对瓦斯涌出量 预测 非线性系统
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低温环境对煤的瓦斯解吸抑制效应试验 被引量:48
16
作者 王兆丰 岳高伟 +1 位作者 康博 谢策 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期106-112,143,共8页
针对当前煤样取芯过程瓦斯漏失严重的问题,冷冻取样法成为未来瓦斯含量准确测定的一个新方向,而低温环境(0℃及以下)煤的瓦斯解吸特性研究是关键。为此,笔者采用自制高低温吸附/解吸装置,对低温环境煤的瓦斯解吸规律开展了试验研究。研... 针对当前煤样取芯过程瓦斯漏失严重的问题,冷冻取样法成为未来瓦斯含量准确测定的一个新方向,而低温环境(0℃及以下)煤的瓦斯解吸特性研究是关键。为此,笔者采用自制高低温吸附/解吸装置,对低温环境煤的瓦斯解吸规律开展了试验研究。研究结果表明,温度对煤的解吸量影响明显,随温度的降低,煤的瓦斯吸附量有增大的趋势,而随着温度的降低,煤的瓦斯解吸量却有减小的趋势,即降低温度抑制了瓦斯解吸,而且温度越低,抑制解吸效果越明显。瓦斯压力增大,将会消弱低温环境煤的瓦斯解吸抑制效果。 展开更多
关键词 低温环境 瓦斯解吸 抑制效应
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突出煤层掘进防突技术研究 被引量:50
17
作者 魏国营 张书军 辛新平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2005年第6期100-104,共5页
针对焦作矿区单一煤层开采特点,分析煤巷掘进突出和瓦斯涌出规律,探讨防突措施的适应性,研究出严重突出危险掘进工作面中高压注水综合措施,即在巷道两侧布置长钻孔抽放工作面前方及两侧煤体瓦斯,向掘进工作面前方应力集中带内打短钻孔... 针对焦作矿区单一煤层开采特点,分析煤巷掘进突出和瓦斯涌出规律,探讨防突措施的适应性,研究出严重突出危险掘进工作面中高压注水综合措施,即在巷道两侧布置长钻孔抽放工作面前方及两侧煤体瓦斯,向掘进工作面前方应力集中带内打短钻孔进行中高压注水。边掘边抽钻孔提前抽放瓦斯,增大煤体透水性,有利于煤层注水和较高的压力水压裂破坏煤体,增加煤体透气性,提高瓦斯抽放效果。通过在严重突出矿井试验,3115m巷道未发生一次突出,巷道掘进速度平均提高一倍以上,有效解除了突出危险,大幅度提高了掘进速度。研究与实践证明,中高压注水综合防突措施具有广泛的适用性、有效性和安全性特征。 展开更多
关键词 突出煤层 掘进防突技术 高压注水 煤体透水性 透气性 瓦斯
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矿井掘进工作面瓦斯涌出混沌特性判别研究 被引量:49
18
作者 施式亮 宋译 +1 位作者 何利文 朱川曲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期701-705,共5页
在对掘进工作面瓦斯涌出时间序列观测数据分析的基础上,应用混沌理论中的相空间重构、Poincare截面、返回映像、功率谱和自相关函数等对掘进工作面瓦斯涌出进行了混沌特性研究和判别,初步证明了掘进工作面瓦斯涌出具有混沌特性,同时也... 在对掘进工作面瓦斯涌出时间序列观测数据分析的基础上,应用混沌理论中的相空间重构、Poincare截面、返回映像、功率谱和自相关函数等对掘进工作面瓦斯涌出进行了混沌特性研究和判别,初步证明了掘进工作面瓦斯涌出具有混沌特性,同时也证明了运用混沌理论对掘进工作面瓦斯涌出特性及预测进行研究的可行性. 展开更多
关键词 掘进工作面 瓦斯涌出 混沌特性
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基于虚拟状态变量的卡尔曼滤波瓦斯涌出量预测 被引量:40
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作者 王晓路 刘健 卢建军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期80-85,共6页
为了在煤矿瓦斯涌出量相关影响因素的作用发生改变时,还能够准确预测瓦斯涌出量,提出一种基于虚拟状态变量的卡尔曼滤波预测方法。将相关影响因素通过能够识别瓦斯涌出量模型的非线性网络进行映射,用所得到的输出向量作为虚拟状态变量,... 为了在煤矿瓦斯涌出量相关影响因素的作用发生改变时,还能够准确预测瓦斯涌出量,提出一种基于虚拟状态变量的卡尔曼滤波预测方法。将相关影响因素通过能够识别瓦斯涌出量模型的非线性网络进行映射,用所得到的输出向量作为虚拟状态变量,提出预测残差方差比检验方法,计算虚拟状态变量的最佳维数,确定能够反映当前瓦斯涌出量的最小样本个数的储量样本。采用基于储量样本计算得到具有最佳维数的虚拟状态变量,建立卡尔曼滤波瓦斯涌出量预测模型。结果表明:对于瓦斯涌出量相关因素作用发生变化的情形,采用固定的训练样本和网络结构建立的基于人工神经网络的预测方法,预测结果的平均误差为5.82%,最大误差为16.56%,采用动态调整的虚拟状态变量建立的卡尔曼滤波预测方法具有较好的跟踪能力和反应速度,预测性能明显改善,其平均误差为0.94%,最大误差为2.08%,表明所建议的方法是可行和有效的。 展开更多
关键词 虚拟状态变量 卡尔曼滤波 瓦斯涌出量 预测 储量样本 F检验
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采空区瓦斯流动规律的CFD模拟 被引量:194
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作者 胡千庭 梁运培 刘见中 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期719-723,共5页
采用CFD数值模拟方法对采空区瓦斯流动及分布规律进行了研究.阐明了计算流体力学CFD模拟的理论基础,介绍了运用FLUENT程序开发CFD模型的方法,并运用所开发的CFD模型对张北矿11418工作面采空区瓦斯流动规律以及地面钻孔抽放条件下瓦斯流... 采用CFD数值模拟方法对采空区瓦斯流动及分布规律进行了研究.阐明了计算流体力学CFD模拟的理论基础,介绍了运用FLUENT程序开发CFD模型的方法,并运用所开发的CFD模型对张北矿11418工作面采空区瓦斯流动规律以及地面钻孔抽放条件下瓦斯流动规律进行了模拟,模拟结果表明:采空区回风巷侧的最大瓦斯浓度可达80%.同时表明:采用CFD模型研究采空区瓦斯流动规律是可行的方法之一. 展开更多
关键词 采空区流场 瓦斯流动规律 CFD模拟
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