專利名稱：煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下瓦斯監(jiān)測及預(yù)警方法，具體涉及一種利用風(fēng)流 中的瓦斯?jié)舛茸兓卣髋c煤與瓦斯突出預(yù)兆之間的相互關(guān)系，分離出煤與瓦 斯突出的三種因素在工作面的動態(tài)活動趨勢，從而對工作面煤與瓦斯突出危 險(xiǎn)程度作出判斷和預(yù)警的實(shí)時(shí)診斷方法。本發(fā)明屬于煤礦安全防護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國有著豐富的煤炭資源，但是煤礦事故卻極為嚴(yán)重，對人員和財(cái)產(chǎn)都 造成了極大的危害，而現(xiàn)有的突出預(yù)測技術(shù)卻不能滿足我國煤炭工業(yè)日益增 長的需要。
煤與瓦斯突出預(yù)測是一項(xiàng)技術(shù)含量高、難度大的工作，現(xiàn)目前國內(nèi)外多
數(shù)都采用靜態(tài)的預(yù)測方法，例如我國采用的鉆孔瓦斯涌出初速度法、R指標(biāo) 值法、鉆屑指標(biāo)法都是接觸式間斷預(yù)測方法，也有采用聲發(fā)射、電磁輻射的 非接觸式預(yù)測方法，但由于一些主要技術(shù)未完全解決，尚未在突出礦中應(yīng)用。 國內(nèi)也有通過對瓦斯?jié)舛鹊淖兓M(jìn)行研究分析，采用瓦斯?jié)舛茸兓碾x散度 進(jìn)行預(yù)測，或采用V^指標(biāo)或波峰比進(jìn)行預(yù)測的方法，但都不能達(dá)到非接觸式 連續(xù)預(yù)測的目的。
煤與瓦斯突出是地壓活動、煤層瓦斯含量和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三種因素 綜合作用的產(chǎn)物。在發(fā)生突出前，三種突出因素必然有明顯的活耀時(shí)段，在 其活耀期間，采掘工作面會產(chǎn)生有聲或無聲的突出預(yù)兆，其中最明顯、最普遍的是風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂〉默F(xiàn)象，而這種突出預(yù)兆通常都是以定性 的描述出現(xiàn)，無法進(jìn)行定量分析，因而到目前為止，還無法利用突出的預(yù)兆 對煤與瓦斯突出進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)用的并能夠?qū)?現(xiàn)非接觸式連續(xù)預(yù)測、煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法。該方法綜合了地壓活動、 煤層瓦斯含量和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三因素在風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊淖兓卣?，發(fā) 明了具有自適應(yīng)能力，預(yù)測準(zhǔn)確性較高的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法是建立在煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，由煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯傳感器不間斷監(jiān)測 礦井風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，并將瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)發(fā)送至地面的接收和處理系統(tǒng); 對接收到的實(shí)時(shí)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析內(nèi)容包括如下
1) 從瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)中提取以下數(shù)據(jù)
日濃度平均值 一個作業(yè)循環(huán)單位內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊钠骄担?日移動平均值 一個設(shè)定周期內(nèi)瓦斯?jié)舛绕骄担?最高濃度值落煤瞬間瓦斯最高濃度值； 乘冥值i:濃度變化曲線中最高濃度下降趨勢線的斜率；
設(shè)定k^日濃度平均值/日移動平均值，11=最高濃度值/日移動平均值，將
計(jì)算得出的k、 n、 i值作為煤與瓦斯突出的三種判據(jù)；
2) 分別對k、 n、 i的數(shù)值進(jìn)行判斷，并量化得出對應(yīng)的分指標(biāo)Mp M2、 M3，具體判斷量化的分指標(biāo)數(shù)值如下
k^l.l日寸，M產(chǎn)l; k《0.9時(shí)，M^0.5; 0.9<k<l.l時(shí)，M^0;n》6時(shí)，M2=l; 6>n》3時(shí)，M2=0.5; n<3時(shí)，M2=0; i〈0.6時(shí)，M3=l; 0.6《i《0.75時(shí)，M3=0.5; i>0.75時(shí)，M3=0;
3) 對分指標(biāo)進(jìn)行綜合計(jì)算，設(shè)定Mt的權(quán)重為Cp M2的權(quán)重為C2， M3 的權(quán)重為<:3，并設(shè)定綜合指標(biāo)M, M-QM,+C2M2+C3M3;
在此對權(quán)重C!、 C2、 C3進(jìn)行限定，規(guī)定Q+C2+Cfl，且當(dāng)k、 n、 i均 有取值時(shí)，權(quán)重的范圍為0.1《d《1/3， 1/3《C2《1, 1/3《C3《1;
4) 對歩驟3)中計(jì)算得出綜合指標(biāo)M的值進(jìn)行判斷 當(dāng)IVK0.5時(shí)，診斷結(jié)果為正常狀態(tài)；
當(dāng)0.5《M<0.8時(shí)，診斷結(jié)果為威脅狀態(tài)； 當(dāng)0.8《M《1.0時(shí)，診斷結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)。
進(jìn)一步的特征，所述步驟3)中所取的權(quán)重值為C產(chǎn)0.2， C2=0.4， C3 =0.4。 當(dāng)缺少i值時(shí)，即(33=0，在此對權(quán)重d和C2進(jìn)行限定，規(guī)定d+Cfl， 且(Xd〈1， 0<C2<1，當(dāng)C產(chǎn)1/3, C2=2/3時(shí)取得最佳效果。 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)-
1、 實(shí)現(xiàn)了對煤與瓦斯突出的非接觸式連續(xù)預(yù)測，通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集 風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，并將瓦斯的濃度的變化情況實(shí)時(shí)反饋給診斷系統(tǒng)，并且能 夠?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按照所需的判據(jù)進(jìn)行提取、分析、計(jì)算和判斷，達(dá) 到準(zhǔn)確預(yù)測煤與瓦斯突出的目的，無需接觸采樣，能夠完成不間斷預(yù)測，提 高了預(yù)測的可靠性和實(shí)時(shí)性，填補(bǔ)了國內(nèi)外在此領(lǐng)域技術(shù)上的空白；
2、 在判據(jù)的選擇上，綜合了煤與瓦斯突出的三大因素地壓活動、煤層 瓦斯含量和煤層物理力學(xué)性質(zhì)，能夠全面、準(zhǔn)確的對井下危險(xiǎn)程度作出判斷， 誤差較小，精度較高，不僅能對危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，在正常狀態(tài)與危險(xiǎn)狀態(tài) 之間還設(shè)置了過渡階段的威脅狀態(tài)警告，使工作人員能夠提前對生產(chǎn)安全作出改善，有效降低了事故發(fā)生的幾率；
3、 本方法中診斷所采用的指標(biāo)皆為無量綱指標(biāo)，因而在診斷過程中，對 不同的環(huán)境具有同樣的自適應(yīng)能力，對各種類型的煤礦均可使用，不受煤質(zhì) 的影響，達(dá)到自動化和智能化的效果；
4、 本方法中對基準(zhǔn)值的選定、分指標(biāo)值的量化、權(quán)重的制定、綜合指標(biāo) 的形成以及臨界值的確定，是建立在實(shí)驗(yàn)室對煤的解吸特征的研究結(jié)論并結(jié) 合專業(yè)人員多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所得到的，所選取的各項(xiàng)指標(biāo)針對性強(qiáng)，能夠全 面、準(zhǔn)確的反應(yīng)井下煤層的瓦斯突出危險(xiǎn)情況，其判斷出的結(jié)果與真實(shí)情況 非常吻合。


圖1為突出三因素與風(fēng)流中瓦斯?jié)舛茸兓年P(guān)系圖； 圖2為煤的瓦斯解吸量與時(shí)間變化的關(guān)系圖； 圖3為瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 本發(fā)明的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，建立在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ) 之上，由煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯傳感器不間斷監(jiān)測礦井風(fēng)流中的瓦斯?jié)?度，實(shí)時(shí)將傳感器探測到的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)發(fā)送至地面的接收和處理系統(tǒng)。
對煤與瓦斯突出三因素對風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊挠绊懛謩e做出分析，如圖1 所示
1、地壓活動對風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊挠绊懢蜻M(jìn)巷道時(shí)瓦斯的來源由四部分組成1)已暴露巷道四周煤面的瓦斯涌 出量，2)新暴露巷道四周煤面的瓦斯涌出量，3)落煤的瓦斯涌出量，4)工
作面新暴露煤面的瓦斯涌出量。
根據(jù)分析得知，作為一個大循環(huán)(通常為24小時(shí))，已暴露巷道四周煤 面的瓦斯涌出量呈衰減的趨勢，而新暴露巷道四周煤面的瓦斯涌出量與己暴 露巷道煤面的瓦斯衰減量，基本保持平衡，屬于現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)工作面落煤工 藝基本保持不變時(shí)，落煤總量不變時(shí)，落煤的瓦斯涌出量也是不變的，因此， 只有工作面新暴露煤面的瓦斯涌出量，在四種瓦斯涌出量中是變數(shù)，并直接 影響每日工作面的瓦斯涌出總量。
工作面新暴露煤面的瓦斯涌出量受控于地壓活動(地壓活動影響煤層透 氣性變化)，即應(yīng)力作用，因而當(dāng)工作面的風(fēng)量不變時(shí)，風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛染?成為判斷地壓活動的依據(jù)。
要對工作面瓦斯?jié)舛鹊淖兓鞒雠袛?，還需要選擇合理的統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔， 若時(shí)間過短，濃度變化頻繁，不易找到規(guī)律，若時(shí)間過長，增加了數(shù)據(jù)計(jì)算 量。在時(shí)間間隔上，可以選取8小時(shí)、12小時(shí)、16小時(shí)、24小時(shí)或48小時(shí) 等不同的時(shí)間段，本發(fā)明綜合實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，選擇一個作業(yè)循環(huán)單位為24小時(shí)， 來計(jì)算瓦斯?jié)舛绕骄?日濃度平均值)，作為判斷地壓活動的依據(jù)，所選取 的時(shí)間間隔合理，能夠比較容易判斷地壓活動。
根據(jù)分析還可以發(fā)現(xiàn)，若將日瓦斯?jié)舛绕骄苿又颠x取的時(shí)間間隔延長， 它是一個變化不大且比較穩(wěn)定的數(shù)值，因此本發(fā)明選取一個設(shè)定周期內(nèi)風(fēng)流 中瓦斯?jié)舛鹊钠骄?日移動平均值)，作為判斷地壓活動的標(biāo)準(zhǔn)值。在日移 動平均值的設(shè)定周期時(shí)間間隔選取上，可以為7天、15天、30天、60天或120 天等，本發(fā)明中選取30天為最佳計(jì)算時(shí)間段。設(shè)定k-日濃度平均值/日移動平均值，將k值作為地壓活動影響煤與瓦斯 突出因素的判據(jù)。由于煤層厚度的變化對k值有影響且成正比關(guān)系，因此需
要確定允許煤層厚度變化的幅度。由于突出煤層厚度變化范圍為±10 15%， 取其下限土 10%為允許的變化范圍，反映到日均瓦斯?jié)舛壬弦矠椤?10%的變化
范圍，當(dāng)k值在此范圍之間時(shí)，工作面處于安全狀態(tài)；當(dāng)k值大于此范圍時(shí)， 煤層處于膨脹變形階段，地壓處于降低狀態(tài)，此時(shí)煤層最容易發(fā)生突出；當(dāng)k 值小于安全狀態(tài)范圍時(shí)，工作面處于地壓增壓狀態(tài)，此時(shí)突出能量呈聚集狀 態(tài)，煤層的透氣性降低，瓦斯排放不易，煤層中的瓦斯含量增加，工作面處 于突出威脅狀態(tài)。(威脅狀態(tài)為安全狀態(tài)與危險(xiǎn)狀態(tài)之間的過渡狀態(tài))
因此，通過判據(jù)k的值可對安全狀態(tài)進(jìn)行判斷，設(shè)定當(dāng)k》l.l時(shí)為危險(xiǎn) 狀態(tài)，k《0.9時(shí)為威脅狀態(tài)，0.9<k<l.l時(shí)為安全狀態(tài)。由于不同狀態(tài)對應(yīng) 的k值存在范圍的變化，因此本發(fā)明對k值進(jìn)行了量化，得出分指標(biāo)Mp設(shè) 定k》l.l日寸，M產(chǎn)l; k《0.9時(shí)，M產(chǎn)0.5; 0.9<k<l.l時(shí)，M產(chǎn)O; 的值對
應(yīng)結(jié)果為O為安全狀態(tài)，0.5為威脅狀態(tài)，l為危險(xiǎn)狀態(tài)。
2、煤層中瓦斯含量對風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊挠绊?br> 如圖2所示，圖中的坐標(biāo)為對數(shù)坐標(biāo)，其中v直線用指數(shù)方程計(jì)算并劃 出，Q直線用乘冪方程式計(jì)算并畫出，直線在Y軸上的截距，分別表示初始
瓦斯速度和解吸量。計(jì)算方程如下
1)指數(shù)方程式
F 二 W一^
V——時(shí)間為t時(shí)的解吸速度；
VI——時(shí)間為tl時(shí)的解吸速度； -Kt——負(fù)指數(shù)；T——解吸時(shí)間；
2)乘冪方程式(將指數(shù)方程式積分后得出乘冪方程式)
l一yt, / 1 一 A, = /
式中，Q~~累計(jì)解吸值(濃度或量)； i——乘冪值。
由以上實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果分析可知，落煤時(shí)風(fēng)流中的瞬間最高瓦斯?jié)舛扰c 煤層中瓦斯含量有關(guān)，煤層中瓦斯含量越高，煤的初始瓦斯解吸量越大，落 煤時(shí)瞬間瓦斯?jié)舛染驮酱蟆Ｔ诖?，同樣采用日均濃度移動線(日移動平均值) 作為基準(zhǔn)線，并從風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)中提取落煤瞬間的最高濃度值，由于 基準(zhǔn)線是自動形成，因此具有自適應(yīng)能力。
設(shè)定n表示瓦斯因素判據(jù)，11=最高濃度值/日移動平均值，將n值作為煤 層瓦斯含量影響煤與瓦斯突出的判據(jù)。通過判據(jù)n的值可對安全狀態(tài)進(jìn)行判 斷，設(shè)定當(dāng)n》6時(shí)為危險(xiǎn)狀態(tài)，3《11<6時(shí)為威脅狀態(tài)，n〈3時(shí)為安全狀 態(tài)。由于不同狀態(tài)對應(yīng)的n值存在范圍的變化，因此本發(fā)明對n值進(jìn)行了量 化，得出分指標(biāo)M2，設(shè)定n^6時(shí)，M2=l; 3《11<6時(shí)，M2=0.5; n<3時(shí)， M2=0; M2的值對應(yīng)結(jié)果為0為安全狀態(tài)，0.5為威脅狀態(tài)，l為危險(xiǎn)狀態(tài)。
3、煤的物理力學(xué)性質(zhì)對風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊挠绊?br> 如圖2所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果可知，乘冪i和負(fù)指數(shù)-Kt與瓦斯含量 無關(guān)，它們僅與煤層的破壞結(jié)構(gòu)有關(guān)，即與煤層的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。因而 用乘冪或負(fù)指數(shù)可以表達(dá)煤層的物理力學(xué)性質(zhì)。但由于負(fù)指數(shù)的波動比乘冪 大，故采用乘冪i作為煤層物理力學(xué)性質(zhì)的判據(jù)。結(jié)合現(xiàn)有的突出統(tǒng)計(jì)資料對判據(jù)的臨界值進(jìn)行分析和選取，同樣對i值量
化并得出分指標(biāo)M3，設(shè)定i〈0.6時(shí)，M3=l; 0.6《i《0.75時(shí)，M3=0.5; i〉0.75 時(shí)，M3=0; M3的值對應(yīng)結(jié)果為0為安全狀態(tài)，0.5為威脅狀態(tài)，l為危險(xiǎn)狀態(tài)。
以上是對煤與瓦斯突出三因素作出的分析和判斷，但由于三種因素在突 出時(shí)均有影響，如果單獨(dú)考慮其中一種或二種因素，其判斷出的結(jié)果并不能 完全反應(yīng)實(shí)際情況，而且三種因素影響突出的效果不同，因此，必須結(jié)合各 分指標(biāo)的權(quán)重，形成綜合指標(biāo)考慮才能得出符合實(shí)際的結(jié)論。
對三種芮素的作用進(jìn)行分析，地壓活動在突出的初始階段起到啟動突出 的作用，后期則以煤層瓦斯含量作為主要的能源完成突出，而煤的物理力學(xué) 性質(zhì)是決定煤能否發(fā)生突出的主要因素。設(shè)定地壓活動的權(quán)重為q，煤層瓦 斯含量的權(quán)重為C2，煤的物理力學(xué)性質(zhì)權(quán)重為C3，結(jié)合統(tǒng)計(jì)資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 分別設(shè)定各自權(quán)重范圍，當(dāng)k、 n、 i均有取值時(shí)，權(quán)重的范圍Ci、C2、C3都可 以取為0~1，滿足Q+C2+C^1即可。但經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，上述大范圍內(nèi)的很多 數(shù)值范圍沒有實(shí)際意義，不能達(dá)到較高的診斷準(zhǔn)確率。故將上述范圍進(jìn)一步 限定為0.1《Q《1/3， 1/3《C2《1， 1/3《C3《1?；蛘哌M(jìn)一步限定在一個更小 的范圍0.1《C,《1/3， 1/3《C2《0.5, 1/3《C3《0.5。在本實(shí)施例中，當(dāng)C產(chǎn)0.2， C2=0.4， C3=0.4時(shí)為最佳方案。將權(quán)重分別乘上各自的分指標(biāo)相加后得出綜合 判斷指標(biāo)M，即
M= C!M!十C2M2+ C3M3 M的值為診斷最終判斷指標(biāo)。當(dāng)M〈0.5時(shí)，診斷結(jié)果為正常狀態(tài)，顯示為危 險(xiǎn)等級O，發(fā)出紅色警告；當(dāng)0.5《M〈0.8時(shí)，診斷結(jié)果為威脅狀態(tài)，顯示為 危險(xiǎn)等級l，發(fā)出黃色警告；當(dāng)0.8《JVK1.0時(shí)，診斷結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)，顯示為危險(xiǎn)等級2。
當(dāng)缺少i值時(shí)，C3=0，在此對權(quán)重C,、 Q進(jìn)行限定，規(guī)定C,+ Cfl，且 0<d<l， 0<C2<1,當(dāng)C產(chǎn)1/3， C2=2/3時(shí)取得最佳效果。
如圖3所示，根據(jù)瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷工作流程圖，對部分具體實(shí)施例進(jìn) 行說明
當(dāng)MfO， M2=0.5， M3=l時(shí)，以C產(chǎn)0.2， C2=0.4， <33=0.4計(jì)算得M= dM一qM2+C3Mf0.6，診斷結(jié)果為威脅狀態(tài)，顯示為危險(xiǎn)等級l,發(fā)出黃色警告。
當(dāng)M,二0.5，M^1，M3-1時(shí)，以C產(chǎn)l/3，Cfl/3，C3-l/3計(jì)算得M=C1M1+ C2M2+C3M3=5/6，診斷結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)，顯示為危險(xiǎn)等級2，發(fā)出紅色警告。
當(dāng)M,二1，M^0，M3二0時(shí)，以C產(chǎn)0.3 ，C2= 0.35 ，C3 =0.35計(jì)算得MK^M^ C2M2+C3M3=0.3，診斷結(jié)果為正常狀態(tài)，顯示為危險(xiǎn)等級O。
權(quán)利要求
1、一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，該方法的實(shí)時(shí)診斷建立在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，由煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯傳感器不間斷監(jiān)測礦井風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，?shí)時(shí)將瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)發(fā)送至地面的接收和處理系統(tǒng)；其特征在于，對接收到的實(shí)時(shí)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括如下步驟1)從瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)中提取以下數(shù)據(jù)日濃度平均值一個作業(yè)循環(huán)單位內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊钠骄?；日移動平均值一個設(shè)定周期內(nèi)瓦斯?jié)舛绕骄?；最高濃度值落煤瞬間瓦斯最高濃度值；乘冥值i濃度變化曲線中最高濃度下降趨勢線的斜率；設(shè)定k＝日濃度平均值/日移動平均值，n＝最高濃度值/日移動平均值，將計(jì)算得出的k、n、i值作為煤與瓦斯突出的三種判據(jù)；2)分別對k、n、i的數(shù)值進(jìn)行判斷，并量化得出對應(yīng)的分指標(biāo)M1、M2、M3，具體判斷量化的分指標(biāo)數(shù)值如下k≥1. 1時(shí)，M1＝1；k≤0.9時(shí)，M1＝0.5；0.9<k<1.1時(shí)，M1＝0；n≥6時(shí)，M2＝1；6>n≥3時(shí)，M2＝0.5；n<3時(shí)，M2＝0；i<0. 6時(shí)，M3＝1；0.6≤i≤0.75時(shí)，M3＝0.5；i>0.75時(shí)，M3＝0；3)對分指標(biāo)進(jìn)行綜合計(jì)算，設(shè)定M1的權(quán)重為C1，M2的權(quán)重為C2，M3的權(quán)重為C3，并設(shè)定綜合指標(biāo)M，M＝C1M1+C2M2+C3M3；對權(quán)重C1、C2、C3進(jìn)行限定，規(guī)定C1+C2+C3＝1，且當(dāng)k、n、i均有取值時(shí)，權(quán)重的范圍為0.1≤C1≤1/3，1/3≤C2≤1，1/3≤C3≤1；4)對前述步驟3中計(jì)算得出綜合指標(biāo)M的值進(jìn)行判斷當(dāng)M<0. 5時(shí)，診斷結(jié)果為正常狀態(tài)；當(dāng)0. 5≤M<0.8時(shí)，診斷結(jié)果為威脅狀態(tài)；當(dāng)0. 8≤M≤1.0時(shí)，診斷結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，其特征在于，所 述步驟3中所取的權(quán)重值為0.1《d《l/3， 1/3《C2《0.5， 1/3《C3《0.5。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，其特征在于， 所述步驟3中所取的權(quán)重值為C產(chǎn)0.2， C2=0.4， C3=0.4。
4、 一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，該方法的實(shí)時(shí)診斷建立在煤礦安全 監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，由煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯傳感器不間斷監(jiān)測礦井 風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋瑢?shí)時(shí)將傳感器探測到的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)發(fā)送至地面的診斷 系統(tǒng)；其特征在于，對接收到的實(shí)時(shí)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括如下步驟1) 從瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)中提取以下數(shù)據(jù) 日濃度平均值 一個作業(yè)循環(huán)瓦斯?jié)舛鹊钠骄担?日移動平均值 一個設(shè)定周期內(nèi)瓦斯?jié)舛绕骄担?最高濃度值落煤瞬間瓦斯最高濃度值；設(shè)定k^日濃度平均值/日移動平均值，11=最高濃度值/日移動平均值，將計(jì)算得出的k、 n、 i值作為煤與瓦斯突出的三種判據(jù)；2) 分別對k、 n、 i的數(shù)值進(jìn)行判斷，并量化得出對應(yīng)的分指標(biāo)Mi、 M2、M3，具體判斷量化的分指標(biāo)數(shù)值如下k^l.l時(shí)，M，l; k《0.9時(shí)，M^0.5; 0.9<k<l.l時(shí)，M產(chǎn)O; n》6日寸，M2=l; 6>n》3時(shí)，M2=0.5; n<3時(shí)，M2=0; K0.6時(shí)，M3=l; 0.6《i《0,75時(shí)，M產(chǎn)0.5; i〉0.75時(shí)，M3=0;3) 對分指標(biāo)進(jìn)行綜合計(jì)算，設(shè)定Mi的權(quán)重為d， M^的權(quán)重為C2， M3的權(quán)重為C3，并設(shè)定綜合指標(biāo)M， M-CiM一C2M2+C3M3;當(dāng)缺少i值時(shí)，C3=0，對權(quán)重C。 C2進(jìn)行限定，規(guī)定CfCfl，且0< C!<1， 0<C2<1;4)對前述步驟3中計(jì)算得出綜合指標(biāo)M的值進(jìn)行判斷當(dāng)]VK0.5時(shí)，診斷結(jié)果為正常狀態(tài)；當(dāng)0.5《M<0.8時(shí)，診斷結(jié)果為威脅狀態(tài)；當(dāng)0.8《M《1.0時(shí)，診斷結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷方法，其特征在于，所 述步驟3中所取的權(quán)重值為C產(chǎn)l/3， C2=2/3。
全文摘要
本發(fā)明的診斷方法是從瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)中提取日濃度平均值，日移動平均值，最高濃度值和乘冥值i。設(shè)定k＝日濃度平均值/日移動平均值，n＝最高濃度值/日移動平均值，分別對k、n、i的數(shù)值進(jìn)行判斷，并量化得出分指標(biāo)M₁、M₂、M₃，對分指標(biāo)綜合計(jì)算，設(shè)定M₁、M₂和M₃的權(quán)重C₁、C₂和C₃，并設(shè)定綜合指標(biāo)M，M＝C₁M₁+C₂M₂+C₃M₃，M＜0.5時(shí)為正常狀態(tài)，0.5≤M＜0.8時(shí)為威脅狀態(tài)，0.8≤M＜1.0時(shí)為危險(xiǎn)狀態(tài)。本發(fā)明與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，綜合了突出三因素在風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊淖兓卣?，?shí)現(xiàn)了突出非接觸式連續(xù)預(yù)測，具有自適應(yīng)能力，預(yù)測準(zhǔn)確性高，實(shí)用性強(qiáng)，填補(bǔ)了國內(nèi)外技術(shù)上的空白。
文檔編號E21F17/18GK101532397SQ20091010358
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者何達(dá)文, 華福明, 葉立勝, 焰 馬 申請人:重慶梅安森科技發(fā)展有限責(zé)任公司