專利名稱：煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤與瓦斯突出的連續(xù)預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
煤礦安全事故常發(fā)，帶來(lái)生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。煤與瓦斯突出事故是煤礦多發(fā)事故之一。通行的煤與瓦斯突出機(jī)理綜合假說(shuō)認(rèn)為，煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、瓦斯和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果，是聚集在圍巖和煤體中大量潛能的高速釋放，并認(rèn)為高壓瓦斯在突出的發(fā)展過(guò)程中起決定性作用。目前國(guó)內(nèi)對(duì)煤與瓦斯突出事故的預(yù)測(cè)多采用靜態(tài)的接觸式間斷預(yù)測(cè)方法，如鉆孔瓦斯涌出初速度法、R指標(biāo)值法、鉆屑指標(biāo)法等。我國(guó)有關(guān)部門頒布的《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》指出采用鉆屑指標(biāo)法來(lái)預(yù)測(cè)掘進(jìn)工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的方法是有效且可靠的，目前在國(guó)內(nèi)各大礦井掘進(jìn)工作面應(yīng)用廣泛。鉆屑指標(biāo)法通過(guò)在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)或3個(gè)直徑42mm、孔深8 IOm的鉆孔，鉆孔每打Im測(cè)定鉆 屑量一次，每隔2m測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)，根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米的最大鉆屑量Smax和鉆屑解吸指標(biāo)K1或Λ h2預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性，各項(xiàng)指標(biāo)的突出危險(xiǎn)臨界值，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定資料確定，如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照表I的數(shù)據(jù)確定工作面的煤與瓦斯突出。表I用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的臨界值
最大鉆屑量S_
----— 危險(xiǎn)性
Pakg/mL/m ml/(g. min1,2)
彡200彡6彡5. 4彡O. 5突出危險(xiǎn)工作面
<200<6 <5,4<0.5無(wú)突出危險(xiǎn)工作面采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)掘進(jìn)面煤與瓦斯突出的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)測(cè)相對(duì)準(zhǔn)確，可靠度和認(rèn)可度相對(duì)較高，該種方法的不足之處在于每次測(cè)量都會(huì)花費(fèi)大量的人力物力，容易影響煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行，更為重要的是不能做到實(shí)時(shí)連續(xù)預(yù)測(cè)。近年來(lái)，對(duì)煤與瓦斯突出事故的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和連續(xù)預(yù)測(cè)日益受到各方的重視。如公開號(hào)為CN 101532397A的中國(guó)專利文獻(xiàn)，其公開了一種煤與瓦斯突出的實(shí)時(shí)診斷方法，該方法通過(guò)與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，綜合了煤與瓦斯突出三因素在風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊淖兓卣?，?shí)現(xiàn)對(duì)煤與瓦斯突出的實(shí)時(shí)診斷和預(yù)測(cè)，其特點(diǎn)是做到了非接觸式的連續(xù)預(yù)測(cè)，但該方法在預(yù)測(cè)過(guò)程中對(duì)接觸式檢測(cè)的一些指標(biāo)值沒(méi)有涉及，預(yù)測(cè)結(jié)果相比較于接觸式的預(yù)測(cè)方法可靠度和認(rèn)可度相對(duì)較低一些。因而，研究一種既能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，又能體現(xiàn)和考慮常見的接觸式預(yù)測(cè)方法的高可靠性和認(rèn)可度優(yōu)點(diǎn)的煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法顯得十分必要且具有重大意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用實(shí)時(shí)采集的掘進(jìn)面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛茸兓瘮?shù)據(jù)和歷史防突檢測(cè)指標(biāo)參數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)掘進(jìn)工作面當(dāng)前狀態(tài)下防突指標(biāo)值從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)下煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法，建立在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上；所述煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)有通過(guò)實(shí)際檢測(cè)得到的鉆屑量指標(biāo)值和鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值且實(shí)時(shí)接收和存儲(chǔ)礦井掘進(jìn)面的瓦斯數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理，其特征在于主要包括以下步驟①通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取設(shè)置在距離預(yù)警目標(biāo)掘進(jìn)面40 60m位置處瓦斯傳感器傳輸?shù)牟⒔?jīng)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理后的下列實(shí)時(shí)瓦斯數(shù)據(jù)瓦斯?jié)舛绕骄礐 :一個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊钠骄?；其中，最近三次值CpCyC3，當(dāng)前值C。；瓦斯?jié)舛茸畲笾礛 :—個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊淖畲笾?；其中，最近三次值MpMyM3,當(dāng)前值Mtl ；瓦斯?jié)舛?5%置信最大值F :—個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛?5%置信區(qū)間的最大值；其中，最近三次值Fp F2、F3，當(dāng)前值F。；瓦斯?jié)舛炔钪礑 : —定時(shí)間內(nèi)或者兩次巡檢的瓦斯?jié)舛炔钪?；其中，最近三次值D”D2、D3，當(dāng)前值 D0 ；②通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取預(yù)警目標(biāo)掘進(jìn)面最近三次的瓦斯防突檢測(cè)指標(biāo)值其中，第一次鉆屑量指標(biāo)值Smaxl、第二次值Smax2、第三次值Smax3 ;當(dāng)前鉆屑量指標(biāo)值
C ·
Omax 9第一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值Kn、第二次值K12、第三次值K13 ;當(dāng)前鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值K1 ；③將由步驟①和步驟②所得數(shù)據(jù)進(jìn)行如下計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法，建立在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上；所述煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)有通過(guò)實(shí)際檢測(cè)得到的鉆屑量指標(biāo)值和鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值且實(shí)時(shí)接收和存儲(chǔ)礦井掘進(jìn)面的瓦斯數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理，其特征在于主要包括以下步驟 ①通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取設(shè)置在距離預(yù)警目標(biāo)掘進(jìn)面40 60m位置處瓦斯傳感器傳輸?shù)牟⒔?jīng)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理的下列實(shí)時(shí)瓦斯數(shù)據(jù) 瓦斯?jié)舛绕骄礐 :一個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊钠骄?；其中，最近三次值CpCyC3，當(dāng)前值C。； 瓦斯?jié)舛茸畲笾礛 :—個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊淖畲笾?；其中，最近三次值MpMyM3,當(dāng)前值Mtl ； 瓦斯?jié)舛?5%置信最大值F :—個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)間或者作業(yè)循環(huán)內(nèi)瓦斯?jié)舛?5%置信區(qū)間的最大值；其中，最近三次值Fp F2、F3，當(dāng)前值F。； 瓦斯?jié)舛炔钪礑 :—定時(shí)間內(nèi)或者兩次巡檢的瓦斯?jié)舛炔钪?；其中，最近三次值Dp D2、D3,當(dāng)前值D0 ； ②通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取預(yù)警目標(biāo)掘進(jìn)面最近三次的瓦斯防突檢測(cè)指標(biāo)值 其中，第一次鉆屑量指標(biāo)值Smaxl、第二次值Smax2、第三次值Smax3 ;當(dāng)前鉆屑量指標(biāo)值C ·Omax 9 第一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值Ku、第二次值K12、第三次值K13 ;當(dāng)前鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值K1; ③將由步驟①和步驟②所得數(shù)據(jù)進(jìn)行如下計(jì)算'A1C1+A2 (Mi+Fi ) +AaDi=KiP <A1C2IA2 (M2+F2) +A3D2=Ki2 >(I) Al Cu+Aj ( M3+F3 ) + AsDa=Kt 3 由方程組(I)解得參數(shù)Ap A2, A3值，將該三個(gè)參數(shù)值帶入當(dāng)前預(yù)測(cè)區(qū)間內(nèi)數(shù)值進(jìn)行如下計(jì)算 A1C0+A2 (M0+F0) +A3D0=K1(2) 由式(2)解得當(dāng)前狀態(tài)下K1值； ④將由步驟①和步驟②所得數(shù)據(jù)進(jìn)行如下計(jì)算'BiCi+ B2 (M1IF1) +B3D1=SmraI'-1 BiC2+ B2 (M2+F2) + B3D2=Sbm2 卜(3 )BlGi+ Ba (M3+F3) + BsDs=SmmtS 由方程組(3)解得參數(shù)Bi、B2, B3值，將該三個(gè)參數(shù)值帶入當(dāng)前預(yù)測(cè)區(qū)間內(nèi)數(shù)值進(jìn)行如下計(jì)算 B1CfB2 (M0+F0) +B3D0=Sfflax(4) 由式(4)解得當(dāng)前狀態(tài)下Smax值； ⑤對(duì)由步驟③得到的當(dāng)前狀態(tài)下的K1值和由步驟④得到的當(dāng)前狀態(tài)下的Smax進(jìn)行如下分析判斷當(dāng) Smax < 4. 80kg/m (4. 32L/m)且 K1 < O. 40ml/(g. min1/2)時(shí),預(yù)測(cè)結(jié)果為安全狀態(tài)；當(dāng) 4. 80kg/m (4. 32L/m) ^ Smax < 6. 00kg/m (5. 40L/m)或者 0. 40ml/(g. min1/2) ^ K1<O. 50ml/(g. min1/2)時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果為威脅狀態(tài)； 當(dāng) 6. 00kg/m (5. 40L/m)彡 Smax 或者 O. 50ml/(g. min1/2) ( K1 時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果為危險(xiǎn)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法，建立在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上；預(yù)測(cè)方法主要通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取設(shè)置在距離預(yù)警目標(biāo)掘進(jìn)面40～60m位置處瓦斯傳感器傳輸?shù)牟⒁园踩O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理后的最近三次瓦斯?jié)舛绕骄?、瓦斯?jié)舛茸畲笾?、瓦斯?jié)舛?5%置信最大值和瓦斯?jié)舛炔钪?；以及通過(guò)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)提取最近三次的瓦斯防突檢測(cè)得到的鉆屑量指標(biāo)值和鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值，按照特定算法計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的鉆屑量指標(biāo)值和鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值，與相應(yīng)的預(yù)測(cè)判斷指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤與瓦斯突出的連續(xù)預(yù)測(cè)。本發(fā)明集接觸式預(yù)測(cè)法和非接觸式連續(xù)預(yù)測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)于一體，提高了預(yù)測(cè)的可靠性和可信度，且具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)E21F17/18GK102926810SQ201210464368
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者屈世甲, 劉水文, 李繼來(lái), 呂鵬飛 申請(qǐng)人:天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司, 中煤科工集團(tuán)常州自動(dòng)化研究院