屯留煤矿煤与瓦斯突出危险性指标研究

论文摘要

煤与瓦斯突出是突出矿井采掘(特别是煤巷掘进)过程中经常发生的重大自然灾害,严重威胁煤矿安全生产,制约矿井的采掘速度,影响煤矿的经济效益。煤与瓦斯突出危险性预测是煤与瓦斯突出防治工作中的重要环节与技术关键,是保证突出危险煤层安全高效生产的决定性环节。煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值确定是解决上述问题的重要途径之一。对潞安集团屯留煤矿3#煤层煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值确定,能够加快采掘速度,保证掘进安全、高效回采,对提高矿井经济效益和社会效益具有重要意义。本文针对一些矿区预测预报指标体系不敏感,工作面突出预测中存在“高指标不突,低指标突出”的现象,在翻阅了大量的资料的基础上,结合突出预测实践和一些数学理论方法,对煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标的确定方法进行了研究。建立了矿井的突出预测敏感指标确定分析的模糊聚类数学模型以及分析指标方法体系。在分析了潞安矿业集团屯留矿区北翼采区、南翼1#采区、南翼2#采区瓦斯赋存规律的基础上。结合矿井瓦斯动力现象实际情况,根据模糊聚类数学分析方法对不同采区的指标进行无量纲化与标准化分析,将不同量的预测指标转化成可相互比较的值,然后根据相似矩阵理论建立相关模型,进行模糊相似转换,运用聚类分析法对敏感度进行定性分析,最后利用统计方法分析敏感指标的分布区间,从而对预测指标敏感性进行了定量分析;在对敏感指标临界值进行分析的基础上建立了确定敏感指标临界值的原则,据此对敏感指标的临界值进行了确定。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.3 实用价值
• 1.4 研究方案
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 特色及创新
• 1.4.3 拟采用的步骤
• 1.5 拟采用的分析模型
• 1.6 实验设想及预期目标
• 1.6.1 现场观测（测试）
• 1.6.2 现场取样实验室分析
• 1.6.3 理论分析
• 1.6.4 存在问题及解决方法
• 1.6.5 预期目标
• 2 矿井概况
• 2.1 交通和位置
• 2.2 矿井设计
• 2.3 地质概况
• 2.3.1 地层
• 2.3.2 区域构造位置
• 2.3.3 区域构造特征
• 2.4 井田构造
• 3 瓦斯赋存规律
• 3.1 矿井瓦斯
• 3.2 褶曲及其对瓦斯赋存的影响
• 3.3 断层及其对瓦斯赋存的影响
• 3.4 上覆基岩和埋深对瓦斯含量的影响分析
• 3.4.1 瓦斯含量与上覆基岩的关系
• 3.4.2 瓦斯含量与埋深的关系
• 3.4.3 煤层厚度对瓦斯含量的影响
• 3.5 构造软煤特征及其演化
• 3.6 煤层瓦斯压力及相关参数测定
• 3.6.1 煤层瓦斯压力测定
• 3.7 本章小结
• 4 突出危险因素筛选及主控因素确定
• 4.1 静态指标和动态指标适用性分析
• 4.1.1 瓦斯指标的筛选
• 4.1.2 煤体结构指标
• 4.1.3 地应力和地质构造指标
• 4.1.4 突出预兆
• 4.1.5 日常预测指标
• 4.2 主控因素确定
• 4.2.1 突出危险性预测敏感指标确定分析模型建立
• 4.2.2 训练样本的选取
• 4.2.3 建立模糊相似关系
• 4.2.4 求模糊等价相似矩阵
• 4.2.5 聚类
• 4.2.6 突出预测敏感指标综合分析确定方法
• 4.3 敏感指标确定方法在余吾矿区的应用
• 4.3.1 预测指标现场原始数据的收集及测定
• 4.3.2 计算结果及敏感指标分析
• 4.4 敏感指标确定方法的验证
• 4.5 本章小结
• 5 突出危险性临界值确定
• 5.1 引言
• 5.2 3#煤层危险指标及临界值
• 5.2.1 日常预测指标的临界值
• 5.3 临界指标验证和方法的考察
• 5.4 本章小结
• 结论
• 一、结论
• 二、展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集