矿井瓦斯与煤尘

瓦斯和煤尘事故,是煤矿生产中的重大灾害。研究预防瓦斯、煤尘事故的对策,教育职工认识瓦斯、煤尘事故的规律,具有极其重要的意义。 矿井瓦斯 矿井瓦斯是井下有害气体的总称。凡是从煤层、岩层采空区中放出的气体 以及生产过程中产生的各种气体,统称为矿井瓦斯。组成矿井瓦斯的气体有;沼气(甲烷)、二氧化碳、氮,还有少量的乙烷、乙烯、氢、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫等。由于矿井瓦斯中沼气约占80～90%,因此,煤矿职工习惯把沼气叫做瓦斯。 沼气无色、无臭、无味,比空气轻,本身无毒性。但是,当空气中沼气的体积浓度达43%时;空气中的氧含量下…     

均压通风防灭火实践

华蓥山矿务局绿水洞矿投产于1981年12月,井田范围内有红旗、东风等小煤窑23个,其开采范围走向长7500m,倾斜宽550m,开采面积约412.5万m~2。该矿煤层厚0.89～2.92m,属自燃发火煤层,发火期3～6个月,按沼气涌出等级属高沼气矿井,煤尘具有爆炸性。其通风方式为中央分列抽出式,当时矿井负压为1.15kPa,排风量为5500m~2/min。     

回采工作面瓦斯涌出量预测的神经网络方法

回采工作面瓦斯涌出量受煤层瓦斯含量、工作面产量和采煤方法等各种因素的影响 ,笔者通过研究得出 :回采工作面瓦斯涌出量与煤层的赋存条件和开采条件之间是一种非线性关系 ,但目前还难以用精确的数学建模来求解。因此 ,提出了一种应用BP人工神经网络模型和算法 ,建立工作面瓦斯涌出量预测模型 ,从而预测不同开采条件下回采工作面瓦斯涌出量。实际应用表明 ,模型精度能满足要求。笔者还对隐含层神经元数目对步长影响作了讨论。     

谈谈矿井瓦斯抽放

瓦斯抽放是治服煤矿井下瓦斯灾害的一种有效措施,随着煤炭生产的不断发展和矿井的不断延伸,瓦斯涌出量也随之增多,这项工作已经越来越显得重要。目前,我国煤矿已有数十对矿井进行瓦斯抽放,今后我们还要进一步开展这项工作,使所有有条件抽放瓦斯的矿井都这样做。 矿井瓦斯的性质及其危害 矿井瓦斯是指从煤层中以及生产过程中涌出的各种有害气体的总称。矿井瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),所以煤矿一般说的瓦斯就是指甲烷,又叫沼气,它是无色、无味、无臭的气体,对空气的比重为0.554,比空气轻一半左右,容易积存在巷道顶部或掘进工作面的上山迎头…     

工业有毒物质的毒害与预防 第三讲 磷、砷及其化合物的毒害与预防

一、磷及磷化氢的毒害与预防(一)磷的毒害与预防单质磷(P)有四种同素异形体;黄磷(亦叫白磷)、红磷、紫磷和黑磷,其中以黄磷和红磷较常见。黄磷是一种淡黄色的固体,遇光颜色变暗。它不溶于水,易溶于二硫化碳,燃点很低,在空气中34℃即自燃,产生白雾,因此,常把它置于水中隔绝空气保存,避免氧化.黄磷和空气接触发生氧化作用时,放出热量,其中部分反应热以光能形式放出,便     

强化现场管理 促进安全生产

我局是有近百年开采历史的老矿区。现在,全局共有9个矿13对井口,5.6万多名职工,年产煤500万吨。我局的生产特点:一是煤层薄,断层多,开采厚度0.5～0.8米的占85%以上,属极薄煤层;采煤工作面平均单产仅达5577吨,万吨掘进率却高达427米。二是地质构造复杂,主要受水和瓦斯的严重威胁,大部分矿的突水系数都在1以上,属大水矿区;瓦斯涌出量大,山东仅有的4个高沼气矿井,我局就占3个,还有5处属高沼气异常区域。三是战线长,摊子大,管理范围横跨济南、淄博两市及三区一县;运输环节多,井下工人每班必须提前两小时下井,才能准时到达工作地点,一班下来需要1…     

综放工作面瓦斯涌出量预测方法及工程实践

分源预测法是我国目前应用最广泛的瓦斯涌出量预测方法,但不适用于应用综放工作面的矿井。由于综放工作面矿井瓦斯涌出来源和涌出强度与一般综采工作面有所不同,矿井瓦斯涌出量差别较大。基于分源预测法,提出了综放工作面的瓦斯涌出量预测方法,应用于山西大远煤业综放工作面瓦斯涌出量预测,并与实际观测结果对比。结果表明:改进的综放工作面瓦斯涌出量预测方法符合综放工作面的实际情况,对综放开采工作面的瓦斯涌出量预测具有一定意义。     

基于随机搜索优化XGBoost的瓦斯涌出量预测模型*

为防治瓦斯灾害,解决井下瓦斯涌出量在预测过程中因影响因素繁多带来的精度较低问题,提出1种基于套索(Lasso)回归与随机搜索优化极限梯度提升(XGBoost)的模型进行瓦斯涌出量预测。以沈阳某煤矿综采面瓦斯涌出量历史数据为例,综合考虑影响瓦斯涌出量的影响因素。首先利用Lasso回归提取对瓦斯涌出量有重要影响的特征数据,作为预测输入;采用随机搜索算法对XGBoost模型4种主要参数进行寻优,选取最优参建立预测模型获得预测指标并分析比较其他模型。研究结果表明:Lasso回归筛选出的影响因素结合随机搜索获得的最优参数组合优化XGBoost比其他模型预测精度更高,平均相对误差为1.53%,均方根误差为0.140 3 m3/min,希尔不等系数为0.013 2,研究结果可为现场瓦斯管理提供参考依据。     

采空区瓦斯涌出源位置对瓦斯分布影响的数值模拟

根据多孔介质渗流理论,利用Fluent软件,分别对采空区瓦斯在整个采空区均匀涌出、上邻近层及底板遗煤涌出2种情况下采空区瓦斯分布规律进行了数值模拟.结果表明:采空区瓦斯为上邻近层及底板遗煤处涌出时,沿走向方向,靠近上邻近层及底板处高体积分数瓦斯距离工作面较近;沿竖直方向,瓦斯体积分数分布呈钩状,靠近瓦斯涌出源处瓦斯体积分数最高;整个采空区均匀涌出时采空区瓦斯体积分数分布与上邻近层及底板遗煤涌出时有很大差别.因此,为了得到更符合实际情况的瓦斯分布规律,数值模拟时应按照现场实际的瓦斯涌出源位置建立模型.     

基于可变模糊组合方法的瓦斯涌出量预测

矿井工作面瓦斯涌出是一个动态不确定过程。在分析了影响瓦斯涌出因素基础上,将可变模糊聚类与可变模糊模式识别两种模型相结合,提出了一种瓦斯涌出量预测的可变模糊组合方法。该方法首先利用粗糙集理论确定权重初值及各因素的重要性,然后利用可变模糊聚类模型求解最优模糊分类中心矩阵和最优权重,最后利用模式识别模型对待预测样本进行预测。以某矿井瓦斯涌出量预测为例,给出了具体预测过程。结果表明：可变模糊组合方法可行、有效。     

基于瓦斯涌出量预测的近距离煤层群开采顺序优化选择

随着中厚煤层资源的枯竭,近距离薄煤层群开采成为我国资源的重要补充。煤层群开采时合理的采掘部署是防止工作面瓦斯集中涌出的关键,本文通过分析近距离煤层群开采时各回采顺序下工作面瓦斯涌出量,建立了以工作面瓦斯涌出量预测为基础的近距离煤层群开采优化模型,利用计算机编程实现了模型的可视化操作。该模型通过对比分析全部种回采顺序方案,选择整个回采期间瓦斯涌出量最均衡的方案为最优方案。对翔升煤矿进行了实例分析,结果显示合理的回采方案可以使工作面最大瓦斯涌出量大大减小,使整个回采期间工作面瓦斯涌出量趋于均衡。为煤层群开采优化技术中的瓦斯环节提供了理论依据。     

采空区瓦斯涌出源位置对瓦斯浓度及自燃带分布的影响

利用Fluent软件,对采空区瓦斯为采空区整个区域涌出和上、下临近层及底板遗煤处同时涌出两种情况下的流场进行了数值模拟,并分析了采空区瓦斯体积分数及自燃带分布规律。结果表明:当采空区整个区域瓦斯涌出时,采空区瓦斯体积分数由底板到顶板垂直方向上呈逐渐升高的趋势;当上、下临近层及底板遗煤处瓦斯同时涌出时,采空区瓦斯体积分数在靠近底板和顶板位置处较高,中间区域处较低。与采空区整个区域瓦斯涌出相比,当上、下临近层及底板遗煤处瓦斯同时涌出时,在采空区底板处,自燃带更靠近工作面;在采空区底板和顶板中间位置处,自燃带远离工作面;在采空区顶板处,自燃带位置几乎没有变化。     

瓦斯涌出量与构造煤关联性预测研究

为研究煤矿开采钻进过程中构造煤瓦斯涌出量随钻进深度的变化特性,以薛湖煤矿2104运输巷掘进工作面为试验研究对象,采用自主研制的连续流量法预测系统中瓦斯流量情况,测定钻孔瓦斯涌出量及钻进深度数据;根据初始瓦斯涌出量变化趋势,预测钻孔前方构造煤的位置。研究结果表明:在原生结构煤体中钻进时,钻孔瓦斯涌出量随钻进深度增加而增大,钻孔瓦斯涌出曲线平稳;钻进到构造煤时,钻孔瓦斯涌出量迅速增加、曲线变陡;钻进为9. 9 m时,钻孔瓦斯涌出量出现突变点; 10. 2 m时,瓦斯涌出量达到最大值,为89. 9 L/min,是正常值的2. 05倍;以3号钻孔为例,采掘活动验证了该预测方法的准确性和精度。     

布尔台矿回采工作面瓦斯涌出主控因素及治理措施

为了探究布尔台煤矿回采工作面瓦斯涌出主控因素及其治理措施，以42201回采工作面为例，采用单元法现场实测了工作面瓦斯涌出情况，并分析了其受开采强度、风量、煤层瓦斯含量、工作面来压变化、气候条件等相关参数的影响规律。研究结果表明:布尔台煤矿42201回采工作面的主要瓦斯涌出来源为煤壁和落煤瓦斯涌出；矿山压力显现和来压时，工作面绝对瓦斯涌出量有较为明显的异常变化；开采强度的变化趋势和上隅角瓦斯浓度异常变化的趋势是一致的；对比发现，地面大气压力对工作面瓦斯涌出的影响程度远小于开采强度。针对布尔台煤矿的特点，提出了“顶板定向长钻孔分段水力压裂强制放顶和联巷插管或煤柱大直径钻孔桥接采空区的瓦斯抽采相结合”的瓦斯治理措施。现场应用发现:42201工作面最高来压强度由59.1 MPa降低至48.0 MPa，上隅角瓦斯抽采量为2.70~3.79 m3/min，平均为3.25 m3/min，占总的瓦斯涌出量的比例为62.65%~69.16%。     

基于小波神经网络的瓦斯涌出量预测研究

准确地预测瓦斯涌出量对于指导矿井设计和安全生产有重要意义,而瓦斯涌出量是一个与自然因素及开采技术等多因素有关的非线性建模问题。鉴于传统神经网络方法解决非线性问题收敛速度慢,易陷入局部最优解的缺陷,笔者提出一种既充分利用小波变换的时频局部化性质,又能结合神经网络的自学习能力的小波神经网络预测瓦斯涌出量的方法,并建立了预测模型。在此基础上,采用Delphi语言,设计了小波/BP神经网络仿真器。通过实例分析表明该方法较传统神经网络收敛迅速,预测精度高。     

采空区瓦斯涌出的回采速度效应分析

为了深入了解煤层开采时工作面回采速度对采空区瓦斯涌出的影响,提高矿井采空区瓦斯治理能力,保障矿井安全生产,通过建立数学模型并采用COMSOL有限元分析软件建立不同回采速度采空区瓦斯涌出模型,开展数值模拟试验,研究不同回采速度下采空区瓦斯涌出规律及分布情况。结果表明:不同回采速度下采空区相同深度的瓦斯浓度呈梯度增长;通过对现场采空区回采速度数据进行归类平均后,降低其他因素对采空区瓦斯涌出的影响后,采空区瓦斯涌出量与回采速度线性相关性从0.60提高至0.94,表明回采速度越快,采空区瓦斯涌出速度越快,采空区瓦斯涌出量越大。研究结果揭示了煤层开采过程中回采速度对采空区瓦斯涌出的影响规律,为现场优化回采速度及抽采参数提供了理论指导。     

瓦斯涌出严重程度分形预测研究

为了研究瓦斯涌出严重程度与地质构造之间的定量关系,以某矿井田为例,采用分形几何学手段研究了井田地质构造的分形特征,并将构造分维数与瓦斯涌出严重程度作了对比分析。其结果表明:所研究矿井田地质构造具有分形特征,构造分维数能够定量地描述地质构造的复杂程度,构造分维数与瓦斯涌出严重程度之间存在正相关关系,分维值大于1.3的区域是有可能发生瓦斯异常涌出的区域。该研究成果对于高瓦斯矿井进行瓦斯区域预测研究具有重要的理论和实用价值。     

回采工作面瓦斯涌出量VMD-DE-RVM区间预测方法

为有效、准确地预测回采工作面绝对瓦斯涌出量,基于变分模态分解(VMD)方法;差分进化(DE)算法和相关向量机(RVM)原理,提出回采工作面绝对瓦斯涌出量的VMD-DE-RVM区间预测方法;通过VMD方法将绝对瓦斯涌出量分解为若干固有模态分量并分析其局部特征,分别建立每个固有模态分量的RVM预测模型,并通过DE算法优化模型参数以提高预测精度;加权叠加各个分量的预测结果得到绝对瓦斯涌出量预测结果,并将其与经验模态分解方法所得结果对比。结果表明:应用该方法预测回采工作面瓦斯涌出量,能弱化瓦斯涌出量的局部特征,得到置信度为95%时涌出量预测区间有效度为100%,平均绝对误差为0. 096 m3/min,平均相对误差为2. 43%,预测精度有所提高。     

多层次灰色评价法在沼气站安全评价中的应用

影响沼气站安全的因素既有已知信息,又有未知和不确定信息,因此,沼气站是一个本征灰色系统,用多层次灰色评价法对其安全性进行评价具有一定的意义。以北京某沼气站为例,在识别站内主要风险因素的基础上建立评价指标体系,构建多层次灰色评价模型对其进行安全评价。首先,用层次分析法确定各评价指标的权重;其次,用灰色评价模型将专家打分结果处理成不同灰类程度的权向量;最后,将权向量进行单值化处理后得到沼气站安全的综合评价值,再将各级指标进行单值化处理可得到各级指标的评价值。结果表明:综合评价值和各级指标评价值与站内安全现状相符,多层次灰色模型作为一种能够解决少数据和信息不完全问题的方法,可以有效反映沼气站的安全状况。     

城市污泥厌氧消化产沼气资源化研究

系统地综述了我国城市污泥处置与利用的现状和趋势,并重点讨论了污泥厌氧消化产沼气的可行性,介绍了提高消化速度的先进技术以及生物法沼气脱硫技术.认为污泥厌氧消化产沼气的资源化利用是符合我国国情的,并将成为我国污泥处置与利用的一种有效途径.