基于灰色系统理论的矿井瓦斯涌出量预测方法.pdf

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1、2011年第3期能源技术与管理13doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．03．006基于灰色系统理论的矿井瓦斯涌出量预测方法邢瑞军，郭立稳(河北联合大学资源与环境学院，河北唐山063009)[摘要]瓦斯涌出量预测是瓦斯防治的重要技术环节。在综合分析开滦钱家营矿-850m水平7煤层地质条件和采掘顺序的基础上，探讨了Gin(1，1)模型预测矿井瓦斯涌出量的方法。依据预测结果，确定矿井瓦斯涌出量的动态变化和总的趋势，为煤矿安全生产提供技术保障。[关键词]灰色系统理论；瓦斯涌出量；预测；地质条件[中图分类号]TD712~．5[文献标识码]B[文章编号]16

2、72_9943(2011)03013一O2素之一。统计分析表明：瓦斯涌出在一定范围内与0引言工作面回采范围内断层的数量成正比增加，但断随着煤矿开采深度的进一步加大和高强度机层数量超过某一数值后，这种变化关系趋于平缓，械化采掘和集约化生产，自然灾害的威胁更加突而且过多，过大的断层反起预排瓦斯的作用。出，瓦斯涌出量急剧增大，不少低瓦斯矿井成为高褶曲对瓦斯分布和涌出的影响主要表现在产瓦斯矿井，原来没有瓦斯突出危险的煤层变为有生断层和造成围岩裂隙发育。特别是在裂而不断瓦斯突出危险的煤层。瓦斯涌出量预测是瓦斯防的褶曲区域，如果辅以致密的围岩，则是瓦斯涌出治的重要技术环节，由于机械化采掘强

3、度大、速度的重灾区。褶曲对瓦斯工作面分布和涌出的影响快，瓦斯涌出独具特征，我国现有的矿井瓦斯涌出因煤层而异。5煤层较强，7、9煤层一般，12煤层量预测技术已不能满足瓦斯防治对预测精度的要较差[。。求。在综合分析开滦钱家营矿一850m水平7煤层1．2采掘顺序对瓦斯涌出的影响地质条件和采掘顺序的基础上，探讨一种矿井瓦开滦钱家营矿回采及掘进工作面瓦斯涌出统斯涌出量的预测方法，为煤矿安全生产提供技术计表明，受周围采动影响造成瓦斯涌出异常的工保障[1-23o作面占总数的3／4。受周边采动影响，围岩应力发生转移，工作面周围形成卸压区，瓦斯压力降低，1钱家营矿瓦斯涌出的影响因素另外围岩岩性发

4、生变化，裂隙、层理发生交错连1．1地质条件对瓦斯涌出的影响通，形成了新的瓦斯排放通道，其结果就会造成开开滦钱家营矿煤层顶板岩性主要有粉砂岩、采时较大的瓦斯涌出异常，一般为原始预测量泥岩、页岩、细砂岩和中粗砂岩。其中，粉砂岩和泥23倍。岩岩性致密，是良好的瓦斯封盖层，瓦斯涌出异常2灰色系统理论预测方法工作面的顶底板大多是这类岩层，而细砂岩和中粗砂岩则是排放瓦斯的良好通路，开采期间很少灰色系统理论，从1982年到现在，历经十几出现瓦斯异常现象。粉砂岩和泥岩发育的区域，由年的发展，已初步形成了以灰色关联空间为基础于岩层致密，缺乏储存瓦斯的空间，工作面瓦斯只的分析体系，以灰色模型为主体

5、的模型体系以及是从本煤层中涌出，比其它岩性覆盖下的工作面灰色过程及其生成空间为基础与内涵的方法体大，但不会造成瓦斯涌出异常。如果同时存在地质系，以系统分析、建模、决策、评估为纲的技术体构造，特别是出现较大的褶曲时，会使该区域裂隙系。灰色系统理论通过对数据处理，找到了累加生大量发育，煤层顶底板有足够的瓦斯储存空间和成，并发现累加生成曲线是近似的指数增长曲线，流动通道，其结果就会造成开采时较大的瓦斯涌而指数增长恰好符合微分方程的形式。在此基础出异常。上，通过研究离散函数光滑性、微分方程背景值、断层也是影响煤层瓦斯分布和涌出的主要因平射等一些基本问题最后解决了微分方程的建模邢瑞军，等

6、基于灰色系统理论的矿井瓦斯涌出量预测方法2011年第3期问题[]。【，rB、J『l00．01798290．231445]显然，灰色系统理论应用到开滦钱家营矿．2314453．22878IT一r一850m水平瓦斯涌出量的预测中，不仅具有高度0=(B‘B)BY=的概括性，而且可以提高预测精度。依据钱家营矿0．0l798280．231445目前开采的三采区7煤层瓦斯参数预测一850mO．2314453．22878]×水平各阶段瓦斯涌出量。综合分析钱家营矿三采一7‘80一·3045一41‘538一71‘838]l×，、11区西翼和东翼采掘工作面顺序以及各时期瓦斯涌2．67出量，筛选以下

7、数据进行拟合处理，如表1所示。4．337『一0．0976625表1工作面瓦斯涌出量2．13一l2．14484．47所以，一0．0976625，b=2．1448令，(0)=6．466则响应函数为：：+1)=(6．466+21．9613)e㈣-21．9613=28．4273e㈣一21．9613当：5时，：(6)：24．3628，：(6)：24．3628—20．3628=3．6598根据标高落差及地质构造相似等条件，选择如下数据进行处理：相对瓦斯涌出量6．466m3／t、当k=6时，：(7)：29