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基于模糊物元分析的煤与瓦斯突出预测

王燕杰  
【摘要】:煤炭占我国一次能源消费的70%以上,随着我国经济快速发展,对能源需求也在不断的增大,煤炭在未来一定时期内仍是主要能源。而矿井瓦斯灾害作为矿井五大灾害之首,一直制约着煤矿生产效率的提高,严重威胁日常生产和井下工人的生命安全,因此做好煤矿的瓦斯防治工作十分重要。煤与瓦斯突出预测作为瓦斯防治的第一步,在整个瓦斯防治过程中的地位尤为重要,做好预测工作不仅具有重大的经济效益和社会效益,其带来的安全效益更是无法估量。 本文在充分认识瓦斯灾害的严重性和煤与瓦斯突出预测重要意义的前提之下,首次将模糊物元分析方法应用于煤与瓦斯突出预测模型的建立。首先对现有的突出预测方法、煤与瓦斯突出机理研究现状、突出发生的条件、影响突出的因素以及突出的一般规律进行了总结以及研究分析;在深入学习模糊物元分析理论的基础上,陈述了一些论文中会使用的关于物元的基本概念、物元的类型和处理数据的方法;充分利用瓦斯突出的模糊性和单因素预测的不相容性以及熵权法可避免传统专家打分赋予权重的主观性的优点,以模糊物元模型理论为基础,并且结合熵权法确定各影响突出因素的权值,选取影响突出指标,建立综合指标预测体系。这也是本文的创新点所在。在实例应用方面,选用采集于晋煤集团寺河矿的指标数据进行计算分析,通过与实际情况比对取得良好的结果,证明该方法的可行性;最后将该方法应用于潞安集团余吾煤业的煤与瓦斯突出预测实践中,并选取钻屑解吸指标(K1)、瓦斯放散初速度(△p)、煤的坚固性系数(f)和测定地点瓦斯量(Q)这四个基本指标建立综合指标预测体系,最终得出该矿综合指标的临界值,结果显示:在保证安全的前提下,与传统的单一指标K1值预测相比,使用本方法可以有效减少使该矿的防突工作量。 由于突出过程的复杂性,各个煤矿的地质构造、煤质、地应力等因素不同,影响突出的主控因素也不相同,运用本方法建立的综合指标预测体系,可以尽可能全面的考虑突出影响因素,使预测更加合理可靠。 通过实例证明模糊物元分析法在实际应用中具有可靠性和可操作性,为煤与瓦斯突出预测提供一条新的思路和方法,对减轻和防止煤矿瓦斯突出自然灾害具有重要意义。


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