灰色系统理论在矿井瓦斯涌出量预测中的应用

瓦斯含量的快速测定方法综述技术原理煤炭科学研究总院抚顺分院研制的WP-1型井下煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪是根据煤样瓦斯解吸速度随时间幂函数变化关系（利用瓦斯解吸特征指标V1值，计算出煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力）的原理而设计的。

特点及适用范围适用于煤矿井下回采或掘进工作面快速测定煤体中瓦斯解吸量，及时了解工作面前方瓦斯含量、瓦斯压力分布情况，以及防突预测指标K1、K t 等重要瓦斯参数。

仪器所测定的煤样必须是新鲜、干燥的煤样。

装备配置一、主要测定仪器1．仪器特点该仪器具有：体积小、重量轻、测定时间短，不影响正常工作，自动完成测定、存储、计算、显示、打印等工作，操作简便、省时省力、高效快捷、准确可靠、一次测定可测算出多种瓦斯重要参数。

为快速、简洁预测瓦斯量提供了可靠的测定手段和依据。

是一套比较完善、可靠的预测预报新技术装备。

2. 主要测定参数和技术指标1）测定参数K t—煤样瓦斯解吸速度衰减系数，煤层瓦斯突出危险性重要指标之一；K1—煤层瓦斯突出危险性重要指标之一，ml/g.min；V1—单位重量煤样暴露第一分钟的瓦斯解吸速度，与煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力有直接关系，ml/g.min；Q2—瓦斯解吸速度衰减系数；W—煤层瓦斯含量预测值，ml/g；P—煤层瓦斯压力预测值，MPa；R—相关系数，反映测定结果的可靠性。

2）技术指标瓦斯解吸量0～60 ml/min;瓦斯含量2～30 ml/g;瓦斯压力0.1～6.0 MPa;测量精度±2% FS;显示方式8位液晶(LCD)数码显示;持续工作时间8h以上;工作环境温度0～40℃;工作环境湿度≤95%;工作环境压力85～110Kpa;寸尺、质量250×145×67mm, 2kg;防爆类型煤矿用本质安全型，ibI(150℃)。

二、测定步骤1）打开仪器上的电源开关，仪器进入选择状态，屏幕上显示出“b c d”提示信息。

其中：b字符表示按显示键后，选择显示刚刚测定最终结果方式；c字符表示按测试键后，选择测定工作方式；d字符表示按打印键后，选择打印测定数据和最终结果工作方式。

深部顺槽破坏机理及原 因分析 巷道底鼓机理及 防治措施探讨 精细解释技术在煤 田三维地震勘探 中的应用
１２ —５
１２ —７ ｌ ３ 一０ １ ３ —４ ｌ ３ 一８ １ ４ —１ １４ —４
张集煤 矿煤 与瓦斯 突出机理及对策 南山煤 矿综采放顶煤 瓦斯综合治理技术
五沟煤 矿西翼 采区复杂地质条件下揭煤技术
１４ —６ ｌ４ 一８
１５ —１ １５ —４ １５ —６ １５ —９ １６ —４ １６ —７
南Ｌ 煤矿盆底南翼区 １ Ｉ Ｊ ５层二分段瓦斯综合治理技术应用 １６ —２
张小楼井断裂构造 的分形预测 极软巷道全封闭锚注联合支护技术 浅析炮采放顶煤工作面过顶板老硐 倾斜综采 面复杂条件下调面 回采工艺分析 氮气 防灭火技术在义马矿 区的应用 南 山煤矿南 风井技术改造方案 滑轮式跑 车防护装置 的研制与应用 ｓ 一Ｏ Ｏ ８ 无极绳绞车在综采支架安装中的应用 障碍物对 瓦斯爆炸压力传播规律 的研究 煤 矿陷落柱地震 响应分析 地 质异常体 有限差分数值模拟与精度分析
２ １ 年第 ６ ０１ 期
鲁 西南成盐 区丰县盐盆石盐矿床沉积特征 浅析 基 于灰 色系统理论 的矿井瓦斯涌出量预测方法 ７２ ４ ５下顺槽掘进 瓦斯 涌出异常机理及应对措施 煤层瓦斯 预抽期评价及预抽效果分析
高瓦斯大采高超长综放工作面生产技术研究
压风喷雾处理 回风隅角瓦斯系统的建立及使用 采空区瓦斯流 动规律 Ｃ Ｄ数值模拟 的误差分析 Ｆ 芦岭煤 矿 ８ 煤层 瓦斯地质赋存规律分析 岩浆侵入对煤 与瓦斯 突出的影 响研究
ｌ ８ 一５
浅谈王庄煤矿通风系统改造
立井施工注浆 防治水技术研究与应用 煤矿底板突水非线性预测评价研究
１ ８ —７

采深度与相对瓦斯 涌出量之问的一元线性 回归方程 ， 利用此方程对深部 区域 的瓦斯涌 出量进行预测。刘新喜提 出了基于 Ｂ Ｐ人工神经 网络 的矿
井瓦斯涌 出量预测方法 ， 该方法应用 Ｂ 人 工神经网络模型和算法 ， 立 Ｐ 建 了煤层群开采矿井瓦斯 涌出量 预测模 型； 人工神经网络 以其高度 的非线 性映射 、自组织结构将影响矿井瓦斯 涌出量的诸 因素视为输入节点 ， 并 通过一定方式 连接 ， 网络进行学习 与联想 记忆 ， 而实现矿井 瓦斯涌 对 从
作为地质实体中 的一部分 ， 的生成运移 和赋存 必然受到地质条件 的控 它
制和支配。趋势面分析法是用数学方 法研究地 质变间相互关 系的一种多元统计分析方法。 在矿井瓦斯涌 出量
１ 国 内外有 关瓦 斯涌 出预 测方 法 的研 究 现状
１１ 国 外 研 究 现 状 ．
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文 章 编 号 ：０ ５ ６ ３ （０ ７ １— １５ ０ １ ０ — ０ ３ ２ ０ ）７ ０ ６ — ２
Ｓ Ｉ Ｅ ＨＩＦ Ｒ Ａ ＩＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆ Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ－ Ｃ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｔ Ｎ ＣＮＭ
出量预测。莫亚林提 出了灰色 系统理论瓦斯 预测 方法 ， 此方法建立不 同
深度及掘进 过程 中的瓦斯 预测（ Ｍ） 型 ， Ｇ 模 对煤 矿采掘工 作面 的瓦斯涌 出变化进行了分 析 ， 检验对 比， 经 灰色预测精度高于传统预测 方法 。 陈富 勇将数值分析应 用于矿井未开采 区瓦斯涌 出量预测 中 ， 用数值分析对 已 有瓦斯涌出量和深度的离散数据进行拟合分析 ， 可寻找到瓦斯涌出量和 开采深度 的近似 函数， 从而实现对未开采区瓦斯涌出量预测 的 目的。

邻近层与开采层的层间距 层间距越小，邻近层越容易向开采煤层涌出瓦斯。 邻近层的瓦斯含量和残存瓦斯含量 邻近层的瓦斯含量越大、残存瓦斯含量越小， 涌入开采煤层采掘空间的瓦斯量就会越大。
邻近层数目 要计算邻近煤层的瓦斯涌出量，需要将若干临近煤层的瓦斯涌出 量累加起来
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邻近层厚度与采高的比值 邻近层厚度相对于开采层采高的比值越大，以开采 煤量计算的相对瓦斯涌出量应该越大。
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k3——煤柱瓦斯涌出系数，k3=∑l/L； ∑l——煤柱沿倾斜方向的宽度，m；
x0——煤层瓦斯含量，m3/t； x1——煤的残存瓦斯含量，m3/t。不同变质程度煤的残存瓦斯含量见下表。
运到地表的煤中残存瓦斯含量
煤的挥发分 Vr(%) 2~8 8~12 12~18 18~26 26~35 35~42 42~50
出量大于40m3/min。
(3) 煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
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矿井瓦斯涌出量预测方法研究现状
从国内外研究现状来看，矿井瓦斯涌出量预测方法可分为两类：一类是建立在
数理统计基础上的矿山统计法，这种方法依据矿井瓦斯涌出量随开采深度 变化的统计规律，外推到预测的新区；另一类是以煤层瓦斯含量为基本预 测参数的瓦斯含量法。
初始强度Q0可以在巷道中实测。从公式可以看出，煤壁瓦斯涌出强度Qt与暴露时 间t呈幂函数关系。
设 L——巷道长度，m; n——煤壁暴露面数； m0——巷道中的煤层厚度，m；
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V——掘进速度，m/min； Q1——巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min。 则一分钟的掘进面积为nm0V。于是，整条巷道的绝对瓦斯涌出量（m3/min）相当于一 分钟的掘进面积连续涌出瓦斯L/V分钟。因此，巷道煤壁绝对瓦斯涌出量可表示为：