“瓦斯灾害防控” 高影响力论文推荐|《煤炭科学技术》

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“瓦斯灾害防控” 高影响力论文推荐|《煤炭科学技术》

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行业视野: 安全
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关键词; 53位
专家; 12篇
论文; 7395IP
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淮北煤田煤与瓦斯突出灾害差异性和控制因素研究

作者(Author)：王亮, 郑思文, 赵伟, 陈大鹏, 朱子斌

摘要：淮北煤田是我国重要的煤炭资源开发基地，也是我国煤矿瓦斯灾害最严重的矿区之一。为了掌握淮北煤田瓦斯赋存和灾害特点，通过突出灾害案例分析、瓦斯地质参数统计和理论研究的方法，对淮北煤田瓦斯地质特征、突出灾害差异性和主控因素进行了系统研究。结果表明：淮北煤田处于徐宿弧形构造圈内，煤田内网状断裂构造纵横交错，构造密度最大可达51条/km2，最大煤层瓦斯压力接近6MPa，部分矿井岩浆侵入现象严重，煤田煤层及瓦斯赋存呈现“两极性”分布。淮北煤田发生的煤与瓦斯突出动力现象多集中在处于高瓦斯带的宿县矿区，事故占比达到57%，煤田整体呈现“南高北低、东高西低、东南最高”的瓦斯赋存分布及瓦斯灾害分布特征。煤田内经历多期构造运动，局部区域构造分布十分复杂，地应力分布异常；岩浆侵入的热演化使得煤的微孔发育、吸附瓦斯能力增强，岩浆岩的圈闭作用为下伏煤体中的瓦斯保存提供了良好条件，使得该区域煤层易于发生煤与瓦斯突出，海孜和卧龙湖煤矿共计15起事故发生在岩浆岩下伏煤体的热演化区；煤田内部分煤层厚度大，如芦岭特厚松软煤层厚度大于10m；煤层顶底板多为透气性较差的泥岩或粉砂岩，有效抑制了煤体中瓦斯的逸散；Ⅲ—Ⅴ类构造煤广泛分布，有利于煤层瓦斯的赋存；部分矿井已延伸至-900—-1 000m，具有开采深度大、地应力大的特点。研究结果为淮北煤田瓦斯灾害的精准防治及安全高效开采提供了支撑

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煤炭科学技术

2020年第10期

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受限空间煤粒瓦斯吸附扩散特性及模型适配差异分析

作者(Author)：赵伟, 王亮, 陈向军, 潘荣锟

摘要：瓦斯吸附扩散系数与解吸扩散系数存在差异，而直接采用定压边界的单孔扩散模型拟含吸附数据从而获得定容条件下的吸附扩散系数有所欠妥。为了对比定压扩散模型和定容扩散模型的拟合差异，正确评价不同边界条件下的瓦斯扩散过程，采用工业分析、等温吸附及吸附扩散动力学试验的方法，对不同初始压力下煤粒的吸附平衡过程及扩散系数变化进行了试验研究。研究发现，定容条件下试验煤样吸附压力随吸附时间呈对数曲线逐渐降低，而吸附平衡时间的长短由煤体的孔隙结构决定。另外，根据真实气体状态方程，可将压降规律转换为吸附规律。利用定容和定压2种扩散模型对瓦斯吸附扩散规律进行拟合，可以发现定容扩散模型要比定压扩散模型拟合效果好，且定压模型测得的扩散系数较之真正的定容扩散系数要大约2倍，并随着初始压力的增加其倍数逐渐增大。恒定压力的边界相当于给了瓦斯分子一个容易逸散的空间，相较于浓度逐渐升高的定容边界来说，扩散难度更小，扩散系数更大。最后，根据定压扩散系数以及定容扩散系数的差异，确定了试验中以及工程中2种扩散系数的应用范围：定压扩散模型适合描述试验中的定压解吸试验或者定压吸附试验，以及工程中煤层卸压区等高渗区的瓦斯运移规律。相对地，定容扩散模型则适合描述试验中的定容吸附或解吸试验，以及工程中被煤层低渗区隔绝的瓦斯运移规律，如应力集中区隔绝的区域或断层、褶曲等构造煤发育的部位。

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煤炭科学技术

2020年第09期

564

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基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型研究

作者(Author)：李树刚, 马莉, 潘少波, 石新莉

摘要：瓦斯灾害制约着煤矿安全生产的发展水平，瓦斯治理是高瓦斯煤矿开采工程中的重要环节，有效预测出下一时间段瓦斯浓度并做出合理的安全防护措施，可为煤矿瓦斯治理决策提供一定的参考依据。利用循环神经网络适合处理连续时间序列样本的特性，构建了一种基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型。该模型以宽泛策略为原则初步确定预测模型网络结构参数，选取数据量更大、时间跨度更长的瓦斯浓度时间序列为训练样本。首先采用邻近均值法和插值法处理训练样本中的异常值和缺失值，同时采用最大最小值标准化法对数据进行归一化处理，其次以均方误差和运行时间为评价指标，采用自适应矩估计优化器优化模型权重，选取修正线性为激活函数，隐藏层中加入丢弃层，通过不断调节步长、网络层数等参数，最终得到最优的循环神经网络瓦斯预测模型。研究结果表明：相比于反向传播神经网络预测模型和双向循环神经网络预测模型，基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型的训练误差降低至0.003，预测结果误差降低至0.006，具有更高的预测准确度；同时，预测误差波动范围在0.001～0.024，具有更好的稳定性和鲁棒性。基于循环神经网络的工作面瓦斯浓度预测模型具有更高的准确度、稳定性和鲁棒性，可有效预测出下一时间段瓦斯浓度的变化趋势，从而提前做出合理的防护措施，为煤矿安全生产提供一定的参考意见。

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煤炭科学技术

2020年第01期

864

1322
不同变质程度煤孔隙结构分形特征对瓦斯吸附性影响

作者(Author)：陈向军, 赵伞, 司朝霞, 戚灵灵, 康宁宁

摘要：为研究不同变质程度煤孔隙结构分形特征及其对瓦斯吸附特性的影响，通过压汞试验测试了9组不同变质程度煤样孔隙结构，利用Menger海绵模型分析了不同变质程度煤孔隙结构分形特征，结合煤样吸附常数，研究了孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特性的影响。研究结果表明，煤孔隙在不同孔径段具有不同的分形特征，渗流孔分形维数D1和吸附孔分形维数D2均随变质程度的增加呈线性增大。煤孔隙分形特征对瓦斯吸附特性具有一定的影响，渗流孔分形维数D1与吸附常数b呈良好的线性关系，与极限吸附瓦斯量a的关联性不大，表明渗流孔分形维数D1对吸附瓦斯速率影响较大，对吸附能力影响较小；吸附孔分形维数D2与极限吸附量a呈正相关关系，与吸附常数b关联关系不明显，说明吸附孔分形维数D2对瓦斯吸附能力影响较大，对吸附瓦斯速率影响不明显。

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煤炭科学技术

2020年第02期

671

663