“煤与瓦斯突出预测预警技术”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“煤与瓦斯突出预测预警技术”专题

来源：矿业安全与环保

煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一,而且随着我国矿井采深和开采强度的增加,突出灾害日益严重。研究合理的瓦斯浓度预测分析方法与防突预警系统是煤矿灾害智能防控的重要环节；对突出风险进行全方位有效辨识和准确预测预警是遏制突出事故的有效手段。编者从近几年在《矿业安全与环保》发表的“煤与瓦斯突出预测预警技术”主题论文中遴选10篇稿件制作成辑，供广大读者参阅。

行业视野: 安全
类别; 41个
关键词; 29位
专家; 10篇
论文; 4032IP
点击量; 1681次
下载量

基于LSTM的瓦斯浓度预测与防突预警系统设计

作者(Author)：兰海平, 张志刚, 徐再刚, 田祥贵, 张少超

摘要：为了对瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故进行提前预警，建立了数据预处理、瓦斯浓度预测模型，研发了具有三级判识标准和流程的预警系统。通过基于LSTM算法的瓦斯浓度数据训练解决深度学习中的梯度消失与梯度爆炸，通过瓦斯特征分析反映瓦斯浓度时空相关性，通过研究样本时长、预测时长与预测精度之间的关系得出最优预测方法。结果表明：当子样本时间长度为1.0 h时，5 min的超前预测精度最高，符合1%的评判标准；当子样本的时间长度为1.5 h时，超前预测10 min和15 min的精度最高且符合评判标准；当子样本时间长度为2.0 h时，需要超前预测20 min才符合标准。瓦斯浓度预测分析与防突预警系统能够反映煤巷掘进过程中瓦斯浓度的变化规律并进行瓦斯浓度预测和实时防突预警，为安全高效的瓦斯防治工作提供技术支撑。

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矿业安全与环保

2023年第02期

347

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基于CS-LSTM的工作面瓦斯浓度智能预测研究

作者(Author)：梁运培, 栗小雨, 李全贵, 毛树人, 郑梦浩, 李建波

摘要：为充分挖掘瓦斯浓度监测数据的变化规律,实现工作面瓦斯浓度的准确预测,提出了一种基于CS-LSTM 的工作面瓦斯浓度智能预测模型。采用样条插值法对瓦斯浓度监测数据的缺失值进行插补,再进行无量纲化处理,得到训练样本;利用布谷鸟搜索(CS)算法对长短期记忆网络(LSTM)的隐藏层层数及其神经元个数、全连接层层数及其神经元个数等4 个超参数进行寻优,建立最优瓦斯浓度预测模型,并预测工作面未来12 h 的瓦斯浓度。研究结果表明:与LSTM 及基于遗传算法(GA) 的LSTM模型预测结果相比,在相同迭代次数下,CS 算法具有更好的全局寻优能力,有效避免了GA 算法易陷入局部最优的不足;基于CS-LSTM 预测模型的均方根误差( RMSE) 为0. 023,该模型与其他2 种模型相比精度较高,预测效果较好。

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矿业安全与环保

2022年第04期

320

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煤与瓦斯突出智能预警方法及系统

作者(Author)：赵旭生, 马国龙, 周密

摘要：针对传统煤与瓦斯突出预警系统自学习能力不足、信息融合度不高、智能化水平和预警准确性有待提升的问题,基于关联规则和证据理论,建立了突出预警指标自主动态优选方法和多指标融合决策模型,开发了突出智能预警系统。介绍了突出危险判识事务集构建模式,提出预警指标项的非对称二元化转换方法,以及预警指标项与突出危险项之间关联规则的构建方法,定义了反映漏报率大小的函数,形成基于关联规则的突出预警指标优选方法;研究提出突出预警证据理论识别框架,构建出突出预警证据体基本概率分配函数,给出突出预警证据合成方法,得到反映突出危险概率大小的函数,形成了基于证据理论的突出预警多指标融合决策方法;在此基础上,采用分层架构设计,开发出煤与瓦斯突出智能预警系统,实现了突出灾害的在线监测、智能分析、融合预警、在线发布与远程查询。现场应用效果显示,突出预警准确率达到91. 53%,且无漏报现象,为矿井突出灾害防治提供了良好的技术支撑。

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矿业安全与环保

2022年第04期

747

127
赤峪煤矿煤层突出危险性预测敏感指标的确定

作者(Author)：张逸龙, 吴彦, 方书昊, 廖奇, 杨印朝, 朱红青

摘要：以赤峪煤矿2号煤层为研究对象，采用灰色关联分析法对钻屑量S和钻屑瓦斯解吸指标Δh2（“二指标”）进行预测，确定“二指标”与2号煤层发生突出的可能性之间的敏感性；结合“三率法”（预测突出率、预测突出准确率、预测不突出准确率）对突出危险性预测指标进行分析，确定临界值；采用“三率法”对“二指标”进行分析，验证临界值的有效性。研究结果表明：灰色关联度P(S)=0.909＞P(Δh2)=0.896，S作为预测指标的敏感度更高；确定了S和Δh2临界值分别为7.4 kg/m、200 Pa。现场效果检验表明，所确定的2号煤层突出危险性预测指标临界值合理。

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矿业安全与环保

2022年第03期

234

128
基于瓦斯地质特征的多参量突出预警技术在新建煤矿的应用

作者(Author)：姚亚虎

摘要：针对新建煤矿地质构造复杂、煤层瓦斯赋存不均衡、煤与瓦斯突出防控难度大的问题，综合运用瓦斯地质理论、煤矿灾害预警技术，以矿井近5年瓦斯动力现象资料和防突数据为基础，建立了基于瓦斯地质特征的煤与瓦斯突出多参量预警指标体系。分析了瓦斯地质因素和煤与瓦斯突出预测指标K1值的关系，确定了煤层厚度变化率、煤层倾角变化率、软分层厚度、断层影响范围、煤层瓦斯含量（或压力）5个预警指标及其临界值，据此建立了瓦斯地质特征突出预警模型，并提出了预警等级判识方法。同时，开发了瓦斯地质特征突出预警系统，在新建煤矿取得了良好的应用效果，可为类似条件矿井突出预警提供参考。

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矿业安全与环保

2021年第03期

255

175
工作面突出危险性预测指标K1临界值研究

作者(Author)：张玉柱

摘要：以中岭一井3号煤层为例,介绍了一种假设—考察—修正—确定递进式工作面突出危险性预测指标K1临界值的确定方法。首先根据历史资料统计分析和实验室理论计算确定3号煤层钻屑瓦斯解吸指标K1的合理临界初值,为现场考察修正奠定基础;其次通过统计分析采掘工作面预测历史数据,掌握工作面预测区域瓦斯赋存分布规律,确定采掘工作面现场考察区域并对K1临界初值进行考察;依据考察结果,分析修正K1的临界初值;对修正的K1临界初值进行扩大应用试验;最后确定3号煤层工作面突出危险性预测指标K1临界值为0.55 m L/(g·min1/2),以及其应用条件,验证了研究方法的可行性。

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矿业安全与环保

2020年第06期

457

148
基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型

作者(Author)：宁小亮

摘要：针对传统的煤与瓦斯突出预警模型融合度不高、自分析与优化能力不足、预警原因难追溯等问题，采用关联规则算法和证据理论算法相结合的方法，建立了基于多源信息融合的煤与瓦斯突出动态预警模型。分析了定性和定量预警指标对应的关联规则项目设置方法，定义了用于煤与瓦斯突出预警分析的关联规则，得到强关联规则确定方法和预警指标优选方法；建立了用于煤与瓦斯突出预警分析的证据理论识别框架，确定了基于关联分析结果的基本置信度分配规则，并给出证据合成方法和基于类概率函数的融合决策方法；研究得出采用基本置信度分配函数进行预警原因追溯的方法，并给出了模型动态更新方法。测试结果表明，利用该模型进行煤与瓦斯突出预警分析，可实现预警指标自动筛选、多指标自动融合分析与决策、预警原因自动追溯及模型的动态更新优化。采用该方法进行煤与瓦斯突出预警是合理可行的。

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矿业安全与环保

2020年第03期

618

373
基于事故树分析的煤与瓦斯突出预警指标体系

作者(Author)：赵旭生, 马国龙, 乔伟, 宁小亮

摘要：科学、合理的预警指标体系是准确、可靠预警煤与瓦斯突出的前提。以两个"四位一体"综合防突技术体系为依据,编制了煤与瓦斯突出事故树,对事故树基本事件进行了归纳和分类。根据分类结果,从生产系统缺陷、客观突出危险、防突措施缺陷、防突管理隐患等4个方面,构建了煤与瓦斯突出预警指标体系框架。在此基础上,分析各预警要素与煤与瓦斯突出之间的关系,设计和选取了52个预警指标,建立了煤与瓦斯突出预警指标体系。煤与瓦斯突出预警指标体系的建立,可为煤与瓦斯突出预警方法、模型研究和预警系统开发提供指导和支撑。

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矿业安全与环保

2019年第03期

512

184