李春辉[1]2010年在《基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的研究》文中提出煤矿安全是当前煤矿安全生产工作的首要任务,然而煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产最为严重的自然灾害之一。它是一种极其复杂的动力现象,是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质等因素综合作用的结果。鉴于目前突出灾害日益严重的现实状况,煤与瓦斯突出的预测研究对保障煤矿的安全生产显得更加重要。本文结合目前大家普遍接受的综合假说为理论基础,通过对贵州地区煤与瓦斯突出事故的统计分析,研究了煤与瓦斯突出的一般规律,并应用BP神经网络的知识对煤与瓦斯突出的危险性预测进行了研究。1)论文首先阐述了煤与瓦斯突出危险性预测的必要性和深远意义,分析了当前的研究现状和存在问题,并以综合假说的突出机理为基础,确定了基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的研究方案和技术路线。2)通过对该地区突出事故的统计分析,研究了煤与瓦斯突出的一般规律,并以综合假说为理论基础,分析了煤与瓦斯突出危险性的影响因素,建立了煤与瓦斯突出危险性的评价指标体系。3)分析以地应力、瓦斯参数和煤体物理力学性质等控制和影响突出的各种因素,应用叁角模糊数的理论和知识,确定了煤与瓦斯突出危险性预测的主控因素。4)建立了基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的数学模型,并通过数学软件MATLAB将其实现,以响水矿井为例进行了区域突出危险程度的评价。该方法简单易行,具有很强的实用性和操作性。5)最后,提出了煤与瓦斯突出的区域性防治技术,即开采保护层、预抽煤层瓦斯和煤层注水等方法。并针对我国数字化矿山的建设需要,提出了基于GIS的煤与瓦斯突出危险性预测管理系统的设计方案,为煤与瓦斯突出的防治提供了种新的防治技术,开辟煤与瓦斯突出防治的新途径,对保障煤矿企业的安全生产具有重要的意义。本文通过对该地区突出的一般规律以及突出危险控制因素的研究,建立了基于BP神经网络煤与瓦斯突出危险性预测的数学模型,提出了煤与瓦斯突出区域性的防治技术,为煤与瓦斯突出的预测和防治探索新的途径。
张宏伟[2]2003年在《地质动力区划方法在煤与瓦斯突出区域预测中的应用》文中提出地质动力区划方法以板块构造理论为基础,以区域构造形式为主要研究对象,以断裂的活动性、岩体的应力状态作为预测煤与瓦斯突出的主要判据,建立了煤与瓦斯突出的区域预测新方法。该方法工程投入少,简便易行,推广应用前景广阔,文中介绍了地质动力区划方法及其在平顶山矿区的应用。
张瑞林[3]2004年在《现代信息技术在煤与瓦斯突出区域预测中的应用》文中提出煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产最为严重的自然灾害之一。鉴于其影响因素众多而突出机理尚未彻底研究清楚、突出灾害却日益加剧的现实状况，本文提出了利用瓦斯地质学理论并通过有效管理和分析采场瓦斯突出煤体信息实施突出预测的指导思想；充分强调作为预测实施主体的人在其中应该起到最积极和最重要的作用，并在此基础上创建了矿井煤与瓦斯突出区域预测信息系统。 (1)论文首先阐述了创建煤与瓦斯突出区域预测信息系统的必要性和深远意义，分析了其当前的研究现状和存在问题，确立了以瓦斯地质学为理论基础、以地理信息系统为开发平台的研究方案和技术路线。 (2)结合信息的特点及其运动规律，从系统分析的思想出发，探讨以煤与瓦斯突出区域预测为目的瓦斯地质信息获取过程和管理模式。 (3)以瓦斯地质区划论的相关思想为指导，研究了通过瓦斯突出事故树分析与人工神经网络模拟相结合进行煤与瓦斯突出区域预测的新方法。 (4)探讨了影响和控制煤与瓦斯突出的瓦斯地质变量趋势分析方法及实现其空间可视化表达的手段和方法。 (5)分析了信息系统的发展过程、功能分类及其各项具体实施细节，确立了适用于矿井安全管理的煤与瓦斯突出区域预测信息系统可行性开发方案。 (6)详细探讨了创建矿井煤与瓦斯突出区域预测信息系统的具体方法和过程，并对相关功能模块和连接数据库、知识库的构筑、实现及运行机制进行了较深入的研究。 (7)结合淮北矿业集团公司芦岭煤矿的现场资料和实际情况，尝试开发了“淮北芦岭矿煤与瓦斯突出区域预测信息系统”。 (8)最后对全文的研究内容进行了比较系统的归纳和总结，并客观评价了论文研究工作中的不足和尚存在的问题；对论文后期工作的进一步开展制定了新的目标和要求，对项目应用前景作出了积极展望。 全文总体上分为明暗两条线索。第一条明线主要致力于以瓦斯地质学为基础对煤与瓦斯突出区域预测信息系统开发方法的探讨，旨在实现对瓦斯地质信息的有效管理和应用，并为现场安全管理和工程技术人员提供必要的决策支持。另一条暗线则充分强调了人在预测和防治突出灾害中的主体作用，重在加强现场安全管理和工程技术人员深入、全面地掌握瓦斯地质理论知识的手段，提高他们实时、重庆大学博士学位论文准确分析灾害信息、有效防患未然的能力。 同时，这也是论文研究的总体预期目标，以求能够有效地促进煤与瓦斯突出预测技术的发展，真正在预防煤与瓦斯突出灾害事故的生产实践中起到积极的作用。关键词:瓦斯地质学，煤与瓦斯突出，区域预测，信息系统，决策支持
郝天轩, 魏建平, 郝富昌[4]2007年在《基于MapObjects图形迭加分析在煤与瓦斯突出区域预测中的应用》文中研究指明煤与瓦斯突出是煤矿事故发生频率高、人员伤亡大的灾害。突出区域预测技术不能很好的适应现代开采技术的进步,是突出重大事故多发的主要原因, 需要研究可操作性好、适用范围广、预测准确率高的突出区域预测技术是突出灾害治理的技术关键。本文采用 Visual C++6.0作为软件开发平台,利用美国环境系统研究所(ESRI)的 GIS 组件 Mapobjects2.3,结合瓦斯地质理论、GIS 原理与方法和可视化理论等开发出了瓦斯突出区域预测可视化系统,并实现了对瓦斯赋存富集区和构造软煤发育区进行图形迭加分析的功能,为瓦斯突出区域预测提供了一种快捷、直观的新途径。
张豫生[5]2006年在《基于地质构造的煤与瓦斯突出预测研究》文中进行了进一步梳理国内外开采实践表明,煤与瓦斯突出的发生呈区域性分布。因此,区域预测在煤ij瓦斯突出防治工作占有重要的地位。由丁煤与瓦斯突出现象的复杂性,目前普遍承认煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤体结构等诸因素综合作用的结果,且地质构造起主导控制作用。事实上地应力是突出的主要动力来源,高压瓦斯及破碎的煤体结构是突出的物质基础,而工程采掘活动则为突出提供了适宜的边界条件。本文基于地质动力区划确定的活动构造信息、区域地应力场测量和模拟研究成果、瓦斯地质研究成果、分形研究成果、地质勘探成果提取有关地质构造信息进行综合智能分析,在空间数据管理的基础上,应用概率预测的方法对影响突出的诸因素进行模式分析和度量,对区域煤与瓦斯突出的危险性做出分类,划分煤与瓦斯突出危险区、突出威胁区和无突出危险区,及其与煤与瓦斯突出点的空问关系,显示井田范围内活动构造、构造应力分布、瓦斯涌出量和瓦斯含量,尽可能多地考虑了较多因素,分析各种影响因素之间的相互联系及其在突出过程中的作用或影响程度,得出包括影响因素的评价煤与瓦斯突出危险性的定量综合判据,从而使定量综合指标供定性使用。本文所做的研究工作如下:(1)确定了鹤壁煤田构造是典型的人字型和弧形构造形式。在经度方向处在构造凹地区域,在纬度方向处于平原和河南西部山区的交界处,纬度方向具有台阶式的结构,鹤壁矿区处于凹地与阶地的相交区域,处在断裂带的变形影响区内。这决定了鹤壁煤田的高应力和高瓦斯含量的地质背景。(2)利用地质动力区划方法,查明I级活动断裂9条、1I级活动断裂8条、IIl级活动断裂9条、Ⅳ级活动断裂19条、V级活动断裂32条。查明的各级活动断裂,特别是I、II级活动断裂与我国地质界、地震界所确定的活动构造大多有明显的联系。(3)查明矿井的煤与瓦斯突出事件以某种方式与地质动力区划查明的活动断裂相联系,煤与瓦斯突出显现与活动构造和构造应力密切相关。在井m内,约85.2%的煤与瓦斯突出显现点位于断裂带影Ⅱ向区或断裂带交汇部位,并受III一2、lV～7、V-3和V一6四条活动断裂的控制,规律十分明显。这四条活动断裂从时间上和空间上制约着六矿煤与瓦斯突出显现的发生。(4)地应力测量得出鹤壁六矿的地应力场属于水平应力场,地应力足以水平压应力
李胜[6]2004年在《煤与瓦斯突出区域预测的模式识别方法研究》文中指出煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤的物理力学性质等因素综合作用的结果。国内外开采实践表明，煤与瓦斯突出的发生呈区域性分布，瓦斯灾害发生区域只占整个开采区域的8％～20％。文中通过地质动力区划方法确定区域地质构造背景，采用多因素模式识别概率预测方法完成煤与瓦斯突出危险性的区域预测。在理论分析和查明多个突出影响因素与突出危险性之间的内在联系的基础上，确定模式识别准则、建立模式识别模型，完成模式识别系统设计、模式识别算法研究、概率预测准则确定和煤与瓦斯突出区域预测信息系统的开发。进而划分煤与瓦斯突出危险区、突出威胁区和无突出危险区，对煤与瓦斯突出危险性做出评估和预测，提高瓦斯灾害预测的准确性。
牛聚粉[7]2009年在《基于MapX的煤与瓦斯突出预警技术研究》文中研究指明本文结合“基于GIS的煤矿安全信息系统设计与开发”项目和“国家2008年注册安全工程师考试大纲提出的事故预警机制建立”理论的提出,以煤与瓦斯突出危险性预警为研究对象,运用预警基本理论、煤与瓦斯突出预测技术、地理信息系统(GIS)技术以及安全系统工程的分析方法,构建了煤与瓦斯突出预警理论,提出了煤与瓦斯突出预警的逻辑工作过程和基于GIS的煤与瓦斯突出预警的标准化实现过程。在进行理论创新的同时,运用MapX地理信息系统开发控件,进行了GIS的二次开发,构建了煤与瓦斯突出预警系统,实现了对煤与瓦斯突出数据的集成管理和可视化显示,可为煤与瓦斯突出的防治、应急管理提供可靠依据。本文完成的研究工作及取得的主要进展如下:(1)综合运用预警基本理论、煤与瓦斯突出预测技术以及安全系统工程的分析方法,构建了煤与瓦斯突出预警理论,对该理论的内涵进行了界定,并提出了煤与瓦斯突出危险性预警的逻辑工作过程,形成了完整的煤与瓦斯突出预警理论体系。(2)深入分析了地理信息系统适用于预警的功能,研究分析了GIS适用于预警的优点,阐述了地理信息系统中图层、专题地图、专题地图分级显示作为GIS适用于预警信号输出的原理。(3)通过对煤与瓦斯突出影响因素的分析,提出了运用数量化理论建立煤与瓦斯突出综合预警模型的步骤,研究预警模型基于GIS表达的关键技术,提出了基于GIS的煤与瓦斯突出预警实现的标准化过程。(4)通过研究GIS对空间数据与属性数据的管理模式,提出系统数据解决方案,建立了煤与瓦斯突出基础信息和灾害信息的分类管理模型,实现对煤与瓦斯突出数据的有效集成管理和可视化显示。(5)对煤与瓦斯突出警兆指标进行了研究,建立了预警信息的分级输出标准,提出基于GIS的预警级别输出方式,与针对煤与瓦斯突出危险性状态的分级管理模式。(6)基于控件GIS开发的优点和MapX的具体使用方法,使用VB6.0编程语言,开发了集信息管理、煤与瓦斯突出危险性预警于一体的煤与瓦斯突出预警系统,并使用该预警系统对试验矿井煤与瓦斯突出危险性进行了预警,验证了本研究方法的客观性、科学性与可用性。
温彦良[8]2003年在《地质动力区划和分形理论在煤与瓦斯突出区域预测中的应用》文中认为煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象，是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。区域预测是以煤与瓦斯突出机理的认识为基础的。目前国内外普遍接受的是瓦斯突出综合假说，即煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质综合作用的结果。由于突出的复杂性，目前存在不同的侧重点和观点。大量事实证明，瓦斯突出是受地质条件控制的。本文以地质动力区划理论为基础，绘制潘一矿Ⅰ～Ⅴ级断裂图，在此基础上进行了构造应力场研究。然后将Ⅴ级断裂图划分为若干个单元格，利用分形理论对断裂图进行分形研究，用分维值表示区域断裂构造系统的复杂程度。将区域构造应力值与区域断裂分维值结合来进行煤与瓦斯突出区域预测。研究中以淮南潘一矿为研究对象，最后划分了突出危险区，突出威胁区和无突出危险区。
张洲[9]2009年在《煤与瓦斯突出矿井鉴定各单项指标关联度研究》文中指出瓦斯突出事故是危害矿井安全生产的重要因素之一,也是煤矿中最严重的灾害之一。对矿井进行突出危险性鉴定是一项非常重要的工作,它对有效防止瓦斯突出事故,保障矿井生产安全有着重大意义。本文依据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》和《防治煤与瓦斯突出细则》这两个国家级规范,说明了单项指标法在煤与瓦斯突出危险性鉴定和预测中的重要性。从煤与瓦斯突出原理着手,分析了煤与瓦斯突出现象,探讨煤与瓦斯突出的机理。本文主要研究的内容是煤的破坏程度、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度和煤层瓦斯压力四项单项指标的定义、物理含义、特点及在实践之中的表现。突出鉴定规范及细则规定四个单项指标同时达到或超过临界值方可定为突出煤层和突出矿井是因为它们从不同侧面来说明和反映突出的发生、发展。在此过程中,它们缺一不可又相互依存,因此提出四个单项指标之间的关联度的概念。本文利用在淮南矿区对119个不同煤体结构类型煤样的测试值,提出“硬煤”和“软煤”的煤体结构二类分法。同时,得到了不同煤体结构类型煤的坚固性系数的分布特征。采用了13个典型实例,并重点分析安徽萧县金黄庄矿和山西柳林金家庄矿的测试资料论证了四个单项指标之间的关联度。
高雷阜[10]2006年在《煤与瓦斯突出的混沌动力系统演化规律研究》文中认为煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。是目前国际采矿工程和工程力学界亟待需要研究解决的科学难题。本文对煤与瓦斯突出发生和预测从混沌动力学方面进行了系统的理论和方法研究。本文提出了基于煤与瓦斯突出综合假说基础上的动态反演综合假说。由于系统的复杂性,煤与瓦斯突出发生的机理及其发生的物理力学过程至今仍停留在假说阶段。煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯及煤体物理力学性质叁个主要因素综合作用的结果的假说虽得到普遍认可,但各因素的权重大小未能得到定量分析。动态反演综合假说将煤与瓦斯突出的过程作为一个动力演化的过程。原系统按时间序列提取的主要影响因素指标,根据系统相互作用原理,包含了动力系统演化的全部信息。根据混沌动力学理论由其主要影响因素指标提取的混沌时间序列在微分同胚意义下同构于按一定的嵌入维数重构的相空间,对相空间演化轨迹分析预测能得到同一时空的权重并可反演到原煤与瓦斯突出系统,使得在一定时空条件下分析综合作用中主要因素影响大小成为可行。在综合分析影响煤与瓦斯突出特点的基础上建立的煤与瓦斯固流耦合作用理论也是目前得到普遍认可理论,但由于煤岩固体的变形和破坏对力学参数影响以及固流耦合本构关系停留在试验基础上都使得建立的数学力学模型与实际问题必然会有偏差,本文作者提出从系统演化规律的角度出发,基于动力学中Takens定理,根据混沌时间序列重构出的相空间,恢复出吸引子,并根据吸引子的类型来分析判断突出的情况。为煤与瓦斯固流耦合作用找到了一种在一定时空下的映射同构系统,进而得到等价的动力学行为。在混沌动力学理论基础上,系统地分析和论证了离散混沌动力系统的时间序列分析理论和方法,创造性地提出了混沌时间序列预测中新的思想方法,包括分段线性逼近,叁次样条函数逼近,傅里叶函数和小波函数逼近以及正态函数逼近等一系列新的基于重构技术的预测方法。在分析煤与瓦斯突出系统中煤体的孔隙裂隙结构、瓦斯分布、断层的演化过程各具分形特征的基础上,提出了瓦斯分布的多重分维思想并给出其相应的数学模型。研究了度量煤与瓦斯突出这个复杂系统的相对标度不变量分维数。并给出分维数的各种计算和煤与瓦斯突出的一种新判据。
参考文献：
[1]. 基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的研究[D]. 李春辉. 昆明理工大学. 2010
[2]. 地质动力区划方法在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[J]. 张宏伟. 岩石力学与工程学报. 2003
[3]. 现代信息技术在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[D]. 张瑞林. 重庆大学. 2004
[4]. 基于MapObjects图形迭加分析在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[C]. 郝天轩, 魏建平, 郝富昌. 瓦斯地质与瓦斯防治进展. 2007
[5]. 基于地质构造的煤与瓦斯突出预测研究[D]. 张豫生. 辽宁工程技术大学. 2006
[6]. 煤与瓦斯突出区域预测的模式识别方法研究[D]. 李胜. 辽宁工程技术大学. 2004
[7]. 基于MapX的煤与瓦斯突出预警技术研究[D]. 牛聚粉. 中国地质大学（北京）. 2009
[8]. 地质动力区划和分形理论在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[D]. 温彦良. 辽宁工程技术大学. 2003
[9]. 煤与瓦斯突出矿井鉴定各单项指标关联度研究[D]. 张洲. 河南理工大学. 2009
[10]. 煤与瓦斯突出的混沌动力系统演化规律研究[D]. 高雷阜. 辽宁工程技术大学. 2006
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