煤与瓦斯突出实时诊断系统.pptx

煤与瓦斯突出实时诊断系统煤与瓦斯突出实时诊断系统煤与瓦斯突出实时诊断系统第1页主主 要要 内内 容容v非接触式连续预测法非接触式连续预测法v瓦斯涌出动态法瓦斯涌出动态法v原理v我国外研究v最新研究最新研究煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v突出煤层工作面四种经典现象v风流瓦斯浓度与突出三要素关系v突出危险判断指标v历史资料验证v应用试验v系统设置v小结煤与瓦斯突出实时诊断系统第2页非接触式连续预测法非接触式连续预测法v AE声发射法声发射法v 电磁辐射法电磁辐射法v 瓦斯涌出动态法瓦斯涌出动态法煤与瓦斯突出实时诊断系统第3页非接触式连续预测法非接触式连续预测法瓦瓦 斯斯 涌涌 出出 动动 态态 法法煤与瓦斯突出实时诊断系统第4页原理原理v工作面瓦斯涌出量工作面瓦斯涌出量改改变变v增大v忽大忽小煤与瓦斯突出实时诊断系统第5页国外研究国外研究v德国德国V3060%可解吸瓦斯含量可解吸瓦斯含量v前苏联前苏联Kv.煤与瓦斯突出实时诊断系统第6页国内研究国内研究v重庆、抚顺、南桐、涟邵等，研究结果基重庆、抚顺、南桐、涟邵等，研究结果基础础一致一致v V30 9m3/tv Kv 0.7煤与瓦斯突出实时诊断系统第7页国内研究国内研究v实例实例芙蓉白皎煤矿芙蓉白皎煤矿煤与瓦斯突出实时诊断系统第8页最新成果最新成果煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统煤与瓦斯突出实时诊断系统第9页突出煤层工作面四种突出煤层工作面四种经经典现象典现象v相形推移现象相形推移现象v无地质结构破坏和产状改变 等速推进v顶底板移近速度大致相等v集中应力峰值距工作面46m，随工作面推进而等距离向前推移v瓦斯均匀涌出v各项预测指标在临界值以下小幅波动v工作面处于无突出危险时空之中煤与瓦斯突出实时诊断系统第10页突出煤层工作面四种突出煤层工作面四种经经典现象典现象v应力停滞现象应力停滞现象v煤层变薄、变硬或存在 结构应力及其它采掘应力v随工作面推进，应力峰 值不前移v应力峰值靠近工作面，卸压带越来越短v应力（瓦斯）梯度增大v瓦斯涌出量逐步降低v工作面前方不远处形成能量集中，一旦屏障破坏，瓦斯涌出量增大，很轻易发生突出煤与瓦斯突出实时诊断系统第11页突出煤层工作面四种突出煤层工作面四种经经典现象典现象v瓦斯包现象瓦斯包现象v煤层变厚或工作面前方存在瓦斯富集带v工作面瓦斯呈上升趋势v落煤瞬间瓦斯涌出量大v当瓦斯涌出量超出正常带若干倍时，将造成潜能突然释放煤与瓦斯突出实时诊断系统第12页突出煤层工作面四种突出煤层工作面四种经经典现象典现象v结构煤现象结构煤现象v煤层层理紊乱、煤变软、煤暗无光泽v软分层变厚v打钻时垮孔、喷孔、顶钻夹钻v放炮瞬间瓦斯涌出量大且衰减快v衰减幅度越大越危险煤与瓦斯突出实时诊断系统第13页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v掘进工作面瓦斯起源掘进工作面瓦斯起源v已暴露煤面v新暴露煤面v落煤v工作面煤壁煤与瓦斯突出实时诊断系统第14页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v应力应力v应力停滞应力峰值越来越靠近工作面卸压带越来越短瓦斯涌出量逐步降低，风流瓦斯浓度逐步减小近工作面P(W)梯度增大，突出能量积聚一旦卸压，风流瓦斯浓度增大，突出能量释放煤与瓦斯突出实时诊断系统第15页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v应力应力煤与瓦斯突出实时诊断系统第16页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v瓦斯瓦斯v落煤瞬间瓦斯涌出量大P高、W大v风流瓦斯浓度增加v突出危险性对应增大煤与瓦斯突出实时诊断系统第17页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质v煤瓦斯解吸特征瓦斯解吸速度 V=V1t _K t 瓦斯解吸量 Q=ati煤与瓦斯突出实时诊断系统第18页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质v不一样瓦斯压力下，煤瓦斯解吸量（速度）随时间改变（对数坐标）同一煤样在不一样P下，Kt和i是不变，仅与煤结构相关V1和a随P增大而增大煤与瓦斯突出实时诊断系统第19页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质vV1和a增大，P(W)也对应增大，风流瓦斯浓度增加vKt增大(i减小),煤破坏类型增加，风流瓦斯浓度大，衰减快v煤瓦斯解吸量斜率i仅与煤破坏类型相关v落煤瞬间风流瓦斯浓度高，衰减越快(i越小），突出危险性越大煤与瓦斯突出实时诊断系统第20页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质v实例矿名称矿名称i(i(平均值平均值)i(i(最小值最小值)矿井实际突出危险矿井实际突出危险大淑村矿大淑村矿0.7500.7500.4460.446危险危险晋城寺河晋城寺河0.6480.6480.6640.664危险危险淮南潘一矿淮南潘一矿0.3260.3260.2580.258强危险强危险平顶山十矿平顶山十矿0.2540.2540.1720.172强危险强危险大湾矿大湾矿0.5370.5370.2010.201强危险强危险丰城丰城0.3920.3920.2390.239强危险强危险松藻松藻0.6890.6890.2950.295强危险强危险涟邵涟邵0.4360.4360.2790.279强危险强危险红星红星0.1270.1270.0910.091强危险强危险煤与瓦斯突出实时诊断系统第21页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质煤与瓦斯突出实时诊断系统第22页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系v煤物理力学性质煤物理力学性质煤与瓦斯突出实时诊断系统第23页风流瓦斯浓度与突出三要素关系风流瓦斯浓度与突出三要素关系煤与瓦斯突出实时诊断系统第24页突出危险判断指标突出危险判断指标v应力判据应力判据(K)和指标和指标(M1)v日均瓦斯浓度24 h均值v日均瓦斯浓度移动线某一时段日均浓度均值时间段越长越平稳(1530d)改变速度较迟缓基准值自动形成，有自适应功效煤与瓦斯突出实时诊断系统第25页v指标指标vK=0.91.1 安全 M1=0vK1.1 应力降低卸压，突出危险M1=1突出危险判断指标突出危险判断指标煤与瓦斯突出实时诊断系统第26页突出危险判断指标突出危险判断指标v应力判据应力判据(K)v平均浓度时段选择S、min猛烈波动煤与瓦斯突出实时诊断系统第27页突出危险判断指标突出危险判断指标v应力判据应力判据(K)v平均浓度时段选择h 振幅减小煤与瓦斯突出实时诊断系统第28页突出危险判断指标突出危险判断指标v应力判据应力判据(K)v平均浓度时段选择d均浓度,振幅更小应力活动表现显著煤与瓦斯突出实时诊断系统第29页突出危险判断指标突出危险判断指标v瓦斯判据瓦斯判据(n)和指标和指标(M2)v风流瞬间最高瓦斯浓度P(W)呈正比v瓦斯判据炮掘n=58u n8 危险M21机掘、打钻、手镐n=2.54煤与瓦斯突出实时诊断系统第30页突出危险判断指标突出危险判断指标v瓦斯判据瓦斯判据(n)和指标和指标(M2)煤与瓦斯突出实时诊断系统第31页突出危险判断指标突出危险判断指标v瓦斯判据瓦斯判据(n)和指标和指标(M2)煤与瓦斯突出实时诊断系统第32页突出危险判断指标突出危险判断指标v煤结构判椐煤结构判椐(i)和指标和指标(M)v煤破坏类型越高，i值越小，突出危险性越大v煤结构判据Q=a t ii 0.65 安全 M30i0.650.55 威胁 M30.5i 0.55 危险 M31煤与瓦斯突出实时诊断系统第33页突出危险判断指标突出危险判断指标v综合指标综合指标v M1、M2、M3在突出中所起作用不一样，给予不一样权重v C1=0.2,C2=0.4,C3=0.4v 综合指标M=C1M1+C2M2+C3M3综合指标综合指标M0.5 安全M0.50.8 威胁M0.8 危险煤与瓦斯突出实时诊断系统第34页历史资料验证历史资料验证v近二年突出资料近二年突出资料v23次突出都在突出前天出现威胁或危险性预警信号矿名矿名时间时间M危险程度危险程度寺河矿寺河矿07.5.190.5威胁威胁07.5.20突出突出大淑村矿大淑村矿07.4.160.6威胁威胁07.4.170.8危险危险07.4.18突出突出新疆南山矿新疆南山矿07.8.40.8危险危险07.8.6突出突出平舜矿平舜矿08.7.220.8危险危险08.7.250.7威胁威胁08.7.310.6威胁威胁08.8.1突出突出煤与瓦斯突出实时诊断系统第35页历史资料验证历史资料验证v近二年突出资料近二年突出资料v23次突出都在突出前天出现威胁或危险性预警信号矿名矿名时间时间M危险程度危险程度成庄矿成庄矿.0.50.5威胁威胁.8 8突出突出幸福矿幸福矿.0.60.6威胁威胁.危险危险.突出突出白皎矿白皎矿.威胁威胁.危险危险.威胁威胁.突出突出金河矿金河矿.威胁威胁.突出突出白皎矿白皎矿.危险危险.突出突出煤与瓦斯突出实时诊断系统第36页应用试验应用试验v裕阳煤矿裕阳煤矿N2709东掘进工作面东掘进工作面v突出诊疗.mv同时测K1M与K1关系u 含有很好同时性u M报警7次（威胁未报），K1超标9次煤与瓦斯突出实时诊断系统第37页应应 用用 试试 验验v裕阳煤矿裕阳煤矿N2709东掘进工作面东掘进工作面v.m实时诊疗v i与 K1关系反比 煤与瓦斯突出实时诊断系统第38页应应 用用 试试 验验v裕阳煤矿裕阳煤矿N2709东掘进工作面东掘进工作面v.m实时诊疗v日均浓度(地压)与n关系反比煤与瓦斯突出实时诊断系统第39页系系 统统 设设 置置（现场总线现场总线)煤与瓦斯突出实时诊断系统第40页系系 统统 设设 置置（工业以太环网工业以太环网工业以太环网工业以太环网）煤与瓦斯突出实时诊断系统第41页系系 统统 设设 置置煤与瓦斯突出实时诊断系统第42页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v挂靠各种型号煤矿安全监控系统v工作面回风流瓦斯浓度传感器煤与瓦斯突出实时诊疗装置安全监控系统分站地面实时诊疗主机v计算内容：日均浓度日均移动浓度最高浓度i值煤与瓦斯突出实时诊断系统第43页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v判据应力K=日均浓度/日均移动浓度瓦斯n=最高浓度/日均移动浓度煤结构 i Q=a t i煤与瓦斯突出实时诊断系统第44页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v对应指标 应力K=0.91.1,M1=0 安全 K1.1,M1=1 危险瓦斯 n 8,M2=1 危险 煤结构 i0.65,M3=0 安全 i=0.550.65,M3=0.5 威胁 i 0.55,M3=1 危险煤与瓦斯突出实时诊断系统第45页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v综合指标将单项指标给予不一样权重，C1=0.2、C2=0.4、C3=0.4综合指标 M=C1M1+C2M2+C3M3煤与瓦斯突出实时诊断系统第46页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v综合指标值M0.8 危险工作面、采区、地面实时诊疗主机发出声光预警信号煤与瓦斯突出实时诊断系统第47页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v软件功效地压活动改变趋势图煤与瓦斯突出实时诊断系统第48页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v软件功效瓦斯改变趋势图煤与瓦斯突出实时诊断系统第49页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v软件功效煤结构(煤物理力学性质)分析图煤与瓦斯突出实时诊断系统第50页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v软件功效预警状态表煤与瓦斯突出实时诊断系统第51页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v小结小结v近二年23次突出资料验证，均在突出前12天出现威胁或危险预警信号v在松藻裕阳煤矿应用效果近300米巷道M报警7次(威胁未报),K1超标9次含有很好同时性v推广应用情况 在河南、安徽、江西、四川、贵州、重庆等地域80对突出矿井安装应用，取得了好效果在四川华莹山李子垭南二井成功诊疗了一次突出u年6月23日诊疗系统发出预警信号u48小时后发生了一次218t突出，瓦斯量4420m3u之前，K1=0.24 mL/g.min1/2,S=4.2 Kg/m均未超标煤与瓦斯突出实时诊断系统第52页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v特点特点v经过煤矿安全监控系统实现非接触式突出实时诊疗预警v均为无量纲指标，判据自动形成，自适应能力强vM包含了突出三要素，客观反应了突出危险情况，可靠性较高v该系统全部含有自动化、智能化特点煤与瓦斯突出实时诊断系统第53页煤与瓦斯突出实时诊煤与瓦斯突出实时诊疗疗系统系统v作用作用v区域验证、工作面预测、校检常规钻孔法间断、抽样式实时诊疗系统实时、全方位v结合常规钻孔法，实现防突要求要求多元信息综合预测和判断工作面突出危险性按“防突要求”开展区域验证、工作面预测、校检实时诊疗系统预警加强工作面预测和防突办法v为突出矿井构建一道安全屏障v多元信息、综合预测和判断工作面预测发发展方向提升预测准确性主要路径v对防止或降低突出危害，提升突出矿井安全技术水平含有主要现实意义结果到达国际先进水平获国家创造专利煤与瓦斯突出实时诊断系统第54页