一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及煤礦安全領域，尤其是一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法。
【背景技術】
[0002] 瓦斯一直是制約煤礦安全生產的主要因素，是煤礦的第一殺手，準確進行礦井瓦 斯涌出量預測是瓦斯防治工作的重中之重，同時采面瓦斯涌出量預測又是防止礦井瓦斯超 限的重要基礎工作。
[0003] 目前，進行煤礦瓦斯涌出量預測的常用方法主要有W實際瓦斯涌出量為基礎的礦 山統計法和W瓦斯含量為基礎的分源預測法。
[0004] 分源預測法考慮因素多，適應性強，可靠度較高，應用最為廣泛。但因其采用煤層 原始瓦斯含量進行預測，在礦井生產階段時，由于采掘工作面收到煤層瓦斯提前抽采的影 響，實際影響瓦斯涌出量大小的是預抽后的殘余瓦斯含量。
[000引此外，對于近距離煤層群開采，由于鄰近層數量多，且多為賦存不穩定的煤層或煤 線，W及瓦斯參數缺乏，導致鄰近層瓦斯涌出量的預測結果與實際涌出情況偏差較大。因 此，實現準確的采面瓦斯涌出量動態分源預測具有十分重要的意義。國內外關于采面瓦斯 涌出量動態分源預測方面的研究較少，尚無相應的測試方法。

【發明內容】

[0006] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法。
[0007] 本發明的目的及解決其主要技術問題是采用W下技術方案來實現的：一種采面瓦 斯涌出量動態分源預測方法，包括如下步驟： 建立開采層瓦斯涌出量動態預測模型，利用預抽后的動態殘余瓦斯含量代替開采層原 始瓦斯含量，依照分源預測法建立開采層瓦斯涌出量動態預測模型； 建立修正后的鄰近層瓦斯涌出量預測模型，與實測數據對比，得到校正系數，依照分源 預測法建立修正后的鄰近層瓦斯涌出量預測模型； 建立采面瓦斯涌出量動態分源預測模型，W上述開采層和鄰近層瓦斯涌出量動態預測 模型建立采面瓦斯涌出量動態分源預測模型； 采面瓦斯涌出量動態分源預測，根據上述采面瓦斯涌出量預測模型對采面瓦斯涌出量 進行動態分源預測。
[0008] 所述的一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法，其中：所述的開采層瓦斯涌出量 動態預測模型采用分源預測法中開采層瓦斯涌出量預測模型，其中原始瓦斯含量采用預抽 后的動態殘余瓦斯含量，即
式中：Κι一一圍巖瓦斯涌出系數； Κ2一一回采工作面丟煤瓦斯涌出系數，K2=l/C; Κ3-一采區內準備巷道預排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數，采用走向長壁后退式回 采:Κ3=化一化)/1; L--回采工作面長度； m--開米層厚度； Μ--工作面義局； WcY一一預抽后的動態殘余瓦斯含量； Wc一一運出礦井后煤的殘存瓦斯含量。
[0009] 所述的一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法，其中：所述的修正后的鄰近層瓦 斯涌出量預測模型采用分源預測法中鄰近層瓦斯涌出量預測模型與修正系數的乘積，即
式中：化一一鄰近層相對瓦斯涌出量，mVt; ΠΗ 束i個鄰近層煤層厚度,m; Μ--工作面義局，m; Κι 一一第i個鄰近層瓦斯排放率，％，如無實測值可參照附錄D選取； Woi-一第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量，mVt，如無實測值可參照開采層選取； Wci-一第i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，mVt，如無實測值可參照開采層選取； C--修正系數。
[0010] 所述的一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法，其中：所述的采面瓦斯涌出量動 態分源預測模型為：
[0011] 所述的一種采面瓦斯涌出量動態分源預測方法，其中：所述的預抽后的動態殘余 瓦斯含量是通過W下方法預測的，本申請人另案申請《一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布 動態預測方法》。
[0012] -種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其特征在于:包括如下步驟： 劃分預測單元:依據不同預抽方法，劃分預測單元； 確定主要預測指標:在同一預測單元內，確定影響煤層預抽后殘余瓦斯含量預測的主 要指標； 建立煤層殘余瓦斯含量預測模型：建立W上述主要預測指標為自變量，W煤層預抽后 殘余瓦斯含量為因變量的預測模型； 動態預測殘余瓦斯含量:根據上述模型動態預測煤層預抽后殘余瓦斯含量； 繪制殘余瓦斯含量分布動態預測圖:根據上述預測的煤層預抽后殘余瓦斯含量及坐標 位置繪制殘余瓦斯含量分布動態預測圖。
[0013] 其中在同一預測單元內，其中所述的煤層預抽后殘余瓦斯含量的主要預測指標為 抽采時長和有效抽采鉆孔均勻程度。
[0014] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中，所述的煤層預抽 后殘余瓦斯含量預測模型采用線性模型、指數模型或神經網絡模型。
[0015] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中，所述的煤層預抽 后殘余瓦斯含量預測模型的建立，包括如下步驟： 選擇變量:W所述的主要預測指標為自變量，W煤層預抽后殘余瓦斯含量為因變量； 收集整理主要預測指標數據:收集與鉆孔抽采時長和有效抽采鉆孔均勻程度相關的參 數數據； 收集整理煤層預抽后殘余瓦斯含量數據：W預測單元內實測的有效殘余瓦斯含量作為 煤層預抽后殘余瓦斯含量數據； 具體地： 選取預測模型并確定其參數:選取一種預測模型，W所述收集整理的主要預測指標和 煤層殘余瓦斯含量數據求解出所述預測模型的參數； 預測模型有效性評估:對所確定的模型進行統計檢驗，判斷模型的有效性，如果該模型 有無效則需要重新確定預測模型。
[0016] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中抽采時長可W根據 鉆孔竣工時間計算。
[0017] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中有效抽采鉆孔均勻 程度評價通過如下步驟： 劃分統計單元:所述的統計單元半徑應處于有效抽采半徑和鉆孔最短預抽期的抽采影 響半徑運兩個距離指標之間； 計算各統計單元的噸煤鉆孔量:根據上述確定的統計半徑，W工作面瓦斯抽采鉆孔竣 工圖為底圖進行噸煤鉆孔量計算，并記錄好對應的坐標位置； 繪制工作面噸煤鉆孔量等值線圖:根據上述計算的噸煤鉆孔量及對應的坐標位置利用 Sufer或MapGIS等軟件繪制噸煤鉆孔量等值線圖； 其中噸煤鉆孔量是指工作面平均噸煤的有效瓦斯抽采鉆孔長度。
[0018] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中利用工作面瓦斯抽 采鉆孔竣工圖計算噸煤鉆孔量時，考慮煤層傾角的影響，先將鉆孔竣工圖即水平投影圖轉 換為正視圖。
[0019] 所述的一種煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測方法，其中噸煤鉆孔量計算包 括如下步驟： 劃分網格單元:根據上述的統計單元半徑在正視圖上劃分網格單元； 計算各統計單元內的瓦斯抽采鉆孔總長度統計單元內瓦斯有效抽采鉆孔長度之和 作為瓦斯抽采鉆孔總長度； 計算單元內的平均噸煤鉆孔量:W統計單元內瓦斯抽采鉆孔總長度與煤質量的比值表 示； 其中統計單元內煤質量為單元面積、煤厚和煤的容重的乘積。
[0020] 本發明可W實現對采面瓦斯涌出量動態分源預測，并結合采面鄰近層實際瓦斯涌 出情況對鄰近層瓦斯涌出量預測結果進行修正，實現了預測過程及預測結果的動態更新， 提高了預測結果的可靠性，而且還提高了采面瓦斯涌出量動態分源預測的效率及決策的科 學性，容易被煤礦一般工程技術人員迅速掌握。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明的一個實施例的采面瓦斯涌出量動態分源預測步驟； 圖2是本發明的一個實施例的煤層預抽后殘余瓦斯含量分布動態預測步驟； 圖3是本發明的一個實施例的鉆孔均勻程度評價步驟； 圖4是本發明的一個實施例的煤層預抽后殘余瓦斯含量預測模型步驟。
【具體實施方式】
[0022] W下結合附圖和較佳實施例，對依據本發明提出的一種采面瓦斯涌出量動態分源 預測方法【具體實施方式】、特征及其功效，詳細說明如后。
[0023] 如圖1所示，在本發明的一個實施例中，首先需要完成步驟S1010,建立開采層瓦斯 涌出量動態預測模型，利用預抽后的動態殘余瓦斯含量代替開采層原始瓦斯含量，依照分 源預測法建立開采層瓦斯涌出量動態預測模型。
[0024] 開采層瓦斯涌出量動態預測模型采用分源預測法中開采層瓦斯涌出量預測模型， 其中原始瓦斯含量采用預抽后的動態殘余瓦斯含量，即
式中：Κι一一圍巖瓦斯涌