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突出煤层区域预测指标W-P 模型优化及应用

2021-10-21衡献伟李青松

煤矿安全 2021年10期
关键词:优化模型

衡献伟,李青松 ,3

(1.贵州省煤矿设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550025;2.贵州省矿山安全科学研究院有限公司,贵州 贵阳 550025;3.中国矿业大学 安全学院,江苏 徐州 221116)

随着煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出危险性也将随之加大,煤矿瓦斯防治措施也将由“局部性”向“区域性”转变,科学、准确测定区域预测指标是预测采掘工作面煤与瓦斯突出危险性的关键环节,现行《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》等规程规范将煤层瓦斯压力和瓦斯含量作为主要区域预测指标,并分别给出了推荐临界值。然而受现场测试条件等因素影响,为了快速获取煤层瓦斯含量及煤层瓦斯压力指标,常采用间接法即利用二者之间的关系进行相互反演计算[1-2]。研究表明:煤的可燃质吸附瓦斯含量与瓦斯压力服从朗格缪尔方程[3-5],煤的游离瓦斯含量与瓦斯压力层呈线性关系,煤层保持完整或较完整状态时煤层瓦斯压力与瓦斯含量可以采用朗格缪尔方程互相反算;煤层处于破碎离散状态时,则煤层以块状呈现,瓦斯压力与瓦斯含量不适用朗格缪尔方程。以贵州煤矿区为例,直接套用经典模型进行反演计算,不同矿区、不同构造单元煤层瓦斯含量和瓦斯压力临界值差别较大,如响水煤矿5#煤层瓦斯压力0.74 MPa 反演瓦斯含量为11.28 m3/t,瓦斯含量8 m3/t 反演瓦斯压力仅0.52 MPa;林华煤矿9#煤层瓦斯压力0.74 MPa、瓦斯含量8 m3/t 条件下反演瓦斯含量和瓦斯压力分别为16.10 m3/t 和0.40 MPa。实践表明,根据W-P经典模型反演瓦斯含量或瓦斯压力数值与实测值存在一定误差[6-7],其反演值误差具有随煤的破坏程度、瓦斯放散初速度的提高而增加的趋势。……

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