基于工作面割制造技术

本发明专利技术公开了基于工作面割

【技术实现步骤摘要】
基于工作面割/放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统及方法


[0001]本专利技术属于煤层瓦斯治理
，具体涉及基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，还涉及基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测方法
。

技术介绍

[0002]瓦斯事故是矿井五大灾害之一，对煤矿的安全生产有着很大的威胁，瓦斯涌出若达到或超过瓦斯的爆炸极限，会引起瓦斯爆炸或者瓦斯窒息事故，因此，提高矿井瓦斯涌出量预测精准度对瓦斯灾害治理有着重要意义，为了提高瓦斯灾害治理能力，很多专家学者研究并建立了相关瓦斯涌出量预测方法
。
但在矿井生产过程中，工作面瓦斯涌出受多种因素影响，如煤层的煤质
、
瓦斯含量
、
开采速度
、
等，很少有人考虑到矿井生产后不同粒径煤体的瓦斯解吸特征存在很大差异
。
[0003]通过实验分析不同粒径煤体瓦斯解吸特征，并通过对工作面开采及放煤时的煤体粒径进行实时监测分析，进而通过对不同粒径煤体瓦斯涌出特征进行分析，可以有效预测工作面瓦斯涌出特征
。
因此，需要研发一套基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量动态预测系统及方法，在生产过程中有效预测煤层瓦斯涌出情况，保证工作面瓦斯处于安全阈值
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统
。
[0005]本专利技术的目的还在于提供基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测方法，通过实时监测分析工作面开采后煤体的粒度特征
、
工作面瓦斯浓度分布特征
、
工作面周期来压特征进行瓦斯涌出量反演，实现了工作面回采过程中瓦斯涌出量精准动态预测，提高工作面瓦斯治理能力
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，包括工作面割
/
放煤粒度实时判识系统
、
工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统
、
煤层瓦斯涌出量化分析预测系统
。
其中，
[0007]工作面割
/
放煤粒度实时判识系统，用于对工作面开采过程中割煤机状态
、
放煤支架状态以及割煤和放煤时煤体粒径分布进行实时监测，并将数据传输至煤层瓦斯涌出量化分析预测系统
。
[0008]工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统，用于实时监测工作面的瓦斯浓度
、
回风巷瓦斯浓度以及工作面支架压力情况，并将数据传输至煤层瓦斯涌出量化分析预测系统
。
[0009]煤层瓦斯涌出量化分析预测系统，用于根据采集到的煤体粒度分布参数
、
工作面及回风巷瓦斯浓度参数
、
工作面顶板压力等相关参数，结合依据粒度煤体瓦斯涌出计算模块分析计算的粒度煤体瓦斯涌出量，解算出工作面开采后割煤粒度瓦斯涌出量变化特征
、
放煤粒度瓦斯涌出量变化特征
、
采空区瓦斯涌出量变化特征以及暴露煤壁瓦斯涌出量变化特征，并依据各分源瓦斯涌出特征预测工作面生产后瓦斯涌出量
。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]本专利技术进一步的改进在于，工作面割
/
放煤粒度实时判识系统包括工作面割煤粒度监测单元
、
工作面放煤粒度监测单元
、
割煤机状态监测单元
、
工作面放煤状态监测单元；其中，
[0012]工作面割煤粒度监测单元安装于割煤机悬架下方，可通过图像识别技术实时监测工作面割煤后煤体粒径分布特征参数，包括粒径大小
、
粒径煤体总量
、
割煤总量等
。
[0013]工作面放煤粒度监测单元安装于工作面各个支架下方，可通过图像识别技术实时监测工作面放煤后煤体粒径分布特征参数，包括粒径大小
、
粒径煤体总量
、
放煤总量等
。
[0014]割煤机状态监测单元可实时监测割煤机运行状态，采集割煤机割煤长度
、
割煤机运行速度
、
割煤机启闭状态等
。
[0015]工作面放煤状态监测单元可实时监测工作面放煤状态，采集工作面放煤支架运行状态
、
放煤宽度
、
放煤质量等参数
。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统包括工作面瓦斯浓度监测单元
、
回风巷瓦斯浓度监测单元
、
工作面支架压力监测单元；其中，
[0017]工作面瓦斯浓度监测单元等间距安装于工作面支架上方，可实时采集生产期间工作面各测点的瓦斯浓度参数
。
[0018]回风巷瓦斯浓度监测单元安装于回风巷距工作面
30m
处，实时采集生产期间回风巷瓦斯浓度
。
[0019]工作面支架压力监测单元安装于工作面各个支架内，实时采集工作面顶板压力数据
。
[0020]本专利技术进一步的改进在于，煤层瓦斯涌出量化分析预测系统包括基础参数录入模块
、
粒度煤体瓦斯涌出解算模块
、
瓦斯涌出量解算模块；其中，
[0021]基础参数录入模块用于对煤层厚度
、
煤体密度
、
煤层瓦斯压力
、
瓦斯含量
、
回采率
、
可解析瓦斯含量
、
粒度煤体初始瓦斯解吸强度
、
粒度煤体瓦斯解吸衰减系数等固定参数
。
[0022]粒度煤体瓦斯涌出解算模块通过对采集到的割煤及放煤粒度煤体分布特征
、
割煤总量
、
放煤总量以及基础参数录入的粒度煤体初始瓦斯解吸强度
、
粒度煤体瓦斯解吸衰减系数等参数进行分析，解算出工作面生产后不同粒径煤体的瓦斯涌出量及其随时间变化特征
。
[0023]瓦斯涌出量解算模块用于对粒度煤体瓦斯涌出解算模块的解算结果进行进一步分析反演，解算并预测出工作面割煤瓦斯涌出量
、
工作面放煤瓦斯涌出量
、
工作面采空区瓦斯涌出量
、
新暴露煤壁瓦斯涌出量
。
[0024]本专利技术所采用的技术方案是：基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测方法，具体包括以下步骤：
[0025]步骤1：首先对工作面煤体取样并进行实验室测试，获得不同粒度煤体的瓦斯解吸特征参数，包含粒度
、
初始瓦斯解吸强度
、
瓦斯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，其特征在于，包括工作面割
/
放煤粒度实时判识系统
、
工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统和煤层瓦斯涌出量化分析预测系统；所述工作面割
/
放煤粒度实时判识系统
、
工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统获得的监测数据均传输至煤层瓦斯涌出量化分析预测系统；所述煤层瓦斯涌出量化分析预测系统根据工作面割
/
放煤状态
、
割煤粒度分布特征以及工作面瓦斯监测参数对煤层瓦斯涌出情况进行量化分析，预测工作面开采时的煤层瓦斯涌出量
。2.
根据权利要求1所述的基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，其特征在于，所述工作面割
/
放煤粒度实时判识系统，用于对工作面开采过程中割煤机状态
、
放煤支架状态以及割煤和放煤时煤体粒径分布进行实时监测，并将数据传输至煤层瓦斯涌出量化分析预测系统；所述工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统，用于实时监测工作面的瓦斯浓度
、
回风巷瓦斯浓度以及工作面支架压力情况，并将数据传输至煤层瓦斯涌出量化分析预测系统；所述煤层瓦斯涌出量化分析预测系统用于根据采集到的煤体粒度分布参数
、
工作面及回风巷瓦斯浓度参数
、
工作面顶板压力各相关参数，结合依据粒度煤体瓦斯涌出计算模块分析计算的粒度煤体瓦斯涌出量，解算出工作面开采后割煤粒度瓦斯涌出量变化特征
、
放煤粒度瓦斯涌出量变化特征
、
采空区瓦斯涌出量变化特征以及暴露煤壁瓦斯涌出量变化特征，并依据各分源瓦斯涌出特征预测工作面生产后瓦斯涌出量
。3.
根据权利要求2所述的基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，其特征在于，所述工作面割
/
放煤粒度实时判识系统包括工作面割煤粒度监测单元
、
工作面放煤粒度监测单元
、
割煤机状态监测单元
、
工作面放煤状态监测单元；其中，所述工作面割煤粒度监测单元安装于割煤机悬架下方，通过图像识别技术实时监测工作面割煤后煤体粒径分布特征参数，包括割煤后煤体粒径大小
、
粒径煤体总量
、
割煤总量；所述工作面放煤粒度监测单元安装于工作面各个支架下方，可通过图像识别技术实时监测工作面放煤后煤体粒径分布特征参数，包括放煤后粒径大小
、
粒径煤体总量
、
放煤总量；所述割煤机状态监测单元可实时监测割煤机运行状态，采集割煤机割煤长度
、
割煤机运行速度
、
割煤机启闭状态；所述工作面放煤状态监测单元可实时监测工作面放煤状态，采集工作面放煤支架运行状态
、
放煤宽度
、
放煤质量参数
。4.
根据权利要求2所述的基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，其特征在于，所述工作面煤层
‑
瓦斯状态监控系统包括工作面瓦斯浓度监测单元
、
回风巷瓦斯浓度监测单元
、
工作面支架压力监测单元；其中，工作面瓦斯浓度监测单元等间距安装于工作面支架上方，可实时采集生产期间工作面各测点的瓦斯浓度参数；回风巷瓦斯浓度监测单元安装于回风巷距工作面
30m
处，实时采集生产期间回风巷瓦斯浓度；工作面支架压力监测单元安装于工作面各个支架内，实时采集工作面顶板压力数据
。
5.
根据权利要求3所述的基于工作面割
/
放煤粒度识别的瓦斯涌出量预测系统，其特征在于，所述煤层瓦斯涌出量化分析预测系统包括基础参数录入模块
、
粒度煤体瓦斯涌出解算模块
、
瓦斯涌出量解算模块；其中，基础参数录入模块用于对煤层厚度
、
煤体密度
、
煤层瓦斯压力
、
瓦斯含量
、
回采率
、
可解析瓦斯含量
、
粒度煤体初始瓦斯解吸强度
、
粒度煤体瓦斯解吸衰减系数固定参数；粒度煤体瓦斯涌出解算模块通过对采集到的割煤及放煤粒度煤体分布特征
、
割煤总量
、
放煤总量以及基础参数录入的粒度煤体初始瓦斯解吸强度
、
粒度煤体瓦斯解吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：程成，成小雨，马兴莹，龚选平，陈龙，叶正亮，高涵，雷慧，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：