一、煤与瓦斯突出区域性预测的综合判断研究（论文文献综述）
程远平,周红星[1]（2021）在《煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展》文中研究表明煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K1和Δh2,以及钻屑瓦斯解吸指标K1与Δh2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。
王子健[2]（2020）在《地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术研究》文中研究指明大量开采实践表明,在开采过程中,地下金属矿山顶板冒落的危险性在不同阶段、不同条带呈区域性分布,且这种区域性分布同地下矿床的形成条件、地下水、地质构造等地质因素密切相关。地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测是一种从区域角度对顶板冒落的区域危险性进行定量分级的技术手段。地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术的研究,对地下金属矿山顶板安全管理具有指导作用。受现实条件和技术手段的限制,目前关于地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术研究较少。针对这一现状,本文的研究目的是旨在利用地勘期间相关的地质资料,探索地质因素与顶板冒落之间的关系,提出基于地勘数据的地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测方法。本文从地下金属矿山顶板冒落的区域性入手,分析地质因素对地下金属矿山顶板冒落的控制作用,为基于地勘数据的地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术提供理论基础;结合相关预测理论,提出基于地勘数据的地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术的技术框架;基于突变级数法以及surfer软件,构建地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测模型,并对矿山顶板冒落区域危险性进行定量划分。为确保地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测的准确性,本文对地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测中存在的不确定性进行系统分析,并结合可靠性理论,提出地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测方法的可靠度计算模型;并选取某矿已有的地勘数据进行应用研究,结果表明该方法具有一定实用价值,对地下金属矿山顶板的安全管理具有一定参考作用。
王雨虹[3]（2020）在《煤与瓦斯突出态势感知方法研究》文中指出煤与瓦斯突出是煤矿瓦斯典型动力灾害形式之一,煤与瓦斯突出事故的发生会给煤矿企业造成巨大的经济损失和不良的社会影响。为了尽早的发现煤与瓦斯突出风险,及时地采取科学的防突措施,本文借鉴态势感知的基本思想,利用安全风险管理、压缩感知、模式识别、信息融合、机器学习等技术理论,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场试验相结合的研究方法,从煤与瓦斯突出态势觉察、态势理解和态势预测等几个方面开展煤与瓦斯突出态势感知的深入研究。研究内容及成果为构建煤与瓦斯突出态势感知体系奠定理论基础,为瓦斯动力灾害的科学治理提供辅助决策。在分析煤与瓦斯突出过程及影响因素的基础上,通过理论分析、现场数据分析和数值模拟实验,分析了煤与瓦斯突出过程中,瓦斯涌出规律以及煤岩体破裂声发射的演化特征。结果表明,瓦斯涌出量、声发射信号都具有明显的突出前兆特征。提出了煤与瓦斯突出态势感知的基本任务,构建了局部态势感知和全局态势感知相融合的煤与瓦斯突出态势感知模型。提出了煤与瓦斯突出态势要素的选取应满足科学性、前兆性、实时性、可操作性、全面性和敏感性等原则。以赵各庄矿为例,选取瓦斯涌出及声发射实时监测信息作为主要的煤与瓦斯突出态势要素,将钻屑量、钻屑解吸指标、瓦斯压力、瓦斯含量等作为辅助态势要素,并对突出态势要素选取的可行性进行了分析论证。提出了基于压缩感知的煤与瓦斯突出态势要素有效信息提取方法。以不完全瓦斯涌出时间序列为研究对象,利用压缩感知实现了对缺失率小于30%的瓦斯涌出时间序列的修复。针对噪声背景下的煤岩体声发射信号提取问题,将压缩感知与小波去噪方法相结合,实现了噪声信号和有效煤岩体声发射信号的分离。研究煤与瓦斯突出灾变特征提取方法。提出了基于五点三次平滑处理与非线性分段相结合的瓦斯涌出时间序列趋势特征提取方法。将瓦斯涌出时间序列均值、趋势斜率、波动率等作为瓦斯涌出异常时间序列辨识指标,利用动态模式匹配距离结合层次聚类,实现了对包含突出灾变在内的瓦斯涌出异常时间序列的识别。研究了煤与瓦斯突出过程中声发射信号时域、频域和时频域特征,利用小波包能量谱和小波包能量熵提取声发射信号能量特征。结果表明,突出过程中,声发射信号呈现低频高幅值变化,能量向优势频段集中,小波包能量熵值降低等特征,提出将声发射信号能量熵值变化率作为煤与瓦斯突出前兆辨识指标。构建了煤与瓦斯突出态势评估指标体系,建立了基于信息融合的煤与瓦斯突出态势评估模型。为解决随机性、模糊性等不确定性因素对煤与瓦斯突出态势评估的影响,提出了基于云模型-改进证据理论的煤与瓦斯突出态势评估方法,利用云模型构建证据体的mass函数,采用组合加权的证据理论降低证据间冲突程度,以提高煤与瓦斯突出态势评估的准确性。提出基于机器学习的煤与瓦斯突出态势预测方法。利用天牛群算法（Beetle Swarm Optimization,BSO）优化长短期记忆网络（Long short-term memory,LSTM）的超参数组合,建立了基于BSO-LSTM的瓦斯浓度预测模型。分析掘进工作面瓦斯浓度时空相关性,从时空角度优化预测模型输入。结果表明,基于时空耦合的BSO-LSTM的瓦斯浓度预测模型预测精度较高,结合云模型-改进证据理论对瓦斯浓度预测结果进行基于瓦斯涌出监测信息的突出态势局部预测。就煤与瓦斯突出态势全局预测而言,将态势评估结果量化为态势值,建立基于混沌免疫粒子群（Chaos Immune Particle Swarm Optimization,CIPSO）优化的广义回归网络（Generalized Regression Neural Network,GRNN）的煤与瓦斯突出态势值预测模型,实现了煤与瓦斯突出全局态势的短期预测。工程测试结果表明,煤与瓦斯突出态势感知方法能够准确地感知掘进工作面所面临的煤与瓦斯突出危险威胁,采用瓦斯压力、瓦斯含量、钻屑量等指标验证了利用瓦斯涌出、声发射等实时监测信息感知掘进工作面煤与瓦斯突出态势的结果,进一步说明了煤与瓦斯突出态势感知方法可以提高煤矿防治煤与瓦斯突出灾害的能力,保障矿井安全生产。该论文有图91幅,表29个,参考文献188篇。
张浩[4]（2020）在《构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用》文中指出我国含煤地层在成煤之后经历了多期强烈的地质构造运动。在构造应力作用下,煤体不断发生挤压、剪切、碎粒和揉皱等变形,其原生结构被破坏,导致构造煤广泛发育。构造煤层往往具有高地应力、高瓦斯、低力学强度和低渗透率特征,瓦斯抽采难度大,煤与瓦斯突出灾害严重。本文针对构造煤层掘进工作面煤与瓦斯突出防治和瓦斯抽采难题,以阳泉矿区新景矿、寺家庄矿和新元矿三个典型突出矿井为研究对象,通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的研究方法对阳泉矿区构造煤演化及突出灾害特征、构造煤体力学和渗透特性以及构造煤孔隙特征和瓦斯吸附解吸动力学特性进行了系统性研究,获得了构造煤的高效增透‐增扩‐增流途径,在此基础上提出了区域性顺层水力造穴瓦斯抽采技术,并采用数值分析方法揭示了区域性顺层水力造穴的强化瓦斯抽采机制,最后构建了钻冲一体化水力造穴技术体系,对造穴参数进行了优化,进而对新技术的瓦斯抽采效果和抽采成本进行了现场考察。本文的主要研究结论如下:1)阳泉矿区含煤地层在成煤之后主要经历了三期地质构造运动,导致褶皱构造广泛发育并相互叠加。在此过程中,含煤地层内水平应力可达垂向应力的1.42.0倍,构造煤大量发育。构造煤形成过程中微裂隙的发育使得其坚固性系数仅有0.220.48,破碎比功比原生煤低12个数量级。同时,含煤地层在中生代晚期经历了岩浆热事件,导致煤层Ro,max值高达2.0%以上。在岩浆热演化作用下,煤中生气量大增,而致密围岩则为瓦斯储存提供了有利条件,因此煤层瓦斯压力和瓦斯含量普遍较高,局部可达2.48MPa和24m3/t。此外,高地应力环境使得当前回采深度下煤层的渗透率仅有0.0030.015mD。鉴于阳泉矿区构造煤层的高地应力、高瓦斯、低力学强度和低渗透率特征,煤与瓦斯突出灾害严重。2)与原生煤相比,构造煤具有较低的力学强度和抗变形能力,单轴抗压强度、粘聚力和平均弹性模量分别为原生煤的23.62%、26.49%和15.50%;同时,常规三轴加载应力路径下,构造煤与原生煤的损伤破坏特征也截然不同,构造煤发生多重剪切破坏,而原生煤发生剪切破坏;此外,峰前卸围压应力路径下,围压卸载对煤体的力学强度产生劣化作用,构造煤和原生煤的粘聚力分别降低49.0%和38.8%,而且煤体发生拉剪破坏,损伤破坏程度明显提高。3)当应力以静水压力方式由24MPa卸载到3MPa时,构造煤的渗透率仅增加约4倍,因此无宏观损伤卸荷无法对构造煤高效增透;同时,常规三轴加载应力路径下,煤体发生损伤后渗透率仅增加约0.51.1倍,因此加载损伤同样无法对构造煤高效增透;然而,峰前卸围压应力路径下,煤体发生损伤后渗透率可增加61.6111.0倍,因此卸荷损伤才是构造煤的高效增透途径。4)构造粉煤N2（77K）吸附实验结果表明,与13mm煤样相比,<0.074mm煤样的吸附/脱附等温线倾向于闭合、孔隙结构分形维数降低2.8213.43%、且孔容和BET表面积分别增加3.079.85倍和4.0319.68倍,表明基质损伤使得构造煤孔隙结构变得较为简单,孔隙连通性显着改善,且有新生孔隙生成。伴随着基质损伤过程中基质尺度的降低以及孔隙特征的改变,构造煤的瓦斯吸附解吸动力学特性显着增强:与13mm煤样相比,<0.074mm煤样吸附常数a值增加14.3143.45%,b值增加6.259.58%,同时初始瓦斯解吸速度增加1.504.19倍,初始有效扩散系数增加6.1113.83倍。鉴于基质损伤可以有效增强煤体的瓦斯扩散特性,因此卸荷损伤不仅能对构造煤高效增透,同时也可对其高效增扩。随着煤体渗透特性和瓦斯扩散特性的增强,其瓦斯流动特性同样显着增强,因此卸荷损伤是构造煤的高效增透-增扩-增流途径。5)根据构造煤的高效增透-增扩-增流途径,提出了区域性顺层水力造穴的掘进工作面瓦斯抽采技术。数值分析结果表明,造穴过程中四周煤体的应力演化路径为最小主应力σ3卸载,中间主应力σ2和最大主应力σ1加载,对应于三轴力学和渗透实验过程中的峰前卸围压应力路径。因此,煤体发生了卸荷损伤,渗透率增幅可达23个数量级,瓦斯吸附时间可由1d降低到5min左右。鉴于煤体获得了充分的增透-增扩-增流,经过10d的瓦斯抽采,半径0.40.6m造穴洞室的有效抽采半径可达2.653.45m。此外,群穴条件下距离较近的造穴洞室之间可能发生穴间互扰,引起单穴的卸荷损伤范围增大并相互叠加,从而进一步强化了煤体的增透-增扩-增流和瓦斯抽采效果。鉴于此,区域性顺层水力造穴是通过诱导煤体发生卸荷损伤,增强其渗透特性、瓦斯扩散特性和流动特性来强化瓦斯抽采的。6)采用了先进的钻冲一体化水力造穴装备,完善了煤-水分离及出煤计量系统,建立了高、低浓度瓦斯抽采系统,从而构建了钻冲一体化水力造穴技术体系;在此基础上,在新景矿3#煤层6条巷道内进行了工业性试验,掩护巷道掘进6460m。同时,基于试验情况,一方面根据考察的临界出煤率指标对造穴间距进行了优化,在钻孔间距较小的区域内增大造穴间距,在钻孔间距较大的区域内减小造穴间距,解决了顺层钻孔发散特性所造成的掘进工作面瓦斯抽采不均衡问题,另一方面提出了前进式造穴工艺,利用造穴洞室的卸压作用来降低钻进前方煤体的地应力和瓦斯压力,解决了构造煤层顺层钻孔施工过程中喷孔、顶钻和卡钻现象频发的难题,同时打钻速度提高4.8倍,打钻距离增加20m。7)与普通顺层钻孔瓦斯抽采技术相比,采用优化后的区域性顺层水力造穴瓦斯抽采技术之后,掘进工作面的瓦斯抽采效果显着改善:钻孔工程量降低75.0%,瓦斯抽采周期由45d降低到10d,瓦斯抽采率由26.6%提高到32.5%,同时巷道掘进过程中残余瓦斯含量和K1值等有所降低。此外,加之采用前进式造穴工艺之后打钻速度的提高以及打钻距离的增加,双巷掘进情况下每个掘进队的掘进速度由58m/月提高到168m/月。与此同时,采用新技术之后,钻孔工程量的大幅降低使得掘进工作面中煤体的直接瓦斯抽采成本下降35.1%。本文中共有图127副,表51个,参考文献178篇。
李金铎[5]（2020）在《硬煤掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别研究》文中指出随着煤矿开采深度的不断加深,深部煤岩瓦斯的赋存条件越来越复杂,地应力和瓦斯压力不断增高,构造区、破碎带、高瓦斯区及高应力区等异常区是冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害的高发区,对煤矿安全生产的威胁日益加重。掘进工作面前方异常区探测主要采用钻孔法或地球物理探测手段,探测的准确率和及时性需要提高。掘进工作面前方异常区的实时监测与识别是急需解决的难题。因此研究更加高效、便捷、安全的掘进工作面前方异常区监测识别方法具有十分重要的意义。本文针对高瓦斯矿井的硬煤掘进工作面,采用实验室实验和现场数据分析相结合的手段,实验测试分析了应力作用下含瓦斯硬煤破裂电磁辐射规律,分析了掘进工作面前方异常区的电磁辐射响应特征,研究揭示了掘进工作面临近前方异常区时的电磁辐射前兆特征,确定了电磁辐射敏感指标的临界值,建立了适用于煤矿现场的掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别方法。论文取得了以下成果:建立了含瓦斯煤受载破坏实验系统,测试分析了不同瓦斯压力、有效围压、加载速度条件下含瓦斯硬煤受载破坏的力学特性、瓦斯渗流特征和电磁辐射特征。研究发现含瓦斯硬煤受载破坏过程中的电磁辐射信号和瓦斯渗流存在着明显的临界慢化现象,方差和自相关系数的升高趋势反映了含瓦斯硬煤受载破坏的前兆信息。分析了硬煤掘进工作面前方异常区的电磁辐射信号,并与掘进工作面的瓦斯浓度、瓦斯浓度临界慢化特征、钻屑瓦斯解吸指标（K1）、钻屑量（S）以及瑞利波超前探测的结果进行对比,发现电磁辐射信号与其他指标的异常存在对应关系,甚至会超前于其他指标提前对前方构造带或者瓦斯异常区做出响应。针对现场电磁辐射信号的异常进行更深入地分析,确定以电磁强度、电磁强度波动和电磁脉冲作为异常区电磁辐射监测识别的敏感指标,采用模糊数学的方法,确定各指标的识别临界值,并通过后续监测数据进行了现场验证,形成了适合试验矿井的掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别方法。提高了该矿掘进工作面前方异常区监测识别的效率和准确性。该论文有图61幅,表11个,参考文献121篇
邓君[6]（2019）在《基于灰色理论的煤与瓦斯突出危险性预测及防控技术研究》文中研究表明在我国能源消费结构中,煤炭一直占很大比重,而深部煤炭资源在开采的时候,矿井深度的持续增加,煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯涌出量以及地应力等均有上升趋势,煤与瓦斯突出的强度和频率也随之增大。与浅部煤炭开采相比,深部煤炭资源开采受到动力灾害的影响更大,深部矿井的开采面临巨大的挑战。瓦斯灾害预测与防控需要在理论层面上的突破、在技术层面上不断创新。本论文以临涣煤矿六采区1061工作面为基础进行研究:（1）运用对煤与瓦斯突出机理和影响因素的研究,确定煤与瓦斯突出发生关键影响因素为地应力、瓦斯压力及煤的结构。（2）在现场和实验室测定研究区域的煤层瓦斯基础参数,现场参数测定包括煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量;实验室试验包括煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度以及煤的孔隙率等,测定原始数据作为煤与瓦斯突出危险性预测的依据。（3）采用数值模拟研究的方法对保护层开采后围岩变化进行研究。结合矿井实际情况,从走向、倾斜剖面垂直方向位移场可以看出,顶板的竖直位移量随着工作面的推进逐渐增大,采动裂隙较多,顶板煤岩体受到采掘活动影响程度更大。而底板煤岩体的位移量相对较小,采动裂隙分布较少。开采范围内的上覆岩层主要表现为向下的垂直位移,由于靠近上方的采空区,下部煤岩体的位移场的明显发生倾斜方向变化。（4）根据六采区实际情况,取煤层瓦斯压力、工作面瓦斯涌出量、保护层与被保护层之间的围岩垂直位移变形量三项指标作为预测指标,运用灰色预测技术和建模方法,选取非线性科学灰色理论中的GM（1,1）模型、新陈代谢GM（1,1）模型、GM（1,1）残差模型和GM（1,1）-Markov组合模型,进行模拟计算,结果对比分析得出灰色GM（1,1）-Markov组合预测模型的预测精度较高,可以对不同指标进行选择与优化,以求减少生产活动中的实测工作量。经过分析得出,开采的9（8）煤层属于突出危险煤层,其采掘活动期间的各项防突措施也是瓦斯治理的关键。（5）结合保护层开采技术和瓦斯抽采方案设计,针对1061工作面提出四种瓦斯治理方案,从钻孔工程量、工期、资金投入等方面进行灰色定权聚类分析,以寻求最科学合理的瓦斯治理方案,并且在工程应用的实际情况和效果检验得到验证,可以为相类似突出矿井提供科学合理的瓦斯灾害防控技术。
孙宇航[7]（2019）在《基于改进模糊支持向量机的煤与瓦斯突出预测》文中研究表明煤与瓦斯突出是在煤矿开采过程中发生的一种地质灾害,破坏性极强。如果能及时对突出做出准确地预测,可以在灾害发生前做出相应的防护措施,最大限度的保障井下工作者的生命安全。目前在煤与瓦斯突出预测方面应用最多的是支持向量机算法,具有较强的泛化能力。但是经过实际应用检验该算法仍然存在一些缺点:1.抗噪性不强,在预测过程中容易受到错误样本的误导做出错误的判断;2.受参数影响较大,盲目的选取参数会影响算法的分类效果。在突出影响因素选取方面,由于煤与瓦斯突出受多种因素共同影响且相互之间存在高度非线性关系,本文采用灰色关联度理论结合矿井突出实测数据进行计算从8种影响因素中选出5种作为主要影响因素,降低了之后预测的计算难度。在突出预测方法上面,针对以上两条支持向量机的缺点,本文提出了粒子群优化模糊支持向量机这种新型的煤与瓦斯突出预测方法。该方法首先通过模糊隶属度函数计算每个样本的模糊隶属度,降低噪声点对分类结果的影响;其次使用粒子群算法对模糊支持向量机进行参数寻优,虽然与其他常用的参数优化算法比如遗传算法、最小二乘法相比更为简洁,操作简便,但是粒子群算法仍存在容易陷入局部最优的缺点,本文中为解决这一问题对粒子群算法进行了改进:首先在粒子群算法中引入随迭代次数非线性减小的惯性权重提高算法的寻优能力,其次利用模拟退火算法使得粒子群算法中的粒子以一定的概率强行跳出局部最优陷阱。改进后的粒子群算法很大的提升了寻优效率,克服了传统分类模型中参数选取的盲目性。最后构建基于粒子群算法的模糊支持向量机预测模型,该模型首先通过对实测数据赋予相应的隶属度,减小错误样本对模型预测能力的影响;然后利用粒子群算法寻找最优参数,把参数对预测模型的影响降到最低。本文选择了粒子群优化支持向量机模型、模糊支持向量机模型、BP神经网络模型与本文模型在工作性能上进行比较,实验证明粒子群优化模糊支持向量机模型训练速度快,并且分类精度最高。利用MATLAB软件结合矿井实测突出数据对本文提出的改进的模糊支持向量机预测模型进行仿真,输出结果证明该算法相较于其他传统预测方法,训练速度最快,能够在更短的时间内对是否发生突出做出更精准的判断。该方法有效解决了传统预测方法中存在的抗噪性差、训练速度慢以及预测精度低等问题,具有较强的实用性。该论文有图19幅,表12个,参考文献86篇。
王冀[8]（2019）在《三河口煤矿四采区煤层瓦斯突出防治技术研究》文中进行了进一步梳理煤炭工业是我国国民经济和社会发展的基础产业,煤与瓦斯突出是煤矿主要灾害之一。本研究针对三河口煤矿四采区的煤与瓦斯突出问题,结合井下实际生产情况进行分析、研究,旨在对井下煤与瓦斯突出问题进行预防和治理。首先对三河口煤矿四采区3上煤原始压力和瓦斯基本参数进行了测定,通过对预测煤与瓦斯突出指标的分析,确定该区域的煤与瓦斯突出敏感指标。通过对四采区3上煤区域突出危险性预测的分析,采用瓦斯地质统计法和综合指标法,并以断层为界将四采区划分了五个地质单元,经过对各地质单元危险性评价,得出:Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅴ区为无突出危险区;Ⅲ区和Ⅳ区为突出危险区;针对这些单元提出防突技术措施,并对防突效果进行评价,制定了相应的安全技术措施和防突管理要求。通过上述研究与分析,结合矿方所给的数据,得出2421工作面瓦斯预抽率为42.04%,综合指标D=—0.783,最大残余瓦斯压力 P=0.506 MPa,K1=0.13 ml/g·min1/2。通过与突出危险评价指标临界值的比较,均未达到其相应的突出危险临界值,因此在现有的抽放技术条件下,可以有效地减少煤层的瓦斯含量,降低瓦斯压力,能满足消突要求。
程详[9]（2019）在《深部强突出煤层软岩保护层开采采动卸压力学效应及应用》文中认为进入深部开采后,受“四高一扰动”环境影响,煤层瓦斯压力和瓦斯含量较浅部煤层更大,造成可供选择的煤层保护层越来越少,传统煤层保护层开采方式遭遇巨大挑战,出现无适宜煤层作为保护层开采的技术条件,瓦斯治理成为矿井安全生产亟待解决的难题。本文针对芦岭煤矿深部强突出煤层群不具备传统煤层保护层开采的技术条件,提出选择开采软岩作为保护层开采的区域瓦斯治理新方法,创新了保护层开采方式。围绕软岩保护层开采区域卸压增透煤与瓦斯共采的研究主线,以淮北芦岭典型软岩保护层开采为工程背景,采用多学科交叉渗透的研究思路与多手段综合运用的研究方法,开展深部强突出煤层软岩保护层开采采动卸压力学效应及应用研究,揭示了软岩保护层开采卸压机制及覆岩裂隙场内卸压瓦斯运移规律,形成了相配套的三维卸压瓦斯抽采方法,并进行了现场瓦斯治理工程实践,验证了研究结果对指导深部煤与卸压瓦斯共采的积极作用。本论文取得的主要成果如下:（1）分析了芦岭煤矿8#煤组成成分、细观结构和孔隙特征,得到了8#煤内部微孔小孔发育高、中孔和大孔发育程度低的孔隙结构特征是造成其具有强突出危险性的主要因素之一;分析了Ⅲ1采区的区域瓦斯治理方案,得到煤层群范围内的10煤层不具备保护层开采条件,提出了选择开采软岩作为保护层开采的区域瓦斯治理新方法,选择含高岭石粘土成分的泥岩作为保护层开采层位。通过多角度论证,选择软岩保护层开采方式是可行的。（2）利用固-气耦合实验装置进行了不同围压、气体压力和应力路径对含气煤体力学及渗流特性影响试验研究,试验表明围压对含气煤体的变形破坏起抑制作用,渗透率随围压的增大呈指数函数规律下降;分析了充入的吸附性气体对煤体力学削弱作用机制,简化保护层开采的卸压作用为加载轴压卸载围压应力路径,得到了卸载围压造成含气型煤强度降低,而屈服后渗透率增大,揭示了保护层卸压开采的增透机制。（3）分析了软岩保护层选择开采的相关理论问题。形成了可优选软岩保护层开采的5个技术条件,采用理论分析和数值计算的研究方法,通过建立上覆岩层卸压力学模型和数值计算力学模型,研究了软岩保护层开采的卸压机制;获得了不同开采技术参数（开采厚度、层间距、工作面面长）对被保护层卸压效果的影响规律;依据数值模拟结果,优化设计了芦岭Ⅲ11首采软岩保护层工作面的开采技术参数为开采厚度2m,层间距59m、工作面面长105m。（4）分析了软岩保护层开采采动效应,通过理论分析和数值计算研究方法得到了不同开采岩性对采场前方应力环境的影响规律,,确定了芦岭地质条件下软岩保护层开采方式应力路径并开展了采动力学特征试验研究,试验结果表明软岩保护层开采方式的卸压作用引起煤岩体出现扩容现象,对比煤层保护层开采方式,得到了不同保护层开采方式卸压增透的程度不同,定性分析相同的地质条件,煤层保护层开采方式较软岩保护层更利于开采后卸压瓦斯的抽采。（5）以芦岭煤矿Ⅲ11软岩保护层工作面为试验背景,构建软岩保护层开采卸压相似试验模型,分析了软岩保护层开采过程裂隙发育特征,确定了覆岩裂隙发育区域;基于关键层理论,使用内外双梯形台带模型分析覆岩采动裂隙动态演化过程;运用分形理论定量描述了软岩保护层开采后裂隙网络形成、扩展过程;得到了软岩保护层开采后卸压瓦斯来源为邻近层卸压瓦斯涌出;基于COMSOL数值模拟计算结果,揭示了软岩保护层开采覆岩采动裂隙场内卸压瓦斯运移规律。（6）提出了针对软岩保护层开采的卸压瓦斯抽采方法,开展芦岭软岩保护层开采卸压瓦斯治理实践,根据Ⅲ11软岩保护层工作面周边巷道布置情况,构建了与Ⅲ11软岩保护层工作面开采的相配套的三维卸压瓦斯抽采技术体系;开采实践表明,软岩保护层开采结合全方位卸压瓦斯抽采,被保护层煤层残余瓦斯压力和残余瓦斯含量最大值分别为0.25-0.35MPa和4.87-5.01 m3/t,瓦斯治理效果显着。图[130]表[23]参[212]。
吕帅锋[10]（2019）在《煤层大型水力压裂导流通道特征及削减高阻体研究》文中研究说明沁水盆地北部新元矿区3号煤层构造煤体较发育,生产过程中易发生煤与瓦斯突出灾害。目前,新元煤矿在巷道掘进前主要采用井下水力造穴和气相压裂等强化瓦斯抽采技术作为消突措施,但是这种局部瓦斯治理技术工程量较大,施工周期长,成本高,而且和巷道掘进不能同时进行,严重影响了掘进和煤矿生产效率。通过地面大型水力压裂的工程实践,有效降低了煤层瓦斯突出风险,大幅提高了巷道掘进效率,为松软破碎煤层瓦斯治理开辟了一种新的途径。然而,研究区煤层裂隙空间展布非均质性强,煤层垂向上煤体结构较为复杂,目前关于裂隙系统发育的宏观特征及其对水力压裂裂缝扩展影响的研究不够深入,特别是缺乏大型水力压裂煤层消突的工程实践与研究。本研究重点围绕水力压裂导流通道开展了煤层天然裂隙识别、压裂裂缝扩展机制分析、流体高阻体表征及压裂参数优化等方面的工作。煤层天然裂隙系统及压裂裂缝为水力压裂的主要导流通道,通过井下实测解剖及室内实验从多尺度对天然裂隙的空间特征进行了综合识别,建立了煤层大裂隙系统和煤体结构空间配置模型。煤层外生裂隙发育优势方位为NNE向和NW向,构造煤分层主要位于煤层的中下部,微裂隙的变形程度受到煤体结构的控制。研究发现地表节理方位和规模与煤层裂隙方位和密度间具有良好的对应关系,从而提出了基于地表节理预测煤层裂隙发育特征的新方法。通过掘进工作面开挖,对煤层气井压裂支撑裂缝进行切片式连续跟踪观测,获取了水平、倒“T”形、非对称“工”形等复杂水力裂缝形态类型及其成因,研究了天然裂缝对压裂裂缝扩展的影响。基于水力压裂消突效果,首次提出与导流通道相对立的、对压裂裂缝扩展和压裂液滤失具有阻碍作用的流体高阻体概念。其中构造煤高阻体,压裂裂缝容易开启但是延伸较短,不利于流体大范围扩散;断层高阻体容易使流体发生转向,导致压裂裂缝沿着断层面进行扩展。根据压裂施工曲线从注入液量和能量角度诊断出断层高阻体在流体转向后其导流能力大幅增加。为削减流体高阻体,提出大排量大液量、辅以转向剂和渗透剂的压裂技术措施,并且在现场试验中取得了良好的消突效果,压后钻孔瓦斯抽采量成倍提高。本研究首次阐明了大型水力压裂条件下导流通道和高阻体的空间关系与流体作用关系,为优化压裂施工参数进而服务特定目标奠定了科学基础。对于区域性煤矿瓦斯治理而言,大型水力压裂开创了除保护层开采和本煤层瓦斯抽采之外的一种全新的煤层消突工程技术途径。对于水力压裂技术而言,通过对新增服务对象的不断验证,可以有效促进水力压裂技术的进步升级,更好地服务于其他非常油气开发。
二、煤与瓦斯突出区域性预测的综合判断研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、煤与瓦斯突出区域性预测的综合判断研究（论文提纲范文）
（1）煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 我国煤与瓦斯突出技术发展及危险性预测指标 |
| 1.1 我国煤与瓦斯突出技术发展 |
| 1.2 我国煤与瓦斯突出预测指标及其临界值 |
| 2 突出危险性预测指标临界值确定方法 |
| 2.1 突出预测指标测定方法 |
| 2.2 原局部突出预测指标敏感性及其临界值测定方法 |
| 3 突出危险性预测指标之间的关系及测定存在的问题 |
| 3.1 地应力相关指标的关系 |
| 3.2 瓦斯相关指标的关系 |
| 3.2.1 区域预测指标之间的关系 |
| 3.2.2 区域预测指标与钻屑瓦斯解吸指标的关系 |
| 3.2.3 钻屑瓦斯解吸指标之间的关系 |
| 3.3 突出预测指标敏感性及其临界值测定中存在的问题 |
| 4 突出危险性预测指标及其临界值研究展望 |
| 4.1 反映地应力的区域预测指标 |
| 4.2 煤厚异常变化指标 |
| 4.3 突出灾害的潜在强度指标 |
| 4.4 新突出预测方法及措施效果检验方法 |
| 5 结论 |
（2）地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 地下金属矿山顶板冒落事故概况 |
| 1.1.2 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测研究的意义 |
| 1.2 地下金属矿山顶板冒落防治理论及技术研究现状 |
| 1.3 有待进一步研究解决的科学问题 |
| 1.4 本文的研究内容、方法与意义 |
| 1.4.1 本文的研究目的及内容 |
| 1.4.2 本文的技术路线 |
| 2 地下金属矿山顶板冒落理论研究 |
| 2.1 地下金属矿山顶板冒落的区域性研究 |
| 2.2 顶板赋存条件对顶板冒落的影响分析 |
| 2.3 顶板岩体的物理性质对顶板冒落的影响分析 |
| 2.4 顶板岩体的力学性质对顶板冒落的影响分析 |
| 2.5 区域地质构造对顶板冒落的影响分析 |
| 2.6 顶板赋存环境对顶板冒落的影响分析 |
| 2.7 地质作用控制顶板冒落途径分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术研究 |
| 3.1 预测的基本原理 |
| 3.1.1 预测的相关理论 |
| 3.1.2 预测基本程序 |
| 3.2 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术原则 |
| 3.2.1 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测的内涵 |
| 3.2.2 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测的基本原则 |
| 3.3 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测的地质指标库的建立 |
| 3.3.1 bow-tie理论介绍 |
| 3.3.2 顶板赋存条件相关参数的提取 |
| 3.3.3 顶板岩体的物理性质相关参数的选取 |
| 3.3.4 顶板岩体的力学性质相关参数的确定 |
| 3.3.5 区域地质构造相关参数的测定 |
| 3.3.6 顶板赋存环境相关参数的考虑 |
| 3.3.7 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测指标库的构建 |
| 3.4 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测指标的选取原则 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于突变级数法的顶板冒落区域危险性预测方法及区划的研究 |
| 4.1 突变级数法的基本原理 |
| 4.1.1 突变级数法的理论基础 |
| 4.1.2 突变级数法相较于其他统计预测方法的优势 |
| 4.2 顶板冒落危险区域划分的步骤 |
| 4.3 矿山顶板冒落危险区划的计算机实现 |
| 4.3.1 surfer软件介绍 |
| 4.3.2 数据的准备 |
| 4.3.3 格式的转换 |
| 4.3.4 区划图的绘制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测可靠度研究 |
| 5.1 数据的不确定性问题的提出 |
| 5.1.1 数据不确定性来源及分类 |
| 5.1.2 地下金属矿山顶板参数数据的不确定性研究 |
| 5.1.3 数据的随机性表示方法 |
| 5.2 矿山顶板冒落区域危险性预测可靠性的研究背景 |
| 5.2.1 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测结果的准确性检验的现状 |
| 5.2.2 可靠性理论简要介绍 |
| 5.2.3 采用可靠性理论研究区域预测结果准确性的优势 |
| 5.3 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测可靠性内涵 |
| 5.3.1 矿山顶板冒落区域危险性预测可靠性定义 |
| 5.3.2 矿山顶板冒落区域危险性预测失效内涵 |
| 5.3.3 矿山顶板冒落区域危险性预测失效原因分析 |
| 5.4 矿山顶板冒落危险性区域危险性预测可靠度预计研究 |
| 5.4.1 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测的功能函数的建立 |
| 5.4.2 矿山顶板冒落区域危险性预测可靠指标的求解 |
| 5.4.3 地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测可靠度的表达公式 |
| 5.4.4 突变级数预测法的可靠度计算公式求解 |
| 5.4.5 模型可靠度计算公式求解 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 矿山顶板冒落区域危险性预测可靠性的应用研究 |
| 6.1 A矿的基本概况 |
| 6.1.1 A矿的区域地质条件 |
| 6.1.2 A矿的水文地质条件 |
| 6.1.3 A矿的工程地质条件 |
| 6.2 A矿顶板冒落区域危险性预测及区划图的绘制 |
| 6.3 A矿矿山顶板冒落区域预测结果的可靠度计算 |
| 6.3.1 A矿顶板冒落区域预测突变级数的随机特征求解 |
| 6.3.2 A矿顶板冒落区域危险性预测临界值的统计特征求解 |
| 6.3.3 A矿顶板冒落区域危险性预测可靠度求解及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1 个人简历 |
| 2 攻读博士期间发表的成果 |
| 3 科研项目经历 |
（3）煤与瓦斯突出态势感知方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 煤与瓦斯突出过程与突出态势感知 |
| 2.1 煤与瓦斯突出过程及影响因素 |
| 2.2 煤与瓦斯突出前兆信号特征分析 |
| 2.3 煤与瓦斯突出态势感知 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于压缩感知的煤与瓦斯突出态势要素提取 |
| 3.1 煤与瓦斯突出态势信息的压缩感知 |
| 3.2 不完全瓦斯涌出时间序列处理方法 |
| 3.3 噪声背景下声发射信号提取方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤与瓦斯突出灾变特征提取方法 |
| 4.1 基于趋势分析的瓦斯涌出异常时间序列辨识 |
| 4.2 煤与瓦斯突出声发射信号前兆特征提取 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于信息融合的煤与瓦斯突出态势评估 |
| 5.1 煤与瓦斯突出态势评估模型 |
| 5.2 煤与瓦斯突出态势评估方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 基于机器学习的煤与瓦斯突出态势预测方法 |
| 6.1 基于时空耦合的瓦斯浓度态势预测模型 |
| 6.2 基于广义回归网络的煤与瓦斯突出态势值预测模型 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 煤与瓦斯突出态势感知的工程测试 |
| 7.1 煤与瓦斯突出态势要素获取及评估临界值的确定 |
| 7.2 煤与瓦斯突出态势评估方法验证 |
| 7.3 煤与瓦斯突出态势预测方法验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论、创新点及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 阳泉矿区构造煤演化及突出灾害特征 |
| 2.1 含煤地层及地质构造 |
| 2.2 构造演化及构造煤成因发育特征 |
| 2.3 构造煤强度特性 |
| 2.4 构造煤层变质及瓦斯赋存特征 |
| 2.5 构造煤层突出灾害特征及瓦斯抽采瓶颈 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 构造煤体力学及渗透特性 |
| 3.1 实验设备及实验方法 |
| 3.2 煤样制取 |
| 3.3 构造煤体力学特性 |
| 3.4 构造煤体渗透特性 |
| 3.5 构造煤高效增透途径 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 构造煤孔隙特征及瓦斯吸附解吸动力学特性 |
| 4.1 构造煤基础物性参数 |
| 4.2 构造煤孔隙特征 |
| 4.3 构造煤瓦斯吸附特性 |
| 4.4 构造煤瓦斯解吸扩散特性 |
| 4.5 构造煤高效增透-增扩-增流途径 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制 |
| 5.1 技术简介及造穴效果考察 |
| 5.2 理论模型及数值求解方法 |
| 5.3 单穴强化瓦斯抽采数值分析 |
| 5.4 群穴强化瓦斯抽采数值分析 |
| 5.5 强化瓦斯抽采机制及工程验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 钻冲一体化水力造穴技术体系及工程应用 |
| 6.1 钻冲一体化水力造穴技术体系 |
| 6.2 造穴参数优化 |
| 6.3 瓦斯抽采效果对比分析 |
| 6.4 瓦斯抽采成本对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）硬煤掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 掘进工作面异常区域勘探及监测手段研究现状 |
| 1.3 研究存在的问题 |
| 1.4 研究的内容和方法 |
| 2 含瓦斯硬煤受载破坏的响应特征 |
| 2.1 含瓦斯煤受载破坏试验系统和试样 |
| 2.2 试验内容和试验步骤 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.4 含瓦斯煤受载破坏异常信号研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 掘进工作面前方异常区电磁辐射特征 |
| 3.1 测试系统及测试方法 |
| 3.2 现场概况 |
| 3.3 掘进工作面瓦斯与电磁辐射规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 掘进工作面前方异常区监测识别方法 |
| 4.1 模糊统计法 |
| 4.2 临界值和动态趋势法 |
| 4.3 波动指标法 |
| 4.4 综合监测指标临界值的确定 |
| 4.5 综合监测识别方法 |
| 4.6 掘进工作面电磁辐射监测识别方法的验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论、创新点和展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于灰色理论的煤与瓦斯突出危险性预测及防控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 灰色理论研究现状 |
| 1.2.2 煤与瓦斯突出机理研究现状 |
| 1.2.3 突出预测研究现状 |
| 1.2.4 突出灾害防控技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 煤与瓦斯突出和灰色系统基础理论 |
| 2.1 煤与瓦斯突出影响因素 |
| 2.1.1 煤层瓦斯的性质 |
| 2.1.2 煤与瓦斯突出作用机理 |
| 2.1.3 煤与瓦斯突出的影响因素 |
| 2.2 煤与瓦斯突出特征及其预兆 |
| 2.2.1 煤与瓦斯突出特征 |
| 2.2.2 煤与瓦斯突出预兆 |
| 2.3 煤与瓦斯突出危险性预测指标 |
| 2.3.1 煤与瓦斯突出危险性预测指标 |
| 2.3.2 临涣煤矿突出危险性预测指标选择 |
| 2.4 灰色系统理论基础 |
| 2.4.1 灰色理论概述 |
| 2.4.2 灰色预测技术 |
| 2.4.3 灰色建模方法 |
| 2.4.4 模型精度检验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于灰色理论的煤与瓦斯突出危险性预测 |
| 3.1 煤层瓦斯基础参数实测 |
| 3.1.1 煤层瓦斯压力测定 |
| 3.1.2 煤层瓦斯含量测定 |
| 3.1.3 煤样实验室分析 |
| 3.2 数值模拟研究 |
| 3.2.1 FLAC3D数值分析软件 |
| 3.2.2 位移场变化的数值模拟分析 |
| 3.3 灰色模型预测 |
| 3.3.1 煤层瓦斯压力的灰色模型预测 |
| 3.3.2 瓦斯涌出量的灰色模型预测 |
| 3.3.3 垂直位移变形量的灰色模型预测 |
| 3.4 综合对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 瓦斯治理方案优选和工程应用 |
| 4.1 灰色定权聚类原理 |
| 4.2 瓦斯治理方案 |
| 4.2.1 方案提出的依据 |
| 4.2.2 四种瓦斯治理方案 |
| 4.3 瓦斯治理方案优选 |
| 4.4 方案实际应用 |
| 4.5 瓦斯治理效果考察 |
| 4.5.1 本煤层瓦斯治理效果分析 |
| 4.5.2 邻近层瓦斯治理效果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（7）基于改进模糊支持向量机的煤与瓦斯突出预测（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容和论文结构 |
| 2 基于统计学理论的支持向量机 |
| 2.1 机器学习与统计学习理论 |
| 2.2 支持向量机理论 |
| 2.3 模糊支持向量机 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于灰色理论的煤与瓦斯突出预测指标的选取 |
| 3.1 煤与瓦斯突出发生的原因 |
| 3.2 煤与瓦斯突出强度分类 |
| 3.3 煤与瓦斯突出的定律 |
| 3.4 煤与瓦斯突出影响因素分析 |
| 3.5 基于灰色关联度分析的突出预测指标选取 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 粒子群算法的改进及与模糊支持向量机的结合 |
| 4.1 标准粒子群算法 |
| 4.2 改进的粒子群算法 |
| 4.3 结合改进粒子群算法的模糊支持向量机 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于粒子群优化模糊支持向量机的煤与瓦斯突出预测 |
| 5.1 改进模糊支持向量机仿真流程 |
| 5.2 PSO-FSVM与 FSVM预测结果的比较 |
| 5.3 PSO-FSVM与 PSO-SVM预测结果的比较 |
| 5.4 PSO-FSVM与 BP神级网络预测结果的比较 |
| 5.5 训练指标分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（8）三河口煤矿四采区煤层瓦斯突出防治技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究的主要内容、方法和技术路线 |
| 1.4 研究意义 |
| 2 三河口煤矿3层煤瓦斯基本参数概况 |
| 2.1 矿井四采区3_上煤瓦斯基础参数测定情况 |
| 2.2 矿井四采区3_上煤层瓦斯参数分析 |
| 2.3 防治煤与瓦斯突出敏感指标的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 四采区3_上煤区域突出危险性预测及瓦斯治理突出方案设计 |
| 3.1 突出危险性区域划分方法 |
| 3.2 四采区3_上煤层预防突出原则及总体方案 |
| 3.3 对矿井生产系统修改设计的建议 |
| 3.4 矿井工作面突出危险性预测 |
| 3.5 矿井区域性及局部性防突技术措施 |
| 3.6 矿井安全防护措施 |
| 3.7 矿井预防突出管理 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 四采区3_上煤2421面区域性防突措施效果评价 |
| 4.1 评价方法 |
| 4.2 评价方法的综合确定 |
| 4.3 评价指标的测算方法 |
| 4.4 评价指标的测算 |
| 4.5 抽采效果综合评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）深部强突出煤层软岩保护层开采采动卸压力学效应及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 含瓦斯煤岩力学及渗透特性 |
| 1.2.2 煤岩体加卸荷路径力学特征 |
| 1.2.3 保护层卸压开采及影响因素研究现状 |
| 1.2.4 采动裂隙场演化规律 |
| 1.2.5 卸压瓦斯运移及抽采现状 |
| 1.3 研究进展评述 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 芦岭煤矿强突出煤层特征与区域瓦斯治理 |
| 2.1 试验矿井概况 |
| 2.1.1 芦岭井田概况 |
| 2.1.2 试验工程背景 |
| 2.2 芦岭8#煤微结构特征分析 |
| 2.2.1 8#煤工业分析及成分分析 |
| 2.2.2 8#煤细观结构分析 |
| 2.2.3 8#煤孔隙特征分析 |
| 2.3 芦岭煤矿软岩保护层选择开采的可行性分析 |
| 2.3.1 Ⅱ水平区域瓦斯治理技术 |
| 2.3.2 芦岭Ⅲ1 采区保护层开采方案选择 |
| 2.3.3 软岩保护层开采层位选择分析 |
| 2.3.4 软岩保护层开采的技术分析 |
| 2.3.5 软岩保护层与10 煤保护层卸压保护效果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 含气煤体力学效应及渗流特征 |
| 3.1 单轴压缩条件型煤力学特性 |
| 3.1.1 型煤试件制备 |
| 3.1.2 型煤单轴压缩力学及声发射特征分析 |
| 3.2 常规三轴加载围压对含气煤体力学及渗流特性的影响 |
| 3.2.1 固-气耦合装置 |
| 3.2.2 试验原理及方案 |
| 3.2.3 围压对含气煤样力学及渗透率的影响分析 |
| 3.3 常规三轴加载气体压力对含气煤体力学及渗流特征的影响 |
| 3.3.1 试验方案 |
| 3.3.2 气体压力对含气煤样力学及渗透率的影响分析 |
| 3.4 加载轴压卸载围压应力路径对含气煤体力学及渗流特性的影响 |
| 3.4.1 试验方案 |
| 3.4.2 加载轴压卸载围压应力路径围压对含气煤样力学及渗透率的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 软岩保护层开采卸压机理及影响因素 |
| 4.1 软岩保护层选择开采分析 |
| 4.1.1 软岩保护层选择开采的依据 |
| 4.1.2 可优选软岩保护层开采的技术条件 |
| 4.1.3 软岩保护层开采的特点 |
| 4.2 软岩保护层开采卸压机理分析 |
| 4.2.1 上覆岩层卸压力学模型 |
| 4.2.2 煤层群条件下软岩保护层开采卸压机理 |
| 4.3 软岩保护层开采技术参数对被保护层卸压效果的影响规律 |
| 4.3.1 采动卸压临界指标的确定 |
| 4.3.2 开采厚度对被保护层卸压效果的影响规律 |
| 4.3.3 开采层位对被保护层卸压效果的影响规律 |
| 4.3.4 工作面面长对被保护层卸压效果的影响规律 |
| 4.3.5 芦岭首采软岩工作面开采技术参数优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 软岩保护层开采方式采动效应 |
| 5.1 软岩保护层开采采场前方煤岩体应力环境 |
| 5.1.1 开采岩性对应力环境的影响规律 |
| 5.1.2 软岩保护层开采方式前方煤岩体应力环境特征 |
| 5.2 软岩保护层开采方式煤岩采动力学特征 |
| 5.2.1 软岩保护层开采方式应力路径的确定 |
| 5.2.2 试验设备及方案 |
| 5.2.3 软岩保护层开采方式采动力学结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 软岩保护层开采采动裂隙演化与卸压瓦斯运移特征 |
| 6.1 软岩保护层开采覆岩采动裂隙演化的实验研究 |
| 6.1.1 覆岩采动裂隙基本特征 |
| 6.1.2 覆岩采动裂隙演化的相似模拟实验方案 |
| 6.1.3 软岩保护层开采覆岩裂隙演化相似实验结果分析 |
| 6.1.4 软岩保护层开采裂隙发育区域确定 |
| 6.1.5 软岩保护层开采后裂隙演化的分形研究 |
| 6.2 基于关键层理论的采动裂隙动态演化过程 |
| 6.3 软岩保护层开采覆岩裂隙场卸压瓦斯运移演化规律 |
| 6.3.1 软岩保护层开采卸压瓦斯来源分析 |
| 6.3.2 采动裂隙场中卸压瓦斯运移数学模型 |
| 6.3.3 软岩保护层开采覆岩裂隙场卸压瓦斯运移规律数值分析 |
| 6.4 采动裂隙演化与卸压瓦斯富集关系分析 |
| 6.4.1 卸压瓦斯储运过程分析 |
| 6.4.2 采动裂隙场与瓦斯流动场的耦合关系 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 芦岭软岩保护层开采卸压瓦斯治理工程实践 |
| 7.1 软岩保护层开采卸压瓦斯抽采方法 |
| 7.2 Ⅲ11 软岩保护层工作面卸压瓦斯抽采技术体系 |
| 7.2.1 Ⅲ11 软岩保护层开采覆岩“两带”发育高度 |
| 7.2.2 Ⅲ11 软岩保护层开采卸压瓦斯涌出量预计 |
| 7.2.3 Ⅲ11 软岩保护层立体卸压瓦斯抽采 |
| 7.3 软岩保护层开采卸压效果考察 |
| 7.3.1 软岩保护层回采期间卸压瓦斯抽采效果考察 |
| 7.3.2 软岩保护层开采效果考察 |
| 7.3.3 上覆被保护煤层卸压保护效果考察 |
| 7.3.4 软岩保护层开采综合效益分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（10）煤层大型水力压裂导流通道特征及削减高阻体研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤层天然裂隙研究进展 |
| 1.2.2 压裂液滤失机制研究现状 |
| 1.2.3 转向压裂机理研究现状 |
| 1.3 科学问题、研究内容与方法 |
| 1.3.1 存在问题 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 煤层及围岩导流通道的识别 |
| 2.1 新元煤矿3号煤层地质概况 |
| 2.2 天然裂隙发育特征 |
| 2.2.1 天然裂隙系统分类 |
| 2.2.2 煤层及围岩裂隙通道空间特征 |
| 2.2.3 小微构造背景下裂隙通道特征 |
| 2.2.4 煤岩微裂隙特征 |
| 2.3 地表节理与煤层裂隙通道对应关系 |
| 2.3.1 地表节理预测井下裂隙方位技术原理 |
| 2.3.2 新元矿地表节理方位特征及与煤层裂隙关系 |
| 2.3.3 邻矿新景矿地表节理与煤层裂隙对应关系分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 压裂裂缝扩展模式及压裂液的滤失 |
| 3.1 压裂裂缝空间形态井下解剖 |
| 3.1.1 水力压裂施工参数及井下观测方法 |
| 3.1.2 水力压裂裂缝几何形态特征 |
| 3.1.3 压裂导流通道实例 |
| 3.2 压裂裂缝扩展机制力学分析 |
| 3.2.1 压裂裂缝形态判别依据 |
| 3.2.2 天然外生裂缝对压裂裂缝扩展的影响机理分析 |
| 3.2.3 压裂裂缝扩展规律 |
| 3.2.4 构造煤中压裂裂缝几何模型构建 |
| 3.3 压裂液流体平面滤失形态分析 |
| 3.3.1 压裂液流体滤失面积和滤失形态指数 |
| 3.3.2 压裂液滤失形态模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 水力压裂流体高阻体表征 |
| 4.1 突出瓦斯地质单元和高阻体概念 |
| 4.1.1 突出瓦斯地质单元 |
| 4.1.2 瓦斯圈闭特征 |
| 4.1.3 高阻体概念 |
| 4.1.4 高阻体结构表征 |
| 4.1.5 流体高阻体与突出瓦斯单元的联系 |
| 4.2 水力压裂中高阻体行为效应 |
| 4.3 高阻体典型类型 |
| 4.4 流体高阻体的诊断 |
| 4.5 断层高阻体导流能力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 流体压力传递实验研究及数值模拟 |
| 5.1 煤岩裂隙立体几何分析 |
| 5.1.1 煤岩裂隙三维重构 |
| 5.1.2 重构裂隙孔隙度分析 |
| 5.2 流体压力传递和渗透率实验 |
| 5.2.1 煤心渗透率测试 |
| 5.2.2 注入排量和压力的关系 |
| 5.3 流体压力分布规律数值模拟 |
| 5.3.1 均质煤层 |
| 5.3.2 天然裂缝发育煤层 |
| 5.3.3 高阻体嵌入煤层 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 大型水力压裂消突效果与削减高阻体压裂 |
| 6.1 煤层大型水力压裂消突效果 |
| 6.2 压裂裂缝网络的形成 |
| 6.2.1 变排量对裂缝复杂性的影响 |
| 6.2.2 诱导应力对新裂缝产生的影响 |
| 6.2.3 转向剂应用 |
| 6.3 含煤粉流体流动阻力分析 |
| 6.4 高渗透表面活性剂压裂液优选及评价 |
| 6.4.1 自发渗吸机理分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、煤与瓦斯突出区域性预测的综合判断研究（论文参考文献）
- [1]煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展[J]. 程远平,周红星. 煤炭科学技术, 2021(01)
- [2]地下金属矿山顶板冒落区域危险性预测技术研究[D]. 王子健. 中国地质大学(北京), 2020(04)
- [3]煤与瓦斯突出态势感知方法研究[D]. 王雨虹. 辽宁工程技术大学, 2020
- [4]构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用[D]. 张浩. 中国矿业大学, 2020(01)
- [5]硬煤掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别研究[D]. 李金铎. 中国矿业大学, 2020
- [6]基于灰色理论的煤与瓦斯突出危险性预测及防控技术研究[D]. 邓君. 湖南科技大学, 2019(05)
- [7]基于改进模糊支持向量机的煤与瓦斯突出预测[D]. 孙宇航. 中国矿业大学, 2019(04)
- [8]三河口煤矿四采区煤层瓦斯突出防治技术研究[D]. 王冀. 山东科技大学, 2019(05)
- [9]深部强突出煤层软岩保护层开采采动卸压力学效应及应用[D]. 程详. 安徽理工大学, 2019(01)
- [10]煤层大型水力压裂导流通道特征及削减高阻体研究[D]. 吕帅锋. 中国地质大学, 2019(02)