[发明专利]一种基于应力集中的煤巷掘进工作面突出危险辨识方法

说明书

本发明公开了一种基于应力集中的煤巷掘进工作面突出危险辨识方法，属于煤矿安全技术领域，该方法针对煤巷掘进工作面在施工过程中突出危险性不能合理判识等问题，本发明利用应力集中或叠加的分析方法对影响煤巷掘进工作面地质环境、采掘扰动的主要因素进行量化，提出基于应力集中的煤与瓦斯突出危险判识方法；判识与突出相关的应力集中或叠加区，为煤巷掘进的突出预防提供重要的技术支撑。

技术领域

本发明涉及煤矿突出安全技术领域，特别涉及一种现场判识煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出危险性的方法。

背景技术

煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井动力现象，合理准确地判识煤与瓦斯突出危险性的等级，是一件亟待解决的技术难题。目前，国内外主要是以煤层、采区意义上的区域预测为主，方法也多为静态判识，不能实时、动态的对掘进工作面的施工过程进行突出危险性判识，且现有地质环境资料多以文字描述，缺乏对其进行应力分析并有效表达其影响数据，不能准确形象地反映相关信息，不利于技术人员的数据调取与决策。

通过国内外研究现状及分析可知，传统的煤巷掘进工作面突出危险判识方法与掘进时的预测预警工作不相适应，传统的煤巷掘进工作面突出危险判识主要采用综合指标、钻屑瓦斯解吸指标、钻屑指标、复合指标、辅助指标等工作面现场特征表现分析应力、瓦斯赋存对煤与瓦斯突出灾害的影响，但都没有具体考虑地质环境与采掘扰动对突出的影响，如本煤层巷道的布局促使煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出灾害的差异性；我国主要围绕“以区域四位一体为主、局部四位一体为辅”的“两个四位一体”综合防治突出技术对煤巷掘进工作面的突出危险性预测预报取得良好效果，但在实现过程中还存在着不少困难。

因此急需一种更加准确地、实时地确定煤巷掘进工作面突出危险性的判识方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种基于应力集中的煤巷掘进工作面突出危险辨识方法，该判识方法基于应力集中从多个影响角度对煤巷掘进工作面的突出危险性进行快速准确判识。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种基于应力集中的煤巷掘进工作面突出危险辨识方法，包括以下步骤：

S1：获取煤巷掘进工作面本煤层及邻近层地质环境、采掘扰动资料数据；

S2：所述地质环境、采掘扰动资料数据通过专家系统分析处理后，获取煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出危险的辨识指标；

S3：获取各个辨识指标突出危险性的等级判识标准；

S4：采用层次分析法和相似系数法对各个指标突出的影响程度进行权重赋值；

S5：根据属性判识方法及指标权重获得煤巷掘进工作面不同判识等级的从属程度；

S6：随掘进的不断推进，重复步骤S1-S4更新不同煤巷掘进工作面突出危险的判识指标。

作为本发明的一种优选方案，所述煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出危险辨识指标包括地质环境指标和采掘扰动指标。

作为本发明的另一种优选方案，所述地质环境指标包括巷道倾角、断层、褶曲、火成岩和方位角；

所述巷道倾角指标根据煤巷掘进工作面前方多个测点煤层倾角平均值的大小类别进行突出危险等级判识；

所述断层指标通过根据封闭型断层的走向距离实测值与最大水平主应力与断层走向夹角计算值进行突出危险等级判识；

所述褶曲指标根据褶曲轴部与煤巷掘进工作面间的距离实测值相较褶曲轴部与翼部边界距离的大小关系进行突出危险等级判识；

所述火成岩指标通过获取火成岩侵入区两种煤体的影响实测值与火成岩距煤巷掘进工作面远近关系进行突出危险等级判识；