[发明专利]实时跟踪预警矿井复合型煤岩动力灾害的系统及方法

说明书

本发明公开了实时跟踪预警矿井复合型煤岩动力灾害的系统及方法，包括监测数据采集预警、交换机、矿井复合型煤岩动力灾害中心站、Internet远程数据传输、远程预警服务中心；该装备应用人工智能技术，解决了对复合型煤岩动力灾害的逻辑识别、判断、判据指标自动寻找及校核的难题；简单、智能、实用性化程度高；能将矿井复合型煤岩动力灾害的预测准确性提高到90％以上。本发明既适应于具有煤与瓦斯突出危险性的矿井，也适应与冲击地压危险性的矿井。

技术领域

本发明涉及预警系统技术领域，具体为实时跟踪预警矿井复合型煤岩动力灾害的系统及方法。即使无论在突出矿井还是冲击地压矿井、不同的采深、不同的区域，都能够自动建立和校核预测复合性煤岩动力灾害的判据指标；及时而可靠地预测采掘工作面可能发生突出和冲击地压复合性煤岩动力灾害的危险性，以避免在深部矿井开采中突出和冲击地压复合型煤岩动力灾害发生时造成重大的财产损失和人员伤亡。

背景技术

在突出矿井中，国内对与煤与瓦斯突出的治理主要放在了瓦斯因素的治理上，进行了各种瓦斯抽采技术的研发和应用，并提出了行业的“双六”指标来进行防止煤与瓦斯突出的治理——即经过煤层瓦斯的预抽采，只要煤层瓦斯压力小于0.6兆帕，煤层瓦斯含量小于6m3/t，就认为消除了突出危险性；区域瓦斯预抽措施确实减少了煤层的突出危险性，使得突出事故发生率有所减少。但是，近年来国内主要的有突出危险的矿区，在区域抽放预排措施到位，达到“双六”指标的前提下，在预测后已判定为无突出危险的煤层依旧发生了多起煤与瓦斯突出事故，这些突出有别于传统意义上的突出，有显著的冲击地压的特征。

突出事故的吨煤瓦斯涌出量值远远小于一般意义上的煤与瓦斯突出事故的80～130m³/t。甚至近年来鉴定为低沼气、非突出矿井也开始发生了突出：

老矿井的深部开采的情况，由于治理瓦斯有成效，特别是机械化程度的提高，开采强度已大幅度地增强，加剧了突出矿井的集中应力紧张的程度，已经有很多矿井不仅仅有单一的突出灾害；表现出既有突出，又有冲击地压多种复合型煤岩动力灾害共生的局面。在深部开采中防治突出和冲击地压复合型煤岩动力灾害是一个急待解决问题。全国深部开采的矿井面都面临着相同的难题。

因此，在当前的国内突出矿井新的生产条件下，改变我们对于突出和冲击地压防治方面的认识、思路、方法及数学模型，研发能够综合预警复合型煤岩动力灾害系统和方法势在必行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

1)瓦斯型突出——煤体中瓦斯能量占据主导地位，地应力贮蓄的能量没有达到发动突出的程度，但是瓦斯蓄能很大，具备驱动突出的能力；这种蓄能类型的煤体，由于煤体中的瓦斯主要以吸附状态存在着，原始煤层中的瓦斯还没有大量地转变为游离瓦斯，形成膨胀能，因此，很少主动发动突出；这种类型主要为借助于外力诱导而产生的突出，典型的就是放炮诱导的突出；在放炮外部力量的助力下，地应力达到了激发突出的条件，破碎了煤体的原始结构，改变了煤层透气性，使得煤层中吸附瓦斯大量充分解吸，驱动了突出的发生；这种突出多为中、大型突出，释放的瓦斯涌出量很大，吨煤瓦斯涌出量最高达1000m3以上。

2)瓦斯压力型突出——瓦斯蓄能大，具备驱动突出的能力；地应力达到了激发突出、破碎煤体的程度或接近临界点；这种类型的突出主要为自发性突出或延时突出；也可能借用工作面作业产生的一点儿外力的扰动，就破坏了应力的平衡状态，发动了突出。这种突出工作面作业过程中，其危险性和破坏性十分巨大。煤体经过地应力的充分研磨，没有大颗粒的煤炭，分选型强，有瓦斯搬运甚至逆流搬运的情况。