[發明專利]一種基于瓦斯涌出數據判識掘進工作面軟煤層厚度的方法有效

申請號：	201910500400.1	申請日：	2019-06-11
公開（公告）號：	CN110135117B	公開（公告）日：	2022-11-18
發明（設計）人：	陳向軍;袁宇;陳青;康寧寧;焦美強;馮帥龍	申請（專利權）人：	河南理工大學;晉中市煤炭規劃設計研究院
主分類號：	G06F30/20	分類號：	G06F30/20
代理公司：	鄭州萬創知識產權代理有限公司 41135	代理人：	任彬
地址：	454150 河南***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于瓦斯涌出數據掘進工作面軟煤層厚度方法
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【權利要求書】：

1.一種基于瓦斯涌出數據判識掘進工作面軟煤層厚度的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)考慮到工作面瓦斯賦存具有一定的連續性，瓦斯壓力不會出現突變，在需要進行預警的工作面描繪該工作面斷面上的軟、硬煤的分布、分層情況，并在現場測試該工作面煤層的瓦斯涌出量及變化曲線，讀取第1分鐘瓦斯涌出量Q₁，并測試工作面煤層瓦斯含量和瓦斯吸附壓力，其中對于同一工作面，認為該工作面斷面煤層的瓦斯吸附壓力、變質程度、含水率等因素相同，且工作面煤層中硬煤均勻緩慢解吸瓦斯，而軟煤中的瓦斯初始解吸劇烈且衰減較快；

(2)在需要進行預警的工作面上分別采集軟煤、硬煤，在實驗室進行與現場實測工作面煤層相同的瓦斯吸附壓力條件下軟、硬煤的瓦斯解吸量的測試，具體為在實驗室內測試不同比例的軟、硬煤混合時的第1分鐘瓦斯解吸量q₁，其中不同比例的軟、硬煤混合后的總質量均相等；

(3)第1分鐘瓦斯解吸量或涌出量變化率θ是質量為m、不同軟硬比μ的煤測得的第1分鐘瓦斯解吸量或涌出量與質量相同的硬煤測得的第1分鐘瓦斯解吸量或涌出量的比值，質量相同且軟硬比μ不同的煤對應不同的第1分鐘瓦斯解吸量或涌出量變化率θ，實驗室中的第1分鐘瓦斯解吸量變化率用θ₁表示，現場工作面的第1分鐘瓦斯涌出量變化率用θ₂表示，軟硬比相同情況下，θ₁與θ₂相等；

在實驗室內計算步驟(2)中不同比例的軟、硬煤混合時的第1分鐘瓦斯解吸量變化率θ₁，并繪制不同軟硬比μ與相應第1分鐘瓦斯解吸量變化率θ₁的擬合曲線，從而得出實驗室中θ₁與μ的函數模型，進而得出現場工作面中θ₂與μ的函數模型，其中實驗室中軟硬比μ為煤中軟煤與硬煤的質量比例，現場工作面中軟硬比μ＝h_軟/(H-h_軟)，且h_軟為現場工作面中軟煤層厚度/米，H為工作面高度/米；

(4)當現場工作面的軟煤層厚度h_軟超過0.3米時，就有瓦斯突出的危險，進而一個工作面的臨界軟硬比μ_臨＝0.3/(H-0.3)，其中H為工作面高度，根據步驟(3)的現場工作面中θ₂與μ的函數模型可以得出θ_2臨；

(5)根據現場工作面實時監測的第1分鐘瓦斯涌出量得到第1分鐘瓦斯涌出量變化率θ₂，并將θ₂與θ_2臨進行比較，一旦θ₂達到θ_2臨即進行煤與瓦斯突出預警，同時依據現場工作面第1分鐘瓦斯涌出量實時判識出軟煤層厚度h_軟；

(6)工作面每隔200m測試煤層瓦斯含量ω，以確定θ₂的變化不是因為煤層瓦斯含量的變化引起的。

2.根據權利要求1所述的一種基于瓦斯涌出數據判識掘進工作面軟煤層厚度的方法，其特征在于，步驟(3)中，用q₁表示實驗室中不同軟硬比μ條件下第1分鐘瓦斯解吸量，用q_x1表示實驗室中全是硬煤的條件下第1分鐘瓦斯解吸量，用q₂表示現場工作面不同軟硬煤層比例條件下第1分鐘瓦斯涌出量，用q_x2表示現場工作面全是硬煤的條件下第1分鐘瓦斯涌出量，利用實驗室測試的第1分鐘瓦斯解吸量變化率θ₁確定現場的第1分鐘瓦斯涌出量變化率θ₂，其中，θ₁＝(q₁-q_x1)/q_x1，θ₂＝(q₂-q_x2)/q_x2。