掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法与流程

本发明属于煤矿安全领域，涉及一种掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法。

背景技术：

1、在工作面掘进过程中，经常由于变电所突然停电、风筒脱落或通风机故障等原因导致无计划停风。掘进工作面停风后，瓦斯仍然不断地从煤壁、落煤中涌出，而工作面没有新鲜风流带走瓦斯，当停风一段时间后，巷道内瓦斯浓度会急剧上升，极有可能到达瓦斯爆炸的极限范围，一旦遇到火源就会引发瓦斯爆炸。另外，如果工作人员不能及时撤出掘进工作面，还可能发生瓦斯窒息事故。因此对停风后掘进工作面瓦斯涌出量进行预测，进而推断不同停风时间掘进工作面瓦斯涌出量和瓦斯浓度，是应对停风和采取相关措施的重要手段。本发明针对无计划停风问题，发明一种停风后瓦斯涌出量预测方法，通过考察停掘停产期间的瓦斯涌出规律，进而对停风后瓦斯涌出量进行预测。该发明不仅能为预防停风后采掘掘进工作面瓦斯爆炸提供理论支持，而且能够为煤矿掘进巷道停风后制定瓦斯排放措施提供依据。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，该方法包括以下步骤：

4、s1：从煤矿安全监控系统获取目标掘进工作面最近一个月瓦斯浓度数据，并对瓦斯浓度数据进行处理，得到瓦斯涌出量数据和相应时间的基础数据列表；

5、s2：从瓦斯涌出量基础数据列表中选取一段具有代表性的检修期间瓦斯涌出量和相应时间数据，形成瓦斯涌出量数据列表；

6、s3：对瓦斯涌出量数据列表中瓦斯涌出量随时间变化的曲线进行函数拟合，得到掘进工作面瓦斯涌出量衰减函数；

7、s4：将瓦斯涌出量随时间衰减函数对时间t进行积分，得到掘进工作面瓦斯累计涌出量随时间变化函数关系式；

8、s5：利用瓦斯累计涌出量随时间变化函数关系式，对停风后任意时间瓦斯涌出量进行预测。

9、可选的，所述s1中，所述目标掘进工作面最近一个月瓦斯浓度数据为正常生产状态，包含多个循环的正规作业，包括割煤、支护和检修工序。

10、可选的，所述s2中，所述检修期间为该班次割煤完成后至下一次割煤前的时间段，该段时间内要求没有影响瓦斯涌出的相关作业。

11、可选的，所述s2中，所选时间的瓦斯涌出量从割煤结束后至瓦斯涌出量不再随时间变化为止。

12、可选的，所述s3中所述瓦斯涌出量随时间衰减函数确定方法为：

13、s41：对检修期间瓦斯涌出量随时间变化曲线分别进行对数函数和指数函数拟合；

14、s42：比较两种拟合函数的误差，选择误差小的拟合函数。

15、本发明的有益效果在于：通过考察停止割煤作业期间的瓦斯涌出规律，得到停掘停产期间掘进工作面煤壁瓦斯涌出变化规律，进而对停风后瓦斯涌出量进行预测。该发明不仅能为瓦斯防治技术人员提供停风后瓦斯涌出量及瓦斯浓度预测方法，而且能够为煤矿掘进巷道停风后制定瓦斯排放措施提供依据，有效应对突然停风后瓦斯浓度超限问题，避免瓦斯爆炸或瓦斯窒息的事故发生。

16、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，其特征在于：所述s1中，所述目标掘进工作面最近一个月瓦斯浓度数据为正常生产状态，包含多个循环的正规作业，包括割煤、支护和检修工序。

3.根据权利要求1所述的掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，其特征在于：所述s2中，所述检修期间为该班次割煤完成后至下一次割煤前的时间段，该段时间内要求没有影响瓦斯涌出的相关作业。

4.根据权利要求1所述的掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，其特征在于：所述s2中，所选时间的瓦斯涌出量从割煤结束后至瓦斯涌出量不再随时间变化为止。

5.根据权利要求1所述的掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，其特征在于：所述s3中所述瓦斯涌出量随时间衰减函数确定方法为：

技术总结
本发明涉及一种掘进工作面停风瓦斯涌出量预测方法，属于煤矿安全领域。该方法包括以下步骤：从煤矿安全监控系统获取目标掘进工作面最近一个月瓦斯浓度数据，并对瓦斯浓度数据进行处理，得到瓦斯涌出量数据和相应时间的基础数据列表。从瓦斯涌出量基础数据列表中选取一段具有代表性的检修期间瓦斯涌出量和相应时间数据，形成瓦斯涌出量数据列表。对瓦斯涌出量数据列表中瓦斯涌出量随时间变化的曲线进行函数拟合，得到掘进工作面瓦斯涌出量衰减规律。将瓦斯涌出量随时间衰减函数对时间进行积分得掘进工作面瓦斯累计涌出量随时间变化函数关系式。利用瓦斯累计涌出量随时间变化函数关系式，对停风后任意时间瓦斯涌出量进行预测。本发明降低了瓦斯爆炸或瓦斯窒息风险。

技术研发人员：张士岭,李明建,赵旭生,蒲阳,崔俊飞,马国龙,和树栋,宋志强,岳俊,廖成,程晓阳,刘军,钟远航,谈国文
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21