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平煤东部矿区突出危险性强度与瓦斯地质控制因素的相关性分析

作　者: 薛振华
导　师: 张瑞林
学　校: 河南理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 平煤东部矿区人工神经网络突出强度瓦斯地质因素相关性
分类号: TD713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

煤与瓦斯突出是近些年煤炭安全生产的重大阻碍,瓦斯突出及由其引发的其它瓦斯事故限制着煤炭生产行业乃至整个国民经济的发展,尤其造成人民生命财产方面的巨大损失。如何快速、有效地解决瓦斯突出问题成为煤炭行业发展的重中之重。采取合理有效的方法预测区域煤与瓦斯突出危险性,并掌握不同瓦斯地质控制因素与可能致发的突出强度的相关性大小,对制定和实施有效的瓦斯突出防治技术措施,保障安全生产意义重大。本文通过对平煤东部矿区瓦斯地质规律和煤与瓦斯突出特征的研究,确立了该矿区影响和控制煤与瓦斯突出的主要瓦斯地质因素,分别为瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤层透气性系数、煤体破碎特征、断层特征、瓦斯放散初速度、煤厚特征、煤层埋深。在此基础上构建了基于人工神经网络和Matlab的煤与瓦斯突出危险性预测模型,并通过实测数据对模型进行训练和效果检验,获取了比较高的预测精度。进一步建立瓦斯突出强度与瓦斯地质控制因素相关性分析模型,运用灵敏度分析的方法,将其中7个控制因素归一化后的数据赋予0.5的水平上,分别确立每个瓦斯地质控制因素与突出强度的一元线性回归方程,通过回归方程的斜率来对比分析突出强度对不同瓦斯地质控制因素的灵敏度和不同瓦斯地质控制因素之间的相关性。研究成果可望为促进和完善煤与瓦斯突出预测方法,提高预测可靠性和精度提供参考,并为区域防突工作中明确主要治理方向和因素增加新的手段。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-15
  1.1 立题背景与研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 瓦斯突出预测中存在的问题及解决方案  12-13
  1.4 研究内容和创新点  13-15
    1.4.1 研究内容  13
    1.4.2 创新点  13
    1.4.3 技术路线  13-15
2 平煤东部矿区瓦斯地质规律及瓦斯突出特征研究  15-33
  2.1 平煤东部矿区概况  15-16
  2.2 东部矿区瓦斯地质规律  16-18
    2.2.1 区域主采煤层赋存特征  16
    2.2.2 研究区域井田地质构造  16-17
    2.2.2 矿区瓦斯分布特征  17-18
    2.2.4 东部矿区瓦斯地质规律总结  18
  2.3 平煤东部矿区瓦斯突出特征  18-21
  2.4 影响和控制平煤东部矿区的主要瓦斯地质因素分析  21-27
    2.4.1 瓦斯压力与瓦斯含量  22-23
    2.4.2 地质构造与地应力  23-25
    2.4.3 煤体结构特征  25-26
    2.4.4 煤层与围岩特征  26-27
  2.5 控制突出的主导因素的确定及量化  27-32
  2.6 本章小结  32-33
3 基于人工神经网络和Matlab的瓦斯突出预测模型  33-57
  3.1 人工神经网络简介  33-34
  3.2 BP神经网络简介  34-36
    3.2.2 网络的学习规则  34-36
    3.2.3 预测原理及优势  36
  3.3 Matlab工具箱简介  36-37
  3.4 区域突出危险性预测模型的构建  37-51
    3.4.1 突出预测模型网络样本的选取及预处理  37-41
    3.4.2 突出预测模型结构设计  41-46
    3.4.3 突出预测模型的建立  46-51
  3.5 突出危险性预测模型的效果检验  51-54
  3.6 突出危险性预测模型可行性总结  54-55
  3.7 本章小结  55-57
4 平煤东部矿区瓦斯突出强度与其瓦斯地质控制因素的相关性分析  57-67
  4.1 瓦斯地质控制因素相关性分析的意义  57
  4.2 瓦斯突出强度分析模型的建立  57-58
  4.3 瓦斯地质控制因素的相关性分析  58-65
  4.4 本章小结  65-67
5 结论及展望  67-69
  5.1 结论  67
  5.2 展望  67-69
参考文献  69-73
作者简历  73-75
学位论文数据集  75

平煤东部矿区突出危险性强度与瓦斯地质控制因素的相关性分析

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