[发明专利]一种基于GIS的煤矿瓦斯涌出超限预测智能分析方法

摘要

本发明公开了一种基于GIS的煤矿瓦斯涌出超限预测智能分析方法，是以GIS为平台，在煤矿瓦斯涌出动态预测的基础上，综合煤矿采掘工作面通风数据信息，对工作面前方煤体瓦斯涌出超限预测和分析，智能分析瓦斯涌出预测超限区域的超限原因。本发明将瓦斯涌出超限预测和GIS中的瓦斯涌出超限的影响因素栅格有机结合起来，实现矿井瓦斯涌出超限预测和瓦斯涌出超限原因的智能分析，有助于矿井管理者对瓦斯涌出超限原因分析及提前采取瓦斯治理措施。

主权项

一种基于GIS的煤矿瓦斯涌出超限预测智能分析方法，是以GIS为平台，在煤矿瓦斯涌出动态预测的基础上，综合煤矿采掘工作面通风数据信息，对工作面前方煤体瓦斯涌出超限预测和分析，智能分析瓦斯涌出预测超限区域的超限原因，其特征在于：具体步骤如下：1）矿井各部门采样点数据收集（9），获取瓦斯地质动态分析所需的瓦斯地质采样点数据集（10），包括：原始瓦斯含量采样点数据（11），埋深采样点数据（12），煤层厚度采样点数据（13），封闭性采样点数据（14），煤层变质程度采样点数据（15），地表高程数据（16），煤层底板标高采样数据（17）；拟合回归数据（20），建立瓦斯地质数学模型（30），且瓦斯地质数学模型随着瓦斯地质采样点的新增而动态更新；2）瓦斯地质采样点数据集（10）通过离散数据网格化处理，获得影响煤层瓦斯地质因素栅格数据集（40），其中包括：煤层埋深栅格（41）、煤层厚度栅格（42）、围岩封闭性栅格（43）、煤层变质程度栅格(44)、地质构造栅格(45)；3）将影响煤层瓦斯地质因素栅格数据集(40)中各栅格数据代入瓦斯地质数学模型（30）中，通过栅格计算获得煤层原始瓦斯含量栅格（60）；4）获取矿区地质构造数据、保护层开采数据，通过对数据的分析与矿区的实际考察分别建立地质构造影响模型（51）及保护层开采影响模型（52）；原始瓦斯含量栅格（60）经过地质构造影响模型（51）及保护层开采影响模型（52）的处理，获得瓦斯含量栅格（61）；5）当在瓦斯地质采样点数据集（10）、地质构造影响模型（51）、保护层开采影响模型（52）发生变化时，GIS内嵌更新机制将对瓦斯地质数学模型（30）和瓦斯含量栅格（61）进行动态计算；6）根据瓦斯含量栅格（61）结合工作面高负压抽采数据（23）、低负压抽采数据（24）、采掘进尺数据（25）以及煤层间距栅格（22），利用栅格数据通过分源预测法进行计算获得采掘工作面瓦斯涌出量（62）、 7）根据工作面瓦斯涌出量数据（62）和工作面通风数据（26）计算工作面瓦斯浓度（63），按照《煤矿安全规程》瓦斯超限临界值判断预测工作面前方煤体瓦斯涌出超限区域；8）根据引起瓦斯超限的来源分析结果，即涌出超限区域瓦斯地质参数（64），运用GIS空间分析和瓦斯涌出计算流程对回采工作面瓦斯超限因素（27）与掘进工作面瓦斯超限因素（28）进行分析，同时结合瓦斯治理措施专家库，智能筛选针对性的瓦斯超限治理措施。