数字化煤矿瓦斯风险监管预警技术及系统.docx

PAGE / NUMPAGES 互联网+煤矿安全预警技术 数字化煤矿瓦斯风险监管预警技术及系统 项目名称 ： 数字化煤矿瓦斯风险监管预警技术及系统 承担单位 ： 协作单位 ： 项目负责人 ： 技术联系 ： 实施时间 ： 目 录 TOC \o "1-3" \h \z \u1 项目概况 3 1.1 项目简介 3 1.2 技术目标 3 1.3 主要内容 3 1.4 经费预算 3 2 研究背景 4 2.1 技术背景 4 2.2 国内外研究现状 4 3 研究目标及内容 7 3.1 主要目标 7 3.2 研究内容 7 4 技术方案 8 4.1 监控数据采集及海量数据库开发 8 4.2 监控数据自动判识虑噪 11 4.3 瓦斯涌出特征指标模型的建立 12 4.4 预警效果判识及指标优选方法 13 4.5 构建瓦斯涌出特征突出/异常预警技术及系统 15 5 经费预算 15 6 支撑条件 16 6.1 项目进度安排 16 6.2 技术研发单位基础 16 6.3 项目主要参与人员 17 1 建设背景 1.1 我国煤炭资源对国民经济发展占据支配地位 我国“富煤、贫油、少气”的资源特征决定了煤炭是我国工业发展、人民幸福生活的重要基础性能源。煤炭也主要应用于我国发电、供暖、煤化工和经济终端中。在我国煤炭利用中，电力供应占煤炭总消费的不足50%，而发电量占总发电量的73.1%，火电装机总量占总发电装机的65.6%[1-4]，这表明，火电在电力供应中发电机组的运行效率或总发电量都是其他能源暂时难以替代的。未来随着人民生活水平的提高、电动汽车的大幅增长，我国电力供应还会呈逐步增加趋势，因此煤炭的重要地位基本无法撼动，煤炭安全开采依然事关我国社会的基本稳定。河南省是地处我国中原核心区域，是中部工业、交通运输强省，能源供给是保障河南省经济发展的重要支柱。河南省煤炭赋存主要受到华北赋煤区煤炭资源赋存的影响，华北赋煤区位于我国中东部，北起阴山-燕山，南至秦岭-大别山，西至桌子山-贺兰山-六盘山，东临渤海，包括北京、天津、河北大部、山西、陕西大部、宁夏大部、山东、河南、江苏、安徽北部、甘肃东部、内蒙古中部、吉林、辽宁南部等区域。华北赋煤区煤炭资源十分丰富，开发历史悠久，煤炭产量居各赋煤区首位。区内广泛发育石炭纪-二叠纪煤系，其次为西部和北部的早中侏罗世煤系、鄂尔多斯盆地的晚三叠世煤系、阴山-燕山地区的早白垩世煤系、新近纪煤系及东部沿海的古近纪褐煤。依据成煤期前的古构造和成煤期后的大地构造特征，以及含煤建造与煤变质变形的差异性，将河南板内分为三个构造区，由北而南依次为太行构造区、嵩箕构造区和崤熊构造区。 1.2 郑州地区煤炭地质条件赋存复杂 郑州地区是河南省主要煤炭生产区域，属于嵩箕构造区。嵩箕构造区有断坳断褶及伸展掀斜、剪切平移、表层华东多期变形叠加而成，受喜山期活动影响，滑动构造对煤层赋存有一定影响。辖区主要包括新密矿区与登封矿区。新密矿区的含煤地层为石炭二叠系，平行不整合于奥陶系灰岩之上，具典型的华北型地层特点。 区域内的主要含煤地层为本溪组(C2b)、太原组(C2－P1t)、山西组(P1s)、下石盒子组(P2x)和上石盒子组 (P3s)，整体厚度超过 700 m，其中山西组厚度为75m左右，主要岩性组合为深灰色砂岩、碳质泥岩、泥 岩和煤层构成，山西组二1煤层为区域内的主采煤 层，沉积相以滨海过渡相，煤层主要以低－中灰、 特低硫煤，煤质为中高变质烟煤为主，局部含有无 烟煤。区内煤层展布受滑动构造影响较大，煤层发生强烈的流变现象，致使煤层厚度变化较大，具有突然增厚、变薄以至尖灭现象。地勘钻孔资料显示，煤厚变化为0～20m，个别矿井内煤层的变异系数达60%，是我国典型的“三软”煤层(顶、底板和煤层均 破碎的煤层及组合)发育区。登封矿区大量矿井存在煤层瓦斯含量大、煤质松软、透气性差、预抽煤层瓦斯效果不明显的问题，矿区二1煤层煤厚变化幅度大，煤层厚度0～13.3 m；煤层瓦斯含量大，透气性低，煤质松软。 综上所述，郑州地区瓦斯灾害特征较为复杂，区内瓦斯赋存变化大、构造多、煤层赋存变化大、煤矿资源集中度差、矿井多等特点，给企业自身的瓦斯治理、行管部门的安全监管，造成了较大的难度。 1.3 煤矿瓦斯安全监察技术现状 我国煤矿瓦斯风险