本發(fā)明涉及煤礦瓦斯防治領域，尤其涉及一種復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法。

背景技術：

從能源需求角度看，我國以煤炭為主的能源格局短時間內不會改變，煤炭比重較長時間內將保持在50%左右，且煤炭開采95%左右以地下井工開采為主。目前，煤炭開采以每年10~20m的速度向深部延伸，深部開采在中東部已逐漸成為常態(tài)，并帶來了新的煤巖瓦斯動力災害問題。我國礦井煤巖瓦斯動力災害最典型的兩種表現形式為煤與瓦斯突出和沖擊地壓，但中東部含瓦斯煤巖動力災害表現出一種具有沖擊傾向性和突出危險性的雙重動力學特性，由淺部單一、獨立的沖擊地壓或煤與瓦斯突出轉變?yōu)閺秃闲?，煤巖各種動力災害之間的相互作用加強，煤巖瓦斯動力災害特征變得復雜和多樣，并已成為煤礦一種主要的、新型的安全危害。復合型煤巖瓦斯動力災害在孕育、激發(fā)、發(fā)展等過程中，多種因素相互交織，相互誘發(fā)、強化，使得發(fā)生的條件更低，災害強度更大、致災程度更嚴重，使得發(fā)生機理更為復雜，預測、預警及防治更難。但復合型煤巖瓦斯動力災害預警預防方面目前只是進行了初步研究或機械的采用煤與瓦斯突出和沖擊地壓的預警預防技術，尚未形成自己獨立的預警預防技術。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術中的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法，方法包括：

S1：通過地質測量、現場井下實測及采掘生產獲得的煤層賦存異常、地質構造異常、高瓦斯、沖擊傾向性、應力集中及突出預兆數據，進行煤層復合型災害客觀危險性分析，獲取災害發(fā)生程度，設置預警指標及臨界值；

S2：獲取日常防治災害措施，確定防治措施類型、參數，依據此措施及參數分析日常防治措施過程中不完善之處，建立預警指標，依據指標及參數進行防治措施類型及參數預警；

S3：獲取涉及災害合理采掘部署決策、區(qū)域綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立預警指標，依據指標及規(guī)范標準進行管理行為預警；

S4：從災害發(fā)生客觀危險性、預防措施缺陷及管理缺陷等構建預警數據庫，將日常預測指標、日常防治災害措施類型、參數，災害合理采掘部署決策等管理行為存入數據庫，通過與預警指標及臨界值判識分析采掘生產過程中防治各個環(huán)節(jié)是否超出預警指標臨界值，當超出臨界值時，進行復合型煤巖瓦斯動力災害綜合預警。

優(yōu)選地，還包括以下步驟：

S5：客觀危險性指標：煤層賦存異常主要依靠地勘鉆孔、井下探煤鉆孔或物探技術進行探測，確定煤層賦存異常系數；地質構造異常主要依靠地勘鉆孔、井下探構造鉆孔或物探技術進行探測地質構造類型及參數；瓦斯異常主要通過井下實測煤層瓦斯含量、壓力參數，確定高瓦斯區(qū)域；應力異常主要通過進行應力實測、采掘情況確定應力集中區(qū)；沖擊傾向性異常主要通過沖擊傾向性測定進行確定；另外災害前兆信息通過區(qū)域鉆孔實施情況確定；綜合以上確定復合型災害危險區(qū)域；針對災害危險性區(qū)域，確定考察突出預兆、日常預測指標和監(jiān)控系統(tǒng)三因素指標及臨界值；

S6：預防措施缺陷指標：依據已確定的防治措施參數，確定出控制范圍、終孔間距及超前距等指標；

S7：管理隱患指標：依據涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立是、否執(zhí)行預警指標；

S8：依據客觀危險性指標、預防措施缺陷指標及管理缺陷指標的任意一個進行復合型煤巖瓦斯動力災害預警。

優(yōu)選地，包括以下步驟：

S9：基礎數據系統(tǒng)：地理信息系統(tǒng)，主要實現礦井數字化管理；預警大數據庫，存儲相關預警指標所需信息數據；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數據采集系統(tǒng)，主要用于采集監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯?jié)舛葦祿?/p>

S10：復合型災害預警指標判識分析系統(tǒng)：地質、采掘動態(tài)管理系統(tǒng)，及時更新管理地質、采掘情況變化數據，為客觀危險性指標提供依據；應力動態(tài)分析系統(tǒng)，隨著采掘變化，及時更新管理礦井應力分布變化信息，為客觀危險性指標提供依據；監(jiān)控系統(tǒng)日常預警系統(tǒng)，及時智能更新管理瓦斯?jié)舛茸兓从车南鄬?、瓦斯含量及煤體結構指標，為客觀危險性指標提供依據；綜合防治措施管理系統(tǒng)，及時更新管理預測、防治措施實施情況數據，為客觀危險性和防治措施缺陷指標提供依據；管理人員行為分析系統(tǒng)，及時更新管理人員行為數據，為管理隱患指標提供依據；綜合客觀危險性、防治措施缺陷及管理隱患指標進行復合型災害預警預報；

S11：井下各種參數測定傳感器提供數據采集，比如監(jiān)控系統(tǒng)傳感器等；

S12：地面預警服務器，用于存儲預警信息數據；

S13：預警結果發(fā)布管理系統(tǒng)，主要通過網絡、手機發(fā)布報警結果。

優(yōu)選地，S5還包括以下步驟：

客觀危險性指標：煤層賦存異常主要依靠地勘鉆孔、井下探煤鉆孔或物探技術進行探測，確定煤層賦存異常系數厚度變異系數Cm≥0.15為危險區(qū)）；地質構造異常主要依靠地勘鉆孔、井下探構造鉆孔或物探技術進行探測地質構造類型及參數，距離地質構造帶≤20m為危險區(qū)；瓦斯異常主要通過井下實測煤層瓦斯含量、瓦斯含量W＞6m³/t或瓦斯壓力＞0.6MPa為危險區(qū)；應力異常主要通過進行應力實測、采掘情況確定應力集中區(qū)≥應力集中區(qū)3倍距離為無危險區(qū)；沖擊傾向性異常主要通過煤的動態(tài)破壞事件DT＞500、彈性能量指數WET＜2、沖擊能量指數KE＜1.5、單軸抗壓強度RC＜7及彎曲能量指數UWQ≤10綜合判斷無沖擊危險；另外災害前兆信息主要通過區(qū)域鉆孔實施情況過程中噴孔、卡鉆等情況確定；綜合以上確定復合型災害危險區(qū)域；針對災害危險性區(qū)域，確定考察日常預測指標、突出預兆和監(jiān)控系統(tǒng)三因素指標及臨界值，日常預測指標主要有鉆屑瓦斯解吸指標K1、△h2，鉆屑量指標S，監(jiān)控系統(tǒng)時時連續(xù)三因素預測指標為A、B、C，通過現場實際考察確定臨界值，突出預兆為卡鉆、噴孔、響煤炮。

優(yōu)選地，S6還包括以下步驟：

預防措施缺陷指標：主要依靠已確定的防治措施參數，確定出控制范圍、終孔間距及超前距等指標，預警指標主要有控制范圍a、孔間距b、超前距c，依據現場實施效果考察三指標臨界值；

優(yōu)選地，S7還包括以下步驟：

管理隱患指標：主要依靠涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立是、否執(zhí)行預警指標，預警指標主要為采掘部署是否合理、綜合防治措施是否執(zhí)行、局部措施是否執(zhí)行等，指標值為0或1。

從以上技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

通過復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法，從復合型災害客觀危險性、防治措施缺陷及管理隱患三方面進行災害預警預報，實現了災害的全方位過程控制，并通過發(fā)明的復合型災害預警系統(tǒng)，將預警基礎數據服務器、預警指標判識分析系統(tǒng)及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)連接，實現了復合型災害的智能預警及結果的網絡、手機發(fā)布。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法的流程圖；

圖2為復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法實施例的流程圖；

圖3為復合型煤巖瓦斯動力災害預警實施例的系統(tǒng)圖。

具體實施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將運用具體的實施例及附圖，對本發(fā)明保護的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒緦＠械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利保護的范圍。

本實施例提供一種復合型煤巖瓦斯動力災害預警方法，如圖1至3所示，方法包括：

S1：通過地質測量、現場井下實測及采掘生產獲得的煤層賦存異常、地質構造異常、高瓦斯、沖擊傾向性、應力集中及突出預兆數據，進行煤層復合型災害客觀危險性分析，獲取災害發(fā)生程度，設置預警指標及臨界值；

S2：獲取日常防治災害措施，確定防治措施類型、參數，依據此措施及參數分析日常防治措施過程中不完善之處，建立預警指標，依據指標及參數進行防治措施類型及參數預警；

S3：獲取涉及災害合理采掘部署決策、區(qū)域綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立預警指標，依據指標及規(guī)范標準進行管理行為預警；

S4：從災害發(fā)生客觀危險性、預防措施缺陷及管理缺陷等構建預警數據庫，將日常預測指標、日常防治災害措施類型、參數，災害合理采掘部署決策等管理行為存入數據庫，通過與預警指標及臨界值判識分析采掘生產過程中防治各個環(huán)節(jié)是否超出預警指標臨界值，當超出臨界值時，進行復合型煤巖瓦斯動力災害綜合預警。

其中，還包括以下步驟：

S5：客觀危險性指標：煤層賦存異常主要依靠地勘鉆孔、井下探煤鉆孔或物探技術進行探測，確定煤層賦存異常系數；地質構造異常主要依靠地勘鉆孔、井下探構造鉆孔或物探技術進行探測地質構造類型及參數；瓦斯異常主要通過井下實測煤層瓦斯含量、壓力參數，確定高瓦斯區(qū)域；應力異常主要通過進行應力實測、采掘情況確定應力集中區(qū)；沖擊傾向性異常主要通過沖擊傾向性測定進行確定；另外災害前兆信息通過區(qū)域鉆孔實施情況確定；綜合以上確定復合型災害危險區(qū)域；針對災害危險性區(qū)域，確定考察突出預兆、日常預測指標和監(jiān)控系統(tǒng)三因素指標及臨界值；

S6：預防措施缺陷指標：依據已確定的防治措施參數，確定出控制范圍、終孔間距及超前距等指標；

S7：管理隱患指標：依據涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立是、否執(zhí)行預警指標；

S8：依據客觀危險性指標、預防措施缺陷指標及管理缺陷指標的任意一個進行復合型煤巖瓦斯動力災害預警。

其中，包括以下步驟：

S9：基礎數據系統(tǒng)：地理信息系統(tǒng)，主要實現礦井數字化管理；預警大數據庫，存儲相關預警指標所需信息數據；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數據采集系統(tǒng)，主要用于采集監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯?jié)舛葦祿?/p>

S10：復合型災害預警指標判識分析系統(tǒng)：地質、采掘動態(tài)管理系統(tǒng)，及時更新管理地質、采掘情況變化數據，為客觀危險性指標提供依據；應力動態(tài)分析系統(tǒng)，隨著采掘變化，及時更新管理礦井應力分布變化信息，為客觀危險性指標提供依據；監(jiān)控系統(tǒng)日常預警系統(tǒng)，及時智能更新管理瓦斯?jié)舛茸兓从车南鄬?、瓦斯含量及煤體結構指標，為客觀危險性指標提供依據；綜合防治措施管理系統(tǒng)，及時更新管理預測、防治措施實施情況數據，為客觀危險性和防治措施缺陷指標提供依據；管理人員行為分析系統(tǒng)，及時更新管理人員行為數據，為管理隱患指標提供依據；綜合客觀危險性、防治措施缺陷及管理隱患指標進行復合型災害預警預報；

S11：井下各種參數測定傳感器提供數據采集，比如監(jiān)控系統(tǒng)傳感器等；

S12：地面預警服務器，用于存儲預警信息數據；

S13：預警結果發(fā)布管理系統(tǒng)，主要通過網絡、手機發(fā)布報警結果。

本實施例中，S5還包括以下步驟：

客觀危險性指標：煤層賦存異常主要依靠地勘鉆孔、井下探煤鉆孔或物探技術進行探測，確定煤層賦存異常系數厚度變異系數Cm≥0.15為危險區(qū)）；地質構造異常主要依靠地勘鉆孔、井下探構造鉆孔或物探技術進行探測地質構造類型及參數，距離地質構造帶≤20m為危險區(qū)；瓦斯異常主要通過井下實測煤層瓦斯含量、瓦斯含量W＞6m³/t或瓦斯壓力＞0.6MPa為危險區(qū)；應力異常主要通過進行應力實測、采掘情況確定應力集中區(qū)≥應力集中區(qū)3倍距離為無危險區(qū)；沖擊傾向性異常主要通過煤的動態(tài)破壞事件DT＞500、彈性能量指數WET＜2、沖擊能量指數KE＜1.5、單軸抗壓強度RC＜7及彎曲能量指數UWQ≤10綜合判斷無沖擊危險；另外災害前兆信息主要通過區(qū)域鉆孔實施情況過程中噴孔、卡鉆等情況確定；綜合以上確定復合型災害危險區(qū)域；針對災害危險性區(qū)域，確定考察日常預測指標、突出預兆和監(jiān)控系統(tǒng)三因素指標及臨界值，日常預測指標主要有鉆屑瓦斯解吸指標K1、△h2，鉆屑量指標S，監(jiān)控系統(tǒng)時時連續(xù)三因素預測指標為A、B、C，通過現場實際考察確定臨界值，突出預兆為卡鉆、噴孔、響煤炮。

本實施例中，S6還包括以下步驟：

預防措施缺陷指標：主要依靠已確定的防治措施參數，確定出控制范圍、終孔間距及超前距等指標，預警指標主要有控制范圍a、孔間距b、超前距c，依據現場實施效果考察三指標臨界值；

本實施例中，S7還包括以下步驟：

管理隱患指標：主要依靠涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立是、否執(zhí)行預警指標，預警指標主要為采掘部署是否合理、綜合防治措施是否執(zhí)行、局部措施是否執(zhí)行等，指標值為0或1。

本發(fā)明還提供一實施例，包括以下步驟：

S21：通過地質測量、現場井下實測及采掘生產獲得的煤層賦存異常、地質構造異常、高瓦斯、沖擊傾向性、應力集中及突出預兆數據，進行煤層復合型災害客觀危險性分析，獲取災害發(fā)生程度，設置預警指標及臨界值；

具體實施：煤層賦存異常主要依靠地勘鉆孔、井下探煤鉆孔或物探技術進行探測，確定煤層賦存異常系數厚度變異系數Cm≥0.15為危險區(qū)）；地質構造異常主要依靠地勘鉆孔、井下探構造鉆孔或物探技術進行探測地質構造類型及參數，距離地質構造帶≤20m為危險區(qū)；瓦斯異常主要通過井下實測煤層瓦斯含量、瓦斯含量W＞6m³/t或瓦斯壓力＞0.6MPa為危險區(qū)；應力異常主要通過進行應力實測、采掘情況確定應力集中區(qū)≥應力集中區(qū)3倍距離為無危險區(qū)；沖擊傾向性異常主要通過煤的動態(tài)破壞事件DT＞500、彈性能量指數WET＜2、沖擊能量指數KE＜1.5、單軸抗壓強度RC＜7及彎曲能量指數UWQ≤10綜合判斷無沖擊危險；另外災害前兆信息主要通過區(qū)域鉆孔實施情況過程中噴孔、卡鉆等情況確定；綜合以上確定復合型災害危險區(qū)域；針對災害危險性區(qū)域，確定考察日常預測指標、突出預兆和監(jiān)控系統(tǒng)三因素指標及臨界值，日常預測指標主要有鉆屑瓦斯解吸指標K1、△h2，鉆屑量指標S，監(jiān)控系統(tǒng)時時連續(xù)三因素預測指標為A、B、C，通過現場實際考察確定臨界值，突出預兆為卡鉆、噴孔、響煤炮。

S22：通過不同的防治災害措施考察，確定防治措施類型、參數，依據此措施及參數分析日常防治措施不完善之處，建立預警指標；

具體實施：主要依靠已確定的防治措施參數，確定出控制范圍、終孔間距及超前距等指標，預警指標主要有控制范圍a、孔間距b、超前距c，通過實際實施結果參數與設計參數比對，進行預警。

S23：收集涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立預警指標；

具體實施：主要依靠涉及災害區(qū)域合理采掘部署決策、綜合防治措施、局部綜合防治措施等各個環(huán)節(jié)人員的習慣性錯誤行為，建立數據庫，建立是、否執(zhí)行預警指標，預警指標主要為采掘部署是否合理、綜合防治措施是否執(zhí)行、局部措施是否執(zhí)行等，指標值為0或1，如與合理結果不否，指標為0，則進行預警。

S24：從災害發(fā)生客觀危險性、預防措施缺陷及管理缺陷等構建預警數據庫、預警指標及判識分析數學模型、臨界值，進行復合型煤巖瓦斯動力災害綜合預警；依據客觀危險性指標、預防措施缺陷指標及管理缺陷指標的任意一個進行復合型煤巖瓦斯動力災害預警。

具體實施軟件平臺、傳感器等有：

基礎數據系統(tǒng) 1：地理信息系統(tǒng)①，主要實現礦井數字化管理；預警大數據庫②，主要存儲相關預警指標所需信息數據；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數據采集系統(tǒng)③，主要用于采集監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯?jié)舛葦祿?/p>

復合型災害預警指標判識分析系統(tǒng) 2：地質、采掘動態(tài)管理系統(tǒng)④，及時更新管理地質、采掘情況變化數據，為客觀危險性指標提供依據；應力動態(tài)分析系統(tǒng)⑤，隨著采掘變化，及時更新管理礦井應力分布變化信息，為客觀危險性指標提供依據；監(jiān)控系統(tǒng)日常預警系統(tǒng)⑥，及時智能更新管理瓦斯?jié)舛茸兓从车南鄬Α⑼咚购考懊后w結構指標，為客觀危險性指標提供依據；綜合防治措施管理系統(tǒng)⑦，及時更新管理預測、防治措施實施情況數據，為客觀危險性和防治措施缺陷指標提供依據；管理人員行為分析系統(tǒng)⑧，及時更新管理人員行為數據，為管理隱患指標提供依據；綜合客觀危險性、防治措施缺陷及管理隱患指標進行復合型災害預警預報。

井下各種參數測定傳感器提供數據采集 3，比如監(jiān)控系統(tǒng)傳感器等；

地面預警服務器 4，用于存儲預警信息數據；

S25：預警結果發(fā)布管理系統(tǒng) 5，主要通過網絡、手機發(fā)布報警結果。

本發(fā)明利用互聯(lián)網技術，通過發(fā)明的復合型煤巖瓦斯動力災害預警技術，從復合型災害客觀危險性、防治措施缺陷及管理隱患三方面進行災害預警預報，實現了災害的全方位過程控制，并通過發(fā)明的復合型災害預警系統(tǒng)，將預警基礎數據服務器、預警指標判識分析系統(tǒng)及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)連接，實現了復合型災害的智能預警及結果的網絡、手機發(fā)布。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參考即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。