摘要：为揭示采空区内氧浓度分布规律,有效划分采空区自燃“三带”,开发了采空区自燃“三带”模拟系统。首先依据质量守恒定律、热传学理论建立采空区氧气场、温度场离散化耦合模型;其次采用Twinbasic开发工具设计了基于VB语言的采空区自燃“三带”模拟系统,以开滦唐山矿Y251工作面采空区为工程背景,利用开发的采空区自燃“三带”模拟系统研究“三带”分布规律。研究结果表明:系统输出氧浓度分布符合氧气在采空区运移规律,回风侧氧化带宽度67~166 m;束管监测Y251工作面氧化带宽度58~180 m,采空区自燃“三带”模拟系统计算精度较高,综合实测与模拟结果可将Y251工作面采空区氧化带划定为63~173 m。

摘要：为了准确有效地对煤自燃进行预测预警,提出采用结合粒子群优化算法(PSO)、极限梯度提升回归树(XGBoost)的煤自燃预测模型(PSO-XGBoost),其中梯度提升回归树中的随机采样率和最小叶子节点样本的权重参数由PSO算法优化组合。以东滩矿煤样进行煤自然发火实验获得的337组数据为基础,选取O_(2)体积分数、CO体积分数、C_(2)H_(4)体积分数、CO体积分数与剩余O_(2)体积分数的比值,以及C_(2)H_(4)体积分数与C_(2)H_(6)体积分数的比值作为指标。首先随机选取总数据的70%划分为训练集,30%划分为测试集,设计PSO算法的惯性权重,对XGBoost的参数进行优化,选取最优组合构建模型;然后将PSO-XGBoost模型与标准的XGBoost模型、随机森林(RF)模型和梯度提升树(GBRT)模型的预测结果进行对比分析。研究结果显示,RF、GBRT、XGBoost和PSO-XGBoost模型训练样本预测结果的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.256%、2.423%、0.276%、0.072%,测试结果的MAPE分别为7.246%、8.816%、7.594%、6.860%。表明PSO-XGBoost模型精度优于RF模型、GBRT模型和XGBoost模型,PSO-XGBoost模型更适用于煤自燃预测预警。

摘要：对吕家坨矿6373工作面进行数值模拟，根据模拟开采后顶板垮落的情况，确定“竖三带”的结果，并结合经验公式的计算结果，综合判定吕家坨矿6373回采工作面开采后，垮落带高度约为9.2 m，裂缝带高度约为30.8 m。经过参数的优化设计高位钻孔有效抽采浓度整体得到提高，说明高位钻孔瓦斯抽放参数优化准确可靠，能有效提高钻孔瓦斯浓度，达到降低采空区瓦斯浓度的目的。

摘要：注惰是矿井火灾救灾措施之一,但在救灾实践中向封闭火区注惰却诱发了爆炸,因此研究注惰对封闭火区可燃气体运移规律的影响十分必要。从理论上分析了封闭火区内发生的化学反应和气体组分,并依据质量守恒定律建立了封闭火区内气体浓度的数学模型和注入惰气后气体浓度变化的数学模型;设计、实施了封闭巷道内充注惰气模拟实验,实验结果证实矿井火灾可产生H2和烷烯烃类化合物等可燃性气体;通过对实验数据中O2、CO注惰前后浓度变化分析得出,充注惰气对封闭火区可燃气体具有改变风流流动状态的"活塞"推动作用;通过对比注惰前后CO理论计算值和实验测试值验证了理论分析和数学模型的可靠性。研究结果对于煤矿火灾救灾过程中防止次生灾害的发生具有重要意义。

摘要：基于相似三定律,采用相似材料模拟的实验手段,侧重"三带"发育的动态过程,分析"三带"的分布情况,为矿井瓦斯的高效抽采提供依据。在数据处理方面,采用经验公式、实验手段相结合的方法,保证实验结论真实有效,对现场钻孔的设计具有指导意义。