【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山安全领域，涉及一种煤矿瓦斯抽采效果精细化评价模型及动态优化方法。
技术介绍
1、瓦斯作为一种煤炭的伴生资源，一方面，采掘前瓦斯抽采不到位，在煤炭开采过程中极有可能诱发瓦斯灾害，另一方面，煤层瓦斯可通过泵站输送至地面，作为一种清洁能源加以利用，因此，瓦斯抽采不论从矿井安全、还是资源利用来说都是不可或缺的。
2、根据相关研究成果和标准要求，煤层瓦斯必须抽采至一定吨煤含量值以下方可达到安全采掘的条件，而评判瓦斯抽采效果的方法为瓦斯抽采达标动态评价。瓦斯抽采达标动态评价主要是基于抽采量数据计量统计和残余瓦斯含量抽检实测，来达到对煤层瓦斯抽采程度衡量的目的，而抽采量的计量统计作为瓦斯抽采达标动态评价的一个关键环节，其准确性决定了瓦斯抽采达标动态评价结果的可靠性，进一步直接影响矿井采掘安全。目前抽采量计量统计的主要方法为在线监测和人工巡检，根据现场长期实践证明，第一，通过在线监测和人工巡检得到的抽采量数据均存在不同程度的误差，第二，现阶段无有效方法判识两种数据源的相对准确性、并据此实现数据优选，第三，无有效方法对优选数据进行优化、并使得评价结果更为准确。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种煤矿瓦斯抽采效果精细化评价模型及动态优化方法，从评价模型构建和优化方面形成一体化解决瓦斯抽采达标动态评价准确性的方法，从而实现瓦斯抽采效果动态评判中数据获取择优化、数据计算精确化、评价效果精细化。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种煤矿瓦斯抽采效果精细化评价模型及动态优化方法，该方法包括：
4、1、根据抽采目标区域的煤层和瓦斯赋存情况，通过“横切纵割”的方式将目标区域划分为若干个最小表征单元体，并采用空间插值法对所述最小表征单元体进行瓦斯含量赋值；
5、2、建立每个最小表征单元体的瓦斯抽采效果评价模型；
6、3、判断所建立的评价模型是否需要进行优化；若需要进行优化，则通过比较抽采评价数据与实测数据以确定待优化目标数据源，从而将优化后的数据源输入评价模型中，优化评价模型。
7、进一步的，所建立的瓦斯抽采效果评价模型表示为：
8、w网格动态(x,y,z,t)＝(q网格储量(x,y,z,t)-q(t))/σg网格储量(x,y,z,t)
9、式中，w网格动态(x,y,z,t)表示抽采至某一时刻的吨煤瓦斯含量，q网格储量(x,y,z,t)表示最小表征单元体内钻孔抽采钻孔有效影响范围所对应的瓦斯储量，σg网格储量(x,y,z,t)表示钻孔控制范围内的煤炭储量，q(t)表示最小表征单元体内的实时抽采总量。
10、进一步的，所述判断所建立的评价模型是否需要进行优化包括：
11、1)采集最小表征单元体瓦斯抽采量人工巡检数据q人工(t)和在线监测数据q在线(t)，计算两类数据间的偏差值：
12、η偏差＝100％×[|q人工(t)-q在线(t)|/q人工(t)]
13、2)将偏差值η偏差与预设的偏差临界值a％进行比较，若η偏差≥a％，则需对模型进行优化，否则不进行优化。
14、进一步的，所述确定待优化目标数据源包括：
15、1)分别将人工巡检数据q人工(t)和在线监测数据q在线(t)代入所建立的评价模型中，分别计算得到抽采评价数据w网格动态和w网′格动态；
16、2)获取最小表征单元体瓦斯含量抽检实测结果w抽检实测；其中，获取最小表征单元体瓦斯含量抽检实测结果w抽检实测时，需满足以下条件：
17、①最小表征单元体抽检测点布置应以同一瓦斯地质单元为基本单位，且该地质单元划分不应超过100个最小表征单元体的范围；
18、②需要抽检的每个地质单元布置至少5个测点，测点布置在具有代表性位置的同时，还需要分布均匀；
19、3)比较|w抽检实测-w网格动态|和|w抽检实测-w′网格动态|，若|w抽检实测-w网格动态|>|w抽检实测-w′网格动态|，则待优化目标数据源为在线监测数据q在线(t)；否则，待优化目标数据源为人工巡检数据q人工(t)。
20、进一步的，确定待优化目标数据源后，对目标数据源进行优化得到优化后的数据源，优化过程包括：
21、先计算优化系数ξ：
22、ξ＝100％×[|w抽检实测-w|/w抽检实测]
23、式中，w表示待优化目标数据源计算得到的抽采评价数据；
24、利用优化系数ξ对待优化目标数据源以系数法进行优化，得到优化后的数据源：
25、q在线修正(t)＝(q(t)-ξq网格储量)/(1-ξ)
26、式中，q(t)表示待优化目标数据源，q网格储量表示最小表征单元体内钻孔抽采钻孔有效影响范围所对应的瓦斯储量。
27、进一步的，对评价模型进行优化后，在对抽采效果再评价时，被确定为实测抽检对象的最小表征单元体直接采用实测抽检值作为抽采评价数据结果，其余的最小表征单元体则采用优化后的数据源对评价模型进行优化后，再得到评价结果。
28、本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以对在线监测和人工巡检两种数据源的相对准确性进行判识，实现数据优选及评价模型修正优化；本专利技术可以实现瓦斯抽采精细化、评价动态化的目标；本专利技术可以丰富智能抽采建设相关内容。
29、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种煤矿瓦斯抽采效果精细化评价模型及动态优化方法，其特征在于：根据抽采目标区域的煤层和瓦斯赋存情况，通过“横切纵割”的方式将目标区域划分为若干个最小表征单元体，并采用空间插值法对所述最小表征单元体进行瓦斯含量赋值；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所建立的瓦斯抽采效果评价模型表示为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述判断所建立的评价模型是否需要进行优化包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：确定待优化目标数据源包括：分别将最小表征单元体瓦斯抽采量的人工巡检数据Q人工(t)和在线监测数据Q在线(t)代入所建立的评价模型中，分别计算得到抽采评价数据W网格动态和W′网格动态；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：确定待优化目标数据源后，对目标数据源进行优化得到优化后的数据源，优化过程包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：获取最小表征单元体瓦斯含量抽检实测结果W抽检实测时，需满足以下条件：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对评价模型进行优化后，在对抽采
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿瓦斯抽采效果精细化评价模型及动态优化方法，其特征在于：根据抽采目标区域的煤层和瓦斯赋存情况，通过“横切纵割”的方式将目标区域划分为若干个最小表征单元体，并采用空间插值法对所述最小表征单元体进行瓦斯含量赋值；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所建立的瓦斯抽采效果评价模型表示为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述判断所建立的评价模型是否需要进行优化包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：确定待优化目标数据源包括：分别将最小表征单元体瓦斯抽采量的人工巡检数据q人工(t)和在线监测数据q在线(t)代入所建...
【专利技术属性】
技术研发人员：申凯，马凯，王振，巴全斌，熊伟，刘延保，马钱钱，廖引，肖正，孙锐，牟丹，陈俊任，袁德权，史永涛，王士伟，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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