［本站讯］近日，岩土工程中心王汉鹏教授团队在矿井煤与瓦斯突出灾害智能预测领域取得新进展，相关研究成果发表于Process Safety and Environmental Protection (doi: 10.1016/j.psep.2021.08.023;杂志IF = 6.158)，论文以“Coal and gas outburst prediction model based on extension theory and its application”（基于可拓-模糊层次分析理论的煤与瓦斯突出预测模型及应用）为题，博士研究生王伟为第一作者，王汉鹏教授为通讯作者，山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

随着浅部煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭开采深度逐渐增大，地应力、瓦斯压力、瓦斯含量也随之不断增大，进而造成煤与瓦斯突出发生的频率及强度不断增加。煤与瓦斯突出过程大量煤岩体和瓦斯剧烈喷出，危害巨大。同时煤层瓦斯气体的主要成分是甲烷，甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍，是目前大气中仅次于水蒸气和二氧化碳的第三大温室气体，突出过程排放的大量甲烷将加剧温室效应。由于煤与瓦斯突出涉及多场多相赋存、瓦斯吸附解吸以及多物理场时空演化等过程，作用机理非常复杂，煤与瓦斯突出预测已成为保障煤矿安全生产与保护生态环境的世界性难题。

王汉鹏教授团队长期从事煤与瓦斯突出致灾机理与防治研究，此次研究基于可拓理论构建了突出风险预测体系以及物元可拓预测框架，并结合简单相关函数及模糊层次分析理论确定预测指标的主观权重与客观权重，最终形成通过物元等级相关度定量表征风险等级的煤与瓦斯突出预测模型。利用该突出预测模型对12组高瓦斯矿井的突出风险进行了预测，获取的12组矿井突出预测模型指标综合权重如图1所示（由绿到红权重逐渐增大）。

图2突出煤岩体质量与最大相关度值变化规律

利用该模型的预测结果与现场实际突出发生情况基本一致，且实际突出煤岩体质量与预测得出的最大风险等级相关度值的变化规律基本一致（图2）。

利用该突出预测模型对瓦斯抽采过程的突出防治效果进行分析得出，瓦斯抽采过程中预测指标的综合权重变化较小，瓦斯抽采主要通过减小瓦斯压力来降低突出风险等级，同时瓦斯含量变化对突出风险等级的影响较小。基于此规律可以更好的指导煤矿现场煤与瓦斯突出防治工作。

本研究得到了国家重大科研仪器研制项目（51427804）、山东自然科学基金项目（ZR2017MEE023）及山东省重点研发计划项目（2019GSF111036）的资助。

论文链接：https://www.webofscience.com/wos/alldb/full-record/WOS:000704392700002