深部煤炭开采：煤与瓦斯协同优化模型研究

"煤与瓦斯共采非线性约束多变量时空协同优化模型" 煤与瓦斯共采是非线性约束多变量优化问题的核心研究领域，尤其在深部煤炭资源开采中扮演着至关重要的角色。我国在煤与瓦斯共采技术的应用上已有初步成果，但缺乏一个完整且系统的理论体系来支持这一技术的发展。当前面临的主要挑战包括协同性和时效性的不足，导致瓦斯抽采效率低下，以及因生产接替紧张而引发的安全隐患。 在煤与瓦斯共采过程中，寻求最优的煤炭开采量和瓦斯抽采量至关重要，这不仅关乎整体资源的效益最大化，也涉及到煤炭和瓦斯的采出率。因此，建立一种能够协调煤炭开采系统和瓦斯抽采系统的模型是解决这一问题的关键。通过运用协同学和系统优化理论，可以构建一个模型，该模型在遵循煤炭开采安全规程和瓦斯抽采标准的前提下，考虑不同阶段（如采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采）的时间和空间协同效应。 在这个非线性约束的优化模型中，煤炭资源采出率、瓦斯资源采收率及经济效益最大化是主要的优化目标。这些目标需在考虑开采成本、产品售价、安全因素和宏观政策等多方面影响的同时，找到最佳平衡点。具体来说，模型会涉及煤炭采出量xc和采前瓦斯预抽的决策变量，通过调整这些变量，使得煤炭开采与瓦斯抽采能够在时间和空间上达到最佳协同，从而降低安全风险，提高资源利用率。 秦冰、郝建峰、梁冰等人在《煤炭学报》上的研究表明，这种时空协同优化模型能够帮助解决煤炭与瓦斯共采中的诸多问题，为实现资源高效、安全的开采提供理论依据和技术支持。通过应用这样的模型，可以有效地解决瓦斯抽采与煤炭开采之间的衔接问题，提升瓦斯抽采效率，减少因无序开采带来的安全隐患，从而推动煤与瓦斯共采技术的进一步发展。