厚煤层分层下基于原位光谱技术的煤层瓦斯含量监测方法

关小智; 梁正; 李江涛; 马小卫; 路广安

doi:10.13436/j.mkjx.202610019

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10) : 101 -106. DOI: 10.13436/j.mkjx.202610019

厚煤层分层下基于原位光谱技术的煤层瓦斯含量监测方法

关小智, 梁正, 李江涛, 马小卫, 路广安

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摘要

在厚煤层分层开采过程中，因采动应力扰动与围岩裂隙网络演化诱发的瓦斯非均匀吸附-解吸动态失衡，导致瓦斯赋存状态识别存在滞后性问题。提出一种厚煤层分层下基于原位光谱技术的煤层瓦斯含量监测方法。该方法通过在分层定向钻孔中布设可调谐二极管激光吸收光谱探头，获取瓦斯分子在近红外波段的特征吸收信号，实现不扰动煤体的瓦斯吸收信号实时获取，克服动态失衡；引入奇异值分解（SVD）与正交信号校正（OSC）联合降噪机制，剥离水汽、粉尘及系统漂移引入的共模干扰；结合波长调制光谱技术提取二次谐波分量，构建光谱特征与瓦斯浓度之间的定量映射模型，实现对各分层瓦斯含量的无损、连续、高精度监测。实验结果表明，该方法决定系数趋近于1，动态误差始终稳定在5%以下，整体表现最优，为厚煤层瓦斯灾害预警与安全高效开采提供了可行的原位感知手段。