瓦斯灾害治理技术
瓦斯灾害治理实施方案

瓦斯灾害治理实施方案
瓦斯是矿井中常见的一种有毒气体,一旦泄漏或积聚到一定浓度,就会对矿工的生命安全造成严重威胁。
因此,瓦斯灾害治理是矿井安全生产中的重要环节。
为了有效防范和治理瓦斯灾害,制定一套科学、可行的瓦斯灾害治理实施方案至关重要。
首先,矿井管理部门应建立健全的瓦斯监测系统。
通过在矿井各个区域布设瓦斯监测仪器,实时监测瓦斯浓度,及时发现瓦斯泄漏或积聚的情况,为后续的治理工作提供准确的数据支持。
其次,针对瓦斯泄漏或积聚的情况,应建立完善的应急预案。
一旦发现瓦斯超标,矿工应立即停工撤离,并启动应急预案,组织专业人员进行瓦斯治理,采取有效措施降低瓦斯浓度,确保矿井内部空气质量符合安全要求。
同时,矿井管理部门应加强对矿工的安全教育和培训。
提高矿工对瓦斯灾害的认识,增强瓦斯治理的意识和能力,使他们能够在发生瓦斯灾害时迅速做出正确的反应,确保自身安全。
此外,矿井管理部门还应加强对瓦斯治理设备的维护和更新。
定期对瓦斯治理设备进行检查和维护,确保设备的正常运转和有效性。
同时,及时更新瓦斯治理设备,引进先进技术,提高瓦斯治理的效率和安全性。
最后,矿井管理部门应建立健全的瓦斯治理责任制度。
明确各级责任人的职责和权限,建立健全的考核激励机制,确保瓦斯治理工作的落实和有效性。
总之,瓦斯灾害治理实施方案的制定和执行,需要全面考虑矿井的实际情况和特点,结合科学技术和管理经验,采取综合措施,确保矿井瓦斯灾害得到有效预防和治理。
只有如此,才能保障矿工的生命安全,推动矿井安全生产工作取得实质性进展。
瓦斯灾害治理新技术

瓦斯灾害治理新技术瓦斯灾害是煤矿生产过程中常见的一种安全隐患,严重威胁着矿工的生命安全和煤矿的正常生产运营。
为了更好地治理瓦斯灾害,提高煤矿安全水平,科学家们不断努力开发、研究和应用新技术。
本文将介绍几种目前较为常见的瓦斯灾害治理新技术。
一、瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术是目前治理瓦斯灾害最常用的方法之一,主要通过将煤矿中的瓦斯抽采出来,减少矿井中的有害气体浓度,降低瓦斯爆炸的风险。
常见的瓦斯抽采技术包括钻孔抽采、井下抽风和井下爆破等。
钻孔抽采是利用钻孔将瓦斯层连接起来,然后利用压差将瓦斯抽采到地面。
这种方法主要适用于瓦斯层丰度较高的矿井。
井下抽风是通过在矿井的主风流通道或许多风巷设立抽风站,将矿井中的瓦斯和有害气体抽走。
这种方法主要适用于瓦斯层分布均匀的矿井。
井下爆破是利用爆炸将瓦斯层破坏,同时将瓦斯抽采出来。
这种方法主要适用于瓦斯层比较集中的矿井。
二、瓦斯抑制技术瓦斯抑制技术是指通过一系列的措施,减少瓦斯在矿井中的积聚和扩散,降低瓦斯爆炸的风险。
常见的瓦斯抑制技术包括瓦斯抑制剂喷洒、防突管网和高效阻燃材料等。
瓦斯抑制剂喷洒是将一些特殊的瓦斯抑制剂喷洒在矿井中,有效地抑制瓦斯的积聚和扩散。
这种方法主要适用于瓦斯层丰度较高的矿井。
防突管网是在矿井的通风巷道中安装一层特殊的管网,通过孔径的控制和布局调整气流分布,防止瓦斯突出和瓦斯爆炸的发生。
这种方法主要适用于瓦斯突出性较强的矿井。
高效阻燃材料是通过使用一些具有良好阻燃性能的材料,减少瓦斯爆炸的危害。
这种方法主要适用于瓦斯爆炸危害较大的矿井。
三、智能监测技术智能监测技术是指利用各种传感器和智能控制系统,实时监测矿井中的瓦斯浓度和瓦斯压力等指标,及时发现瓦斯灾害的隐患,采取相应的措施进行处理。
常见的智能监测技术包括传感器监测、无线通信和智能控制系统等。
传感器监测是将传感器安装在矿井中,通过采集、传输和处理瓦斯浓度和瓦斯压力等数据,实现对矿井的实时监测。
这种方法可以提高瓦斯灾害的预警能力和防范能力。
防治瓦斯灾害的四道防线(三篇)

防治瓦斯灾害的四道防线防治瓦斯灾害是保障矿山安全生产的重要措施之一。
瓦斯灾害发生时,不仅会造成人员伤亡,还会对矿井设备造成严重损坏,甚至导致矿山停产。
为了防止瓦斯灾害的发生,保障矿山安全生产,需要建立一系列的防线措施。
下面将介绍四道防线,以确保矿山瓦斯灾害的防治。
一、瓦斯检测防线瓦斯检测是防治瓦斯灾害的第一道防线。
矿井地下瓦斯是矿井中常见的危险因素之一,瓦斯含量一旦超过安全范围,就有可能引发爆炸事故。
因此,需要在矿井中设置瓦斯检测仪器,实时监测矿井中的瓦斯浓度。
一旦检测到瓦斯超标,就要立即停止生产,采取相应的措施,确保矿井的安全。
瓦斯检测行业有关部门通常会制定严格的瓦斯检测标准,规定矿井中瓦斯浓度的合理范围,并确定相应的预警值和警戒值。
矿井中的瓦斯检测仪器需要定期检修和校准,以确保其稳定可靠。
此外,矿工在工作期间也需要佩戴个人瓦斯检测仪,随时监测个人周围的瓦斯浓度,确保自身安全。
二、通风防线通风是防治瓦斯灾害的第二道防线。
合理的通风系统可以有效地降低矿井中的瓦斯浓度,减少瓦斯积聚的可能性,从而降低爆炸事故的发生概率。
通风系统通常包括主风机、支风机、安全阀等设备,通过调节气流方向和速度,使矿井中的瓦斯排出到安全区域。
通风系统的设计需要根据矿井的实际情况进行调整和优化。
一方面,需要根据矿井的地质条件、矿层厚度、瓦斯生成量等因素确定通风的主要风向和风量;另一方面,需要根据具体的矿井工作面情况,灵活调整通风系统的运行状态。
通风系统的管理和维护也非常重要,定期检查和清理通风通道,确保通风设备的正常运行。
三、防爆防线防爆是防治瓦斯灾害的重要手段,也是矿井安全生产的重要防线。
在矿井中,由于爆炸的可能性较高,矿井中的设备和工具都需要经过防爆设计和防爆检测,确保其不会引发瓦斯爆炸。
防爆措施主要包括使用防爆电气设备、防爆灯具、防爆工具等,以及合理设置和使用防爆隔离带。
防爆设备需要符合相关的标准和规定。
防爆电气设备需要具备防爆和防尘的能力,具备自动断电保护和防止火花飞溅的功能。
瓦斯灾害防治技术培训资料

瓦斯灾害防治技术培训资料1. 瓦斯检测技术瓦斯检测是防治瓦斯灾害的首要措施。
通过使用可燃气体检测仪、红外线探测仪等专业设备,可以对矿井、隧道等工程空间中的瓦斯浓度进行实时监测,及时发现瓦斯泄漏,并采取相应的应急措施。
2. 通风技术通风是瓦斯灾害防治的重要手段,通过合理设置通风系统,控制工程空间中的气流,将瓦斯浓度稀释到安全范围内。
此外,还可以采用高效净化设备,对空气中的瓦斯进行清洁处理,有效防止瓦斯积聚引发事故。
3. 安全管理加强瓦斯灾害防治的安全管理是至关重要的。
需要通过制定严格的安全操作规程、定期开展安全教育培训等方式,提高工程施工人员对瓦斯灾害的认识和应对能力,有效降低事故风险。
4. 应急响应在瓦斯灾害发生时,需要迅速启动应急预案,组织人员安全撤离,同时采取有效的灭火、通风等措施,防止事故扩大,最大限度减少损失。
总之,瓦斯灾害防治技术培训是保障工程施工安全的重要保障。
通过加强对瓦斯检测、通风、安全管理和应急响应等方面的培训,可以提高施工人员的应对能力,降低瓦斯灾害的发生概率,确保工程施工的顺利进行。
5. 设备维护和更新瓦斯灾害防治还需要重视设备的维护和更新。
定期对瓦斯检测仪、通风设备等相关设备进行检修和维护,确保其正常运转。
同时,应积极采用先进的瓦斯监测和通风设备,及时更新设备,提高防治效果和工作效率。
6. 建立规范化管理制度对于瓦斯灾害防治工作,需要建立健全的规范化管理制度。
制定详细的预防措施和应急处理方案,规范施工作业中的瓦斯监测、通风、设备使用等流程。
同时要明确责任部门和责任人员,建立健全的瓦斯灾害防治工作责任体系。
7. 加强教育培训定期开展瓦斯灾害防治技术的教育培训工作是非常必要的。
不断提高工程施工人员的安全意识,加强对瓦斯灾害防治技术的学习和掌握,让他们能够熟练掌握瓦斯监测、通风等技术操作要点,增强应对突发状况的能力。
8. 加强合作与交流瓦斯灾害防治需要跨部门、跨行业之间的合作与交流。
矿井瓦斯灾害防治知识

瓦斯和空气混合后,在一定的条件下,遇高温火源发生的一链式氧化反应,并伴有高温及压力上升的现象。瓦斯爆炸时能出现高达2150~2650℃的焰面、爆炸压力可达1.0~2.0 Mpa;爆速可达340m/s、还会产生每秒数千米速度的冲击波,并产生大量剧毒的CO等有害气体,会造成人员伤亡和摧毁井巷设施与设备。有时还会引起煤尘爆炸或火灾,是煤矿特有的后果最严重的自然灾害之一。例如:重庆中梁山煤矿南井在1960年12月15日12时40分启封5412工作面过程中发生特大瓦斯煤尘爆炸,死亡124人、重伤1人、轻伤49人。
9 1.30 0.65 0.39 0.23 0.14 0.044 0.015
10 1.40 0.68 0.41 0.24 0.15 0.049 0.018
12 1.60 0.74 0.44 0.25 0.16 0.055 0.020
在各种热源中,炸药爆破后的产物和电火花的作用时间很短(10-6~10-2S)电弧及瓦斯爆炸的火焰锋面有较长的作用时间(10-4~1S),明火和灼热体的作用时间最长。对于瓦斯矿井,在炸药与雷管质量合格,炮泥充填符合要求,尽管炸药爆破产物温度可达4500℃,但由于作用时间短,不会引起瓦斯爆炸。
我国是世界上发生煤与瓦斯突出现象最严重、危害性最大的国家之一。建国前在辽源矿务局富国二矿就曾发生过煤与瓦斯突出现象。建国后, 随着我国煤炭工业的飞速发展,采掘深度不断加深、地压与瓦斯压力不断加大, 煤与瓦斯突出的次数、强度也不断增加,图( 1)
图 1 全国国有重点煤矿历年煤与瓦斯突出次数统计表
表5感应期与瓦斯浓度、热源温度的关系
瓦斯浓度
(%)
热源温度℃
775 825 875 925 975 1075 1175
瓦斯灾害治理新技术

瓦斯灾害治理新技术瓦斯灾害是煤炭开采过程中难以避免的问题。
煤矿瓦斯是一种无色、无味、易燃、爆炸性的气体,极易引起煤矿爆炸事故,对人身安全和煤矿生产带来极大的危害。
为了避免瓦斯灾害的发生,一些煤炭机械技术公司研究出了新的技术。
瓦斯浓度监测技术瓦斯浓度的控制和监测对于防范和控制煤矿瓦斯灾害尤为重要。
传统的瓦斯检测仪有很多局限性,例如检测精度较低、无法长期稳定工作、误报较多等缺点。
随着科技的发展,出现了一种新的瓦斯浓度监测技术——红外光谱瓦斯传感器。
该技术利用红外线吸收法原理来检测瓦斯浓度,有检测精度高、稳定性能好、误报少等优点。
瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术是目前煤炭企业瓦斯治理的主要手段之一。
传统瓦斯抽采方法主要使用常规的硬管吸采器和软管吸采器,存在瓦斯反吹、难以安装等问题。
现在,新的瓦斯抽采技术——BGRS(激励微生物降解地下煤层瓦斯)被广泛应用。
该技术利用微生物降解地下煤层中的甲烷,同时也将瓦斯抽入管道中,从而达到抽采瓦斯和控制瓦斯含量的效果。
氧气稀释技术当前一些国家已经开始推广瓦斯密闭采矿技术,其中即涉及到了氧气稀释技术。
氧气稀释技术是指将空气中的氧气混合成低浓度氧气与瓦斯混合让其分散燃烧,以达到控制瓦斯爆炸风险的目的。
传统氧气稀释技术一般使用稀释机将外部空气混合到井下空气中使其保持低含氧量,但是因为使用稀释机产生的噪音与振动过大,容易对井下人员造成伤害。
因此,采用新型氧气稀释技术——氧气混合进风方式,让进风混合氧气,实现环境较好的稀释效果。
瓦斯灾害预测技术为了及时预测和防范瓦斯灾害,瓦斯预测技术的研究变得越来越重要。
传统瓦斯预测方法局限性较大且依赖于人力观测,难以完全达到精确预测的效果。
新型的无线瓦斯传感器技术通过实时采集巷道内的瓦斯数据,并将其传输到云端进行分析处理,可实现智能化预测,提高预测准确度。
结语新型瓦斯治理技术通过提升瓦斯浓度监测精度、改善瓦斯抽采效果、控制氧气含量、智能预测瓦斯灾害,实现了对煤矿瓦斯灾害的控制和防治。
浅析煤矿瓦斯治理中的钻探技术及防治

浅析煤矿瓦斯治理中的钻探技术及防治摘要:在矿井工作中,如果发现瓦斯含量超标或发生泄漏,很容易造成重大的安全事帮。
因此,在进行矿井安全生产的过程中,要加强对矿井瓦斯的监控和控制,才能确保矿井生产的正常进行,并能有效地保障工作人员的生命。
基于此,文章主要分析了煤矿瓦斯治理中钻探技术的应用。
关键词:煤矿瓦斯治理;钻探技术;防治1煤矿瓦斯治理的概念煤矿瓦斯治理是指对煤矿开采过程中产生的瓦斯进行有效的控制和利用的过程。
煤矿瓦斯是在煤矿开采过程中释放出来的一种有害气体,主要成分为甲烷。
煤矿瓦斯治理的目的是通过采取各种措施,包括瓦斯抽放、瓦斯抑制和瓦斯利用等,将瓦斯排放到安全范围内,以保障煤矿生产的安全和环境的健康。
2煤矿瓦斯治理中钻探技术的应用2.1地面瓦斯抽采为了使地下抽采的效益最大化,必须加大定向钻探等技术的实际推广和使用。
该技术的特点是在煤矿顶部设置钻台,然后在整个矿井进行抽放。
该技术是在地表进行竖向钻孔,钻孔后沿着煤层的真实走向,在煤层的上部、下部和中部进行钻孔,然后沿着煤层的真实方位进行水平钻孔。
定向钻探开采煤层气的原理与常规开采方法大同小异,都是利用抽水、抽吸、排出煤层气,最终进行开采。
不同之处在于,常规开采方式只采用垂直井进行开采,定向钻探开采则是在原有方向上增设水平井,沿煤层方向进行采集,不仅采集区域较广,工作效率也大大提高。
2.2井下瓦斯抽采利用井下钻孔来进行瓦斯抽放,是在井下巷道内进行钻井作业,既可以穿越煤层,又可以沿着煤层的方向进行开采。
在国内,这一领域的技术有:第一,利用顺层密井对该煤层进行抽放。
该技术适合于地区性的煤层开采,可有效地减少煤层和煤层的实际含气量,并可解决煤层的防突问题。
一般情况下,井眼深度大于80m,井眼间距在3~5m,预抽周期不低于6个月。
在布孔工艺中,斜布或交叉布孔可以有效地改善实际的抽气效果,而通过横向布置可以加强该煤层的实际抽气,并在斜布后进行抽气。
该工艺的最大特点是不设专用井眼、便于施工、经济实用;不足之处是需要进行全面的治理,对坚硬度高、渗透率一般的煤层进行抽采,而强度不强的低层会造成钻孔困难,实际的抽放效益非常有限,在渗透率不高的煤层中,更是很难取得应有的效果。
煤矿瓦斯防治技术

煤矿瓦斯防治技术煤矿发生瓦斯灾害事故有诸多方面的影响因素,但归结起来主要有自然条件、管理和技术三方面因素,要控制瓦斯灾害事故,必须从后两方面同时人手,强化管理和监督,提升防灾技术和装备水平。
近几年,国家执行关井压产、安全生产责任追究制、建立健全安全生产法规、制定相应的经济制约政策、强化安全监察体系的建立等,主要是从改变管理因素方面着手,取得了好的效果,但仍有一个完善过程。
在技术和装备方面,近几年也有长足的进展,形成了一套行之有效的防灾技术体系。
I.煤矿瓦斯防治方针瓦斯作为煤矿的五大灾害之一,历届国家煤炭工业管理部门都非常重视瓦斯防治工作,特别是近十几年来,把防治瓦斯作为煤矿安全生产的头等大事来抓,先后制定了许多有效的规章制度和配套措施。
原煤炭部1993年6月公布的《关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》,就提出高瓦斯掘进工作面必须执行“三专、两闭锁〞措施,煤与瓦斯特别危险的采掘工作面必须执行“四位一体〞综合防突措施,并提出瓦斯抽放矿井执行“多钻孔、严封闭、综合抽〞的九字方针。
1994年9月,以部长令的形式重申了防治国有、地方、乡镇煤矿重大瓦斯事故的“三个十条〞规定。
1996年6月,原煤炭部专门在山西阳泉、矿务局召开防治瓦斯现场经验交流会,全面推广了阳泉局健全通风、抽放、监控三大系统,保持先抽后采、以风定产的经验。
同时结合淮南局当年发生的“〞特大事故,决定在淮南建设瓦斯治理示范工程,保持先抽后采。
1997年4月原煤炭部又专门公布了《矿井瓦斯抽放管理规范》。
1998年1月原煤炭部公布的第1号文件又针对防治瓦斯灾害,提出“六个不准,,的要求。
依据我国煤矿安全生产的实际状况,在认真总结借鉴煤矿瓦斯治理工作经验教训的基础上,国家煤矿安全监察局提出了“先抽后采、监测监控、以风定产〞的十二字方针。
2.改善煤矿安全状况综合配套和关键技术研究“改善煤矿安全状况综合配套和关键技术的研究〞是“九五〞国家重点科技攻关项目,该项目充分发挥了煤炭行业科研院校及示范矿区煤炭企业的整体优势,以平顶山煤业(集团)有限责任公司、阳泉煤业(集团)有限责任公司和煤炭科学研究总院、中国矿业大学等16个产学研单位相结合的方式,通过近5年的集中攻关试验,解决了煤矿安全生产的许多关键技术和共性技术,使我国矿井防灾减灾的总体综合能力在“八五〞的基础上得到了进一步的完善配套,并建成了平顶山矿区瓦斯灾害综合治理示范基地和阳泉矿区瓦斯抽放与利用试验基地。
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浅谈瓦斯灾害治理技术
摘要:瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一,瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害严重威胁着我国煤矿的安全生产。
由于瓦斯灾害因素多、治理难度大,所以矿井瓦斯一直是我国煤矿安全工作的重点和难点。
本文分析煤矿安全科技工作现状和趋势以及我国煤矿安全所面临的挑战和急需开展的科技研究工作。
关键词:瓦斯;灾害治理;技术
瓦斯灾害已成为制约煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素,为此,国家煤矿安全监察局实施了“科技兴安”战略,并提出了“先抽后采、监测监控、以风定产、综合治理”的瓦斯治理“十六字方针”,与此同时,我国的各类科技计划也逐步加强了瓦斯灾害治理技术研究开发的支持力度。
1瓦斯治理技术的研究成果
1.1 瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术
瓦斯煤尘爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大灾害之一。
近年来,我国在煤尘着火机理及瓦斯煤尘爆炸机理研究方面,建立了粉尘云着火及燃烧过程简化模型,得出了粉尘空气混合物点火过程中慢速导热燃料模式到快速辐射燃烧模式的转变具有爆炸特征,试验系统中点火诱导期与高温固体颗粒燃料产物的质量分数和燃烧阵面中的热辐射有关,在爆炸极限范围内颗粒相浓度与颗粒点立温度越低火焰加速效果越明显,辐射热损失可能导致燃烧区域的重构,
粉尘空气混合物火焰稳态结构发生明显变化等重要结论;通过研究得出了瓦斯煤尘共存条件下煤尘云着火特征参数计算方法,揭示了瓦斯爆炸过程中爆炸波和火焰的变化特征。
在取得上述成果的基础上,建立了矿井瓦斯煤尘爆炸危险性评价模型,用事故树方法分析了掘进、采煤工作面瓦斯煤尘爆炸发生的影响因素及权重、可能发生事故的模式和避免爆炸事故发生所要采取的途径。
确立了矿井采煤工作面、掘进工作面瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价指标体系,并将指标分为爆炸易发性指标和爆炸后果严重性指标。
前者包括自然因素、技术因素、管理因素和经济因素四方面指标,后者包括煤尘爆炸指数、沉积煤状况、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作业人员、以往事故损失及矿山救护能力等。
1.2 煤与瓦斯突出区域预测技术
采用瓦斯地质理论与物探技术相结合的方法进行突出区域预测,一直是国内外的研究方向。
(1)我国采用瓦斯地质方法,建立了瓦斯地质理论与物探技术相结合的多技术(数字地震勘探、无线电波透视和构造软煤测井曲线识别)集成的多尺度(矿井突出区和工作面突出带)瓦斯突出区域预测瓦斯地质方法,提出了以瓦斯地质单元基础的由构造软煤厚度(h)和煤层瓦斯压力(p)相配套的突出区域预测瓦斯地质指标,初步确定构造软煤厚度的突出临界值为0.90m;
(2)开发了具有信息输入、动态管理和空间分析功能的瓦斯突出
区域预测webgis信息平台,实现了瓦斯突出区域瓦斯地质方法的自动化和可视化;
(3)采用地质动力区划的方法,确定了活动构造和岩体应力状态对突出的影响,并划分出应力升高区、应力降低区和应力梯度。
为此开发了突出多因素模式识别概率预测计算机软件,确定了活动断裂、最大主应力、应力梯度等8个主要影响因素,并可方便地划分突出的危险区、威胁区和安全区,开发出了突出区域预测决策分析系统软件,实现了图、文、声、像的可视化;
1.3 煤与瓦斯突出动态预测技术
煤与瓦斯突出的非接触式预测是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。
这种方法具有测试简单、不与生产发生冲突、实时连续监测等优点。
通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标,建立了煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标,研究确定了这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值,以此综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性,实现了炮掘工作面瓦斯动态涌出预测,为我国煤矿提供了一种新的瓦斯涌出量预测方法和煤与瓦斯突出预测工艺技术;
通过连续监测含瓦斯煤岩流变破坏过程中产生的电磁辐射信号
强度和脉冲数及其变化的研究,实现了对煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害现象的预测预报,研究并揭示了电磁辐射与煤与瓦斯突出影响因素间的关系,提出了临界值法与动态趋势法相结合的煤岩动力灾害预警方法,成功开发了煤岩动力灾害非接触电磁辐射连续监测仪,实现了煤岩动力灾害的非接触、连续动态监测及煤与瓦斯突出预警。
1.4 高产高效矿井瓦斯灾害综合治理技术
加强瓦斯灾害的治理是防止煤矿重特大事故发生的重要保证。
高瓦斯煤层群保护层开采、低透气性煤层瓦斯强化抽放、巷道边掘边抽等技术是瓦斯治理的有效措施,也一直都是煤矿瓦斯治理的重点和难点。
在煤层群保护层开采方面,通过开展了保护层作用机理的研究,利用三维离散单元法对淮南矿区保护层开采后,采空区顶、底板煤岩体应力重新分布的规律、顶底板变形和破坏特征进行了数值模拟研究,从理论上计算了保护层开采后卸压范围向顶、底板方向发展的深度,为确定被保护层的保护效果和卸压范围提供了可靠的理论依据。
针对首采保护层开采时,上下高瓦斯突出煤层的瓦斯集中向首采工作面涌出的特点,并考虑到确保和提高防突效果的要求,成功试验了多种首采层瓦斯综合治理技术措施;
保护层底板巷道向上穿层钻孔抽放瓦斯技术、被保护层顶板煤(岩)巷道向下穿层钻孔抽放技术、首采层(保护层)顶板巷道抽放技
术、首采层(保护层)顶板走向钻孔抽放技术、首采层(保护层)工作面采空区埋管抽放技术、首采层(保护层)掘进工作面边掘边抽技术。
在试验研究中还在实际层间距70m(相对层间距35倍)近水平煤层群的下保护层开采和80-90急倾斜近距离煤层群的下保护层开采上取得了重大进展;
在顺煤层强化抽放方面上,通过试验和理论研究,形成了一套在顺煤层钻孔中运用高压水射流扩孔和钻扩一体化技术提高瓦斯抽放效果的成套技术和装备,以及对石门揭煤抽、排瓦斯钻孔扩孔的工艺技术和方法。
扩孔后钻孔直径达到200-300mm,为扩孔前的4.5倍,最大扩孔直径达619.9mm。
扩一个钻孔的时间相当于施工一个钻孔时间的1/6,而一个扩孔钻孔的抽排放瓦斯及防突效果相当于2个以上的钻孔,明显提高了瓦斯抽放的效果;
在瓦斯抽放效果评价方面,研究了根据煤层的最小突出瓦斯压力、瓦斯含量为依据,合理确定评价预抽防突措施有效性的预抽率指标和临界值的方法。
下向钻孔及深孔预裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技术途径。
通过试验研究,解决了下向钻孔施工中的排渣、排水等技术难题,取得了下向孔钻探长度达到70.1m的良好效果。
研究中完善了适合于高瓦斯低透气性、有突出危险煤层深孔控制预裂爆破强化抽放瓦斯技术和石门快速揭煤技术;
对于单一低透气性突出煤层巷道掘进的瓦斯抽放技术难题,通过理论分析和试验研究,发现煤层巷道掘进工作面和巷道两帮的煤
体在松动和原始煤体之间存在的随巷道向前掘进而向前移动的蠕变“u”形圈,在“u”形圈内煤层的透气系数成百倍地增加;
分析了煤层赋存参数、瓦斯抽放参数对抽放钻孔抽放瓦斯效果的影响,确定了有效抽放半径与抽放时间的关系、抽放负压和抽放量的关系,并据此合理布置边抽边掘钻孔,其截流抽放瓦斯率可达到30%以上,并且煤体的强度有较大增加。
1.5 矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术
矿井通风是保障煤矿安全生产的关键性环节,合理的通风是防止瓦斯积聚、抑制煤炭自燃和火灾蔓延扩大的重要手段,通风系统布置不合理或管理不当,则是导致瓦斯积聚和自然发火及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。
集约化生产的大型矿井实行一矿一面已成趋势,要求通风系统具有更强的稳定性、可靠性和合理性,具有较强的抗灾能力。
在灾变风流动态模拟及虚拟现实技术方面,研究并完善了一维动态模拟技术,开发了矿井灾害风流流动模拟的gis显示系统,实现矿井灾变动态模拟结果在矿井通风系统图各巷道通风参数的动态显示,提高模拟结果与各巷道的对应性,减少矿井灾害防治及救灾决策中应用灾变状态各参数的失误率,提高决策效率。
研究出了矿井火灾区域内烟流流动的三维数值模拟研究和矿井巷道中火灾烟流流动的虚拟现实技术。
在通风系统自动调控方面,成功研究了井下自动控制风门及远
程控制技术,研制出了带有卸压窗和撞杆自动开启装置的远程自控风门,实现了井下人、车信号分离,采用控制命令分级管理的方法,彻底贯彻了“生产服从救灾,行人服从行车”的风门管理理念,有效地提高了通风系统的稳定性和安全可靠性。
2 存在的问题和急需开展的研究
煤炭是我国国民经济发展的基础能源,煤矿安全是煤炭工业走新型工业化道路、可持续发展的前提和保证。
瓦斯灾害治理是煤矿安全工作的重点。
对煤矿瓦斯灾害进行监测监控、预警防治等瓦斯综合治理技术措施,是减少煤矿伤亡事故,提高安全生产水平的重要手段。
目前,煤矿安全工作面临两大的挑战。
(1)根据矿区煤层条件不同、瓦斯赋特征不同、生产条件的变化,采用新的科技手段进一步完善提高现有瓦斯灾害治理技术体系并
进行适应性研究,如采用现代通讯技术、自控技术、计算机技术和传感技术,解决我国现有煤矿安全监测系统相互不兼容、无法互联互通的技术难题;
(2)不断解决瓦斯治理技术研究中出现的新问题,如伴随我国东部深井开采带来了“三高”和深部矿井的延期突出问题,松软低透气性煤层长钻孔瓦斯抽放技术难题。
3结论
瓦斯灾害治理技术的研究,对我国煤矿生产条件和瓦斯灾害具有很强的针对性和适应性。
在今后的工作中还要不断的完善和应用
新技术、新装备,实现矿井安全生产。