基于瓦斯地质特征的多参量突出预警技术在新建煤矿的应用

针对新建煤矿地质构造复杂、煤层瓦斯赋存不均衡、煤与瓦斯突出防控难度大的问题,综合运用瓦斯地质理论、煤矿灾害预警技术,以矿井近5年瓦斯动力现象资料和防突数据为基础,建立了基于瓦斯地质特征的煤与瓦斯突出多参量预警指标体系。分析了瓦斯地质因素和煤与瓦斯突出预测指标K_1值的关系,确定了煤层厚度变化率、煤层倾角变化率、软分层厚度、断层影响范围、煤层瓦斯含量(或压力)5个预警指标及其临界值,据此建立了瓦斯地质特征突出预警模型,并提出了预警等级判识方法。同时,开发了瓦斯地质特征突出预警系统,在新建煤矿取得了良好的应用效果,可为类似条件矿井突出预警提供参考。     

易燃突出煤层综采工作面综合防火防突技术研究

随着矿井开采深度的增加,煤与瓦斯突出及煤层自燃灾害危害的越来越大。论文简要分析了易燃、高突煤层综采工作面煤层自燃、煤与瓦斯突出等灾害的形成规律,结合实际研究应用综合防治煤层自燃、煤与瓦斯突出技术．确保了回采工作安全进行,取得了显著的经济效益。     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加,以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术,得到了长足发展.通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析,阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性,在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状,还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例,最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望.     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加，以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术，得到了长足发展．通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析，阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性，在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状，还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例，最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望．     

孤岛高突工作面灾害成因及防治措施

煤与瓦斯突出矿井孤岛工作面开采容易引发煤与瓦斯突出灾害,必须寻求有针对性的防治措施,以确保矿井安全生产。通过分析孤岛工作面安全灾害的情况,认为煤层厚度、地质构造和应力集中程度是诱发煤与瓦斯突出的主要因素。根据突出灾害发生的条件,提出了采用松动爆破、预抽煤层瓦斯、煤层注水等措施防治煤与瓦斯突出,为该工作面灾害防治提供了科学的指导。     

西沟煤业3号煤层瓦斯压力测定及煤与瓦斯突出危险性分析

为对西沟煤业现开采区域3号煤层煤与瓦斯突出危险性进行评价,采用在待测区域布置测压钻孔的方式对待测区域煤层瓦斯压力进行测定,同时为验证煤层瓦斯压力的测定结果,采用数据拟合分析验证,并通过测定区域煤层瓦斯含量,对测定区域煤与瓦斯突出危险性进行综合判定。结果表明:测定区域3号煤层的最大瓦斯压力和煤层瓦斯含量分别为0.15 MPa和4.98 m~3/t,无煤与瓦斯突出危险。     

我国煤矿瓦斯防治技术的研究进展及发展方向

在我国一次性能源消费中煤炭一直占主导地位,瓦斯作为煤炭开采过程中的伴生产物,一直是威胁矿井安全生产的主要灾害之一,并且随着煤层开采条件的变化和开采工艺的变革,瓦斯灾害的防治难度不断增大。基于此,着重从瓦斯预测技术、瓦斯抽采利用技术、煤与瓦斯突出防治技术、瓦斯煤尘爆炸防治技术和瓦斯预警与监测监控技术等方面介绍了瓦斯防治技术的最新进展情况,针对现有瓦斯防治技术存在的问题提出了未来瓦斯防治技术的发展设想。     

煤与瓦斯突出实时诊断预警系统的实践应用

煤与瓦斯突出是煤矿最常见的安全事故,严重危害煤矿的生产安全,必须建立煤与瓦斯突出实时诊断预警系统。云冈矿基于当前开采的7#和8#煤层地质实况,设计了KJ306型煤与瓦斯突出实时诊断系统,工业现场试验结果运行稳定可靠,可以实现安全信息管理及瓦斯灾害的预警功能,预警结果与矿井实际预测情况相符。     

基于险兆事件的煤与瓦斯突出灾害概率模型构建

任何一起煤与瓦斯突出灾害事故发生,都有征兆显现。为了防止煤与瓦斯突出灾害事故发生,以煤炭开采过程中的Near-miss为研究对象,阐述了煤与瓦斯突出Near-miss中的致突险兆因子及其作用机制,在现有灾害理论以及煤与瓦斯突出机理、预警技术研究的基础上,提出了煤与瓦斯突出灾害由4个要素组成,即致突险兆因子、承灾体、孕灾环境和相互作用形式,并进而提出了描述基于Near-miss的煤与瓦斯突出灾害的方法。     

复杂地质条件下高瓦斯近距离突出煤层群煤与瓦斯共采技术

针对贵州西部复杂地质条件下瓦斯含量高、透气性低以及近距离突出煤层群开采等特点,应用煤与瓦斯共采理念,提出了保护层开采结合高抽巷及巷内穿层钻孔抽采卸压瓦斯方案,构建了突出煤层群的煤与瓦斯共采技术体系,有效解决了突出煤层群开采的煤与瓦斯突出及瓦斯超限的难题,为安全高效生产创造了条件,实现了煤与瓦斯安全高效共采。     

瓦斯压力在线监测预警机制应用研究

为了能准确、有效、及时的预测预报井下煤矿瓦斯突出,根据高瓦斯煤层应力场与瓦斯场具有典型的耦合效应,且瓦斯压力场与地应力场的关系主要表现在瓦斯压力的变化上这一原理,并在平煤股份十矿己15-16煤层和己17煤层安装一套煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,利用该系统中的煤层瓦斯压力实时监测功能实时在线监测揭煤区域煤层瓦斯压力变化情况,结果表明：煤层瓦斯压力变化随着瓦斯抽放时间而降低,而随着瓦斯解吸量的增加升高;监控到的瓦斯突出煤层瓦斯压力的变化符合正常规律,开发的煤矿瓦斯突出灾害监测预警系统能够连续监测煤层瓦斯压力及其变化动态,为煤矿瓦斯突出灾害监测预警提供了技术基础和有效手段。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07~0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,在突出预防方面进行了大量深入的研究和实践,突出防治取得了较为显著的效果,但近年来突出灾害事故仍时有发生.为了进一步提高深部矿井煤与瓦斯突出防控技术,提升煤矿安全、智能化水平和煤炭安全保障能力,分析了突出发生机理研究进展及现状,阐述了我国煤与瓦斯突出预测及监测预警手段的关键技术...     

桑树坪煤矿3号煤层煤与瓦斯动力灾害治理实践

桑树坪煤矿面临2号煤层局部薄化不可采、11号煤层含硫高且底板奥灰水害威胁情况,严重突出厚煤层3号煤层无保护层开采。针对矿井煤层赋存及瓦斯灾害特点,在进行矿井概况分析和煤层开采程序论证后,提出采用底板岩巷穿层钻孔水力扩孔强化卸压预抽煤巷条带煤层瓦斯,结合密集顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯进行区域防突;针对应力主导型动力灾害,在工作面回采前采用顶板预裂爆破卸压降冲等技术防治。实践表明,结合上述措施,同时采用顶板控制预裂爆破弱化降冲工艺技术,是治理桑树坪煤矿3号煤层地应力主导灾害的可行方法。通过矿井南一采区、北一采区和北二采区采掘部署调整和优化,为矿井区域防突措施执行及瓦斯抽采提供了时间和空间。     

演马庄矿煤与瓦斯突出灾害监控预警技术

建立演马庄矿采掘进度监测系统和钻孔轨迹在线监测系统,并对煤与瓦斯突出综合预警系统的综合数据库和信息平台进行升级,借助井下安全监控系统及无线传输技术手段,对瓦斯参数、突出参数、物探信息等信息进行集成,构建起煤与瓦斯突出监控预警系统;同时依据现有演马庄矿二₁煤层瓦斯赋存规律,编绘演马庄矿二₁煤层的瓦斯地质图。     

深部应力主导型突出精准防控技术实践

以千米深井朱集西矿11-2煤层11501工作面为工程背景,进行了应力主导型突出精准防控技术应用研究,测试了煤层及其顶板厚硬岩层瓦斯力学参数,评价了煤层突出危险性及煤岩层冲击倾向性,分析了11501工作面回采动力灾害属性,研究了动力危险区划分方法并进行了区域预测,制定了针对高应力危险的大直径钻孔、顶板深孔预裂爆破、煤层注水区域卸压措施及顺层钻孔预抽区域防突措施,配套了工作面回采邻近层瓦斯涌出治理技术,考察了动力危险防控及瓦斯治理效果。结果表明:回采期间局部预测最大钻屑量为3.9 kg/m、最大残余瓦斯含量为5.14 m^3/t、回风流瓦斯浓度维持在0.45%以下,未出现预测指标超标及瓦斯超限事故,实现了应力主导型突出动力灾害分区、分级的精准防控。     

千米高突矿井多煤层开采绿色集成技术研究与应用

为了解决突出矿井深部开采煤层瓦斯含量大、突出危险性高,保护层开采产生大量矸石升井后造成环境污染和薄煤筛分,邻近多煤层回采后采空区相透连通防灭火等问题,平煤股份十二矿针对多煤层协同开采中瓦斯动力灾害机理、煤矸分离技术以及采空区自然发火规律展开研究,摸索出一套多煤层开采绿色集成技术:通过优先开采最上层的无突出危险的极薄煤层,联合针管抽采技术,达到邻近开采下部多煤层的区域消突。匹配井下实现煤矸分离、分选、分类利用的绿色技术和阻化回填防灭火技术,在实现瓦斯治理的同时,解决大量矸石环保利用问题,并且实施阻化回填工艺最终实现千米高突矿井临近煤层安全高效绿色开采。     

煤与瓦斯突出综合预警系统在严重突出矿井的建设

为了提升煤与瓦斯突出矿井防突水平和抗灾能力,以事故预警理论为指导,从瓦斯灾害防治实验室和预警平台2方面为示范矿井建设了煤与瓦斯综合预警系统。通过预警系统建设,形成了适合矿井实际特征的煤与瓦斯突出综合预警指标体系和规则库模型,从煤层及瓦斯赋存特征分析、采掘空间安全情况分析、钻孔施工效果分析、日常预测指标发展趋势、瓦斯涌出特征实时跟踪、超掘(采)动态监控等方面实现了煤与瓦斯突出灾害的在线监测、超前预警和过程化控制。现场应用表明,预警系统具有较高准确性,能捕捉分析矿井瓦斯突出灾害的潜在隐患和预兆,能为矿井防突提供决策依据和技术保障,并促进矿井的精细化、规范化管理和信息化交流。     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律

为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究.结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式.通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术.可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显著.