煤与瓦斯突出监测报警系统突出判定及避险方法

结合目前煤与瓦斯突出防治技术,阐述了煤与瓦斯突出监测报警系统的布设原则,煤与瓦斯突出判定方法及报警避难方法。该方法确保煤与瓦斯突出事故发生时,井下人员安全撤离;及时准确判断煤与瓦斯突出事故发生时间、地点,一定程度避免煤与瓦斯突出事故发生后可能的瓦斯爆炸及煤尘爆炸等灾害,使煤与瓦斯突出事故造成的损失降至最低。     

高瓦斯矿井煤巷掘进防突技术实践

煤与瓦斯突出事故是巷道掘进过程中易出现的安全事故,结合义煤集团义安煤矿YX001工作面瓦斯地质情况及瓦斯突出预兆经验,介绍了该矿煤与瓦斯突出危险性的预测办法及注意要点,分析了该矿煤巷掘进过程中瓦斯排放技术,通过采取合理的瓦斯预测及抽放技术,有效防止了煤与瓦斯突出事故,保证了矿井的安全生产。     

鹤壁煤田瓦斯突出特征及成因研究

受矿区瓦斯地质条件与开采技术条件控制,鹤壁矿区所属7对突出矿井表现出差异明显的煤与瓦斯突出特点。根据各矿井煤与瓦斯突出案例、二1煤层瓦斯基础参数与突出预测参数,结合矿区及矿井地质构造特点,运用瓦斯突出的综合作用假说,从力能理论角度分析研究了鹤壁煤田瓦斯突出特征及成因。确定鹤壁矿区煤与瓦斯突出受地质构造控制,地应力是主控因素。以此为基础利用鹤煤三矿实测瓦斯参数,预测了鹤煤三矿标高-550 m以深为煤与瓦斯突出危险区。     

煤与瓦斯突出电磁辐射预警技术及应用

针对目前煤与瓦斯突出危险预警在预警实时性、准确性和便捷性方面的需求,分析了煤岩破坏电磁辐射特征、规律及煤与瓦斯突出过程电磁辐射、常规预警指标变化规律及其相关性,开发了煤与瓦斯突出电磁辐射预警装备及软件,建立了煤与瓦斯突出电磁辐射预警准则,实现了煤与瓦斯突出演化过程电磁辐射的自动分析及预警。研究结果表明:电磁辐射指标与常规预警指标具有较高的正相关性,可以反映煤与瓦斯突出危险性,现场煤与瓦斯突出预警应用结果表明,电磁辐射预警技术具有较高的准确性,可以超前13 m或提前2天预警到突出危险。     

采场支承压力对煤与瓦斯突出的控制作用

本文通过对观场回采工作面煤与瓦斯突出的统计分析,将采场矿压理论引入到煤与瓦斯突出的机理研究之中,得出了采场支承压力对煤与瓦斯突出有控制作用及回采工作面煤与瓦斯突出沿走向的分布同顶板周期来压步距有着内在联系等结论;并提出了根据采场支承压力和顶板来压显现规律,预防回采工作面煤与瓦斯突出的技术措施及预测预报煤与瓦斯突出的理论依据。     

东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出声发射预测技术

针对南桐矿区东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出灾害特征及非接触式连续预测技术研究不足的问题,采用实验室研究、现场考察等手段,对东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出灾害特征及煤与瓦斯突出声发射预测技术进行了研究,结果表明：东林煤矿扭转构造形成过程中的挤压作用、剪切滑动作用造成了煤层厚度急剧变化及构造应力集中,使得煤与瓦斯突出灾害频繁发生,钻屑量指标严重超标,表现出以应力为主导的特征。采用声发射连续预测技术结合常规钻屑指标法预测技术,对东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测指标进行了研究,确定出东林煤矿煤与瓦斯突出预测地应力指标钻屑量临界值为15 kg/m,声发射能量指标临界值为20。     

东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出声发射预测技术

针对南桐矿区东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出灾害特征及非接触式连续预测技术研究不足的问题,采用实验室研究、现场考察等手段,对东林煤矿扭转构造带煤与瓦斯突出灾害特征及煤与瓦斯突出声发射预测技术进行了研究,结果表明:东林煤矿扭转构造形成过程中的挤压作用、剪切滑动作用造成了煤层厚度急剧变化及构造应力集中,使得煤与瓦斯突出灾害频繁发生,钻屑量指标严重超标,表现出以应力为主导的特征。采用声发射连续预测技术结合常规钻屑指标法预测技术,对东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测指标进行了研究,确定出东林煤矿煤与瓦斯突出预测地应力指标钻屑量临界值为15 kg/m,声发射能量指标临界值为20。     

基于GIS的煤与瓦斯突出综合模糊预测系统

针对煤与瓦斯突出的特点,基于煤与瓦斯突出预测专家系统建造的关键技术及GIS系统开发方法与专家系统的衔接技术,采用公共接口模块的外连式结构进行集成,提出了煤与瓦斯突出预测的专家系统与GIS为一体的集成系统.将专家系统技术与地理信息系统技术结合并引入传统的地质学科是一个有益探索,该系统能够较准确地对煤与瓦斯突出进行预测.     

寺河矿煤与瓦斯突出影响因素及防治技术

简要介绍了寺河矿煤与瓦斯突出基本情况,结合矿井开采煤层的瓦斯赋存特征,分析了矿井煤与瓦斯突出的影响因素,总结了目前矿井突出防治技术的适应性、应用效果及存在问题,对矿井今后的煤与瓦斯突出防治工作具有重要的指导意义。     

寺河矿煤与瓦斯突出影响因素及防治技术

简要介绍了寺河矿煤与瓦斯突出基本情况,结合矿井开采煤层的瓦斯赋存特征,分析了矿井煤与瓦斯突出的影响因素,总结了目前矿井突出防治技术的适应性、应用效果及存在问题,对矿井今后的煤与瓦斯突出防治工作具有重要的指导意义。     

Numerical analysis of coal-gas flow and pressure relief on the mining method of extreme short-range protective strata

The coal-gas existing condition was ameliorated in the coal seams prone to coal-gas outburst adopting the mining method of protective strata. The gas volume and the gas pressure were reduced synchronously in the protected coal seam, and the coal seam of high permeability prone to the coal-gas outburst was changed into that of low permeability with no proneness to the coal-gas outburst. The D₁₅ coal seam was treated as the protective strata, and the D_16–17 coal seam was treated as the protected strata in the Fifth coal mine in the Pingdingshan Coal Mining Group. The distance between the two coal seams was 5 m averagely, clarified into the extreme short-range protective strata. The numerical analysis was based on the theory of the porous media flow with the finite element method. The gas flow process and the change mechanism of the coal-gas pressure were analyzed in the process of mining the protective strata. Supported by the Grants of National Scientific Funds of Control Mechanism of Geologic Hazards Induced by Coal-gas(50534070)     

新建矿井煤层突出危险性预评估

新建矿井的煤与瓦斯突出危险性评估是矿井初步设计的重要依据,同时对于今后矿井建设期间井筒、井底车场揭煤具有重要的指导意义。文章以新建矿井信湖煤矿为研究实例,分析了井田地质构造、岩浆岩侵蚀、煤层顶底板岩性及瓦斯风化带对煤层突出危险性的控制影响,利用矿井勘探期间瓦斯数据及邻近矿井瓦斯赋存规律研究结果预测了新建矿井煤层瓦斯参数,并对新建矿井煤层突出危险性进行了评估。     

煤与瓦斯突出过程中煤－瓦斯两相流的运动状态

运用经典气体动力学理论,对突出孔洞内煤－瓦斯两相流的运动参数进行了一维讨论,推导了压力、密度、速度及流量等参数之间的数学函数关系,分析了突出过程中煤－瓦斯两相流流动的临界状态以及与其相关的两相流声速理论,并通过数值模拟和现场实例对临界流动理论进行了直观描述。在煤与瓦斯突出过程中,煤－瓦斯两相流的出口流动状态与孔洞形态、瓦斯压力、煤体破坏速度、瓦斯含量等因素密切相关。当两相流在孔口达到并超过临界状态时,由于突出孔洞口小腔大的形状限制了瓦斯流的完全膨胀,此时喷出的瓦斯流处于未完全膨胀状态。大量未完全膨胀状态的瓦斯流在巷道空间的瞬间膨胀可产生巨大的动力效应,从而严重破坏矿井生产设备和通风设施。临界运动状态是影响煤与瓦斯突出动力效应的关键因素之一,它对煤与瓦斯突出灾害的预警和防护都有重要意义。     

超声波时距曲线法探测煤体结构类型机理研究

实践证明煤体结构和煤与瓦斯突出灾害之间存在着密切的联系,准确判断煤体结构类型对于预防煤与瓦斯灾害的发生具有一定的指导意义。但是在准确检测煤体的结构类型的方法仍然存在着不足。本文介绍了一种基于超声反射法判断煤体结构类型的新型探测方法,通过利用时距曲线法实现对煤体超声波速的检测,根据波速与煤体结构类型间的量化关系,实现对煤体结构类型的判断和对煤与瓦斯突出灾害的预测进行指导。     

构造煤层位对煤与瓦斯突出的影响数值分析

构造煤是煤与瓦斯突出的必备条件。根据构造煤在煤层中的不同位置,建立了煤与瓦斯突出的构造煤层位数值实验模型。利用RFPA2D对数值模型进行了数值试验,从应力应变、破坏分布、瓦斯压力和瓦斯梯度变化等方面分析了顺煤层发育的构造煤分层在工作面掘进过程中诱发煤与瓦斯突出的作用。数值试验结果表明煤层中的构造煤层位影响着煤与瓦斯突出的始发条件,是煤与瓦斯突出的关键层。研究分析认为构造煤层位并不影响原始煤层瓦斯赋存分布规律,但是决定了诱发煤与瓦斯突出的主体和始突强度,诱发煤与瓦斯突出关键在于构造煤层内的高瓦斯压力梯度。     

放顶煤开采煤与瓦斯突出煤层的探索

煤与瓦斯突出危险煤层的放顶煤开采有严格的法规限制，限制主要是从安全上考虑的。理论分析表明，放顶煤开采技术与分层开采技术相比，并不增加工作面的突出危险性。高瓦斯突出煤层的放顶煤开采是一个需要认真研究的课题。煤与瓦斯突出煤层的放顶煤开采不应由法规来禁止，而应通过大量的科学实验推动技术进步，达成工作面生产的安全高效。     

本煤层顺层钻孔瓦斯抽放及消突效果考察

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出危险,在鹤壁煤电股份有限公司十矿1307工作面采用了本煤层顺层钻孔进行抽放,并根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《煤矿安全规程》采用残余瓦斯压力法、残存瓦斯含量法和统计煤层瓦斯预抽率对工作面瓦斯抽放进行消突效果考察,对工作面安全生产起到一定的指导意义。     

数据挖掘在煤与瓦斯突出预测中的应用

在煤矿生产领域,煤与瓦斯突出是导致煤矿安全事故的主要原因。深入研究煤与瓦斯突出预测对于确保煤矿实现安全生产具有重要意义。文章首先对数据挖掘技术进行简单介绍,之后阐述了煤与瓦斯突出预测中数据挖掘技术的应用及具体实现步骤。     

高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷掘进装备的应用

钢丝绳牵引耙装机禁用后,迫切需要先进的高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷的掘进装备。通过介绍刮板装载输送机、全液压蟹爪式装煤机、悬臂式窄机身掘进机及履带挖掘式装载机,对高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷掘进装备进行了综合应用分析。     

基于失稳爆析的瓦斯突出机理研究

煤与瓦斯突出事故属于我国煤矿生产中的多发事故,但目前国内外对煤与瓦斯突出机理的认识尚不统一,通过对煤与瓦斯突出事故发生时现象及原因的统计分析,提出了“煤层失稳—瓦斯爆析”的煤与瓦斯突出机理,认为“外力扰动引起煤层单元体平衡应力骤增,突破煤层自身抵抗能力发生失稳而产生脆性变形,造成煤层单元体吸附瓦斯爆炸式解吸,爆析后有限空间产生的瓦斯压力导致煤储层压力（平衡应力）剧增,再次突破煤层本身抵抗能力发生失稳”,这一现象循环往复,最终导致煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是在失稳指数、瓦斯爆析含量临界值“双指标”超标时,在外力诱导下而产生的瓦斯动力现象。煤与瓦斯突出防治应从降低煤层瓦斯爆析含量、增大煤层失稳指数和合理规避外力作用这3个方面进行,并提出了具体实施方法。