煤与瓦斯突出问题研究

煤与瓦斯突出,是一种突发性的、破坏性相当严重的自然现象,往往会导致伤亡惨重的恶性事故,严重威胁煤矿的安全生产及工作人员的生命安全。本文就煤与瓦斯突出的机理、规律和预测方法做了简要的论述,并对突出的防治提出了若干解决方案。     

煤与瓦斯突出强度预测研究现状分析

阐述了国内煤与瓦斯突出强度预测研究方法与发展过程,并分析了这些成果的不足之处,提出了突出强度衡量指标及预测指标的概念含义。探讨了不同突出强度预测指标存在的问题及不足。确认初始释放瓦斯膨胀能指标能从突出机理方面综合地反映出突出强度的实质,它是突出强度预测的理想指标。根据初始释放瓦斯膨胀能可以把突出强度归类为无突出、弱突出、强突出、极强突出4个等级,并把预测数值结果分级转化为常见的爆炸物当量。     

国内外煤与瓦斯突出预测的新方法

阐述了煤与瓦斯突出的机理,重点介绍了国内外煤与瓦斯突出预测的新方法。     

煤与瓦斯突出的预测及防治措施

在总结分析了国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上，重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施，指出神经网络是预测煤与瓦斯突出非线性问题的最有前景的方法。     

利用MATLAB神经网络进行煤与瓦斯突出预测的研究

从煤与瓦斯突出的机理出发，考虑煤与瓦斯突出的综合影响因素，利用MATLAB神经网络工具箱，在VC 中嵌入MATLAB神经网络模块，建立了能够准确预测煤与瓦斯突出的神经网络预测模型，并制成了相应的预测软件。应用该软件进行实际检验，预测结果完全与实际相吻合，可以用来准确预测工作面煤与瓦斯突出。     

煤与瓦斯突出粘滑机理研究

根据煤与瓦斯突出的地质力学模型,设计了煤与瓦斯突出过程摩擦滑动模拟实验系统,对地应力、瓦斯、煤体结构等因素的作用机理进行模拟研究,发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘滑失稳现象,其特征受多种因素影响;提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理;对煤与瓦斯突出中的振动波动、延期突出及突出间歇等现象进行了新的理论解释,指出煤与瓦斯突出粘滑失稳伴生的AE等物理现象对瓦斯突出非接触式连续预报有重要理论意义。     

煤与瓦斯突出的预测及地质因素研究进展

在总结国内外研究人员关于煤与瓦斯突出灾害发生机理基础上,论述了煤与瓦斯突出危险性预测方法的优缺点,重点对地质因素预测煤与瓦斯突出灾害危险性的合理性进行了分析。结果表明:为了使煤与瓦斯突出灾害预防措施更加有效,需深入研究煤与瓦斯突出与地质因素的关系,以地质因素定量化为手段,对煤与瓦斯突出灾害的危险性进行预测。     

工作面煤与瓦斯突出电磁辐射的神经网络预测方法研究

以自适应神经网络的基本原理为基础，系统研究了煤与瓦斯突出电磁辐射自适应神经网络预测的原理，将电磁辐射自适应神经网络模型应用于煤与瓦斯突出危险性预测，实现了煤与瓦斯突出危险性的电磁辐射动态趋势预测．应用结果表明，煤与瓦斯突出电磁辐射神经网络预测法具有预测方法简单、准确性高等特点，可应用于工作面煤与瓦斯突出危险性的预测．     

煤与瓦斯突出机理和预测预报研究进展

本文概述了煤与瓦斯突出的矿井分级,从四个方面综述了煤与瓦斯突出的发生机理,对防治突出的措施做了简要说明,着重介绍了微震预测、电磁辐射预测、煤层温度变化预测和人工神经网络预测等四种预测方法,指出了煤与瓦斯突出今后的研究重点。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2,以及钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。     

超千米突出矿井防突措施

针对磁西一号矿井高应力、高瓦斯条件下的突出问题,在参考国内防突先进经验及本矿井具体条件的基础上提出了钻孔预抽、开采保护层和二者综合运用等3种区域防突方案,综合安全性、经济性、防突效果、投产时间及工程量等因素,论证分析得出方案1更为合理,并计算确定了抽采参数和制定了其他一些防突措施,现场应用效果显著,有效地消除了煤与瓦斯突出的危险性。     

基于突出煤层区域防突技术研究

瓦斯突出是瓦斯治理的一大难题,基于贺西煤矿三采区3#、4#煤层采取地面钻井以及采掘工作面瓦斯预抽的技术,具体为钻孔间距取15 m,长度至少控制本在工作面及下一区段顺槽上帮15 m,钻孔孔径Φ96 mm,封孔深度应不小于8 m,封孔管直径大于50 mm,经测定得出地面钻井抽采区域内地煤层残存瓦斯含量为5.6 m3/t^6.5 m3/t,较原始瓦斯含量降低了6.4 m3/t^7.3 m3/t、降低幅度为46%~60%,防突效果明显,瓦斯得到了有效治理.     

突出煤层卸压瓦斯抽采消突技术

通过对矿井不同生产条件的穿层钻孔、顺层钻孔卸压瓦斯抽采消突技术的探索及应用,消除了采掘工程中的瓦斯突出和瓦斯超限,确保了矿井安全生产。     

煤与瓦斯突出煤层巷道掘进工作面综合防突技术

本文阐述了掘进工作面瓦斯预抽、超前卸压孔、高压注水、震动放炮相结合的综合防突技术,并结合在新景矿芦南二区3#煤层煤巷掘进中的效果检验,阐述应用综合防突技术措施在煤与瓦斯突出煤层巷道掘进中的作用,对煤与瓦斯突出煤层巷道快速掘进具有指导意义。     

井筒穿过突出煤层防止煤与瓦斯突出的方法

介绍了杨柳煤矿立井井筒初次穿过突出危险性煤层所设计的防突方案及具体实施方法,拟利用深孔松动爆破作用原理,增加煤层透气性,松动卸压释放瓦斯,达到消突效果。井筒施工揭煤前预测的结果为无突出危险性,直接采用震动放炮措施穿过煤层。     

浅析高突矿井水力掏煤快速消突工艺

胡底煤矿为突出矿井,因高地应力、高瓦斯等问题,瓦斯治理难度较大。3号煤层赋存不均衡,顶板和底板均存在100～300 mm的软分层,在工作面防突检测中经常造成钻屑量超标甚至突出的危险,影响煤巷安全高效掘进和综采面回采。针对此情况,主要采取对软分层进行水力掏煤,达到了钻屑量不超标的目的,确保了矿井安全生产。     

单一、低透气性煤层煤巷快速掘进综合防突技术研究及应用

针对鹤壁六矿二1煤层属于严重突出危险性煤层,采用单一消突措施严重影响了掘进速度的实际情况,研究了煤与瓦斯突出灾害发生与破坏的运动机理,提出了通过采用水力压裂、边掘边抽和超前抽放相结合的综合防突技术以消除工作面的突出危险性。现场试验表明:抽放浓度由原来的5%提高到32%,抽放流量增加了14-17倍,巷道掘进速度提高到2倍以上;改善了掘进巷道的作业环境,实现了煤巷的安全快速掘进。     

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、突煤层消突及瓦斯综合治理工作的实践

根据鸡西矿区荣华立井7#煤层存在的突出和高瓦斯特征,采用了分阶段的瓦斯综合治理方法。通过采用保护层开采、本煤层瓦斯预抽、仰角钻孔、高位水平钻孔、低位钻孔、上部采空区贯通钻孔等综合瓦斯治理方法,成功地实现了突出煤层消突、高瓦斯工作面安全回采,实现了安全高效生产。     

突出煤层区域防突方法的探讨

根据《防治煤与瓦斯突出规定》,针对突出煤层区域防治突出方法,结合现场实践,对多种区域防治突出方法进行总结分析,提出了适合鸡西矿区防治煤与瓦斯突出的主要方法,用于指导防突工作。