声发射技术在煤与瓦斯突出预测中的应用研究

针对新义煤矿采用常规手段预测工作面突出危险不可靠的问题,分析了煤与瓦斯动力灾害特征,采用声发射连续预测技术对煤与瓦斯突出进行了现场监测,分析得出声发射信号指标与异常动力现象的对应关系,确定了合理的工作面灾害危险性判识预警特征参数,给出声发射预测敏感指标临界值。将声发射的指标结合其他指标在新义煤矿进行了综合验证应用,结果表明,利用声发射技术可以更为准确地超前预报以地应力为主导的煤岩动力灾害。     

声发射技术在平煤股份十矿的应用

基于声发射技术原理,在平煤股份十矿成功构建了回采工作面声发射实时在线监测系统,确定出了以振铃计数和能量指标相结合的判识方法,实现了对工作面回采过程全方位实时监测和灾害超前预报,提高了动力灾害预测准确性,有效弥补传统预测指标在深部开采条件下指标相对不敏感的缺陷,为预防以地应力为主导的煤与瓦斯突出等煤岩瓦斯动力灾害提供了依据。     

玉溪煤矿1301运输巷煤与瓦斯突出演化分析及监测技术试验

为对玉溪煤矿1301运输巷掘进过程中煤与瓦斯突出事故进行有效预测,结合巷道地质及瓦斯赋存情况,提出采用声发射瓦斯监测技术,通过数值模拟方法确定了掘进工作面声发射信号监测的主要区域为掘进工作面前方0~10 m,并通过试验确定了声发射强度的预警系数,现场应用结果表明:声发射监测监控期间,掘进工作面出现9次煤与瓦斯突出事故,声发射监测系统均有较好的响应。     

基于瓦斯涌出特征的预警技术在王坡煤矿的应用

为了弥补传统接触式煤与瓦斯突出预测方法的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,构建了王坡煤矿基于瓦斯涌出特征的灾害预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现王坡煤矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达86. 7%,实现了王坡煤矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,对于提高矿井瓦斯防治和管理水平具有重要意义。     

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。     

深部孤岛工作面冲击地压防治技术研究

以阳城煤矿1304孤岛工作面开采条件为背景,采用分析软件RFPA研究了工作面回采过断层期间的应力分布与声发射特征,确定了工作面冲击地压的监测预警与防治技术。研究表明:1304孤岛工作面在回采期间,揭露DF117断层时,极易诱发冲击地压;工作面回采过程中采用电磁辐射监测与钻孔卸压技术进行冲击危险预警与防治,防治效果良好。     

基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出连续预测技术及应用

针对现阶段煤与瓦斯突出预测技术难以实现时间和空间领域的全方位预测,预测结果准确率低、预测结果发布滞后且影响工作面正常采掘作业生产等技术缺陷,提出了一种利用工作面瓦斯涌出特征预测工作面前方煤与瓦斯突出危险情况的非接触式、连续预测方法。通过对煤矿监测数据结构特征进行综合分析,确定了瓦斯涌出特征突出预警系统的预警指标,建立了煤与瓦斯突出连续预测技术模型,并引入单项预测指标权重评判集,采用加权平均设计思路,构建形成了煤与瓦斯突出预警综合评判规则。在此基础上,采用C/S、B/S双架构系统开发模式,设计开发了瓦斯涌出特征突出预警系统平台。通过下峪口煤矿应用结果显示,该系统平台总体预警准确率达到了86%,且能够超前准确地预测工作面前方的煤与瓦斯突出危险情况,为突出矿井的正常掘进生产提供了安全保障。     

三软突出煤层工作面区域预测方法研究

准确评价回采工作面的突出危险性,并对工作面进行突出危险区域划分,是实现矿井突出分级管理的前提,是矿井突出综合防治的关键技术环节。针对三软突出煤层瓦斯含量高、构造煤普遍发育和煤层厚度变化大的特点,提出了以煤层瓦斯含量、煤层厚度变化作为区域预测指标进行工作面瓦斯预测,并确定了该预测指标的临界值,为有效制订防突措施、提高安全经济效益提供技术依据。以新安矿11221工作面为例,利用选取的预测指标,进行了工作面的瓦斯突出区域预测。     

白皎煤矿瓦斯灾害预警系统建设与应用北大核心

为提升白皎煤矿瓦斯灾害防治水平,分析了矿井瓦斯灾害特征,并以事故防治及预警理论为指导,在建设安全信息监测采集系统的基础上,构建了集突出预警、爆炸预警、通风在线监测分析于一体的瓦斯灾害预警系统,实现了瓦斯灾害的在线监测、综合预警和灾害信息的及时发布,提升了矿井瓦斯灾害防治精细化、规范化、过程化管理水平。现场应用表明,预警系统能对工作面瓦斯灾害危险进行准确、及时评价和预警,为矿井瓦斯灾害防治提供了技术支持。     

煤矿在线智能应急预警系统的研究与应用

根据瓦斯地质异常、采矿应力和瓦斯排放特征,考虑我国煤、瓦斯突出防治技术和矿山规律,结合矿山生产过程、地质资料和多种历史气体动态现象,对多源信息进行综合分析,建立了综合预警指标系统和煤矿模型,确定并建立了煤和瓦斯突出预测的指标模型和系统。此外,利用该模型建立在线综合系统和数据库,进行了瓦斯突出的预测,实现了煤矿工作面爆发危险的实时监测和智能识别。预测系统的应用结果表明,系统软硬件可以保证瓦斯突出的连续稳定预警,预警结果及时且准确,与矿山的实际风险一致。     

瓦斯地质动态分析技术体系在杨河煤业的应用

通过对杨河煤业建立的信息化、智能化、科学化瓦斯地质动态分析技术体系进行分析,杨河煤业实现了矿区瓦斯灾害防治的过程化预控,巩固了矿井煤与瓦斯突出防治基础工作。从其应用效果来看,瓦斯地质动态分析技术体系实现了瓦斯灾害防治从“区域”到“局部”的全过程把控,从“宏观”上掌握了矿井瓦斯的赋存规律及主控因素和矿井瓦斯地质动态分析技术,为实现高效区域瓦斯治理提供了技术支撑;从“局部”防控技术角度建立了工作面突出危险动态分析技术,可高效支撑采掘工作面日常防突工作。     

隐伏性突出煤层群保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

保护层开采是对于煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时首选的经济有效的区域防治突出措施,但开采保护层时既要治理本煤层涌出的瓦斯,还面临着被保护层卸压瓦斯涌入保护层工作面。为有效抽采上保护层开采后的卸压瓦斯,利用保护层开采“卸压增透效应”,结合新田煤矿井下生产实际情况,以新田煤矿1402保护层工作面为例,介绍保护层工作面开采期间的瓦斯治理技术。     

综采面顺层钻孔瓦斯抽放消突技术研究

成庄矿为了消除煤层的突出危险性,安全有效地开采井下3号煤层4311综采面,采用顺层钻孔预抽该综采面回采区域煤层瓦斯。成庄矿4311综采面作为试验区进行了消突措施、消突效果技术研究,在该综采面预抽煤层瓦斯过程中以及抽放结束后,进行煤层残余瓦斯含量测定,并对该综采面煤层区域进行预抽煤层瓦斯抽采效果达标和消突效果达标评判。上述措施确保了该矿综采面4311的高产高效安全生产,取得了良好的经济效益。     

突出矿井工作面接续预警模式研究

 采用联系数和动态网络计划以及工业过程控制理论,建立突出矿井工作面接续预警理论模式。模型通过基于联系数的动态网络计划对突出矿井采面准备和回采的各项工程的工期进行动态预测,采用工业过程控制理论方法对其进行动态控制和预警。并以芦岭煤矿三水平工作面接续为例,建立基于联系数、动态网络计划及过程控制论的突出矿井工作面接续预警模式。     

声发射预测技术在石门揭煤过程中的应用与效果分析

为了提高石门揭煤突出危险性预测结果的准确性及可靠性,弥补“点”预测技术的局限,以大湾煤矿西井X10903工作面运输巷为试验地点,通过对声发射监测信号的时谱频谱图分析,以及声发射特征参数的变化规律研究,对声发射预测技术在巷道掘进期间石门揭煤过程的应用进行效果考察。结果表明：孔底安装传感器的工艺可有效隔离安装位置附近的干扰信号,基于主频分布、波形、波长等因子判别可对声发射监测信号进行有效滤噪;石门揭煤过程中基于声发射特征参数的突出危险性预测结果与工作面实际相符,且监测信号与工作面突出预测指标、放炮作业后瓦斯浓度保持着一致的变化趋势,说明声发射预测技术可应用于石门揭煤突出危险性预测,为生产矿井石门揭煤突出危险性预测提供了一种新的辅助判识方法。     

突出矿井三软厚煤层综放面沿空留巷技术研究

煤与瓦斯突出矿井普遍存在煤层巷道掘进速度慢、采掘接替严重困难、巷旁煤柱存在发生煤与瓦斯突出危险的重大安全隐患等问题。安阳大众煤业有限责任公司基于开采煤层地质条件,探索适合突出矿井三软煤层特征的沿空留巷技术。13011工作面运输巷沿空留巷后已作为13031工作面回风巷正常使用,并且效果良好。该项技术的实施不仅为矿井创造了良好的经济效益,也可为类似地质条件的煤与瓦斯突出矿井高效安全生产提供借鉴。     

顶板高位裂隙多层位全覆盖布孔在综采工作面的应用研究

鹤煤八矿3203综采工作面为突出煤层采煤工作面,在回采过程中采用顶板裂隙多层位全覆盖布孔抽采技术杜绝瓦斯超限问题。针对煤层大采高采煤的工作面,综合采用大直径顺层钻孔的瓦斯预抽消突、高位裂隙钻场采空区抽放瓦斯等技术方案,不仅实现了煤层工作面的迅速消突,而且还有效控制了工作面瓦斯涌出,控制了瓦斯超限及积聚,确保了综采面高效安全的生产。     

深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术

根据演马庄矿煤层开采客观条件和瓦斯灾害治理技术,对煤与瓦斯突出灾害监控预警、深孔瓦斯含量快速测定、钻孔及坑道突出危险区透视、导向槽定向水力压穿等技术进行了试验,实现了煤与瓦斯突出灾害多因素全过程监测和超前预警,煤层瓦斯含量测定更加精确、瓦斯地质异常区探测更加准确。瓦斯抽采效果显著提高,总结出了一套适用于单一煤层开采条件的突出防治关键技术。