瓦斯灾害治理新技术
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。
采矿业中的煤矿瓦斯灾害治理技术
采矿业中的煤矿瓦斯灾害治理技术煤矿瓦斯灾害是在采矿过程中产生的一种重要的安全隐患。
为了保障采矿作业的安全,采矿业中发展了一系列的煤矿瓦斯灾害治理技术。
本文将介绍几种常用的煤矿瓦斯灾害治理技术,并探讨其在实践中的应用效果。
一、通风系统改造技术通风系统在煤矿瓦斯灾害治理中起着重要的作用。
通过合理的通风系统改造技术,可以有效地控制瓦斯浓度,降低瓦斯爆炸的危险。
通风系统改造技术的关键在于优化通风网络,增加通风量,提高通风效果。
例如,可以采用新型插入式风机,提高通风效率和瓦斯抽放量,使瓦斯浓度得到有效控制。
二、瓦斯抽放技术瓦斯抽放技术是一种有效的煤矿瓦斯灾害治理手段。
它通过利用井下的通风系统和抽放装置将瓦斯抽放到井上进行处理或利用。
常见的瓦斯抽放技术有钻孔抽放法、钻孔喷瓦斯法和瓦斯抽采系统等。
这些技术可以减少井下瓦斯积聚,从而降低矿井瓦斯爆炸的风险。
三、瓦斯抑制技术瓦斯抑制技术是指通过化学方法或物理方法对煤层中的瓦斯进行抑制,减少瓦斯的析出量和释放量。
常见的瓦斯抑制技术有瓦斯抑制剂喷射、注水抑制法和瓦斯吸附剂等。
这些技术可以减少煤矿瓦斯的产生和释放,降低矿井瓦斯爆炸的风险。
四、瓦斯检测技术瓦斯检测技术是一种常用的煤矿瓦斯灾害防控措施。
它通过使用瓦斯检测仪器,对矿井中的瓦斯浓度进行实时监测。
一旦瓦斯浓度超过安全范围,将及时发出报警信号,以便采取相应的措施。
瓦斯检测技术的应用可以及时发现瓦斯积聚的危险,并采取措施避免瓦斯爆炸事件的发生。
综上所述,采矿业中的煤矿瓦斯灾害治理技术是确保煤矿作业安全的重要手段。
通过通风系统改造技术、瓦斯抽放技术、瓦斯抑制技术和瓦斯检测技术等措施的综合应用,可以有效地控制矿井瓦斯浓度,降低瓦斯爆炸的风险。
然而,要实现煤矿瓦斯灾害的彻底治理,还需进一步深化技术研究,提高技术水平,不断创新,才能在采矿业中实现煤矿瓦斯灾害的综合治理和全面控制。
关于矿井瓦斯治理及防灭火技术
关于矿井瓦斯治理及防灭火技术摘要:随着我国经济的发展,人们对就煤矿资源的需求量呈逐年上升趋势,在对煤矿资源进行开采时,经常会出现一系列的安全事故,尤其是瓦斯灾害,与普通煤矿安全事故相比,矿井瓦斯的危险性更高。
基于此,本文首先对矿井瓦斯安全事故产生的原因进行分析,然后对矿井瓦市的治理以及防灭火技术进行探讨,希望为相关人士提供有价值的参考。
关键词:矿井瓦斯;治理技术;防灭火技术随着我国国民经济的不断提高,我国对资源的依赖程度逐渐加深,煤炭资源是我国常用的资源之一,对促进社会的健康发展具有重要的意义,所以现阶段我国不断的加强煤矿开采强度,这就使得瓦斯、火灾等安全事故频繁发生,由于瓦斯在达到一定浓度时会使人因缺氧而窒息,并且能发生燃烧与爆炸,严重威胁了施工人员的生命安全以及矿井安全。
由此可见,对矿井瓦斯治理及防灭火技术进行探讨具有重要的现实意义。
一、矿井瓦斯安全事故的产生原因目前,我国矿井瓦斯安全事故产生的原因有很多,尤其受到环境因素的影响,当外界的瓦斯浓度超标时,就会影响人么的正常呼吸,并且在高温的影响下,极易出现爆炸。
现阶段我国许多矿井的开采强度大、移煤多,在对瓦斯抽放时,会使煤岩体内部出现微小空隙与原生裂隙,在开采的过程中,会出现许多次生的大裂隙,从而使得煤岩空间内部生成不同尺度范围的裂隙场,这就为灾害的形成与传播提供了条件[1]。
除此之外,如果在矿井内部缺乏健全的瓦斯监测设备、通风设施等也会导致瓦斯安全事故的发生,目前我国采购部门在对瓦斯监测设备、通风设施等进行购买时,并没有货比三家,进而使得购买的设备治疗难以满足实际的安全需求,导致安全事故的发生。
二、矿井瓦斯的治理技术(一)完善通风系统在对瓦斯安全事故进行防范时,首先要对通风系统进行健全,调节通风方式,利用合理的风量来排除瓦斯,在对通风系统进行完善时,不能一味的对工作面的风量进行增加,大风量的工作面虽然可以加大工作面风流与上隅角积聚区风流的对流作用,但是这种方式也会增加负压,延伸采空区的瓦斯流线,采空区瓦斯与风流发生了更换,增加工作面隅角处的瓦斯浓度,所以在调节通风方式时,可以用U型通风方式代替传统的两进两回通风方式,从而对工作面上隅角处瓦斯进行清理[2]。
2024年煤矿瓦斯预测与防治(三篇)
2024年煤矿瓦斯预测与防治瓦斯对矿井安全的威胁主要有爆炸、突出、窒息三种表现形式。
瓦斯防治技术的研究主要从两方面入手。
一方面是瓦斯涌出和突出预测,包括对煤岩层中瓦斯含量的预测、采掘过程中瓦斯涌出量和涌出形式的预测、煤与瓦斯突出危险性的预测等,根据预测结果确定合理的采掘部署及防治瓦斯灾害的措施;另一方面是瓦斯灾害预防,包括对煤层及采空区中的瓦斯进行抽放、采掘空间的合理通风、煤与瓦斯突出危险性的消除等,其目的是减少瓦斯涌出量、消除瓦斯异常涌出、将采掘空间中瓦斯浓度稀释到可爆炸限以下,保证充足的氧气供给。
瓦斯突出预测1、突出危险区域预测在瓦斯地质统计分析法和综合指标法的基础上,试验研究了突出危险区域无线电波透视技术,利用无线电波在不同煤岩介质中吸收系数的变化探测预测区域范围内的构造异常带、煤层厚度变化带、煤层强度变化带、瓦斯富集带等。
根据透视结果,结合瓦斯地质统计分析和工作突出预测指标的变化规律,利用专家系统软件综合分析判断区域的突出危险性。
利用甲烷检测报警器及时测量身边甲烷浓度,巷道内安装低浓度甲烷传感器,到达甲烷报警点及时撤离。
2、突出危险工作面预测实验表明:煤岩层在受载过程中产生电磁辐射信号,信号振幅与外载荷以及煤岩力学性质破坏程度有关。
由于煤与瓦斯突出也主要是煤岩受载发生破坏的一个力学过程,可以通过捕捉破坏过程产生的电磁辐射信号来预测突出。
电磁辐射信号变化特征与突出危险预测指标基本一致,对钻孔时瓦斯动力现象反映敏感,利用电磁辐射信号变化特征预测突出是比较理想的非接触式方法。
生产矿井瓦斯灾害防治方法1、认真学习先进经验,切实做到“五个及时”。
对于巷帮抽放钻场采取了及时施工、及时打钻、及时封孔、及时合茬抽放、及时充填的“五及时”管理措施,杜绝了钻场瓦斯积聚。
在钻孔收尺方面,根据实际工作需要矿成立了瓦斯治理办公室,具体负责对瓦斯效果检验,严格落实“干、管”分离,明确了瓦斯办收尺员和通风区测气员联合收尺,确保了收尺的真实性,月底由瓦斯治理办公室负责将监督检查数据汇总上报,并严格落实防突效果检验,切实把住了钻孔收尺及效果检验关。
多灾害矿井瓦斯异常区综合治理技术
7 5 1 埋 深 8 0—9 0 2 . m, 5 7 m。
1 瓦斯 涌 出规律 分析
11 69 . 1 6面 回 采 巷 道 掘 进 期 间 瓦 斯 涌 出规 律
( ) 9层煤硬度较小 , 11 较松散 。综 掘机 割煤后 , 多 产生粉煤 , 煤极少 , 块 瓦斯大多 以吸附状态存 在于煤层 中。当掘进接 近和通 过 断层 影 响带 时, 煤体 中的瓦斯 则 由于 围压解 除 而 成 为 游 离 态 涌 人 采 掘 空 间 。 () 2 掘进 工 作 面瓦斯 涌 出 主要来 源 于巷 道 壁 、 迎
2 后 六 采 区 瓦 斯 综 合 防 治 技 术
素发生 变化 时 , 瓦斯 涌 出量在 时间和空 间上 也会 随之 变化 。在 同一测点 , 距迎 头越 远 , 瓦斯浓 度越 高 , 这是
收 稿 日期 :09—1 —2 20 1 3
作者简介 : 张士 同( 9 7一)男 , 16 山东 沂源人 ,9 2年 毕业 于山东 l9
21年第3 00 期
量蠛晨 技 斜l
21 0
多灾 害 矿 井 瓦斯 异 常 区综合 治理技 术
张 士 同 , 庆 和 张
( 莱芜市万祥矿业有限公 司潘 西煤矿 , 山东 莱芜
摘 要
2 10 ) 7 17
通 过 对 潘 西 煤 矿 后 六 采 区特 殊 瓦 斯地 质条 件 的研 究 、 析 , 分 制定 了一 套 以 治 理 瓦斯 为 主 、 防 尘 、 以 防火 次 之 的科 学 、 济 、 用 的 瓦斯 经 实
一
沿倾 向采煤面的上半 部分 以 向采 空 区进 风 为主 , 斯 瓦 浓度相 对较低 , 采煤 面的下半 部分 以 向工 作面 出风 为 主 , 空 区 内 的部 分 瓦 斯 被 带 出 , 斯 浓 度 相 对 较 高 。 采 瓦 () 3 采煤面的上 、 隅角是 瓦斯治 理重 点。上 、 下 下
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。
瓦斯、煤尘、火灾重大灾害治理方案
火、瓦斯、煤尘、重大灾害治理方案为切实贯彻落实《关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》(中华人民共和国国务院令第446号),实现煤矿安全生产由被动防范向源头管理转变,有效遏制和防范煤矿重特大事故的发生,根据山西省应急管理厅、山西省地方煤矿安全监督管理局文件晋应急发[2019]134号文《关于进一步做好全省井工煤矿重大危险源辨识评估和监控管理工作的指导意见》的要求,加强煤矿重大危险源管理、排查煤矿重大事故隐患,提高煤矿安全程度和管理水平,遏制煤矿重特大事故的发生,特制定本方案:一、防治目标通过对我矿重大灾害的防治,使矿井重大隐患得到有效治理。
实现瓦斯零超限;有效防范矿井火灾、瓦斯、煤尘等事故发生;切实落实安全生产责任,有效防范我矿生产安全事故。
二、组织机构成立以矿长为组长的重大灾害治理方案领导组:1、领导小组组长:xxx(矿长)副组长:xxx(生产矿长) xxx(安全矿长)xxx(矿总工程师) xxx(机电矿长)xxx(矿长助理)成员:各副总工程师、科队负责人领导组下设办公室,办公室设在通风科,办公室主任由通风科科长兼任,负责组织重大灾害治理源排查、督促治理及收集、整理、分析、汇总重大危险源排查治理情况,及时将有关信息情况汇报矿领导组。
三、防灭火管理(一)实施方案1、加强矿井防灭火管理工作,把矿井防灭火工作做为“一通三防”工作的重点之一,积极应用新技术、新材料、新工艺,为矿井防灭火提供强有力的技术、设备和材料支持,确保矿井不发生火灾事故。
2、在现有防灭火技术的基础上,积极探索有效的防灭火手段,利用束管火灾监测系统,积极开展采空区煤炭自燃发火预测预报,研究、分析和总结自燃发火的规律,将采空区煤炭自燃发火始终消灭在萌芽状态。
3、通风队要加强采空区检测力度,及时处理采空区密闭、煤柱裂隙漏风,杜绝采空区漏风,消除采空区煤炭氧化自燃。
4、各单位要严格执行井下电、气焊特种作业管理制度,严格措施的编制、审批,加强现场监督检查,严防引燃煤炭及可燃物,杜绝外因火灾发生;加强防灭火设备、材料的供应管理,确保矿井防灭火工程所需的材料、设备供应及时,质量合格。
2024年煤与瓦斯突出防治技术(3篇)
2024年煤与瓦斯突出防治技术煤与瓦斯突出是矿井安全中一项严重的事故灾害,造成了许多人员伤亡和财产损失。
为了解决这个问题,科技人员在不断努力,并取得了一系列的技术突破。
本文将介绍2024年煤与瓦斯突出防治技术的最新进展。
一、煤与瓦斯突出防治技术的背景煤与瓦斯突出是指在矿井开采过程中,煤层与瓦斯层之间的压力差导致煤层破裂并向工作空间中喷出大量煤与瓦斯的现象。
这种现象是由于煤和瓦斯层的力学性质和地应力的关系导致的。
煤与瓦斯突出是矿井安全中的一种重大事故,造成了许多伤亡和财产损失。
在过去的几十年中,科技人员针对煤与瓦斯突出问题进行了大量的研究和实践,取得了一些成果。
例如,采用了瓦斯抽采和防突瓦斯井等方法,但这些方法仍然存在一些问题,无法完全解决煤与瓦斯突出的风险。
二、技术的进展近年来,科技人员针对煤与瓦斯突出问题进行了大量的研究,取得了一些重要的进展。
以下是2024年煤与瓦斯突出防治技术的最新进展:1. 瓦斯抽放技术的提高瓦斯抽放是目前常用的一种防突技术,通过抽放矿井中的瓦斯,减少瓦斯积聚的风险。
在2024年,瓦斯抽放技术得到了进一步的提高。
科技人员开发了一种新型的瓦斯抽放装置,该装置能够自动控制瓦斯抽放的强度和频率,减少了瓦斯抽放过程中的人工操作,提高了抽放效率和安全性。
2. 瓦斯预测与监测技术的发展瓦斯预测与监测是煤与瓦斯突出防治的重要手段。
随着传感器技术的不断发展,瓦斯预测与监测技术也得到了很大的提升。
科技人员开发了一种新型的瓦斯传感器,能够实时监测矿井中的瓦斯浓度和压力,并能够通过云计算和人工智能技术进行数据分析和预测。
这项技术的出现有效地提高了瓦斯突出的预警能力,减少了煤与瓦斯突出事故的发生。
3. 煤与瓦斯突出预警系统的建立煤与瓦斯突出预警系统是一项重要的技术手段,可以提前预警煤与瓦斯突出事故的发生。
在2024年,科技人员建立了一套先进的煤与瓦斯突出预警系统。
该系统基于瓦斯传感器、压力传感器和温度传感器等设备,能够实时、准确地监测矿井中的瓦斯压力和温度变化,并能够根据监测数据进行预测和预警。
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。
过地质构造带瓦斯治理技术(三篇)
过地质构造带瓦斯治理技术青龙煤矿主斜井由中煤五建一处施工,井筒方位N46oW,主斜井倾角由井口至443m处为12o下山,443m~667m处为6o下山,667m~944m为3平巷,其中掘进至830m处遇一逆断层(N350oS)落差8m.在断层带内贮存大量高压瓦斯。
巷道断面为半圆拱形,净断面为16.2m2,采用锚网喷支护。
瓦斯喷出区域标高+1163m,距地面垂深187m。
1工作面瓦斯治理情况(1)xx年8月28日在主斜井施工至830m处时瓦斯涌出量增大,由原来的1.2m3/min增至4.2m3/min。
由于瓦斯涌出异常,工作面被迫停掘,采取了先抽后掘的办法对主井迎头和巷帮施工瓦斯抽放孔,采用Tx-75型钻机向工作面打75mm钻孔。
(2)从xx年9月18日至xx年1月20日共抽放瓦斯374976m3时。
瓦斯抽放量从开始4.15m3/min降至1.2m3min,瓦斯浓度由40%降至20%。
撤出临时抽放系统,停抽3d进行测试,瓦斯涌出量仍然很高,不能保证安全掘进。
(3)为做好瓦斯治理,将临时抽放系统改为地面永久抽放系统,又在820m巷道两边分别作长宽高=22.52m抽放硐室。
在抽放硐室分别打抽放钻孔,从1月28日开始抽放,抽放瓦斯量为3.5m3/min。
(4)为进一步加快主斜井瓦斯治理效果,早日恢复掘进,根据巷道顶板破碎、裂隙瓦斯涌出量大,采用抽放的方法不能满足安全掘进条件的特点,2月20日开始,向主井迎头钻孔内注胶(水玻璃)用于封堵迎头裂隙(见表1及图1)。
注胶压力1MPa,共用水玻璃650kg。
1天后迎头风排瓦斯浓度由原来的0.5%下降到0.15%,迎头炮眼瓦斯异常的问题得到解决,然后恢复掘进,掘进回风流瓦斯浓度最高达0.45%,顺利通过了该地质构造带瓦斯涌出异常区域,实现了安全生产。
2关键技术及创新点(1)封孔工艺及连抽①在地面准备好封孔的管子等物品,封孔材料用25mmPVC管,PVC 管长3m/根,每个钻孔6m(2根),其中一根一端做成600mm长的筛孔管。
煤矿瓦斯治理史上的一场世界性革命
煤矿瓦斯治理史上的一场世界性革命——瓦斯消溶剂及其应用技术记者李建伟瓦斯事故频发,矿工因瓦斯事故造成家毁人亡的惨状将成为历史,造福社会,利国利民的一项全新瓦斯治理技术——瓦斯消溶剂及其应用技术在我国诞生,这是洛阳保矿安矿山设备有限公司发明的一项专利技术。
中国工程院卢建章院士,惊叹地对发明人讲:“该项专利技术及其产品如果普遍推广应用,不亚于水稻之父袁隆平对国家的贡献,这是世界性的技术革命!”这是记者在6月21日由河南省洛阳市人民政府在黑龙江省七台河市、黑龙江省龙煤集团新兴煤矿举行的“发明专利瓦斯消溶技术成功应用发布会暨媒体见面会”上了解到的。
瓦斯消溶技术——改写瓦斯治理史瓦斯是煤炭开采的伴生物,只要开采煤炭就会有瓦斯产生。
自1834年法国的鲁阿雷煤田依萨克矿井发生世界上第一次煤与瓦斯突出动力现象后,世界各主要产煤国都发生过瓦斯事故。
世界各国都在全力研究消除瓦斯事故的技术。
目前,世界上治理瓦斯的办法主要有:瓦斯抽放、煤层注水、瓦斯排放、加强通风、杜绝引爆火源、开采保护层等。
这些传统瓦斯治理方法存在的主要问题有:投入比较大,带来生产成本居高不下;瓦斯抽放率低;管理难度大,容易出现管理漏洞;抽放或排放瓦斯占用采掘工作的有效时间,导致采掘效率低。
以上方法主要针对治理游离态瓦斯,而对吸附态瓦斯基本上没有办法。
这些方法治理瓦斯的最终效果是:数十人乃至上百人的瓦斯伤亡事故仍年年发生!这说明:用矿井通风、瓦斯抽放等物理方法和预测、装备、管理等人为手段,不能可靠防治煤矿瓦斯灾害! 迄今在世界范围内,突出的机理还未得到根本解决,大型或特大型突出还没有真正得到预测和控制。
但是,瓦斯消溶剂及其应用技术的产生,却改写了这种历史。
众所周知,瓦斯是由植物纤维质被厌氧菌分解而成。
瓦斯消溶剂是用生物技术筛选、培育、驯化的一种绿色无毒无害(可食)的液态嗜瓦斯菌。
它通过高压被注入煤层后,能在5~60分钟内吞噬煤层中的瓦斯,形成无毒无害且对煤质无影响的脂质有机物,附着在煤的分子表面及裂隙、层理中煤的表层。
瓦斯整治七项措施
瓦斯整治七项措施随着煤炭开采的不断推进,矿井瓦斯问题已经逐渐成为矿井安全的头号隐患之一。
为了解决这个问题,国内外的科技工程技术人员在长期的实践中总结出了一系列的瓦斯整治措施。
本文将介绍瓦斯整治的七项措施,希望能为相关单位和人员提供一些有用的参考和指导。
一、瓦斯预测与检测瓦斯预测是指通过瓦斯的来源、赋存条件、采掘方法等因素来预测矿井内瓦斯的产生、分布和赋存状态,以及未来瓦斯的变化趋势。
瓦斯检测则是指对煤矿井下的空气进行定量测量,并对瓦斯生成区域是运用检测设备进行检测,监测瓦斯的浓度和温度变化。
通过瓦斯预测和检测,可以有效的掌握矿井内部瓦斯分布的情况以及时采取合理措施,防止瓦斯事故的发生。
二、瓦斯抽放和利用瓦斯抽放是指通过瓦斯的抽采来消除矿井内部瓦斯的积聚,从而降低矿井内瓦斯的浓度。
而瓦斯利用则是指将抽采出来的瓦斯进行利用,降低温室气体排放量,减轻环境污染。
瓦斯抽放和利用已成为现代煤炭工业必不可少的工艺措施。
瓦斯的抽放不仅有利于保证矿井的安全生产,还可以制取液化石油气、发电、供民用等方面得到广泛应用。
三、瓦斯源控制瓦斯源控制是指通过技术和管理措施,控制和减少煤矿井下瓦斯的产生和释放,从根本上解决瓦斯问题,保障矿井内部的安全生产。
瓦斯源控制措施主要包括以下几个方面:1.减少矿井爆炸瓦斯的产生;2.通过减少排土量及速度来降低煤层开采对瓦斯的刺激;3.采用瓦斯抽放或吸附措施减少瓦斯的释放;4.通过状况排放瓦斯,减少爆炸因子的积累。
四、通风设施的设置和维护通风设施是煤矿井下的安全防护措施之一。
煤矿井道中的通风系统应保持通风的均匀和稳定,为采煤作业提供安全、健康的劳动环境。
要保证通风系统的稳定,需要将通风设施设置在合适的位置,并定期进行维护和检测。
同时,通风设施的设计和实施应符合国家有关标准和规定。
五、完善的灾害应急预案煤矿井下的瓦斯事故是不能完全避免的,重要的是对于突发情况能够做出及时、有效的应急处理。
为此,应建立完善的灾害应急预案,明确各种突发情况的应急处理措施。
新时期煤矿瓦斯治理的技术对策
煤 层突危 险 j 生的预 测 主要 是结 合 相 关 的地 质 勘探 资料 进 行研 究 和分 析 , 并 参 照条 件 类 似 或 者 邻 近 矿井 的一 些 突 出危 险性 资料 , 进 行 统计 与 类 比分 析 , 从 而 预 测 出煤层 存在 的 突 出危 险 性 。其 预测 的指标 主要 包含 了瓦斯 的压 力 、 煤 层 的 坚 固性 系 数 、 构 造 的特 征 、 瓦斯 的含量 以及 其 分 布 等 , 而 对 于 突 出危 险 的矿 井 同样 可 按 照上 述 的方 法 以 及 指标 来 进 行 预 测 , 但 是 其 测 点 应 该 相应 加密 , 测点 密度越 大 , 预测结 果准 确性 就越 高 。 二、 瓦斯 抽放 技术
( 一) 顺 层 长钻孔 的成孔 技 术
顺 层钻孔 瓦 斯抽放 技 术 的关 键 就 是顺 层 长钻 孔 中 的成 孔 技术 。在 突 出煤 层 进 行 钻 孔 的 时候 , 由于 喷 孔
收稿 日期 : 2 0 1 3— 0 5—1 7
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进行 岩层 水平 长钻孔 就 是 为 了邻 近层 与采 空 区 的 瓦斯抽放 。通 过 相 关 资 料 显示 , 我 国大 部 分 煤 矿 生 产 采用 的是 顶板 巷道技 术 , 这 种技 术 投 资较 大 , 不 便 于企 业 经济 效益 的 提高 , 但 是若 利 用 钻 孔 来 代 替 以往 的巷 道, 能够 有效 节约 一大笔 投资 。 实 施采 空 区瓦斯抽放 的 目的就 是 为 了有 效 地解 决 上 隅角 瓦斯 超 限 问题 , 特别 在 高 产 集 约 化 的生 产 工 作 面上 , 即使煤 层 中的 瓦 斯含 量 不 是 很 高 或 者 预 抽 煤 层 中 的瓦 斯 , 但 因其 工作 面 的产量 较 高 , 必 须要 采 取 抽 放 采 空 区瓦斯 法 。此 外 , 抽 放 采 空 区 瓦斯 还 有 一 个 目的 就是避 免采 空 区 对 生 产采 掘 空 间造 成 瓦 斯 的泄 露 , 有 效减少 矿井 中 的通风压 力 。 三、 提 高煤矿 瓦斯抽 放水 平 的技术对 策 ( 一) 坚持先抽 后 采的原 则 在 抽放 瓦斯 之前 , 应 该 明确先 抽 后 采这 一 原 则 , 将 保 障安 全采 掘 活 动 作 为 其 分 界 点 。在 建 矿 、 采 区 开 采 以及工 作 面开采 之前应 该 明确 预抽 方 式 以及 时 间 。通 常情况 下 , 在高 瓦斯 突出矿 井 中 , 可 预抽 瓦 斯使 煤 层 中 的瓦斯 含量 降 到 一 定 值 , 从 而 降 低 在 采 掘 阶 段 瓦 斯 的 治理难 度 , 确 保 后期 的采 掘 作 业 能 够安 全 进 行 。 同时 在矿井 瓦斯 的抽 放 计 划 中应该 从 综 合 考 虑 瓦斯 预 抽 、 采空区瓦斯抽放等方法 , 针对不 同抽放技术的特点 , 对 抽、 掘、 采 等一 系 列 生 产计 划 进 行 合 理 地 安排 , 严 格 按 照相 关规 定要 求 来 执 行 , 确 保 瓦 斯 抽 放 工 作 的 正 常 进 行, 提高 瓦斯治 理水平 。 ( 二) 加 大对煤层 气的开发 利 用和监 管 瓦斯 的抽 放不 仅 能 够 有 效 防 止 煤 矿 的 瓦 斯 灾 害 , 同时也是 保护 环境 以及利 用资 源 的有效手 段 。
矿井瓦斯综合治理示范工程配套技术的研究
矿井瓦斯综合治理示范工程配套技术的研究前言矿井瓦斯是煤炭开采过程中不可避免的问题,对人工作安全和环境污染造成威胁。
针对矿井瓦斯的治理已经成为解决煤矿安全生产和环保问题的重要途径。
本文将主要介绍矿井瓦斯综合治理示范工程配套技术的研究。
矿井瓦斯综合治理示范工程矿井瓦斯综合治理示范工程是指按照一定的设计参数和规范,在煤炭开采区域重点布置瓦斯抽采、瓦斯利用、瓦斯封存、瓦斯测量、防治瓦斯爆炸等设施和工程措施,以达到对瓦斯的有效控制和综合利用。
其中,配套技术是矿井瓦斯综合治理的重要组成部分。
矿井瓦斯综合治理配套技术矿井瓦斯综合治理配套技术包括瓦斯抽采、瓦斯利用、瓦斯封存、瓦斯测量、防治瓦斯爆炸等技术。
瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术是矿井瓦斯综合治理的核心技术之一,其主要目的是将煤矿井下的瓦斯抽出来以降低瓦斯浓度,提高采煤安全性。
常见的瓦斯抽采技术有钻孔抽采法、风压式抽采法、机械排放法等。
瓦斯利用技术瓦斯利用技术是指将矿井瓦斯处理后,用于发电、加热、照明、燃料汽车等生产生活领域。
瓦斯利用既可以降低能源消耗,减少能源的浪费,又能降低矿井瓦斯对环境的污染。
常见的瓦斯利用技术有有机废气发电技术、酸碱整理技术、液化合成气技术等。
瓦斯封存技术瓦斯封存技术是通过钻孔等方法在煤层或煤层底板上设置屏障,将瓦斯固定在煤层中。
在煤矿开采中,灾害事故的产生往往与地质构造、矿井打法和压力等因素有关。
许多灾难事故是在采空区域煤层上方气体压力失控时发生的,因此,瓦斯封存是一种有效控制煤层气压的技术。
瓦斯测量技术瓦斯测量技术是指对矿井下的瓦斯进行测量,确定瓦斯的浓度和分布情况。
瓦斯测量技术的主要作用是能够及时发现瓦斯危险,为采取措施提供数据支持。
常见的瓦斯测量技术有光学测量技术、声波测量技术、红外线测量技术等。
防治瓦斯爆炸技术防治瓦斯爆炸技术是指通过技术手段预防和控制煤层气体爆炸的发生。
防爆技术主要包括防爆设备、防爆通风、灭火等措施。
其中,防爆仪器的应用是防爆技术中的关键。
瓦斯防治实施方案
瓦斯防治实施方案瓦斯是一种常见的有毒气体,它在煤矿、地下工程和其他封闭空间中可能会积聚并造成严重危害。
为了有效防治瓦斯,保障工作人员的安全,我们制定了以下瓦斯防治实施方案。
首先,我们需要对可能产生瓦斯的场所进行全面排查和监测。
通过安装瓦斯监测设备,及时发现瓦斯积聚的地点和浓度,为后续的防治工作提供准确的数据支持。
其次,针对瓦斯积聚的地点,我们需要采取相应的防治措施。
例如,在煤矿地下开采作业中,可以采用通风、排放和抽放等方式,将瓦斯及时排除,保持地下空气清新。
在地下工程中,可以采用密闭作业、通风换气等措施,有效减少瓦斯的积聚和危害。
另外,对于瓦斯防治工作人员,我们需要加强培训和安全意识教育。
他们需要了解瓦斯的特性、危害和防治方法,掌握正确的应急处理技能,做到在发生瓦斯事故时能够迅速有效地处置,保障自身和他人的安全。
此外,定期检查和维护瓦斯防治设备也是非常重要的。
只有设备处于良好的工作状态,才能保证瓦斯防治工作的有效性。
因此,我们需要建立健全的检查和维护制度,确保设备的正常运行。
最后,我们需要建立健全的瓦斯防治管理制度。
通过制定相关的规章制度和标准,明确责任部门和责任人,加强对瓦斯防治工作的监督和管理,确保瓦斯防治工作的持续有效进行。
总之,瓦斯防治是一项重要的安全工作,需要全面而系统的进行。
只有通过全面排查监测、采取有效防治措施、加强人员培训和设备维护以及建立健全的管理制度,才能有效预防和控制瓦斯事故的发生,保障工作人员的生命财产安全。
希望通过我们的努力,能够为瓦斯防治工作贡献一份力量。
瓦斯治理工程实施方案
瓦斯治理工程实施方案
瓦斯是煤矿生产过程中产生的有毒有害气体,如果不能有效地进行治理和利用,将会对矿井安全和环境造成严重的影响。
因此,制定一套科学、可行的瓦斯治理工程实施方案,对于保障矿工的生命安全和矿井的可持续发展具有重要意义。
首先,进行瓦斯预测和监测。
通过对矿井内部瓦斯的产生规律和分布情况进行
深入研究和分析,建立瓦斯预测模型,实现对瓦斯的实时监测和预警。
同时,对矿井周边地质构造和瓦斯涌出规律进行调查和分析,为瓦斯治理工程的实施提供科学依据。
其次,采取有效的瓦斯抽放措施。
通过设置瓦斯抽放孔、安装瓦斯抽放管道等
措施,将矿井内部的瓦斯抽放到地面进行处理和利用。
对于瓦斯涌出量较大的区域,可以采用瓦斯抽放站进行集中处理,确保瓦斯得到有效地控制和利用。
再次,进行瓦斯利用和综合利用。
瓦斯作为一种可再生能源,可以通过瓦斯发电、瓦斯加热等方式进行利用。
在瓦斯治理工程实施过程中,可以建设瓦斯发电站和瓦斯加热设施,将瓦斯转化为清洁能源,实现资源的综合利用和能源的可持续发展。
最后,加强瓦斯安全管理和技术培训。
建立健全的瓦斯安全管理制度,加强对
矿工的安全教育和培训,提高矿工对瓦斯治理工程的认识和应对能力。
同时,加强瓦斯治理工程的技术研究和创新,不断提高瓦斯治理工程的技术水平和治理效果。
综上所述,瓦斯治理工程实施方案的制定和实施,对于保障矿工的生命安全和
矿井的可持续发展具有重要意义。
只有通过科学、可行的瓦斯治理工程实施方案,才能有效地控制和利用矿井内部的瓦斯,实现矿井的安全生产和可持续发展。
预防和控制煤矿瓦斯爆炸灾害的技术措施
立志当早,存高远预防和控制煤矿瓦斯爆炸灾害的技术措施在瓦斯爆炸必须具备的三个条件中,对于矿井来讲,最后一个条件是始终具备的,所以预防瓦斯爆炸的措施主要就是防止瓦斯积聚和杜绝或限制火源、高温热源的出现。
(一)防止瓦斯积聚瓦斯积聚是指采掘工作面及其他巷道内,体积大于O.5m 3 的空间内积聚的瓦斯浓度达到2% 的现象。
防止瓦斯积聚的方法有: 1.加强通风。
2. 认真进行瓦斯检查与监测。
3. 及时处理积聚的瓦斯。
(二)防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则是杜绝一切非生产需要的热源,严格管理和控制生产中可能产生的热源,防止其产生或限制其引燃瓦斯的能力。
其主要措施有: 1.严禁携带烟草和点火物品下井;人井人员严禁穿化纤衣服;井下严禁使用电炉;严禁拆开矿灯,照明要使用防爆安全灯;井口房、抽瓦斯泵房以及通风机房周围20m 以内禁止出现明火;井下需要进行电焊、气焊和喷灯焊接时,应严格审批手续,并遵守《规程》的有关规定。
对井下火区必须加强管理。
2. 加强放炮和火工品管理,采掘工作面放炮必须使用水炮泥。
在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤层进行爆破作业时,采掘工作面都必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。
使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段的延期时间不得超过130ms。
炮眼的装药量和封泥量必须遵守安全爆破的相关要求(参见1G420104 四) ;煤矿井下严禁明火、普通导爆索、非电导爆管爆破和放明炮;严禁裸露爆破。
装药前和放炮前,必须检查瓦斯。
只有在放炮地点附近20m 以内风流中瓦斯浓度低于1% 时,才允许装药放炮。
3. 井下电气设备的选用应符合规程规定;井下防爆电气设备的运行、维护和修理,必须符合防爆性能的各项技术要求;井下不得带电检修、搬迁电气设备(包括电缆和电线)。
4. 防止机械摩擦火花引燃瓦斯。
5. 避免高速移动的物质产生的静放电现象。
保持矿井环境温度在40°C 以下。
(三)瓦斯检查员。
防治瓦斯灾害四道技术防线
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
防治瓦斯灾害四道技术防线
(1)第一道防线,加强通风管理。
第一道防线主要是利用通风手段降低采区的瓦斯涌出量。
常村矿是潞安矿业集团公司五对生产矿井中惟一的一对高瓦斯矿井,由于矿井的主要通风机能力大,而初期开采系统又比较简单,处理瓦斯问题主要是靠合理配风,在通风与粉尘发生矛盾时,因粉尘可以通过常规手段得到解决,因此,要坚持通风优先的原则;局部通风的管理重点是消灭无计划停电停风,要把无计划停电停风作为事故管理。
在通风技术上,重点研究解决瓦斯抽放、综放工作面尾巷设置、巷道断面设计、采区通风方式、高瓦斯区掘进的瓦斯探释等。
在通风设施上,一是要搞好各种风门风桥的动态管理,克服跑风、漏风、风流短路等影响通风质量的问题;二是搞好盲巷、闭墙、风眼等的静、动态管理,特别是抓好通风设施设备的工程质量,要达到质量标准化,使通风系统完善、合理、灵活可靠,便于调整风量,把瓦斯浓度控制在安全限以下。
(2)第二道防线,加强防火管理。
除严禁火种入井外,也要严格控制井下火源的产生。
预防机械着火,主要是加强机械保护投入和日常管理,重点防范磨擦起火,提高机电检修质量,加强润滑,克服带病运转;不能小视托辊、堆煤保护、打滑保护和机电无油化等问题。
预防电气着火,一是各种电气保护诸如接地、过载、短路等必须齐全、灵敏、可靠;二是继电整定要科学、合理,确保非正常状态下保护动作;三是加强电气设备的防爆管理,从入井就要把好关,使设备防爆率达到100%;各种缆线绝不允许有明接头、鸡抓子、羊尾巴,从防范的角度来说,井下消防系统、消防材料和消防设施应规范、健全。
(3)第三道防线,加强监测监控管理。
通过定点和不定点,定时和不定时的监。
瓦斯灾害治理新技术完整版
编号:TQC/K239瓦斯灾害治理新技术完整版Through the proposed methods and Coun termeasures to deal with; comm on types such as planning scheme, desig n scheme, con structi on scheme, the esse nee is to build accessible bridge between people and products, realize matching problems; correct problems・【适用制定规则/统一目标/规范行为/增强沟通等场景】编写:审核:时间:部门:瓦斯灾害治理新技术完整版下载说明:本解决方案资料适合用于解决各类问题场景,通过提岀的方法与对策来应付,常见种类如讣划方案、设计方案、施工方案、技术措施,本质是人和产品之间建立可触达的桥梁,实现匹配问题,修正问题,预防未来岀现同类问题。
可直接应用日常文档制作,也可以根据实际需要对其进行修改"[摘要]在分析煤矿安全科技工作现状和趋势基础上,介绍了近年来我国瓦斯灾害防治技术研究取得的进展和新成果。
通过"十五〃科技攻关项目的硏究z提出了瓦斯煤尘爆炸危险性评价方法,硏究出了基于瓦斯地质、地质动力区划、电磁波探测方法的煤与瓦斯突出区域预测技术和基于AE 声发射、电磁辐射和瓦斯涌出等原理的煤与瓦斯突出非接触连续预测技术, 实验成功了高瓦斯煤层群开采保护层瓦斯灾害综合防治及顺煤层强化抽放等技术z开发了矿井通风系统监测、可靠性评价分析及决策控制技术。
另外还分析了我国煤矿安全所面临的挑战和急需开展的科技硏究工作。
[关键词]危险性评价;煤与瓦斯突出;瓦斯抽放;灾害治理;新技术1概述瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之—,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。
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瓦斯灾害治理新技术[摘要] 在分析煤矿安全科技工作现状和趋势基础上,介绍了近年来我国瓦斯灾害防治技术研究取得的进展和新成果。
通过“十五”科技攻关项目的研究,提出了瓦斯煤尘爆炸危险性评价方法,研究出了基于瓦斯地质、地质动力区划、电磁波探测方法的煤与瓦斯突出区域预测技术和基于AE声发射、电磁辐射和瓦斯涌出等原理的煤与瓦斯突出非接触连续预测技术,实验成功了高瓦斯煤层群开采保护层瓦斯灾害综合防治及顺煤层强化抽放等技术,开发了矿井通风系统监测、可靠性评价分析及决策控制技术。
另外还分析了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] 危险性评价;煤与瓦斯突出;瓦斯抽放;灾害治理;新技术1 概述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。
由于灾害因素多、治理难度大,矿井瓦斯一直是我国煤矿安全工作的重点和难点。
目前,我国所有煤矿均为瓦斯矿井,据统计,在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中,高瓦斯矿井占26.8%,煤与瓦斯突出矿井占17.6%,低瓦斯矿井占55.6%。
国有地方和乡镇煤矿中,高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15%左右。
部分局矿的情况更为严重,如淮南矿业集团所属11对矿井均为突出矿井,平顶山煤业集团所属的13对矿井也全部为高瓦斯或突出矿井。
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”的瓦斯治理“十二字方针”,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。
“十五”以来,科研院所、高等院校及企业以产学研结合方式开展了攻关研究,在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出预测、保护层开采、顺煤层瓦斯抽放及矿井通风系统监测、评价与决策控制等方面取得了重大进展,并获得了一批重要的科技成果。
2 瓦斯治理技术研究的新成果2.1 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扩权重、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。
开发出了瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术和专家系统软件,并建立了瓦斯煤尘爆炸的危险性评价和防治专家系统。
2.2 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。
“十五”计划以来,我国煤与瓦斯突出区域预测技术取得重要成果:(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新方法;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;采用地球物理探测技术,形成了一套矿井瓦斯富集部位地震探测技术与方法,建立了由3D3C地震技术、A VO技术、地震反演技术、地震属性分析技术、地震波形分类技术、瓦斯地质技术等构成的瓦斯富集部位地质—地震预测模式,形成了瓦斯富集部位探测的核心技术;(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、声和像的可视化;(4)采用电磁波透视技术,成功研制出了探测煤层瓦斯灾害易发区的技术和装备,建立了电磁波反射和吸收特征数据库和地质异常体的识别系统,得出了瓦斯灾害易发区分布规律,提出了判定瓦斯灾害易发区的敏感指标和临界值,形成一套适于瓦斯灾害易发区的判识方法。
这些技术成果的研究和应用,完善并发展了我国煤矿瓦斯突出区域预测技术体系,提高了突出预测的准确性,非突出危险区预测准确性达到100%,突出危险区预测准确性超过70%,最大限度地降低了掘进和回采过程中的瓦斯影响,显著提高掘进速度和提高回采工作面产量。
2.3 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。
因此,非接触式连续预测是目前突出预测的主要研究方向。
在“九五”攻关成果的基础上,针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要,分别研究出了基于动态瓦斯涌出规律原理、AE声发射原理和电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与装备。
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;开发出了一套AE声发射监测煤与瓦斯突出的技术装备,提出了AE声发射滤噪综合处理技术和方法,通过阻噪、隔噪、抑噪、滤噪和有效AE信号提取等途径,实现了有效滤噪的目的,取得了历年来滤噪研究中最有突破性进展的研究成果,研究出了包括传感器在内的AE声发射预测工艺技术,分析和总结了煤岩破坏AE声发射规律、AE声发射与瓦斯动力灾害的关系;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,开发成功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。
2.4 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,试验成功了多种首采层瓦斯综合治理技术措施:保护层底板巷道+上向穿层钻孔抽放瓦斯技术、被保护层顶板煤(岩)巷道+下向穿层钻孔抽放技术、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。
2.5 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。
我国开展了矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术的研究,建立了基于评价指标体系和网络仿真技术的两种矿井通风系统可靠性评价理论体系、评价方法和数学模型,开发了智能化、可视化通风系统可靠性评价和决策支持系统软件。