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預防煤礦瓦斯災害技術
我wo國guo預yu防fang煤mei礦kuang瓦wa斯si災zai害hai技ji術shu的de研yan究jiu已yi經jing從cong局ju部bu性xing的de單dan項xiang技ji術shu向xiang區qu域yu性xing的de以yi建jian設she本ben質zhi安an全quan礦kuang井jing為wei目mu的de的de綜zong合he技ji術shu發fa展zhan,包bao括kuo瓦wa斯si災zai害hai易yi發fa區qu域yu的de預yu測ce技ji術shu、高效瓦斯抽采及抽采效果評價技術、瓦斯災害監測預警技術等。

  一、瓦斯災害易發區域預測技術

  瓦wa斯si災zai害hai與yu地di質zhi構gou造zao有you密mi切qie關guan係xi,地di質zhi構gou造zao複fu雜za的de區qu域yu通tong常chang屬shu於yu瓦wa斯si災zai害hai易yi發fa區qu域yu。瓦wa斯si災zai害hai易yi發fa區qu通tong常chang賦fu存cun著zhe較jiao高gao的de瓦wa斯si含han量liang,因yin此ci,預yu測ce高gao瓦wa斯si含han量liang區qu域yu也ye是shi預yu測ce瓦wa斯si災zai害hai易yi發fa區qu的de有you效xiao手shou段duan。

  (一)地(di)質(zhi)雷(lei)達(da)超(chao)前(qian)探(tan)測(ce)地(di)質(zhi)構(gou)造(zao)技(ji)術(shu)。地(di)質(zhi)雷(lei)達(da)是(shi)利(li)用(yong)無(wu)線(xian)電(dian)反(fan)射(she)原(yuan)理(li)超(chao)前(qian)探(tan)測(ce)地(di)質(zhi)構(gou)造(zao)的(de)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)手(shou)段(duan)。最(zui)新(xin)研(yan)製(zhi)出(chu)的(de)適(shi)合(he)煤(mei)礦(kuang)環(huan)境(jing)使(shi)用(yong)的(de)本(ben)質(zhi)安(an)全(quan)型(xing)地(di)質(zhi)雷(lei)達(da),能(neng)夠(gou)超(chao)前(qian)探(tan)測(ce)采(cai)掘(jue)工(gong)作(zuo)麵(mian)20-30米深處煤岩內的隱伏小型構造等地質異常體,通過在西山、淮南、鬆藻等礦區的試驗,取得了好的效果。

  (二)P-S波長距離構造探測技術。P-S波長距離超前構造探測主要檢測地震波中反射回來的P波和S波並分析預報地質構造,能方便快捷預報采掘工作麵100-150米深處煤岩內的地質異常情況。

  (三)煤層瓦斯含量直接測定技術。通過向煤層施工取芯鑽孔,將煤芯從煤層深部取出並及時放入煤樣筒中密封;測量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量,計算瓦斯損失量;測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量,與井下測量的瓦斯解吸量一起計算煤芯瓦斯解吸量;將煤樣筒中的部分煤樣裝入密封的粉碎係統,測量在常壓下粉碎過程及粉碎後一段時間所解吸出的瓦斯量,計算粉碎瓦斯解吸量;據此計算出可能瓦斯含量。再根據實驗可測定煤層殘餘瓦斯含量,最終求出煤層瓦斯含量。目前試驗取樣鑽孔深度達到50米。利用這種方法能夠大麵積測定煤層瓦斯含量,了解各區域的煤層瓦斯含量分布狀態,以此為基礎便可有效預測瓦斯災害易發區。

  二、高效瓦斯抽采技術

  (一)地(di)麵(mian)鑽(zuan)孔(kong)抽(chou)采(cai)采(cai)動(dong)卸(xie)壓(ya)區(qu)煤(mei)層(ceng)或(huo)采(cai)空(kong)區(qu)瓦(wa)斯(si)。瓦(wa)斯(si)抽(chou)采(cai)是(shi)預(yu)防(fang)瓦(wa)斯(si)災(zai)害(hai)最(zui)根(gen)本(ben)的(de)手(shou)段(duan),借(jie)鑒(jian)國(guo)內(nei)外(wai)經(jing)驗(yan)並(bing)結(jie)合(he)淮(huai)南(nan)礦(kuang)區(qu)實(shi)際(ji),對(dui)煤(mei)礦(kuang)區(qu)地(di)麵(mian)鑽(zuan)井(jing)抽(chou)采(cai)采(cai)動(dong)卸(xie)壓(ya)區(qu)煤(mei)層(ceng)或(huo)采(cai)空(kong)區(qu)瓦(wa)斯(si)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)了(le)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming),在(zai)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia),鑽(zuan)孔(kong)在(zai)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)期(qi)間(jian),瓦(wa)斯(si)抽(chou)放(fang)量(liang)和(he)瓦(wa)斯(si)濃(nong)度(du)均(jun)較(jiao)高(gao),平(ping)均(jun)流(liu)量(liang)為(wei)每(mei)分(fen)鍾(zhong)15立方米,平均瓦斯濃度為80%,抽放效果較好。當工作麵推過鑽孔4-100米時,鑽孔瓦斯流量和濃度都增到最大值。

  (二)井下順煤層枝狀長鑽孔預抽煤層瓦斯技術。使用澳大利亞VLD-1000dingxiangqianmizuanji,duibutongshenduzuankongdechoucaixiaoguojinxinglexianchangshiyanhekaocha,faxiansuizhezuankongshendudezengjia,zuankongdeleijichoucaizongliangyexiangyingzengjia,shuomingzengjiazuankongchangduduitigaochoucaixiaoguoshikexingde。zaimeikuangjingxiashishiqianmizuankonghou,jikedafudujianshaochoucaixiangdaogongchengliang,younengshixiandamianjiyuchou。duixiangtongshenduzuankongchoucailiangyuchoucaishijianjinxingbijiao,renweizuankongdehelichoucaishijianyi1-2年為宜。

  三、瓦斯災害監測技術

  瓦斯災害監測是及時發現瓦斯災害隱患的關鍵手段,主要包括傳感器技術和監控網絡係統兩部分。

  (一)紅(hong)外(wai)瓦(wa)斯(si)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)。紅(hong)外(wai)瓦(wa)斯(si)傳(chuan)感(gan)器(qi)主(zhu)要(yao)利(li)用(yong)瓦(wa)斯(si)氣(qi)體(ti)對(dui)某(mou)一(yi)特(te)定(ding)波(bo)長(chang)紅(hong)外(wai)光(guang)吸(xi)收(shou)性(xing)能(neng)與(yu)瓦(wa)斯(si)濃(nong)度(du)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)一(yi)確(que)定(ding)關(guan)係(xi),通(tong)過(guo)測(ce)定(ding)特(te)定(ding)波(bo)長(chang)紅(hong)外(wai)光(guang)被(bei)吸(xi)收(shou)的(de)程(cheng)度(du)反(fan)映(ying)瓦(wa)斯(si)濃(nong)度(du)值(zhi)的(de)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)工(gong)作(zuo)。對(dui)研(yan)製(zhi)的(de)紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)行(xing)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming),紅(hong)外(wai)瓦(wa)斯(si)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)測(ce)量(liang)0-100%甲烷的測量範圍。

  (二)寬帶監控係統KJ90分布式網絡化煤礦綜合監控係統主幹傳輸平台即采用了基於IP的工業以太網通信技術,將地麵以太網技術直接延伸至煤礦井下環境,為礦井構築了先進、可靠、標準、高速、寬帶、雙向的綜合信息傳輸平台,使得礦山安全和綜合自動化係統的各種監控設備、自動化過程控製設備、語音通訊設備、圖像監控設備等都以IP方式接人,並與煤礦企業的因特網整體架構實現無縫連接。

  四、瓦斯災害預警技術

  瓦(wa)斯(si)災(zai)害(hai)預(yu)警(jing)技(ji)術(shu)是(shi)通(tong)過(guo)建(jian)立(li)大(da)量(liang)的(de)信(xin)息(xi)數(shu)據(ju)庫(ku),並(bing)通(tong)過(guo)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)監(jian)測(ce)各(ge)相(xiang)關(guan)影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)的(de)變(bian)化(hua),利(li)用(yong)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)得(de)到(dao)的(de)相(xiang)關(guan)模(mo)型(xing),實(shi)現(xian)對(dui)瓦(wa)斯(si)災(zai)害(hai)預(yu)警(jing),並(bing)提(ti)出(chu)合(he)理(li)的(de)消(xiao)除(chu)瓦(wa)斯(si)災(zai)害(hai)隱(yin)患(huan)的(de)建(jian)議(yi),利(li)用(yong)技(ji)術(shu)提(ti)升(sheng)礦(kuang)井(jing)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)的(de)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)。

  預警係統基於ARCInfor三維地理信息係統平台進行開發,使過程和結果具有直觀性。預警係統主要具備以下功能模塊:瓦(wa)斯(si)賦(fu)存(cun)分(fen)析(xi)與(yu)預(yu)測(ce),區(qu)域(yu)煤(mei)與(yu)瓦(wa)斯(si)突(tu)出(chu)危(wei)險(xian)性(xing)預(yu)測(ce),采(cai)掘(jue)工(gong)作(zuo)麵(mian)煤(mei)與(yu)瓦(wa)斯(si)突(tu)出(chu)危(wei)險(xian)性(xing)預(yu)測(ce),瓦(wa)斯(si)變(bian)化(hua)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)與(yu)預(yu)測(ce),瓦(wa)斯(si)爆(bao)炸(zha)危(wei)險(xian)性(xing)預(yu)測(ce),係(xi)統(tong)管(guan)理(li)、礦圖維護與輸入輸出。  

主辦:中國榆林煤炭網 協辦:榆林市能源局 榆林市安監局

合作單位:府穀縣煤炭局 神木縣煤炭局 榆陽區煤炭局 橫山縣煤炭局

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