煤礦瓦斯災(zāi)害治理新技術(shù)

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1、煤礦瓦斯災(zāi)害治理適用新技術(shù)2016年3月10日▲“十五”以來(lái)我國(guó)能源消費(fèi)總量過(guò)快增長(zhǎng)，10年增長(zhǎng)2.2倍，給資源環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。我國(guó)GDP目前占世界生產(chǎn)總值不到10%，但能源消耗已經(jīng)高于20%，能源排放的污染氣體居世界首位，溫室氣體占世界總量的25%，GDP的能耗、污染排放和碳排放都過(guò)高。▲“中國(guó)能源中長(zhǎng)期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研究”提出轉(zhuǎn)變能源供需模式，使其由“以粗放的供給滿(mǎn)足增長(zhǎng)過(guò)快的需求”，向“以科學(xué)的供給滿(mǎn)足合理的需求”轉(zhuǎn)變?！覈?guó)煤炭產(chǎn)量約占世界煤炭產(chǎn)量的45%，占世界總量的比重逐年增加，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家的煤炭產(chǎn)量是下降的。煤電在電力中的比重將由當(dāng)前的約60%逐步下降，205

2、0年可降至35%左右。▲煤炭科學(xué)產(chǎn)能是指在安全、高效、潔凈、環(huán)境友好的條件下生產(chǎn)煤炭。而我國(guó)現(xiàn)在每年生產(chǎn)的30多億噸原煤只有不到一半符合科學(xué)產(chǎn)煤標(biāo)準(zhǔn)?！峡茖W(xué)開(kāi)采的煤炭產(chǎn)能在20年后預(yù)計(jì)可達(dá)到34億-38億噸。▲煤炭目前是我國(guó)主力能源，煤炭的洗選、開(kāi)采和利用必須改變粗放形態(tài)，走安全、高效、環(huán)保的科學(xué)發(fā)展道路，煤炭在我國(guó)總能耗中的比重應(yīng)該逐步下降，2050年可望減至40%（甚至35%）以下，其戰(zhàn)略地位將調(diào)整為重要的基礎(chǔ)能源?！覈?guó)煤炭的賦存特點(diǎn)，跟我國(guó)的地形地貌一樣，復(fù)雜多變。露天煤礦比重低，絕大部分是井工礦，且礦井條件復(fù)雜，煤與瓦斯突出、水、火、頂板等自然災(zāi)害多?！鴱?fù)雜的地質(zhì)條件也造就了一支

3、特別能戰(zhàn)斗的隊(duì)伍，經(jīng)過(guò)多年的奮戰(zhàn)，我們已擁有比較先進(jìn)的煤炭科學(xué)技術(shù)和裝備水平?！?000年以來(lái)我國(guó)煤礦安全科技工作者圍繞煤礦瓦斯災(zāi)害治理、防滅火、粉塵防治、水害防治、瓦斯利用、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控和應(yīng)急救援等方面開(kāi)展了大量基礎(chǔ)研究及應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā),取得了眾多研究成果。重要?jiǎng)?chuàng)新性成果▲瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)▲煤礦井下鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)▲地面鉆井抽采瓦斯技術(shù)▲井下采動(dòng)裂隙帶探測(cè)技術(shù)▲▲煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展1、瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)瓦斯地質(zhì)預(yù)測(cè)技術(shù)實(shí)踐表明，煤礦瓦斯災(zāi)害的發(fā)生具有區(qū)域分布的特點(diǎn)，瓦斯災(zāi)害特別是煤與瓦斯突出，地質(zhì)條件是其主控因素。取得的3項(xiàng)創(chuàng)新成果：以瓦斯地質(zhì)數(shù)學(xué)模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)技術(shù)、多尺度突出區(qū)域預(yù)

4、測(cè)瓦斯地質(zhì)方法和指標(biāo)及可視化預(yù)測(cè)等。（1）瓦斯地質(zhì)數(shù)學(xué)模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)技術(shù)分源預(yù)測(cè)法和瓦斯地質(zhì)數(shù)學(xué)模型法結(jié)合起來(lái)，通過(guò)技術(shù)互補(bǔ)，改進(jìn)和完善了以瓦斯地質(zhì)數(shù)學(xué)模型法為基礎(chǔ)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)技術(shù)，并在鄭煤集團(tuán)告成礦和大平礦進(jìn)行了示范應(yīng)用。對(duì)大平礦3個(gè)工作面預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差分別為2.4%、4.4%、17.5%，平均誤差為8.1%。（2）多尺度突出區(qū)域預(yù)測(cè)瓦斯地質(zhì)方法及指標(biāo)突出區(qū)域預(yù)測(cè)瓦斯地質(zhì)方法的核心是識(shí)別瓦斯富集區(qū)和構(gòu)造軟煤發(fā)育區(qū)?？紤]到不同規(guī)模的構(gòu)造對(duì)瓦斯賦存和構(gòu)造軟煤的控制作用是有差異的，井田的劃分、礦井內(nèi)部采區(qū)的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到構(gòu)造格局的影響。因此，從構(gòu)造的尺度

5、效應(yīng)、礦井生產(chǎn)布局和突出區(qū)域預(yù)測(cè)的研究方法、獲得構(gòu)造軟煤等基本數(shù)據(jù)的技術(shù)途徑和精細(xì)可靠程度等多個(gè)因素來(lái)看，突出區(qū)域預(yù)測(cè)應(yīng)在不同的尺度進(jìn)行。（3）多尺度瓦斯地質(zhì)編圖方法及可視化預(yù)測(cè)系統(tǒng)采用VisualC++6.0作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用GIS組件MapObjects2.3，結(jié)合瓦斯地質(zhì)理論、GIS原理與方法、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和可視化理論等，實(shí)現(xiàn)了礦井基礎(chǔ)圖件的可視表達(dá)，建立了瓦斯地質(zhì)信息庫(kù)（包括斷層、鉆孔、瓦斯含量、突出點(diǎn)等信息），開(kāi)發(fā)出了可獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)字瓦斯地質(zhì)編圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了瓦斯含量預(yù)測(cè)過(guò)程及預(yù)測(cè)結(jié)果的可視化。鶴壁六礦北四采區(qū)突出區(qū)域預(yù)測(cè)圖2、基于電磁輻射原理的煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)技術(shù)▲中國(guó)礦大研究了電

6、磁輻射法監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)煤巖動(dòng)力災(zāi)害的技術(shù)及方法，開(kāi)發(fā)了煤與瓦斯突出電磁輻射監(jiān)測(cè)儀，初步實(shí)現(xiàn)了電磁輻射的動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè)?！趯?shí)用化技術(shù)方面需進(jìn)一步研究完善，如在電磁輻射預(yù)警臨界值及動(dòng)態(tài)預(yù)警準(zhǔn)則、煤巖動(dòng)力災(zāi)害電磁輻射動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面，是這一技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，也是現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)管理人員最為關(guān)注的問(wèn)題。電磁輻射預(yù)測(cè)技術(shù)成果通過(guò)理論分析和進(jìn)一步現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)干擾源特征，對(duì)煤巖電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)裝備和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行了完善，提高了濾噪、抗干擾能力、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，開(kāi)發(fā)了在線(xiàn)式電磁輻射實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，判斷電磁輻射水平的變化趨勢(shì)，從而對(duì)煤與瓦斯突出和沖擊礦壓危險(xiǎn)發(fā)生的可能做出預(yù)測(cè)

7、預(yù)報(bào)。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視南山、峻德礦電磁輻射測(cè)試數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了與煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行完善提高后的電磁輻射裝置電磁輻射指標(biāo)的臨界值研究成果在南山礦和紅菱礦的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)表明，電磁輻射強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度非常敏感。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，綜合分析確定了兩個(gè)礦電磁輻射指標(biāo)的臨界值：南山礦238和311工作面煤與瓦斯突出的電磁輻射預(yù)測(cè)臨界值均為20mV；紅菱礦1200掘進(jìn)工作面的電磁輻射強(qiáng)度臨界值為49mV