突出矿井瓦斯灾害多元化精准防控系统建设

为有效、科学地防治煤与瓦斯突出灾害,以煤与瓦斯突出灾害致因及发生规律为基础,提出了"瓦斯地质精准控制、瓦斯抽采达标可靠、瓦斯涌出智能预警、日常防突管理规范"的瓦斯灾害多元化精准防控技术结构,从装备、模型、软件三方面建设了瓦斯灾害多元化精准防控系统。该系统实现了瓦斯灾害的多元化、规范化的防控分析和管理,能够有效提升矿井瓦斯灾害精准防控技术能力及水平,现场应用效果良好。     

矿井瓦斯异常涌出防控现状及展望

为了探索煤矿瓦斯异常涌出灾害防控新技术,研发瓦斯灾害智能化预警及防控装备,保障高瓦斯矿井安全高效开采,基于煤矿瓦斯异常涌出灾害的复杂性特点,从瓦斯地质异常区探测技术、通风稀释异常瓦斯技术、瓦斯异常区抽采技术和瓦斯异常涌出应急处置等4方面梳理了已取得的研究成果和实践经验,并从动态透明瓦斯地质、多源信息瓦斯灾害智能探测技术、瓦斯异常涌出大数据挖掘技术、瓦斯异常涌出智能防控技术、瓦斯异常涌出事故机器人应急救援技术等5个方面进行了展望,为提高煤矿瓦斯异常涌出灾害防控能力、减少矿山安全事故的发生指明了方向。     

煤与瓦斯突出综合预警系统在严重突出矿井的建设

为了提升煤与瓦斯突出矿井防突水平和抗灾能力,以事故预警理论为指导,从瓦斯灾害防治实验室和预警平台2方面为示范矿井建设了煤与瓦斯综合预警系统。通过预警系统建设,形成了适合矿井实际特征的煤与瓦斯突出综合预警指标体系和规则库模型,从煤层及瓦斯赋存特征分析、采掘空间安全情况分析、钻孔施工效果分析、日常预测指标发展趋势、瓦斯涌出特征实时跟踪、超掘(采)动态监控等方面实现了煤与瓦斯突出灾害的在线监测、超前预警和过程化控制。现场应用表明,预警系统具有较高准确性,能捕捉分析矿井瓦斯突出灾害的潜在隐患和预兆,能为矿井防突提供决策依据和技术保障,并促进矿井的精细化、规范化管理和信息化交流。     

矿井瓦斯抽采达标效果在线评判系统及应用

针对煤矿企业在瓦斯抽采达标评判过程中存在评判工艺落后、评判精度低、劳动强度大且难以实现在线、连续评判的缺点,结合瓦斯抽采达标工艺流程,利用计算机编程及数据分析处理技术,重构瓦斯抽采达标数学模型,设计实现了一套矿井瓦斯抽采达标在线评判系统。通过某矿3207工作面应用效果显示:实现了瓦斯抽采规律、瓦斯抽采钻孔智能设计及瓦斯抽采达标评判结果的实时在线输出。评判结果显示该区域煤体残余瓦斯含量为5.43 m3/t,残存瓦斯压力为0.47 MPa,工作面瓦斯抽采率为65.78%,与矿井实际结果相符,为矿井瓦斯抽采达标评判提供了一种实时连续预测技术。     

寺河矿西井区瓦斯突出预警系统应用实践

为实现工作面的安全生产,需要及时对工作面的煤与瓦斯突出进行预警。结合生产需求,对瓦斯预警系统进行总体设计与开发,并在寺河煤矿西井区对该瓦斯灾害预警系统进行现场应用效果考察,分别从煤矿瓦斯、地质构造、煤层赋存、通风和管理5个方面对生产过程中产生的瓦斯预警结果进行详细分析。结果表明,瓦斯突出预警系统实现了矿井瓦斯地质信息的数字化管理,瓦斯涌出的实时监测,智能分析以及瓦斯突出、超限预警平台的综合管理,及时发布预警信息。瓦斯灾害预警平台能够准确并超前预警,达到集团与煤矿两级管理,为工作面的安全生产提供保障。     

贵州省级瓦斯抽采与发电移动监测平台设计

针对瓦斯抽采和瓦斯发电利用监测过程中面临的数据多源异构、数据量大、数据孤岛的特点,基于数据融合与移动查询技术,提出了瓦斯抽采与瓦斯发电实时监测和移动查询平台设计构想,设计了平台系统采集、融合、发布、共享、移动查询、异常推送的运行流程,详细阐述了瓦斯抽采和瓦斯发电监控系统的数据集成融合及移动查询、监测数据网络管理终端开发、监测数据异常推送机制构建等建设内容。平台的构建实现了数据集中远程在线实时监测、多维数据对比分析、异常数据实时诊断与预警和移动查询数据,为矿井瓦斯抽采和瓦斯发电利用的奖补资金兑现提供有效技术手段。     

矿井瓦斯抽采达标与抽采管理技术研究

近年来,随着经济水平的不断提升,我国矿井开采行业也在不断发展.但随着开采年限的增加,开采深度也在不断加深,导致矿井瓦斯抽采管理技术越来越难,不仅影响着矿井的工作效率,对于矿井内部工作人员的安全、健康也有着极大的威胁.矿井瓦斯抽采达标是当前瓦斯灾害预防的关键所在,针对现阶段的瓦斯抽采而言,很多的矿井瓦斯抽采都未达到所预期...     

瓦斯涌出智能分析及预警技术研究与应用

为防治乌冬矿瓦斯灾害及保证矿井的安全生产,根据乌冬矿的具体瓦斯地质条件,研究了瓦斯预警指标体系,并创建了基于监测大数据的煤矿瓦斯涌出异常风险态势分析平台。预警平台的实施实现了工作面及掘进面前方突出危险性的实时预警,提高了煤矿瓦斯治理工作的水平,促进矿端数据中心的建设,为矿山的安全生产提供了保障。     

韩城矿业“10+4”瓦斯灾害治理模式探索与实践

韩城矿业公司下属的四对生产矿井和一对建设矿井均属于煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害治理是矿井安全生产的首要任务。为解决煤层软、打钻难、透气性差、抽采效果不佳等韩城矿区瓦斯治理的瓶颈问题,从技术、工艺、装备、管理等方面进行了长期的探索和实践,形成了10项瓦斯抽采技术与瓦斯抽采“四化”建设并驾齐驱的“10+4”瓦斯治理模式。该模式实现了瓦斯抽采历程的两次质的“飞跃”,建立了“理念引领,技术创新,装备保障,过程管控,整体协调”的瓦斯治理体系,探索出一条适合韩城矿区特点的瓦斯灾害治理新模式。该瓦斯治理模式有力遏制了重特大瓦斯事故的发生,使矿井安全保障能力得到全面提高,整个矿区呈现出安全稳步发展的局面。     

基于层次分析法的矿井瓦斯抽采基础条件达标评价

为解决煤矿企业在开展瓦斯抽采达标评价过程中遇到不全面、评价结论不能定量化的问题,建立了矿井瓦斯抽采基础条件达标评判指标体系,并采用了层次分析法确定了各个指标的权重值,建立了定量分析和定性分析相结合的瓦斯抽采基础条件达标评价模型,应用评价模型对矿井的抽采基础条件进行评价。结果表明：矿井瓦斯抽采基础条件为良好,其中矿井的抽采试验、抽采工艺设计及抽采管理是该矿井的薄弱环节,其原因是矿井人才储备不足,主要是具有设计、研究能力的瓦斯抽采专业技术性人才缺乏,符合矿井实际。     

基于瓦斯地质图的煤矿瓦斯预测预报系统设计与开发

介绍了以矿井瓦斯地质规律研究成果和瓦斯地质图为基础,以专业G IS成图系统为核心技术,融合煤矿监测监控系统,开发煤矿瓦斯预测预报系统的解决方案。系统以煤矿瓦斯地质空间信息和属性信息为主要管理内容,能够为煤矿瓦斯治理提供辅助决策依据。     

煤矿瓦斯抽采与发电多源监测系统设计

为了解决煤矿瓦斯利用补助资金管理过程中可能存在的数据失真、缺乏监管手段等难题,通过瓦斯赋存动态监测、瓦斯抽采闭环监测、瓦斯发电流量和状态监测研发煤矿瓦斯抽采与发电多源数据监测系统表明,将瓦斯含量测定数据输入基于GIS的瓦斯地质智能分析模块,采用微积分方式得到抽采区块精确的可抽采和剩余瓦斯储量数据;实时监测和采集瓦斯抽采浓度、流量、纯量等参数,通过钻孔工程管控对瓦斯抽采计量进行辅助闭环评估,从中发现有无明显多报、错报事故;系统可经过相邻矿井数据对比、多源数据的关联性特征分析,进行单井瓦斯抽采和发电利用数据异常诊断。系统可为企业瓦斯抽采和发电补助资金的兑现提供依据。     

瓦斯治理技术现状

简要分析了工作面瓦斯治理现状。根据矿井瓦斯赋存情况、煤田地质特点以及"一通三防"实际现状特征,提出了从思想认识、管理体系、监测监控、通风管理、抽采投入等方面着手的初步技术手段,合理选择瓦斯抽放方法等技术对策,促进和加强了我国煤矿瓦斯治理的安全管理工作,全面提高了瓦斯治理水平,这对初步解决工作面生产过程中的瓦斯问题具有实际意义。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07~0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

矿井瓦斯涌出风险态势分析平台研究

为了更好地实现煤矿瓦斯治理及瓦斯涌出风险超前预警,在井下使用不同类型的监控系统数据采集接口来收集原始数据,利用小波理论对数据进行处理,以获得有效数据。对采掘面瓦斯涌出的外在表现、涌出正常特征、涌出异常特征、影响工作面瓦斯涌出因素进行了分析,同时也研究了采掘面风流中的瓦斯分布规律,确定了井下工作面甲烷传感器悬挂的最佳巷道位置。由此得到的监测数据更能真实地反映瓦斯涌出量,便于更好地掌握瓦斯涌出的影响因素,更有效地进行工作面前方的瓦斯灾害或瓦斯超限的预测预报。矿井瓦斯涌出风险态势分析平台就是基于上述理念研究设计的,该平台能够实现数据存储、查询、分析、计算、参数录入等功能,为矿井瓦斯防治工作提供有效的参考。     

水力压裂技术在矿井瓦斯抽采中的应用研究

为了研究水力压裂技术在矿井瓦斯抽采中的应用,以41011工作面为例,根据矿井实际地应力参数信息,设计了压裂孔和导向孔钻孔布置,介绍了组合式封孔工艺,分析了水力压裂的主要设备为管路系统、辅助系统、控制装置和动力装置。研究得出,当采取水力压裂技术后,钻屑瓦斯解吸指标K₁明显下降,降低了工作面的危险性,压裂孔的平均瓦斯抽采纯量和平均抽采浓度分别提高了2.2倍和2.6倍。研究为后期瓦斯治理提供了技术支持。     

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。     

石拉乌素煤矿煤层瓦斯参数测定及瓦斯赋存规律研究

煤层瓦斯基本参数是矿井瓦斯防治的基础数据,内蒙古昊盛煤业有限公司石拉乌素煤矿煤层瓦斯数据较少,瓦斯防治缺乏技术依据。简述了石拉乌素煤矿煤层瓦斯参数的测定方法和过程,测定矿井主要煤层瓦斯压力和瓦斯含量等参数,丰富了矿井瓦斯基础数据体系,为矿井瓦斯赋存规律研究和瓦斯防治提供了有力技术支撑。     

采场动压分布特征及高效瓦斯抽放技术研究

河南地区大部分煤矿所采煤层均属于三软煤层,煤层透气性差,瓦斯治理困难。现阶段河南区域煤与瓦斯突出矿井主要采用穿层钻孔及开采保护层作为区域防突措施,而低瓦斯矿井或临突矿井（低瓦斯矿井与煤与瓦斯突出矿井相邻）存在高瓦斯区时,仅仅用风排瓦斯很难达到治理效果,近些年煤矿发生瓦斯事故多数为低瓦斯矿井,所以低瓦斯矿井和临突矿井存在高瓦斯区域的工作面回采期间瓦斯治理尤为重要。根据采场“竖三带”和“横三区”理论,利用钻孔抽放效果考察法和工作突出预测指标法研究了采场围岩动压分布特征。在此基础上,通过优化动压区抽放钻孔设计,提高了瓦斯抽放效果。瓦斯抽放量提高了1.8倍,有效降低了工作面生产期间的风排瓦斯量,提高了生产效率,保证了矿井安全生产。