瓦斯防治新技術(shù)簡介

1、瓦斯防治新技術(shù)簡介趙旭生 研究員中國煤炭科工集團重慶研究院瓦斯防滅火分院主要內(nèi)容 基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù) 煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù) 井下瓦斯含量直接測定技術(shù)和裝備1、基本原理 多數(shù)突出前會產(chǎn)生各種各樣的預兆，部分突出前瓦斯涌出可能會出現(xiàn)異常。根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到的瓦斯信息資料，自動和計算各種瓦斯涌出指標，依據(jù)這些指標的變化進行工作面突出危險性的實時預警。 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù) 二、工作面突出危險性預測技術(shù)2 2、常用指標：、常用指標： （1 1）反映瓦斯含量的指標）反映瓦斯含量的指標 炮后噸煤瓦斯涌出量V30； 移動平均值等 A指標 （2 2）反映瓦斯

2、解吸特性的指標）反映瓦斯解吸特性的指標 峰值與平均值之比 衰減系數(shù)等 B指標 （3 3）反映瓦斯涌出波動類指標）反映瓦斯涌出波動類指標 變異系數(shù)KV、濃度變化值、濃度均方差等 （4 4）反映瓦斯涌出趨勢類指標）反映瓦斯涌出趨勢類指標 波峰比、波寬比、移動平均值比等 針對不同的煤層和開采工藝條件，瓦斯涌出特征可能不同，反映突出危險性的指標可能不同，敏感指標需要考察確定。一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)3 3、KJAKJA瓦斯涌出動態(tài)突出預警系統(tǒng) 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)3 3、KJAKJA瓦斯涌出動態(tài)突出預警系統(tǒng) 功能功能1 1：分析各種常用預警指標，考察指標的敏感性：分析各

3、種常用預警指標，考察指標的敏感性 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)新指標 A指標 B指標 含義及多個礦井考察工作面一段時間的落煤量相對均勻，工作面一段時間非煤壁瓦斯涌出量除以落煤量獲取瓦斯量指標AA指標B指標3 3、KJAKJA瓦斯涌出動態(tài)突出預警系統(tǒng) 功能功能2 2：對工作面突出危險性進行實時預警：對工作面突出危險性進行實時預警 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)軟分層從0到0.23發(fā)生噴孔現(xiàn)象巷道2009年11月-2010年1月6日，累計17次預測K1值，平均僅為0.27，最大為0.4巷道2010年1月30日-2月14日，累計4次預測K1值，平均達0.99，最大為1.38，最小0

4、.67巷道2010年2月26日-3月20日，累計11次預測K1值，平均僅為0.32，最大為0.42巷道2010年4月5日、4月6日K1值預測指標分別為1.28、0.84巷道2010年4月22日-5月13日K1值預測多次超標最小0.41，平均0.5，最大為0.74一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)實例證明實例證明A、B指標預警效果明顯好于其他指標指標預警效果明顯好于其他指標1-17日至日至1-25日井日井下實際進尺兩個循下實際進尺兩個循環(huán)，實測環(huán)，實測q值分別值分別為為1.51與與3.811月月27日井下預測出日井下預測出現(xiàn)噴口卡鉆等現(xiàn)象，現(xiàn)噴口卡鉆等現(xiàn)

5、象，q值最大為值最大為30.72，有，有突出危險突出危險2月月7日至日至2-16日井日井下實際進尺下實際進尺4個循個循環(huán)，實測環(huán)，實測q值最大值最大僅為僅為1.141-25日提前日提前2天預警工作忙前方存在天預警工作忙前方存在突出威脅，其他區(qū)域未出現(xiàn)報警突出威脅，其他區(qū)域未出現(xiàn)報警 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)突出3 3、KJAKJA瓦斯涌出動態(tài)突出預警系統(tǒng) 功能功能2 2：對工作面突出危險性進行實時預警：對工作面突出危險性進行實時預警 一、基于瓦斯涌出動態(tài)指標的突出預警技術(shù)1-16日突出思想和途徑：思想和途徑：通過信息化綜合管理平臺的使用，實現(xiàn)精細化、規(guī)范化管理，達到防突過程的有效

6、控制。同時，通過安全信息的全面共享，實時、綜合分析礦井存在的各種隱患和預兆信息，對工作面的危險狀態(tài)與發(fā)展趨勢進行預警。目標：目標：實現(xiàn)在線監(jiān)測、超前提醒、實時預報和趨勢把握。 預警等級以聲光、局域網(wǎng)、手機短信等方式發(fā)布。二、煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù) 二、煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù)突出預警指標體系 二、煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù)突出預警級別劃分 狀態(tài)預警狀態(tài)預警正常：工作面各種指標正常，可以安全作業(yè)。 威脅：突出預測沒有危險或需要預測確定，但是，需要重點關(guān)注，加強管理。 危險：具有突出危險性，停止作業(yè)，采取防突措施或進一步確認突出危險性。 災變：工作面已經(jīng)發(fā)生突出，停電、撤人、組織

7、搶險。 趨勢預警趨勢預警綠色：前方的突出危險性趨向安全。 橙色：前方一定距離處可能存在危險性，提請關(guān)注。 紅色：前方的突出危險性趨向嚴重，應重點關(guān)注、加強管理、強化措施。二、煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù)硬件構(gòu)成瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)地質(zhì)測量管理系統(tǒng)防突措施管理系統(tǒng)采掘管理系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)安全隱患管理系統(tǒng)管理隱患管理隱患分析分析技術(shù)措施技術(shù)措施分析分析客觀客觀危險性危險性分析分析綜合數(shù)據(jù)庫綜合數(shù)據(jù)庫突出預警平臺突出預警平臺網(wǎng)絡、短信預警發(fā)布網(wǎng)絡、短信預警發(fā)布二、煤與瓦斯突出綜合管理及預警技術(shù)軟件構(gòu)成突出成果水平及應用 國際領(lǐng)先水平； 被科技部指定在“兩會”期間參加國家“十一五”重大科技成果展；

8、在重慶、淮北、晉城、松藻、水城、通化、潞安等礦區(qū)應用。 綜合預警系統(tǒng)中的其它子系統(tǒng)（如：瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)、瓦斯涌出預警系統(tǒng)、動態(tài)防突系統(tǒng)、風網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、瓦斯抽放綜合管理及分析系統(tǒng)等）在很多礦區(qū)也得到應用。三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 井下直接測定技術(shù)的現(xiàn)場需求 現(xiàn)行標準 煤層瓦斯含量井下直接測定方法（GB/T23250-2009） 技術(shù)原理 和地勘時期瓦斯含量測定方法原理一樣，采用解吸法。井下測定瓦斯解吸量和解吸速度，計算損失量，地面繼續(xù)測定解吸量和粉碎后瓦斯解吸量，測定或計算常壓可解吸量（近視于殘存量）。四者之和就是瓦斯含量。 該方法不僅可以測定原始瓦斯含量，還可測定殘余瓦斯含量。 煤層

9、瓦斯含量井下直接測定中煤層瓦斯含量共包含四個部分：4321QQQQQ可解吸瓦斯含量常壓吸附瓦斯量三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 修正 煤層瓦斯含量Q常壓吸附量Q4井下取煤芯井下瓦斯解吸量和解吸速度測定地面測定煤芯瓦斯解吸量粉碎瓦斯解吸量Q3煤芯水分測定可解吸瓦斯含量煤芯秤重、粉碎煤樣取氣地面進行氣樣分析推算瓦斯損失量Q1煤芯瓦斯解吸量Q2 測定過程三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 適用于不同煤層硬度的深孔取樣設(shè)備及取樣工藝。要能縮短取芯時間，降低解吸速度，并能準確定點取足煤芯 ； 有效的損失量補償模型。三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù)煤樣取樣技術(shù)及裝備 取芯管取芯技術(shù)：適用于硬煤

10、鉆孔引射取樣技術(shù)：適用于軟煤 巖芯管取芯裝置 壓風引射連續(xù)定點取樣裝置 三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 煤樣取芯技術(shù)及裝備 取樣深度 取樣深度取決于煤層硬度及穩(wěn)定性、鉆孔深度及傾角、取芯裝備、壓風壓力、操作經(jīng)驗等。 目前國內(nèi)取芯技術(shù)的取樣深度可達80m左右，時間在1040min不等。 鉆孔引射取樣裝置取樣深度一般在60m左右，取樣時間在5min左右。 如何加大取樣深度、縮短取樣時間仍是目前研究的熱點。三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù)瓦斯損失量補償模型 itatQ 三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù)i 值與煤樣的粒徑具有顯著相關(guān)性三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 考慮井下實際測定時，煤樣粒徑是隨機的，井下又不能實施破碎。為此，將取芯結(jié)果分為如右圖所示五種類型。針對不同類型的煤芯進行實驗室實驗，統(tǒng)計確定i的取值。三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) DGC型瓦斯含量測定裝置 煤樣粉碎機色譜分析系統(tǒng)三、煤礦井下瓦斯含量直接測定技術(shù) 三、煤礦井下瓦斯含量直接測定