預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害新技術(shù)研究動(dòng)向

預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害新技術(shù)研究動(dòng)向
預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害技術(shù)的研究已經(jīng)從局部性的單項(xiàng)技術(shù)向區(qū)域性的以建設(shè)本質(zhì)安全礦井為目的的綜合技術(shù)發(fā)展，包括瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)域的預(yù)測技術(shù)、高效瓦斯抽采及抽采效果評(píng)價(jià)技術(shù)、瓦斯災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)等。

一、瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)域預(yù)測技術(shù)
瓦斯災(zāi)害與地質(zhì)構(gòu)造有密切關(guān)系，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域通常屬于瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)域。此外，瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)通常賦存著較高的瓦斯含量，因此，預(yù)測高瓦斯含量區(qū)域也是預(yù)測瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的有效手段。
（一）地質(zhì)雷達(dá)超前探測地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)
地質(zhì)雷達(dá)是利用無線電反射原理超前探測地質(zhì)構(gòu)造的一種有效手段。最新研制出的適合煤礦環(huán)境使用的本質(zhì)安全型地質(zhì)雷達(dá)，能夠超前探測采掘工作面20-30米深處煤巖內(nèi)的隱伏小型構(gòu)造等地質(zhì)異常體，通過在西山、淮南、松藻等礦區(qū)的試驗(yàn)，取得了好的效果。
（二）P-S波長距離構(gòu)造探測技術(shù)
P-S波長距離超前構(gòu)造探測主要檢測地震波中反射回來的P波和S波并分析預(yù)報(bào)地質(zhì)構(gòu)造，能方便快捷預(yù)報(bào)采掘工作面100-150米深處煤巖內(nèi)的地質(zhì)異常情況。
（三）煤層瓦斯含量直接測定技術(shù)
通過向煤層施工取芯鉆孔，將煤芯從煤層深部取出并及時(shí)放入煤樣筒中密封；測量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量，計(jì)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(jì)算煤芯瓦斯解吸量；將煤樣筒中的部分煤樣裝人密封的粉碎系統(tǒng)，測量在常壓下粉碎過程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量，計(jì)算粉碎瓦斯解吸量;據(jù)此計(jì)算出可能瓦斯含量。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)可測定煤層殘余瓦斯含量，最終求出煤層瓦斯含量。目前試驗(yàn)取樣鉆孔深度達(dá)到50米。利用這種方法能夠大面積測定煤層瓦斯含量，了解各區(qū)域的煤層瓦斯含量分布狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)便可有效預(yù)測瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

二、高效瓦斯抽采技術(shù)
（一）地面鉆孔抽采采動(dòng)卸壓區(qū)煤層或采空區(qū)瓦斯
瓦斯抽采是預(yù)防瓦斯災(zāi)害最根本的手段，借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合淮南礦區(qū)實(shí)際，對煤礦區(qū)地面鉆井抽采采動(dòng)卸壓區(qū)煤層或采空區(qū)瓦斯技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究表明，在通常情況下，鉆孔在正常工作期間，瓦斯抽放量和瓦斯?jié)舛染^高，平均流量為每分鐘15立方米，平均瓦斯?jié)舛葹?0%，抽放效果較好。當(dāng)工作面推過鉆孔4-100米時(shí)，鉆孔瓦斯流量和濃度都增到最大值。
（二）井下順煤層枝狀長鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)
使用澳大利亞VLD－1000定向千米鉆機(jī)，對不同深度鉆孔的抽采效果進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)和考察，發(fā)現(xiàn)隨著鉆孔深度的增加，鉆孔的累計(jì)抽采總量也相應(yīng)增加，說明增加鉆孔長度對提高抽采效果是可行的。在煤礦井下實(shí)施千米鉆孔后，既可大幅度減少抽采巷道工程量，又能實(shí)現(xiàn)大面積預(yù)抽。對相同深度鉆孔抽采量與抽采時(shí)間進(jìn)行比較，認(rèn)為鉆孔的合理抽采時(shí)間以1-2年為宜。

三、瓦斯災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)
瓦斯災(zāi)害監(jiān)測是及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯災(zāi)害隱患的關(guān)鍵手段，主要包括傳感器技術(shù)和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分。
（一）紅外瓦斯傳感器技術(shù)
紅外瓦斯傳感器主要利用瓦斯氣體對某一特定波長紅外光吸收性能與瓦斯?jié)舛戎g存在一確定關(guān)系，通過測定特定波長紅外光被吸收的程度反映瓦斯?jié)舛戎档脑磉M(jìn)行工作。對研制的紅外傳感器進(jìn)行的測試結(jié)果表明，紅外瓦斯傳感器能夠測量0-100%甲烷的測量范圍。
（二）寬帶監(jiān)控系統(tǒng)
KJ90分布式網(wǎng)絡(luò)化煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主干傳輸平臺(tái)即采用了基于IP的工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)，將地面以太網(wǎng)技術(shù)直接延伸至煤礦井下環(huán)境，為礦井構(gòu)筑了先進(jìn)、可靠、標(biāo)準(zhǔn)、高速、寬帶、雙向的綜合信息傳輸平臺(tái)，使得礦山安全和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各種監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)化過程控制設(shè)備、語音通訊設(shè)備、圖像監(jiān)控設(shè)備等都以IP方式接人，并與煤礦企業(yè)的因特網(wǎng)整體架構(gòu)實(shí)現(xiàn)無縫連接。

四、瓦斯災(zāi)害預(yù)警技術(shù)
瓦斯災(zāi)害預(yù)警技術(shù)是通過建立大量的信息數(shù)據(jù)庫，并通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測各相關(guān)影響因素的變化，利用試驗(yàn)研究得到的相關(guān)模型，實(shí)現(xiàn)對瓦斯災(zāi)害預(yù)警，并提出合理的消除瓦斯災(zāi)害隱患的建議，利用技術(shù)提升礦井安全生產(chǎn)的管理水平。
預(yù)警系統(tǒng)基于ARCInfor三維地理信息系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，使過程和結(jié)果具有直觀性。預(yù)警系統(tǒng)主要具備以下功能模塊：瓦斯賦存分析與預(yù)測，區(qū)域煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測，采掘工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測，瓦斯變化實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)測，瓦斯爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測，系統(tǒng)管理、礦圖維護(hù)與輸入輸出。