安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇技術(shù)報(bào)告匯編

2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局規(guī)劃科技司 二七年九月 前 言 前 言 科技 進(jìn)步支撐和引領(lǐng)安全發(fā)展 。大力推進(jìn)安全科技創(chuàng)新，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的內(nèi)在要求，是提高安全科技自主創(chuàng)新能力、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、從根本上化解制約安全生產(chǎn)深層次矛盾的重要途徑，是建設(shè)本質(zhì)安全型企業(yè)、提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平的有力支撐，也是建設(shè)平安社區(qū)，構(gòu)建和諧社會(huì)的重要保障。 黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視安全生產(chǎn)及安全科技工作，要求“加快推進(jìn)安全生產(chǎn)科技進(jìn) 步，針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域的共性、關(guān)鍵性安全生產(chǎn)技術(shù)難題，組織開展安全生產(chǎn)科研攻關(guān)，提高安全生產(chǎn)技術(shù)水平和安全裝備水平”，把“推動(dòng)安全科技進(jìn)步作為安全生產(chǎn)的重要治本之策”。 “十五”期間，全國(guó)安全生產(chǎn)科技工作取得了長(zhǎng)足發(fā)展，初步建立了企業(yè)為主體、科研機(jī)構(gòu)和大專院校為中堅(jiān)力量、社會(huì)廣泛參與、國(guó)內(nèi)外密切合作的“產(chǎn)學(xué)研”一體化科技創(chuàng)新體系，培育了一支具有較大規(guī)模、較高水平的安全科技隊(duì)伍，在安全科學(xué)基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用、重大工業(yè)事故預(yù)防預(yù)警與應(yīng)急救援、重大危險(xiǎn)源普查及監(jiān)控、事故重大隱患治理、安全管理等方面取得了一系列科研成果，一大批優(yōu)秀科技成果得到推廣與應(yīng)用，安全科技進(jìn)步支撐和引領(lǐng)“安全發(fā)展”的作用日趨顯著，有力促進(jìn)了全國(guó)安全生產(chǎn)繼續(xù)保持總體穩(wěn)定、趨于好轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 “十一五”是我國(guó)落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)、全面建設(shè)小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，安全生產(chǎn)同樣面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。安全發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)、前提和保障，堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作要始終堅(jiān)持依靠各級(jí)黨委政府、依靠相關(guān)部門、依靠企事業(yè)單位、依靠社會(huì)公眾廣泛參與和密切合作。努力推動(dòng)安全文化、安全法制、安全責(zé)任、安全科技、 安全投入等要素落實(shí)到位，提升安全保障能力，推動(dòng)科技進(jìn)步引領(lǐng)支撐安全生產(chǎn)。堅(jiān)持一手抓研發(fā)攻關(guān)，一手抓推廣應(yīng)用，典型引路、集成推廣，使那些技術(shù)成熟、先進(jìn)適用的科技成果盡快普及，轉(zhuǎn)化為有利于安全生產(chǎn)的先進(jìn)生產(chǎn)力。 國(guó)家安全 生產(chǎn) 監(jiān) 督 管 理 總局根據(jù)“十一五”安全生產(chǎn)科技發(fā)展規(guī)劃，圍繞安全生產(chǎn)“落實(shí)年”和“攻堅(jiān)年”的目標(biāo)任務(wù)，針對(duì)煤礦、非煤礦山、危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域安全生產(chǎn)技術(shù)的緊迫需求，確定了 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備、煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 、 礦井提升安全保護(hù)技術(shù)與裝備 、 礦山井下人員位置監(jiān)測(cè)技 術(shù)與裝備 、 非煤露天礦中深孔爆破開采技術(shù) 、危險(xiǎn)品和長(zhǎng)途客運(yùn)車輛行駛監(jiān)控技術(shù) 、 高安全性煙花爆竹藥劑與生產(chǎn)技術(shù) 、 重大危險(xiǎn)源監(jiān)控與應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng) 、 生產(chǎn)過(guò)程高可靠性安全管理體系 等 九項(xiàng)安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果 “十一五” 重點(diǎn)推廣方向，將進(jìn)一步促進(jìn)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新成果的研究與推廣應(yīng)用，這些優(yōu)秀科技成果的推廣將為安全生產(chǎn)形勢(shì)的好轉(zhuǎn)發(fā)揮積極的作用。 “ 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇” 將就上述 九項(xiàng)安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果重點(diǎn)推廣方向 進(jìn)行交流研討。本次論壇由 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局規(guī)劃科技司 主辦、 總局 通信信息中心承辦。 本匯編由 總局 通信信息中心編輯 發(fā)行 。 目 錄 目 錄 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 煤與瓦斯突出厚煤層群保護(hù)層開采與瓦斯預(yù)抽 防突技術(shù) . 張振龍 / 1 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) . 馬 平 /21 紅外氣體分析技術(shù)在煤礦甲烷檢測(cè)領(lǐng)域的創(chuàng)新 應(yīng)用 . 孟 偉 /25 礦井提升安全保護(hù)技術(shù)與裝備 礦井提升安全保護(hù)技術(shù)與裝備 . 賈福音 /28 礦山井下人員位置監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備 加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)安全 規(guī)范企業(yè)定員管理的新技術(shù) . 王 勇 /31 礦山井下人員位置監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備 . 陳榮光 /36 非煤露天礦中深孔爆破開采技術(shù) 非煤礦山開采爆破公害預(yù)測(cè)（飛石、地震等） 系統(tǒng) . 郭金峰 /42 危險(xiǎn)品和長(zhǎng)途客運(yùn)車輛行駛監(jiān)控技術(shù) 用高科技手段為危險(xiǎn)品運(yùn)輸保駕護(hù)航 . 富 斌 /47 重大危險(xiǎn)源監(jiān)控與應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng) 重大危險(xiǎn)源監(jiān)控與監(jiān)管關(guān)鍵技術(shù)成果匯報(bào)材料 . 吳宗之 /54 重大危險(xiǎn)源監(jiān)控與應(yīng)急救援指揮系統(tǒng) . 王三明 /60 生產(chǎn)過(guò)程高可靠性安全管理體系 生產(chǎn)崗位安全標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)項(xiàng)目 . 許 杰 /65 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 1 - 煤與瓦斯突出厚煤層群保護(hù)層開采與瓦斯預(yù)抽防突技術(shù) 鶴崗礦業(yè)集團(tuán) 有限責(zé)任 公司 張振龍 一、 南山煤礦及采 區(qū)自然狀況 鶴崗礦區(qū)南山煤礦為煤與瓦斯突出、易自燃 厚煤層群開采的典型礦井，現(xiàn)主要開采 15 號(hào)和 18 號(hào)煤層，其中 15 號(hào)層厚度 11 15m、 18 號(hào)層 12 14m，層間距平均 20 33m，均屬突出危險(xiǎn)煤層，其上、下均無(wú)可選擇的保護(hù)層開采條件。因此研究煤與瓦斯突出、厚煤層群保護(hù)層開采技術(shù)與瓦斯預(yù)抽防突技術(shù)對(duì)于確保礦井安全、高效開采具有重大意義。 盆底區(qū)位于南山礦井田中部，開采的煤層標(biāo)高為 -145-295m，區(qū)域南北長(zhǎng) 1650 m，東西寬 1010 m，區(qū)域 2 個(gè)主采煤層范圍為： 15 層：東至南 1斷層和南 13斷層上盤交面線，南至西二區(qū) 15 層五分段溜子道，西至南 14斷層 上盤交面線，北至北五區(qū) 15 層六分段溜子道和北外區(qū) 15層三分段設(shè)計(jì)溜子道。 18 層：東至南 1斷層和南 13 斷層上盤交面線，南至西二區(qū) 18 層四分段溜子道和 F46 斷層上盤交面線，西至南 F11斷層上盤交面線，北至北五區(qū) 18 層五分段下塊設(shè)計(jì)溜子道和北外區(qū) 18 層三分段設(shè)計(jì)溜子道。 盆底區(qū)南翼一分段位于盆底區(qū)南部 （圖 1） ，生產(chǎn)水平為三水平，開采煤層標(biāo)高為 -145-295m，區(qū)段走向長(zhǎng) 780m，傾斜長(zhǎng) 150m，煤炭?jī)?chǔ)量 130 萬(wàn)噸。該區(qū)段主采煤層為 15 號(hào)層和 18 號(hào)層，均為突出危險(xiǎn)煤層。該區(qū)上覆 11 層與 15 號(hào)層間距 100140 米，在本區(qū)范圍內(nèi)的工作面已于 1992 年前開采完畢，標(biāo)高在 -50 到 -110 之間； 12、 13、 14 層為不可采煤層；下部 15-3（ 18-1）層煤尚未采動(dòng)。 該區(qū)段回風(fēng)道下部為西二區(qū) 15 層五分段下塊， 15 號(hào)層頂分層于 2003 年 1 月 2004 年 3 月回采完畢，底板層于 2004年 1 月 2005 年 4 月初回采完畢。溜子道上部為盆底 區(qū)南翼二分段未采區(qū)。切眼右面為礦區(qū)井田東部邊界。停采線左面為 15 層未采區(qū)域。 該區(qū)域構(gòu)造較為簡(jiǎn)單， 15 號(hào)煤層厚度 712 米，傾角 4 22，煤層走向約 N75E。 盆底區(qū)南翼一分段試驗(yàn)區(qū)煤層采用兩 種防突開采方案分兩段開采。前段試驗(yàn)工作面采用基于保護(hù)層開采思想的分層開采技術(shù)，首采 15 層一分層作為保護(hù)層開采，使 15 層底分層得到保護(hù)和消除突出危險(xiǎn)，然后 15 層底分層采用綜采放頂煤技術(shù)進(jìn)行高效開采。后段試驗(yàn)工作面采用基于本煤層預(yù)抽的一次放頂煤開采技術(shù)，首先通過(guò) 15 號(hào)層的瓦斯預(yù)抽技術(shù)，消除 15 號(hào)層的突出危險(xiǎn)，然后采用綜采放頂煤一次采全高技術(shù)高效開采 15 號(hào)層。通過(guò) 15 號(hào)層的安全開采，作為 18 號(hào)煤層的保護(hù)層開采，從而使 18 號(hào)煤層得到保護(hù)和消除突出危險(xiǎn)，滿足綜采放頂煤一次采全高高效開采技術(shù)的使用條件，最終實(shí)現(xiàn)高瓦斯、 易自燃突出厚煤層群的安全、高效開采。 前一種基于解放層開采的分層開采技術(shù)將豐富厚煤層群開采無(wú)保護(hù)層開采條件時(shí)的合理、安全、高效開采問(wèn)題，后一種基于本煤層預(yù)抽的一次放頂煤開采技術(shù)將大大簡(jiǎn)化厚煤層群分層開采的工藝，減少煤層自燃發(fā)火的幾率，若試驗(yàn)成功，將是對(duì)原研究計(jì)劃的拓展和豐富，研究結(jié)果將更具指導(dǎo)意義和示范作用。 - 2 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 回風(fēng)巷剖面H1.5 45 -190-200-210-220-170-160-230-240-200-210-220212236351722162630181715226303015301511301441530221612182215141524303022-161.4-202.7-192.34F722-143.64F724-142.4-145.54D7554D757-155.24D758-152.911-179.517301525層15-215-2層18-2層層18-218-2層189.40-246.9013-110平水三水倉(cāng)機(jī) 道三 水 平 中 部 機(jī) 道 下 山三 水 平 中 部 軌 道 下 山22層層033235隊(duì)235隊(duì)15-2西二區(qū) 層五分段底板層0.801.00盆底區(qū)南翼七層一分段153220三 水 平 機(jī) 道 下 山4F723機(jī)道162217-226.10-520.70三 水 平 南 翼 軌 道 下 山2723215V74318-2-155.20.404.104.201.202.500.800.40初期停采線一 分 層 停 采 線切 眼初 期 溜 子 道后 期 溜 子 道初 期 回 風(fēng) 道后 期 溜 子 道初 期 瓦 斯 尾 巷后 期 瓦 斯 尾 巷施工道初 期 入 風(fēng)初期回風(fēng)反上初期尾巷上山后期皮帶道后期入風(fēng)上山后期回風(fēng)反上設(shè)計(jì)停采線-143.0-167.3F2H=1.5m4565H=5.5mF1-196.6上架子道-193.3-200.9-216.1-231.5-233.6一分 層停 采線煤層 分叉 線18層18層一 分 層 停 采 線煤 層 分 叉 線-142.4后 期 溜 子 道后期皮帶道后期尾巷反上后 期 回 風(fēng) 道后 期 頂 板 尾 巷-173.0-153.0一分層回風(fēng)反上初期回風(fēng)反上尾巷上山一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼-153.0后期回風(fēng)反上設(shè) 計(jì) 停 采 線設(shè) 計(jì) 停 采 線三 水 平 灌 漿 道一分層 切眼切眼溜 子 道頂 板 煤 柱 瓦 斯 尾 巷一 分 層 回 風(fēng) 道-280機(jī)道初 期 煤 倉(cāng)初期入風(fēng)一分層入風(fēng)道子溜道子溜層分一初期施工道一分層施工道一分層 切眼切眼-216.6-217.8-200.818層-214.8-194.0-192.2-209.1-231.50-196.915-2層-231.0-196.0-230.9018層-190.0-184.5-230.20-187.415-2層-186.8-201.1-202.3-207.4-209.9-209.8-204.3-202.1-201.3-198.3-196.3-196.7-193.35V7285V7355V7365V7395V7425V7435V7445V7475V7485A7395A7255A723-213.1-201.30-193.1-188.5-167.3-167.1-179.3-190.0-208.5-212.4-217.0-220.5-211.6-231.6-233.7-196.6-190.9-192.0-195.3-198.5-198.4-194.7-234.3-193.6-190.7-234.2-199.1頂-167.7-195.10-189.70-184.20溜子道剖面5D703-222.5-215.55D708-225.85D711-230.4-222.85D712-233.75D713-235.3-228.05D714-238.3-231.65D715-240.85D720-240.8-233.35D721-242.4-235.6-242.75D723-240.7-233.6-238.9-228.8-238.65A710-225.75A711-234.4-223.1-274.2頂-275.8-258.2-256.5-210.0-211.9-277.8-243.5-253.0-256.3-256.4-256.5-256.2-255.2-255.7-252.5-242.3-235.9-220.2-223.4-256.2-229.0-229.0-229.3-228.9-156.0-248.0-225.0-248機(jī)道-225機(jī)道-240圖 1 盆底區(qū)南翼 15#一分段工作面平面及剖面圖 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 3 - 二、 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及臨界值研究 1. 15 號(hào) 層鉆屑解吸規(guī)律的實(shí)驗(yàn)室考察 為了確定 鉆屑解吸指標(biāo) h 2同充氣瓦斯壓力 P、瓦斯放散初速度 P 、煤堅(jiān)固性系數(shù) f 之間的關(guān)系，從盆底區(qū)北五外區(qū)綜放面回風(fēng)道采取煤樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)室對(duì)煤樣除了測(cè)定 P 、f 值外，對(duì)煤樣分別充以 0.11.4MPa 之間不同的瓦斯壓力，吸附平衡 48h 以上，然后考察 h 2同壓力 P 之間的變化關(guān)系，考察測(cè)定 5 個(gè)點(diǎn)。各參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見表 1，煤樣鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) h 2同瓦斯壓力 P 的關(guān)系見圖 2。 2. 突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)的跟蹤考察及結(jié)果分析 （ 1） 跟蹤考察結(jié)果 跟蹤考察了盆底區(qū)南翼 15 號(hào) 層一段底板層回風(fēng)道、溜子道，南翼 15 號(hào) 層一段 一分層切眼、溜子道、機(jī)道，南翼 15 號(hào) 層一分段一分層工作面以及其它地點(diǎn)的掘進(jìn)過(guò)程，測(cè)定了鉆屑解吸指標(biāo) h 2、鉆屑量 S 和鉆孔瓦斯涌出初速度指標(biāo) q，同時(shí)考察了巷道掘進(jìn)過(guò)程中煤層地質(zhì)構(gòu)造及產(chǎn)狀變化及突出預(yù)測(cè)、措施效果檢驗(yàn)過(guò)程中噴孔、夾鉆、片幫、瓦斯異常等煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象，具體考察測(cè)定 63 組預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) ，其 預(yù)測(cè)指標(biāo)超標(biāo) 情況見圖 3-圖 5（圖中直線為各指標(biāo)的預(yù)測(cè)臨界線，直線以上為預(yù)測(cè)有突出危險(xiǎn)）。 表 1 煤樣實(shí)驗(yàn)室參數(shù)考察結(jié)果 煤樣名稱 吸附平衡 瓦斯壓力 （ MPa） h 2 ( Pa ) f K P 1#煤樣 ： 盆底區(qū)南翼 15#層一分段底板層工作面 0.10 160 0.48 9.65 4.63 0.50 360 0.77 440 1.02 480 1.40 540 2#煤樣： 北五外區(qū) 15#層綜放面回風(fēng)道 0.22 100 0.28 27.86 7.80 0.37 140 0.70 220 1.02 260 1.45 300 02004006000.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6P(MPa)h2(Pa)1 # 煤 樣 2 # 煤 樣圖 2 煤樣瓦斯解吸指標(biāo) h2 同吸附瓦斯壓力 P 關(guān)系曲線 - 4 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 01002003004005000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65N( 次 )h2(Pa)圖 3 鉆屑解吸指標(biāo) h2 預(yù)測(cè)分布圖（臨界值為 200） 0510152025300 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65N( 次 )S(kg/ma)圖 4 鉆屑量 S 預(yù)測(cè)分布圖（臨界值為 6） 02468100 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65N( 次 )q(l/min)圖 5 鉆孔瓦斯涌出初速度 q 預(yù)測(cè)分布圖（臨界值為 4.5） （ 2） 突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及臨界值分析 突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)是指對(duì)某一礦井突出煤層工作面進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，能夠明顯區(qū)分出突出危險(xiǎn)和非突出危險(xiǎn)的突出預(yù)測(cè)指標(biāo)，即在突出危險(xiǎn)和非危險(xiǎn)工作面實(shí)測(cè)該 指標(biāo)的值無(wú)交叉或交叉區(qū)域較少。標(biāo)志突出危險(xiǎn)的指標(biāo)最小值即為突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)臨界值。 工作面突出預(yù)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)的臨界值，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定資料確定。由于各突出礦井煤層地質(zhì)賦存條件的差異，敏感指標(biāo)及其突出臨界值也是不同的。因此根據(jù) 15 號(hào) 層采掘?qū)嶋H情況開展工作面預(yù)測(cè)，確定該煤層適用的突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及其臨界值。 用 “ 三率 ” 法和灰色關(guān)聯(lián)分析法，根據(jù)突出預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì) 15 號(hào) 層的突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及臨界值進(jìn)行分析研究。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室考察研究相結(jié)合，利用 “ 三率 ” 法和灰色關(guān)聯(lián)分析方法，分煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 5 - 析確定了南山煤礦 15 號(hào) 層的突出預(yù)測(cè)敏感 指標(biāo)及臨界值，分析結(jié)果如下： （ 1） 通過(guò) “ 三率 ” 法分析預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法，鉆屑解吸指標(biāo) h2 和鉆屑量 S 敏感性相對(duì)較好。 （ 2） 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果，其臨界值定為 360Pa 是可行的；鉆屑量 S 值成功地預(yù)測(cè)到了沖擊地壓的發(fā)生，從防沖擊地壓考慮，其臨界值仍為 6.0kg/m。 （ 3） 實(shí)驗(yàn)室分析得出鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) h2 同瓦斯壓力及突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo) K 之間更好地符合以下關(guān)系： 0948.05321.02 94.3 2 6 KPh 。 （ 4） 由于 15#層已進(jìn)行了瓦斯抽放，所得出的結(jié)果只對(duì) 預(yù)抽煤層的效果檢驗(yàn)有一定的指導(dǎo)意義，對(duì)于原始煤層，其敏感性和臨界指標(biāo)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證 三、 15 號(hào)層一分層回采工作面采前瓦斯預(yù)抽防突技術(shù) 1. 15 號(hào)層一分層回采工作面采前瓦斯預(yù)抽防突技術(shù) 盆底區(qū)南翼 15 層一分段區(qū)段 工作面布置見圖 1。 該區(qū)段自 2003 年 10月 28 日開始進(jìn)行了煤層瓦斯預(yù)抽，到開采前（ 2004 年 12 月末）區(qū)域瓦斯預(yù)抽率為 10.3%，沒有達(dá)到細(xì)則規(guī)定的防突預(yù)抽率指標(biāo) 25%。經(jīng)充分的研究與論證，確定該區(qū)段 15 號(hào)煤層前段 445m 采用基于保護(hù)層開采思想的分層開采技術(shù)，首采 15 層一分層作為保護(hù)層開采，以實(shí)現(xiàn) 15 號(hào)底分層消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，滿足綜采放頂煤開采技術(shù)條件，探索、研究厚煤層群無(wú)保護(hù)層開采條件下的保護(hù)層開采技術(shù)。 15 號(hào)層一分層回采工作面區(qū)域采前進(jìn)行了瓦斯預(yù)抽，預(yù)抽方法為底板穿層鉆孔預(yù)抽。 在該區(qū)段15 號(hào)層底板巖石巷布置鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)內(nèi)向 15 號(hào)層布置 穿層鉆孔。鉆場(chǎng)間距一般為 50 m，每個(gè)鉆場(chǎng)布置 1520 個(gè)鉆孔。鉆孔布置為上下兩排，終孔位于煤層頂板，間距 15m，鉆孔直徑 75 mm。在 15號(hào)層一分層回采工作面區(qū)域 布置 10 個(gè)鉆場(chǎng)抽放， 240 個(gè)抽放鉆孔，鉆場(chǎng)位置及鉆孔參數(shù)見圖 6。各鉆場(chǎng)自 2003 年 10 月 28 日開始 相繼投入抽放，抽放期間，鉆孔抽放濃度平均為 71%，單孔瓦斯抽放純量為 0.0090.0 12 m3 /min。截止 15 號(hào)層一分層回采工作面開始回采，平均抽放 422.7 天， 共預(yù)抽瓦斯 154.7 萬(wàn) m3，該區(qū)域瓦斯預(yù)抽率為 10.3%。 運(yùn)輸機(jī)道運(yùn)輸機(jī)道切眼回風(fēng)巷入風(fēng)巷圖 6 15 號(hào)層一分段預(yù)抽鉆孔布置圖 - 6 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 2. 15 號(hào)層一分層開采過(guò)程中瓦斯治理與抽放技術(shù) 15 號(hào)層一分層回采工作面為 15 層的首采工作面，雖然在采前進(jìn)行了預(yù)抽，但預(yù)抽率僅在 10%左右，因此開采過(guò)程中瓦斯涌出量仍較大， 根據(jù)預(yù)測(cè)計(jì) 算并結(jié)合礦井類似回采工作量的瓦斯涌出情況，預(yù)計(jì)該回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到 40 m3/min 左右。因此應(yīng)根據(jù)采場(chǎng)瓦斯來(lái)源，采取瓦斯綜合治理技術(shù)進(jìn)行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風(fēng)稀釋和專用瓦斯巷排放的瓦斯綜合治理技術(shù)。 （ 1） 通風(fēng)稀釋瓦斯 回采期間工作面配風(fēng) 15802670m3/min，回風(fēng)風(fēng)量 7801890m3/min，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葹?.31.0%，風(fēng)排瓦斯絕對(duì)量為 21.645.1m3/min，平均為 26.8m3/min。通過(guò)通風(fēng)稀釋，有效地處理了采場(chǎng)瓦斯。工作面 自 2005 年 1 月 1 日開始回采， 2005 年 7 月 3 日停采，累計(jì)風(fēng)排瓦斯約為 284 萬(wàn)m3。 （ 2） 專用瓦斯巷排放瓦斯 在 15 號(hào)層底板巖層布置專用瓦斯排放巷，與工作面回風(fēng)道外錯(cuò) 2030 m。從工作面回風(fēng)道向?qū)Ｓ门磐咚瓜锼?4 個(gè)立眼作為聯(lián)絡(luò)巷，間距為 100m，專用排瓦斯巷與總回風(fēng)道相連進(jìn)行瓦斯排放（圖7）。專用排瓦斯巷巷道形狀為拱型，斷面積 8m2，巷道支護(hù)采用 U 型鋼架棚支護(hù)?；夭善陂g，專用排瓦斯巷配風(fēng) 3601400m3/min，瓦斯?jié)舛葹?1.52.5%，排放瓦斯絕對(duì)量為 8.0033.56m3/min，累計(jì)排放瓦 斯為 422 萬(wàn) m3。 - 1 8 9 . 7 0- 2 3 4 . 2- 1 9 0 . 7- 2 3 4 . 3- 2 3 3 . 7- 2 3 1 . 6- 2 2 0 . 5一分層停采線一分層回風(fēng)反上一分層立眼一分層立眼一分層立眼一分層立眼三 水 平 灌 漿 道一分層切眼一 分 層 回 風(fēng) 道圖 7 一分層立眼、回風(fēng)道剖面圖 一分層停采線9 鉆 場(chǎng)8 鉆 場(chǎng) 7 鉆 場(chǎng)6 鉆 場(chǎng) 5 鉆 場(chǎng) 4 鉆 場(chǎng) 3 鉆 場(chǎng) 2 鉆 場(chǎng) 1 鉆 場(chǎng)回風(fēng)巷入風(fēng)巷入風(fēng)巷22切眼1 5 號(hào) 層 一分 層1 5 號(hào) 層 底分 層回風(fēng)巷圖 8 15 號(hào)層一分層回采期間入風(fēng)巷邊采邊抽鉆孔布置圖 （ 3） 瓦斯抽放技術(shù) 順層交叉鉆孔沿工作面進(jìn)風(fēng)巷布置，在工作面進(jìn)風(fēng)巷共布置 9 個(gè)抽放鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)間距 40m，每煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 7 - 個(gè)鉆場(chǎng)布置 20 個(gè)抽放鉆孔，鉆孔分上下兩排，每排各 10 個(gè)鉆孔，每排鉆孔按 140 度均勻呈扇形布置，并形成交叉鉆孔。上排鉆孔沿工作面煤層打入煤層頂板，終孔位置距離回風(fēng)巷 25m； 下排鉆孔沿煤層打入底分層中部，終孔位置距離回風(fēng)巷 25m，鉆孔直徑為 75 mm。共布置 167 個(gè)鉆孔，入風(fēng)巷瓦斯抽放鉆孔布置見圖 8。抽放期間，鉆孔瓦斯?jié)舛葹?51%，單孔瓦斯抽放量為 0.0350.038m3 /min，回采期間瓦斯抽出絕對(duì)量平均為 1.87m3/min，回采期間共抽放瓦斯 49.1 萬(wàn)立方米。 鉆孔沿回風(fēng)巷布置，布置 8 個(gè)鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)間距 50m，每個(gè)鉆場(chǎng)布置 12 個(gè)鉆孔，分上下兩排，扇形布置。迎向回采工作面方向向頂板冒落拱上方的冒落破壞帶打鉆，以捕集處于冒落破壞帶上部和裂隙帶內(nèi)來(lái)自 15 層底板層和 13 層、 18 層等上下鄰近層涌入采空區(qū)的高濃度瓦斯。上排鉆孔終孔距離煤層頂板 25m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在裂隙帶內(nèi)；下排鉆孔終孔距離煤層頂板 15m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在冒落破壞帶上部。抽放鉆孔直徑為 75mm。抽放期間，鉆孔瓦斯?jié)舛?550%，單孔抽放量為 0.040.05m3 /min，瓦斯抽出絕對(duì)量平均為 1.51m3/min，共抽放瓦斯 39.6 萬(wàn)立方米。 該工作面一分層正常開采期間，工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量為 30m3/min，平均相對(duì)瓦斯涌出量為 45.6m3/t。其中，本煤層瓦斯涌出量為 8.0m3/min，占總瓦斯涌出量的 26.7%；鄰近層瓦斯涌出量為 22m3/min，占總瓦斯涌出量的 73.3%。，回采期間最大瓦斯涌出量高達(dá) 48 m3/min。通過(guò)采前預(yù)抽、邊采邊抽、通風(fēng)稀釋和專用瓦斯巷排放瓦斯的綜合技術(shù)，有效地治理了采場(chǎng)瓦斯。工作面自 2004 年12 月 31 日開始回采至 2005 年 7 月 3 日到停采線采畢，實(shí)現(xiàn)了安全開采，開采原煤 18 萬(wàn)噸。 通過(guò) 15 號(hào)層一分層的安全開采，使該區(qū)段煤層瓦斯釋放達(dá)到 59.4%， 15 號(hào)層一分段底分層的瓦斯含量和壓力顯著降低，為 15 號(hào)層底分層消除突出危險(xiǎn)和放頂煤開采的瓦斯治理提供了有 利條件。 3. 15 號(hào)層一分層保護(hù)層開采保護(hù)范圍與消突效果檢驗(yàn) （ 1） 15 號(hào)層一分段一分層保護(hù)作用的有效層間垂距 南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號(hào)層一分段一分層煤層厚度 2m，平均傾角 13 ，工作面長(zhǎng)度 155m，開采深度 500 570m，平均 535m。 經(jīng)計(jì)算 盆地區(qū)南翼 15 號(hào)層一分段一分層開采保護(hù)層后垂直方向的最大有效保護(hù)距離為 55.6m， 15 號(hào)層底分層及下鄰近層 18 號(hào)突出厚煤層（ 15 號(hào)層與 18 號(hào)層間距 2033m）均處于保護(hù)層的垂直方向有效保護(hù)距離之內(nèi)，說(shuō)明 15 號(hào)層一分層的開采可對(duì)底分層和 18 號(hào)突出厚煤層起到保護(hù)作用。 為了進(jìn)一步考察 15 號(hào)層一分層保護(hù)層開采后對(duì)采空區(qū)底板巖（煤）層的破壞作用，通過(guò)理論計(jì)算和相似模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)采空區(qū)底板支承壓力破壞深度 Hmax（ m）及位置 Rmax（ m）進(jìn)行了計(jì)算分析 得出：Hmax 29. 2m， Rmax=14.9m。 計(jì)算表明，南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號(hào)層一分段一分層回采后，底分層煤層（平均厚 8.6 m）全部處于支承壓力作用破壞區(qū)內(nèi)，起到了充分卸壓和釋放煤體瓦斯的作用。 （ 2） 15 號(hào)層一分段一分層保護(hù)層開采對(duì)底分層傾斜方向保護(hù)范圍的確定 一分層開采后對(duì)底分層傾斜方向的保護(hù)范圍確定如下：頂分層工作 面長(zhǎng) 155m，距底分層 8.6m，煤層傾角 13， 3 75， 4 75，則底分層工作面長(zhǎng) L=155-2 （ 8.6/tan75 ） =150.4m。 - 8 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 （ 3） 15 號(hào)層一分段一分層保護(hù)層開采對(duì)底分層走向方向保護(hù)范圍確定 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和防突指標(biāo)考察 ， 一分層的始采線和采止線按 5=56 劃定。切眼處煤層走向傾斜角度為 4，因此保護(hù)范圍界線與水平夾角為 60，由煤厚 8.6m 可得保護(hù) 范圍界線長(zhǎng)為 10.32m，由此可得內(nèi)錯(cuò)距離為 5.16m。停采線處煤層走向傾斜角度為 5，因此夾角為 61，保護(hù)范圍界線長(zhǎng)為 10.32m，由此可得內(nèi)錯(cuò)距離為 5.00m。一分層工作面包括切眼實(shí)際長(zhǎng)為 435m，因此，底板層煤層走向保護(hù)范圍長(zhǎng)度約為 425m。 圖 8-1 沿傾斜保護(hù)范圍 圖 8-2 底分層走向保護(hù)范圍 圖 8-3 垂直保護(hù)距離示意圖 （ 4） 15 號(hào)層一分段一分層對(duì)底分層保護(hù)效果 15 號(hào)層一分段一分層開采，為 15 號(hào)層底分層開采過(guò)程中的瓦斯治理和消突起到了顯著的保護(hù)作用。經(jīng)計(jì)算，通過(guò) 15 號(hào)層一分段一分層的保護(hù) 開采，使該區(qū)段 15 煤層瓦斯釋放 59.4%。經(jīng)測(cè)試，剩余底分層煤層瓦斯含量由原始煤層瓦斯含量 11.2m3/t 降為 5.4m3/t，煤層瓦斯壓力由原始?jí)毫?.8Mp 降至 0.46Mp，煤層瓦斯含量和壓力顯著降低。經(jīng)多次保護(hù)效果的檢驗(yàn)，突出指標(biāo)均在臨界值以下，確定 15 底分層已經(jīng)消除突出危險(xiǎn)， 15 底分層回采工作面為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面 。保護(hù)范圍如圖 8。 四、 15 號(hào)層底分層 放頂煤 回采工作面 瓦斯治理技術(shù) 15 號(hào)層一分段一分層開采實(shí)現(xiàn)了 15 號(hào)層底分層的消突和瓦斯釋放，底分層的開采已經(jīng)充分滿足了 綜采放頂煤開采的技術(shù)條件和生產(chǎn)條件， 決定 15 號(hào)層底分層的開采采用 一次放頂煤開采 技術(shù)方案。 1. 15 號(hào)層底分層采前瓦斯預(yù)抽防突技術(shù) 15 號(hào)層底分層回采工作面區(qū)域采前進(jìn)行了瓦斯預(yù)抽，預(yù)抽方法為底板穿層鉆孔預(yù)抽。 在該區(qū)段一分層回風(fēng)巷一分層入風(fēng)巷保護(hù)層底板突出層巖石層1 8 號(hào) 突 出 層底分層回風(fēng)巷底分層入風(fēng)巷卸壓角卸壓角56一分層停采線一分層切眼一分層停采線底分層一分層切眼61605 . 1 6 m5m56底分層一分層巖石層1 8 號(hào) 層55.6m2m21m54.6m保護(hù)線煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 9 - 15 號(hào)層底板巖石巷布置鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)內(nèi)向 15 號(hào)層布置 穿層鉆孔。鉆場(chǎng)間距一般為 50 m，每個(gè)鉆場(chǎng)布置 1520 個(gè)鉆孔。鉆孔布置為上下兩排，終孔位于煤層頂板，間距 15m，鉆孔直徑 75 mm。在 15號(hào)層一分段回采工作面區(qū)域共 布置 10 個(gè)鉆場(chǎng)抽放， 240 個(gè)抽放鉆孔，鉆場(chǎng)位置及鉆孔參數(shù)見圖 9。 運(yùn)輸機(jī)道運(yùn)輸機(jī)道切眼回風(fēng)巷入風(fēng)巷圖 9 鉆場(chǎng)位置布置圖 各鉆場(chǎng)自 2003 年 10 月 28 日開始相繼投入抽放，抽放期間，鉆孔抽放濃度平均為 71%，單孔瓦斯抽放純量為 0.0090.012 m3 /min。截止 15 號(hào)層一分層回采工作面采畢，平均抽放 422.7 天， 共預(yù)抽瓦斯 154.7 萬(wàn) m3，該區(qū)域瓦斯預(yù)抽率為 12.0%。 2. 15 號(hào)層底分層回采巷道掘進(jìn)瓦斯治理與抽放技術(shù) （ 1） 入風(fēng)巷 掘進(jìn)期間 瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，瓦斯絕對(duì)涌出量為 0.5465.546 m3/min，平均涌出量 1.87 m3/min，此間風(fēng)排瓦斯量約為 40.6 萬(wàn) m3。 回 風(fēng) 掘進(jìn)期間 巷瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，瓦斯絕對(duì)涌出量為 0.275 4.32 m3/min，平均涌出量1.45 m3/min，此間風(fēng)排瓦斯量約為 36.4 萬(wàn)立方米。尾巷瓦斯?jié)舛葹?0.1% 0.99%，瓦斯絕對(duì)涌出量為 0.2m3/min 4.1m3/min，平均涌出量 0.87m3/min，此間風(fēng)排瓦斯量約為 10.1 萬(wàn)立方米 ，如圖 10。 由以上計(jì)算綜合得出南山煤礦盆地區(qū)南翼七層一分段底分層掘進(jìn)期間共風(fēng)排瓦斯 110.6 萬(wàn)立方米。 0 50 100 150 200 250 3000 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 53 . 03 . 54 . 0圖 10 底分層巷道掘 進(jìn)期間瓦斯涌出規(guī)律 專用排瓦斯巷 回風(fēng)巷 入風(fēng)巷 瓦斯涌出量（ m3/min） 與工作面距離（ m） - 10 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 （ 2） 15 號(hào)一分層與底分層回采巷道掘進(jìn)瓦斯涌出情況對(duì)比分析 一分層保護(hù)層的開采，對(duì)于底分層瓦斯的充分釋放起到了決定性作用，處于保護(hù)層保護(hù)范圍內(nèi)的底分層其煤層瓦斯含量顯著降低，瓦斯釋放的效果在一分層原始煤體巷道掘進(jìn)與保護(hù)層開采完畢后處于保護(hù)范圍內(nèi)底分層巷道掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量中可得到明顯的對(duì)比（圖 11，圖 12）。 通過(guò)對(duì)比可以看出，一分層與底分層入風(fēng)巷掘進(jìn)期間瓦斯絕對(duì)涌出量變化較大。一分層入風(fēng)巷掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量呈逐漸上升趨勢(shì)，而底分層入風(fēng)巷掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量則呈逐漸下降趨勢(shì)；從平均瓦斯絕對(duì) 涌出量來(lái)看，底分層入風(fēng)巷掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量較一分層降低 14%。分析原因?yàn)椋阂环謱尤腼L(fēng)巷掘進(jìn)為原始煤體，瓦斯含量較大，所以瓦斯涌出量高，而底分層掘進(jìn)巷道處于一分層的保護(hù)范圍內(nèi)，大量的煤體瓦斯涌向一分層采空區(qū)，導(dǎo)致瓦斯絕對(duì)涌出量明顯減少。 回風(fēng)巷掘進(jìn)雖然呈現(xiàn)一分層回風(fēng)巷掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量呈逐漸上升趨勢(shì)，底分層回風(fēng)巷掘進(jìn)瓦斯絕對(duì)涌出量則呈逐漸下降趨勢(shì)，但平均絕對(duì)瓦斯涌出量則很相近。分析原因認(rèn)為，回風(fēng)巷鄰近西二區(qū)采空區(qū)，煤層瓦斯大量涌入西二區(qū)采空區(qū)，造成一分層回風(fēng)巷平均瓦斯涌出量與底分層較為相近。 0 50 100 150 200 250 300 350 4000 . 51 . 01 . 52 . 02 . 53 . 03 . 54 . 0圖 11 頂分層、底分層入風(fēng)巷掘進(jìn)期間瓦斯絕對(duì)涌出量對(duì)比圖 0 100 200 300 4000 . 51 . 01 . 52 . 02 . 5圖 12 一分層、底分層回風(fēng)巷掘進(jìn)期間瓦斯絕對(duì)涌出量對(duì)比圖 一分層 底分層 瓦斯涌出量（ m3/min） 與工作面距離（ m） 瓦斯涌出量（ m3/min） 與工作面距離（ m） 一分層 底分層 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 11 - 鉆場(chǎng)工作面工作面鉆場(chǎng)頂板掘進(jìn)巷道掘進(jìn)巷道圖 13 邊掘邊抽鉆孔布置圖 （ 3） 15 號(hào)層底分層回采巷道掘進(jìn)瓦斯抽放技術(shù) 底分層入風(fēng)巷掘進(jìn)初期，在入風(fēng)巷側(cè)布置 3 個(gè)鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)布置 20 個(gè)鉆孔，向煤體打全煤孔，進(jìn)行邊掘邊抽，鉆場(chǎng)具體布置如 圖 13。瓦斯 抽放濃度為 68， 瓦 斯平均抽放率為 38.5%，共抽放瓦斯 15.5 萬(wàn) m3。 3. 15 號(hào)層底分層開采過(guò)程中瓦斯綜合治理與抽放技術(shù) 15 號(hào)層底分層回采工作面通過(guò)采前預(yù)抽和一分層的保護(hù)開采，煤層瓦斯含量 降低到 4.6 m3/t，預(yù)測(cè)該回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到 15 m3/min 左右。因此應(yīng)根據(jù)采場(chǎng)瓦斯來(lái)源，采取瓦斯綜合治理技術(shù)進(jìn)行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風(fēng)稀釋和專用瓦斯巷排放的瓦斯綜合治理技術(shù)。 （ 1）通風(fēng)稀釋瓦斯 該工作面配風(fēng) 600min，回風(fēng)風(fēng)量為 3851100m3/min，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，風(fēng)排瓦斯絕對(duì)量為 0.398.83m3/min，平均 5.0m3/min。通過(guò)通風(fēng)稀釋，有效地處理了采場(chǎng)瓦斯。工作面自2006 年 01 月 16 日開始回采， 2006 年 07月 04日結(jié)束，回風(fēng)累計(jì)排放瓦斯量約為 120萬(wàn) m3。 （ 2）專用瓦斯巷排放瓦斯 根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室形似模擬與方案比較，設(shè)計(jì)在 15 號(hào)層頂板與一分層工作面回風(fēng)巷外錯(cuò) 15m 布置全煤專用瓦斯排放巷，用聯(lián)絡(luò)巷與回風(fēng)巷相連，對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行排放，專用排瓦斯巷與總回風(fēng)巷相連。聯(lián)絡(luò)巷間距 100 m?；夭善陂g，專用排瓦斯巷配風(fēng) 110417m3/min，瓦斯?jié)舛葹?.52.5%，排放瓦斯絕對(duì)量為 0.815.26m3/min，平均 3.0m3/min。累計(jì)排放瓦斯量約為 73.6萬(wàn) m3。 （ 2） 瓦斯抽放技術(shù) 根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算與方案比較，設(shè)計(jì)在進(jìn)、回風(fēng)巷沿 15 號(hào)煤層扇形布置鉆場(chǎng) 5 個(gè)，共 90 個(gè)鉆孔。其中進(jìn)風(fēng)巷布置 3 個(gè)，間距 40m，每個(gè)鉆場(chǎng)順煤層傾向布置 10 個(gè)抽放鉆孔，每排鉆孔按 140均勻呈扇形布置，并形成交叉鉆孔，終孔位置距離回風(fēng)巷 25m，鉆孔直徑為 75 mm?；仫L(fēng)巷布置 2 個(gè)，間距 40m， 每個(gè)鉆場(chǎng)布置 12 個(gè)高位鉆孔，分上下兩排，扇形布置。迎向回采工作面方 向向頂板冒落拱上方的冒落破壞帶打鉆，以撲集處于冒落破壞帶上部和裂隙帶內(nèi)來(lái)自 15 層頂板層和 13 層、 18 層- 12 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 等上下鄰近層涌入采空區(qū)的高濃度瓦斯。上排鉆孔終孔距離煤層頂板 25m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在裂隙帶內(nèi)；下排鉆孔終孔距離煤層頂板 15m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在冒落破壞帶上部。抽放鉆孔直徑為 75mm，布置方式如圖 14。 工作面 回風(fēng)巷入風(fēng)巷回風(fēng)巷入風(fēng)巷采空區(qū)一分層采空區(qū)一分層采空區(qū)工作面鉆場(chǎng)1鉆場(chǎng)2底分層工作面圖 14 底分層工作面邊采邊抽布置圖 15 號(hào)層底分層邊采邊抽鉆孔在抽放過(guò)程中，鉆孔瓦斯?jié)舛容^低，一般在 810%左右，單 孔抽放量?jī)H為 0.010.02 m3/min，抽放效果不明顯，僅靠通風(fēng)和專用瓦斯排放巷排放就可以有效解決瓦斯問(wèn)題。表明通過(guò)底板穿層鉆孔預(yù)抽和一分層的保護(hù)開采，已經(jīng)顯著降低了底分層的瓦斯含量，不需依靠邊采邊抽技術(shù)就可以解決瓦斯問(wèn)題，因此回采后期決定停止抽放。 回采期間，隨著工作面的推進(jìn)和周期來(lái)壓，工作面瓦斯涌出量有規(guī)律的變化，但總體平穩(wěn)。工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量為 1.212 m3/ min，平均為 8.1m3/min；工作面相對(duì)瓦斯涌出量為0.9428.16m3/t，平均為 3.3m3/t。 與盆底區(qū)南翼一分段 15 號(hào)層一分層開采時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量相比，底分層絕對(duì)瓦斯涌出量降低了 73.3%，說(shuō)明一分層保護(hù)開采的效果顯著。 15 號(hào)層一分層保護(hù)層開采技術(shù)實(shí)施后，底分層被確定為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面，防突措施工程量減少了 50%，達(dá)到攻關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。 盆底區(qū)南翼一分段 15 號(hào)層底分層綜采放頂煤回采工作面通過(guò)采用預(yù)抽、保護(hù)層開采、通風(fēng)稀釋和專用瓦斯巷排放瓦斯的綜合治理技術(shù)，有效地治理了采場(chǎng)瓦斯。工作面自 2006年 01月 16 日回采， 2006 年 07 月 04 日到停采線采畢，開采原煤 61.4 萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了安全、高效開采，試驗(yàn)獲得成功，達(dá)到了各項(xiàng)攻 關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。該工作面的安全、高效開采，又進(jìn)一步對(duì) 18 號(hào)突出厚煤層的消突起到了保護(hù)作用，為實(shí)現(xiàn) 15 號(hào)和 18 號(hào)厚煤層群的合理、安全、高效開采創(chuàng)造了十分有利的條件。 五、 本煤層預(yù)抽 瓦斯消出 突出 的 厚煤層放頂煤一次采全高開采與瓦斯綜合治理技術(shù) 對(duì)于煤與瓦斯突出厚煤層群開采來(lái)說(shuō)，在滿足規(guī)程規(guī)定采用綜采放頂煤開采技術(shù)是各生產(chǎn)礦井首選的高效開采技術(shù)方案，但基于預(yù)抽本煤層瓦斯預(yù)抽 后 的突出煤層綜采放頂煤開采尚缺少有煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 13 - 效的研究與實(shí)踐，在預(yù)抽防突機(jī)理、防突指標(biāo)與防突范圍確定、保護(hù)效果檢驗(yàn)等方面仍需要深入、系統(tǒng)研究。因此，通 過(guò)示范研究與實(shí)踐，探索與研究煤與瓦斯突出、厚煤層群開采條件下，特別是無(wú)保護(hù)層開采條件的情況下基于預(yù)抽本煤層瓦斯的突出煤層綜采放頂煤開采技術(shù)和瓦斯抽采技術(shù)勢(shì)在必行。 南山礦盆底區(qū)南翼 15 層一分段區(qū)段走向長(zhǎng) 870 m，該分段的前段 445 米在已經(jīng)成功進(jìn)行了基于保護(hù)層開采思想的突出厚煤層開采技術(shù)后，后段試驗(yàn)工作面將采用基于本煤層預(yù)抽的一次放頂煤開采技術(shù)，首先通過(guò) 15 號(hào)層的瓦斯預(yù)抽技術(shù)，消除 15 號(hào)層的突出危險(xiǎn)，然后采用綜采放頂煤一次采全高技術(shù)高效開采 15 號(hào)層。通過(guò) 15 號(hào)層的安全開采，作為 18 號(hào)煤層的保護(hù)層開采，從而使 18 號(hào)煤層得到保護(hù)和消除突出危險(xiǎn)，滿足綜采放頂煤高效開采技術(shù)的使用條件。 1. 采前瓦斯預(yù)抽防突技術(shù) 試驗(yàn)區(qū)段走向長(zhǎng) 425 m，傾斜長(zhǎng) 175 m，平均厚度為 8.2m，煤炭?jī)?chǔ)量 85.4 萬(wàn)噸，瓦斯儲(chǔ)量 956.3萬(wàn) m3。為了有效提高瓦斯預(yù)抽效果，實(shí)現(xiàn)消除突出危險(xiǎn)和有效治理瓦斯的目的，提出了采用底板巖石巷施工穿層短鉆孔抽放方式和穿層長(zhǎng)鉆孔本煤層抽放方式相結(jié)合的立體抽放技術(shù)。 （ 1） 穿層鉆孔預(yù)抽防突技術(shù) 在該區(qū)段 15 號(hào)層底板巖石巷布置鉆場(chǎng)，在鉆場(chǎng)內(nèi)向 15 號(hào)層布置 穿層鉆孔。鉆場(chǎng)間距一般為 50 m，每個(gè)鉆場(chǎng)布置 1540 個(gè) 鉆孔。鉆孔布置為上下兩排，終孔位于煤層頂板，間距 15m，鉆孔直徑 75 mm。鉆孔布置原則要使鉆孔均勻控制該區(qū)段煤層。 在 該區(qū)段共 布置 20 個(gè)抽放鉆場(chǎng)， 495 個(gè)抽放鉆孔，鉆場(chǎng)位置及鉆孔參數(shù)見圖 15。各鉆場(chǎng)自 2003年 10 月 28 日開始相繼投入抽放，抽放期間，鉆孔抽放濃度平均為 70%，單孔瓦斯抽放純量為0.0090.012 m3 /min。截止到開采前 2007 年 7 月 4 日，共抽放瓦斯 355.1萬(wàn) m3，瓦斯預(yù)抽率為 37%。 頂板瓦斯道后期回風(fēng)道后期入風(fēng)巷 初期入風(fēng)巷初期尾巷初期回風(fēng)道初期停采線后期皮帶道設(shè)計(jì)停采線三水平機(jī)道下山圖 15 南翼 15 號(hào)層一分段外 延面短鉆孔鉆場(chǎng)布置圖 （ 2） 長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽防突技術(shù) 為了有效提高瓦斯預(yù)抽效果，實(shí)現(xiàn)消除突出危險(xiǎn)和有效治理瓦斯的目的，在試驗(yàn)區(qū)段設(shè)置兩個(gè)長(zhǎng)鉆孔鉆場(chǎng)進(jìn)行瓦斯抽放，分別為 南一段鉆場(chǎng) 、 北二段入風(fēng)反上鉆場(chǎng)，具體布置見圖 16。使用 ZY-300型全液壓鉆機(jī)鉆孔，開孔直徑 108（ 113） mm， 終孔直徑 94mm。 北二段入風(fēng)反上鉆場(chǎng)的鉆孔布置方法： 在標(biāo)高 -195 的盆底區(qū)二分段的入風(fēng)反上，二分段采面對(duì)角線為中心呈扇型朝二分段采面打長(zhǎng)鉆孔，鉆孔設(shè)計(jì)角度 315 。 孔深 120300 米，孔徑 94mm ，- 14 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 孔數(shù) 18 個(gè)，孔口之間的距離 350mm，兩孔之間水平夾角 6.5 ，沿煤層走向布孔，該鉆場(chǎng)開孔位置距 15 號(hào)煤層底板垂距 5 米，終孔位置在 15 號(hào)層頂板。布孔原則：鉆孔盡可能與煤層的夾角小，以保證鉆孔煤的長(zhǎng)度最大。 南一段鉆場(chǎng)北二段鉆場(chǎng)頂板瓦斯道后期回風(fēng)道后期溜子道 初期溜子道初期尾巷初期回風(fēng)道初期停采線后期皮帶道-105.00-72.9019B-193.322-211.215層-198.5-211.41 8 15層- 1 8 0- 1 9 0- 1 9 0671B - - - - - B 剖 面 圖 1 ： 1 0 0 01 8 -211.4-198.522-193.33AABB48.85#15層15層A - - - - - A 剖 面 圖 1 ： 1 0 0 0310 m309.2 m圖 16 南翼 15 號(hào)層一分段外延面、北二段入風(fēng)反上 300 鉆鉆場(chǎng)布置圖 北二段 入風(fēng)反上鉆場(chǎng) 布置鉆孔 28 個(gè)，單孔最大瓦斯流量 0.15 m3 /min，抽放時(shí)間為 05.10.0806.12.10，共計(jì)抽放瓦斯 95.8 萬(wàn)立方米。鉆孔抽放參數(shù)如表 2。 表 2 300 鉆機(jī)鉆孔參數(shù)連續(xù)測(cè)試情況表 日 期 孔數(shù) (個(gè) ) 濃度 (%) 壓差 (mmH2O) 負(fù)壓 (mmHg) 混合流量(m3/min) 純流量 (m3/min) 單孔純流量(m3/min) 2005.10.10 17 90 2 390 2.288 2.059 0.121 2005.10.11 17 91 3 390 2.814 2.561 0.151 2005.10.13 17 91 2 375 2.348 2.137 0.126 2005.10.14 17 91 2 370 2.356 2.144 0.126 2005.10.15 17 90 2 360 2.387 2.148 0.126 2005.10.16 16 87 2 360 2.361 2.054 0.128 2005.10.27 16 80 2 420 2.114 1.691 0.106 2005.11.4 16 81 2 330 2.4 1.94 0.12 2005.11.6 16 85 2 330 2.434 2.069 0.129 2005.11.12 16 85 2 330 2.34 2.09 0.129 2005.11.20 16 82 2 335 2.409 1.975 0.123 南一段鉆場(chǎng)布置鉆孔 16 個(gè)，單孔瓦斯流量 0.12m3 /min，抽放時(shí)間為 05.12.21 06.08.29，共煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 15 - 計(jì)抽放瓦斯 84.9 萬(wàn)立方米。 由以上計(jì)算綜合得出兩個(gè)鉆場(chǎng)在該試驗(yàn)區(qū)段內(nèi)共布置鉆孔 44 個(gè)，自 2005 年 10 月 8 日至 2006年 12 月 10日，合計(jì)抽放瓦斯 180.7 立方米，瓦斯預(yù)抽率為 20%，即在短鉆孔預(yù)抽的基礎(chǔ)上，采用長(zhǎng)鉆孔技術(shù)提高瓦斯抽放量 20%，實(shí)現(xiàn)了攻關(guān)的技術(shù)指標(biāo)要求。 （ 3） 基 于本煤層預(yù)抽的 15 號(hào)層外延面消突效果評(píng)價(jià)與檢驗(yàn) 煤層瓦斯預(yù)抽率可按照以下二種方法進(jìn)行計(jì)算： 1）按鉆孔控制范圍內(nèi)煤層瓦 斯儲(chǔ)量、抽排瓦斯量 %1 0 0/)( 儲(chǔ)排抽 QQQ 式中： Q 抽 一定時(shí)間內(nèi)，各個(gè)鉆孔在與抽放系統(tǒng)連接后抽放瓦斯的累計(jì)總量， m3 Q 儲(chǔ) 鉆孔控制范圍內(nèi)煤層瓦斯儲(chǔ)量， m3 Q 排 工作面巷道預(yù)排瓦斯涌出量、打鉆過(guò)程中各個(gè)鉆孔噴出的瓦斯總量、各個(gè)鉆孔在與抽放系統(tǒng)連接前自然涌出的瓦斯總量， Q 排 = Q 巷排 + Q 噴 + Q 涌 ，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，瓦斯按工作面儲(chǔ)量的 1%計(jì)算。 00Q wLlm 儲(chǔ)式中： L 鉆孔控制范圍內(nèi)的區(qū)段走向長(zhǎng)度，取 425m l 區(qū)段的傾斜長(zhǎng)度，取 175m m0 煤層平均厚度，取 8.2 m 煤的容重，取 1.4t/ m3 w0 煤層原始瓦斯含量，取 11.2 m3/ t 試驗(yàn)區(qū)段煤層瓦斯預(yù)抽率為： Q 儲(chǔ) =4251758.21.411.2=956.3 萬(wàn) m3 Q 排 =956.31%=95.6 萬(wàn) m3 =(525+95.6)/956.3=55.9% 2）按煤層瓦斯含量計(jì)算 00 )(100 X XX cx 式中：x 抽放（排）率， % X0 開采層的煤層原始瓦斯含量，根據(jù)測(cè)定結(jié)果取值， 11.2 m3/t Xc 開采層采取強(qiáng)化抽放（排）后的瓦斯含量，根據(jù)測(cè)定結(jié)果取值， 7.2 m3/t。 （ X0-Xc） 噸煤瓦斯抽放量 %7.352.11 )2.72.11(100 x 采用這兩種計(jì)算方法，工作面的瓦斯預(yù)抽率均達(dá)到 30%以上，達(dá)到了細(xì)則規(guī)定的以瓦斯預(yù)抽率為指標(biāo)的消突標(biāo)準(zhǔn)。 - 16 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 為了進(jìn)一步對(duì)消突效果進(jìn)行考察，該區(qū)段采前進(jìn)行了突出危險(xiǎn) 性預(yù)測(cè)，各單項(xiàng)指標(biāo)均不超過(guò)臨界值，該區(qū)段可定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域。 2. 外延面 放頂煤 開采過(guò)程中瓦斯綜合治理與抽放技術(shù) 15 號(hào)層外延面通過(guò)采前預(yù)抽煤層瓦斯含量降低到 7.2 m3/t， 但由于采用綜采放頂煤開采，產(chǎn)量大，仍有相當(dāng)?shù)耐咚褂砍觯?根據(jù)預(yù)測(cè)該回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到 20 m3/min 左右。因此應(yīng)根據(jù)采場(chǎng)瓦斯來(lái)源，采取瓦斯綜合治理技術(shù)進(jìn)行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風(fēng)稀釋和頂板專用排瓦斯道排放的瓦斯綜合治理技術(shù)。 （ 1）通風(fēng)稀釋瓦斯 該工作面回風(fēng)風(fēng)量為 440960m3/min，回 風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葹?0.2% 1.0%，風(fēng)排瓦斯絕對(duì)量為1.1m3/min 10.6m3/min，平均 4.8m3/min。工作面自 2006年 07月 05 日由 15 層底分層放頂煤開采工作面接續(xù)，到 2006 年 12 月 18 日采畢，回風(fēng)累計(jì)排放瓦斯量約為 115.1萬(wàn) m3。 （ 2）專用瓦斯巷排放瓦斯 采用頂板專用瓦斯巷排放瓦斯是有效治理采場(chǎng)瓦斯的有效方法之一?；趲r石破裂損傷理論和有限元計(jì)算方法，利用 RFPA2D軟件系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)室相似模型模擬 15 號(hào)層放頂煤開采上覆巖層破裂移動(dòng)規(guī)律，從而確定頂板專用排瓦斯巷的合理位置。 頂板巷總回工作面采空區(qū)工作面 入風(fēng)巷回風(fēng)巷頂板巷10圖 17 外延面頂板內(nèi)錯(cuò)專用排瓦斯巷道布置圖 根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室相似模擬與方案比較，設(shè)計(jì)在 15號(hào)層頂板與外延面回風(fēng)巷內(nèi)錯(cuò) 10m，沿 15 號(hào)層頂板布置專用瓦斯排放巷，對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行排放，布置示意圖 17。專用瓦斯排放巷回采期間，專用排瓦斯巷配風(fēng) 40417m3/min，瓦斯?jié)舛葹?1.62.5%，排放瓦斯絕對(duì)量為 0.811.2m3/min，平均 6.1m3/min。工作面自 2006年 07月 05 日由 15 層底分層放頂煤開采工作面接續(xù)，到 2006 年 12月 18 日采畢，累計(jì)排放瓦斯量約為 140.2 萬(wàn) m3。 （ 3） 瓦斯抽放技術(shù) 采用 高位鉆孔 +順層鉆孔的瓦斯立體抽放方式。沿回風(fēng)巷布置 8 個(gè)鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)間距 30 m，每個(gè)鉆場(chǎng)平均布置 10 個(gè)鉆孔， 共 131 個(gè)鉆孔 。鉆孔布置方式分為順層鉆孔和高抽鉆孔兩類，從而形成立體瓦斯抽放系統(tǒng)。順層鉆孔垂直回風(fēng)巷向工作面煤體按扇形布置， 鉆孔沿工作面煤層打入煤層頂板，終孔位置距離入風(fēng)巷 25m。 高抽鉆孔分上下兩排，扇形布置。迎向回采工作面方向向頂板冒落拱上煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 17 - 方的冒落破壞帶打鉆，以捕集處于冒落破壞帶上部和裂隙帶內(nèi)來(lái)自 13 層、 18 層等上下鄰近層涌入采 空區(qū)的高濃度瓦斯。上排鉆孔終孔距離煤層頂板 25m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在裂隙帶內(nèi)；下排鉆孔終孔距離煤層頂板 15m，沿煤層傾斜方向間距 5m，布置在冒落破壞帶上部。抽放鉆孔直徑為 75mm。 鉆孔布置見圖 18。鉆孔瓦斯?jié)舛葹?4556%，單孔瓦斯抽放量為 0.0350.053m3/min，回采期間瓦斯抽出絕對(duì)量為 0.449.95m3/min，平均為 3.45m3/min，采場(chǎng)瓦斯抽放率為 31%，累計(jì)抽放瓦斯量約為 56 萬(wàn) m3。 外延面 回采期間，隨著工作面的推進(jìn)和周期來(lái)壓，工作面瓦斯涌出量有規(guī)律的變化，但總體平穩(wěn)。工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量為 5.220.1 m3/t，平均為 11.1m3/min；工作面相對(duì)瓦斯涌出量為1.812.5m3/t，平均為 5.3m3/t。工作面自 2006年 07 月 04 日回采， 2006 年 12月 21 日到停采線采畢，開采原煤 76 萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了安全、高效開采，試驗(yàn)獲得成功，達(dá)到了各項(xiàng)攻關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。該工作面的安全、高效開采，又進(jìn)一步對(duì) 18 號(hào)突出厚煤層的消突起到了保護(hù)作用，為實(shí)現(xiàn) 15 號(hào)和 18號(hào)厚煤層群的合理、安全、高效開采創(chuàng)造了十分有利的條件。 采空區(qū)底分層工作面鉆場(chǎng)2 鉆場(chǎng)1工作面入風(fēng)巷回風(fēng)巷入風(fēng)巷回風(fēng)巷工作面 圖 18 外延面順層鉆孔和高位鉆孔布置平、剖面圖 表 3 15 號(hào)層一分段三個(gè)工作面開采、防突與瓦斯治理技術(shù)比較 對(duì)比工作面 開采方式 工作面參數(shù) 產(chǎn)量 萬(wàn) t 最大瓦斯涌出量 m3/min 防突技術(shù) 傾斜長(zhǎng) m 走向長(zhǎng) m 采高 M 一分層 高檔普采 155 430 2 18 48 短鉆孔預(yù)抽 預(yù)抽率 10.3% 底分層 綜采放頂煤 150 430 8.6 61.4 12 短鉆孔預(yù)抽與頂分層開采 外延面 綜采放頂煤 150 350 8.2 76 20 長(zhǎng)、短鉆孔預(yù)抽 抽出率 56% 與盆底 區(qū)南翼一分段 15 號(hào)層一分層開采時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量相比，外延面絕對(duì)瓦斯涌出量降低了- 18 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 75%，基于本煤層瓦斯預(yù)抽的瓦斯治理效果顯著。本專題研究的三種開采技術(shù)的防突、瓦斯治理技術(shù)綜合比較見表 3。 六、 18 號(hào)層消突技術(shù)及消突效果檢驗(yàn) 1. 15 號(hào)層開采對(duì) 18 號(hào)層的保護(hù)范圍的確定 通過(guò)盆底區(qū)南翼 15 層一分段一分層、底分層的開采以及外延面的開采，實(shí)現(xiàn)了盆底區(qū)南翼 15號(hào)層一分段走向長(zhǎng) 783m，傾斜長(zhǎng) 150 m 整個(gè)工作面的開采。通過(guò) 15 號(hào)層的安全開采，作為 18 號(hào)煤層的保護(hù)層開采，從而使 18 號(hào)煤層得到保護(hù)和消除突出危險(xiǎn)，滿足安全開采技 術(shù)條件。 （ 1） 垂直距離 保護(hù)范圍的確定 經(jīng)計(jì)算 盆底區(qū)南翼 15 號(hào)層一分段開采保護(hù)層后垂直方向的最大有效保護(hù)距離為 54.8m， 18 號(hào)層與 15 號(hào)層間距 20 33m，處于保護(hù)層的保護(hù)范圍內(nèi)，說(shuō)明 15 號(hào)層一分段的開采對(duì) 18 號(hào)突出厚煤層起到了保護(hù)作用。 （ 2）傾斜方向保護(hù)范圍的確定 南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號(hào)層煤一分段工作面長(zhǎng)度 150m，距 18 號(hào)層平均 21m，平均傾角 13 ，3 75， 4 75 ，則底分層工作面長(zhǎng) L=150 2 （ 21/tan75 o） =140m。 （ 3）走向方向解放范圍確定 15 號(hào)層開采后對(duì) 18 號(hào)層走向方向的保護(hù)范圍的確定按卸壓角 5計(jì)算，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和防突指標(biāo)考察， 15 號(hào)層的始采線和采止線按 5=56 o劃定。經(jīng)計(jì)算， 18 號(hào)層走向方向的保護(hù)范圍為： S=783 2 （ 21/tan56 o） =755m。 15 號(hào)層的安全開采 對(duì) 18 號(hào)煤層的保護(hù) 見圖 19。 保護(hù)線54.8m21m46m1 8 號(hào) 層巖石層15 號(hào)層保護(hù)層18 號(hào)突出層巖石層15 號(hào)保護(hù)層155m140m傾斜保護(hù)距離150m圖 19-1 垂直保護(hù)距離示意圖 圖 19-2 沿傾斜保護(hù)范圍 停采線 切眼5656783m15 號(hào)保護(hù)層18 號(hào)突出層走向保護(hù)距離 755m圖 19-3 18 號(hào)層走向保護(hù)范圍 煤礦瓦斯高效抽放技術(shù)與裝備 - 19 - 2. 15 號(hào)層開采后 對(duì) 18號(hào)層 保護(hù)范圍的消突效果檢驗(yàn) 2007 年 2 月 3 月 對(duì)保護(hù)范圍的 18 號(hào) 煤層的瓦斯壓力 、瓦斯含量、突出敏感指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表 4 和圖 20。 表 4 突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)單項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果對(duì)比 取樣地點(diǎn) 測(cè)定時(shí)間 破壞類型 P f P(MPa) 三水平 -230 機(jī)道 18-1#層 2007 2 、 4.8 0.56 0.400.68 三水平 -230 機(jī)道 18-1#層 2007 2 、 4.5 0.78 三水平 -230 機(jī) 道 18-2#層 2007 2 、 4.9 0.52 三水平 -280 機(jī)道 18-2#層 2007 2 、 5.1 0.61 三水平 -314 機(jī)道 18-2#層 2007 2 、 4.8 0.62 圖 20 被保護(hù)層瓦斯壓力上升曲線 從以上突出預(yù)測(cè)單項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果來(lái)看， 均不超過(guò)細(xì)則規(guī)定的臨界值，故盆底區(qū)南翼 15層一分段開采結(jié)束后，在被保護(hù)層 18 號(hào)煤層 可定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域。 從 瓦斯含量測(cè)定 結(jié)果 表 5 表中實(shí)測(cè)瓦斯含量為 2.7323.224m3/t，可以看出在被保護(hù)范圍內(nèi) 18號(hào) 層的瓦斯含量在上部 15 層保護(hù)層開采后瓦斯含量大幅降低。 表 5 18 層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果 測(cè)定時(shí)間 測(cè)定地點(diǎn) 埋藏深度 （ m） 煤樣可燃質(zhì) 重量 (g) 解吸量 （ m3/tr） 損失量 （ m3/tr） 殘存量 （ m3/t r） 瓦斯含量 （ m3/t.r） 2004.11 盆底區(qū) -280 機(jī)道 590 287.03 0.832 0.402 3.044 4.769 590 363.26 1.310 0.381 3.078 5.987 2007.2 三水平 -230 機(jī)道 18-1#層 628 316.22 0.564 0.235 2.456 3.255 三水平 -230 機(jī)道 18-1#層 526 310.16 0.673 0.224 2.637 3.534 三水平 -230 機(jī)道 18-2#層 533 330.46 0.468 0.268 2.734 3.470 三水平 -280 機(jī)道 18-2#層 512 320.14 0.596 0.231 2.823 3.650 三水平 -314 機(jī)道 18-2#層 592 317.28 0.564 0.235 2.456 3.255 0.00.10.20.30.40.50.60.70.80 5 10 15 20 25 30 35T(d)P(MPa)5#孔 4#孔 3#孔- 20 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 七 、 結(jié)論 通過(guò)南山礦盆底區(qū) 15、 18 煤與瓦斯突出厚煤層群保護(hù) 層開采與瓦斯預(yù)抽防突技術(shù)的研究，可得出以下結(jié)論： 1、 采用長(zhǎng)、短鉆孔 、 立體 交叉鉆孔等 采前預(yù)抽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了突出礦井厚煤層群首采厚煤層的消突作用，使首采厚煤層滿足綜采放頂煤開采技術(shù)條件，同時(shí)顯著降低了開采時(shí)的瓦斯治理難度。 2、 采用基于 “ 保護(hù)層開采 ” 思想的分層開采技術(shù)，首采 15 層一分層作為保護(hù)層開采，使 15 層底分層得到保護(hù)和消除突出危險(xiǎn)，然后 15 層底分層采用綜采放頂煤技術(shù)進(jìn)行高效開采。 3、 采用基于本煤層預(yù)抽的一次放頂煤開采技術(shù)，首先通過(guò) 15 號(hào)層的瓦斯預(yù)抽技術(shù)，消除 15 號(hào)層的突出危險(xiǎn)，然后采用綜采放頂煤一次采 全高技術(shù)高效開采 15 號(hào)層。 4、 在 15 層保護(hù)層開采后，其下部 18 層在被保護(hù)范圍內(nèi)可預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域。 18 層在被保護(hù)范圍內(nèi)的開采，在滿足合理采放比的情況下，具備綜采放頂煤開采的技術(shù)條件。 通過(guò)鶴崗礦區(qū)南山煤礦示范研究，研究獲得了 煤與瓦斯突出、厚煤層群無(wú)保護(hù)層開采條件下的保護(hù)層開采與瓦斯預(yù)抽防突的創(chuàng)新性適用技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)不僅適用于煤層賦存條件與開采條件類似的鶴崗礦區(qū)興安煤礦、益新公司，而且在煤層賦存條件與開采條件類似的國(guó)內(nèi)其他高瓦斯突出厚煤層群開采礦區(qū)，也具有 一定 適用性 和參考 價(jià)值。 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) - 21 - 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān) 測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 沈陽(yáng)新元信息與測(cè)控技術(shù)有限公司 馬平 一、 技術(shù)背景（含國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析） 隨著國(guó)家煤礦瓦斯災(zāi)害治理“瓦斯抽放、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”十二字方針的落實(shí)，地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦 80%以上的高瓦斯礦井裝配了安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，統(tǒng)配和國(guó)營(yíng)煤礦幾乎全部裝配了安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦安全狀況得到顯著改善。雖然如此，受 煤礦超能力生產(chǎn)、 測(cè)控與監(jiān)管技術(shù)落后等多方面影響 ， 瓦斯事故、甚至特大瓦斯事故仍然時(shí)有發(fā)生。 2004 年 十月份以來(lái)，相繼發(fā)生了三起一次死亡百人以上 特大 瓦斯爆炸事故。 在 各級(jí)政府加大安全監(jiān)管力度的情況下，全國(guó)煤礦又 相繼發(fā)生了多起 重大 瓦斯事故。 發(fā)生事故的煤礦大多數(shù)都裝配了監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，為什么還發(fā)生如此嚴(yán)重的瓦斯事故，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)落后與監(jiān)管不到位是其主要原因之一。 為了給煤礦安全綜合自動(dòng)化遠(yuǎn)程多級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管提供先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)，同時(shí)彌補(bǔ)現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的不足，本技術(shù)持有單位沈陽(yáng)新元信息與測(cè)控技術(shù)有限公司（煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷很浖行模┡c山西省晉城市陽(yáng)城縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局合作，于 2002年全國(guó)首次開發(fā)成功“數(shù)字煤礦安全 WebGIS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)管系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了全縣百余煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)管，取得 顯著成效。 2003年 1月研究成果通過(guò)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局組織的現(xiàn)場(chǎng)鑒定，研究成果被鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平，并建議在全國(guó)推廣應(yīng)用。鑒于該成果重大的技術(shù)突破與突出效果，山西省晉城市在縣級(jí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上與本技術(shù)持有單位合作，組織開發(fā)了市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、煤礦多級(jí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)，并在全市 6個(gè)縣區(qū) 600多煤礦推廣應(yīng)用。新的技術(shù)成果于 2003年 7月通過(guò)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局組織的現(xiàn)場(chǎng)鑒定，該研究成果也被鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平，再次建議在全國(guó)推廣應(yīng)用。 該成果具有先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)、先進(jìn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通訊技術(shù)、全面的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控 技術(shù)、具有能夠兼容各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)型號(hào)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)通訊協(xié)議等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，能夠在各級(jí)煤礦安全管理部門的普通微機(jī)上直觀實(shí)時(shí)全面監(jiān)測(cè)煤礦安全狀態(tài)，為瓦斯防治構(gòu)筑多道防線，全面提高監(jiān)測(cè)監(jiān)管水平。該系統(tǒng)推廣實(shí)施以來(lái)取得巨大經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益?；诖?，國(guó)家到目前為止已經(jīng)召開三次全國(guó)性的推廣會(huì)議。第一次，在山西晉城召開的全國(guó)煤礦瓦斯治理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議上推廣，會(huì)議之后，山西和安徽等省相繼推廣應(yīng)用，第二次， 2005年 4月，淮南瓦斯治理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議推廣，與會(huì)代表參觀本技術(shù)應(yīng)用，第三次， 2005年 6月，在北京召開全國(guó)性電視電話會(huì)議，會(huì)議上經(jīng)驗(yàn)介紹 6家中 5家為采用本成果的用戶。該技術(shù)被列入國(guó)家局和國(guó)務(wù)院煤礦瓦斯防治專項(xiàng)新技術(shù)， 2005年 5月國(guó)家局下發(fā) 37號(hào)文件正式要求在全國(guó)推廣遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。 目前本技術(shù)成果已經(jīng)在山西、安徽等省廣泛推廣應(yīng)用，建立了五十多個(gè)集團(tuán)公司與市縣聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)煤礦多達(dá) 2000個(gè)，聯(lián)網(wǎng)煤礦煤炭產(chǎn)量超過(guò) 4億噸。 為了解決煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控區(qū)域斷電重大技術(shù)問(wèn)題和為數(shù)字煤礦信息化建設(shè)提供自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)，沈陽(yáng)新元信息與測(cè)控技術(shù)有限公司（煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷很浖行模┰俅闻c山西省晉城市合作，開發(fā)出 CWebGIS 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)并- 22 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 于 2007 年 2 月通過(guò)國(guó)家局組織的現(xiàn)場(chǎng)鑒定，再次被鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平，目前該技術(shù)成果已經(jīng)在山西省晉城市各縣區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦和陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)公司、大同礦業(yè)集團(tuán)公司、神華集團(tuán)公司等大型礦業(yè)集團(tuán)公司推廣應(yīng)用，為超限、斷電一體化全方位遠(yuǎn)程多級(jí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。 經(jīng)過(guò)近五年的推廣應(yīng)用表明，由于該技術(shù)成果經(jīng)過(guò)多次國(guó)家現(xiàn)場(chǎng)鑒定的嚴(yán)格審查和現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用過(guò)程中的不斷完善，技術(shù)成果先進(jìn)，效果十分顯著。采用該技術(shù)聯(lián)網(wǎng)的礦區(qū)，煤礦安全狀況大大好轉(zhuǎn)，事故顯著下降。而在一些采用 低質(zhì)量 盲目跟隨仿照 應(yīng)用軟件的地區(qū)，煤礦安全遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)監(jiān)管流于形式，達(dá)不到安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管效果的現(xiàn)象普遍存在，所以規(guī)范推廣技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效果顯著的技術(shù)成果對(duì)于提高全國(guó)各級(jí)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管技術(shù)水平，防止煤礦瓦斯事故具有重要意義。 二 、 技術(shù)內(nèi)容及特點(diǎn) 本成果包含以下核心技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)： 1. 采用統(tǒng)一規(guī)范的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議 ,兼容全國(guó)所有型號(hào)的煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠全面反映煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控狀態(tài)，提供與煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)完全一致的數(shù)據(jù)源，能夠適應(yīng)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)變化； 2. 全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 CWebGIS 互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 平臺(tái) 以往采用國(guó)外地理信息系統(tǒng)平臺(tái)、存在 C/S結(jié)構(gòu)數(shù)字編圖困難、煤礦軟件維護(hù)困難、沒有專業(yè)性應(yīng)用、費(fèi)用高升級(jí)困難、數(shù)據(jù)安全性及涉密無(wú)法保證等弊端。為了給數(shù)字煤礦信息化建設(shè)提供一套全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的適于煤礦行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)， 沈陽(yáng)新元信息與測(cè)控技術(shù)有限公司歷時(shí)三年 ,在深入研究國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 CWebGIS平臺(tái)。該產(chǎn)品可與國(guó)外同類產(chǎn)品媲美。除了具有互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)通用功能外，包含了大量的數(shù)字煤礦專用技術(shù)。特別是全部 B/S結(jié)構(gòu)，能夠直接在瀏覽器編輯數(shù)字礦圖，無(wú)需煤礦安裝任何應(yīng)用軟件即可建立數(shù)字煤礦地理信息系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)全市或整個(gè)集團(tuán)公司數(shù)字煤礦信息系統(tǒng)共享和各部門基于數(shù)字礦圖的網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合辦公提供了目前最先進(jìn)的技術(shù)手段。該項(xiàng)目技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 3能夠建立 井下區(qū)域安全測(cè)控單元間網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)互控關(guān)系 目前我國(guó)煤礦井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是基于點(diǎn)的集散模式，分站內(nèi)測(cè)控功能強(qiáng)，分站之間測(cè)控功能弱，不能實(shí)現(xiàn)跨分站測(cè)控單元的互聯(lián)互控，以至于雖然安裝了監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)但由于不能實(shí)現(xiàn)區(qū)域斷電一些事故還時(shí)有發(fā)生。所以理想的模式是所有測(cè)控單元構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，任意測(cè)控單元間都可以互聯(lián)互控制，可以任 意規(guī)劃互聯(lián)互控關(guān)系，并且規(guī)劃好預(yù)案，這樣當(dāng)災(zāi)害或隱患發(fā)生時(shí)就能夠根據(jù)預(yù)案及時(shí)進(jìn)行處理，從而避免事故災(zāi)害。目前煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)此功能，本技術(shù)通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)提供此功能。 4 數(shù)字煤礦安全區(qū)域斷電遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤定位監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)瓦斯超限與區(qū)域斷電自動(dòng)跟蹤一體化監(jiān)測(cè)監(jiān)管與遠(yuǎn)程斷電控制，為解決目前煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控存在的最大技術(shù)問(wèn)題 -斷電問(wèn)題，提供了先進(jìn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程斷電控制解決方案，對(duì)于提高煤煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) - 23 - 礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)防治煤礦瓦斯事故具有重大意義。 針對(duì)不同的隱患類型實(shí)現(xiàn)區(qū)域斷電實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤與圖形定位監(jiān)測(cè)監(jiān)管是本成果的主 要技術(shù)之一。能夠自動(dòng)跟蹤區(qū)域斷電狀態(tài)，自動(dòng)給出報(bào)警顯示，自動(dòng)圖形定位顯示隱患區(qū)域與顯示隱患。為解決各種重大安全隱患情況下超限而不斷電的重大安全隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管提供了先進(jìn)有效的技術(shù)手段。 5具有全面的分類報(bào)警、綜合監(jiān)測(cè)、綜合顯示、綜合查詢、綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表等完善的遠(yuǎn)程多級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)功能特點(diǎn)。 6提供安全隱患遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)在線處理知識(shí)庫(kù)專家系統(tǒng)支持與一通三防專業(yè)技術(shù)決策系統(tǒng)支持 本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)管而且為如何處理隱患提供動(dòng)態(tài)在線專家級(jí)解決方案支持，包括知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與通風(fēng)流動(dòng)動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)、瓦斯設(shè)計(jì)系統(tǒng)與瓦斯綜合預(yù)測(cè)系統(tǒng)等等。 三、 技術(shù)持有單位的推廣能力 技術(shù)持有單位沈陽(yáng)新元信息與測(cè)控技術(shù)有限公司同時(shí)作為煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷很浖行暮瓦|寧工程技術(shù)大學(xué)數(shù)字礦山技術(shù)研究院，成立于 1998 年，注冊(cè)資金 200 萬(wàn)元，位于沈陽(yáng)市渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，近十年來(lái)一直從事 WebGIS 數(shù)字礦山應(yīng)用軟件開發(fā)和煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)與生產(chǎn)， 擁有良好的軟硬件開發(fā)環(huán)境和先進(jìn)的測(cè)控產(chǎn)品生產(chǎn)線，技術(shù)人員穩(wěn)定，技術(shù)水平不斷提高，服務(wù)質(zhì)量能夠得到充分保證。目前承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家重大軟件與自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目，譬如國(guó) 家科技部科技攻關(guān)項(xiàng)目煤礦安全生產(chǎn)數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)管決策系統(tǒng)研究開發(fā)和信息產(chǎn)業(yè)部 2005 年煤礦專項(xiàng)基金大型煤礦安全綜合自動(dòng)化項(xiàng)目煤礦安全生產(chǎn)井下自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)制定，這兩個(gè)大型項(xiàng)目都已基本完成，等待鑒定驗(yàn)收。 本 技術(shù)持有單位作為全國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)監(jiān)管技術(shù)的起源單位，多年來(lái)一直從事相關(guān)技術(shù)攻關(guān)完善和推廣應(yīng)用，擁有推廣本技術(shù)的資源。 四、 目前技術(shù)推廣情況 本技術(shù)成果目前已經(jīng)在山西省、安徽省、遼寧省、云南省、神華集團(tuán)等地的 50 余個(gè)市縣與集團(tuán)公司，包括 2000 多煤礦推廣應(yīng)用，聯(lián) 網(wǎng)煤礦產(chǎn)量超過(guò) 4 億噸。以區(qū)域斷電遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、監(jiān)管、監(jiān)控和CWebGIS 技術(shù)為特點(diǎn)的最新研究成果也已經(jīng)在山西省晉城市和陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)公司、大同煤礦集團(tuán)公司和神華集團(tuán)推廣應(yīng)用。 五、 經(jīng)濟(jì)效益分析 目前我國(guó)煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)效果差異較大，至少有三分之一以上的現(xiàn)有系統(tǒng)在較大程度上達(dá)不到國(guó)家局關(guān)于監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng) 37 號(hào)文件中的要求。其中關(guān)于區(qū)域斷電方面的要求目前- 24 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術(shù)報(bào)告 匯編 僅有本技術(shù)持有單位能夠?qū)崿F(xiàn)，其它現(xiàn)有系統(tǒng)都未達(dá)到要求。因此本技術(shù)具有廣泛的推廣應(yīng)用前景，全國(guó)性的推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益將是巨大的，可能超過(guò)數(shù)十億元。 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)化綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) - 25 - 紅外氣體分析技術(shù)在煤礦甲烷檢測(cè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用 -GJG10H 紅外甲烷傳感器介紹 中國(guó)航天科技集團(tuán)五院北京康拓科技開發(fā)總公司 孟偉 一、 技術(shù)背景（含國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析） 煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)工作一直是我國(guó)安全工作的重中之重，近幾年，全國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)總體穩(wěn)定和好轉(zhuǎn)，但安全生產(chǎn)的形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻，瓦斯事故成為煤礦的第一殺手。 加強(qiáng)對(duì)甲烷的監(jiān)測(cè)監(jiān)控 ，是煤礦安全生產(chǎn)非常重要的環(huán)節(jié) 。甲烷檢測(cè)的傳感器直接關(guān)系到煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和靈敏度， 是煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的眼睛， 對(duì) 甲烷 監(jiān)測(cè)監(jiān)控起著 關(guān)鍵 作用 。 目前，國(guó)內(nèi)煤礦所 用的 甲烷傳感器 絕大部分采用載體催化型，這種傳感器存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校頻繁等致命弱點(diǎn) ,嚴(yán)重制約著礦井對(duì)甲烷進(jìn)行準(zhǔn)確有效 的 檢測(cè) 。 由于 載體催化 甲烷檢測(cè)方法的弱點(diǎn)無(wú)法解決，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家多年來(lái)一直在研究將紅外吸收光譜技術(shù)應(yīng)用于甲烷檢測(cè)，并在 2004 年推出了