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煤与瓦斯突出预测防治技术的发展与展望

  
评论: 更新日期:2008年05月13日
作,进行了现场试验,取得了较好的实验效果。该项成果提出了水力压裂的一整套实施方法及装备,确定了煤层水力压裂工艺的基本参数。

3.5.2金属骨架及扩孔卸煤钻防突

在国家“七五”攻关项目“北票综合防突措施研究”中,抚顺分院与北票局协作提出了利用金属骨架和扩孔卸煤钻相结合进行石门揭穿突出危险煤层措施,并将该项成果进行完善和推广,从而使石门揭穿突出危险煤层的时间大为缩短,该项成果在全国得到了广泛的应用。

3. 5.3机掘工作面防突

在国家“八五”攻关课题“机掘面防突措施及配套装备的研究”中,抚顺分院提出了一套利用卸压槽在综掘工作面防止煤与瓦斯突出的方法。该方法规范了卸压槽防突措施的实施条件、开槽角度、深度、槽宽距离等实施工艺,并实现了割掘一体化。该措施在焦作得到应用,使原本60~90m/月的掘进速度达到120m/月,提高了掘进速度,缓解了煤矿紧张的采掘接替形势,建立了突出危险煤层掘进综合机械化掘进防突体系。

4防突对策和技术展望

(1) 认真贯彻执行“四位一体”防突综合措施,对防止突出事故来说,有两大任务:一是防止突出发生,二是防止突出造成人身伤亡事故。综合措施中的防突措施和安全防护措施分别是为解决上述任务的两条防线。十多年来,某些突出严重的国有重点煤矿应用了综全防突措施取得了良好的效果,但大多数突出矿井仍未应用。

(2) 提高突出危险性预测的准确性。结合突出矿井的具体条件,通过科学试验可确定突出预测敏感指标和标志突出危险的临界值。在“八五”、“九五”期间科技攻关的基础上,尽快实现用声发射、瓦斯涌出动态变化和电磁幅射等指标,对工作面突出危险性进行连续非接触式预测。

(3) 提高防突措施的效果。随着突出矿井机械化程度的提高,试验研究机采机掘工作面的防突措施。包括从防突观点出发,尽量减小机械截煤深度,均速推进,改善工作面支撑状况,使工作面前方煤体应力均衡向前推移,避免形成大的集中应力,将突出危险性降至最小程度。例如,在突出煤层加采面推广使用刨煤机,在机掘工作面试用带有超前掏卸压槽机构的掘进机等。

(4) 优先推广使用开采保护层和预抽煤层瓦斯等区域性防突措施。这是当前行之有效的防突治本措施。开采保护层时应结合抽放瓦斯提高保护效果的扩大保护范围。单一突出危险煤层提高瓦斯抽放率是世界煤矿抽放瓦斯领域又一亟待解决的难题,在这方面我国进行了大量科学试验工作,先后试验成功密集大直径钻孔、水力割缝、水力压裂、网络布孔、定向卸压爆破和交叉布孔等。但这些方法往往由于工艺复杂,需要大量资金投入,难以在生产中推广使用。寻求工艺较简单能适应突出矿井生产条件的提高煤层瓦斯抽放率的方法,仍是防突出工作的一个重大课题。

(5) 加强突出矿井的瓦斯地质工作。包括矿井地质构造和煤层赋存条件的预测工作,防止误揭突出煤层;各种地质构造区域煤层瓦斯含量、瓦斯压力和地应力变化规律及其与突出危险性的关系;各种地质构造对煤层的破坏程度和性质的影响等。

(6) 加强突出机理研究。当前突出综合假说已得到世界各国的普遍认同,但该假说只是定性地说明了突出原动力(地应力和瓦斯压力)和受力体(煤体)之间大致的能量和功的关系,且在许多方面认识上并不一致,例如,突出时释放的固体弹性变形潜能是主要来源于煤层还是围岩?何以会突出那么多瓦斯,有特殊瓦斯吗?构造应力是突出的必要条件,还仅是有利条件?煤体发生连续自发(雪崩式0破坏的具体条件是什么?延期性突出发生的原因何在?等等。上面这些问题仅涉及突出机理的物理本质方面,至于数学描述突出的发生、发展和终止过程,则是突出机理研究方面一个更为复杂的课题。

防治煤与瓦斯突出是世界煤矿安全技术领域一大难题。经过数十年的科学研究和煤矿生产实践,现已初步形成我国自己的“四位一体”防突综合措施的每一个环节上不断完善提高,使突出预测更加准确,防突措施更加可靠,以保证突出矿井的安全生产。

《煤矿安全》

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