《煤矿瓦斯突防》PPT课件.ppt
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1、瓦斯突防,防突技术的发展“四位一体”综合防突措施体系 突出危险性预测 防突措施 防突措施效果检验 安全防护措施 日常防突技术管理 防突技术研究动向,煤与瓦斯突出防治技术,1、防突技术的发展阶段 我国防突技术大致可分为四个发展阶段 第一阶段:在20世纪50年代以前,以安全防护措施为主,避免人员伤亡。主要措施是采取震动性放炮。第二阶段:20世纪50至70年代,以防止突出措施为主,普遍采取防突措施(区域和局部措施),辅以安全防护措施;第三阶段:工作面综合防突措施,增加了突出预测和措施效果检验内容,形成了包括突出危险性预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施的“四位一体”综合防突措施。第四阶段:区域
2、综合和局部综合(两个“四位一体”)防突。,煤与瓦斯突出防治技术,2、“四位一体”为主综合防突体系,突出危险性预测 防突措施 防突措施效果检验 区域验证、安全防护措施 合理采掘部署,“五步配套”综合防突措施,“四位一体”综合防突措施,煤与瓦斯突出防治技术,3、突出危险性预测,预测的目的和意义 预测方法概述 预测方法分类 预测技术的研究重点,煤与瓦斯突出防治技术,3.1 目的和意义,保障安全生产 判识区域或工作面突出危险性,为预防突出事故提供依据,同时提高安全管理效率。确定防突措施的有效性;为作业人员进行突出预警(定性 定量)。提高经济效益 提高防突措施的针对性,减少防突措施工程量,减少防突成本,
3、提高采掘进度,从而在安全的前提下解放生产力,提高矿井经济效益。“四位一体”综合防突体系的重要组成突出危险性预测和防突效果检验2个重要环节,煤与瓦斯突出防治技术,3.2 突出危险性预测概述,预测分类,煤与瓦斯突出防治技术,区域预测(两个阶段),工作面预测,地质勘探时期,矿井生产时期(三个层次),矿井,煤层,煤层区域,矿井的突出危险性预测,突出矿井,矿 井,区域预测,非突出矿井,进一步确定哪些煤层具有突出危险性,煤与瓦斯突出防治技术,煤层突出危险性预测,突出煤层,煤层,区域预测,非突出煤层,水平、翼、采区、区段区域预测,无突出危险区,突出危险区,工作面预测(日常预测),突出危险工作面,无突出危险工
4、作面,可不采取防治突出措施,采掘工作面每推进1050m,应用工作面预测方法连续进行不少于两次区域预测验证,其中任何一次验证为有突出危险时,该区域应改划为突出危险区。只有连续两次验证都为无突出危险时,该区域仍定为无突出危险区域,必须采取防治突出措施措施效果检验有效后安全防护措施采掘作业 每执行一次防治突出措施作业循环后,再进行工作面预测,如预测为无突出危险时,还必须再执行防治突出的措施,只有连续2次预测为无突出危险时,该工作面方可视为无突出危险工作面。,可不采取防治突出措施,但必须采取安全防护措施,煤层突出危险性鉴定(规定十三条)单项预测指标及参考临界值 只有上述全部指标达到或超过临界值时方可划
5、分为突出煤层,突出煤层区域预测 1.瓦斯地质统计法 确切掌握煤层赋存、地质构造等与突出分布规律时划分。,根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图l-断层;2-突出点;3-上部区域突出点在断层两侧的最远距离界线;4-推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线;5-推测的下部区域突出危险区上边界线;6-突出危险区(阴影部分),突出煤层区域预测 2.综合指标法:D=(0.0075H/(f-3)(P-0.74)K=P/f 参考临界值:D:0.25 K:20(无烟煤),15(其它煤种),工作面预测方法 分类 接触式预测(传统预测法):通过打钻孔测定钻屑瓦斯解析指标(K1、h2)、钻粉量、钻孔瓦斯涌出初速度及其
6、衰减、钻粉温度等单项指标或综合指标进行突出危险性预测。这是目前被广泛使用且成熟的预测方法和指标。缺点是要占用一定的作业时间和需要一定的工程量;不能连续预测;无法预测延期突出等。非接触式预测:通过安装在工作面后方的各种传感器和主机对采掘过程中产生的各种信息进行处理,根据处理结果进行实时连续预测。方法主要有瓦斯涌出动态指标法、声发射检测法、电磁辐射法等。,工作面预测(检验)方法,石门工作面 综合指标 D、K(指标及临界值同前);钻屑瓦斯解吸指标K1值和h2;其它经试验验证有效的方法。煤巷掘进、采煤工作面 钻屑指标(钻屑瓦斯解吸指标、钻粉量);钻孔瓦斯涌出初速度;R值指标;其它经试验验证有效的方法:
7、温度、V30等。,煤巷掘进工作面预测钻孔布置示意,缓倾斜煤层钻孔布置示意,急倾斜煤层钻孔布置示意,24m,说明:预测孔一般应布置在软分层中;孔径一般为42mm;预测孔深度一般810m。检验孔一般布置在措施孔之间,或在措施应控制范围内的未控地带,预测(检验)钻孔布置,10-15m,采煤工作面预测钻孔布置示意,说明:预测孔一般应布置在软分层中;孔径一般为42mm;预测孔深度一般810m。检验孔一般布置在措施孔之间,或在措施应控制范围内的未控地带,应不小于3m,1、2、3,4,1,3,2、4,石门工作面检验钻孔布置示意,测定仪器,MD-2型解析仪示意图,测定仪器,瓦斯解吸指标参考临界值 煤样 K1(
8、mL/g.min0.5)h 2(mmH2O)干煤 0.5 200 湿煤 0.4 160,用钻屑瓦斯指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值,煤壁,封孔胶囊,测杆,钻孔,测量室控制杆,高压胶管,压力表,打气筒,流量计,钻孔瓦斯涌出初速度测定示意,瓦斯涌出初速法指标参考临界值,R值指标法,R=(Smax-1.8)(qmax-4)综合反映了瓦斯、应力、煤的力学性质等参数,R越大突出危险性越大,R6时,用单项指标判断,1-巷道;2-预测钻孔,瓦斯涌出动态指标,几种指标形式 放炮后30(60)min内吨煤瓦斯涌出量V30、V60 放炮瓦斯浓度峰值与炮前正常瓦斯浓度的比值B 瓦斯涌出变动系数KV 两次放
9、炮瓦斯涌出量峰值差|q|除了放炮的其它作业瓦斯涌出量增减幅度|Q|一些参考指标及其临界值 指 标 V30 KV B|q|Q|m3/t m3/min m3/min 参考临界值 9 0.7 5 0.4 0.21,工作面突出危险性预报,单一指标测定值大于等于其临界值时判定为有突出危险性存在以下几种情况之一时可直接判定为有突出危险:处于地质构造带 煤层赋存条件急剧变化区 处于应力叠加区 打钻时出现喷孔、顶钻等动力现象 有明显突出预兆多指标预测时,只要一项指标超标就判定有突出危险 敏感指标及临界值应根据矿井实际考察确定,3.4 预测技术发展方向,区域预测方面 借助各种物探手段的区域预测方法:地质动力区划
10、法(应力计算法等)、三维地震法和煤层透视法(地质坑透及钻孔坑透等)结合统计规律预测区域突出危险性;非接触式连续预测 声发射预测、电磁辐射预测、瓦斯涌出动态等已进行了大量的研究,但要达到实用化程度还需进行不懈的研究。突出监测预警 借助矿井安全安全监控系统、计算机技术、信息技术和网络技术等优势,通过对多种信息的综合分析,实现对瓦斯突出危险性动态的、系统的监测、评价和警戒。,4、防突措施 区域性防突措施 局部防突措施 各种防突措施基本原理:减小或消除地应力;降低煤层瓦斯含量,减少或消除煤层瓦斯潜能;增加煤体机械强度(瓦斯排释后自身强度增加或人工加固)。,国内外主要应用的防突措施,(,(,采面,煤巷,
11、石门,区域,局部防突措施,区域防突措施,防治突出措施,水力冲刷,水力挤出,预裂爆破,超前支护,松动爆破,超前钻孔,瓦斯抽放,水力冲孔,金属骨架或固化,排放钻孔,煤层注水,预抽瓦斯,保护层开采,4.1 区域性防突措施4.1.1 开采保护层 概念:所谓开采保护层,通常是指在煤层群开采中,选择某一不具有危险或危险性较小的煤层先行开采,从而对具有危险的煤层起到消除突出危险的效果。先行开采的煤层称为保护层,后开采的煤层称为被保护层,保护层位于被保护层上方的称为上保护层,反之称为下保护层。迄今为止,开采保护层是防止煤与瓦斯突出最经济、最有效的根本手段。选择保护层的原则 优先选择上保护层 选择下保护层时不得
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