煤礦“五大自然災(zāi)害”防治技術(shù)

煤礦“五大自然災(zāi)害”防治技術(shù)一、瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)及展望二、粉塵防治技術(shù)及展望

三、水害防治技術(shù)及展望

四、礦井火災(zāi)防治技術(shù)及展望

五、沖擊地壓防治技術(shù)及展望

六、礦井“六大救援系統(tǒng)”解讀

七、作業(yè)規(guī)程編制概述

前言

煤炭是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源，煤礦安全是煤炭工業(yè)走新型工業(yè)化道路、可持續(xù)發(fā)展的前提和保證。二十世紀(jì)以前，由于煤炭行業(yè)的不景氣和國家宏觀調(diào)控政策的失誤，導(dǎo)致我國煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展基本處于徘徊不前的地步，特別是煤礦瓦斯災(zāi)害頻發(fā)，給黨和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了巨大的威脅。二十世紀(jì)初，我國煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)由于受到了黨中央、國務(wù)院的高度重視。

煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)的春天才如約而至。我們都知道，在煤礦五大自然災(zāi)害中，特別以瓦斯事故為重，事故頻發(fā)、傷亡人數(shù)多、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因此，瓦斯災(zāi)害治理是煤礦安全工作的重點(diǎn)。對煤礦瓦斯災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控、預(yù)警防治等瓦斯綜合治理技術(shù)措施，是減少煤礦傷亡事故，提高安全生產(chǎn)水平的重要手段。

大家或許還記得，2004年11月28日發(fā)生在陜西省陳家山煤礦那震耳欲聾的一聲巨響，166條鮮活的生命悲慘的離去，事故的發(fā)生令多少中國人為之揪心。事后國務(wù)院陜西陳家山煤礦“11·28”特大瓦斯爆炸事故工作組副組長、國家煤礦安全監(jiān)察局副局長趙鐵錘在講話中指出，“11·28”事故是我國自1960年11月28日平頂山龍山廟煤礦死亡187人的瓦斯煤塵爆炸事故之后，44年來我國煤炭行業(yè)最大的一起安全事故，損失慘重，教訓(xùn)沉痛。

11月28日，陜西省銅川礦務(wù)局陳家山煤礦發(fā)生礦難，166名礦工遇難。2005年元旦國務(wù)院總理溫家寶同志再到陜西陳家山煤礦看完慰問遇難職工家屬并到井下和礦工一起吃班中餐，當(dāng)時(shí)陪同總理慰問的還有兩位出自煤炭行業(yè)的院士周世寧和張鐵剛。在飛往陜西的飛機(jī)上，溫總理將兩位院士請到他的座艙內(nèi)進(jìn)行了長達(dá)40分鐘的長談，當(dāng)溫總理語重心長的問到：近年來我國煤礦瓦斯事故頻發(fā)，傷亡人數(shù)多、損失巨大，國際影響不好。今天你們兩個(gè)給我說句實(shí)話，瓦斯事故能夠預(yù)防和控制嗎？當(dāng)時(shí)兩位院士齊聲回答：由于瓦斯爆炸必須要三個(gè)條件同時(shí)具備，缺一不可，所以瓦斯事故是可防可控的。周世寧和張鐵崗兩位瓦斯治理問題專家到總理座艙談話，一直談到飛機(jī)準(zhǔn)備下降了，總理很高興，意猶未盡。就是這次慰問回去之后，溫總理就親自支持召開了在我們煤炭行業(yè)影響巨大的“國務(wù)院第81次常務(wù)會議”127名礦工安全出井，166人死亡。05年元旦溫總理考察看望職工

在這次談話后，國家發(fā)改委主任馬凱讓兩位院士將我國燃?xì)饽茉吹难芯空{(diào)查報(bào)告直接送交發(fā)改委。瓦斯的抽放、利用已經(jīng)開始由專家論證逐漸向高層的認(rèn)知轉(zhuǎn)變。2005年今年2月23日，溫家寶總理主持召開第81次國務(wù)院常務(wù)會議，確定了煤礦瓦斯集中治理的七項(xiàng)措施。國務(wù)院召開常務(wù)會議專題研究瓦斯治理工作，是建國以來的第一次；組織國家煤礦安全專家組，對煤礦逐個(gè)進(jìn)行"會診"，在建國以來也是第一次。充分表明了黨中央、國務(wù)院對搞好煤礦瓦斯治理，改善煤礦安全工作的決心。4月20日，總局、國家局、發(fā)改委和科技部聯(lián)合有關(guān)部門在北京召開啟動(dòng)大會。會后，從全國30多家煤炭科研院校抽調(diào)的91名專家，分赴45戶重點(diǎn)國有煤礦企業(yè)開展“會診”。同時(shí)，應(yīng)部分地方和企業(yè)的要求,對非重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)大雁煤業(yè)集團(tuán)公司等6個(gè)單位27個(gè)煤礦（井）進(jìn)行了會診。會診結(jié)果：甘肅煤礦安全欠賬14.5億元。在國家有關(guān)部門、各級地方政府、各有關(guān)煤礦企業(yè)和科研院校的共同努力下，安全技術(shù)"會診"工作已圓滿結(jié)束，并取得重大成果。3月17日，由國家發(fā)展和改革委員會牽頭，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、科技部、財(cái)政部、勞動(dòng)和社會保障部、國土資源部、中國人民銀行、環(huán)保總局、中國工程院、國家開發(fā)銀行、中國煤炭工業(yè)協(xié)會等為成員單位的煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組在京成立并召開會議。煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組組長、國家發(fā)展和改革委員會副主任張國寶主持了會議。協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組是根據(jù)國務(wù)院第81次常務(wù)會議的決定成立的，其主要任務(wù)和目標(biāo)是：協(xié)調(diào)、確定并組織實(shí)施煤礦瓦斯防治工作中資源、裝備、人才等方面的一系列重大舉措，有效防范煤礦重特大瓦斯事故，實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯事故由“少發(fā)生”到“少死亡”直至“不傷亡”的根本性轉(zhuǎn)變，推進(jìn)國家能源安全和構(gòu)建和諧社會目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

國務(wù)院第81次常務(wù)會議確定的瓦斯治理七條措施：

一是對瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重的四十五戶重點(diǎn)煤礦派駐安全督導(dǎo)組，進(jìn)行跟蹤監(jiān)察；

二是組織專家組，對瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重和存在重大隱患的煤礦進(jìn)行安全評估，逐礦落實(shí)瓦斯治理方案；

三是研究并落實(shí)國家三十億元人民幣煤礦安全技術(shù)改造資金投入方案，

盡快啟動(dòng)一批瓦斯威脅嚴(yán)重的瓦斯治理和利用項(xiàng)目；

四是籌備召開全國煤礦安全改造和瓦斯治理電視電話會、煤礦瓦斯治理與利用現(xiàn)場會；

五是總結(jié)、制定并推廣《煤礦瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)》；

六是以瓦斯治理為重點(diǎn)，盡快實(shí)施“煤礦生產(chǎn)安全科技行動(dòng)”專項(xiàng)；

七是組織力量編制《全國煤礦瓦斯治理總體方案》。協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組將對瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重的45戶重點(diǎn)煤礦派駐安全督導(dǎo)組，進(jìn)行跟蹤監(jiān)察；同時(shí)，將組織專家組，對瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重和存在重大隱患的煤礦進(jìn)行安全評估，逐礦落實(shí)瓦斯治理方案。近期，協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組還將研究并落實(shí)國家30億元煤礦安全技術(shù)改造資金投入方案；啟動(dòng)一批瓦斯治理和利用項(xiàng)目；組織召開全國煤礦瓦斯治理和利用電視電話會議和現(xiàn)場會；實(shí)施專項(xiàng)“煤礦生產(chǎn)安全科技行動(dòng)”；編制《全國煤礦瓦斯治理總體方案》

。各專家組根據(jù)總局、國家局《關(guān)于對重點(diǎn)監(jiān)控國有煤礦企業(yè)進(jìn)行安全技術(shù)"會診"的通知》要求，結(jié)合"會診"企業(yè)的實(shí)際，制定了詳細(xì)的工作方案，有步驟，有計(jì)劃地開展"會診"工作。通過聽取匯報(bào)、現(xiàn)場考察、專題研討、綜合討論等一系列嚴(yán)密的"會診"程序，準(zhǔn)確地診斷企業(yè)安全"病灶"，并提出整改措施，為企業(yè)解決了不少技術(shù)難題。第八專家組在寧夏進(jìn)行"會診"期間，積極為汝箕溝煤礦綜采工作面的滅火提供技術(shù)支持，配合企業(yè)處理火災(zāi)事故，避免了連續(xù)爆炸和事故的擴(kuò)大。第十專家組對企業(yè)工程技術(shù)人員、管理人員進(jìn)行了煤礦安全知識考試，針對存在的問題，為企業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)與服務(wù)在安全會診過程中，各位專家為弄清問題癥結(jié)，查找技術(shù)缺陷，深入現(xiàn)場、井下，利用深厚的理論功底和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了一批技術(shù)改造的項(xiàng)目建議，梳理出了一些急需攻關(guān)的技術(shù)難題。各位專家一絲不茍精神更是令人欽佩。70多歲的俞啟香教授，帶領(lǐng)第二專家組深入災(zāi)害嚴(yán)重的礦區(qū)"會診"，寫出了300多萬字的"會診"報(bào)告；第三組的王德明教授，舉辦了5次瓦斯專題講座；第六組的胡千庭研究員，總結(jié)了松藻礦業(yè)公司的典型經(jīng)驗(yàn)，為我國開采極薄煤層保護(hù)層提供了技術(shù)借鑒。特別是鐵崗?fù)窘o省、企業(yè)多次作報(bào)告，介紹安全生產(chǎn)知識和經(jīng)驗(yàn)，所到企業(yè)都舍不得讓走。在這次會診活動(dòng)中，共產(chǎn)黨員、年僅46歲的西安科技大學(xué)教授徐精彩05年6月14號在連夜趕往甘肅窯街電煤公司“會診”時(shí)，不幸以身殉職。溫家寶總理2005年元旦在陜西陳家山煤礦慰問遇難職工家屬時(shí)還親自到陳家山煤礦遇難的礦通風(fēng)副總工程師家慰問并看望了他的兒子，或許在2005年元月份的《煤炭報(bào)》上不止一次的看到了下面的一副照片，同時(shí)還引發(fā)了《人民日報(bào)》特約評論員文章-----不能讓溫總理的眼淚白流就是在這樣的歷史背景之下，煤礦安全問題才得到了黨中央、國務(wù)院及高層領(lǐng)導(dǎo)的普遍關(guān)注，在我國煤炭發(fā)展的歷史上是絕無僅有的。因此在黨中央、國務(wù)院的親切關(guān)懷和大力關(guān)注支持下，在煤炭行業(yè)“十年黃金期”，特別是在十一五期間我國煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)突飛猛進(jìn)，取得了長足的發(fā)展。尤其是瓦斯治理工作取得了可喜的驕人業(yè)績。一、礦井瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀

瓦斯是我國煤礦的主要災(zāi)害因素之一，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災(zāi)害嚴(yán)重威脅著我國煤礦的安全生產(chǎn)。由于災(zāi)害因素多、治理難度大，礦井瓦斯一直是我國煤礦安全工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，我國所有煤礦均為瓦斯礦井，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在100個(gè)國有重點(diǎn)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的609處礦井中，高瓦斯礦井占26．8％，煤與瓦斯突出礦井占17．6％，低瓦斯礦井占55．6％。國有地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井占15％左右。部分局礦的情況更為嚴(yán)重，如淮南礦業(yè)集團(tuán)所屬11對礦井均為突出礦井，平頂山煤業(yè)集團(tuán)所屬的13對礦井也全部為高瓦斯或突出礦井。

瓦斯災(zāi)害已成為制約煤礦安全生產(chǎn)和煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素，為此，國家煤礦安全監(jiān)察局實(shí)施了“科技興安”戰(zhàn)略，并提出了“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理“十二字方針”。與此同時(shí)，我國的各類科技計(jì)劃也逐步加強(qiáng)了瓦斯災(zāi)害治理技術(shù)研究開發(fā)的支持力度?！笆濉币詠恚貏e是十一五期間，科研院所、高等院校及企業(yè)以產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方式開展了攻關(guān)研究，在瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出預(yù)測、保護(hù)層開采、順煤層瓦斯抽放及礦井通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測、評價(jià)與決策控制等方面取得了重大進(jìn)展，并獲得了一批重要的科技成果?，F(xiàn)簡要介紹如下：1、瓦斯煤塵爆炸的危險(xiǎn)性預(yù)測與評價(jià)技術(shù)

瓦斯煤塵爆炸一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。近年來，我國在煤塵著火機(jī)理及瓦斯煤塵爆炸機(jī)理研究方面，建立了粉塵云著火及燃燒過程簡化模型，建立了礦井瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性評價(jià)模型，用事故樹方法分析了掘進(jìn)、采煤工作面瓦斯煤塵爆炸發(fā)生的影響因素、可能發(fā)生事故的模式和避免爆炸事故發(fā)生所要采取的途徑。確立了礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測評價(jià)指標(biāo)體系，并將指標(biāo)分為爆炸易發(fā)性指標(biāo)和爆炸后果嚴(yán)重性指標(biāo)。前者包括自然因素、技術(shù)因素、管理因素和經(jīng)濟(jì)因素四方面指標(biāo)，后者包括煤塵爆炸指數(shù)、沉積煤狀況、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作業(yè)人員、以往事故損失及礦山救護(hù)能力等。開發(fā)出了瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測評價(jià)技術(shù)和專家系統(tǒng)軟件，并建立了瓦斯煤塵爆炸的危險(xiǎn)性評價(jià)和防治專家系統(tǒng)。2、煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測技術(shù)

a:我國采用瓦斯地質(zhì)方法，建立了瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的多技術(shù)(數(shù)字地震勘探、無線電波透視和構(gòu)造軟煤測井曲線識別)集成的多尺度(礦井突出區(qū)和工作面突出帶)瓦斯突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)新方法；提出了以瓦斯地質(zhì)單元基礎(chǔ)的由構(gòu)造軟煤厚度(H)和煤層瓦斯壓力(P)相配套的突出區(qū)域預(yù)測瓦斯地質(zhì)指標(biāo)，初步確定構(gòu)造軟煤厚度的突出臨界值為0．90m.

b:開發(fā)了具有信息輸入、動(dòng)態(tài)管理和空間分析功能的瓦斯突出區(qū)域預(yù)測WebGIS信息平臺，實(shí)現(xiàn)了瓦斯突出區(qū)域瓦斯地質(zhì)方法的自動(dòng)化和可視化；

C:采用地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃的方法，確定了活動(dòng)構(gòu)造和巖體應(yīng)力狀態(tài)對突出的影響，并劃分出應(yīng)力升高區(qū)、應(yīng)力降低區(qū)和應(yīng)力梯度。為此開發(fā)了突出多因素模式識別概率預(yù)測計(jì)算機(jī)軟件，確定了活動(dòng)斷裂、最大主應(yīng)力、應(yīng)力梯度等8個(gè)主要影響因素，并可方便地劃分突出的危險(xiǎn)區(qū)、威脅區(qū)和安全區(qū)，開發(fā)出了突出區(qū)域預(yù)測決策分析系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了圖、文、聲和像的可視化。d:采用電磁波透視技術(shù)，成功研制出了探測煤層瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的技術(shù)和裝備，建立了電磁波反射和吸收特性。

3、煤與瓦斯突出動(dòng)態(tài)預(yù)測技術(shù)

煤與瓦斯突出的非接觸式預(yù)測是通過對瓦斯或煤體本身的信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測而進(jìn)行的連續(xù)動(dòng)態(tài)預(yù)測技術(shù)。這種方法具有測試簡單、不與生產(chǎn)發(fā)生沖突、實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)。因此，非接觸式連續(xù)預(yù)測是目前突出預(yù)測的主要研究方向。通過分析瓦斯涌出動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與突出危險(xiǎn)性的關(guān)系、實(shí)時(shí)監(jiān)測瓦斯動(dòng)態(tài)涌出特征波形、提取與突出危險(xiǎn)性相關(guān)的特征指標(biāo)，建立了煤巷掘進(jìn)炮后30分鐘的噸煤瓦斯動(dòng)態(tài)涌出量指標(biāo)、瓦斯涌出變異系數(shù)指標(biāo)、炮后瓦斯涌出最大速率指標(biāo)等連續(xù)預(yù)測指標(biāo)，研究確定了這幾種指標(biāo)與炮掘工作面突出危險(xiǎn)性的關(guān)系及指標(biāo)臨界值，以此綜合判斷工作面所處地點(diǎn)的安全狀況以及前方的潛在危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)了炮掘工作面瓦斯動(dòng)態(tài)涌出預(yù)測，為我國煤礦提供了一種新的瓦斯涌出量預(yù)測方法和煤與瓦斯突出預(yù)測工藝技術(shù)；

4、瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)一步提高。我國煤礦瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)一步提高,在高、突礦井中推廣應(yīng)用了“大管徑、大流量、大負(fù)壓”新型抽放設(shè)備。推廣應(yīng)用了大功率液壓鉆機(jī)和新型鉆具,提高了鉆孔長度和成孔率,采用新型封孔材料,改善封孔工藝,提高了抽放效果。

5、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步完善。我國國有大型煤礦都按規(guī)定全部裝備了安全監(jiān)控系統(tǒng),大多地方小型煤礦也都安裝了安全監(jiān)控系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)公司和產(chǎn)煤市、縣內(nèi)區(qū)域聯(lián)網(wǎng),提升了礦井安全監(jiān)控水平。目前使用較多的如由煤科總院常州自動(dòng)化研究所開發(fā)的KJ95安全監(jiān)控系統(tǒng)等。

6、深孔鉆進(jìn)工藝及技術(shù)的成功應(yīng)用

結(jié)合煤礦安全生產(chǎn)需求和工藝技術(shù)效果，對安全生產(chǎn)起較大作用的重大關(guān)鍵技術(shù)和裝備給予連續(xù)支持，加大開發(fā)力度，不斷提升技術(shù)和裝備水平。如針對我國煤礦瓦斯抽放的難點(diǎn)和技術(shù)問題，結(jié)合引進(jìn)國外關(guān)鍵技術(shù)，組織實(shí)施了煤礦井下長鉆孔鉆進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)工藝開發(fā)，研制出了我國自主核心技術(shù)的首臺井下長鉆孔抽放瓦斯鉆機(jī)，并實(shí)現(xiàn)井下順煤層鉆進(jìn)700多米的效果；針對我國煤礦開采和抽放工藝的銜接關(guān)系，繼續(xù)支持開展了井下千米瓦斯抽放鉆孔施工裝備及工藝關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，努力為抽放瓦斯技術(shù)上臺階提供更堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。7、千米定向鉆機(jī)及鉆進(jìn)工藝的突破。為礦井瓦斯抽采創(chuàng)造了有利的條件。

8、瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性評價(jià)方法

研究出了基于瓦斯地質(zhì)、地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃、電磁波探測方法的煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測技術(shù)和基于AE聲發(fā)射、電磁輻射和瓦斯涌出等原理的煤與瓦斯突出非接觸連續(xù)預(yù)測技術(shù)

9、順煤層強(qiáng)化抽放新技術(shù)

主要是順煤層長鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的成功應(yīng)用，解決了高（突）礦井瓦斯抽采率低下的問題，為瓦斯抽采和利用找到了新的途徑。遠(yuǎn)距離控制鉆機(jī)遠(yuǎn)控鉆機(jī)主要用于突出煤層施工瓦斯抽放鉆孔，主要作用是保證鉆孔施工人員的安全，減少井下作業(yè)人數(shù)。該系列遠(yuǎn)控鉆機(jī)主要包括ZKYL-1200、ZKYL-2000、ZKYL-3200三種型號。

主要功能：◆遠(yuǎn)距離控制功能，距離達(dá)500m以上◆自動(dòng)裝卸鉆桿功能◆遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能該鉆機(jī)獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會2010年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)自動(dòng)裝卸鉆桿裝置主控箱遠(yuǎn)距離操作臺監(jiān)視屏攝像儀數(shù)據(jù)傳輸線遠(yuǎn)距離控制鉆機(jī)組成油箱近距離操作臺履帶車動(dòng)力組件主機(jī)供水系統(tǒng)主機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)操作系統(tǒng)隨鉆測量系統(tǒng)電控箱履帶行走系統(tǒng)整體式千米定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)千米定向鉆機(jī)

ZYWL-6000D型千米定向鉆機(jī)主要用于中硬煤層瓦斯抽放長鉆孔，也可用于地質(zhì)異常條件探測鉆孔。主要優(yōu)點(diǎn)有：

◆鉆孔深度達(dá)1000m以上

◆精確定向鉆進(jìn)功能

◆可以側(cè)開分支孔◆鉆進(jìn)速度快

◆預(yù)抽面積大

◆抽采效率高履帶系列鉆機(jī)

ZYWL系列標(biāo)準(zhǔn)布置履帶鉆機(jī)ZYWL系列橫向布置履帶鉆機(jī)適合側(cè)幫跨皮帶鉆孔ZYWL系列集成式履帶鉆機(jī)集成化程度高適合大多數(shù)煤礦使用ZYWL系列跨皮帶專用履帶鉆機(jī)適合側(cè)幫跨皮帶鉆孔專利技術(shù)，設(shè)計(jì)鉗式雙夾持器，機(jī)械上下鉆桿裝置取代人工上下鉆桿，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；專利技術(shù)，設(shè)計(jì)自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，實(shí)現(xiàn)了鉆桿的自動(dòng)裝卸；首次開發(fā)出鉆機(jī)智能防卡鉆技術(shù)，該技術(shù)能分析當(dāng)前卡鉆的可能性，并監(jiān)測卡鉆的跡象，對卡鉆具有一定的預(yù)判性，這些都是其相對于人工預(yù)防卡鉆方式的優(yōu)勢。自動(dòng)裝卸鉆桿裝置自動(dòng)裝卸鉆桿技術(shù)鉗式雙夾持器遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)，鉆機(jī)工作情況及現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)等通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在遠(yuǎn)控站顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，供操作人員實(shí)時(shí)了解鉆機(jī)工作情況及現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)。攝像儀遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)顯示屏畫面鉆機(jī)工作參數(shù)產(chǎn)品選型技巧

(3)對于特別松軟煤層，可選用大功率無級調(diào)速鉆機(jī)配置三棱鉆桿加壓風(fēng)排渣方式；(4)對于巖層鉆孔施工，可選用常規(guī)鉆機(jī)配置光鉆桿施工；(5)對于超硬巖層施工，可選用常規(guī)鉆機(jī)配置中風(fēng)壓加沖擊鉆進(jìn)方式；(6)對于穿層鉆孔施工，可選用常規(guī)鉆機(jī)配置光鉆桿或者寬葉片鉆桿施工。電壓等級：需要普通電壓或者高電壓鉆機(jī)類型：需要單動(dòng)或聯(lián)動(dòng)液壓鉆機(jī)，座架式或履帶式鉆桿長度：標(biāo)準(zhǔn)配置800mm，或者1000mm，或者1500mm鉆具◆鉆桿煤鉆頭

螺旋鉆桿寬葉片鉆桿

三棱鉆桿外平鉆桿◆鉆頭硬質(zhì)合金鉆頭復(fù)合片鉆頭金剛石鉆頭水力擴(kuò)孔鉆頭水力擴(kuò)孔工藝示意圖10、低透氣性煤層順層鉆孔抽采技術(shù)

針對低透氣性突出煤層順層鉆孔施工困難等問題，從鉆進(jìn)工藝，方式。設(shè)備上下功夫，研制成功了新型螺旋鉆機(jī)，是鉆孔深度達(dá)到了200米以上，成功解決了綜放工作面沿傾斜方向順層抽采鉆孔覆蓋不到的情況。為綜放工作面本煤層瓦斯抽采創(chuàng)造了條件。

11、地面煤層氣開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)和裝備的成功使用，為礦井瓦斯抽采和利用提供了保證。

12、綜放工作面上隅角瓦斯自動(dòng)引排技術(shù)

為了解決綜放工作面上隅角瓦斯超限的問題，研發(fā)成功了“綜放工作面上隅角瓦斯抽采系統(tǒng)”

13、主要通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的使用，為礦井合理供風(fēng)創(chuàng)造了條件

14、局通變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，是掘進(jìn)工作面風(fēng)量控制自如，為掘進(jìn)工作面瓦斯治理工作提供便利

15、分源抽采技術(shù)的應(yīng)用，解決了瓦斯抽采過程中負(fù)壓損失的問題

16、井下水平定向長鉆孔施工工藝的成功應(yīng)用，解決了走向高位鉆孔抽采工藝中的關(guān)鍵性難題，用走向高位長鉆孔取代瓦斯排放巷，有效地解決了綜放工作面上隅角瓦斯超限的問題。

二、礦井粉塵防治技術(shù)

及發(fā)展現(xiàn)狀A(yù)。被動(dòng)防塵技術(shù)是等粉塵產(chǎn)生之后再去清出或治理的技術(shù)，目前比較成熟的技術(shù)有：1、采掘機(jī)械內(nèi)外噴霧技術(shù)：實(shí)現(xiàn)了噴霧與采掘機(jī)械開啟的聯(lián)動(dòng)和閉鎖，開機(jī)即噴停機(jī)即停。2、沖擊波控制的自動(dòng)噴霧技術(shù)：在采掘工作面放炮產(chǎn)生的沖擊波作用下自動(dòng)定時(shí)噴霧。有效在粉塵高峰期噴霧滅塵。3、電控自動(dòng)噴霧技術(shù)：在轉(zhuǎn)載機(jī)頭處、皮帶機(jī)頭處等卸載點(diǎn)，將控制噴霧的電磁閥的供電和運(yùn)輸設(shè)備的電源聯(lián)動(dòng)閉鎖。實(shí)現(xiàn)了設(shè)備開噴霧開，設(shè)備停則噴霧停。4、光控自動(dòng)噴霧技術(shù)：在行車行人的大巷利用光控自動(dòng)噴霧有效解決了過車行人時(shí)停止噴霧，正常情況下一直噴霧的需求。

5、綜放工作面放煤口自動(dòng)噴霧技術(shù)

當(dāng)綜放工作面放煤口開啟準(zhǔn)備放煤時(shí)，支架后部放煤口的噴霧自動(dòng)打開進(jìn)行噴霧，有效消除了由于放煤而產(chǎn)生的大量粉塵。

6、粉塵濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用

7、由粉塵濃度傳感器控制的在線監(jiān)測自動(dòng)噴霧系統(tǒng)

B.主動(dòng)防塵技術(shù)就是在采掘活動(dòng)之前或活動(dòng)當(dāng)中給煤層注水，增加煤層的原始含水量，減少在采掘活動(dòng)中的產(chǎn)塵量三、沖擊地壓防治技術(shù)

及發(fā)展現(xiàn)狀沖擊地壓防治技術(shù)隨著礦井向深部開采，各種動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象也涉繁出現(xiàn)1、沖擊地壓的定義：煤礦開采過程中，在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤或巖體，在一定的條件下突然發(fā)生破壞、冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)聲響、震動(dòng)以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為煤礦動(dòng)力災(zāi)害，也稱之為沖擊地壓或強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)，有人還稱之為礦震，是煤礦重大災(zāi)害之一。僅次于瓦斯煤塵爆炸事故。目前，我國的沖擊礦壓及礦震災(zāi)害十分嚴(yán)重，開采深度超過500米時(shí)，突發(fā)強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)的幾率更大，但是有些礦井在采深200米時(shí)也發(fā)生過沖擊地壓現(xiàn)象，近年來，隨開采深度增加，此類災(zāi)害有加重的趨勢。在高突礦井沖擊礦壓現(xiàn)象所引發(fā)的災(zāi)害后果更為嚴(yán)重，因?yàn)?，礦震容易誘發(fā)和引起煤與瓦斯突出，從而造成重大瓦斯事故，已成為制約煤礦安全生產(chǎn)新的災(zāi)害，是煤礦行業(yè)發(fā)展的重大障礙。

2、沖擊地壓的特點(diǎn)

（1）事故發(fā)生前沒有明顯前兆，速度快；

（2）事故發(fā)生時(shí)伴有巨響，有氣浪；

（3）事故發(fā)生后有大量煤體拋出，嚴(yán)重堵塞巷道，破壞嚴(yán)重。3、沖擊地壓易發(fā)地點(diǎn)

沖擊地壓都發(fā)生在殘留煤柱附近。遺留的煤柱，屬于孤島煤柱，煤柱集中壓力大，多巷道交叉布置的位置、采動(dòng)影響范圍大，采掘活動(dòng)頻繁的地點(diǎn)等處。

4、沖擊地壓的防治措施

（1）防范措施

（2）解危措施

（3）防護(hù)措施

A、沖擊地壓的防范措施

避免形成高度應(yīng)力集中，避免產(chǎn)生能量積聚的條件，預(yù)先改變煤巖沖擊傾向。降低應(yīng)力，創(chuàng)造能量釋放件，破壞煤巖結(jié)構(gòu)，避免造成災(zāi)害事故。

B、沖擊地壓的解危措施

開采解放層和合理的開拓開采巷道布置布置是最常用的沖擊地壓解危措施。對于沖擊地壓嚴(yán)重的煤與瓦斯突出礦井必須始終堅(jiān)持先解危再生產(chǎn)的原則C、沖擊地壓的防治措施

⑴煤層預(yù)注水（選擇深孔注水）

利用深孔煤層注水，注水軟化顯著改善了煤層開采過程中的能量釋放的均勻性和穩(wěn)定性;這是煤層注水防治沖擊地壓的機(jī)理。

⑵超前松動(dòng)爆破

工作面開采期間,可對工作面煤體進(jìn)行超前松動(dòng)爆破和卸壓爆破。松動(dòng)爆破是一種超前治理措施,卸壓爆破是一種被動(dòng)卸壓治理措施,當(dāng)監(jiān)測到有沖擊危險(xiǎn)后,應(yīng)立即實(shí)施卸壓爆破。卸壓孔深7~10m,孔間距不>5m,每次引爆4~5個(gè)卸壓孔,以提高卸壓效果。另外,還可在切眼掘進(jìn)期間應(yīng)用過大鉆孔卸壓措施;在煤柱集中應(yīng)力區(qū)應(yīng)用巷道卸壓等措施。

⑶頂板預(yù)注水

⑷頂板超前爆破

⑸煤層卸載注水

⑹煤層卸載爆破

⑺煤層松動(dòng)爆破

⑻煤層卸載鉆孔

⑼頂板爆破處理

⑽底板爆破處理

⑾加強(qiáng)支護(hù)

⑿寬巷掘進(jìn)

從沖擊地壓防范的實(shí)際來看，上述措施大都是以誘導(dǎo)釋放能量為目的，打破集中應(yīng)力的常規(guī)分布狀態(tài)。預(yù)注水則是為了改變煤巖體的物理力學(xué)性能，從而防止沖擊地壓的發(fā)生。5、沖擊地壓防范技術(shù)（1）合理布置與分區(qū)開采技術(shù)

①?zèng)_擊地層煤層開采的基本原則開采煤層群時(shí)，開拓布置應(yīng)有利于保持層開采。首先開采無沖擊危險(xiǎn)或沖擊危險(xiǎn)小的煤層作為保護(hù)層，且優(yōu)先開采上保護(hù)層。如撫順、遼源等煤礦，厚煤層上行水砂充填法開采，作為保護(hù)層的第一分層開采都盡量布置在沖擊危險(xiǎn)性小的煤層中進(jìn)行。合理的開采順序，最大限度地避免形成煤柱等應(yīng)力集中，煤柱承受的壓力很高，特別是島形或半島形煤柱，要承受幾個(gè)方面的疊加應(yīng)力，最易產(chǎn)生沖擊地壓。

上層遺留的煤柱還會向下傳遞集中應(yīng)力，達(dá)到相當(dāng)大的深度，導(dǎo)致下部煤層開采發(fā)生沖擊地壓。

山東陶莊在回收煤柱時(shí)發(fā)生沖擊地壓占全礦的29.8%，唐山礦、城子礦約占一半。

龍鳳礦兩側(cè)為采空區(qū)的工作面在采煤中，發(fā)生沖擊地壓次數(shù)多。

采區(qū)的采面應(yīng)朝一個(gè)方向推進(jìn)，避免相向開采造成應(yīng)力疊加。

相向采煤時(shí)上山煤柱逐漸減小，支承壓力逐漸增大，易發(fā)生沖擊地壓。

陶莊礦在上山附近發(fā)生了17次沖擊地壓，而且相向采煤又要被迫在高應(yīng)力沖擊掘進(jìn)槍眼（水采），造成沖擊地壓頻繁發(fā)生（占總次60%）。

采取了單翼采區(qū)跨上山采煤的方法，并把單區(qū)段開采程序該為多區(qū)段聯(lián)合開采程序，使采掘在不同區(qū)段中交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了沿采空掘槍眼，避免了在高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)和維護(hù)槍眼。

地質(zhì)構(gòu)造特征部位的開采程序

采取能避免或減緩應(yīng)力集中和疊加的開采程序：

在向斜和背斜構(gòu)造區(qū)，應(yīng)從軸部開始采煤；

在構(gòu)造盤地應(yīng)力從盤底開始采煤；

在有斷層和采空區(qū)的條件下采用從斷層或采空區(qū)開始采煤的開采程序。主要巷道布置在底板巖層

在有沖擊危險(xiǎn)的開拓巷道、準(zhǔn)備巷道、永久硐室，主要上、下山、主要溜煤巷和回風(fēng)巷應(yīng)布置在底板巖層或無沖擊危險(xiǎn)煤層中，以利于維護(hù)和減小沖擊危險(xiǎn)。

采煤巷道應(yīng)盡可能避開支承壓力峰值范圍，采用寬巷掘進(jìn)，少用或不用雙巷或多巷同時(shí)平行掘進(jìn)。

長壁、垮落法管理頂板開采沖擊危險(xiǎn)煤層

房柱式等柱式采煤法由于掘進(jìn)的巷道多，在采空區(qū)遺留的煤柱多，頂板不能及時(shí)充分地垮落，造成支承壓力較高，增加了沖擊的危險(xiǎn)性。

采用長壁式開采方法，由于采空區(qū)中不留煤柱，則有利于減緩沖擊地壓的危害。

工作面支架采用具有整體性和防護(hù)能力的可縮性支架。

②沖擊地壓煤層開采的技術(shù)原則

在沖擊地壓煤層開采過程中，除嚴(yán)格遵守基本原則外，還應(yīng)遵守以下技術(shù)原則：

在沖擊危險(xiǎn)區(qū)的煤層中掘進(jìn)和采煤時(shí)，必須始終在煤層的保護(hù)帶范圍內(nèi)進(jìn)行，確保保護(hù)層的寬度不小于3.5倍采高。

煤層應(yīng)力過度集中時(shí)，必須進(jìn)行解危處理，否則不得進(jìn)行采煤和掘進(jìn)工作。

應(yīng)避免在支承壓力峰值區(qū)掘進(jìn)巷道。

在煤層中雙巷掘進(jìn)時(shí)，兩條平行巷道之間的煤柱不得小于10m，聯(lián)絡(luò)巷須與巷道成直角；兩條巷道掘進(jìn)工作面的前后位置錯(cuò)距不小于50m。

相向掘進(jìn)的巷道相距30m時(shí)，必須停止一個(gè)頭掘進(jìn)。停掘的巷道要加固，繼續(xù)掘進(jìn)的巷道除加強(qiáng)支護(hù)外，沖擊地壓危險(xiǎn)嚴(yán)重時(shí)，還必須采取卸壓措施。

煤層巷道應(yīng)采用寬巷掘進(jìn)。巷道支護(hù)應(yīng)采用可縮性拱形或環(huán)形金屬支架，嚴(yán)禁采用混凝土支架和剛性金屬支架，在破碎頂板條件下，支架間頂幫必須插嚴(yán)背實(shí)。

新采區(qū)投產(chǎn)要保持合理的開采順序，避免形成“孤島區(qū)”或“孤島工作面”。同一煤層相鄰階段的工作面向同一方向推進(jìn)時(shí)，錯(cuò)距不得小于150m。

采煤時(shí)，在采空區(qū)中不得留有煤柱。必須留設(shè)煤柱時(shí)，煤柱的尺寸和位置以及影響范圍必須標(biāo)明在采掘工程圖上。

采煤工作面一般應(yīng)保持直線式。臺階式工作面的臺階錯(cuò)距不應(yīng)大于3m。

分層開采厚煤層時(shí)，分層平巷應(yīng)內(nèi)錯(cuò)布置，上、下分層平巷軸線距離至少不小于3倍巷道寬度。上、下分層切眼間距至少應(yīng)內(nèi)錯(cuò)5m。每個(gè)分層工作面應(yīng)先于上分層工作面停采線至少5m停采。

厚煤層采用一次采全厚大采高開采和綜放開采時(shí)，盡可能將巷道沿底布置。沖擊危險(xiǎn)區(qū)域因支承壓力影響范圍的擴(kuò)大而應(yīng)擴(kuò)大到采煤工作面前方80～120m。

厚煤層采用分層綜放開采時(shí)，第一分層巷道應(yīng)注意加強(qiáng)支護(hù)，尤其底板煤層較軟時(shí)，應(yīng)對底板適當(dāng)加固。

采用垮落法管理頂板時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)力液壓支架。采用單體支護(hù)時(shí)，必須加強(qiáng)切頂線支護(hù)強(qiáng)度，并回收采空區(qū)所有支柱。

在一般情況下，掘進(jìn)與采煤工作面的躲炮直線距離不小于150m，躲炮時(shí)間大于30min；在作業(yè)規(guī)程中應(yīng)明確規(guī)定躲炮地點(diǎn)。

掘進(jìn)與采煤作業(yè)規(guī)程應(yīng)包括工作地區(qū)的沖擊危險(xiǎn)級別、地質(zhì)構(gòu)造說明與簡明圖表、上層采動(dòng)邊界位置圖、掘進(jìn)與采煤方式、循環(huán)進(jìn)度、支護(hù)形式、加強(qiáng)支護(hù)的措施、防治沖擊地壓的措施以及發(fā)生沖擊地壓時(shí)的應(yīng)急措施，包括撤人路線。

根據(jù)檢測結(jié)果，在沖擊地壓危險(xiǎn)煤層內(nèi)劃定嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)，標(biāo)在采掘平面圖上，并在嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)周圍建立警告牌，限制無關(guān)人員停留。

如果采取的措施不能阻止沖擊地壓危險(xiǎn)的發(fā)生，或出現(xiàn)中等以上的危險(xiǎn)時(shí)，必須停止作業(yè)，直到采取有效措施使之卸壓為止。

2.保護(hù)層開采技術(shù)

在開采煤層群的條件下，首先開采沒有沖擊傾向性，或沖擊危險(xiǎn)性小的煤層。采動(dòng)后，使有沖擊危險(xiǎn)的煤層在采掘過程中不再發(fā)生沖擊地壓，這樣先采的煤層稱為保護(hù)層。保護(hù)層位于危險(xiǎn)層上方，稱為上保護(hù)層，位于下方稱為下保護(hù)層，而處于有效卸載范圍內(nèi)的后采煤層成為被保護(hù)層。

煤層開采后，圍巖將產(chǎn)生變形、斷裂、離層，并向采空區(qū)移動(dòng)。

按對巖體影響程度和特征，可分為5個(gè)區(qū)帶：冒落帶、安全移動(dòng)帶、解放帶、減壓帶、增壓帶。

理想情況下，這5帶的分布如圖4-39。

受采動(dòng)影響，巖體應(yīng)力小于原巖應(yīng)力的地區(qū)稱為減壓帶。解放帶是減壓帶的一部分。開采保護(hù)層后，形成了解放帶，從而起到減緩沖擊地壓作用。

開采保護(hù)層對煤巖體力學(xué)性質(zhì)的影響之一是煤“變硬”了。這是由于卸載后礦壓對煤層破壞作用減小了，故采煤較困難。

受采動(dòng)影響，巖體應(yīng)力小于原巖應(yīng)力的地區(qū)稱為減壓帶。解放帶是減壓帶的一部分。開采保護(hù)層后，形成了解放帶，從而起到減緩沖擊地壓作用。

開采保護(hù)層對煤巖體力學(xué)性質(zhì)的影響之一是煤“變硬”了。這是由于卸載后礦壓對煤層破壞作用減小了，故采煤較困難。

3.放頂煤開采技術(shù)

綜放開采厚煤層時(shí)，由于頂煤及頂板垮落與破壞范圍的增大，發(fā)生沖擊地壓的頻率下降，強(qiáng)度降低。其主要原因：

（1）放頂煤開采改變了“頂板—煤層—底板”系統(tǒng)的力學(xué)承載體系，而轉(zhuǎn)變成了“頂板—頂煤（存在范圍較大的破裂區(qū)）—開采煤層—底板”的力學(xué)體系。

綜放開采后，范圍較大的破裂區(qū)的存在，使開采煤層上方形成了一個(gè)塑性變形區(qū)域，在堅(jiān)硬的基本頂巖梁斷裂時(shí)發(fā)生沖擊地壓和應(yīng)力高峰轉(zhuǎn)移過程中，該區(qū)域內(nèi)的煤體是在逐漸被壓碎的條件下破壞的。雖然，有破裂區(qū)作為緩沖，沖擊地壓發(fā)生的可能性及強(qiáng)度都會小的很多。

（2）由于放頂煤工作面直接頂厚度增加，較分層開采時(shí)上覆巖層的縱向運(yùn)動(dòng)范圍增加，當(dāng)上部沖擊巖層發(fā)生沖擊時(shí)，已發(fā)生破壞的頂煤層及發(fā)生運(yùn)動(dòng)的上覆巖層的存在，將對沖擊波產(chǎn)生衰減作用，從而降低沖擊地壓的強(qiáng)度。

（3）放頂煤開采沖擊危險(xiǎn)性厚煤層，采放比對沖擊地壓的形成有重要影響左右，割煤高度既不能過大又不能過小。對于本節(jié)研究的煤層條件割煤高度取2.5m左右比較合適，這與現(xiàn)場實(shí)踐結(jié)論是基本一致的。

（4）以規(guī)避采動(dòng)高應(yīng)力為核心的沖擊地壓防治，若做到?jīng)_擊危險(xiǎn)性的準(zhǔn)確預(yù)測、評價(jià)之后，采取礦井合理開拓布置、先采保護(hù)層、煤層注水等宏觀措施，并進(jìn)行合理采煤方法的選擇，對于適于綜放開采的有沖擊危險(xiǎn)性厚煤層，優(yōu)先采用綜放開采，在煤層開采過程中加強(qiáng)采動(dòng)圍巖應(yīng)力分布特征研究與觀測，適時(shí)采用鉆孔卸壓、誘發(fā)爆破、強(qiáng)制放頂?shù)染植拷馕４胧┦强梢员苊馄茐男詻_擊地壓發(fā)生的。

4.高壓水射流切槽割縫技術(shù)

對于找不到可以解放的煤層，或?qū)τ诜墙夥欧秶拿簩?，可以采用高壓水射流切槽割縫技術(shù)實(shí)現(xiàn)本層煤解放。

用旋轉(zhuǎn)射流鉆孔，鋼管連續(xù)推進(jìn)，在工作面兩平巷中，沿煤層中下部間隔施工與煤層平行的鉆孔，孔深100～150m，然后沿鉆孔后退用高壓水射流割縫，縫高30～55mm。深度1.5～2.0m，鉆孔間距4m左右。

其機(jī)理：大面積的鉆孔割縫使煤層破壞、損傷、卸壓、應(yīng)力松弛，在煤層中形成高度大于15cm的縫隙，相當(dāng)于在本煤層中開采了薄的保護(hù)層。

.沖擊地壓典型案例分析

1961年發(fā)生在大同挖金灣煤礦工作面的頂板災(zāi)害：

采高4.0～4.3m，構(gòu)造簡單，煤層穩(wěn)定，直接頂為細(xì)砂巖，厚度3m，老頂為厚層狀中粒砂巖，厚度3m，老頂為厚層狀中粗砂巖，厚度84～104m，開采方法：房柱式。

1957年至1961年5月采完，開采面積達(dá)16.3萬m2，回收房間煤柱工作至1961年12月22日11時(shí)，頂板響動(dòng)遍及整個(gè)盤區(qū)，將工人撤出盤區(qū)，半小時(shí)后大面積頂板突然冒落。造成：地陷12.8萬m2，深達(dá)1m，地表對應(yīng)出現(xiàn)7條0.2～0.5m，長102～

360m大裂縫，頂板冒落產(chǎn)生巨大暴風(fēng)，造成另外盤區(qū)多人傷亡，損毀密閉9座，風(fēng)橋2座，支架90多架，巷道由4m降為2m，巷寬增大為6～7m。碎煤將皮帶全部埋住，全井通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)破壞。

四、礦井內(nèi)因火災(zāi)防治技術(shù)

及發(fā)展現(xiàn)狀煤炭自燃過程有四個(gè)必要條件：1．煤要有自燃傾向性；2．煤以碎裂狀志存在；3．有連續(xù)供氧條件，維持煤氧化不斷發(fā)展；4．煤氧化或熱量易積聚，難以及時(shí)散發(fā)，致使火點(diǎn)及自燃。防止煤炭自燃的基本方法：

（一）防止煤炭自燃的開采技術(shù)

（二）預(yù)防性灌漿

（三）膠體材料防火

（四）阻化劑防火

（五）惰氣防火

（六）均壓防滅火技術(shù)

火區(qū)管理與啟封

火區(qū)被封閉后，要采取黃泥灌漿等方法使火源早日熄滅。要遵照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定加強(qiáng)火區(qū)管理和觀測。

具備下列條件時(shí)，方可認(rèn)為火源已經(jīng)熄滅：

（1）火區(qū)的空氣溫度下降到30度以下或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常空氣溫度相同；

（2）火區(qū)內(nèi)空氣中的氧濃度降到5%以下。

（3）火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，CO濃度在封閉期間逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下。

（4）火區(qū)的出水溫度低于25度或與火災(zāi)發(fā)生前該

區(qū)的日常出水溫度相同；

（5）上述4項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間不少于1個(gè)月。

啟封火區(qū)方法

（1）通風(fēng)啟封火區(qū)法

火區(qū)范圍小，確定火源已熄滅，可采用此法。

（2）鎖風(fēng)啟封火區(qū)法火區(qū)范圍較大，火源是否熄滅難以確認(rèn)的高瓦斯火區(qū)采用此法。

煤礦火災(zāi)標(biāo)志性氣體檢測的創(chuàng)新與發(fā)展1、在十一五之前，我國判斷礦井火災(zāi)的標(biāo)志性氣體只是單一的CO和CO2到后來我們也逐漸的引進(jìn)了國際通用的多種氣體復(fù)合參數(shù)判定法，最新的研究結(jié)果為：使用CO、C2H4及C2H23個(gè)指標(biāo)，綜合地將煤自然發(fā)火分為3個(gè)階段：①礦井風(fēng)流中出現(xiàn)10-6級CO時(shí)的緩慢氧化階段；②出現(xiàn)10-6級CO和C2H4時(shí)的加速氧化階段；③出現(xiàn)10-6級CO、C2H4和C2H2的激烈氧化階段，此時(shí)即將出現(xiàn)明火。另外還有：2、（1）在自燃發(fā)火進(jìn)程中，隨著煤的溫升，Rn與CO的濃度都會在某一溫度下顯著增加，但Rn濃度顯著增加的溫度值比CO平均低60℃，而且不會受到環(huán)境其它因素的影響，因此，將測氡技術(shù)用于煤礦井下自燃發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報(bào)中是完全可行的。（2）在溫升過程中氡濃度的變化與溫度之間有著良好的一致性，因此易于判定自燃發(fā)火的進(jìn)程。（3）氡濃度的變化基本上不受生產(chǎn)過程的影響，因此可靠性更高。在火災(zāi)預(yù)報(bào)中普遍認(rèn)為：在工作面風(fēng)流中CO的絕對量小于0.0049m3/min時(shí)無自燃現(xiàn)象，當(dāng)工作面風(fēng)流中CO的絕對量大于0.0059m3/min時(shí)預(yù)報(bào)自燃發(fā)火。煤炭自燃發(fā)火初期，在低溫氧化階段檢測不到乙烯（C2H4),當(dāng)煤溫上升到110℃---130℃時(shí)出現(xiàn)（C2H4),當(dāng)煤溫在130℃—150℃時(shí)出現(xiàn)丙烯（C3H6），當(dāng)煤溫在150℃—170℃時(shí)出現(xiàn)丁烯C4H8以此可以推斷出自燃煤炭所處的溫度范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴我們：煤炭自熱的臨界溫度是60℃--80℃，煤的著火溫度是320℃---380℃（我院也可以做到更細(xì)一些。如果建實(shí)驗(yàn)室的話，談個(gè)人看法）礦井防滅火技術(shù)比較單一，近年來也沒有大的發(fā)展和成熟的新技術(shù)，只是在火災(zāi)位置的判定和防滅火材料上有新的突破和發(fā)展。由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，各種防滅火的新材料都應(yīng)用而生，如粉煤灰灌漿、凝膠防滅火、各種阻化劑防滅火、惰性氣體防滅火、三相泡沫防滅火等等，其中最著名的當(dāng)數(shù)由中國礦大的王德明教授發(fā)明的“三相泡沫防滅火”技術(shù)?！叭唷薄垂滔唷⒁合嗪蜌庀?，

固相—由熱電廠產(chǎn)生的粉煤灰或黃泥，粒度在300微米以下，主要起充填作用。液相---主要是水（清水或廢水均可）主要起降溫和濕潤煤體的作用。

氣相---主要由惰性氣體承擔(dān)（最常用氮?dú)猓?，主要起增大體積的作用（在有些場所也可以用空氣）。另外，個(gè)別煤礦還研究了利用壓縮空氣代替氮?dú)獾娜嗯菽乐尾煽諈^(qū)和綜采支架后方自燃火災(zāi)治理和撲滅隱蔽火源的技術(shù),尤其是對大范圍采空區(qū)火災(zāi)、采空區(qū)隱蔽火源及高位火源、綜放及俯采工作面煤炭自燃防治的難題,具有良好的效果,是防治煤炭自燃的有效技術(shù)手段。

項(xiàng)目參數(shù)三相泡沫的發(fā)泡倍數(shù)30倍泡沫穩(wěn)定時(shí)間8h～36h水灰比（質(zhì)量比）1:1～4:1耗漿量10～30m3/h產(chǎn)泡量300～900m3/h發(fā)泡劑使用比例0.2%綜合成本1元/m3（以氮?dú)鉃闅庠矗?/p>

0.5元/m3（以壓氣為氣源）

4、十二、五研究的方向a、火災(zāi)位置探測理論的不斷完善b、火災(zāi)位置探測儀器儀表的準(zhǔn)確性研究

五、礦井防治水技術(shù)

及發(fā)展現(xiàn)狀礦井水害的類型有以下幾種：凡影響生產(chǎn)、威脅采掘工作面或礦井安全的,增加噸煤成本使礦井局部或全部被淹沒的水災(zāi),都稱為煤礦水害據(jù)統(tǒng)計(jì)，建國以來，在我國煤礦一次死亡3人以上的重大事故，水害居第三；平均每次事故死亡7.06人，僅次于瓦斯和火災(zāi)事故。對我市而言，水害是特別可能造成重特大事故的主要因素。礦井涌水來源1、地表水：指礦區(qū)附近地面的江河、湖泊、池沼、水庫、廢棄的露天坑、塌陷坑積水以及雨水和冰雪融化匯集的水。地表水可能通過開采塌陷裂縫涌入井下，在短時(shí)間內(nèi)把井巷或整個(gè)礦井淹沒。2、地下水：指含水層水、斷層裂隙水和老空積水。這些水可能從各種通道和巖層裂縫滲透進(jìn)入礦井，是水災(zāi)的主要水源。透水預(yù)兆一1、煤層發(fā)潮發(fā)暗。2、巷道壁或頂板“掛汗”（透水前的掛汗水珠呈尖形，煤炭自燃時(shí)的掛汗水珠常常是平行的）3、煤壁“掛紅”。4、煤層變涼、空氣變冷（但是受地?zé)嵊绊懘蟮牡V井，地下水溫偏高，當(dāng)采掘工作面接近時(shí)溫度反而增高。5、頂板淋水加大。透水預(yù)兆二6、水叫。7、有害氣體增加。8、發(fā)生霧氣。9、頂板來壓、底板鼓起。（發(fā)生底板鼓起有兩種原因，一是受承壓含水層或積水區(qū)靜水壓力和礦山壓力共同作用的結(jié)果，這是突水預(yù)兆；二是受礦山壓力單方面的作用而產(chǎn)生底鼓，這種情況一般不突水。）此外，還有可能出現(xiàn)片幫冒頂、裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭雞蛋味等預(yù)兆。礦井水災(zāi)的預(yù)防措施防治水的措施：探、放、排、堵、截(疏）。井下防治水的主要措施：做好礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)觀測工作，查明水源，調(diào)查老空，掌握涌水通道、留設(shè)防水煤（巖）柱、建筑防水閘門和防水墻、探防水、疏放降壓開采、注漿堵水和礦井防排水系統(tǒng)等。探放水原則：有疑必探、先探后掘。井下探放水的要求一采掘工作面遇到下列情況之一時(shí)必須探放水：1、接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰的煤礦時(shí)。2、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞或?qū)萋渲鶗r(shí)。3、打開隔離煤柱放水時(shí)。4、接近有出水可能的鉆孔時(shí)。井下探放水的要求二5、接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)6、接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。7、接近其他有可能出水的地區(qū)時(shí)。透水事故的處理措施一井下發(fā)現(xiàn)有突水預(yù)兆后，必須發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員。最先發(fā)現(xiàn)透水的現(xiàn)場人員，在報(bào)告調(diào)度室的同時(shí)要迅速組織搶救，防止事故擴(kuò)大。來不及搶救時(shí)，人員應(yīng)按避災(zāi)路線撤到安全地點(diǎn)或出井。切勿進(jìn)入獨(dú)頭下山巷道。一旦迷失方向，必須朝著有風(fēng)流通過的上山方向撤退。透水事故的處理措施二被水堵在采掘工作面時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1、在巷道內(nèi)或硐室口做上標(biāo)志。2、保持靜臥，減少體力消耗。3、硐室內(nèi)留一盞燈照明，延長照明時(shí)間。4、簡短地敲擊，發(fā)出呼救信號。5、要聽從指揮，團(tuán)結(jié)一致，等待救援。礦井水的危害1、井下巷道和采掘工作面出現(xiàn)淋水時(shí)，空氣潮濕，人易患風(fēng)濕病。2、礦井水腐蝕井下各種金屬設(shè)備、支架、軌道等。3、如果發(fā)生突水和透水，就可能淹沒采掘工作面或礦井，造成人員傷亡。（二）常見的疏干方式1、地表疏干2、巷道疏干3、井下鉆孔疏水4、井上下聯(lián)合疏水返回1、地表疏干下頁地表疏降模式圖地表疏降鉆孔(井)平面布置方式地表疏降鉆孔(井)平面布置方式2、巷道疏干11)石門疏水

下頁石門多含水層疏水

利用煤層采準(zhǔn)巷道疏放頂板水2、巷道疏水22)采準(zhǔn)”巷道疏水3、井下鉆孔疏水直通式井下疏水孔

下頁直通式疏水鉆孔頂板上行式疏水孔下頁上行式井下疏水孔

井下水平或近水平疏水孔水平(近水平)式井下疏水孔采動(dòng)放水通過探查，證實(shí)煤層直接充