安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇技術報告匯編

2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 國家安全生產(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 進步支撐和引領安全發(fā)展 。大力推進安全科技創(chuàng)新，是建設創(chuàng)新型國家的內(nèi)在要求，是提高安全科技自主創(chuàng)新能力、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、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，也是建設平安社區(qū)，構(gòu)建和諧社會的重要保障。 黨中央、國務院高度重視安全生產(chǎn)及安全科技工作，要求“加快推進安全生產(chǎn)科技進 步，針對重點行業(yè)和領域的共性、關鍵性安全生產(chǎn)技術難題，組織開展安全生產(chǎn)科研攻關，提高安全生產(chǎn)技術水平和安全裝備水平”，把“推動安全科技進步作為安全生產(chǎn)的重要治本之策”。 “十五”期間，全國安全生產(chǎn)科技工作取得了長足發(fā)展，初步建立了企業(yè)為主體、科研機構(gòu)和大專院校為中堅力量、社會廣泛參與、國內(nèi)外密切合作的“產(chǎn)學研”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伍，在安全科學基礎理論研究與應用、重大工業(yè)事故預防預警與應急救援、重大危險源普查及監(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用，安全科技進步支撐和引領“安全發(fā)展”的作用日趨顯著，有力促進了全國安全生產(chǎn)繼續(xù)保持總體穩(wěn)定、趨于好轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢。 “十一五”是我國落實科學發(fā)展觀、構(gòu)建社會主義和諧社會、全面建設小康社會的關鍵時期，安全生產(chǎn)同樣面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。安全發(fā)展是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎、前提和保障，堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。加強安全生產(chǎn)工作要始終堅持依靠各級黨委政府、依靠相關部門、依靠企事業(yè)單位、依靠社會公眾廣泛參與和密切合作。努力推動安全文化、安全法制、安全責任、安全科技、 安全投入等要素落實到位，提升安全保障能力，推動科技進步引領支撐安全生產(chǎn)。堅持一手抓研發(fā)攻關，一手抓推廣應用，典型引路、集成推廣，使那些技術成熟、先進適用的科技成果盡快普及，轉(zhuǎn)化為有利于安全生產(chǎn)的先進生產(chǎn)力。 國家安全 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)“落實年”和“攻堅年”的目標任務，針對煤礦、非煤礦山、危險化學品、煙花爆竹等重點行業(yè)領域安全生產(chǎn)技術的緊迫需求，確定了 煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備、煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 、 礦井提升安全保護技術與裝備 、 礦山井下人員位置監(jiān)測技 術與裝備 、 非煤露天礦中深孔爆破開采技術 、危險品和長途客運車輛行駛監(jiān)控技術 、 高安全性煙花爆竹藥劑與生產(chǎn)技術 、 重大危險源監(jiān)控與應急救援輔助決策系統(tǒng) 、 生產(chǎn)過程高可靠性安全管理體系 等 九項安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果 “十一五” 重點推廣方向，將進一步促進安全生產(chǎn)科學技術創(chuàng)新成果的研究與推廣應用，這些優(yōu)秀科技成果的推廣將為安全生產(chǎn)形勢的好轉(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 九項安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果重點推廣方向 進行交流研討。本次論壇由 國家安全生產(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與裝備 煤與瓦斯突出厚煤層群保護層開采與瓦斯預抽 防突技術 . 張振龍 / 1 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) . 馬 平 /21 紅外氣體分析技術在煤礦甲烷檢測領域的創(chuàng)新 應用 . 孟 偉 /25 礦井提升安全保護技術與裝備 礦井提升安全保護技術與裝備 . 賈福音 /28 礦山井下人員位置監(jiān)測技術與裝備 加強煤礦生產(chǎn)安全 規(guī)范企業(yè)定員管理的新技術 . 王 勇 /31 礦山井下人員位置監(jiān)測技術與裝備 . 陳榮光 /36 非煤露天礦中深孔爆破開采技術 非煤礦山開采爆破公害預測（飛石、地震等） 系統(tǒng) . 郭金峰 /42 危險品和長途客運車輛行駛監(jiān)控技術 用高科技手段為危險品運輸保駕護航 . 富 斌 /47 重大危險源監(jiān)控與應急救援輔助決策系統(tǒng) 重大危險源監(jiān)控與監(jiān)管關鍵技術成果匯報材料 . 吳宗之 /54 重大危險源監(jiān)控與應急救援指揮系統(tǒng) . 王三明 /60 生產(chǎn)過程高可靠性安全管理體系 生產(chǎn)崗位安全標準化作業(yè)項目 . 許 杰 /65 煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 1 - 煤與瓦斯突出厚煤層群保護層開采與瓦斯預抽防突技術 鶴崗礦業(yè)集團 有限責任 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 號和 18 號煤層，其中 15 號層厚度 11 15m、 18 號層 12 14m，層間距平均 20 33m，均屬突出危險煤層，其上、下均無可選擇的保護層開采條件。因此研究煤與瓦斯突出、厚煤層群保護層開采技術與瓦斯預抽防突技術對于確保礦井安全、高效開采具有重大意義。 盆底區(qū)位于南山礦井田中部，開采的煤層標高為 -145-295m，區(qū)域南北長 1650 m，東西寬 1010 m，區(qū)域 2 個主采煤層范圍為： 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層三分段設計溜子道。 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 層五分段下塊設計溜子道和北外區(qū) 18 層三分段設計溜子道。 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，開采煤層標高為 -145-295m，區(qū)段走向長 780m，傾斜長 150m，煤炭儲量 130 萬噸。該區(qū)段主采煤層為 15 號層和 18 號層，均為突出危險煤層。該區(qū)上覆 11 層與 15 號層間距 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。 該區(qū)段回風道下部為西二區(qū) 15 層五分段下塊， 15 號層頂分層于 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)造較為簡單， 15 號煤層厚度 712 米，傾角 4 22，煤層走向約 N75E。 盆底區(qū)南翼一分段試驗區(qū)煤層采用兩 種防突開采方案分兩段開采。前段試驗工作面采用基于保護層開采思想的分層開采技術，首采 15 層一分層作為保護層開采，使 15 層底分層得到保護和消除突出危險，然后 15 層底分層采用綜采放頂煤技術進行高效開采。后段試驗工作面采用基于本煤層預抽的一次放頂煤開采技術，首先通過 15 號層的瓦斯預抽技術，消除 15 號層的突出危險，然后采用綜采放頂煤一次采全高技術高效開采 15 號層。通過 15 號層的安全開采，作為 18 號煤層的保護層開采，從而使 18 號煤層得到保護和消除突出危險，滿足綜采放頂煤一次采全高高效開采技術的使用條件，最終實現(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將豐富厚煤層群開采無保護層開采條件時的合理、安全、高效開采問題，后一種基于本煤層預抽的一次放頂煤開采技術將大大簡化厚煤層群分層開采的工藝，減少煤層自燃發(fā)火的幾率，若試驗成功，將是對原研究計劃的拓展和豐富，研究結(jié)果將更具指導意義和示范作用。 - 2 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 回風巷剖面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平水三水倉機 道三 水 平 中 部 機 道 下 山三 水 平 中 部 軌 道 下 山22層層033235隊235隊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 道 下 山4F723機道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 道后 期 溜 子 道初 期 瓦 斯 尾 巷后 期 瓦 斯 尾 巷施工道初 期 入 風初期回風反上初期尾巷上山后期皮帶道后期入風上山后期回風反上設計停采線-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 道后 期 頂 板 尾 巷-173.0-153.0一分層回風反上初期回風反上尾巷上山一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼一 分 層 立 眼-153.0后期回風反上設 計 停 采 線設 計 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 道-280機道初 期 煤 倉初期入風一分層入風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機道-225機道-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與裝備 - 3 - 二、 煤與瓦斯突出預測敏感指標及臨界值研究 1. 15 號 層鉆屑解吸規(guī)律的實驗室考察 為了確定 鉆屑解吸指標 h 2同充氣瓦斯壓力 P、瓦斯放散初速度 P 、煤堅固性系數(shù) f 之間的關系，從盆底區(qū)北五外區(qū)綜放面回風道采取煤樣，在實驗室進行了考察。實驗室對煤樣除了測定 P 、f 值外，對煤樣分別充以 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 之間的變化關系，考察測定 5 個點。各參數(shù)的測定結(jié)果見表 1，煤樣鉆屑瓦斯解吸指標 h 2同瓦斯壓力 P 的關系見圖 2。 2. 突出預測敏感指標的跟蹤考察及結(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 層一段底板層回風道、溜子道，南翼 15 號 層一段 一分層切眼、溜子道、機道，南翼 15 號 層一分段一分層工作面以及其它地點的掘進過程，測定了鉆屑解吸指標 h 2、鉆屑量 S 和鉆孔瓦斯涌出初速度指標 q，同時考察了巷道掘進過程中煤層地質(zhì)構(gòu)造及產(chǎn)狀變化及突出預測、措施效果檢驗過程中噴孔、夾鉆、片幫、瓦斯異常等煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象，具體考察測定 63 組預測數(shù)據(jù) ，其 預測指標超標 情況見圖 3-圖 5（圖中直線為各指標的預測臨界線，直線以上為預測有突出危險）。 表 1 煤樣實驗室參數(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 h2 同吸附瓦斯壓力 P 關系曲線 - 4 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 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 h2 預測分布圖（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 預測分布圖（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 預測分布圖（臨界值為 4.5） （ 2） 突出預測敏感指標及臨界值分析 突出預測敏感指標是指對某一礦井突出煤層工作面進行預測時，能夠明顯區(qū)分出突出危險和非突出危險的突出預測指標，即在突出危險和非危險工作面實測該 指標的值無交叉或交叉區(qū)域較少。標志突出危險的指標最小值即為突出預測敏感指標臨界值。 工作面突出預測各項指標的臨界值，應根據(jù)現(xiàn)場測定資料確定。由于各突出礦井煤層地質(zhì)賦存條件的差異，敏感指標及其突出臨界值也是不同的。因此根據(jù) 15 號 層采掘?qū)嶋H情況開展工作面預測，確定該煤層適用的突出預測敏感指標及其臨界值。 用 “ 三率 ” 法和灰色關聯(lián)分析法，根據(jù)突出預測結(jié)果，對 15 號 層的突出預測敏感指標及臨界值進行分析研究。 通過現(xiàn)場實測和實驗室考察研究相結(jié)合，利用 “ 三率 ” 法和灰色關聯(lián)分析方法，分煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 5 - 析確定了南山煤礦 15 號 層的突出預測敏感 指標及臨界值，分析結(jié)果如下： （ 1） 通過 “ 三率 ” 法分析預測結(jié)果，結(jié)合灰色關聯(lián)分析法，鉆屑解吸指標 h2 和鉆屑量 S 敏感性相對較好。 （ 2） 鉆屑瓦斯解吸指標根據(jù)實驗室測定結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場測試結(jié)果，其臨界值定為 360Pa 是可行的；鉆屑量 S 值成功地預測到了沖擊地壓的發(fā)生，從防沖擊地壓考慮，其臨界值仍為 6.0kg/m。 （ 3） 實驗室分析得出鉆屑瓦斯解吸指標 h2 同瓦斯壓力及突出危險性綜合指標 K 之間更好地符合以下關系： 0948.05321.02 94.3 2 6 KPh 。 （ 4） 由于 15#層已進行了瓦斯抽放，所得出的結(jié)果只對 預抽煤層的效果檢驗有一定的指導意義，對于原始煤層，其敏感性和臨界指標還有待進一步驗證 三、 15 號層一分層回采工作面采前瓦斯預抽防突技術 1. 15 號層一分層回采工作面采前瓦斯預抽防突技術 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 日開始進行了煤層瓦斯預抽，到開采前（ 2004 年 12 月末）區(qū)域瓦斯預抽率為 10.3%，沒有達到細則規(guī)定的防突預抽率指標 25%。經(jīng)充分的研究與論證，確定該區(qū)段 15 號煤層前段 445m 采用基于保護層開采思想的分層開采技術，首采 15 層一分層作為保護層開采，以實現(xiàn) 15 號底分層消除煤與瓦斯突出危險，滿足綜采放頂煤開采技術條件，探索、研究厚煤層群無保護層開采條件下的保護層開采技術。 15 號層一分層回采工作面區(qū)域采前進行了瓦斯預抽，預抽方法為底板穿層鉆孔預抽。 在該區(qū)段15 號層底板巖石巷布置鉆場，在鉆場內(nèi)向 15 號層布置 穿層鉆孔。鉆場間距一般為 50 m，每個鉆場布置 1520 個鉆孔。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號層一分層回采工作面區(qū)域 布置 10 個鉆場抽放， 240 個抽放鉆孔，鉆場位置及鉆孔參數(shù)見圖 6。各鉆場自 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 號層一分層回采工作面開始回采，平均抽放 422.7 天， 共預抽瓦斯 154.7 萬 m3，該區(qū)域瓦斯預抽率為 10.3%。 運輸機道運輸機道切眼回風巷入風巷圖 6 15 號層一分段預抽鉆孔布置圖 - 6 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 2. 15 號層一分層開采過程中瓦斯治理與抽放技術 15 號層一分層回采工作面為 15 層的首采工作面，雖然在采前進行了預抽，但預抽率僅在 10%左右，因此開采過程中瓦斯涌出量仍較大， 根據(jù)預測計 算并結(jié)合礦井類似回采工作量的瓦斯涌出情況，預計該回采工作面的絕對瓦斯涌出量將達到 40 m3/min 左右。因此應根據(jù)采場瓦斯來源，采取瓦斯綜合治理技術進行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風稀釋和專用瓦斯巷排放的瓦斯綜合治理技術。 （ 1） 通風稀釋瓦斯 回采期間工作面配風 15802670m3/min，回風風量 7801890m3/min，回風流中瓦斯?jié)舛葹?.31.0%，風排瓦斯絕對量為 21.645.1m3/min，平均為 26.8m3/min。通過通風稀釋，有效地處理了采場瓦斯。工作面 自 2005 年 1 月 1 日開始回采， 2005 年 7 月 3 日停采，累計風排瓦斯約為 284 萬m3。 （ 2） 專用瓦斯巷排放瓦斯 在 15 號層底板巖層布置專用瓦斯排放巷，與工作面回風道外錯 2030 m。從工作面回風道向?qū)Ｓ门磐咚瓜锼?4 個立眼作為聯(lián)絡巷，間距為 100m，專用排瓦斯巷與總回風道相連進行瓦斯排放（圖7）。專用排瓦斯巷巷道形狀為拱型，斷面積 8m2，巷道支護采用 U 型鋼架棚支護?；夭善陂g，專用排瓦斯巷配風 3601400m3/min，瓦斯?jié)舛葹?1.52.5%，排放瓦斯絕對量為 8.0033.56m3/min，累計排放瓦 斯為 422 萬 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 道圖 7 一分層立眼、回風道剖面圖 一分層停采線9 鉆 場8 鉆 場 7 鉆 場6 鉆 場 5 鉆 場 4 鉆 場 3 鉆 場 2 鉆 場 1 鉆 場回風巷入風巷入風巷22切眼1 5 號 層 一分 層1 5 號 層 底分 層回風巷圖 8 15 號層一分層回采期間入風巷邊采邊抽鉆孔布置圖 （ 3） 瓦斯抽放技術 順層交叉鉆孔沿工作面進風巷布置，在工作面進風巷共布置 9 個抽放鉆場，鉆場間距 40m，每煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 7 - 個鉆場布置 20 個抽放鉆孔，鉆孔分上下兩排，每排各 10 個鉆孔，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，終孔位置距離回風巷 25m； 下排鉆孔沿煤層打入底分層中部，終孔位置距離回風巷 25m，鉆孔直徑為 75 mm。共布置 167 個鉆孔，入風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量平均為 1.87m3/min，回采期間共抽放瓦斯 49.1 萬立方米。 鉆孔沿回風巷布置，布置 8 個鉆場，鉆場間距 50m，每個鉆場布置 12 個鉆孔，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，瓦斯抽出絕對量平均為 1.51m3/min，共抽放瓦斯 39.6 萬立方米。 該工作面一分層正常開采期間，工作面平均絕對瓦斯涌出量為 30m3/min，平均相對瓦斯涌出量為 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 48 m3/min。通過采前預抽、邊采邊抽、通風稀釋和專用瓦斯巷排放瓦斯的綜合技術，有效地治理了采場瓦斯。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，實現(xiàn)了安全開采，開采原煤 18 萬噸。 通過 15 號層一分層的安全開采，使該區(qū)段煤層瓦斯釋放達到 59.4%， 15 號層一分段底分層的瓦斯含量和壓力顯著降低，為 15 號層底分層消除突出危險和放頂煤開采的瓦斯治理提供了有 利條件。 3. 15 號層一分層保護層開采保護范圍與消突效果檢驗 （ 1） 15 號層一分段一分層保護作用的有效層間垂距 南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號層一分段一分層煤層厚度 2m，平均傾角 13 ，工作面長度 155m，開采深度 500 570m，平均 535m。 經(jīng)計算 盆地區(qū)南翼 15 號層一分段一分層開采保護層后垂直方向的最大有效保護距離為 55.6m， 15 號層底分層及下鄰近層 18 號突出厚煤層（ 15 號層與 18 號層間距 2033m）均處于保護層的垂直方向有效保護距離之內(nèi)，說明 15 號層一分層的開采可對底分層和 18 號突出厚煤層起到保護作用。 為了進一步考察 15 號層一分層保護層開采后對采空區(qū)底板巖（煤）層的破壞作用，通過理論計算和相似模擬實驗對采空區(qū)底板支承壓力破壞深度 Hmax（ m）及位置 Rmax（ m）進行了計算分析 得出：Hmax 29. 2m， Rmax=14.9m。 計算表明，南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號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 號層一分段一分層保護層開采對底分層傾斜方向保護范圍的確定 一分層開采后對底分層傾斜方向的保護范圍確定如下：頂分層工作 面長 155m，距底分層 8.6m，煤層傾角 13， 3 75， 4 75，則底分層工作面長 L=155-2 （ 8.6/tan75 ） =150.4m。 - 8 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 （ 3） 15 號層一分段一分層保護層開采對底分層走向方向保護范圍確定 根據(jù)現(xiàn)場實測和防突指標考察 ， 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，因此保護范圍界線與水平夾角為 60，由煤厚 8.6m 可得保護 范圍界線長為 10.32m，由此可得內(nèi)錯距離為 5.16m。停采線處煤層走向傾斜角度為 5，因此夾角為 61，保護范圍界線長為 10.32m，由此可得內(nèi)錯距離為 5.00m。一分層工作面包括切眼實際長為 435m，因此，底板層煤層走向保護范圍長度約為 425m。 圖 8-1 沿傾斜保護范圍 圖 8-2 底分層走向保護范圍 圖 8-3 垂直保護距離示意圖 （ 4） 15 號層一分段一分層對底分層保護效果 15 號層一分段一分層開采，為 15 號層底分層開采過程中的瓦斯治理和消突起到了顯著的保護作用。經(jīng)計算，通過 15 號層一分段一分層的保護 開采，使該區(qū)段 15 煤層瓦斯釋放 59.4%。經(jīng)測試，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壓力1.8Mp 降至 0.46Mp，煤層瓦斯含量和壓力顯著降低。經(jīng)多次保護效果的檢驗，突出指標均在臨界值以下，確定 15 底分層已經(jīng)消除突出危險， 15 底分層回采工作面為無突出危險工作面 。保護范圍如圖 8。 四、 15 號層底分層 放頂煤 回采工作面 瓦斯治理技術 15 號層一分段一分層開采實現(xiàn)了 15 號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條件和生產(chǎn)條件， 決定 15 號層底分層的開采采用 一次放頂煤開采 技術方案。 1. 15 號層底分層采前瓦斯預抽防突技術 15 號層底分層回采工作面區(qū)域采前進行了瓦斯預抽，預抽方法為底板穿層鉆孔預抽。 在該區(qū)段一分層回風巷一分層入風巷保護層底板突出層巖石層1 8 號 突 出 層底分層回風巷底分層入風巷卸壓角卸壓角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 層55.6m2m21m54.6m保護線煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 9 - 15 號層底板巖石巷布置鉆場，在鉆場內(nèi)向 15 號層布置 穿層鉆孔。鉆場間距一般為 50 m，每個鉆場布置 1520 個鉆孔。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號層一分段回采工作面區(qū)域共 布置 10 個鉆場抽放， 240 個抽放鉆孔，鉆場位置及鉆孔參數(shù)見圖 9。 運輸機道運輸機道切眼回風巷入風巷圖 9 鉆場位置布置圖 各鉆場自 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 號層一分層回采工作面采畢，平均抽放 422.7 天， 共預抽瓦斯 154.7 萬 m3，該區(qū)域瓦斯預抽率為 12.0%。 2. 15 號層底分層回采巷道掘進瓦斯治理與抽放技術 （ 1） 入風巷 掘進期間 瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，瓦斯絕對涌出量為 0.5465.546 m3/min，平均涌出量 1.87 m3/min，此間風排瓦斯量約為 40.6 萬 m3。 回 風 掘進期間 巷瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，瓦斯絕對涌出量為 0.275 4.32 m3/min，平均涌出量1.45 m3/min，此間風排瓦斯量約為 36.4 萬立方米。尾巷瓦斯?jié)舛葹?0.1% 0.99%，瓦斯絕對涌出量為 0.2m3/min 4.1m3/min，平均涌出量 0.87m3/min，此間風排瓦斯量約為 10.1 萬立方米 ，如圖 10。 由以上計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期間共風排瓦斯 110.6 萬立方米。 0 50 100 150 200 250 3000 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 53 . 03 . 54 . 0圖 10 底分層巷道掘 進期間瓦斯涌出規(guī)律 專用排瓦斯巷 回風巷 入風巷 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 技術報告 匯編 （ 2） 15 號一分層與底分層回采巷道掘進瓦斯涌出情況對比分析 一分層保護層的開采，對于底分層瓦斯的充分釋放起到了決定性作用，處于保護層保護范圍內(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與保護層開采完畢后處于保護范圍內(nèi)底分層巷道掘進瓦斯絕對涌出量中可得到明顯的對比（圖 11，圖 12）。 通過對比可以看出，一分層與底分層入風巷掘進期間瓦斯絕對涌出量變化較大。一分層入風巷掘進瓦斯絕對涌出量呈逐漸上升趨勢，而底分層入風巷掘進瓦斯絕對涌出量則呈逐漸下降趨勢；從平均瓦斯絕對 涌出量來看，底分層入風巷掘進瓦斯絕對涌出量較一分層降低 14%。分析原因為：一分層入風巷掘進為原始煤體，瓦斯含量較大，所以瓦斯涌出量高，而底分層掘進巷道處于一分層的保護范圍內(nèi)，大量的煤體瓦斯涌向一分層采空區(qū)，導致瓦斯絕對涌出量明顯減少。 回風巷掘進雖然呈現(xiàn)一分層回風巷掘進瓦斯絕對涌出量呈逐漸上升趨勢，底分層回風巷掘進瓦斯絕對涌出量則呈逐漸下降趨勢，但平均絕對瓦斯涌出量則很相近。分析原因認為，回風巷鄰近西二區(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、底分層入風巷掘進期間瓦斯絕對涌出量對比圖 0 100 200 300 4000 . 51 . 01 . 52 . 02 . 5圖 12 一分層、底分層回風巷掘進期間瓦斯絕對涌出量對比圖 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與裝備 - 11 - 鉆場工作面工作面鉆場頂板掘進巷道掘進巷道圖 13 邊掘邊抽鉆孔布置圖 （ 3） 15 號層底分層回采巷道掘進瓦斯抽放技術 底分層入風巷掘進初期，在入風巷側(cè)布置 3 個鉆場，每個鉆場布置 20 個鉆孔，向煤體打全煤孔，進行邊掘邊抽，鉆場具體布置如 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 m3。 3. 15 號層底分層開采過程中瓦斯綜合治理與抽放技術 15 號層底分層回采工作面通過采前預抽和一分層的保護開采，煤層瓦斯含量 降低到 4.6 m3/t，預測該回采工作面的絕對瓦斯涌出量將達到 15 m3/min 左右。因此應根據(jù)采場瓦斯來源，采取瓦斯綜合治理技術進行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風稀釋和專用瓦斯巷排放的瓦斯綜合治理技術。 （ 1）通風稀釋瓦斯 該工作面配風 600min，回風風量為 3851100m3/min，回風流中瓦斯?jié)舛葹?0.1% 1.0%，風排瓦斯絕對量為 0.398.83m3/min，平均 5.0m3/min。通過通風稀釋，有效地處理了采場瓦斯。工作面自2006 年 01 月 16 日開始回采， 2006 年 07月 04日結(jié)束，回風累計排放瓦斯量約為 120萬 m3。 （ 2）專用瓦斯巷排放瓦斯 根據(jù)數(shù)值模擬計算、實驗室形似模擬與方案比較，設計在 15 號層頂板與一分層工作面回風巷外錯 15m 布置全煤專用瓦斯排放巷，用聯(lián)絡巷與回風巷相連，對采空區(qū)瓦斯進行排放，專用排瓦斯巷與總回風巷相連。聯(lián)絡巷間距 100 m?；夭善陂g，專用排瓦斯巷配風 110417m3/min，瓦斯?jié)舛葹?.52.5%，排放瓦斯絕對量為 0.815.26m3/min，平均 3.0m3/min。累計排放瓦斯量約為 73.6萬 m3。 （ 2） 瓦斯抽放技術 根據(jù)數(shù)值模擬計算與方案比較，設計在進、回風巷沿 15 號煤層扇形布置鉆場 5 個，共 90 個鉆孔。其中進風巷布置 3 個，間距 40m，每個鉆場順煤層傾向布置 10 個抽放鉆孔，每排鉆孔按 140均勻呈扇形布置，并形成交叉鉆孔，終孔位置距離回風巷 25m，鉆孔直徑為 75 mm?；仫L巷布置 2 個，間距 40m， 每個鉆場布置 12 個高位鉆孔，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 技術報告 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 回風巷入風巷回風巷入風巷采空區(qū)一分層采空區(qū)一分層采空區(qū)工作面鉆場1鉆場2底分層工作面圖 14 底分層工作面邊采邊抽布置圖 15 號層底分層邊采邊抽鉆孔在抽放過程中，鉆孔瓦斯?jié)舛容^低，一般在 810%左右，單 孔抽放量僅為 0.010.02 m3/min，抽放效果不明顯，僅靠通風和專用瓦斯排放巷排放就可以有效解決瓦斯問題。表明通過底板穿層鉆孔預抽和一分層的保護開采，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就可以解決瓦斯問題，因此回采后期決定停止抽放。 回采期間，隨著工作面的推進和周期來壓，工作面瓦斯涌出量有規(guī)律的變化，但總體平穩(wěn)。工作面的絕對瓦斯涌出量為 1.212 m3/ min，平均為 8.1m3/min；工作面相對瓦斯涌出量為0.9428.16m3/t，平均為 3.3m3/t。 與盆底區(qū)南翼一分段 15 號層一分層開采時絕對瓦斯涌出量相比，底分層絕對瓦斯涌出量降低了 73.3%，說明一分層保護開采的效果顯著。 15 號層一分層保護層開采技術實施后，底分層被確定為無突出危險工作面，防突措施工程量減少了 50%，達到攻關技術指標要求。 盆底區(qū)南翼一分段 15 號層底分層綜采放頂煤回采工作面通過采用預抽、保護層開采、通風稀釋和專用瓦斯巷排放瓦斯的綜合治理技術，有效地治理了采場瓦斯。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 萬噸，實現(xiàn)了安全、高效開采，試驗獲得成功，達到了各項攻 關技術指標要求。該工作面的安全、高效開采，又進一步對 18 號突出厚煤層的消突起到了保護作用，為實現(xiàn) 15 號和 18 號厚煤層群的合理、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 對于煤與瓦斯突出厚煤層群開采來說，在滿足規(guī)程規(guī)定采用綜采放頂煤開采技術是各生產(chǎn)礦井首選的高效開采技術方案，但基于預抽本煤層瓦斯預抽 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與裝備 - 13 - 效的研究與實踐，在預抽防突機理、防突指標與防突范圍確定、保護效果檢驗等方面仍需要深入、系統(tǒng)研究。因此，通 過示范研究與實踐，探索與研究煤與瓦斯突出、厚煤層群開采條件下，特別是無保護層開采條件的情況下基于預抽本煤層瓦斯的突出煤層綜采放頂煤開采技術和瓦斯抽采技術勢在必行。 南山礦盆底區(qū)南翼 15 層一分段區(qū)段走向長 870 m，該分段的前段 445 米在已經(jīng)成功進行了基于保護層開采思想的突出厚煤層開采技術后，后段試驗工作面將采用基于本煤層預抽的一次放頂煤開采技術，首先通過 15 號層的瓦斯預抽技術，消除 15 號層的突出危險，然后采用綜采放頂煤一次采全高技術高效開采 15 號層。通過 15 號層的安全開采，作為 18 號煤層的保護層開采，從而使 18 號煤層得到保護和消除突出危險，滿足綜采放頂煤高效開采技術的使用條件。 1. 采前瓦斯預抽防突技術 試驗區(qū)段走向長 425 m，傾斜長 175 m，平均厚度為 8.2m，煤炭儲量 85.4 萬噸，瓦斯儲量 956.3萬 m3。為了有效提高瓦斯預抽效果，實現(xiàn)消除突出危險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鉆孔本煤層抽放方式相結(jié)合的立體抽放技術。 （ 1） 穿層鉆孔預抽防突技術 在該區(qū)段 15 號層底板巖石巷布置鉆場，在鉆場內(nèi)向 15 號層布置 穿層鉆孔。鉆場間距一般為 50 m，每個鉆場布置 1540 個 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 個抽放鉆場， 495 個抽放鉆孔，鉆場位置及鉆孔參數(shù)見圖 15。各鉆場自 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 m3，瓦斯預抽率為 37%。 頂板瓦斯道后期回風道后期入風巷 初期入風巷初期尾巷初期回風道初期停采線后期皮帶道設計停采線三水平機道下山圖 15 南翼 15 號層一分段外 延面短鉆孔鉆場布置圖 （ 2） 長鉆孔預抽防突技術 為了有效提高瓦斯預抽效果，實現(xiàn)消除突出危險和有效治理瓦斯的目的，在試驗區(qū)段設置兩個長鉆孔鉆場進行瓦斯抽放，分別為 南一段鉆場 、 北二段入風反上鉆場，具體布置見圖 16。使用 ZY-300型全液壓鉆機鉆孔，開孔直徑 108（ 113） mm， 終孔直徑 94mm。 北二段入風反上鉆場的鉆孔布置方法： 在標高 -195 的盆底區(qū)二分段的入風反上，二分段采面對角線為中心呈扇型朝二分段采面打長鉆孔，鉆孔設計角度 315 。 孔深 120300 米，孔徑 94mm ，- 14 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 孔數(shù) 18 個，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，該鉆場開孔位置距 15 號煤層底板垂距 5 米，終孔位置在 15 號層頂板。布孔原則：鉆孔盡可能與煤層的夾角小，以保證鉆孔煤的長度最大。 南一段鉆場北二段鉆場頂板瓦斯道后期回風道后期溜子道 初期溜子道初期尾巷初期回風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 號層一分段外延面、北二段入風反上 300 鉆鉆場布置圖 北二段 入風反上鉆場 布置鉆孔 28 個，單孔最大瓦斯流量 0.15 m3 /min，抽放時間為 05.10.0806.12.10，共計抽放瓦斯 95.8 萬立方米。鉆孔抽放參數(shù)如表 2。 表 2 300 鉆機鉆孔參數(shù)連續(xù)測試情況表 日 期 孔數(shù) (個 ) 濃度 (%) 壓差 (mmH2O) 負壓 (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 南一段鉆場布置鉆孔 16 個，單孔瓦斯流量 0.12m3 /min，抽放時間為 05.12.21 06.08.29，共煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 15 - 計抽放瓦斯 84.9 萬立方米。 由以上計算綜合得出兩個鉆場在該試驗區(qū)段內(nèi)共布置鉆孔 44 個，自 2005 年 10 月 8 日至 2006年 12 月 10日，合計抽放瓦斯 180.7 立方米，瓦斯預抽率為 20%，即在短鉆孔預抽的基礎上，采用長鉆孔技術提高瓦斯抽放量 20%，實現(xiàn)了攻關的技術指標要求。 （ 3） 基 于本煤層預抽的 15 號層外延面消突效果評價與檢驗 煤層瓦斯預抽率可按照以下二種方法進行計算： 1）按鉆孔控制范圍內(nèi)煤層瓦 斯儲量、抽排瓦斯量 %1 0 0/)( 儲排抽 QQQ 式中： Q 抽 一定時間內(nèi)，各個鉆孔在與抽放系統(tǒng)連接后抽放瓦斯的累計總量， m3 Q 儲 鉆孔控制范圍內(nèi)煤層瓦斯儲量， m3 Q 排 工作面巷道預排瓦斯涌出量、打鉆過程中各個鉆孔噴出的瓦斯總量、各個鉆孔在與抽放系統(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，瓦斯按工作面儲量的 1%計算。 00Q wLlm 儲式中： L 鉆孔控制范圍內(nèi)的區(qū)段走向長度，取 425m l 區(qū)段的傾斜長度，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 試驗區(qū)段煤層瓦斯預抽率為： Q 儲 =4251758.21.411.2=956.3 萬 m3 Q 排 =956.31%=95.6 萬 m3 =(525+95.6)/956.3=55.9% 2）按煤層瓦斯含量計算 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)測定結(jié)果取值， 11.2 m3/t Xc 開采層采取強化抽放（排）后的瓦斯含量，根據(jù)測定結(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 采用這兩種計算方法，工作面的瓦斯預抽率均達到 30%以上，達到了細則規(guī)定的以瓦斯預抽率為指標的消突標準。 - 16 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 為了進一步對消突效果進行考察，該區(qū)段采前進行了突出危險 性預測，各單項指標均不超過臨界值，該區(qū)段可定為無突出危險區(qū)域。 2. 外延面 放頂煤 開采過程中瓦斯綜合治理與抽放技術 15 號層外延面通過采前預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?shù)耐咚褂砍觯?根據(jù)預測該回采工作面的絕對瓦斯涌出量將達到 20 m3/min 左右。因此應根據(jù)采場瓦斯來源，采取瓦斯綜合治理技術進行分源治理。該工作面回采期間采用了回采工作面邊采邊抽、通風稀釋和頂板專用排瓦斯道排放的瓦斯綜合治理技術。 （ 1）通風稀釋瓦斯 該工作面回風風量為 440960m3/min，回 風流中瓦斯?jié)舛葹?0.2% 1.0%，風排瓦斯絕對量為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，回風累計排放瓦斯量約為 115.1萬 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瓦斯的有效方法之一?；趲r石破裂損傷理論和有限元計算方法，利用 RFPA2D軟件系統(tǒng)及其實驗室相似模型模擬 15 號層放頂煤開采上覆巖層破裂移動規(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 入風巷回風巷頂板巷10圖 17 外延面頂板內(nèi)錯專用排瓦斯巷道布置圖 根據(jù)數(shù)值模擬計算、實驗室相似模擬與方案比較，設計在 15號層頂板與外延面回風巷內(nèi)錯 10m，沿 15 號層頂板布置專用瓦斯排放巷，對采空區(qū)瓦斯進行排放，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 40417m3/min，瓦斯?jié)舛葹?1.62.5%，排放瓦斯絕對量為 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，累計排放瓦斯量約為 140.2 萬 m3。 （ 3） 瓦斯抽放技術 采用 高位鉆孔 +順層鉆孔的瓦斯立體抽放方式。沿回風巷布置 8 個鉆場，鉆場間距 30 m，每個鉆場平均布置 10 個鉆孔， 共 131 個鉆孔 。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量為 0.449.95m3/min，平均為 3.45m3/min，采場瓦斯抽放率為 31%，累計抽放瓦斯量約為 56 萬 m3。 外延面 回采期間，隨著工作面的推進和周期來壓，工作面瓦斯涌出量有規(guī)律的變化，但總體平穩(wěn)。工作面的絕對瓦斯涌出量為 5.220.1 m3/t，平均為 11.1m3/min；工作面相對瓦斯涌出量為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 萬噸，實現(xiàn)了安全、高效開采，試驗獲得成功，達到了各項攻關技術指標要求。該工作面的安全、高效開采，又進一步對 18 號突出厚煤層的消突起到了保護作用，為實現(xiàn) 15 號和 18號厚煤層群的合理、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2 鉆場1工作面入風巷回風巷入風巷回風巷工作面 圖 18 外延面順層鉆孔和高位鉆孔布置平、剖面圖 表 3 15 號層一分段三個工作面開采、防突與瓦斯治理技術比較 對比工作面 開采方式 工作面參數(shù) 產(chǎn)量 萬 t 最大瓦斯涌出量 m3/min 防突技術 傾斜長 m 走向長 m 采高 M 一分層 高檔普采 155 430 2 18 48 短鉆孔預抽 預抽率 10.3% 底分層 綜采放頂煤 150 430 8.6 61.4 12 短鉆孔預抽與頂分層開采 外延面 綜采放頂煤 150 350 8.2 76 20 長、短鉆孔預抽 抽出率 56% 與盆底 區(qū)南翼一分段 15 號層一分層開采時絕對瓦斯涌出量相比，外延面絕對瓦斯涌出量降低了- 18 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 75%，基于本煤層瓦斯預抽的瓦斯治理效果顯著。本專題研究的三種開采技術的防突、瓦斯治理技術綜合比較見表 3。 六、 18 號層消突技術及消突效果檢驗 1. 15 號層開采對 18 號層的保護范圍的確定 通過盆底區(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，實現(xiàn)了盆底區(qū)南翼 15號層一分段走向長 783m，傾斜長 150 m 整個工作面的開采。通過 15 號層的安全開采，作為 18 號煤層的保護層開采，從而使 18 號煤層得到保護和消除突出危險，滿足安全開采技 術條件。 （ 1） 垂直距離 保護范圍的確定 經(jīng)計算 盆底區(qū)南翼 15 號層一分段開采保護層后垂直方向的最大有效保護距離為 54.8m， 18 號層與 15 號層間距 20 33m，處于保護層的保護范圍內(nèi)，說明 15 號層一分段的開采對 18 號突出厚煤層起到了保護作用。 （ 2）傾斜方向保護范圍的確定 南山煤礦盆地區(qū)南翼 15 號層煤一分段工作面長度 150m，距 18 號層平均 21m，平均傾角 13 ，3 75， 4 75 ，則底分層工作面長 L=150 2 （ 21/tan75 o） =140m。 （ 3）走向方向解放范圍確定 15 號層開采后對 18 號層走向方向的保護范圍的確定按卸壓角 5計算，根據(jù)現(xiàn)場實測和防突指標考察， 15 號層的始采線和采止線按 5=56 o劃定。經(jīng)計算， 18 號層走向方向的保護范圍為： S=783 2 （ 21/tan56 o） =755m。 15 號層的安全開采 對 18 號煤層的保護 見圖 19。 保護線54.8m21m46m1 8 號 層巖石層15 號層保護層18 號突出層巖石層15 號保護層155m140m傾斜保護距離150m圖 19-1 垂直保護距離示意圖 圖 19-2 沿傾斜保護范圍 停采線 切眼5656783m15 號保護層18 號突出層走向保護距離 755m圖 19-3 18 號層走向保護范圍 煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備 - 19 - 2. 15 號層開采后 對 18號層 保護范圍的消突效果檢驗 2007 年 2 月 3 月 對保護范圍的 18 號 煤層的瓦斯壓力 、瓦斯含量、突出敏感指標進行了測定，結(jié)果表 4 和圖 20。 表 4 突出危險性預測單項指標測定結(jié)果對比 取樣地點 測定時間 破壞類型 P f P(MPa) 三水平 -230 機道 18-1#層 2007 2 、 4.8 0.56 0.400.68 三水平 -230 機道 18-1#層 2007 2 、 4.5 0.78 三水平 -230 機 道 18-2#層 2007 2 、 4.9 0.52 三水平 -280 機道 18-2#層 2007 2 、 5.1 0.61 三水平 -314 機道 18-2#層 2007 2 、 4.8 0.62 圖 20 被保護層瓦斯壓力上升曲線 從以上突出預測單項指標測定結(jié)果來看， 均不超過細則規(guī)定的臨界值，故盆底區(qū)南翼 15層一分段開采結(jié)束后，在被保護層 18 號煤層 可定為無突出危險區(qū)域。 從 瓦斯含量測定 結(jié)果 表 5 表中實測瓦斯含量為 2.7323.224m3/t，可以看出在被保護范圍內(nèi) 18號 層的瓦斯含量在上部 15 層保護層開采后瓦斯含量大幅降低。 表 5 18 層瓦斯含量測定結(jié)果 測定時間 測定地點 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 機道 18-1#層 628 316.22 0.564 0.235 2.456 3.255 三水平 -230 機道 18-1#層 526 310.16 0.673 0.224 2.637 3.534 三水平 -230 機道 18-2#層 533 330.46 0.468 0.268 2.734 3.470 三水平 -280 機道 18-2#層 512 320.14 0.596 0.231 2.823 3.650 三水平 -314 機道 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 技術報告 匯編 七 、 結(jié)論 通過南山礦盆底區(qū) 15、 18 煤與瓦斯突出厚煤層群保護 層開采與瓦斯預抽防突技術的研究，可得出以下結(jié)論： 1、 采用長、短鉆孔 、 立體 交叉鉆孔等 采前預抽技術，實現(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條件，同時顯著降低了開采時的瓦斯治理難度。 2、 采用基于 “ 保護層開采 ” 思想的分層開采技術，首采 15 層一分層作為保護層開采，使 15 層底分層得到保護和消除突出危險，然后 15 層底分層采用綜采放頂煤技術進行高效開采。 3、 采用基于本煤層預抽的一次放頂煤開采技術，首先通過 15 號層的瓦斯預抽技術，消除 15 號層的突出危險，然后采用綜采放頂煤一次采 全高技術高效開采 15 號層。 4、 在 15 層保護層開采后，其下部 18 層在被保護范圍內(nèi)可預測為無突出危險區(qū)域。 18 層在被保護范圍內(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條件。 通過鶴崗礦區(qū)南山煤礦示范研究，研究獲得了 煤與瓦斯突出、厚煤層群無保護層開采條件下的保護層開采與瓦斯預抽防突的創(chuàng)新性適用技術，該項技術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 價值。 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) - 21 - 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān) 測監(jiān)控系統(tǒng) 沈陽新元信息與測控技術有限公司 馬平 一、 技術背景（含國內(nèi)外現(xiàn)狀分析） 隨著國家煤礦瓦斯災害治理“瓦斯抽放、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”十二字方針的落實，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)測監(jiān)控系統(tǒng)，統(tǒng)配和國營煤礦幾乎全部裝配了安全生產(chǎn)監(jiān)測監(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)、 測控與監(jiān)管技術落后等多方面影響 ， 瓦斯事故、甚至特大瓦斯事故仍然時有發(fā)生。 2004 年 十月份以來，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 各級政府加大安全監(jiān)管力度的情況下，全國煤礦又 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)測監(jiān)控系統(tǒng)，為什么還發(fā)生如此嚴重的瓦斯事故，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術落后與監(jiān)管不到位是其主要原因之一。 為了給煤礦安全綜合自動化遠程多級實時監(jiān)測監(jiān)管提供先進的技術平臺，同時彌補現(xiàn)有煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的不足，本技術持有單位沈陽新元信息與測控技術有限公司（煤炭科學研究總院撫順分院軟件中心）與山西省晉城市陽城縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局合作，于 2002年全國首次開發(fā)成功“數(shù)字煤礦安全 WebGIS網(wǎng)絡遠程實時監(jiān)測與監(jiān)管系統(tǒng)”，實現(xiàn)了全縣百余煤礦監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)測監(jiān)管，取得 顯著成效。 2003年 1月研究成果通過國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局組織的現(xiàn)場鑒定，研究成果被鑒定為國際先進水平，并建議在全國推廣應用。鑒于該成果重大的技術突破與突出效果，山西省晉城市在縣級系統(tǒng)基礎上與本技術持有單位合作，組織開發(fā)了市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、煤礦多級監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，并在全市 6個縣區(qū) 600多煤礦推廣應用。新的技術成果于 2003年 7月通過國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局組織的現(xiàn)場鑒定，該研究成果也被鑒定為國際先進水平，再次建議在全國推廣應用。 該成果具有先進的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)技術、先進的遠程數(shù)據(jù)采集通訊技術、全面的遠程監(jiān)測監(jiān)控 技術、具有能夠兼容各種監(jiān)測系統(tǒng)型號的統(tǒng)一數(shù)據(jù)通訊協(xié)議等多項創(chuàng)新技術，能夠在各級煤礦安全管理部門的普通微機上直觀實時全面監(jiān)測煤礦安全狀態(tài)，為瓦斯防治構(gòu)筑多道防線，全面提高監(jiān)測監(jiān)管水平。該系統(tǒng)推廣實施以來取得巨大經(jīng)濟與社會效益。基于此，國家到目前為止已經(jīng)召開三次全國性的推廣會議。第一次，在山西晉城召開的全國煤礦瓦斯治理現(xiàn)場會議上推廣，會議之后，山西和安徽等省相繼推廣應用，第二次， 2005年 4月，淮南瓦斯治理現(xiàn)場會議推廣，與會代表參觀本技術應用，第三次， 2005年 6月，在北京召開全國性電視電話會議，會議上經(jīng)驗介紹 6家中 5家為采用本成果的用戶。該技術被列入國家局和國務院煤礦瓦斯防治專項新技術， 2005年 5月國家局下發(fā) 37號文件正式要求在全國推廣遠程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術。 目前本技術成果已經(jīng)在山西、安徽等省廣泛推廣應用，建立了五十多個集團公司與市縣聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)煤礦多達 2000個，聯(lián)網(wǎng)煤礦煤炭產(chǎn)量超過 4億噸。 為了解決煤礦監(jiān)測監(jiān)控區(qū)域斷電重大技術問題和為數(shù)字煤礦信息化建設提供自主知識產(chǎn)權(quán)的互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)平臺等關鍵技術，沈陽新元信息與測控技術有限公司（煤炭科學研究總院撫順分院軟件中心）再次與山西省晉城市合作，開發(fā)出 CWebGIS 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)并- 22 - 2007 安全生產(chǎn)優(yōu)秀科技成果論壇 技術報告 匯編 于 2007 年 2 月通過國家局組織的現(xiàn)場鑒定，再次被鑒定為國際先進水平，目前該技術成果已經(jīng)在山西省晉城市各縣區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦和陽泉煤業(yè)集團公司、大同礦業(yè)集團公司、神華集團公司等大型礦業(yè)集團公司推廣應用，為超限、斷電一體化全方位遠程多級監(jiān)測監(jiān)管提供了先進的技術手段。 經(jīng)過近五年的推廣應用表明，由于該技術成果經(jīng)過多次國家現(xiàn)場鑒定的嚴格審查和現(xiàn)場推廣應用過程中的不斷完善，技術成果先進，效果十分顯著。采用該技術聯(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 應用軟件的地區(qū)，煤礦安全遠程網(wǎng)絡化監(jiān)測監(jiān)管流于形式，達不到安全監(jiān)測監(jiān)管效果的現(xiàn)象普遍存在，所以規(guī)范推廣技術先進、經(jīng)濟效果顯著的技術成果對于提高全國各級安全監(jiān)測監(jiān)管技術水平，防止煤礦瓦斯事故具有重要意義。 二 、 技術內(nèi)容及特點 本成果包含以下核心技術與創(chuàng)新點： 1. 采用統(tǒng)一規(guī)范的遠程聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議 ,兼容全國所有型號的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，能夠全面反映煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控狀態(tài)，提供與煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)完全一致的數(shù)據(jù)源，能夠適應煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的升級變化； 2. 全部自主知識產(chǎn)權(quán)的 CWebGIS 互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 平臺 以往采用國外地理信息系統(tǒng)平臺、存在 C/S結(jié)構(gòu)數(shù)字編圖困難、煤礦軟件維護困難、沒有專業(yè)性應用、費用高升級困難、數(shù)據(jù)安全性及涉密無法保證等弊端。為了給數(shù)字煤礦信息化建設提供一套全部自主知識產(chǎn)權(quán)的適于煤礦行業(yè)應用的網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)平臺， 沈陽新元信息與測控技術有限公司歷時三年 ,在深入研究國外相關產(chǎn)品技術基礎上開發(fā)出全部自主知識產(chǎn)權(quán)的 CWebGIS平臺。該產(chǎn)品可與國外同類產(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。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，無需煤礦安裝任何應用軟件即可建立數(shù)字煤礦地理信息系統(tǒng)。為實現(xiàn)全市或整個集團公司數(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)絡化聯(lián)合辦公提供了目前最先進的技術手段。該項目技術成果達到國際領先水平。 3能夠建立 井下區(qū)域安全測控單元間網(wǎng)絡化互聯(lián)互控關系 目前我國煤礦井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是基于點的集散模式，分站內(nèi)測控功能強，分站之間測控功能弱，不能實現(xiàn)跨分站測控單元的互聯(lián)互控，以至于雖然安裝了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)但由于不能實現(xiàn)區(qū)域斷電一些事故還時有發(fā)生。所以理想的模式是所有測控單元構(gòu)成網(wǎng)絡，任意測控單元間都可以互聯(lián)互控制，可以任 意規(guī)劃互聯(lián)互控關系，并且規(guī)劃好預案，這樣當災害或隱患發(fā)生時就能夠根據(jù)預案及時進行處理，從而避免事故災害。目前煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)無此功能，本技術通過遠程網(wǎng)絡提供此功能。 4 數(shù)字煤礦安全區(qū)域斷電遠程實時自動跟蹤定位監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)瓦斯超限與區(qū)域斷電自動跟蹤一體化監(jiān)測監(jiān)管與遠程斷電控制，為解決目前煤礦監(jiān)測監(jiān)控存在的最大技術問題 -斷電問題，提供了先進的遠程監(jiān)測與遠程斷電控制解決方案，對于提高煤煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) - 23 - 礦監(jiān)測監(jiān)控技術防治煤礦瓦斯事故具有重大意義。 針對不同的隱患類型實現(xiàn)區(qū)域斷電實時自動跟蹤與圖形定位監(jiān)測監(jiān)管是本成果的主 要技術之一。能夠自動跟蹤區(qū)域斷電狀態(tài)，自動給出報警顯示，自動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時監(jiān)測監(jiān)管提供了先進有效的技術手段。 5具有全面的分類報警、綜合監(jiān)測、綜合顯示、綜合查詢、綜合統(tǒng)計報表等完善的遠程多級實時監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)功能特點。 6提供安全隱患遠程網(wǎng)絡實時在線處理知識庫專家系統(tǒng)支持與一通三防專業(yè)技術決策系統(tǒng)支持 本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)管而且為如何處理隱患提供動態(tài)在線專家級解決方案支持，包括知識庫系統(tǒng)、通風網(wǎng)絡與通風流動動態(tài)模擬系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān) 測系統(tǒng)、瓦斯設計系統(tǒng)與瓦斯綜合預測系統(tǒng)等等。 三、 技術持有單位的推廣能力 技術持有單位沈陽新元信息與測控技術有限公司同時作為煤炭科學研究總院撫順分院軟件中心和遼寧工程技術大學數(shù)字礦山技術研究院，成立于 1998 年，注冊資金 200 萬元，位于沈陽市渾南高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，近十年來一直從事 WebGIS 數(shù)字礦山應用軟件開發(fā)和煤礦安全生產(chǎn)自動化測控系統(tǒng)開發(fā)與生產(chǎn)， 擁有良好的軟硬件開發(fā)環(huán)境和先進的測控產(chǎn)品生產(chǎn)線，技術人員穩(wěn)定，技術水平不斷提高，服務質(zhì)量能夠得到充分保證。目前承擔多項國家重大軟件與自動化系統(tǒng)開發(fā)項目，譬如國 家科技部科技攻關項目煤礦安全生產(chǎn)數(shù)字化實時監(jiān)測與監(jiān)管決策系統(tǒng)研究開發(fā)和信息產(chǎn)業(yè)部 2005 年煤礦專項基金大型煤礦安全綜合自動化項目煤礦安全生產(chǎn)井下自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與標準制定，這兩個大型項目都已基本完成，等待鑒定驗收。 本 技術持有單位作為全國煤礦監(jiān)測系統(tǒng)遠程聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡監(jiān)測監(jiān)管技術的起源單位，多年來一直從事相關技術攻關完善和推廣應用，擁有推廣本技術的資源。 四、 目前技術推廣情況 本技術成果目前已經(jīng)在山西省、安徽省、遼寧省、云南省、神華集團等地的 50 余個市縣與集團公司，包括 2000 多煤礦推廣應用，聯(lián) 網(wǎng)煤礦產(chǎn)量超過 4 億噸。以區(qū)域斷電遠程監(jiān)測、監(jiān)管、監(jiān)控和CWebGIS 技術為特點的最新研究成果也已經(jīng)在山西省晉城市和陽泉煤業(yè)集團公司、大同煤礦集團公司和神華集團推廣應用。 五、 經(jīng)濟效益分析 目前我國煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設效果差異較大，至少有三分之一以上的現(xiàn)有系統(tǒng)在較大程度上達不到國家局關于監(jiān)測聯(lián)網(wǎng) 37 號文件中的要求。其中關于區(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 技術報告 匯編 僅有本技術持有單位能夠?qū)崿F(xiàn)，其它現(xiàn)有系統(tǒng)都未達到要求。因此本技術具有廣泛的推廣應用前景，全國性的推廣應用經(jīng)濟與社會效益將是巨大的，可能超過數(shù)十億元。 煤礦安全網(wǎng)絡化綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) - 25 - 紅外氣體分析技術在煤礦甲烷檢測領域的創(chuàng)新應用 -GJG10H 紅外甲烷傳感器介紹 中國航天科技集團五院北京康拓科技開發(fā)總公司 孟偉 一、 技術背景（含國內(nèi)外現(xiàn)狀分析） 煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)工作一直是我國安全工作的重中之重，近幾年，全國煤礦安全生產(chǎn)形勢總體穩(wěn)定和好轉(zhuǎn)，但安全生產(chǎn)的形勢仍然十分嚴峻，瓦斯事故成為煤礦的第一殺手。 加強對甲烷的監(jiān)測監(jiān)控 ，是煤礦安全生產(chǎn)非常重要的環(huán)節(jié) 。甲烷檢測的傳感器直接關系到煤礦安全監(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 甲烷 監(jiān)測監(jiān)控起著 關鍵 作用 。 目前，國內(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 ,嚴重制約著礦井對甲烷進行準確有效 的 檢測 。 由于 載體催化 甲烷檢測方法的弱點無法解決，歐美等發(fā)達國家多年來一直在研究將紅外吸收光譜技術應用于甲烷檢測，并在 2004 年推出了