山西大同大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院封面

1、山西大同大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題目： 我國煤礦安全技術(shù)的研究與發(fā)展 級 別 專 業(yè) 函授站點 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 年 月 日 山西大同大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文開題報告姓名班級題目我國煤礦安全技術(shù)的研究與發(fā)展課題背景（參考資料、撰寫意義）課題計劃（撰寫步驟、過程、時序安排）完成初稿時間最后定稿時間指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄 第一章 煤礦安全技術(shù)的科學(xué)研究第二章 煤與瓦斯突出防治技術(shù)第三章 粉塵防治技術(shù)第四章 瓦斯煤塵爆炸防治技術(shù)第五章 對煤礦安全科技工作的幾點建議我國煤礦安全技術(shù)的研究與發(fā)展摘要 本文概述了“八五”、“九五”期間我國煤礦安全技術(shù)科學(xué)研究取

2、得的新成果，包括瓦斯、煤與瓦斯突出、粉塵、火災(zāi)、爆炸的防治技術(shù)，并對近期煤礦安全技術(shù)的科研工作提出建議。  關(guān)鍵詞煤礦安全技術(shù);新成果;科學(xué)研究 Research and Development of Coal Mine Safety Technology in Our CountrySummary This paper outlines the new achievements obtained in coal mine safety research in our country during“ Eighth Five Year Plan” and“ Ninth Five Yea

3、r Plan” including mine gas, coal and gas outburst, dust, fire and explosion control and suppression techniques, and makes suggestions for the near future research work in coal mine safety field.Key words Coal mine safety technology New results Scientific research 前言 我國煤炭工業(yè)經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，已成為世界第一產(chǎn)煤大國。

4、近十年來，由于煤炭生產(chǎn)總量過大、能源結(jié)構(gòu)多樣化及高效節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，故造成了煤炭供大于求的局面。據(jù)專家預(yù)測，到2025年以后，由于石油、天然氣資源的減少，煤炭在世界能源中的地位還會上升?？傮w來講，我國屬于貧油富煤國家，煤炭在國家的能源結(jié)構(gòu)中呈剛性變化，預(yù)計在21世紀中葉煤炭在一次能源中仍將占4550。所以煤炭仍是事關(guān)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。 我國煤炭資源豐富，而煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，自然發(fā)火、高瓦斯、煤與瓦斯突出煤層多，致使煤礦生產(chǎn)中安全問題復(fù)雜化，而且，隨著采掘深度的加大，高產(chǎn)高效礦井的發(fā)展，煤礦又面臨著許多新的安全技術(shù)問題。 煤礦安全生產(chǎn)是關(guān)系到國家財產(chǎn)和礦工生命的大事，歷來受

5、到黨和政府的高度重視。煤炭工業(yè)堅持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，在“綜合治理，總體推進”的正確思想指引下，大力開展煤炭生產(chǎn)安全技術(shù)的科學(xué)研究，尤其是在“八五”、“九五”期間取得了新的研究成果，并在煤礦得到推廣應(yīng)用。 第一章 煤礦安全技術(shù)的科學(xué)研究 煤礦瓦斯的危害主要表現(xiàn)在瓦斯窒息和爆炸事故方面；同時煤礦瓦斯大量地排入大氣，增大了大氣層的溫室效應(yīng)，惡化了氣象條件。   1、煤田煤層瓦斯含量的預(yù)測及礦井瓦斯涌出量的預(yù)測技術(shù)：煤層瓦斯含量是礦井瓦斯災(zāi)害預(yù)測及防治的基礎(chǔ)，礦井瓦斯涌出量指單位時間內(nèi)從煤層以及采落的煤（巖）涌入礦井風(fēng)中的氣體總量。目前已研究了地勘鉆孔瓦斯解吸與影響因素

6、，確立了統(tǒng)一的較完善的煤層瓦斯含量、礦井瓦斯涌出量的預(yù)測方法，實現(xiàn)了從含量測定、涌出量預(yù)測，到礦井瓦斯地質(zhì)繪圖的微機化、自動化和規(guī)范化，其預(yù)測準確率達8085。  2、瓦斯抽放技術(shù)：煤層瓦斯抽放是在礦井中利用專門的巷道系統(tǒng)將瓦斯排至地面或井下回風(fēng)巷道的安全地點，從而達到減少礦井瓦斯涌出量，實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。一般是在靠通風(fēng)方法難以解決瓦斯問題時，采取此措施。常見的提高抽放效果的措施包括如下幾種。 (1)增大孔徑和長度。 (2)使用下向鉆孔抽放 可以提前抽放深水平的瓦斯，且不受生產(chǎn)中各工序的影響。 (3)井上下水力壓裂 水力壓裂是從地面或井下向煤層打鉆孔，

7、并以壓力大于煤層靜水壓力的液體壓裂煤層，增大透氣性，提高抽出率。 (4)煤層水力破裂 水力破裂是在井下巷道向煤層打鉆，泵入高壓水來破裂煤體。 (5)煤層水力割縫。 (6)綜合抽放措施  煤層瓦斯抽放是礦井瓦斯的治本措施，在“八五”、“九五”期間，瓦斯抽放已由單一抽放型向綜合抽放型發(fā)展。實施了本層、鄰近層、穿層、采空區(qū)瓦斯抽放。研究了綜采工作面超前強化抽放瓦斯方法及工藝裝備，試驗成功200500m巖石水平長鉆孔抽鄰近層的瓦斯，煤層水平（250m）長鉆孔及預(yù)裂控制爆破強化抽放本層瓦斯的綜合抽放技術(shù)等，使工作面瓦斯抽放率提高20。水泥擴孔技術(shù)是利用鉆機通過鉆桿

8、、鉆頭沿鉆孔噴出高壓水射流，以旋轉(zhuǎn)式切割擴孔，其效果十分明顯，單孔抽瓦斯量提高0.61.0倍。   第二章 煤與瓦斯突出防治技術(shù)   我國的防突技術(shù)經(jīng)歷了安全防護、防治技術(shù)措施和綜合防治階段。1988年制定并頒布實施的防治煤與瓦斯突出細則，把我國防突技術(shù)總結(jié)為：預(yù)測、防突措施、效果檢驗和安全防護措施的四位一體，經(jīng)過“八五”、“九五”期間的深化，將我國的防突技術(shù)提高到世界領(lǐng)先水平。  煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)：完善了采掘工作面鉆孔方式的突出預(yù)測指標和臨界值確定方法，研制成功以鉆屑瓦斯解吸特性和鉆屑量來綜合判斷煤層突出危險的ATY、WTC預(yù)測儀。經(jīng)在5

9、0個局礦的推廣應(yīng)用，已安全掘進突出煤層15萬多米巷道，不突出預(yù)報準確率達100，突出預(yù)報準確率達6070，其防災(zāi)工程量減少50.   研究了以測定AE聲發(fā)射事件、瓦斯涌出狀態(tài)和煤壁溫度變化等指標的非接觸式預(yù)測方法，并開發(fā)出KJ54型安全監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備環(huán)境監(jiān)測與突出危險實時監(jiān)測的功能。另外利用無線電波透視、天然電磁輻射、地質(zhì)雷達等物探技術(shù)，對突出煤層的區(qū)域性預(yù)測，進行了初步試驗。   防突技術(shù)在改進、完善、提高開采保護層、預(yù)抽煤層瓦斯、超前排放鉆孔、深孔松動爆破和水力沖孔等技術(shù)措施外，重點研究了機采、機掘工作面的防突技術(shù)，建立了一套突出區(qū)域預(yù)測、長鉆

10、孔控制預(yù)裂爆破、水力疏松相結(jié)合的綜采工作面防突工藝；在機掘工作面重點研究了與掘進機形成機械、液壓、操作為一體的全液壓防突鉆孔、割槽裝置及工藝技術(shù)；“九五”期間研制了QFZ22型輕便防災(zāi)鉆機，集強力鉆孔與防卡鉆功能于一體，是實施超前排放鉆孔的高效、輕便鉆機。對地質(zhì)構(gòu)造破壞帶和嚴重突出礦井。提高了整套綜合治理突出技術(shù)，在四位一體的防突措施基礎(chǔ)上，發(fā)展為合理采掘部署、突出預(yù)測預(yù)報、防突措施、措施的效果檢驗、安全防護措施的五步配套綜合防突體系。 第三章 粉塵防治技術(shù) 礦山粉塵是礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種巖礦微粒的總稱。礦山生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)如采礦、掘進、運輸、提升的幾乎所有作業(yè)工序都不同程度地產(chǎn)生

11、粉塵。采掘機械化和開采強度、采礦方法、作業(yè)地點的通風(fēng)狀況、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件都是影響粉塵產(chǎn)生的因素。隨著綜采、綜掘、高產(chǎn)高效工作面的發(fā)展，煤礦粉塵污染問題更為突出,經(jīng)“八五”期間的科技攻關(guān),防降塵技術(shù)有較大發(fā)展。  綜采工作面的防塵技術(shù)：隨著采煤機械化水平的提高，工作面的產(chǎn)塵量也隨之增大。據(jù)測定，在無防塵措施的條件下，采工作面粉塵濃度個別可達。巨大的產(chǎn)塵量使工作面作業(yè)環(huán)境的勞動衛(wèi)生條件急劇惡化，大量的煤塵在巷道中沉積，成為礦井安全生產(chǎn)的重大隱愈.,為此需進一步完善和加強煤層注水，實施長鉆孔深封孔技術(shù)；開發(fā)了水泥砂漿封孔泵，解決了封孔難的問題，提高了煤層注水降塵的效果，對采煤機采煤

12、產(chǎn)生的粉塵實施含塵風(fēng)流控制。高壓水外噴霧降塵技術(shù)，對液壓支架、放煤口實施自動控制水噴霧降塵技術(shù)，較好地降低了粉塵濃度。  機掘工作面的除塵技術(shù)： 隨著煤礦機械化程度的提高，高效、大功率掘進機的使用，機械化掘進工作面的粉塵產(chǎn)生量急劇增加。掘進機工作時產(chǎn)生的大量粉塵彌漫整個工作面,粉塵濃度最高可達12g/m3。高濃度的粉塵嚴重影響礦工的身體健康,威脅礦井安全。我國一些大型除塵系統(tǒng),改進和完善了系列濕式除塵器的技術(shù)特性，提高了除塵效率。近10年來，為有效地控制呼吸性粉塵，重點開發(fā)了布袋除塵器，其處理風(fēng)量達到230250m3/min,工作阻力2083Pa，總粉塵和呼吸性粉塵的除塵效

13、率分別達99.5和95.5，不足的是體積較大，制造成本較高。對轉(zhuǎn)載點開發(fā)了氣流循環(huán)除塵裝置.用密閉罩將轉(zhuǎn)載點塵源與外界內(nèi)流場隔離，在罩內(nèi)引射氣流循環(huán)除塵。為提高水噴霧降塵的效果。研究了聲波霧化、磁化水、預(yù)荷電噴霧降塵新技術(shù)。  為強化和規(guī)范呼吸性粉塵的檢測，在“九五”期間研制出AZF型呼吸性粉塵采樣器，可連續(xù)工作8h，分離效能符合BMRC國際曲線，填補了國內(nèi)長周期定點呼吸性粉塵采樣器的空白。   開采易自燃煤層的高產(chǎn)高效工作面，火災(zāi)的威脅和危害更大。在“八五”、“九五”期間將火災(zāi)的預(yù)測和實時監(jiān)測、高效潔凈的防滅火工藝技術(shù)作為攻關(guān)內(nèi)容。   在火

14、災(zāi)預(yù)測方面：通過對無煙煤、煙煤、褐煤有代表性的煤樣進行自燃的模擬試驗，研究得出煤樣在低溫氧化、加速氧化自熱期、激烈氧化三個階段能區(qū)分開的靈敏氣體指標。同時研制了火災(zāi)束管檢測系統(tǒng)及與之配套的礦用火災(zāi)多參數(shù)色譜儀、火災(zāi)氣體及溫度傳感器。為克服長距離束管存在預(yù)報滯后、管內(nèi)積水、難維護的弱點，研制了束管與電測相結(jié)合的經(jīng)濟型火災(zāi)預(yù)測系統(tǒng)，即由束管將被測氣體送至井下分站，由各火災(zāi)氣體傳感器將所測到的電信號參數(shù)直接輸送至地面監(jiān)控室，在地面進行集中的實時監(jiān)控和預(yù)報。 為適應(yīng)綜采工作而設(shè)備多且昂貴的條件，以氮氣為主的隋氣防滅火技術(shù)得到迅猛發(fā)展。國內(nèi)主要采用中空纖維膜分離和碳分子篩變壓吸附分離制氮工藝技術(shù)。礦用制

15、氮機組有地面移動式變壓吸附KYZD800型，井下移動式變壓吸附JXZD400型及井下移動式膜分離機組MD350型等。對回采工作面的注氮防滅火，應(yīng)及時科學(xué)地測定采區(qū)的氧化、自熱、窒息三帶的分布，通過注氮使自熱帶的氧氣濃度降至1012以下，加速自熱帶向窒息帶轉(zhuǎn)化在實施隋氣防滅火過程中，應(yīng)采取綜合措施降低防滅火區(qū)域的漏風(fēng)，以提高隋氣防滅火的效果。   第四章 瓦斯煤塵爆炸防治技術(shù)  目前瓦斯粉塵爆炸是我國煤礦最重大的事故。為此，我國建立了大型實際規(guī)模模擬巷道及爆炸試驗基地，開展了各種粉塵爆炸機理、特性及防隔爆措施的試驗研究，在對我國主要煤田煤塵樣爆炸特性試驗的基礎(chǔ)上，開

16、展了瓦斯、煤塵共存條件下爆炸特性的研究，著重探討了采掘機械切齒摩擦火花引燃引爆瓦斯煤塵問題，初步提出切齒結(jié)構(gòu)與材質(zhì)等防止切割摩擦火花引爆的綜合措施。   為治理回采工作面上隅角瓦斯積聚而引發(fā)瓦斯爆炸事故，在研究上隅角瓦斯涌出規(guī)律的基礎(chǔ)上，在無火花風(fēng)機引排上隅角瓦斯技術(shù)及配套裝置方面，風(fēng)機葉片采用高強度抗靜電阻燃塑料加工，使旋轉(zhuǎn)件與外殼之間不產(chǎn)生摩擦火花；風(fēng)機用電動機驅(qū)動，電動機與抽出風(fēng)流完全隔絕，避免電機火花點燃高瓦斯風(fēng)流。風(fēng)機人口安裝有瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測傳感器以及摻新風(fēng)自動調(diào)節(jié)裝置，確保風(fēng)筒內(nèi)瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定值。試驗研究表明，使用該裝置處理上隅角瓦斯具有較高安全性能。

17、0; 研究中進一步完善了被動式隔爆水槽、水袋的性能、吊掛工藝及布置方式，XGS型隔爆水棚也能隔絕弱爆炸的傳播，擴大了隔爆的有效范圍(距爆源2024m)且安裝移動方便。BJKS型自動抑爆系統(tǒng)可實現(xiàn)遠距離對回采工作面或有爆炸危險場所的瓦斯、煤塵濃度、沉積煤塵強度連續(xù)監(jiān)控、超限報警并控制作業(yè)設(shè)備的斷電；可將瓦斯燃燒、弱爆炸等就地撲滅，有效地控制瓦斯煤塵爆炸。近年開發(fā)的YBW型無電源觸發(fā)式抑爆裝置，采用光電器導(dǎo)爆索爆破噴灑水質(zhì)抑爆劑，最佳水霧形成時間小于150ms，水霧存在時間超過500ms，具有良好的成霧性能和日常維護工作量小、安裝應(yīng)用方便的優(yōu)點。 第五章 對煤礦安全科技工作的幾點建議 如前所述，在

18、黨和國家的關(guān)懷下，煤礦安全科技工作取得長足的發(fā)展，其整體科技水平與國外的差距正在縮小。煤礦的安全狀況與10年前相比，也大有好轉(zhuǎn)，但與國外的差距仍較大，以煤炭生產(chǎn)的百萬噸死亡率來比較：近10年，我國國有重點煤礦為1.051.2，全國平均（含國有、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦）為4.3；而同期，美國為0.09，波蘭為0.44，德國為0.34，印度為0.74。  我國煤礦每年發(fā)生死亡10人以上的重特大事故約有7080起，其中85發(fā)生在高瓦斯或有突出危險的礦井；90為瓦斯（含瓦斯煤塵）爆炸事故。全國煤礦現(xiàn)累計塵肺病人20萬。每年因事故及塵肺而帶來的經(jīng)濟損失約為30億元，總體來講行業(yè)的安全狀況不容樂觀。 

19、;  國家煤礦安全監(jiān)察局及直屬機構(gòu)的建立，是國家為實現(xiàn)煤礦安全狀況根本好轉(zhuǎn)的重大舉措，也將促進煤礦安全科學(xué)技術(shù)的發(fā)展；國家煤礦安全技術(shù)工程研究中心的籌建，也將加快煤礦安全科技成果的商品化、產(chǎn)業(yè)化的進程。  針對我國煤礦安全狀況和煤礦安全技術(shù)的難點，建議在以幾方面重點組織科技攻關(guān)： 1.瓦斯超前治理與區(qū)域瓦斯資源開發(fā)技術(shù)。瓦斯給煤礦安全帶來極大的威脅，但又是潔凈的能源和化工原料，集利害于一體，全國煤層氣儲量達3035萬億m3，但我國多為低透氣性煤層，因此，對超前規(guī)?；⒏咝实耐咚钩榉偶夹g(shù)進行科技攻關(guān)，為高瓦斯礦井提供安全生產(chǎn)條件，并為瓦斯規(guī)?；?、商業(yè)化的開發(fā)利用創(chuàng)造條件。擬將晉城新區(qū)作為科技攻關(guān)試驗點，建議國家對災(zāi)害治理、變害為寶的科技項目和產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目應(yīng)給予資金投入的傾斜和優(yōu)惠的扶持政策。  2.粉塵治理技術(shù)。粉塵是煤炭生產(chǎn)中另一個突出的安全問題，也是作業(yè)場所的工業(yè)衛(wèi)生問題。把呼吸性粉塵的綜合治理技術(shù)納入新一輪的攻關(guān)內(nèi)容。攻關(guān)的內(nèi)容包括：礦井呼吸性粉塵的連續(xù)檢測技術(shù)，減少粉塵產(chǎn)生和高效經(jīng)濟、便利的除塵技術(shù)與裝備。 3.重大火災(zāi)的防治技術(shù)。隨著礦井機械化和自動化程度的提高