文獻(xiàn)綜述--煤礦礦井瓦斯防治綜述

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1、煤礦礦井瓦斯防治綜述煤礦礦井瓦斯防治綜述摘要隨著中國煤礦開采深度的增加,煤與瓦斯突出礦井和突出煤層的數(shù)量不斷增加。這對(duì)我國煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)形成了巨大威脅，同時(shí)也給煤炭研究工作者提出了更大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，區(qū)域性、局部性瓦斯防突結(jié)合，以保護(hù)層開采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)和強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)為代表的區(qū)域性瓦斯治理技術(shù),得到了長足發(fā)展。同時(shí)，煤炭化工的探索、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊理論的興起，也為催化氧化技術(shù)，數(shù)字化瓦斯預(yù)測及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型等新興瓦斯綜合治理技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)可能。本文概述了我國

2、瓦斯防治的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀和方向，以及當(dāng)前瓦斯防突治理的相關(guān)新技術(shù)。關(guān)鍵字：瓦斯防突；瓦斯抽采；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；催化氧化1.礦井瓦斯及瓦斯災(zāi)害處理的必要性1.1礦井瓦斯礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過程中，從煤、巖內(nèi)涌出的各種氣體的總稱。煤礦術(shù)語中的瓦斯主要成分就是甲烷。甲烷是一種無色無味無毒的氣體；微溶于水。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為0.716，與空氣的相對(duì)密度為0.554；其擴(kuò)散速度是空氣的1.34倍，當(dāng)巷道風(fēng)速低、風(fēng)流含有瓦斯時(shí)，容易在頂板附近想成瓦斯集聚層。另外，甲烷具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的氣體,其溫室效應(yīng)為二氧化碳的21倍

3、,對(duì)臭氧層的破壞能力是的7倍。1.2瓦斯突出災(zāi)害處理的必要性煤炭是中國的主要能源,約占一次能源的70%,同時(shí)中國也是世界上煤與瓦斯突出災(zāi)害最嚴(yán)重的國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1950年吉林省遼源礦務(wù)局富國西二坑在垂深280-6-煤礦礦井瓦斯防治綜述m煤巷掘進(jìn)發(fā)生第一次有記載突出以來,到1995年底,國有重點(diǎn)煤礦中先后有138個(gè)礦井發(fā)生了10815次煤與瓦斯突出,死亡1266人。在10521次有突出煤量記錄的煤與瓦斯突出中,共突出煤炭81.58萬t,平均突出強(qiáng)度為77.5t/次。在有瓦斯量記錄的4675次煤與瓦斯突出

4、中,共突出瓦斯量6798.3萬,平均每次突出瓦斯量1.45萬。事故造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失為企業(yè)和礦井的生產(chǎn)和效益帶來了嚴(yán)重威脅。2004年，全國大中型煤礦平均開采深度456m。平均采深華東約620m，東北約530m，西南約430m，中南約420m，華北約360m，西北約280m。采深超過1000m的煤礦有8處，超過800m的有15處。采深大于600m的礦井產(chǎn)量占28.47%。全國煤礦開采以每年約10~20m(最快近50m)的速度向深部延深。隨著礦井開采深度的增加,傳統(tǒng)的煤與瓦斯突出礦區(qū)，突出危險(xiǎn)性更加

5、嚴(yán)重。一些過去煤與瓦斯突出不嚴(yán)重的礦區(qū)，突出災(zāi)害日趨嚴(yán)重，且發(fā)生了千噸級(jí)以上的特大型煤與瓦斯突出，如淮南、淮北、鄭州、平頂山等礦區(qū)。1.我國煤礦瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展2.1我國煤礦瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展的3個(gè)階段:2.1.1探索階段：20世紀(jì)50~80年代,主要摸清煤與瓦斯突出規(guī)律,引進(jìn)消化和吸收國外煤與瓦斯突出防治技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),研究適合中國特點(diǎn)的煤與瓦斯突出預(yù)測方法和突出防治工程方法。2.1.2局部措施為主階段：20世紀(jì)80~90年代末,主要貫徹落實(shí)“四位一體”-6-煤礦礦井瓦斯防治綜述綜合防突措施,以1988

6、年《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》出版和1995年的修訂為代表,研究重點(diǎn)是煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測方法與預(yù)測指標(biāo),同時(shí)兼顧突出防治工程方法的深化研究。2.1.3區(qū)域性治理與局部治理并重階段：自本世紀(jì)初開始,淮南礦業(yè)集團(tuán)在長期瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了“可保盡保,應(yīng)抽盡抽”的瓦斯治理戰(zhàn)略。長期理論研究和突出危險(xiǎn)煤層的開采實(shí)踐證明,開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯是有效地防治煤與瓦斯突出的區(qū)域性措施。我國《煤礦安全規(guī)程》第一百九十二條規(guī)定:“對(duì)于有突出危險(xiǎn)煤層,應(yīng)采取開采保護(hù)層或預(yù)抽煤層瓦斯等區(qū)域性防治突出措施”。第一

7、百九十三條規(guī)定:“在突出礦井開采煤層群時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇開采保護(hù)層防治突出措施”。第一百九十八條規(guī)定:“開采保護(hù)層時(shí),應(yīng)同時(shí)抽采被保護(hù)層瓦斯”。2005年1月,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國家煤礦安全監(jiān)察局下發(fā)了《國有煤礦瓦斯治理規(guī)定》,第五條明確規(guī)定:“突出礦井必須首先開采保護(hù)層,不具備開采保護(hù)層條件的,必須對(duì)突出煤層進(jìn)行預(yù)抽,并確保預(yù)抽時(shí)間和效果”。由此可見,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,采用區(qū)域性瓦斯治理措施對(duì)有效地防治煤與瓦斯突出,保障突出危險(xiǎn)煤層的安全高效開采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。3.瓦斯治理技術(shù)現(xiàn)狀3.1區(qū)域性瓦

8、斯防突技術(shù)現(xiàn)狀當(dāng)前我國區(qū)域性瓦斯防突措施主要有開采保護(hù)層大面積預(yù)抽煤層瓦斯兩種。3.1.1保護(hù)層開采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)為消除鄰近煤層的突出危險(xiǎn)而先開采的煤層或巖層稱為保護(hù)層；位于突出危險(xiǎn)煤層上方的保護(hù)層稱為上保護(hù)層，位于下方的稱為下保護(hù)層。由于保護(hù)層開采的采動(dòng)作用并同時(shí)抽采卸壓瓦斯，可使鄰近的突出危險(xiǎn)煤層的突出危險(xiǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)闊o突出危險(xiǎn)區(qū)，該突出危險(xiǎn)煤層稱為被保護(hù)層。在中國保護(hù)層開采技術(shù)一般包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:1)保護(hù)層開采及瓦斯抽采規(guī)劃