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煤与瓦斯突出治理技术的现状及分析 摘要：简要的总结了煤与瓦斯突出的概况，评述了目前防治突出工作的现状及面临的主要问题，在此基础上，提出进一步提高突出预测预报质量，及对防治技术的展望。关键词：突出矿井；煤与瓦斯突出；防止突出技术；综合防突措施；瓦斯抽放技术。Present situation and analysis of control technology of coal and gas outburstAbstract: briefly summarizes the general situation of coal and gas outburst, reviewed the status quo of outburst prevention work and facing major problems, on the basis of this proposed to further improve the outburst prediction quality, and to control technology prospect.Key words: outburst mine; coal and gas outburst; outburst prevention technology; comprehensive outburst prevention measures; gas drainage technology.1我国煤与瓦斯突出事故的历史概况我国在世界上煤与瓦斯突出事故是最严重的国家之一，突出矿井具有数量多、分布广、增长快的特点;突出事故起数多、伤亡人数多、特大型突出事故不断。从1950年5月2日吉林省辽源矿务局富国二矿发生我国首次有记载的突出事故以来，据不完全统计和估算，至2010年底，全国先后共发生约2万起突出，其中，强度在千吨级以上的特大型突出有100多起，突出强度最大的一起事故发生在原天府矿务局三汇坝一矿，突出煤(岩)1. 278万t，喷出瓦斯140万m3。同瓦斯爆炸事故一样，煤与瓦斯突出也是经常引起群死群伤的事故，我国曾发生过多起因煤与瓦斯突出引起的上百人死亡事故。建国以来，我国煤与瓦斯突出事故发展总体变化特点是上升迅速，下降平缓且有起伏，主要可划分为4个阶段:1)上升阶段(1950-1980年)。煤炭工业发展迅速，突出矿井的数量增长迅速，很快由1个增加到205个，每年发生突出从2起增加到1151起。2)稳定下降阶段(1981-2000年)。随着防突措施研究与实施的加强，突出起数逐年下降，20世纪80年代全国每年突出事故基本控制在500-600起。特别是颁布防治煤与瓦斯突出细则以来，全面推行“四位一体”综合防突措施，防治突出成效明显。在1992年后的4年中，国有重点煤矿年均突出控制在300起以内，平均为252起/a，突出死亡人数控制在50人/a以内。 3)回升抬头阶段(2001-2005年)。伴随国民经济的迅速增长，煤炭产量增长快，矿井开采强度和开采深度持续增大，各矿区突出危险性越来越严重，而矿井超出自身能力开掘较普遍，突出事故的起数维持在一个颇高的水平。4)下降和稳定阶段(2006-2010年)。国家大力整治下，突出事故起数逐渐下降。在矿井开采深度、突出矿井数量和全国煤炭产量逐年增加的情况下，仍保持突出伤亡事故起数和死亡人数的基本稳定，突出伤亡事故40-50起/a，造成的死亡人数约250-320人/a。煤与瓦斯突出是在煤矿井下的一种非常复杂的动力现象。在很短暂的时间内，有煤体向巷道（包括采场）中急速喷出大量瓦斯及煤渣，同时在煤碳体中形成特殊的空洞，喷出的粉煤伴随瓦斯运动，形成一定的动力效力，如矿车推倒、支架破坏等类似现象被称为煤与瓦斯突出。在煤与瓦斯突出的过程中，喷出的煤体有的仅仅几吨、几十吨，但有的高达几百吨，特大型的突出高达几千吨以上，同时涌出大量瓦斯将巷道空间充满，喷出的瓦斯粉煤流通常会具有暴风般的性质，逆风流将数千米长的巷道充满。1834年3月22日在法国鲁阿尔煤田伊萨克矿井在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载的突出，突出强度420t煤，瓦斯5105m3以上。起初瓦斯喷出量2000m3/min以上，瓦斯逆风流从提升井冲至地面，据该井口23m处的绞车房周围的火炉将瓦斯引燃，火焰达50m高，井口周围烧成一片废墟，在2小时后火焰要熄灭时，连续又发生7次瓦斯爆炸，井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧伤。迄今为止，世界上约有20多个国家和地区发生过煤与瓦斯突出，总共发生突出达3万多次，突出千次以上的国家有中国、原苏联、法国、波兰和日本。世界最大的一次突出发生在1969年7月13日原苏联顿巴斯矿区的加加宁矿井一710m水平主石门揭穿厚仅1.03m的煤层，其突出煤量为14000t，瓦斯2.5106m3以上。2煤与瓦斯突出矿井的分布特点我国的突出矿井呈现出数量多、分布广、增长快的特点。目前，1 000多个突出矿井分布于全国26个产煤省(自治区、直辖市)中的20个，见图1，主要分布在我国西南和中东部。图1 全国突出矿井个数分布图凭据煤矿瓦斯等级鉴定资料，我国突出矿井的数量显示快速增加走向:2000年以前突出矿井数量不超过300个，2007年为647个，2010年为1044个。新疆之前无突出矿井，2010年已有8个突出矿井;山西以前仅有2个突出矿井，但2010年已增至20多个。2010年全国突出矿井数量约占矿井总数百分之七。我国突出矿井分布具有以下特点。1）突出矿井区域分布特点突出矿井区域分布不均衡，呈现南方多、北方少的特点，个别省份突出矿井颇为集中。突出矿井主要集中在湖南、贵州、重庆、四川、云南、山西、河南、安徽等省市，共有961个，占据全国突出矿井总数的92%。当中，湖南和贵州突出矿井数量最多，两省突出矿井和达到全国总数的60%。各省的突出矿井在全省矿井中的比例也不同，安徽、湖南和贵州相对较高，见图22）突出矿井企业属性分布特点乡镇煤矿的突出矿井的总数多，国有重点煤矿中突出矿井占据的比例高(见图30)。 2010年在全国1044个突出矿井中，国有重点煤矿有235个(占22.5%)乡镇煤矿708个(占67.8%。国有重点煤矿中19.3%的矿井属于突出矿井，个别煤炭公司所属矿井全为突出矿井;乡镇煤矿6.1%的矿井属于突出矿井。3)突出煤层的地质年代特点我国煤矿赋存条件多样，煤层生成的地质年代主要为石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白玺系等。突出煤层主要分布于二叠系中，有978个突出矿井(占93.7%)开采的突出煤层属于二叠系，仅少数突出矿井(66个，占6. 3%)的煤层为侏罗系、石炭系、三叠系、白玺系、第三系煤层。4)突出矿井井型分布特点突出矿井为主是小型矿井。全国的突出矿井中，井型为30万t以下的突出矿井最多，占72.1 %，其中6万t以下的矿井297个，占28.5 %。5)突出矿井产量分布特点突出矿井总体产量所占比例偏低，小煤矿产量比例更小。2010年全国突出矿井总产煤量约3. 8亿t占全国产煤总量的11.8%，当中，30万t以下突出矿井的产煤量占全国产量的1.9%。6)突出矿井的煤层开采条件与瓦斯参数特点突出矿井开采深度通常较大。根据部分突出矿井资料，突出矿井开采深度为90-1400m，平均达到592m。安徽、江苏、河南等省突出矿井平均开采深度较大。突出矿井每年延深475m，均为24 m。有近一半的突出矿井没有保护层开采条件。突出煤层瓦斯压力与瓦斯含量较大。各省突出矿井的最大瓦斯压力为2.0-7.83MPa，重庆天府矿区测到高达13.6MPa的瓦斯压力。突出煤层平均瓦斯含量为14.6m3/t，最高达38.49m3/t。3煤与瓦斯突出危害煤与瓦斯突出是煤与瓦斯突然运动的一种极其复杂的动力现象，多数伴有强大的动力效应，危害性极大，是煤矿严重的自然灾害之一。煤与瓦斯突出危害主要表现在以下几方面：（1）造成瓦斯窒息，煤流埋人事故。 例如：2002年4月7号，安徽省淮北矿业集团公司芦岭煤矿发生煤与瓦斯突出，突出煤量5000多吨，涌出瓦斯30余万立方米。突出的煤充填巷道700多米，其中400多米巷道被填实，13人死亡。（2）引起瓦斯燃烧和瓦斯爆炸，造成人员伤亡。 例如： 21岩石下山掘进工作面爆破，揭穿一个落差10m的逆断层，发生了煤与瓦斯突出。突出的瓦斯逆流进入西大巷，遇到架线式电机车的火花，引发了特大瓦斯爆炸事故。（3）摧毁巷道设施和设备，破坏通风系统，给煤炭企业造成巨大的经济损失。 例如：南桐矿务局鱼田堡煤矿，1988年10月16日发生突出，突出煤量8765t、岩石61.4t、瓦斯201万m3，煤岩堵塞巷道1388m，瓦斯逆流1846m，波及3个采煤工作面，5个掘进工作面，造成停工停产。4煤与瓦斯突出发生的一般规律（1）突出发生在一定的深度上，随着深度的增加，突出的危险性增高，表现在突出的次数增加，突出强度增大，突出煤层数增加，突出危险区域扩大。（2）突出危险区呈带状分布这是因为影响突出的主要因素受地质构造控制的缘故，而地质构造具有带状分布的特征。（3）突出的气体种类主要是甲烷，个别矿井突出二氧化碳，突出煤层的含量、开采时的相对瓦斯涌出量都在10m3/t以上，即突出都发生在高瓦斯矿井内。（4）采掘工作往往可激发突出，特别是落煤与震动作业，不仅可引起应力状态的变化，而且可使动载荷作用在新暴露煤体上造成煤的突然破碎。（5）受煤自重影响，由上前方向巷道方向的突出占大多数，从下方向巷道的突出为极少。突出的次数有随着煤层倾角增大而增多的趋势。（6）绝大多数突出都有预兆。5煤与瓦斯突出事故的原因5. 1直接原因经过统计和分析，我国煤与瓦斯突出事故的直接原因主要有:1)不落实防突工作、不执行防突措施。一些矿井发生瓦斯动力现象后不鉴定、不设置防突机构，不制订或不执行“四位一体”的综合防突措施。在近6年发生的突出事故中，有22.2%的属于矿井没有执行防突措施。2)防突措施落实不到位。在275起突出事故中，有150起采取的防突措施不到位，占54.5 %。主要表现为:未采取区域性防突措施;瓦斯抽采钻孔少、抽采时间短，抽采效果不达标;防突措施设计不符合要求，在地质构造带和应力集中区未加强防突措施;防突措施施工参数不符合设计要求，钻孔控制范围不足或存在空白带，未进行效果检验，效果检验超标不采取补充防突措施;不采取安全防护措施或安全防护措施不充分等。3)防突管理不到位、违章指挥和违规作业。统计表明，有40. 7%的突出事故暴露出防突管理不到位，20.1%的突出事故存在违章行为。主要表现在:a.防突管理制度不科学，管理程序不完善，一些重要的技术管理环节缺失。有些矿井没有突出预测仪器的管理要求，缺乏防突工序操作规程，防突管理制度不利于增强防突人员责任心，不利于调动防突人员积极性;防突措施签字程序不规范，防突措施参数更改没有程序要求，缺乏防突措施实施的监督环节;不进行防突措施竣工图的绘制，没有进行矿井突出预测敏感指标及其临界值考察等。b.现场管理不规范，有违章指挥或违规作业现象。防突措施现场施工无指挥、无监督、无验收，或监督不认真，验收参数及资料记录不完整;预测过程操作不规范，忽视突出预兆;超掘超采、违规作业等;爆破作业时撤人不到位、不佩带自救器，压风自救装置安设和使用不符合规定;工作面作业时回风系统有大量人员存在等。4)对地质构造的探测程度低、分析不够准确。有些矿井对地质构造的探测和分析不够，未能及时发现和准确掌握地质构造情况，防突措施缺乏针对h。一些新建矿井的地质勘探程度低，地质构造分布和煤层瓦斯赋存条件不明。通风系统不可靠，抗灾能力差，安全防护措施不健全。不少矿井的通风系统抗灾能力差，没有安设反向风门或反向风门安设与管理不规范，容易造成瓦斯逆流;一些矿井未设置井下避难酮室、压风自救系统，甚至连隔离式自救器也配备不足等。5. 2间接原因1)防突认识不到位。矿井管理和技术人员特别是领导干部对防突的认识不到位，重生产、轻防突，防突措施不到位、防突投入不足等。2)防突技术基础薄弱。很多突出矿井尤其是乡镇煤矿，其生产系统、人员、技术、装备和管理基础薄弱，总体达不到防突的要求;不少矿井地质勘探程度不足，缺乏煤层瓦斯基本参数，瓦斯赋存规律不清;入井人员缺乏培训，技术人员和防突设备设施配备严重不足。3)采掘部署不合理。开采顺序、保护层选择、采煤方法、采掘巷道部署、瓦斯抽采配套工程、通风系统等部署不合理，矿井生产压力大，接替紧张，开拓、抽采、准备和回采的平衡关系失调，没有足够的采取区域性防突措施的时间和空间，在瓦斯治理不到位。6煤与瓦斯突出预测技术现状6.1静态(不连续)预测静态预测的根据就是含瓦斯煤体性质及其赋存条件的某些量化指标。这些指标主要包括瓦斯指标、煤层性质指标、地应力指标或它们的综合指标，预测则是考察其中的单个或同时多个指标是否超过临界值。具体说来，目前较多采用的指标有钻屑量s、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯放散指数却、煤体坚固性系数f、瓦斯压力P。6.1.1 D,K综合指标法煤炭科学研究总院抚顺分院与一些突出矿区合作，根据我国十余个矿区的突出煤层资料，提出了突出预测综合指标D和K:式中，H开采深度; f煤层软分层的平均坚固性系数; P煤层瓦斯压力; P煤层软分层煤的瓦斯放散初速度指标。 D, K综合指标法适于煤层的区域预测或石门揭煤工作面突出危险性预测。它们被列入我国的防突细则，并得到广泛应用。6.1.2 R指标法R指标法是前苏联东方煤研所1969年提出的，1970一1974年在库兹巴斯、沃尔库特和帕尔占斯克等煤田进行了试验。其指标是式中，S max每米钻孔钻屑量的最大值; imax每米钻孔瓦斯涌出初速度的最大值。钻孔瓦斯涌出初速度9法和钻屑瓦斯解吸指标(h2)法该法是前苏联运用最广泛的日常预测法，已被列入前苏联的有煤、岩石和瓦斯突出倾向煤层安全采掘规程中。钻孔瓦斯涌出初速度被认为是一个反映煤体物理力学性质、煤层瓦斯和煤层应力状态的综合指标，已被列入我国防治煤与瓦斯突出细则。这两个指标被广泛应用在我国煤与瓦斯突出矿井的突出预测中。6.1.3钻屑量法和钻屑倍率法钻屑量被认为是反映地应力大小的一个有效指标，首先由德国学者Noack等提出并得到了广泛的应用。在我国，煤炭科学研究总院抚顺研究所对北票等局矿及17个石门进行了钻屑量测量。初步结果表明，钻屑倍率n可作为突出预测指标，当n大于4时有突出危险。煤炭科学研究总院重庆分院在南桐和梅田对煤巷进行了试验，认为钻粉量为正常量的3倍时最易倾出或压出，如果瓦斯压力大就会发生较大的突出。钻屑量指标Snx为每米钻孔钻屑量的最大值，其在我国也被广泛采用。6.1.4钻屑综合指标法该法是通过综合考虑每米钻孔最大钻屑量Snx，钻屑瓦斯解吸指数K，钻屑瓦斯解吸衰减系数C和启动解吸仪2min时的解吸仪读数hz，来预测工作面的突出危险性。6.2动态(连续)预测当前所采用的静态工作面突出危险预测方法，都是通过钻孔来实现的，因此又可称为静态的钻孔法。静态法打钻及参数测定需占用作业时间和空间，工程量很大，预测作业时间也较长，对生产有一定的影响，预测所需费用也较高。并且这种静态法的准确性也不是很高，易受人工影响。近几年来出现了l00多次预测指标未超过临界值而发生突出的事故，如芙蓉矿务局白皎煤矿1993年3月27日发生的重大恶性事故就是一例，死亡人数11人，直接经济损失数百万元。究其原因，煤层或煤体及其内部所含有的瓦斯并非均匀分布，是不稳定的。在钻孔附近取得的预测结果仅仅是局部的，并不能完全代表整个预测步长范围内的突出危险性，在预测时刻取得的结果也只是静态的，并不能完全代表煤体稳定前整个时期内的突出危险性，因为煤体处于动态变化之中，延期突出就是例证。因此，动态连续预测的研究正日益引起人们的重视。目前，突出的连续预测有3条途径:声发射监测技术;利用环境监测系统连续监测工作面的瓦斯涌出变化特征，分析瓦斯涌出与突出的关系从而预测突出;电磁辐射监测技术。6.2.1声发射技术煤和岩石内部存在大量的裂隙等缺陷。煤岩变形及破坏的结果就是裂隙的产生、扩展、汇合贯通。研究表明，裂隙的产生和扩展都将以弹性波的形式产生能量辐射，这就是声发射。声发射技术可以对破裂源进行定位。早在20世纪40年代初，美国就利用声发射技术监测金属矿井的岩爆。随着计算机技术的应用，该项技术在矿井中的应用更加广泛。近年来，加拿大的研究人员研究了多种声发射监测系统，用于岩爆预测。法国的研究人员也做了很多这方面的研究工作。前苏联的顿巴斯煤田对声发射用于煤与瓦斯突出预测进行了较多研究工作，早在1974年，突出严重的中央区已有121个工作面采用了这项技术。20世纪80年代初，澳大利亚研究了一种双声道声发射突出预测系统;英国的声发射突出预测系统从1983到1987年在南威尔士煤田的Cyn-heidre矿进行了试验，但在试验过程中没有发生过突出。其他国家如美国、德国、日本和波兰等在这方面也有不同程度的研究。前苏联用记录噪声脉冲数的方法预报煤与瓦斯突出并在顿巴斯煤田进行了推广应用。我国的研究起步较晚，在现场应用也较少。平顶山矿务局从俄罗斯引进了声发射监测系统，并用于煤与瓦斯突出预报试验研究。我国重庆煤科分院生产了声发射监测系统，“九五”攻关期间在平顶山矿区进行了应用。煤炭科学研究总院西安分院也研制了MJY-1型声发射实时监测系统，并在平顶山十矿进行了现场实验。声发射方法虽然能够连续较有效地评估煤层边缘的突出危险性，但存在许多缺点，主要是仪器结构及信号接收、转换都很复杂，且要求压电传感器与煤壁能够很好地祸合，这在实际上是非常困难的。声发射技术用于矿井已有几十年的历史，其在岩爆监测方面已取得一些成果，尽管很多人认为声发射突出预测系统是一种很有发展前途的预测方法，各国都投入了大量的人力物力进行了广泛的研究，但目前其突出预测的可靠程度与生产实际的需要还有差距。随着大容量、高速度计算机系统的引入和声接收技术的发展，用声发射技术进行突出预测可望获得突破。6.2.2瓦斯涌出动态指标根据瓦斯涌出量预测突出的思路可能和德国学者提出的姚。指标有关。姚。是掘进工作面放炮后30分钟内的瓦斯涌出量与落煤量的比值。德国使用的临界值是40%的可解吸瓦斯含量。抚顺煤科分院对我国北票局的初步研究表明，其突出临界值为9m3/t。重庆煤科分院在芙蓉矿务局白皎煤矿的试验研究表明9m3/t或瓦斯涌出变动系数Kv0.7时，在工作面前方2-5m范围内有突出危险。涟邵矿务局洪山煤矿利用A-1矿井环境监测系统对炮掘工作面放炮前后瓦斯涌出进行了连续监测，分析认为。9m3/t或放炮以外的其他作业过程中瓦斯涌出量增减幅Q0.21m3/min时，工作面前方不远有突出危险。根据国内外的研究，综合分析认为v3和Kv两指标分别反映了工作面单位落煤量瓦斯涌出量的上升幅值和工作面瓦斯涌出量增大、减小的变化幅度，它们与工作面前方的突出危险性密切相关，可作为瓦斯涌出动态预测法的两项主要指标，而用Kv预测延期突出将是一个有希望的技术途径。目前利用v3或Q进行突出预测还没有大面积推广。实际上，真正的瓦斯涌出动态预测突出技术应该是根据环境监测系统连续监测得到的瓦斯动态涌出和煤与瓦斯突出的关系来进行突出判识的技术。国家“十五”科技攻关计划也将瓦斯动态涌出判识突出的技术列入了研究内容，随着对工作面瓦斯涌出状态与煤与瓦斯突出危险程度关系及突出判识技术的深入研究，相信可以利用现有瓦斯监测系统对突出进行预测。6.2.3电磁辐射监测技术煤岩体同其他固体材料一样，都是由成千上万的电子、原子等基本粒子组成，当煤岩体受载变形破裂时，电子等带电粒子变速运动就会向外辐射电磁波，这就是电磁辐射现象。岩石电磁辐射的研究是从地震工作者发现震前电磁异常开始的。我国和前苏联是较早开展此研究的国家，希腊、美国、瑞典、德国等国也开展了这方面的研究。研究电磁辐射技术的根本目的是为了对地震等动力灾害进行预测预报。在地震预报方面已取得了比较令人满意的成功。目前用电磁辐射法预测预报煤岩体动力灾害现象的研究掀起了高潮。中国矿业大学经过十多年时间对受载煤岩体及瓦斯解吸流动等情况下的电磁辐射进行了较为深入的研究，结果表明受载煤岩的变形破裂过程中，电磁辐射信号基本呈逐渐增强的趋势。这对于预测预报煤岩动力灾害现象有重要意义。他们还开发了KBDS型煤与瓦斯突出电磁辐射监测系统，并在我国二十多个矿井进行了煤与瓦斯突出、冲击矿压的试验及推广。结果显示利用电磁辐射特征来监测工作面易突出煤层的应力状态是可行的，该电磁辐射监测系统进行预测的指标是电磁辐射强度和脉冲数两个指标，这大大提高了预测准确率。重庆煤科分院对煤矿井下掘进工作面前方煤体内电磁辐射进行了测定，考察了掘进过程中电幅度与钻屑量、瓦斯涌出初速度、钻孔排放措施之间的关系，以及突出前后电幅度的变化，他们使用的是电幅度一项指标。 俄罗斯学者Frid在现场研究了煤的物理力学状态(水含量、孔结构等)、受力状态瓦斯对工作面电磁辐射强度的影响。Frid还认为岩石和瓦斯突出灾害的增加改变了采矿工作面附近岩石的不同地球物理参数，可以依靠岩石破裂产生的电磁辐射方法进行岩石与瓦斯突出预测，并研究了不同矿井条件下电磁辐射的特征，显示了岩石与瓦斯突出灾害的形成和电磁辐射出现的异常之间的关系。电磁辐射预测技术是一种完全的非接触式监测方法。该方法技术可行，测试技术先进，不受人工和工作面煤岩体分布均匀及不稳定的影响，预测准确率高，无需打钻，操作简单，对生产影响小，使预测费用大幅度降低。电磁辐射监测技术是一种很有前途的地球物理方法。7煤与瓦斯突出预测技术发展趋势综上所述，静态预测方法所有指标都建立在经验的基础之上，指标的临界值都建立在对大量实验数据统计分析的基础上，还不能从理论上较好地确定突出临界值，突出指标的可靠程度取决于实验数据的多少、范围和代表性。因此静态方法受人工、煤体分布不均匀和应力分布不均匀等因素的影响，预测的准确率难以提高。动态预测技术是比较良好且很有发展前途的预测方法。利用监测系统动态监测瓦斯的涌出并对突出进行识别、预测，还需要进行深入的研究和现场实践并不断总结，建立对煤与瓦斯突出的模式识别技术并开发相应软件势在必行。声发射法和电磁辐射法是很有发展前途的连续预测方法，这两种方法属于地球物理方法，是近几年才发展起来的最有前途的预测预报煤矿动力灾害现象的方法。声发射和电磁辐射是突出这不可逆能量耗散过程中的两种重要的能量耗散形式，对它们作深入细致的研究是认识突出过程的重要技术手段。目前对声发射已有广泛的研究，并在突出机理认识和突出预测及监测方面取得了一些成果，尤其是声发射方法能够对煤岩体变形破裂剧烈区可以进行定位的特点更受研究人员的欢迎。与声发射法相比，利用煤岩变形及破裂过程中产生的电磁辐射预测煤与瓦斯突出等动力灾害现象的电磁辐射法有许多优点:可实现真正的无接触;更有效;信息的接收、传输等比较简单，且易于实现定向接收;信息丰富，即使在含瓦斯煤体缓慢的变形过程(或流变过程)中也有信号产生;可望实现从理论上确定预测指标及其临界值。与现行的预报方法相比，其更有效快捷，大大减少了工作量，基本不受人工等外界干扰(对于井下机电设备等电磁干扰，则可采取屏蔽或定向接收技术来排除)，实现连续监测及预报，不影响生产，既能探测煤壁附近的突出危险性及突出危险带的方位，又能检验防突措施的效果。声发射和电磁辐射预测技术要获得进一步推广应用，需要进行预测指标及预测设备的标准化和统一化工作。未来突出预测的发展趋势是，利用声发射技术连续监测技术对变形破裂剧烈区进行定位，利用电磁辐射监测技术对工作面非接触连续预测，再结合现有的环境监测系统监测的瓦斯涌出动态对煤与瓦斯突出现象进行准确预测。在综合研究基础上，开发出上述3种预测方法的集成监测技术和判识软件，这样既可以减轻现场工作人员的劳动强度，又可以提高预测的准确程度，将大大提高矿井的经济及社会效益。8防止突出技术展望 （1）提高突出危险性预测的准确性突出危险性预测指标和临界值确定，不同矿井条件下的突出预测敏感指标和突出临界值是不同的，要通过对矿井实际突出预测预报资料的总结与分析和进一步的研究试验，得出适用于本矿井突出预测预报指标及其突出临界值。通过实时监测瓦斯动态涌出特征波形，提取与突出危险性相关的特征值表，综合判断采掘工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性。(2)瓦斯抽放措施在突出矿井中，开采保护层和抽放瓦斯措施对于防治煤与瓦斯突出的有效性，已经得到了广泛的认同。但立足各突出矿井的实际，仍应做到以下几点：要从根本上解决突出问题，必须明确实施瓦斯抽放是最主要的途径；大部分突出矿井的煤层较为松软，煤层坚固性系数f值一般为0.20.5。抽放钻孔施工过程中常发生喷空、垮孔卡钻现象，钻孔施工难度较大。要根据不同类型的工作面施工条件和煤层赋存条件，选择适用于各类条件下的突出煤层的抽放方法、钻孔施工工艺及设备。如研究突出煤层沿走向顺层及沿倾向顺层下向长钻孔施工成孔技术及其钻孔设备；对于全煤抽放钻孔，应大力推广使用聚氨酯封孔技术。9结语防治煤与瓦斯突出工作已不是单一的技术措施，而是一套完整的综合防治突出的系统工程，所以在开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防突措施、措施的效果检验、安全保护措施的“四位一体”的综合防突措施，积极的开展新的预测方法的研究探索，形成适用于各突出矿井的预测预报指标体系，是突出预测预报在防止突出技术体系中发挥更大的作用。参考文献1 俞启香.矿井瓦斯防治M.徐州:中国矿业大学出版社，1992.2 付建华.煤矿瓦斯灾害防治理论研究与工程实践M.徐州:中国矿业大学出版社，2005.3 王佑安.“四位一体”综合防突措J.煤矿安全,2003,34(增刊)：61 63.4 国家煤矿安全监察局.2006年全国煤矿事故分析报告R. 2007.5 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全技术“专家会诊”资料汇编G. 2005.6 于不凡.煤与瓦斯突出机理M北京:煤炭工业出版社，1985.7 国家发展改革委.煤矿瓦斯治理与利用总体方案S. 2005 8 国家煤矿安全监察局.“十一五”期间全国煤矿事故分析报告医J. 2011.9 王恩元，何学秋，聂百胜等.电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理.中国矿业大学学报，2000, 29 (3): 225 -229.致 谢经过一个月的实习和三个月的设计，我完成了大学四年最后一课,也是最重要的一课。毕业设计是对毕业实习的深度总结，也是对大学四年所学知识，特别是专业知识的一次汇总和最接近于实际的模拟演练，为今后的工作，打下了夯实的基础。回首大学四年的学习和生活经历 ,首先我要感谢在这些年里培育我的各位老师和在我困难时伸出友谊之手的各位同学们。正是由于他们的帮助才使我顺利走完这人生最重要的阶段，师生之情，同学间的友谊，是最宝贵的财富。大学四年的学习和生活也必定让我终身难忘。我能够顺利完成这次毕业设计与老师的悉心指导和同学们的相互帮助是密不可分的，借此机会衷心的感谢所有给过我帮助的老师，谢谢你们，正是你们的帮助才使我完成了学业。在此特别要感谢我的父母，你们对我的含辛茹苦的养育之恩和无私的付出！同时也正是老师这种诲人不倦的风格使得我能在规定的时间内完成毕业设计。通过这次系统的设计，使我对专业知识有了一个较为系统的复习和巩固，同时也使得我对矿井全系统有了一个全面的了解，也是我即将走上工作岗位的重要一课。今天我以华科为荣，相信明天华科以我为荣。我将严格要求自己，为我国煤炭事业的发展贡献自己的一份力量，为我们学校争光，百尺竿头更进一步。最后，祝愿所有的老师工作顺利，身体健康！家庭美满！希望同学们在以后的工作岗位上和研究生求学的道路上越走越好。祝愿我的母校-华北科技学院：百年基业，鼎盛千秋！设计中难免有错误和不妥之处，希望各位专家学者们批评指正。最后祝愿我的母校蒸蒸日上，欣欣向荣!1620xx 届本科毕业设计（论文）任务书姓名： 专业： 采矿工程 班级： 任务下达时间： 月 日 任务完成时间： 月 日毕业设计（论文）题目： 常村矿1.8 Mt/a新井设计专题题目: 煤与瓦斯突出治理技术的现状及分析题目主要内容：毕业设计（论文）一般部分题目主要内容：1 矿区概述及井田地质特征2 井田境界和储量3 矿井工作制度、设计生产能力和服务年限4 井田开拓5 准备方式-带区巷道布置6 采煤方法7 井下运输8 矿井提升9 矿井通风及安全10 矿井基本技术经济指标毕业设计（论文）专题部分题目主要内容：1 我国煤与瓦斯突出事故的历史概况2 煤与瓦斯突出矿井的分布特点3 煤与瓦斯突出危害4 发生的一般规律5 突出事故的原因6 突出预测技术的发展趋势与展望7 结论目的要求、主要技术指标：基本目标是通过毕业设计这一重要的环节，使学生掌握结合实际条件分析问题，解决问题的能力，使学生明白新井设计需要工程技术人员具备的基本素质和基本能力，更重要的是通过毕业设计这个过程，培养学生查阅资料、学习和总结的工作本领。培养学生勤于思考、勇于创新的勇气和能力。同时以毕业设计为契机，让学生有充足的时间去复习和巩固四年来所学的基础知识和专业知识，进一步提高学生的专业技能，以便更好地服务于行业，服务于社会，把学生培养成本行业的专门人才。基本要求是熟练掌握井田开拓、采区设计、工作面布置等各环节的设计原则、依据和步骤、搞清楚制约和保障矿井正常生产的设备选型、参数计算、系统优化、技术经济比较等领域的设计专题探讨过程中，要求学生在掌握基本理论的基础上有创新精神，充分发挥学习潜力和才智。专题论文应按照正规科技论文的格式编写，应有中文外文题目的摘要和关键词，题目研究的必要性和意义，前人的研究成果，存在的问题，本专题的研究内容及方法。应完成的主要任务：设计说明书（一般部分）1-110页设计说明书（专题部分）111-124页井田开拓平面图1张井田开拓剖面图1张带区巷道布置平面图1张带区巷道布置剖面图1张工作面布置图1张主要参考文献：1杜计平主编.采矿学.徐州.中国矿业大学出版社.2009.22钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制. 北京.煤炭工业出版社.2003.113中国矿业大学等编.井巷工程. 北京. 煤炭工业出版社.2003.124刘过兵主编.采矿新技术.北京.煤炭工业出版社.2002.115杨孟达主编.煤矿地质学.北京.煤炭工业出版社.2000.86综采技术手册编委会主编.综采技术手册.北京. 煤炭工业出版社.19977张国枢主编.通风安全学.徐州.中国矿业大学出版社.2000.78邹光华主编.矿山设计CAD.北京.煤炭工业出版社.2007.9指导教师： 系主任： 20xx届xxx学院本 科 毕 业 设 计 （论 文）设计（论文）题目： 常村矿1.8 Mt/a新井设计 专 题 题 目： 煤与瓦斯突出治理技术的现状及分析 姓 名： 学 号： 专业班级： 院 部： 指导教师： 职 称： 20xx年06月10日摘要 本设计包括两个部分：一般部分和专题部分。 一般部分为潞安集团常村矿1.8Mt/a新井设计，全篇共分为十个部分：矿区概述及地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和设计矿井主要经济技术指标。 常村矿井田位于山西长治盆地西部。井田南北走向长8.355km，东西最大倾斜长3.6 km，井田总面积为28.5km2。本井田内的主要可采煤层有3#煤、7#煤，主采煤层3#煤厚4.0m，倾角平均为5。井田内工业储量53466万 t，可采储量34971.6万 t。矿井瓦斯相对涌出量为10.34 m3/t，瓦斯绝对涌出量为29.62m3/min,为高瓦斯矿井。水文地质条件简单，矿井涌水量约为36m3/h。煤层有爆炸性，有自燃发火倾向。 常村矿年设计生产能力1.8 Mt/a，服务年限50年。采用立井单水平上下山开拓。第一水平标高+560 m。矿井一次采全高，全部垮落采煤法。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，长度300 m，煤在运输大巷的运输采用胶带输送机运输，辅助运输为无轨胶轮车。矿井的通风方式前期采用中央并列通风，后期采用两翼对角式通风，通风方法为抽出式通风。 专题部分是煤与瓦斯突出治理技术的现状及分析。关键词：新井设计；设计生产能力；立井单水平上下山开拓；无轨辅助运输；对角式通风 AbstractThis design includes two parts: general part and special part. General parts for the LuAn group Chang Village ore1.8 Mt/a new well design, will be divided into ten parts as a whole：Summary of mining area and geological characteristics, realm and mining field reserves, mine working system, design, production capacity and length of service, mine exploit, mining roadway layout and mining method, underground transportation, mine, mine ventilation and safety and design of mine main economic a