“四位一体”综合防突措施

四位一体四位一体 综合防突措施综合防突措施 1 突出概况 我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家 1950 1985 年期 间 共发生突出 12089 次 强度超过千吨的特大型突出约有 80 次 突出最大强度达 12400t 35 年来我国突出矿井数 n 和突出次数 n 的变化情况如图 1 由 图 1 看出 在 1950 1980 的 30 年间 突出矿井数由一个增加到 205 个 1980 年后由于一些 地方突出矿井报废 突出矿井略有下降 但仍多达 187 个 年 突出次数总趋势也是逐年增加 在 1980 年达最高值 年突出 1151 次 1980 年后虽有一定程度减少 但仍保持年突出 500 600 次 在 20 世纪 60 年代 尽管突出矿井数有所增加 但由于较广泛地推广应用开采解放层等防突措施 突出次数明 显下降 从 20 世纪 70 年代起 由于开采深度加大许多解放层 变为突出危险层 且有些解放层变薄为不可采层 所以突出次 数又急剧上升 经调查分析 1986 年和 1988 年各次突出的措施执行情况如表 1 表 1 部分突出局矿防突措施执行情况 由表 1 看出 1986 年有 75 7 的突出是在未采取防突措施的情况 下发生的 这基本上反映了我国多年来防突措施的执行情况 尽管在我国 煤矿安全规程 中规定了在突出危险煤层中进行 采掘工作要采取防治突出措施 但由于采用防突局部措施要消 耗大量人力和物力 故许多突出矿井往往只采取安全保护措施 1987 年后 由于各级安全领导部门严格要求 并在各次防突出 会议上强调要采用防突技术措施 故不执行措施的情况大有好 转 1988 年未采取措施发生突出由 1986 年的 75 7 下降为 21 1 但从表 1 看出 有 78 9 的突出是在采取防突措施情况下发生 的 这表明我国防突措施的效果亟待提高 2 综合防突措施 在突出煤层开采过程中 只有很小的区域或区段才发生突出 在对突出的区域分布性质未认识或无预测突出危险性方法的条 件下 要求在突出危险煤层采掘工作中普遍采取防突措施是合 理的 但是 这样执行的结果 使防突工作带有一定的盲目性 且由于在本来无突出危险的区域采用了防突措施 导致了人力 和财力的浪费 也严重制约了突出矿井生产的发展 随着科学 技术的进步 突出预测逐渐从研究阶段进入生产实用阶段 因 此 使得有可能把突出预测作为综合防突措施的第一个环节 预测的目的是确定突出危险区域和地点 以便使防突措施更加 有的放矢 综合防突措施的第二个环节是防突措施 即在预测有突出危险 的地段 采取防止突出措施 以达到预防突出的发生 综合防突措施的第三个环节是措施效果检验 国内外多年的生 产实践表明 各种防突措施 特别是局部防突措施 尽管经过 科学试验证实是有效的 但在生产中推广应用后 都无例外地 发生过多多少少的突出 这就令人对措施本身的防突效果产生 了怀疑 即使在同一突出煤层 在一些区域证实所采取措施是 有效的 但在有些区段则无效 其原因在于井下条件的复杂性 如煤层赋存条件变化 地质构造条件变化和采掘工艺条件变化 等 因此 要求在防突措施执行以后 要对其防突效果进行立 竿见影的检验 以确保措施的防突效果 措施效果检验方法与 预测方法大致相同 综合防突措施的第四个环节是安全防护措施 为了防止预测失 误或防突措失效发生突出时的人身事故 必须采取安全防护措 施 这是防止发生突出事故的第二道防线 按图 2 所示该系统进行防突工作可以达到下述效果 1 使防突措施更加有的放矢 仅仅在突出危险煤层突出危 险区的突出危险面才采取防突措施 在突出威胁工作面用工作 面预测来代替防突措施 这将大大缩小突出危险煤层开采时防 突措施的使用范围 从而使突出煤层采掘速度提高 减少突出 对生产的制约作用 2 提高措施的防突效果 按照图 2 所示的系统 在每次执 行防突措施后 都要进行措施效果检验 检验结果如无效 则 须补充采取防突措施 这将大大提高防突措施的可靠性 由表 1 看出 有 78 9 的突出是在采取措施的情况下发生的 说明开 展措施效果检验是十分必要的 3 提高经济效益 按照综合防突措施系统 因用较简单易 行的工作面预防代替了大量消耗人力 财力的防突措施 这就 可大量节省防突措施费用 获得良好的经济效益 3 综合防突措施的发展方面 3 1 突出预测 当前工作面预测采用钻孔法 细测 中规定了用最大钻屑量 钻屑瓦斯解吸指标 钻孔瓦斯涌出初速度和综合指标 r 来预测 突出危险性 为了测定这些指标 煤科总院抚顺分院研制了 md 2 型钻屑瓦斯解吸指标测定仪 zld 1 型钻孔多级流量测定 仪和 jn 1 型胶囊封孔器 重庆分院研制了 aty 型瓦斯突出预测 仪 这些测定仪表装置已在我国许多突出矿井应用 各突出矿 井应结合本矿地质开采条件 通过实践确定适用本矿条件的敏 感指标和标志突出危险的指标临界值 当前所用的工作面预测方法虽已简化到一般只须两个深约 6m 的炮眼 但仍有一定的工程量 预测作业仍须 4 5h 工作面预 测的发展方向是实现连续非接触式预测 实现连续预测的途径之一是利用声发射 ae 连续测定工作面 前方的破碎音响 该法在俄 波 日 德等国已在生产中得到 应用 我国已开始进行这方面工作 重庆和抚顺分院在 七五 期间 已列题进行研究 通过试验室和现场的初步研究 认为 ae 法进行工作面预测是有前途的 图 2 综合防突措施系统图 另一个实现连续预测的现实途径是 根据工作面瓦斯涌出连续变 化的特征来预测突出危险性 多年的生产实践表明 瓦斯涌出忽 高忽低或突然变化是突出发生的预兆之一 当前许多突出矿都 装备了瓦斯遥测系统 实现了风流瓦斯深度的连续测定 这就 给实现根据瓦斯涌出变化特征进行突出预测提供了物质基础 经抚顺分院初步试验观测表明 利用瓦斯涌出变化特征来实现 突出连续预测是可行的 3 2 防突措施 在区域措施方面 除大力推广解放层开采外 应扩大应用大面 积预抽瓦斯防突措施 但大面积预抽需工程量较大 为推广该 项措施 应完善钻机 钻具和打钻工艺 以实现快速打钻 缩 短施工时间 并应采取辅助煤层卸压措施 如水力割缝 水力 压裂等 以提高预抽瓦斯效果 在局部措施方面 数十年来试验和应用了超前钻孔 松动爆破 水力冲刷 水力冲孔 金属骨架 煤层注水等措施 当前存在 的问题一是这些措施执行后 都有多多少少发生过突出 二是 在某些措施执行过程中 有发生突出的危险 不够安全 为了提高措施的防突效果 应根据矿井的具体条件 在措施制 定前 通过试验确定措施的合理参数 并在措施 执行后进行防 突效果检验 为了克服上述第二个问题 除在措施执行中采取加固工作面等 安全措施外 应研制遥控钻机 以便远方操作 机掘和机采工作面防突是我国防突的薄弱环节 随着机采 综 采的发展 这一问题显得越来越重要 在机采和机掘工作面防 突 除应完善与提高现有措施 如短水力压出 注水等 外 尚应试验考察采掘工艺条件与突出的关系 以期达到均速卸压 自我保护的目的 例如用浅截深采煤机和刨煤机落煤 带超前 割