煤科总院沈阳院安全技术及装备课件

1、煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院煤炭科学研究总院抚顺分院走进金能煤炭科技万里行煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备 制定了矿井风量计算方法、矿井通风阻力测定方法、矿井主要通风机性能测试方法、矿井通风网络解算方法、矿井摩擦阻力测定方法等多项行业标准，开发了子午加速风机等通风装备，在国内引进并推广了矿井均压防灭火等技术，进行了全国通风状况调研，在矿井通风系统优化研究方面积累了大量成功经验，可从通风与防灭火相结合的角度对长城矿正压通风进行深入研究，并提出其煤层自燃预防的通风系统优化及设计方案。

2、煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备u通风系统可靠性综合评价技术阻力分布风量分配风机工况通风设施矿井等积孔风网抗灾能力煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备u通风网络解算 阻力测定自然风压可视软件煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备u通风系统改造方案设计 技术可行经济合理抗灾能力煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技

3、术及其装备u矿井均压防灭火技术 压能测定漏风测定方案设计效果考察矿井总阻力Pa图8-7 平煤公司六家矿通风系统压能图煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备u漏风流场测定模拟技术 图 7-13 SS二段6-3工作面采空区流场分布图0102030405060700102030405060708090100等流线等势线工作面1020304050-90-80-70-60-50-40-30煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备u矿井灾害时期的风流控制技术 矿井反

4、风技术矿井火灾模拟辅助救灾专家系统闭环监测、分析与决策系统远程自动控制风门煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院一、通风系统优化技术与均压防灭火技术及其装备KJB节能型矿用（风机系列）变频调速 系列矿用隔爆压入式轴流局部通风机 系列矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院二、煤自然发火规律研究及相关测试技术 拥有煤炭安全基础研究国家重点实验室和煤炭工业防灭火重点学科实验室，实验设备先进，建有全国各大矿务局3000个煤层自然发火基础数据库，制定了煤自燃倾向性测试方法、煤自然发火标志气体优选方法等多项行业标准，掌

5、握了煤层自然发火研究的先进技术手段，利用ZRJ-1型自燃倾向性测定仪、自然发火模拟测试系统等装置，可对长城矿煤层自然发火机理进行深入的研究，掌握其规律性。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院二、煤自然发火规律研究及相关测试技术u自然发火基础参数测试煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备 承担了国家“七五”至“十一五”国家科技攻关矿井防灭火技术研究的大量工作，在兖州、平顶山、淮南、西山、铁法、抚顺、神东矿区开展了多项技术咨询，与日本、俄罗斯、波兰、美国、澳大利亚建立了良好的国际合作关系，是峰峰集团“十一五”国

6、家支撑计划的合作单位，形成了完善的矿井火灾监测、防灭火材料、技术、工艺与装备为一体的综合防灭火技术体系，可对长城矿煤层自燃防治提出针对性的技术措施与成套解决方案。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u矿井火灾判识技术与束管监测系统矿井火灾危险程度判识技术矿井火灾性气体色谱分析技术采空区移动束管监测系统矿井火灾多参数色谱监测系统爆炸危险性判识技术及装备型便携式煤矿气体可爆性测定仪4m 17m 17m 17m 17m 4m 采样泵 束管 套管 材料巷 采样器 运输巷 图 7-1 测点布置与采样系统 煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集

7、团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u均压通风防灭火技术及装备全国性应用，如大同局煤峪口、宁夏的石炭井、甘肃华亭等，获1988年国家科委优秀成果奖，1989年能源部科技进步三等奖；均压方法研究，建立技术标准；开发了BJ-1微气压计和SF6示踪气体检测仪。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u火区快速密闭技术及装备聚氨酯及其代用材料及工艺装备；轻质膨胀封闭堵漏材料及其工艺。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u阻化防灭火技术及装备20多个矿区应用，获1992

8、年煤炭部二等奖阻化剂性能测试分析技术；阻化防灭火工艺及其装备。性能指标单位数量最大流量m3/h2最大射程m15转数r/min700800最高压力MPa2.5吸水高度m3工作电压V380/660电机功率kW2.2外形尺寸mm1500490600整机重量kg65煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u凝胶防灭火技术及装备20多个局矿应用；处理高冒区有优势；凝胶防灭火技术及装备。性能指标单位数量流量L/min100最大射程m15转数r/min700800压力MPa0.82工作电压V380/660主电机功率kW5.52搅拌电机功率kW1.12外

9、形尺寸mm200010001000整机重量kg65煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u氮气防灭火技术及装备全国性应用，专利技术，1997年获得煤炭部科技进步二等奖 ；产气量高，运行稳定，专利技术；氮气防灭火技术及装备。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u外因火灾在线监测技术及装备技术先进，实时在线；针对胶带火灾；与监测系统可联网。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u燃油惰气灭火技术及装备技术原创，79年获煤炭部

10、一等奖， 85年获航空部二等奖；流量大，可迅速控制灾情；防瓦斯爆炸、防火。DQP-型功能阻爆灭火装置DQ系列燃油惰气发生装置煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院三、矿井火灾综合防治技术及装备u高倍数化学惰气泡沫防灭火材料及工艺装备灭火速度快、威力大 ；成本低、无腐蚀性 ；阻化能力强；防瓦斯爆炸、防火。TYP-2型高倍泡沫灭火剂 BGP型高倍数泡沫灭火装置 煤炭科学研究总院抚顺分院 “七五七五”、“八五八五”期间承担了国家科技攻关项目瓦斯涌出预测期间承担了国家科技攻关项目瓦斯涌出预测研究工作，制定了解吸法测定煤层瓦斯含量和瓦斯成份测定方法标准研究工作，制定了解吸法测

11、定煤层瓦斯含量和瓦斯成份测定方法标准，建立了系统的矿井瓦斯涌出量预测方法，建立了系统的矿井瓦斯涌出量预测方法-分源预测法，并制定了标准分源预测法，并制定了标准及规范。开发了瓦斯预测等值线图计算机软件，实现瓦斯预测图自动及规范。开发了瓦斯预测等值线图计算机软件，实现瓦斯预测图自动绘制。利用绘制。利用 WP1型井下煤层瓦斯含量快速测定仪，测定煤层瓦斯含型井下煤层瓦斯含量快速测定仪，测定煤层瓦斯含量，可对邢东矿瓦斯涌出规律、段王煤化矿井瓦斯赋存规律及瓦斯来量，可对邢东矿瓦斯涌出规律、段王煤化矿井瓦斯赋存规律及瓦斯来源构成进行分析研究，使矿井瓦斯涌出量预测准确率达到源构成进行分析研究，使矿井瓦斯涌出量

12、预测准确率达到85%以上。以上。四、 矿井瓦斯预测技术及装备煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备 我国抽放瓦斯是从本煤层预抽逐步发展到邻近层卸压抽放（边采边抽）及综合抽放的过程。数十年来与现场协作，结合矿井的地质开采条件，试验成功多种抽放瓦斯方法，并确定了合理的抽放瓦斯参数。在低透气性煤层抽放瓦斯方面，先后试验了高、中压注水、密集钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、大直径钻孔、穿层网格布孔、顺层交叉布孔和控制卸压爆破等多种提高预抽瓦斯效果的措施。在邻近层抽放瓦斯方面，试验成功了顶板长钻孔、高抽巷、高位钻孔、大直径定向钻孔等抽放邻近层瓦斯的方

13、法。由于综采放顶煤的推广应用，特别是厚及特厚煤层分层综放开采时采空区瓦斯大量增加，开放式采空区抽放瓦斯也应运而生，并成为治理瓦斯的主要措施之一。 煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备u本煤层抽放瓦斯技术：本煤层抽放瓦斯技术：（1）顺层钻孔抽放：）顺层钻孔抽放：在预抽煤层内平行工作面或倾斜迎向工作面打钻孔进行抽放。（2）网格式穿层钻孔）网格式穿层钻孔：由其它岩、煤巷向预抽煤层打穿层钻孔且为保证预抽效果见煤点呈网格式布置。（3）交叉钻孔）交叉钻孔：在预抽煤层内，采用平行工作面和倾斜迎向工作面两种钻孔，且

14、两种钻孔在空间上相互交叉的布置方式。（4）本煤层长钻孔）本煤层长钻孔：在预抽煤层内为提高单孔抽放效果打平行或垂直工作面的长钻孔（ 200m）进行抽放。（5）扩孔钻预抽瓦斯）扩孔钻预抽瓦斯：为增大钻孔的卸压效果，对钻孔直径进行2次加大，但孔口封孔段不扩大，进行的抽放。煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备（6）水力化处理强化抽放）水力化处理强化抽放：对钻孔采用压裂、割缝、扩孔等水力化处理，提高瓦斯抽放效果的预抽方式。（7）控制爆破强化抽放：）控制爆破强化抽放：采用控制爆破松动煤体处理钻孔，提高瓦斯抽放效果的预抽方式。 （8）目前正在进行发改委专项“煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术

15、研发与装备研制”研究,采用“空气弹”造穴和水封爆破等技术工艺,以使低透气性煤层瓦斯抽采率提高40%50。 对宣东煤矿和段王煤化低透气性煤层瓦斯抽采问题提出针对性的工艺技术提出针对性的工艺技术措施，措施，提高煤层瓦斯抽采率。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备u邻近层瓦斯抽放邻近层瓦斯抽放（1）上、下邻近层瓦斯抽放：）上、下邻近层瓦斯抽放：向上、下邻近层的适当位置(裂隙带内）打钻孔，在工作面推进后抽放受采动影响的邻近层瓦斯。（2）顶板岩石长钻孔）顶板岩石长钻孔：减少钻孔工程量和维护量，在工作面上方适当位置（裂隙带内）沿工作面推进方向打岩石长钻

16、孔，进行邻近层抽放方法。（3）顶板岩巷：）顶板岩巷： 倾向顶板岩巷：解决上向斜交钻孔抽放量相对较少，不能满足要求的缺点，具有较大抽放量和较高抽放率。 走向顶板岩巷：解决走向岩石钻孔抽放量相对较少，不能满足要求的缺点，也具有较大抽放量和较高抽放率。 煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备u 采空区瓦斯抽放采空区瓦斯抽放（1）封闭式采空区抽放）封闭式采空区抽放：向采空区内打钻或埋管，实施负压抽放。（2）开放式采空区瓦斯抽放）开放式采空区瓦斯抽放：向采空区内打钻或埋管，但由于采空区与矿井大气相连通，因此在抽放过程中要通过有效地控制抽放量和抽放负压，

17、来控制抽放系统的瓦斯浓度。（3）综放面利用矿井通风系统均压引导抽放采空区瓦斯）综放面利用矿井通风系统均压引导抽放采空区瓦斯： 对高瓦斯综放工作面，通过调整系统风压，保证工作面风压始终高于采空区风压，使瓦斯不向工作面涌入而流向采空区，从而被矿井抽放系统抽走。煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院五、 矿井瓦斯抽放技术及装备YD系列煤矿井下移动式瓦斯抽放泵站 FKL型系列孔板及孔板流量计FBQ系列水封式防爆器与FHQ系列防回火装置CWG-FY型负压和CWG-ZY型正压瓦斯抽放管路自动放水器其它：WGC型瓦斯抽放管道参数测定仪MDM9

18、5型瓦斯抽放泵层自动监控系统WCF1型抽放瓦斯自动监控装置WCP85型瓦斯抽放管路多参数监控系统煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能集团煤炭科学研究总院抚顺分院六、 矿井瓦斯突出防治技术及装备 我国煤矿防治煤与瓦斯突出技术不断取得改进、完善和提高，已从单一的防止煤与瓦斯突出发生的技术措施发展为由突出危险性预测预报、防突技术措施、防突措施效果检验和安全防护措施组成的 “四位一体”综合防突措施体系，形成了比较成熟的防突技术及装备。可对张矿集团煤层瓦斯突出机理进行深入的研究，掌握其规律性；运用上述技术对张矿集团煤层突出危险性进行区域划分，提出有针对性的预测预报、敏感指标确定及有效的防突措施。煤炭科

19、学研究总院抚顺分院1、区域突出危险性预测：、区域突出危险性预测： （1）瓦斯地质统计法：）瓦斯地质统计法：根据已开采区确切掌握的突出分布规律来进行预测，一般原则： 上水平发生过一次突出的区域，下水平垂直对应区域为突出危险区； 上水平地质构造两侧发生突出的最大区域，下水平下部采区构造两侧的对应区域为突出危险区。（2）综合指标法：）综合指标法：考虑突出发生发展的三个主要因素，利用如下指标来判定：（3）以地质指标为主的区域预测：）以地质指标为主的区域预测：认为构造煤的发育是煤与瓦斯突出的必备条件；压性、压扭性构造活动和部位是造成煤与瓦斯突出的根源；深层构造陡变带、深层活动断裂带、逆冲推覆构造带、强度

20、变形带是发生煤与瓦斯突出的敏感地带 （4）物探法预测构造和突出危险区：）物探法预测构造和突出危险区：在规范瓦斯地质统计法和综合指标法的同时，利用电磁波透视和透视系统探测构造，进行区域突出危险性预测。六、 矿井瓦斯突出防治技术及装备煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院2、工作面突出危险性预测、工作面突出危险性预测（1）指标法：）指标法： 选择与突出三因素有直接关系且简单易测的指标来进行工作面突出危险性预测。 煤钻屑瓦斯解吸指标煤钻屑瓦斯解吸指标h h2 2、K K1 1：主要与瓦斯压力和煤自身的瓦斯放散特性有关。 h2200Pa，K10.5(干煤) ， h2160Pa，

21、K10.4（湿煤）， 有突出危险性。 钻屑量钻屑量S S：主要与地应力和煤体强度有关，S6kg/m 或 S5.4L/m有突出危险； 钻孔瓦斯涌出初速度钻孔瓦斯涌出初速度q q：主要与瓦斯压力（含量）、煤的瓦斯放散特性和煤层透气性有关。 q qm 有突出危险。 判断突出危险性的钻孔瓦斯涌出初速度临界值（ qm ） R值法值法：主要与地应力、瓦斯压力（含量）、煤体强度、煤的放散特性和煤层透气性有关。 R=（Smax1.8）（qmax 4） Smax每个钻孔沿孔长最大钻屑量，L/m； qmax 每个钻孔沿孔长最大瓦斯涌出初速度，L/mmin； R6，有突出危险（细则）。六、 矿井瓦斯突出防治技术及装

22、备煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院（2）声发射法工作面突出危险性预测）声发射法工作面突出危险性预测 依据煤体破坏前要发生一定量的声响，在工作面连续监测前方的声响情况，利用监测到的单位时间内发生声响的事件数、最大振幅等与突出危险性的关系来进行预测。（3）电磁辐射法预测突出）电磁辐射法预测突出 依据含瓦斯煤体变形破坏过程中要有电磁辐射产生，利用监测到的电磁辐射强度等与突出危险性的关系来进行预测。 （4）瓦斯涌出动态法预测突出）瓦斯涌出动态法预测突出：利用掘进工作面放炮后瓦斯涌出量变化来预测突出。六、 矿井瓦斯突出防治技术及装备煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭

23、科学研究总院抚顺分院3、煤与瓦斯突出防治技术措施、煤与瓦斯突出防治技术措施 1）区域性防突技术措施）区域性防突技术措施 （1）大面积预抽瓦斯：）大面积预抽瓦斯：大面积范围内通过预抽瓦斯，降低瓦斯压力和含量，同时引起煤层收缩变形、地应力下降、透气性增高、地应力和瓦斯压力梯度降低、煤体强度增加，消除突出危险。（网格式钻孔和顺煤层长钻孔） 措施有效性指标： 预抽后瓦斯残存量小于始突深度瓦斯含量； 抽放率大于25%，但采掘作业时应对防突效果经常检验复查。 （2）开采保护层：使上、下煤层发生变形、位移、卸压、透气性增大，瓦斯排放、含量、压力下降，煤体变硬，突出危险性消失。 保护层的保护范围：上、下、倾向

24、、走向，规程有具体规定。六、 矿井瓦斯突出防治技术及装备煤炭科学研究总院煤炭科技万里行走进金能煤炭科学研究总院抚顺分院2）石门防突措施）石门防突措施 （1）石门大直径卸煤配合金属骨架措施：石门上方架设金属骨架，岩柱内150mm钻孔，煤层内500mm卸煤钻。 （2）高压水射流扩孔：采用高压水细射流环缝卸压，排放瓦斯。 （3）排放钻孔：在石门工作面一定范围内实施一定数量的钻孔，排放瓦斯。 3）工作面防突措施）工作面防突措施 （1）超前钻孔（包括大直径钻孔）：在工作面前方，实施一定数量钻孔，并在前方一定距离内始终保持有一定数量的钻孔，达到排放瓦斯、卸压的目的。 （2）深孔松动爆破：利用深孔炮眼形成煤体松动的爆破，增加透气性，排放瓦斯。 （3）水力冲孔： 利用措施超前距和架设的迎面支架为屏障，采用高压水射流冲刷出一定量的煤体。 （4）钻掘