山西大同大学继续教育学院封面

1、山西大同大学继续教育学院毕 业 论 文（设计） 题目： 我国煤矿安全技术的研究与发展 级 别 专 业 函授站点 班 级 姓 名 指导教师 年 月 日 山西大同大学继续教育学院毕业论文开题报告姓名班级题目我国煤矿安全技术的研究与发展课题背景（参考资料、撰写意义）课题计划（撰写步骤、过程、时序安排）完成初稿时间最后定稿时间指导教师意见指导教师签字： 年 月 日目 录 第一章 煤矿安全技术的科学研究第二章 煤与瓦斯突出防治技术第三章 粉尘防治技术第四章 瓦斯煤尘爆炸防治技术第五章 对煤矿安全科技工作的几点建议我国煤矿安全技术的研究与发展摘要 本文概述了“八五”、“九五”期间我国煤矿安全技术科学研究取

2、得的新成果，包括瓦斯、煤与瓦斯突出、粉尘、火灾、爆炸的防治技术，并对近期煤矿安全技术的科研工作提出建议。  关键词煤矿安全技术;新成果;科学研究 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 我国煤炭工业经过半个世纪的发展，已成为世界第一产煤大国。

4、近十年来，由于煤炭生产总量过大、能源结构多样化及高效节能技术的发展，故造成了煤炭供大于求的局面。据专家预测，到2025年以后，由于石油、天然气资源的减少，煤炭在世界能源中的地位还会上升。总体来讲，我国属于贫油富煤国家，煤炭在国家的能源结构中呈刚性变化，预计在21世纪中叶煤炭在一次能源中仍将占4550。所以煤炭仍是事关国民经济可持续发展的基础产业。 我国煤炭资源丰富，而煤层赋存条件、地质构造复杂，自然发火、高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层多，致使煤矿生产中安全问题复杂化，而且，随着采掘深度的加大，高产高效矿井的发展，煤矿又面临着许多新的安全技术问题。 煤矿安全生产是关系到国家财产和矿工生命的大事，历来受

5、到党和政府的高度重视。煤炭工业坚持“安全第一，预防为主”的方针，在“综合治理，总体推进”的正确思想指引下，大力开展煤炭生产安全技术的科学研究，尤其是在“八五”、“九五”期间取得了新的研究成果，并在煤矿得到推广应用。 第一章 煤矿安全技术的科学研究 煤矿瓦斯的危害主要表现在瓦斯窒息和爆炸事故方面；同时煤矿瓦斯大量地排入大气，增大了大气层的温室效应，恶化了气象条件。   1、煤田煤层瓦斯含量的预测及矿井瓦斯涌出量的预测技术：煤层瓦斯含量是矿井瓦斯灾害预测及防治的基础，矿井瓦斯涌出量指单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）涌入矿井风中的气体总量。目前已研究了地勘钻孔瓦斯解吸与影响因素

6、，确立了统一的较完善的煤层瓦斯含量、矿井瓦斯涌出量的预测方法，实现了从含量测定、涌出量预测，到矿井瓦斯地质绘图的微机化、自动化和规范化，其预测准确率达8085。  2、瓦斯抽放技术：煤层瓦斯抽放是在矿井中利用专门的巷道系统将瓦斯排至地面或井下回风巷道的安全地点，从而达到减少矿井瓦斯涌出量，实现安全生产的目的。一般是在靠通风方法难以解决瓦斯问题时，采取此措施。常见的提高抽放效果的措施包括如下几种。 (1)增大孔径和长度。 (2)使用下向钻孔抽放 可以提前抽放深水平的瓦斯，且不受生产中各工序的影响。 (3)井上下水力压裂 水力压裂是从地面或井下向煤层打钻孔，

7、并以压力大于煤层静水压力的液体压裂煤层，增大透气性，提高抽出率。 (4)煤层水力破裂 水力破裂是在井下巷道向煤层打钻，泵入高压水来破裂煤体。 (5)煤层水力割缝。 (6)综合抽放措施  煤层瓦斯抽放是矿井瓦斯的治本措施，在“八五”、“九五”期间，瓦斯抽放已由单一抽放型向综合抽放型发展。实施了本层、邻近层、穿层、采空区瓦斯抽放。研究了综采工作面超前强化抽放瓦斯方法及工艺装备，试验成功200500m岩石水平长钻孔抽邻近层的瓦斯，煤层水平（250m）长钻孔及预裂控制爆破强化抽放本层瓦斯的综合抽放技术等，使工作面瓦斯抽放率提高20。水泥扩孔技术是利用钻机通过钻杆

8、、钻头沿钻孔喷出高压水射流，以旋转式切割扩孔，其效果十分明显，单孔抽瓦斯量提高0.61.0倍。   第二章 煤与瓦斯突出防治技术   我国的防突技术经历了安全防护、防治技术措施和综合防治阶段。1988年制定并颁布实施的防治煤与瓦斯突出细则，把我国防突技术总结为：预测、防突措施、效果检验和安全防护措施的四位一体，经过“八五”、“九五”期间的深化，将我国的防突技术提高到世界领先水平。  煤与瓦斯突出预测技术：完善了采掘工作面钻孔方式的突出预测指标和临界值确定方法，研制成功以钻屑瓦斯解吸特性和钻屑量来综合判断煤层突出危险的ATY、WTC预测仪。经在5

9、0个局矿的推广应用，已安全掘进突出煤层15万多米巷道，不突出预报准确率达100，突出预报准确率达6070，其防灾工程量减少50.   研究了以测定AE声发射事件、瓦斯涌出状态和煤壁温度变化等指标的非接触式预测方法，并开发出KJ54型安全监测系统。该系统具备环境监测与突出危险实时监测的功能。另外利用无线电波透视、天然电磁辐射、地质雷达等物探技术，对突出煤层的区域性预测，进行了初步试验。   防突技术在改进、完善、提高开采保护层、预抽煤层瓦斯、超前排放钻孔、深孔松动爆破和水力冲孔等技术措施外，重点研究了机采、机掘工作面的防突技术，建立了一套突出区域预测、长钻

10、孔控制预裂爆破、水力疏松相结合的综采工作面防突工艺；在机掘工作面重点研究了与掘进机形成机械、液压、操作为一体的全液压防突钻孔、割槽装置及工艺技术；“九五”期间研制了QFZ22型轻便防灾钻机，集强力钻孔与防卡钻功能于一体，是实施超前排放钻孔的高效、轻便钻机。对地质构造破坏带和严重突出矿井。提高了整套综合治理突出技术，在四位一体的防突措施基础上，发展为合理采掘部署、突出预测预报、防突措施、措施的效果检验、安全防护措施的五步配套综合防突体系。 第三章 粉尘防治技术 矿山粉尘是矿井在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒的总称。矿山生产的主要环节如采矿、掘进、运输、提升的几乎所有作业工序都不同程度地产生

11、粉尘。采掘机械化和开采强度、采矿方法、作业地点的通风状况、地质构造及煤层赋存条件都是影响粉尘产生的因素。随着综采、综掘、高产高效工作面的发展，煤矿粉尘污染问题更为突出,经“八五”期间的科技攻关,防降尘技术有较大发展。  综采工作面的防尘技术：随着采煤机械化水平的提高，工作面的产尘量也随之增大。据测定，在无防尘措施的条件下，采工作面粉尘浓度个别可达。巨大的产尘量使工作面作业环境的劳动卫生条件急剧恶化，大量的煤尘在巷道中沉积，成为矿井安全生产的重大隐愈.,为此需进一步完善和加强煤层注水，实施长钻孔深封孔技术；开发了水泥砂浆封孔泵，解决了封孔难的问题，提高了煤层注水降尘的效果，对采煤机采煤

12、产生的粉尘实施含尘风流控制。高压水外喷雾降尘技术，对液压支架、放煤口实施自动控制水喷雾降尘技术，较好地降低了粉尘浓度。  机掘工作面的除尘技术： 随着煤矿机械化程度的提高，高效、大功率掘进机的使用，机械化掘进工作面的粉尘产生量急剧增加。掘进机工作时产生的大量粉尘弥漫整个工作面,粉尘浓度最高可达12g/m3。高浓度的粉尘严重影响矿工的身体健康,威胁矿井安全。我国一些大型除尘系统,改进和完善了系列湿式除尘器的技术特性，提高了除尘效率。近10年来，为有效地控制呼吸性粉尘，重点开发了布袋除尘器，其处理风量达到230250m3/min,工作阻力2083Pa，总粉尘和呼吸性粉尘的除尘效

13、率分别达99.5和95.5，不足的是体积较大，制造成本较高。对转载点开发了气流循环除尘装置.用密闭罩将转载点尘源与外界内流场隔离，在罩内引射气流循环除尘。为提高水喷雾降尘的效果。研究了声波雾化、磁化水、预荷电喷雾降尘新技术。  为强化和规范呼吸性粉尘的检测，在“九五”期间研制出AZF型呼吸性粉尘采样器，可连续工作8h，分离效能符合BMRC国际曲线，填补了国内长周期定点呼吸性粉尘采样器的空白。   开采易自燃煤层的高产高效工作面，火灾的威胁和危害更大。在“八五”、“九五”期间将火灾的预测和实时监测、高效洁净的防灭火工艺技术作为攻关内容。   在火

14、灾预测方面：通过对无烟煤、烟煤、褐煤有代表性的煤样进行自燃的模拟试验，研究得出煤样在低温氧化、加速氧化自热期、激烈氧化三个阶段能区分开的灵敏气体指标。同时研制了火灾束管检测系统及与之配套的矿用火灾多参数色谱仪、火灾气体及温度传感器。为克服长距离束管存在预报滞后、管内积水、难维护的弱点，研制了束管与电测相结合的经济型火灾预测系统，即由束管将被测气体送至井下分站，由各火灾气体传感器将所测到的电信号参数直接输送至地面监控室，在地面进行集中的实时监控和预报。 为适应综采工作而设备多且昂贵的条件，以氮气为主的隋气防灭火技术得到迅猛发展。国内主要采用中空纤维膜分离和碳分子筛变压吸附分离制氮工艺技术。矿用制

15、氮机组有地面移动式变压吸附KYZD800型，井下移动式变压吸附JXZD400型及井下移动式膜分离机组MD350型等。对回采工作面的注氮防灭火，应及时科学地测定采区的氧化、自热、窒息三带的分布，通过注氮使自热带的氧气浓度降至1012以下，加速自热带向窒息带转化在实施隋气防灭火过程中，应采取综合措施降低防灭火区域的漏风，以提高隋气防灭火的效果。   第四章 瓦斯煤尘爆炸防治技术  目前瓦斯粉尘爆炸是我国煤矿最重大的事故。为此，我国建立了大型实际规模模拟巷道及爆炸试验基地，开展了各种粉尘爆炸机理、特性及防隔爆措施的试验研究，在对我国主要煤田煤尘样爆炸特性试验的基础上，开

16、展了瓦斯、煤尘共存条件下爆炸特性的研究，着重探讨了采掘机械切齿摩擦火花引燃引爆瓦斯煤尘问题，初步提出切齿结构与材质等防止切割摩擦火花引爆的综合措施。   为治理回采工作面上隅角瓦斯积聚而引发瓦斯爆炸事故，在研究上隅角瓦斯涌出规律的基础上，在无火花风机引排上隅角瓦斯技术及配套装置方面，风机叶片采用高强度抗静电阻燃塑料加工，使旋转件与外壳之间不产生摩擦火花；风机用电动机驱动，电动机与抽出风流完全隔绝，避免电机火花点燃高瓦斯风流。风机人口安装有瓦斯浓度监测传感器以及掺新风自动调节装置，确保风筒内瓦斯浓度不超过规定值。试验研究表明，使用该装置处理上隅角瓦斯具有较高安全性能。

17、0; 研究中进一步完善了被动式隔爆水槽、水袋的性能、吊挂工艺及布置方式，XGS型隔爆水棚也能隔绝弱爆炸的传播，扩大了隔爆的有效范围(距爆源2024m)且安装移动方便。BJKS型自动抑爆系统可实现远距离对回采工作面或有爆炸危险场所的瓦斯、煤尘浓度、沉积煤尘强度连续监控、超限报警并控制作业设备的断电；可将瓦斯燃烧、弱爆炸等就地扑灭，有效地控制瓦斯煤尘爆炸。近年开发的YBW型无电源触发式抑爆装置，采用光电器导爆索爆破喷洒水质抑爆剂，最佳水雾形成时间小于150ms，水雾存在时间超过500ms，具有良好的成雾性能和日常维护工作量小、安装应用方便的优点。 第五章 对煤矿安全科技工作的几点建议 如前所述，在

18、党和国家的关怀下，煤矿安全科技工作取得长足的发展，其整体科技水平与国外的差距正在缩小。煤矿的安全状况与10年前相比，也大有好转，但与国外的差距仍较大，以煤炭生产的百万吨死亡率来比较：近10年，我国国有重点煤矿为1.051.2，全国平均（含国有、乡镇煤矿）为4.3；而同期，美国为0.09，波兰为0.44，德国为0.34，印度为0.74。  我国煤矿每年发生死亡10人以上的重特大事故约有7080起，其中85发生在高瓦斯或有突出危险的矿井；90为瓦斯（含瓦斯煤尘）爆炸事故。全国煤矿现累计尘肺病人20万。每年因事故及尘肺而带来的经济损失约为30亿元，总体来讲行业的安全状况不容乐观。 

19、;  国家煤矿安全监察局及直属机构的建立，是国家为实现煤矿安全状况根本好转的重大举措，也将促进煤矿安全科学技术的发展；国家煤矿安全技术工程研究中心的筹建，也将加快煤矿安全科技成果的商品化、产业化的进程。  针对我国煤矿安全状况和煤矿安全技术的难点，建议在以几方面重点组织科技攻关： 1.瓦斯超前治理与区域瓦斯资源开发技术。瓦斯给煤矿安全带来极大的威胁，但又是洁净的能源和化工原料，集利害于一体，全国煤层气储量达3035万亿m3，但我国多为低透气性煤层，因此，对超前规模化、高效率的瓦斯抽放技术进行科技攻关，为高瓦斯矿井提供安全生产条件，并为瓦斯规模化、商业化的开发利用创造条件。拟将晋城新区作为科技攻关试验点，建议国家对灾害治理、变害为宝的科技项目和产业发展项目应给予资金投入的倾斜和优惠的扶持政策。  2.粉尘治理技术。粉尘是煤炭生产中另一个突出的安全问题，也是作业场所的工业卫生问题。把呼吸性粉尘的综合治理技术纳入新一轮的攻关内容。攻关的内容包括：矿井呼吸性粉尘的连续检测技术，减少粉尘产生和高效经济、便利的除尘技术与装备。 3.重大火灾的防治技术。随着矿井机械化和自动化程度的提高