论文部分内容阅读
[摘要]我国煤炭产量大，开采落后，粗放形开采，自然灾害多围绕煤矿瓦斯灾害治理进行发展，以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法和指标及可视化预测等瓦斯防治新技术。基于电磁辐射原理的煤岩动力灾害预测技术，电磁辐射预测技术成果。
[关键词]简述 瓦斯 防治 技术
中图分类号：TD722
一、概述：我国能源消费总量过快增长，近10年增长2.2倍，给资源环境带来巨大压力。我国GDP目前占世界生产总值不到10%，但能源消耗已经高于20%，能源排放的污染气体居世界首位，温室气体占世界总量的25%，GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。 “中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究”提出转变能源供需模式，使其由“以粗放的供给满足增长过快的需求”，向“以科学的供给满足合理的需求”转变。
我国煤炭产量约占世界煤炭产量的45%，占世界总量的比重逐年增加，而一些发达国家的煤炭产量是下降的。煤电在电力中的比重将由当前的约60%逐步下降，2050年可降至35%左右。
煤炭科学产能是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭。而我国现在每年生产的30多亿吨原煤只有不到一半符合科学产煤标准。符合科学开采的煤炭产能在20年后预计可达到34亿-38亿吨。
煤炭目前是我国主力能源，煤炭的洗选、开采和利用必须改变粗放形态，走安全、高效、环保的科学发展道路，煤炭在我国总能耗中的比重应该逐步下降，2050年可望减至40%（甚至35%）以下，其战略地位将调整为重要的基础能源。
二、我国煤炭的赋存特点：跟我国的地形地貌一样，复杂多变。露天煤矿比重低，绝大部分是井工矿，且矿井条件复杂，煤与瓦斯突出、水、火、顶板等自然灾害多。
复杂的地质条件也造就了一支特别能战斗的队伍，经过多年的奋战，我们已拥有比较先进的煤炭科学技术和装备水平。
三、瓦斯防治发展： 2000年以来我国煤矿安全科技工作者围绕煤矿瓦斯灾害治理、防灭火、粉尘防治、水害防治、瓦斯利用、安全监测监控和应急救援等方面开展了大量基础研究及应用技术开发，取得了众多研究成果。
实践表明，煤矿瓦斯灾害的发生具有区域分布的特点，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出，地质条件是其主控因素。
取得的3项创新成果：以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法和指标及可视化预测等。
1、瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术
分源预测法和瓦斯地质数学模型法结合起来，通过技术互补，改进和完善了以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术，并在郑煤集团告成矿和大平矿进行了示范应用。对大平矿3个工作面预测的相对误差分别为2.4%、4.4%、17.5%，平均误差为8.1%。
2、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法及指标
突出区域预测瓦斯地质方法的核心是识别瓦斯富集区和构造软煤发育区。考虑到不同规模的构造对瓦斯赋存和构造软煤的控制作用是有差异的，井田的划分、矿井内部采区的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到构造格局的影响。因此，从构造的尺度效应、矿井生产布局和突出区域预测的研究方法、获得构造软煤等基本数据的技术途径和精细可靠程度等多个因素来看，突出区域预测应在不同的尺度进行。
3、多尺度瓦斯地质编图方法及可视化预测系统
采用Visual C++ 6.0作为软件开发平台，利用GIS组件MapObjects2.3，结合瓦斯地质理论、GIS原理与方法、数据库技术和可视化理论等，实现了矿井基础图件的可视表达，建立了瓦斯地质信息库（包括断层、钻孔、瓦斯含量、突出点等信息），开发出了可独立运行的数字瓦斯地质编图系统，实现了瓦斯含量预测过程及预测结果的可视化。
4、基于电磁辐射原理的煤岩动力灾害预测技术
中国矿大研究了电磁辐射法监测预报煤岩动力灾害的技术及方法，开发了煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪，初步实现了电磁辐射的动态连续监测。
但在实用化技术方面需进一步研究完善，如在电磁辐射预警临界值及动态预警准则、煤岩动力灾害电磁辐射动态监测等方面，是这一技术得以广泛应用的关键，也是现场安全生产管理人员最为关注的问题。
5、电磁辐射预测技术成果
通过理论分析和进一步现场实测干扰源特征，对煤岩电磁辐射自动监测预报装备和动态监测软件进行了完善，提高了滤噪、抗干扰能力、稳定性和准确性。
同时，开发了在线式电磁辐射实时监测系统软件，可以对监测数据进行处理和分析，判断电磁辐射水平的变化趋势，从而对煤与瓦斯突出和冲击矿压危险发生的可能做出预测预报。实现了远程监视南山、峻德矿电磁辐射测试数据。
实现了与煤矿安全监测系统联网运行
四、地质雷达超前探测3项创新成果
针对不同深度、不同地质异常，开发了矿井受限空间防爆屏蔽单脉冲调制平面的系列天线（50MHz～200MHz），多种天线结合使用还可提高解释精度和降低物探多解性。
井下超前探測工作方法可多样灵活，可实现向下、向上、向侧帮全方位探测。
开发出的防爆型地质雷达可适用于矿井瓦斯突出危险区域探测；煤层异常变化带探测；陷落柱及煤层夹矸探测等。
[关键词]简述 瓦斯 防治 技术
中图分类号：TD722
一、概述：我国能源消费总量过快增长，近10年增长2.2倍，给资源环境带来巨大压力。我国GDP目前占世界生产总值不到10%，但能源消耗已经高于20%，能源排放的污染气体居世界首位，温室气体占世界总量的25%，GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。 “中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究”提出转变能源供需模式，使其由“以粗放的供给满足增长过快的需求”，向“以科学的供给满足合理的需求”转变。
我国煤炭产量约占世界煤炭产量的45%，占世界总量的比重逐年增加，而一些发达国家的煤炭产量是下降的。煤电在电力中的比重将由当前的约60%逐步下降，2050年可降至35%左右。
煤炭科学产能是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭。而我国现在每年生产的30多亿吨原煤只有不到一半符合科学产煤标准。符合科学开采的煤炭产能在20年后预计可达到34亿-38亿吨。
煤炭目前是我国主力能源，煤炭的洗选、开采和利用必须改变粗放形态，走安全、高效、环保的科学发展道路，煤炭在我国总能耗中的比重应该逐步下降，2050年可望减至40%（甚至35%）以下，其战略地位将调整为重要的基础能源。
二、我国煤炭的赋存特点：跟我国的地形地貌一样，复杂多变。露天煤矿比重低，绝大部分是井工矿，且矿井条件复杂，煤与瓦斯突出、水、火、顶板等自然灾害多。
复杂的地质条件也造就了一支特别能战斗的队伍，经过多年的奋战，我们已拥有比较先进的煤炭科学技术和装备水平。
三、瓦斯防治发展： 2000年以来我国煤矿安全科技工作者围绕煤矿瓦斯灾害治理、防灭火、粉尘防治、水害防治、瓦斯利用、安全监测监控和应急救援等方面开展了大量基础研究及应用技术开发，取得了众多研究成果。
实践表明，煤矿瓦斯灾害的发生具有区域分布的特点，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出，地质条件是其主控因素。
取得的3项创新成果：以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法和指标及可视化预测等。
1、瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术
分源预测法和瓦斯地质数学模型法结合起来，通过技术互补，改进和完善了以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术，并在郑煤集团告成矿和大平矿进行了示范应用。对大平矿3个工作面预测的相对误差分别为2.4%、4.4%、17.5%，平均误差为8.1%。
2、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法及指标
突出区域预测瓦斯地质方法的核心是识别瓦斯富集区和构造软煤发育区。考虑到不同规模的构造对瓦斯赋存和构造软煤的控制作用是有差异的，井田的划分、矿井内部采区的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到构造格局的影响。因此，从构造的尺度效应、矿井生产布局和突出区域预测的研究方法、获得构造软煤等基本数据的技术途径和精细可靠程度等多个因素来看，突出区域预测应在不同的尺度进行。
3、多尺度瓦斯地质编图方法及可视化预测系统
采用Visual C++ 6.0作为软件开发平台，利用GIS组件MapObjects2.3，结合瓦斯地质理论、GIS原理与方法、数据库技术和可视化理论等，实现了矿井基础图件的可视表达，建立了瓦斯地质信息库（包括断层、钻孔、瓦斯含量、突出点等信息），开发出了可独立运行的数字瓦斯地质编图系统，实现了瓦斯含量预测过程及预测结果的可视化。
4、基于电磁辐射原理的煤岩动力灾害预测技术
中国矿大研究了电磁辐射法监测预报煤岩动力灾害的技术及方法，开发了煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪，初步实现了电磁辐射的动态连续监测。
但在实用化技术方面需进一步研究完善，如在电磁辐射预警临界值及动态预警准则、煤岩动力灾害电磁辐射动态监测等方面，是这一技术得以广泛应用的关键，也是现场安全生产管理人员最为关注的问题。
5、电磁辐射预测技术成果
通过理论分析和进一步现场实测干扰源特征，对煤岩电磁辐射自动监测预报装备和动态监测软件进行了完善，提高了滤噪、抗干扰能力、稳定性和准确性。
同时，开发了在线式电磁辐射实时监测系统软件，可以对监测数据进行处理和分析，判断电磁辐射水平的变化趋势，从而对煤与瓦斯突出和冲击矿压危险发生的可能做出预测预报。实现了远程监视南山、峻德矿电磁辐射测试数据。
实现了与煤矿安全监测系统联网运行
四、地质雷达超前探测3项创新成果
针对不同深度、不同地质异常，开发了矿井受限空间防爆屏蔽单脉冲调制平面的系列天线（50MHz～200MHz），多种天线结合使用还可提高解释精度和降低物探多解性。
井下超前探測工作方法可多样灵活，可实现向下、向上、向侧帮全方位探测。
开发出的防爆型地质雷达可适用于矿井瓦斯突出危险区域探测；煤层异常变化带探测；陷落柱及煤层夹矸探测等。