Optimization Study of Outburst Prevention Measures for Tuzhu Coal Mine Based on Fixed Weight Clustering Analysis

Affected by many involved factors, different dimensions, data with large difference, incomplete information and so on, the most optimal selection of regional outburst prevention measures for outburst mine has become a complicated system project. The traditional way of outburst prevention measure selection belongs to qualitative method, which may cause high-cost of gas control, huge quantities of drilling work, long construction time and even secondary disaster. To solve the above-mentioned problems, in light of occurrence status of coal seam gas in No. 21 mining area of Jinzhushan Tuzhu Mine, through grey fixed weight clustering theory and a combination method of qualitative and quantitative analysis, the judging model with multi-objective classification for optimization of outburst prevention measures was established. The three weight coefficients of outburst prevention technology scheme are sorted, in order to determine the advantages and disadvantages of each outburst prevention technology scheme under the comprehensive evaluation of multi-target. Finally, the problem of quantitative selection for regional outburst prevention technology scheme is solved under the situation of multi-factor mode and incomplete information, which provides reasonable and effective technical measures for prevention of coal and gas outburst disaster.

非煤系地层隧道高压有害气体防突施工技术研究

大临铁路红豆山隧道穿越非煤系地层遇高压气囊式有害气体突出,这是全国铁路隧道建设史上首例高压非煤气体突出事件。该文总结了非煤系地层隧道高压有害气体突出的三种形式,研究了防突措施作用的三种机理和防突技术,设计了防突流程。研究表明,物探、超前地质钻探和有害气体检测相结合是评价和预测有害气体突出危险性的有效手段;提出了钻孔排放、高压注水结合的防突措施;构建了超前地质钻探、有害气体检测和监测、通风管理和应急管理的4大安全措施。研究成果在红豆山隧道中得到了全面应用,保障了施工人员的安全,可为类似复杂地质条件下有害气体隧道施工提供借鉴。

贵平煤矿地质灾害研究及防治

随着煤矿开采的不断深入,所引起的地质灾害越发严重,特别是在开采多煤层时,地质灾害影响更为严重。为加强对山体滑坡、陡岩崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的防治,改善煤矿地质环境,根据矿井实际情况,结合各类地质灾害发生的特点,采取对采空区进行地表下沉量预测、无人机遥感监测等有效的防治措施,实现对风险的有效预防与控制,并加强地质灾害治理,保护煤矿地质生态环境,实现矿井长期安全稳定发展。

桑树坪二号井难抽采煤层瓦斯突出特征与防治

为了实现煤与瓦斯突出矿井高效瓦斯治理,以桑树坪二号井3号难抽采煤层为背景,在分析煤矿地质条件研究的基础上,充分利用已有研究成果,通过对有关数据的梳理和分析总结了桑树坪煤矿主采3号煤层的瓦斯突出特征。在已有煤与瓦斯突出基础上,提出了相应的区域和局部防突措施,最后以4321工作面作为实验工作面,对瓦斯防突效果进行检验。结果表明,该煤层瓦斯的突出动态过程主要是由地应力引起的,突出程度较轻、无规律,采用区域和局部综合防突措施后,防突效果检验表明其钻屑体积指数很小,实现了难抽采煤层瓦斯突出的有效防治。

瓦斯固化技术在煤矿防突中的应用

在煤矿开采过程中,煤矿瓦斯突出是一种常见的事故类型,其具有较大的破坏性,一旦瓦斯突出事故发生,将会使煤矿企业产生不必要的经济损失,甚至给煤矿开采施工人员的生命财产安全造成严重的威胁。因此为了降低煤矿瓦斯突出事故发生概率,保证煤矿的顺利开采,就需要对煤矿瓦斯进行防突处理。首先简要介绍瓦斯固化技术的基本原理,并通过对瓦斯固化实验结果的探讨,分析瓦斯固化技术在煤矿防突中的应用前景。

软分层水力掏煤消突措施试验研究

为了解决单一低透气性煤层瓦斯抽采效率低、消突效果差等问题,针对胡底煤业1305底抽巷进行软分层水力掏煤试验,考察水力掏煤措施的消突效果。试验结果表明,采用软分层水力掏煤措施后,煤层残余瓦斯含量降低至6.5 m^(3)/t以下,钻屑量S值降低至3.8 kg/m,钻屑瓦斯解吸指标K1值降低至0.39 mL/(g·min1/2),消除了突出危险性,煤巷掘进速度提高至原来的1.96~2.58倍,实现了工作面安全快速掘进。

水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程.研究表明,在严重突出矿井采用水力冲孔措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好地起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度2～3倍.

煤巷水力挤出防突措施的研究与应用

阐述了水力挤出工艺系统及设备选型,结合李一矿的实际条件,研究了水力挤出措施合理的注水参数,并通过对注水防突效果的考察,分析了水力挤出措施的主要防突机理.在突出煤层采用水力挤出措施,可使工作面前方煤体应力集中带前移,卸压带增宽,同时大幅度释放了煤体中的瓦斯,取得了明显的防突效果,巷道掘进速度提高了1.5倍.

石门揭煤防突抽放瓦斯钻孔合理布置参数的研究

在建立石门揭煤抽放瓦斯钻孔周围煤体瓦斯渗流方程的基础上 ,利用数值计算方法模拟分析了煤层钻孔周围瓦斯渗流规律以及影响石门揭煤钻孔瓦斯抽放率的影响因素 ,提出了在一定煤层透气性条件下原始煤层钻孔抽放瓦斯的极限抽放时间、极限抽放量和最大的安全抽放钻孔间距 ,并将数值计算结果应用于指导现场施工 。

煤巷掘进水力掏槽防治煤与瓦斯突出技术

通过理论研究和工业试验,确定了水力掏槽新掘进防突措施,并提出了适合焦作矿区的防突措施参数,系统评价了水力掏槽防突措施的有效性、适应性和安全性.研究结果表明:水力掏槽防突措施是高压水通过水枪产生高流量的稳定射流破碎前方煤体形成槽硐,槽硐周围煤体得到充分卸压,释放出大量瓦斯,煤体物理力学性质发生改变.当卸压槽具有足够面积时,在巷道周围形成卸压和排放瓦斯的煤带,解除突出危险性.2 000 m严重突出地区巷道掘进表明:正常掘进期间未发生一次突出,巷道安全掘进速度提高2倍以上.

立井煤与瓦斯突出危险性分析及防突措施

随着煤矿开采深度的增加,立井揭穿煤与瓦斯突出危险煤层的危险性日趋增大,因此解决这一问题成为深部立井施工的当务之急.采用FLAC软件模拟计算,得出了立井工作面附近的应力分布,与现场实测煤层瓦斯参数对比分析后,得出了立井工作面附近应力分布规律.分析了立井揭穿突出煤层的危险性,得到了在立井揭穿煤层过程中,穿过突出危险煤层时突出危险性最大的结论,并被几次立井煤与瓦斯突出案例所验证.设计了适合立井应力分布规律的揭穿突出危险煤层技术,其安全性和有效性被芦岭新副井揭穿8,9号突出危险煤层工程实践所证明.这对立井揭穿煤与瓦斯突出煤层具有较强的指导意义.

贵州煤与瓦斯突出事故规律性研究

通过对贵州省2000年—2010年煤与瓦斯突出事故的统计分析,并结合贵州煤矿的地质特点,得出煤与瓦斯突出事故发生的主控因素主要包括3方面,分别是煤层瓦斯含量高,防治突出措施不到位,乡镇煤矿数量比例大。综合分析各因素之后,为贵州省预防煤与瓦斯突出提出了相应的对策和建议。

煤与瓦斯突出起动过程的突变理论研究

分析了煤与瓦斯突出的起动和发展机制，在此基础上，应用突变理论，采取拓扑变换的方法，得到了描述突出起动过程的突变势函数，讨论了突出起动过程的突变条件，并据此解释了防突措施的机理。所得结论与防突工程实践中的认识相一致。

余吾煤业南回风立井揭煤防突技术

针对余吾煤业南风井揭煤区域3号煤层瓦斯压力大、埋深大等特点,对揭煤区域3号煤层进行了区域预测,根据区域预测结果,对前方煤层的突出危险性进行分析判断,采取了以区域预抽为主,局部排放为辅的综合防突措施,以勤效检、快措施的方法,循序渐进安全地揭开了3号煤层。该揭煤工程比预期提前了10 d,同时也形成了一套适用于余吾煤业的井筒(石门)揭煤的综合防突技术体系。

淮北煤田煤与瓦斯突出地质因素分析与防治

分析了影响淮北煤田煤与瓦斯突出的地质因素主要为区域构造、深度、围岩性质、断层、煤层厚度变化、煤层结构变化;提出了适合淮北地质条件的防突措施为地面钻孔预抽突出煤层瓦斯、开采保护层、钻孔超前卸压排放、石门多循环解突揭煤、突出煤层近距离岩巷掘进、立井揭煤等。

开采保护层区域防突措施在煤矿中的应用

某煤矿为煤与瓦斯突出矿井,通过分析该矿煤层赋存条件、保护层性质、开采保护层须遵守的规定,以及其区域防突措施应当符合的要求,确定K17#煤层做为保护层,可以有效地让被保护煤层卸压,使瓦斯涌出,从而消除煤和瓦斯突出危险,为该矿的安全生产提供保证。

松河矿煤巷快速掘进技术研究

针对松河矿开采煤层属薄及中厚近距离煤层群、煤层原始瓦斯压力大且含量高的问题,提出了煤巷快速掘进技术。应用结果表明,通过采取合理有效的区域性措施预抽煤层瓦斯,降低了煤层瓦斯含量与瓦斯压力,煤层瓦斯压力小于0.74MPa,消突措施有效;检验期间煤层中进行钻孔等作业时未发生喷孔、顶钻及其他煤与瓦斯突出预兆,实现了煤巷的快速掘进。

水力疏松消突效果时效特征分析

为了获得实施水力疏松措施后达到最佳消突效果的时间,考察了措施消突效果的时效性,首先提出了时效性的概念,并分析了其存在的原因和考察的必要性,通过对注水后不同时间的突出预测指标等相关参数的现场考察,得到了突出预测指标和瓦斯涌出量的变化规律,分析了水力疏松措施的消突机理和消突时效特征。结果表明,实施水力疏松措施后,突出预测指标和瓦斯涌出量的实测值都随时间明显减小,存在一定的时效性;实施水力疏松措施后的前3 h,突出预测指标和瓦斯涌出量降低比较明显,3～4 h后,基本不再发生变化,故认定成庄矿实施水力疏松措施后达到最佳消突效果的最短时间在3～4 h。

事故树分析法在小屯矿煤与瓦斯突出安全评价中的应用

针对小屯煤矿的具体情况,构建了小屯煤矿煤与瓦斯突出事故树模型,并采用事故树分析法对小屯矿煤与瓦斯突出进行了评价,根据评价结果,提出了适合于该矿的防突措施。

突出薄煤层智能化综采面一体化防突技术

针对龙滩煤矿K_(1)突出单一薄煤层厚度变化大、煤与瓦斯突出危险性高和断层发育等问题,从消能防突和卸压增透两方面入手,提出了以工作面顺层钻孔、底板穿层钻孔、底板穿层网格化钻孔完全区域消能为主,断层带深孔爆破、抽采盲区水力压裂、超前排放钻孔局部卸压增透为辅的一体化防突技术体系。3124S智能化综采工作面现场抽采结果表明:一体化防突技术实施后,瓦斯抽采浓度提升1.32倍,抽采纯量提升1.27倍,瓦斯抽采率46%以上,瓦斯抽采效率大幅提升,为突出薄煤层智能化综采工作面安全快速推进奠定了基础。