如何有效預防煤礦瓦斯災害？

我國預防煤礦瓦斯災害技術(shù)的研究已經(jīng)從局部性的單項技術(shù)向區域性的以建設本質(zhì)安全礦井為目的的綜合技術(shù)發(fā)展，包括瓦斯災害易發(fā)區域的預測技術(shù)、高效瓦斯抽采及抽采效果評價(jià)技術(shù)、瓦斯災害監測預警技術(shù)等。
　　
一、瓦斯災害易發(fā)區域預測技術(shù)
　　
瓦斯災害與地質(zhì)構造有密切關(guān)系，地質(zhì)構造復雜的區域通常屬于瓦斯災害易發(fā)區域。瓦斯災害易發(fā)區通常賦存著(zhù)較高的瓦斯含量，因此，預測高瓦斯含量區域也是預測瓦斯災害易發(fā)區的有效手段。
　　
(一)地質(zhì)雷達超前探測地質(zhì)構造技術(shù)。地質(zhì)雷達是利用無(wú)線(xiàn)電反射原理超前探測地質(zhì)構造的一種有效手段。最新研制出的適合煤礦環(huán)境使用的本質(zhì)安全型地質(zhì)雷達，能夠超前探測采掘工作面20-30米深處煤巖內的隱伏小型構造等地質(zhì)異常體，通過(guò)在西山、淮南、松藻等礦區的試驗，取得了好的效果。
　　
(二)P-S波長(cháng)距離構造探測技術(shù)。P-S波長(cháng)距離超前構造探測主要檢測地震波中反射回來(lái)的P波和S波并分析預報地質(zhì)構造，能方便快捷預報采掘工作面100-150米深處煤巖內的地質(zhì)異常情況。
　　
(三)煤層瓦斯含量直接測定技術(shù)。通過(guò)向煤層施工取芯鉆孔，將煤芯從煤層深部取出并及時(shí)放入煤樣筒中密封；測量煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量，計算瓦斯損失量；測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量，與井下測量的瓦斯解吸量一起計算煤芯瓦斯解吸量；將煤樣筒中的部分煤樣裝入密封的粉碎系統，測量在常壓下粉碎過(guò)程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量，計算粉碎瓦斯解吸量;據此計算出可能瓦斯含量。再根據實(shí)驗可測定煤層殘余瓦斯含量，最終求出煤層瓦斯含量。目前試驗取樣鉆孔深度達到50米。利用這種方法能夠大面積測定煤層瓦斯含量，了解各區域的煤層瓦斯含量分布狀態(tài)，以此為基礎便可有效預測瓦斯災害易發(fā)區。
　　
二、高效瓦斯抽采技術(shù)
　　
(一)地面鉆孔抽采采動(dòng)卸壓區煤層或采空區瓦斯。瓦斯抽采是預防瓦斯災害最根本的手段，借鑒國內外經(jīng)驗并結合淮南礦區實(shí)際，對煤礦區地面鉆井抽采采動(dòng)卸壓區煤層或采空區瓦斯技術(shù)進(jìn)行了試驗研究表明，在通常情況下，鉆孔在正常工作期間，瓦斯抽放量和瓦斯濃度均較高，平均流量為每分鐘15立方米，平均瓦斯濃度為80%，抽放效果較好。當工作面推過(guò)鉆孔4-100米時(shí)，鉆孔瓦斯流量和濃度都增到最大值。
　　
(二)井下順煤層枝狀長(cháng)鉆孔預抽煤層瓦斯技術(shù)。使用澳大利亞VLD-1000定向千米鉆機，對不同深度鉆孔的抽采效果進(jìn)行了現場(chǎng)試驗和考察，發(fā)現隨著(zhù)鉆孔深度的增加，鉆孔的累計抽采總量也相應增加，說(shuō)明增加鉆孔長(cháng)度對提高抽采效果是可行的。在煤礦井下實(shí)施千米鉆孔后，既可大幅度減少抽采巷道工程量，又能實(shí)現大面積預抽。對相同深度鉆孔抽采量與抽采時(shí)間進(jìn)行比較，認為鉆孔的合理抽采時(shí)間以1-2年為宜。
　　
三、瓦斯災害監測技術(shù)
　　
瓦斯災害監測是及時(shí)發(fā)現瓦斯災害隱患的關(guān)鍵手段，主要包括傳感器技術(shù)和監控網(wǎng)絡(luò )系統兩部分。
　　
(一)紅外瓦斯傳感器技術(shù)。紅外瓦斯傳感器主要利用瓦斯氣體對某一特定波長(cháng)紅外光吸收性能與瓦斯濃度之間存在一確定關(guān)系，通過(guò)測定特定波長(cháng)紅外光被吸收的程度反映瓦斯濃度值的原理進(jìn)行工作。對研制的紅外傳感器進(jìn)行的測試結果表明，紅外瓦斯傳感器能夠測量0-100%甲烷的測量范圍。
　　
(二)寬帶監控系統KJ90分布式網(wǎng)絡(luò )化煤礦綜合監控系統主干傳輸平臺即采用了基于IP的工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)，將地面以太網(wǎng)技術(shù)直接延伸至煤礦井下環(huán)境，為礦井構筑了先進(jìn)、可靠、標準、高速、寬帶、雙向的綜合信息傳輸平臺，使得礦山安全和綜合自動(dòng)化系統的各種監控設備、自動(dòng)化過(guò)程控制設備、語(yǔ)音通訊設備、圖像監控設備等都以IP方式接人，并與煤礦企業(yè)的因特網(wǎng)整體架構實(shí)現無(wú)縫連接。
　　
四、瓦斯災害預警技術(shù)
　　
瓦斯災害預警技術(shù)是通過(guò)建立大量的信息數據庫，并通過(guò)監控系統監測各相關(guān)影響因素的變化，利用試驗研究得到的相關(guān)模型，實(shí)現對瓦斯災害預警，并提出合理的消除瓦斯災害隱患的建議，利用技術(shù)提升礦井安全生產(chǎn)的管理水平。
　　
預警系統基于A(yíng)RCInfor三維地理信息系統平臺進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使過(guò)程和結果具有直觀(guān)性。預警系統主要具備以下功能模塊：瓦斯賦存分析與預測，區域煤與瓦斯突出危險性預測，采掘工作面煤與瓦斯突出危險性預測，瓦斯變化實(shí)時(shí)監控與預測，瓦斯爆炸危險性預測，系統管理、礦圖維護與輸入輸出。