淺析煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)及其應(yīng)用

（鄭州煤電股份有限公司超化煤礦 河南 450000）

煤礦井含有大量的煤體和瓦斯，煤礦開采期間，礦井會(huì)在短時(shí)間內(nèi)噴出大量的煤體和瓦斯，這會(huì)對開采作業(yè)進(jìn)行時(shí)采用的機(jī)械設(shè)備，作業(yè)人員造成危害，威脅作業(yè)人員生命，甚至?xí)l(fā)生爆炸事故，這會(huì)造成較為嚴(yán)重的社會(huì)影響。由此可見，加強(qiáng)對煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)的研究與應(yīng)用意義重大。

1.煤與瓦斯突出內(nèi)容概述

煤礦開采挖掘期間，煤與瓦斯突出是一項(xiàng)比較常見的危害，主要是在進(jìn)行煤礦井下采掘時(shí)，外界會(huì)對煤與瓦斯造成一定程度沖擊，在短時(shí)間內(nèi)，挖掘空間內(nèi)會(huì)向外部噴射出大量的煤與瓦斯。這種類型突出具有較大破壞性，若突出周圍存在作業(yè)人員，將會(huì)導(dǎo)致作業(yè)人員發(fā)生窒息，同時(shí)，也會(huì)對開采時(shí)采用的各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成瓦斯爆炸，這將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

近幾年，人們對煤與瓦斯需求量不斷增多，這也就促進(jìn)了我國煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，但是，在實(shí)際開采過程中也暴露出了許多問題，特別是我國煤與瓦斯突出礦井?dāng)?shù)量多，而分布十分廣泛，技術(shù)水平的快速提升使煤礦挖掘深度不斷增多，這也就會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)穩(wěn)定性變差，煤礦開采時(shí)，安全事故時(shí)有發(fā)生[1]。而在煤礦開采期間，做好預(yù)測，可以最大程度減小煤與瓦斯突出造成的后果，因此，相關(guān)人員在對煤與瓦斯突出問題進(jìn)行研究，要加強(qiáng)對預(yù)警技術(shù)的分析，合理應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，降低事故發(fā)生幾率[2]。

2.采用煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)的意義

煤礦開采期間若煤與瓦斯發(fā)生突出安全事故，這將會(huì)造成較為嚴(yán)重的不良影響，會(huì)對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，影響社會(huì)的整體穩(wěn)定性。隨著人們對技術(shù)研究的不斷深入，各項(xiàng)技術(shù)的升級(jí)和現(xiàn)實(shí)需求，預(yù)警技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過對該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠深入、全面了解煤與瓦斯突出的實(shí)際情況，對日常作業(yè)開展過程中的各項(xiàng)內(nèi)容、周圍空間遭受到的具體影響、煤與瓦斯突出發(fā)生的各種可能性等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行全面分析，再依據(jù)具體情況完成相應(yīng)判斷，發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警結(jié)果，對當(dāng)前采掘安全性，以及未來發(fā)展的主要趨勢，進(jìn)而制定出一套合理的防范舉措，降低安全事故發(fā)展幾率[3]。煤與瓦斯突出預(yù)警要依據(jù)圖1流程進(jìn)行。

圖1 煤與瓦斯突出預(yù)警流程

3.煤與瓦斯突出預(yù)警特征

(1)綜合性

導(dǎo)致煤與瓦斯突出事故發(fā)生的危險(xiǎn)源眾多、事故復(fù)雜等多項(xiàng)特點(diǎn)，在實(shí)際問題分析期間從危險(xiǎn)源理論和系統(tǒng)理論出發(fā)，對以引起事故的各種危險(xiǎn)源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，做好跟蹤和綜合分析作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)多因素、多方面、多指標(biāo)災(zāi)害預(yù)警。

(2)動(dòng)態(tài)性

依據(jù)礦井下作業(yè)動(dòng)態(tài)改變，地質(zhì)和環(huán)境具有多邊性等特點(diǎn)，煤與瓦斯突出預(yù)警要具有動(dòng)態(tài)檢測原則，具體作業(yè)開展期間，對危險(xiǎn)源、環(huán)境條件參數(shù)、防治和管理措施等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對采取的措施是否可以適應(yīng)危險(xiǎn)源發(fā)生的改變進(jìn)行明確。

(3)前瞻性

煤與瓦斯突出事故發(fā)生具有突然性特點(diǎn)，突出預(yù)警在空間和時(shí)間兩個(gè)方面都要具有一定前瞻性，通過對采用的各種模型進(jìn)行預(yù)測和分析對工作面前方和以后一段時(shí)間預(yù)警指令的具體變化和整體趨勢進(jìn)行分析，進(jìn)而可以在事故發(fā)生前就超前預(yù)警，降低事故發(fā)生幾率，降低事故造成的危害[4]。

(4)實(shí)時(shí)性

煤與瓦斯突出事故發(fā)生前，監(jiān)測指標(biāo)會(huì)發(fā)生突然性改變，因此，突出預(yù)警必須要有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，掌握監(jiān)測點(diǎn)的具體危險(xiǎn)狀態(tài)，進(jìn)而能夠快速采取合理措施完成預(yù)防。

(5)智能性

煤與瓦斯突出預(yù)警要盡量在短時(shí)間內(nèi)完成，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，預(yù)警作業(yè)要盡量借助智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用

(1)動(dòng)態(tài)預(yù)警

動(dòng)態(tài)預(yù)警技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)都建立在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)之上，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到的臨界點(diǎn)也都是建立在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)內(nèi)容基礎(chǔ)上的，但是，在煤礦開采期間，挖掘煤體時(shí)，存在大量不穩(wěn)定因素，各種不同情況發(fā)生的精準(zhǔn)性無法確保，這也就加大了各種安全事故發(fā)生幾率[5]。因此，在與靜態(tài)預(yù)警技術(shù)相比，動(dòng)態(tài)預(yù)警技術(shù)顯然更加適合煤與瓦斯突出預(yù)警的發(fā)展趨勢，動(dòng)態(tài)預(yù)警技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)，可以有效規(guī)避靜態(tài)預(yù)警應(yīng)用時(shí)的一種先進(jìn)技術(shù)，可以長期對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

(2)聲發(fā)射和電磁輻射預(yù)警技術(shù)

聲發(fā)射和電磁輻射預(yù)警技術(shù)這兩種技術(shù)都是具有前途的技術(shù)，兩種技術(shù)都是地球物理方法，通過對這兩種技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以對礦井內(nèi)部產(chǎn)生的具體能量進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，對這兩種技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，完成對煤與瓦斯突出情況的探究，可以起到良好的預(yù)警作用。聲發(fā)射預(yù)警技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)的原理就是在采掘礦井期間，煤和巖石都會(huì)遭受到外力影響，在該過程中會(huì)形成彈力波，各項(xiàng)信息內(nèi)容都能夠精準(zhǔn)反應(yīng)到儀器設(shè)備上，進(jìn)而科學(xué)判斷各項(xiàng)裂縫位置，以及裂縫的嚴(yán)重情況[6]。近幾年，隨著科技的不斷發(fā)展，包括聲接收技術(shù)、計(jì)算系統(tǒng)等各項(xiàng)技術(shù)都有所提高，聲發(fā)射預(yù)警技術(shù)具有不錯(cuò)應(yīng)用前景，具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用前途，在日后研究與應(yīng)用過程中能夠取得一定突破[7]。電磁波輻射預(yù)警技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)無接觸，接收到的礦井信息十分完整，而且電磁波傳輸相對簡單，而且不會(huì)對作業(yè)操作造成不良影響，可以連續(xù)監(jiān)測，這不僅能夠完成對煤體內(nèi)部可能出現(xiàn)的突出位置和突出危險(xiǎn)進(jìn)行全面監(jiān)測，而且能夠?qū)︱?yàn)收前的防范突出措施取得的效果進(jìn)行驗(yàn)收。在對電磁輻射預(yù)警技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要對采用的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行完善，進(jìn)而使該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)能夠發(fā)揮出良好作用。

(3)通過煤層溫度改變預(yù)警

現(xiàn)代煤礦開采過程中采掘環(huán)境越來越復(fù)雜，這也使相關(guān)人員加強(qiáng)了對煤與瓦斯突出問題的研究。煤礦開采期間，礦井內(nèi)部溫度會(huì)發(fā)生改變，煤體由于外力作用影響，會(huì)形成不同動(dòng)力，這就會(huì)導(dǎo)致煤層溫度發(fā)生改變。煤礦開采期間，煤層發(fā)生動(dòng)力越大，這也就會(huì)導(dǎo)致煤體出現(xiàn)的裂縫就越大，這一情況的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致煤體溫度不斷升高，而當(dāng)煤體溫度上升到一定高度，這也就說明煤體遭受到了破壞，這將會(huì)導(dǎo)致原本存在于煤體中瓦斯被釋放出來，然后會(huì)由于吸收熱量，而使煤體溫度逐漸降低。由此可見，在煤礦開采過程中，通過對煤體溫度發(fā)生的變化情況就能夠掌握的礦井內(nèi)部情況，若溫變化出現(xiàn)了異常情況，相關(guān)人員需要注重該項(xiàng)問題，及時(shí)采取合理措施防止煤礦開采時(shí)瓦斯爆炸的發(fā)生。

(4)高科技的突出預(yù)警技術(shù)

信息技術(shù)的飛速發(fā)展使其在許多的行業(yè)都得了廣泛應(yīng)用，而且從具體應(yīng)用情況來看也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，其在應(yīng)用過程中的優(yōu)勢也變得更加明顯，可以將其合理應(yīng)用在煤與瓦斯突出預(yù)警防范中，通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對安全事故發(fā)生具體原因的分析，然后在此基礎(chǔ)上，建設(shè)一套完善的預(yù)警系統(tǒng)，通過對具體工作開展期間的各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，掌握事故發(fā)生規(guī)律，以及應(yīng)對煤與瓦斯突出情況應(yīng)急措施，在煤與瓦斯發(fā)生突出前，能夠準(zhǔn)確預(yù)警。同時(shí)，在對預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要不斷對系統(tǒng)進(jìn)行完善，提高系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定和安全性，確保預(yù)警系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)的作用能夠得到合理發(fā)揮，使其能夠第一時(shí)間接收得到煤與瓦斯的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，依據(jù)實(shí)際情況，最快制定出具有針對性的解決措施，提升煤礦開采作業(yè)安全性，降低事故發(fā)展幾率。

5.結(jié)語

隨著人們對煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)研究的深入，預(yù)警技術(shù)在應(yīng)用過程中取得了一定成績。但是，因?yàn)槲覈V井分布較為廣泛、地質(zhì)條件十分復(fù)雜，因此，預(yù)警技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具有局限性，在此背景下，要加強(qiáng)對各種先進(jìn)技術(shù)的研究與應(yīng)用，更好的完成對煤與瓦斯突出情況的預(yù)警，盡量降低事故發(fā)生幾率。