CN113586150A - 一种煤与瓦斯突出预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤与瓦斯突出预警方法，具体涉及安全示警技术领域，通过对比采掘作业地点内的瓦斯含量和瓦斯压力与具有煤与瓦斯突出风险临界值的等值曲线距离，进行早期预警，相当于从宏观上利用双指标进行整体提前预警，采用七项指标从微观上进行局部实时预警，包括采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离、瓦斯浓度及其变化率、钻孔法突出危险性预测数据、突出危险性预兆和其他信息以及全矿井的防突管理工作达标程度和巷道风量变化率，在七项实时预警指标中加入采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离、矿井防突管理工作达标程度和巷道风量变化率，从而实现了煤与瓦斯突出的综合预警。

Description

一种煤与瓦斯突出预警方法

技术领域

本发明涉及安全示警技术领域，更具体地说，本发明涉及一种煤与瓦斯突出预警方法。

背景技术

煤即煤炭，是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物，被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环，在成煤的同时，由于物理和化学作用下将会生成瓦斯，瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成的；当瓦斯和地应力较大、并且煤体物理力学性质有利于突出时，就会发生煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是一种动力灾害，严重威胁着矿井安全生产，因此需要对煤与瓦斯突出灾害进行提前防范，《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》均给出了煤与瓦斯突出预测指标和方法，并要求突出矿井建立预警机制，利用多元信息进行综合预警，目前煤与瓦斯突出预警方法主要有：电磁辐射预警、声发射预警、红外测温预警、微震监测预警、工作面瓦斯涌出异常预警、多种信息综合预警等单一的预警指标，而在准确性方面存在一些不足；多种信息综合预警方法在可操作性方面还需改进，因此探索新的煤与瓦斯突出预警方法，确保煤与瓦斯突出预警的准确性和可操作性，就显得尤为迫切。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种煤与瓦斯突出预警方法，本发明所要解决的技术问题是：目前煤与瓦斯突出预警方法主要有电磁辐射预警、声发射预警、红外测温预警、微震监测预警、工作面瓦斯涌出异常预警、多种信息综合预警等单一的预警指标，而在准确性方面存在一些不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤与瓦斯突出预警方法，包括以下步骤：

S1、在矿井瓦斯地质图上，标明具有煤与瓦斯突出风险的瓦斯压力临界值的等值曲线和瓦斯含量临界值的等值曲线。

S2、在矿井瓦斯地质图上，描绘采掘作业地点，并随着采掘进尺，对作业地点的位置进行实时更新，并对采掘地点内的瓦斯含量和瓦斯压力的数据进行记录。

S3、在采掘工作进行的过程中不断依据所记录的数据计算出与对应的瓦斯含量临界值等值曲线和瓦斯压力临界值等值曲线之间的距离，并根据该距离进行早期预警，同时识别该区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，两项指标均有预警结果，早期预警结论以高的为准，其中距离指标为≥100m是无风险，距离指标为100m-20m是黄色预警，距离指标为≤20m是红色预警；

S4、在早期预警的无风险区和黄色预警区，继续进行实时预警。

S5、测量采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离，采集作业地点瓦斯浓度及其变化率，录入作业地点的钻孔法突出危险性预测数据，记录作业地点的各种突出危险性预兆，采集作业地点的其他物探信息。

S6、根据探查矿井开采现场的工作情况，加以判定矿井的防突管理工作达标程度，并采集矿井主要巷道的巷道风量及其变化率。

S7、根据收集到的全部数据进行实时预警，识别采掘作业地点局部区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，实时预警结论以高的为准。

作为本发明的进一步方案：所述采掘作业地点距地质构造带距离的计算方法与早期预警计算方法基本一致，只需将临界值的等值曲线替换为地质构造数据即可。

作为本发明的进一步方案：所述矿井防突管理工作达标程度的指标为建立一个信息化管理系统，将矿井防突机构、各级人员、管理文件和日常的各项管理工作纳入系统内，建立各项管理指标是否达标的判定依据，并实时显示是否达标，实时统计不达标项目数量，确定矿井防突管理工作的达标程度，并进行预警。

作为本发明的进一步方案：所述巷道风量变化率的指标为矿井实时监测各主要巷道的风量，当风量发生变化时，根据风量的变化率，进行分级预警。

作为本发明的进一步方案：所述S1-S7的数据将对其进行对应的贴标和存储工作。

本发明的有益效果在于：

本发明通过采用早期预警与实时预警，进行煤与瓦斯突出综合预警，可以有效提高煤与瓦斯突出风险识别的超前性与准确性，根据采掘作业地点距具有煤与瓦斯突出风险临界值的等值曲线距离，进行早期预警，可以提前对整个作业区域的煤与瓦斯突出风险进行识别，相当于从宏观上利用双指标进行整体提前预警。

本发明通过根据采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离、瓦斯浓度及其变化率、钻孔法突出危险性预测数据、突出危险性预兆以及全矿井的防突管理工作达标程度和巷道风量变化率作为预警指标，进行实时预警，可以及时对采掘作业地点附近局部区域的煤与瓦斯突出风险进行识别，相当于从微观上利用多指标进行局部实时预警，从而实现了煤与瓦斯突出的综合预警，提高了煤与瓦斯突出风险识别的超前性与准确性。

附图说明：

图1为早期预警示意图；

图2为一种煤与瓦斯突出预警方法示意图。

具体实施方式：

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种煤与瓦斯突出预警方法，包括以下步骤：

S1、在矿井瓦斯地质图上，标明具有煤与瓦斯突出风险的瓦斯压力临界值的等值曲线和瓦斯含量临界值的等值曲线。

S2、在矿井瓦斯地质图上，描绘采掘作业地点，推算出与对应的瓦斯含量临界值等值曲线和瓦斯压力临界值等值曲线之间的距离，并随着采掘进尺，对作业地点的位置及其距瓦斯含量临界值等值曲线和瓦斯压力临界值等值曲线的距离进行实时更新。

S3、依据距瓦斯含量临界值等值曲线和瓦斯压力临界值等值曲线的距离，进行早期预警，同时识别该区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，两项指标均有预警结果，早期预警结论以高的为准，其中距离指标为≥100m是无风险，距离指标为100m-20m是黄色预警，距离指标为≤20m是红色预警。

S4、在早期预警的无风险区和黄色预警区，继续进行实时预警。

S5、测量采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离，采集作业地点瓦斯浓度及其变化率，录入作业地点的钻孔法突出危险性预测数据，记录作业地点的各种突出危险性预兆，采集作业地点的其他物探信息。

S6、根据探查矿井开采现场的工作情况，加以判定矿井的防突管理工作达标程度，并采集矿井主要巷道的巷道风量及其变化率。

S7、根据收集到的全部数据进行实时预警，识别采掘作业地点局部区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，实时预警结论以高的为准。

实施例2：

一种煤与瓦斯突出预警方法，包括以下步骤：

S1、在矿井瓦斯地质图上，标明具有煤与瓦斯突出风险的瓦斯压力临界值的等值曲线和瓦斯含量临界值的等值曲线。

S2、在矿井瓦斯地质图上，描绘采掘作业地点，并随着采掘进尺，对作业地点的位置进行实时更新。

S3、测量采掘作业地点距煤与瓦斯突出风险临界值等值曲线的距离，并根据该距离进行早期预警，同时识别该区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，两项指标均有预警结果，早期预警结论以高的为准，其中距离指标为≥100m是无风险，距离指标为100m-20m是黄色预警，距离指标为≤20m是红色预警。

S4、在早期预警的无风险区和黄色预警区，继续进行实时预警。

S5、测量采掘作业地点距地质构造带距离，采集作业地点瓦斯浓度及其变化率，录入作业地点的钻孔法突出危险性预测数据，记录作业地点的各种突出危险性预兆，采集作业地点的其他物探信息。

S6、根据探查矿井开采现场的工作情况，加以判定矿井的防突管理工作达标程度，并采集矿井主要巷道的巷道风量及其变化率。

S7、根据收集到的全部数据进行实时预警，识别采掘作业地点局部区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，实时预警结论以高的为准。

实时预警的风险等级，可按如下标准确定：

距离	≥30m	30m-10m	≤10m
				程度	无风险	黄色预警	红色预警

表一：采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离指标

瓦斯浓度	≤80％	80％-100％		超限
						变化率	≤20％		20％-50％		≥50％
程度	无风险	黄色预警	黄色预警	红色预警	红色预警

表二：瓦斯浓度及其变化率指标

临界值	≤80％	80％-100％	超过
				程度	无风险	黄色预警	红色预警

表三：钻孔法突出危险性预测数据指标

预兆	无预兆	一般预兆	典型预兆
				程度	无风险	黄色预警	红色预警

表四：各种突出危险性预兆指标

管理工作达标	完全达标	1-2项不达标	不达标数≥3
				程度	无风险	黄色预警	红色预警

表五：防突管理工作达标程度指标

风量变化率	≤20％	20％-50％	≥50％
				程度	无风险	黄色预警	红色预警

表六：巷道风量变化率指标

综上可知，本发明：提出了早期预警与实时预警相结合的煤与瓦斯突出综合预警方式；首先，根据采掘作业地点距煤与瓦斯突出临界值等值曲线的距离，进行早期预警，可以提前对整个作业区域的煤与瓦斯突出风险进行识别，相当于从宏观上利用双指标进行整体提前预警，其次根据采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离、瓦斯浓度及其变化率、钻孔法突出危险性预测数据、突出危险性预兆和其他信息以及全矿井的防突管理工作达标程度和巷道风量变化率作为预警指标，进行实时预警，可以及时对采掘作业地点附近局部区域的煤与瓦斯突出风险进行识别，相当于从微观上利用多指标进行局部实时预警，提高了煤与瓦斯突出风险识别的超前性与准确性。

再根据早期预警结论和实时预警结论，综合确定相应的预警结论，即：

①无风险：早期预警和实时预警，均无风险。

②黄色预警：早期预警和实时预警，有一项为黄色。

③红色预警：包括3种情况，早期预警为红色、实时预警为红色、早期预警为黄色并实时预警也为黄色。

最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种煤与瓦斯突出预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在矿井瓦斯地质图上，标明具有煤与瓦斯突出风险的瓦斯压力临界值的等值曲线和瓦斯含量临界值的等值曲线；

S2、在矿井瓦斯地质图上，描绘采掘作业地点，并随着采掘进尺，对作业地点的位置进行实时更新，并对采掘地点内的瓦斯含量和瓦斯压力的数据进行记录；

S3、在采掘工作进行的过程中不断依据所记录的数据计算出与对应的瓦斯含量临界值等值曲线和瓦斯压力临界值等值曲线之间的距离，并根据该距离进行早期预警，同时识别该区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，两项指标均有预警结果，早期预警结论以高的为准，其中距离指标为≥100m是无风险，距离指标为100m-20m是黄色预警，距离指标为≤20m是红色预警；

S4、在早期预警的无风险区和黄色预警区，继续进行实时预警；

S5、测量采掘作业地点与所处地区地质构造带之间的距离，采集作业地点瓦斯浓度及其变化率，录入作业地点的钻孔法突出危险性预测数据，记录作业地点的各种突出危险性预兆，采集作业地点的其他物探信息；

S6、根据探查矿井开采现场的工作情况，加以判定矿井的防突管理工作达标程度，并采集矿井主要巷道的巷道风量及其变化率；

S7、根据收集到的全部数据进行实时预警，识别采掘作业地点局部区域的煤与瓦斯突出风险，确定风险等级，实时预警结论以高的为准。

2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出预警方法，其特征在于：所述采掘作业地点地质构造数据带距离的计算方法与早期预警计算方法基本一致，只需将临界值的等值曲线替换为地质构造数据即可。

3.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出预警方法，其特征在于：所述矿井防突管理工作达标程度的指标为建立一个信息化管理系统，将矿井防突机构、各级人员、管理文件和日常的各项管理工作纳入系统内，建立各项管理指标是否达标的判定依据，并实时显示是否达标，实时统计不达标项目数量，确定矿井防突管理工作的达标程度，并进行预警。

4.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出预警方法，其特征在于：所述巷道风量变化率的指标为矿井实时监测各主要巷道的风量，当风量发生变化时，根据风量的变化率，进行分级预警。

5.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出预警方法，其特征在于：所述S1-S7的数据将对其进行对应的贴标和存储工作。

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