煤矿瓦斯防治技术与工程实践PDF电子书下载

前言 1

绪论 1

第一编 煤矿瓦斯防治技术 9

第一章 矿区瓦斯灾害的诊断 9

第一节 瓦斯灾害隐患的诊断内容和程序 9

一、瓦斯灾害诊断矿井的基本情况 9

二、瓦斯灾害诊断的内容 10

三、瓦斯灾害诊断的程序 16

第二节 高瓦斯矿井诊断模板 16

一、煤矿安全诊断的内容 16

二、矿井瓦斯灾害诊断的指标和评价标准 16

三、矿井瓦斯灾害诊断的程序和报告 23

第三节 高瓦斯矿井瓦斯灾害隐患的专家会诊 24

一、高瓦斯矿井存在的重大安全隐患和主要问题 24

二、解决煤矿安全生产中存在的共性重大隐患的具体技术措施 30

三、我国煤矿安全工作的对策建议 43

第二章 煤矿瓦斯防治实用技术 46

第一节 瓦斯涌出量预测技术 46

一、瓦斯含量的测定方法 46

二、矿井瓦斯涌出量预测 51

第二节 瓦斯抽放技术 60

一、开采煤层瓦斯抽放方法 60

二、邻近层卸压瓦斯抽放方法 67

三、围岩瓦斯抽放方法 71

四、采空区瓦斯抽放方法 71

五、综合抽放瓦斯方法 74

六、煤矿抽放瓦斯方法筛选汇总 75

第三节 煤与瓦斯突出防治技术 76

一、煤与瓦斯突出危险性预测 77

二、防治突出措施 84

三、防治突出措施效果检验 93

四、安全防护措施 93

第四节 瓦斯煤尘爆炸防治技术 97

一、瓦斯积聚处理技术 97

二、煤尘产生和扩散的控制技术 104

三、煤尘爆炸防治技术 108

四、瓦斯煤尘爆炸隔抑爆技术 109

第五节 煤矿井下爆破技术 110

一、煤矿许用炸药及其安全适用性 111

二、煤矿起爆器材及其安全适用性 112

三、煤矿爆破安全技术 113

四、微差（毫秒）爆破技术 114

五、煤矿光面爆破技术 115

六、石门揭煤震动爆破技术 115

七、深孔卸压松动爆破技术 116

八、低透气性煤层深孔预裂爆破技术 116

九、顶煤弱化深孔预裂爆破技术 117

十、溜煤眼爆破技术 118

第六节 瓦斯监测监控技术 118

一、监测监控技术原理 119

二、不同类型监测监控技术的特点和适用范围 121

第七节 瓦斯事故的应急救援技术 123

一、煤矿瓦斯爆炸的发生、传播和破坏效应分析技术 123

二、煤矿瓦斯爆炸、突出事故二次致灾可能性分析技术 123

三、煤矿内、外因火灾生成物的燃烧爆炸特性分析技术 124

四、注惰等应急救援行动对火区风流流动规律的影响及其与瓦斯爆炸关系的分析技术 125

五、井下无线通信传输技术和救护新装备 126

第三章 瓦斯防治新技术 132

第一节 矿井瓦斯基础参数测定技术 132

一、煤层瓦斯压力测定技术和装置 132

二、测压仪器的改进和完善 132

第二节 低透气性煤层瓦斯强化抽放技术 135

一、深孔控制预裂爆破技术的基本原理 135

二、深孔控制预裂爆破专用装备的改进 136

三、深孔控制预裂爆破技术工业性试验 136

第三节 煤矿井下瓦斯抽放长钻孔施工技术 139

一、钻杆和钻具的研制 139

二、井下瓦斯抽放长钻孔施工技术现场试验 140

第四节 突出松软煤层抽放钻孔施工的关键技术装备 142

一、松软突出煤层顺层钻孔螺旋钻机 143

二、钻孔施工除尘技术 143

三、松软突出煤层螺旋钻进施工技术和装备的现场试验 144

第五节 井下地质雷达超前探测技术 146

一、煤岩地层的雷达传播理论模型 146

二、现场工业性试验和应用考察 149

第六节 煤层群保护层开采和强化瓦斯抽放技术 151

一、保护层的选择、作用原理和开采情况 152

二、11煤层保护层工作面的开采和瓦斯治理 152

三、试验效果的考察和分析 154

第七节 煤与瓦斯突出日常预测预报技术 155

一、WT—05型瓦斯解吸规律测定仪 155

二、用“三率”法和灰色关联法确定突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标及其临界值的方法和技术 157

第八节基于声发射和瓦斯涌出动态的突出预测预报技术 161

一、问题的提出 161

二、声发射监测煤与瓦斯突出技术的应用试验 162

第九节 基于电磁辐射原理的煤与瓦斯突出预测技术 167

一、突出煤样的电磁辐射特征 167

二、突出预测现场应用试验 169

第十节 煤矿瓦斯灾害危险区瓦斯地质预测技术 174

一、以瓦斯地质为基础的瓦斯赋存规律研究方法 174

二、瓦斯涌出量预测方法 176

三、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法 177

四、工业性试验和考察 178

第十一节 高稳定性长寿命载体催化原理甲烷传感器 183

一、高性能敏感元件的选择 183

二、先进电路和软件的开发 183

三、标准中试线的建立 183

四、关键技术和解决途径 183

五、甲烷传感器制造 186

第十二节 煤矿安全生产数字化实时监测与监管决策系统 187

一、问题的提出 187

二、系统的组成 187

三、煤矿安全监测监控联网数据源获取系统 188

四、煤矿区域安全测控单元间网络式互联互控关联系统 188

五、CWebGIS网络通风监测与管理系统 188

六、工业性试验效果考察 189

第十三节 安全仪器仪表监察技术 189

一、煤矿安全仪器仪表概况 189

二、煤矿安全仪器仪表的基本参数 190

三、矿用安全仪器仪表的安全监察技术 192

四、矿用安全仪器仪表的使用寿命和淘汰年限 195

第十四节 智能局部通风控制系统的研究 197

一、智能局部通风控制系统的研制 197

二、完善提高的主要成果 197

第十五节 顶板事故动态仿真系统的开发 198

一、顶板事故动态仿真再现的可行性分析 198

二、巷道冒顶事故模拟 199

三、工作面冒顶事故模拟 200

第四章 煤矿瓦斯防治的技术标准和规范 203

第一节 煤矿瓦斯防治技术标准和规范现状 203

一、我国煤矿安全生产法律法规现状 203

二、我国煤矿安全生产法律法规存在的问题及其原因 205

三、我国煤矿安全生产标准的现状、问题及其原因 206

第二节 煤矿瓦斯防治技术标准体系框架 212

一、煤矿瓦斯防治技术标准体系的内容和层次 212

二、煤矿瓦斯防治技术标准体系框架 213

第三节关于几个重要标准的研究 216

一、关于《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的研究 216

二、关于《煤矿瓦斯抽放规范》的研究 222

三、关于《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》的研究 233

四、关于《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》的研究 248

五、关于《钻孔瓦斯涌出初速度的测定方法》的研究 253

六、关于《钻屑瓦斯解吸指标的测定方法》的研究 257

第二编 煤矿瓦斯防治工程实践 273

第一章 煤与瓦斯突出、易自燃厚煤层群适用放顶煤开采的瓦斯综合防治技术工程应用 273

第一节 鹤岗示范矿区概况 273

一、鹤岗示范矿区基本情况 273

二、鹤岗示范矿区与示范矿井瓦斯灾害及其严重性 273

第二节 煤与瓦斯突出厚煤层群保护层开采与瓦斯预抽防突技术 275

一、煤与瓦斯突出预测敏感指标和临界值的确定 275

二、基于保护层开采的15号层一分层开采技术 280

三、15号层底分层综采放顶煤开采技术 284

四、基于本煤层预抽的突出厚煤层放顶煤一次采全高开采和瓦斯综合治理技术 289

五、18号层消突技术和消突效果检验 294

第三节 煤与瓦斯突出危险性的模式识别和概率预测技术 297

一、概述 297

二、地质动力区划的原理和工作流程 297

三、矿区地质构造划分和力学分析 298

第四节 长钻孔定向施工技术 315

一、长钻孔抽放效果分析 315

二、抽放参数及其分析 318

三、钻孔参数和定向施工 323

第五节 煤岩动力灾害预防技术 323

一、概述 323

二、利用电磁辐射技术预测煤与瓦斯突出 324

三、利用电磁辐射技术预测和防治冲击地压 327

第六节 远程一体化综合实时监测监管系统 336

一、概述 336

二、远程一体化综合实时监测监管系统中四个新增子系统的应用效果 338

第七节 小结 340

第二章 极薄保护层开采、瓦斯治理及综合防突技术工程应用 344

第一节 沈阳示范矿区概况 344

一、矿区及红菱矿概况 344

二、红菱煤矿煤与瓦斯突出情况分类统计分析 344

第二节 极薄保护层开采及瓦斯抽采技术 345

一、保护层开采的必要性 345

二、保护层的选择 346

三、保护层开采方案的设计 346

四、保护层开采工作面瓦斯治理方案 347

五、被保护层的卸压瓦斯抽采技术 348

六、煤层的消除突出危险性认证体系 351

七、极薄煤层开采及卸压瓦斯抽采工艺优化方法 354

第三节 严重突出煤层石门揭煤技术 357

一、严重突出危险煤层石门揭煤及过煤门方案设计 357

二、石门揭煤区域煤层瓦斯预抽技术和煤体固化技术 362

第四节 红菱矿工作面突出危险性预测敏感指标及其临界值的确定方法 364

一、钻屑瓦斯解吸指标△h2临界值的实验室考察 364

二、工作面突出危险性预测和防突效果检验方法 364

三、突出预测敏感指标的跟踪考察及结果分析 366

四、突出预测敏感指标及其临界值确定和分析 366

五、结论 367

第五节 低透气性突出煤层的瓦斯预抽技术 368

一、低透气性严重突出煤层穿层钻孔预抽煤层瓦斯 368

二、穿层钻孔安全导喷钻进技术及装备 368

第六节 电磁辐射突出预测技术 370

一、红菱矿掘进工作面瓦斯动力灾害电磁辐射局部跟踪预测技术 370

二、红菱煤矿掘进工作面电磁辐射突出临界指标值 377

三、小结 377

第三章“三软”不稳定突出煤层防突技术工程应用 378

第一节 豫西“三软”突出煤层赋存及地质概况 378

一、公司概况 378

二、煤系地层特征 378

三、大平煤矿“10·20”事故 379

第二节“三软”煤层瓦斯地质规律及高突矿井瓦斯地质图编制 380

一、概述 380

二、新密煤田瓦斯地质规律和瓦斯赋存构造逐级控制理论 381

三、大平矿井瓦斯地质规律和区域突出危险性预测 384

四、告成矿井瓦斯地质规律和区域突出危险性预测 385

五、超化矿井瓦斯地质规律和区域突出危险性预测 387

六、裴沟矿井瓦斯地质规律和区域突出危险性预测 388

七、瓦斯地质图编制方法 388

第三节 豫西“三软”突出煤层灾害危险区地质预测及探测技术 390

一、瓦斯灾害危险区瓦斯地质预测技术示范应用 390

二、超低频地质遥感探测仪煤矿瓦斯地面探测技术 404

三、告成矿探测曲线分析 404

四、探测瓦斯含量数据与工作面采集数据对比分析 409

第四节 豫西“三软”突出煤层直接防突技术 411

一、突出煤层煤巷掘进突出敏感指标及其临界值 411

二、突出煤层增加透气性和煤体卸压技术 414

三、回采工作面顺层钻孔抽放瓦斯消突技术 429

第五节 豫西“三软”突出煤层区域性消突（底板大面积预抽）技术 433

一、底板穿层钻孔预抽瓦斯的必要性 433

二、底板穿层钻孔大面积预抽方案 433

三、水力冲孔增透技术 435

四、水力冲孔增透试验过程及结果 441

五、结论及建议 442

第四章 高瓦斯油气伴生易自燃厚煤层放顶煤瓦斯治理技术工程应用 444

第一节 铜川示范区概况 444

一、铜川矿区基本情况 444

二、灾害事故概述 444

第二节 油气共生井田瓦斯、油气赋存与涌出规律 445

一、煤层瓦斯赋存规律研究 445

二、围岩油气赋存规律分析 448

三、综掘工作面瓦斯涌出规律研究 448

四、综放工作面瓦斯涌出规律研究 452

五、瓦斯地质图的编制 458

第三节 综放开采特厚煤层瓦斯强化预抽和采空区瓦斯抽放技术 460

一、本煤层合理瓦斯预抽方式研究 460

二、长距离煤巷掘进工作面高效边掘边抽方式研究 474

三、“钻墙”布孔边掘边抽瓦斯效果考察 475

四、特厚煤层综放工作面冒落带高度确定 477

五、综放工作面采空区合理抽采方式研究 479

第四节 易自燃煤层综放面高强度采空区瓦斯抽放配套防灭火技术 490

一、铜川矿区4—2煤自燃基础参数 490

二、综放面瓦斯抽放条件下的煤层隐蔽火灾识别技术体系 493

三、火灾监测和预报实例 503

四、采空区瓦斯抽放条件下的煤层火灾预防和控制技术体系 510

第五章 严重突出矿井瓦斯综合治理技术工程应用 517

第一节 松藻示范矿区概况 517

一、示范矿井位置及地质构造 517

二、矿井生产及瓦斯情况 517

第二节 矿井安全技术信息化系统平台 518

一、打通一矿安全信息与瓦斯灾害预警系统 518

二、矿井人员定位系统 521

三、短信报警平台 523

第三节 新技术和新装备的应用 523

一、突出松软煤层抽放长钻孔施工的关键技术装备 523

二、地质超前探测技术 526

三、AE声发射与突出相关性 530

四、深孔预裂爆破技术 533

第四节 严重突出矿井瓦斯灾害综合防治技术的完善 542

一、突出危险性区域预测 542

二、石门揭煤防突技术 544

三、煤巷掘进防突技术 551

四、回采工作面瓦斯综合治理 558

五、安全防护措施 561

第五节 严重突出矿井防突技术管理体系 565

一、安全管理责任制度及人员和机构设置 565

二、防突体系及规章制度 566

三、防突设计与措施编制 572

参考文献 574