安全生产先进适用技术、工艺、装备和材料推广目录-国家安全

安全生产先进适用技术、工艺、装备和材料推广目录一、煤矿序号名称内容摘要1矿井通风系统智能分析技术矿井通风仿真系统MVSS采用VC++面向对象程序设计方法，实现了通风网络拓扑关系自动建立与管理。利用人工智能方法进行迭代初值的初始化，实现了“无初值”技术。通过拓扑关系自动建立与管理以及无初值迭代技术，实现了通风网络解算拟人化操作技术。适用于煤矿及非煤矿井的新井设计、老井改扩建、生产矿井的通风系统优化改造、日常矿井通风管理、通风系统评价、矿井灾变模拟、矿井救灾预案编制。在黑龙江省鸡西矿业集团杏花煤矿、吉林省通化矿业集团八宝矿等矿井进行了推广应用，在通风日常管理、评价、设计、优化改造等方面取得良好效果。2矿用局部通风智能调节系统主要由控制系统、隔爆型变频调速器、传感器系统、局部通风机四部分组成。特点：自动控制排放瓦斯。系统可根据掘进巷道瓦斯浓度，按照预设程序自动调节通风机转速，从而调节通风机风量，保证排放瓦斯浓度不超过规定值，避免“一风吹”现象。在掘进的初期、中期或是后期，能够按需供风，运行在高效的节能状态，最大程度地节约能源；控制系统、变频调速装置与风机做成一体，结构紧凑，价格便宜；利用通风机流道内的气流进行散热，大大减小了散热器的体积；系统可根据风机运行功率、转速自动计算风机工况参数并实时显示。3采煤采气一体化技术以为煤矿生产创造安全环境为目的，针对我国煤矿复杂的地质条件和煤层气赋存特点，以晋城矿区为研究和试验基地，系统研究了煤矿区煤层气实现规模化开发和安全高效采煤一体化生产技术。4地面钻井抽采卸压区及采空区瓦斯技术基于高瓦斯突出矿区普遍存在的煤层松软、透气性低的特点，利用采动裂隙“○”型圈理论及“卸压增透”的原理，创造性地完善地面钻井、完井、保稳等一系列技术，为地面抽采采动区瓦斯技术取得突破性进展，为瓦斯治理开辟了一条新的途径，同时也对全国其他类似地质、瓦斯地质条件的矿区开展区域性瓦斯治理具有十分有价值的参考意义。5地面钻井“一井三用”技术在“自然发火严重高瓦斯矿井瓦斯综合治理与利用示范工程”项目中形成了地面钻井“一井三用”技术，利用同一口井实现煤层开采前的压裂瓦斯抽采，煤层开采时的卸压瓦斯抽采和煤层开采后的采空区瓦斯抽采，这样，既考虑了煤层气的商业开发利用，也解决了煤矿开采时的瓦斯治理问题。序号名称内容摘要6煤矿瓦斯含量快速测定方法及预测突出危险性技术主要用于煤层气储量勘探、瓦斯地质图编制、突出危险工作面及区域预测、保护层开采效果及范围考察、预抽瓦斯效果评价、瓦斯涌出量预测等，填补了煤矿井下直接测定瓦斯含量技术领域的空白，使瓦斯治理措施制定及治理效果有量可依。7煤矿井下定向压裂增透消突技术围绕矿井区域防突，以单一、松软、低渗、高突煤层为研究对象，系统研究低渗煤层的增透消突机理，集成井下定向增透消突技术与配套装备，形成了一套适合于我国不同地质条件的井下增透消突技术。8煤矿三级瓦斯地质图由瓦斯地质图是瓦斯治理研究、交流、决策的重要平台，是治理瓦斯、预防事故的基础，通过编制瓦斯地质图，有助于实现煤炭与煤层气资源的协调开发。9双套瓦斯抽采系统分源治理瓦斯技术针对预抽需要高负压、低流量，采空区卸压抽采需要低负压、大流量的特点，在高瓦斯矿井建立两套抽采泵站及管路系统，实施瓦斯分源抽采治理技术。预抽泵站及管路系统抽采负压高、抽采流量相对稳定、抽采瓦斯浓度高，可直接进行利用，采空区抽采泵站及系统抽采混合量大，抽采的较低浓度瓦斯直接排空，后期根据利用装备发展情况，可用于发电等。实现双套瓦斯抽采系统分离、分源抽采瓦斯，可大大提高矿井的瓦斯抽采量，为抽采达标奠定了基础。双套瓦斯抽采系统分离、分源抽采瓦斯技术对于国内高瓦斯矿井和突出矿井均具有一定的适用性。10煤与瓦斯突出预警成套技术及计算机系统在研究具体矿井灾害特征的基础上，通过对煤与瓦斯突出的精细化、规范化、信息化管理，采用系统安全分析和专业数据挖掘技术，充分利用安全监控系统和网络条件，建立预警技术管理体系，建立预警计算机系统，实现煤与瓦斯突出灾害的在线监测、超前提醒、实时预报和趋势把握。适用于高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，特别是突出危险煤层及工作面的安全生产管理、辅助技术设计、信息化管理和危险性超前预警；适用于高瓦斯及突出危险煤层的动态瓦斯地质分析与管理；适用于防突技术、措施、效果动态评价与管理；适用于瓦斯抽采、涌出动态分析与管理；适用于高瓦斯及突出矿井的安全信息化建设，能够提高矿井的安全管理工作效率、安全信息集中与共享程度、灾害预警与控制能力、矿井整体抗灾能力。11掘进工作面瓦斯涌出指标连续性突出预测技术采用瓦斯涌出动态监测系统，可以连续监测掘进工作面瓦斯涌出指标，并对煤与瓦斯突出进行预测分析。该系统可与环境监测系统进行联网，实时预报工作面突出危险性；结合工作面动态涌出规律的预测指标临界值，综合判断掘进工作面当前所处地点的安全状况以及前方的潜在突出危险性，从而减少瓦斯灾害事故的发生。主要应用于掘进工作面突出危险性预测。该技术克服了传统的接触式钻孔预测法的缺点，可实现掘进工作面非接触式连续性实时预测。解决的关键技术为：掘进工作面不同煤层赋存、瓦斯赋存、地质条件下不同开采强度、不同作业工序瓦斯涌出动态规律；掘进工作面煤与瓦斯突出瓦斯涌出连续性预测方法和预测指标及临界值；掘进工作面煤序号名称内容摘要与瓦斯突出瓦斯涌出连续监测预警。12急倾斜煤层石门揭突出煤层及固化煤体技术由高压水力割缝增透技术、“马丽散N”结合金属骨架固化煤体技术组成，其主要作用是增加煤层透气性，提高瓦斯抽采率，缩短瓦斯抽采时间，改变煤的物理力学性质，提高煤体强度，防止因震动造成煤体冒落诱发突出。13电磁辐射法预测煤岩动力灾害技术及装备通过非接触监测煤岩体变形破裂过程中的电磁辐射信号及其变化规律，动态监测预报煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害。14突出煤层顺层钻孔远控施工技术及装备可实现100m以外远距离控制钻杆自动装卸和钻孔施工，并进行远程视频监控和钻孔参数检测，提高了突出煤层施工钻孔作业人员的防护能力，减少人员伤亡，为煤矿井下突出煤层顺层长钻孔的施工提供了一套先进技术与新装备，填补了国内外远距离控制技术与装备的空白，达到国际领先水平，申请专利4项，其中发明专利1项，已授权实用新型专利3项。15松软突出煤层钻进技术及装备利用中风压空气钻进工艺解决松软突出煤层中钻进的成孔问题，研制了相应的钻机、配套装备以及工艺，主要包括适合于松软突出煤层的钻机、大通孔中风压密封钻杆、宽翼片大通孔螺旋钻杆、多级无动力除尘器等；还有内芯可脱式钻头，可实现从钻杆内孔下放筛管以维护孔壁，大大提高了钻孔的深度，并解决了后期的护孔问题，从而提高瓦斯抽采效率，达到降低煤与瓦斯突出危险性的目的。主要应用于松软突出煤层的钻进，利用中风压空气钻进的方式解决了松软突出煤层瓦斯抽放孔施工深度和成孔率的问题；利用钻杆内孔下放筛管的工艺解决了瓦斯抽放孔的后期抽放过程中易坍塌、缩径的问题。在淮北芦岭煤矿和祁南煤矿进行了现场工业性试验，完成孔深100m以上的钻孔8个，最深孔135m，钻孔深度和成孔率得到大幅提高。16井下定向水平长钻孔钻进技术与装备煤矿井下定向长钻孔钻进技术是实现瓦斯高效抽采、防治瓦斯灾害的重大关键技术之一，履带定向钻机，填补了我国自主开发的煤矿井下千米履带定向钻机的空白；研制的高强度中心通缆钻杆，既可满足孔底马达钻进随钻测量的要求，也可满足孔口回转钻进的要求；开发的煤矿井下水平定向钻进随钻测量系统，为国内首套结合煤矿井下定向钻进的特点开发的应用软件；形成了煤矿井下孔底马达定向钻进、分支孔钻进及处理孔内事故的工艺方法。主要用于煤矿安全生产和瓦斯抽采领域，可用于煤矿井下瓦斯抽采的水平定向钻孔施工，同时还可用于煤矿井下探放水、地质异常体探测、煤层注水等定向钻孔的施工，提高井下异常体探测的精度和质量，为安全生产提供更为准确的探测信息。17高压脉冲水射流割缝增透抽采技术针对高瓦斯低透性煤层瓦斯抽放存在的关键问题，采用高压脉冲水射流切割系统装置在煤层中钻孔切缝，能够扩大瓦斯涌出自由面，促使煤体大范围快速卸压，同时其压力脉动冲击能够促使煤体动力致裂，激发裂隙连通，且其空化效应产生的瞬时高压和空化声振，促使吸附瓦斯解析，从而能够提高煤层透气性，有效增大高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采率，增加瓦斯抽采量。重庆松序号名称内容摘要藻煤电有限责任公司在松藻煤矿+175N6#主石门进行高压脉冲水射流割缝消突实验，测试数据表明割缝孔最大单孔浓度可达85%，最高抽放纯量为0.15m3/min，揭煤时间缩短为32天。18井下采动裂隙带探测技术井下采动裂隙带探测技术可以为煤矿高位抽采瓦斯钻孔设计、施工提供准确的裂隙带分布数据，解决高瓦斯矿井回风巷及上隅角瓦斯超限问题，提高矿井瓦斯抽采效率；为“三下”采煤开采方案提供依据；为煤矿水灾害防治提供准确的导水裂隙带高度数据。该技术适用于：井下采动裂隙带精细探测；采动裂隙带最佳抽采层位精细探测；导水裂隙带顶界高度探测。基本原理为注水测漏法，观测装置主要有孔内封堵器孔和装置操作平台两部分。井下监测操作平台和采动裂隙带监测资料的解释软件，实现了煤矿井下快速、准确、低成本和集成化监测裂隙带高度。操作简单，测试速度快，监测数据准确，而且井下实用性强，可满足钻孔孔径65mm到110mm之间不同孔径的测试需要。19瑞利波井下地质构造超前探测仪用于煤矿井下石门厚度探测、掘进头前方构造探测、回采工作面矿压带探测、围岩松动圈探测等，为回采工作面和掘进工作面预防煤与瓦斯突出的超前地质预报、防突设计提供技术和设备支持。成果先后获中国煤炭工业协会科技进步和国家安全生产科技成果二等奖。一次超前探测距离为60m到80m，对于构造简单的硬煤层，探测距离会更大。对构造异常体识别的距离误差小于深度的5%。首次实现了瑞利波多次覆盖技术和迭加技术，开发了掘进工作面小断面观测方法，实现了非等检波距的转换，从而增加了大距离超前探测的能力和探测成果的稳定性。已经成功地在河南等矿区用于掘进工作面瓦斯突出区的预测、回采工作面应力变化区的探测、工作面前方地质构造异常体的超前探测等。20电磁法矿井地质构造超前探测仪用于煤矿井下掘进工作面低电性构造超前探测，对含瓦斯老空区和聚瓦斯、聚水构造进行探测，成果获2008年中国煤炭工业协会科技进步一等奖。基于含水构造较围岩电阻率低的特性，通过超前含水地质构造的探测，预测高瓦斯、突出矿井的灾害隐患。可超前80m预测采空区、瓦斯聚集构造和含水构造，做到危险构造不遗漏。探测施工简单、作业效率高、定位准确、探测结果直观。距离探测误差控制在深度的5%以内。适用于各种煤矿井下，可以在岩巷、煤巷中作业。21煤与瓦斯突出多指标精细网格区域预测技术从煤与瓦斯突出三因素分布规律入手，对不同的煤结构、地质构造、瓦斯压力、瓦斯含量、煤层厚度、软煤厚度、围岩特性和煤与瓦斯突出之间的关系，研究突出发生的区域条件，通过现代数学理论建立煤与瓦斯突出多指标精细网格区域预测数学模型，提出煤与瓦斯突出多指标精细网格区域预测技术及可视化数据。提高区域预测的准确率和可视化程度，以便更准确、更直观地指导矿井安全生产。运用本成果的突出预测技术，可使不突出预测准确率达到100%，突出危险区域预测准确率达75%；防突措施工作量减少70%，采掘速度提高30%。序号名称内容摘要22深孔定向聚能水封爆破技术深孔定向聚能水封爆破技术是在深孔控制预裂爆破的基础上发展而来的，改进了深孔控制预裂爆破存在的一些不足，增加了钻孔水封和聚能爆破，使低透气性煤层的瓦斯抽采率在原深孔预裂爆破的基础又有所提高。深孔定向聚能水封爆破技术通过聚能被筒，有效控制爆炸能量，使炸药爆炸后在聚能槽方向形成爆压水射面，避免爆破能量过多地损失在煤层顶底板方向上，有助于产生更多的裂隙并使裂隙延长。采用深孔定向聚能水封爆破可以强化抽放，使抽采率比普通钻孔抽采率提高40-50%，比预裂爆破抽采率提高10%以上。23水力冲割煤层卸压强排强抽瓦斯技术及装备主要适用于低透气性煤层抽放瓦斯，可实现煤层瓦斯的强排强抽，提高瓦斯抽采效率。水力冲割喷嘴采用了冲割煤