煤與瓦斯突出預測預報技術研究及拓展

動力災害，在我國煤礦井工作中，煤與瓦斯突出發生次數異常頻繁，占據世界煤與瓦斯突出總次數的1/3。然而，我國現有的煤與瓦斯突出預測預報技術還處于初級水平，亟需改善和提高。基于此，文章就以煤與瓦斯突出預測預報技術研究和拓展為課題，進行深入地研究和探討。

關鍵詞：煤與瓦斯突出；預測預報技術；研究拓展

煤與瓦斯突出是煤礦采掘中遇到最為嚴重的自然災害之一，一旦發生煤與瓦斯突出會造成采掘人員窒息現象或者引起瓦斯爆炸，進而造成嚴重的人員傷亡。根據我國煤礦井煤與瓦斯突出次數調查，發現我國煤礦井分布范圍較廣，隨著當下煤礦井開采深度的增加，地質條件也愈加復雜化，發生煤與瓦斯突出的次數也更加頻繁，煤與瓦斯突出造成人員傷亡的數量也隨之增加。針對這種情況，加強煤與瓦斯突出預測預報技術尤為重要，因為這不僅能大幅度的降低煤與瓦斯突出造成的人員傷亡，還能夠提升煤礦開采挖掘的經濟效益。

1 煤與瓦斯突出預測預報方法

煤與瓦斯突出危險性的預測預報，其本質是煤與瓦斯突出前期因子對后期預報對象的分類預測。近些年來，為了改善我國煤與瓦斯突出現象，增加煤礦井采掘的安全性，國內外的研究學者提出了多種預測預報方法，若是將這些方法進行系統化的歸類可大致分為局部預測和區域預測。區域預測趨向于長期預測，這種預測主要明確煤礦井、煤層的危險程度，以便給采掘人員提供災害防范的時間，避免不必要的人員傷亡[1]。而局部預測是建立在區域預測的基礎之上，其預測范圍較小，僅僅是對采掘煤礦井的突出地點進行危險性預測，這種預測稱之為短期預測或者是日常預測。

在煤與瓦斯突出危險性的日常預測中，根據預報預測方法的不同又將其劃分為靜態法和動態預測法。靜態法是指從煤礦井現場中的瓦斯煤體中提取其某一時刻的量化指標，由此確定煤與瓦斯突出的危險性。動態法則是通過采用連續性地動態監測，根據綜合監測結果反映煤與瓦斯突出的危險性。

最后，煤與瓦斯突出采掘管理人員根據以上決策過程中所采取的措施，分析煤礦采掘的危險性，進而做出最為恰當的煤礦采掘方案。

2 煤與瓦斯突出預測預報技術

2.1 根據聲發射預測煤與瓦斯突出危險性

因為材質特性問題，煤和巖石內部存在多處縫隙而這些裂縫存在的原因多半是煤巖變形造成的結果。根據科學人員對這些裂縫的研究，得出煤和巖石內部之所以出現裂縫是因為聲發射的緣故[2]。簡言之，聲發射以彈性應力波的形式產生能量輻射，這種能量輻射的出現會造成煤變形，進而出現裂縫等缺陷問題。聲發射技術在煤與瓦斯突出危險性的預測預報技術應用中，已經有幾十年的歷史，但是聲發射預測預報結果和實際情況還存在一些差距，這就需要加強高科技設備的引進，借助先進的計算機處理系統來提升煤與瓦斯突出預測預報結果的可靠性和準確性。

2.2 利用煤層中氦體積或氡濃度預測煤與瓦斯突出危險性

一般而言，自然災害的發生總會伴有不同尋常的變化，例如地震發生時會有氡和氦的涌出。迄今為止，地質災害調查人員已將氦和氡作為地震發生的一個征兆。針對煤與瓦斯突出與煤層中氦體積或氡濃度關系，科學人員給予這樣的解釋說明，即瓦斯中氦或是氡含量增高，瓦斯內壓力值也隨之增加。因而，在煤與瓦斯突出威脅性較高的區域氦體積或氡濃度指數必然出現異常，這為煤與瓦斯突出預測預報技術提供了一個檢驗指標的同時，也給煤與瓦斯突出預測提供了一個參考方向。

2.3 電磁輻射強度對煤與瓦斯突出危險性的預測

在我國煤與瓦斯突出危險性的預測預報技術較多，但是煤與瓦斯突出危險性預測的準確程度存在很大的差異。通過研究人員煤強度較低巖石變形破裂電磁輻射效應的研究，得出電磁輻射和煤巖體負載以及變形破裂過程是呈現正比例關系，基本上煤巖體變形強度增加，煤巖體的負載量也會隨之增加[3]。為了提升煤與瓦斯突出危險性預測預報技術的準確性，還需要采用電磁輻射對其進行測驗，若是電磁輻射強度對煤與瓦斯突出危險性的研究中，沒有任何的幅值變化則說明煤與瓦斯突出的危險系數較小。若是電磁輻射幅值隨之增大則說明煤與瓦斯突出危險系數較高。

相比于其他煤與瓦斯突出預測預報技術，電磁輻射法在煤與瓦斯突出危險性的預測上，不僅工程量小還能避免人工操作產生的測量誤差，再者，電磁輻射法觀測范圍較廣，還具有動態監測的功能，對煤與瓦斯突出危險性的預測準確度增高，可適用于大范圍的煤與瓦斯突出監測。

3 煤與瓦斯突出預測預報技術及拓展趨勢

通過以上煤與瓦斯突出危險性預測預報技術，可以看出當下煤與瓦斯突出危險性監測方式逐漸呈現多樣化的趨勢發展。然而，眾多的煤與瓦斯突出預測預報技術中，煤與瓦斯突出危險性監測的臨界值都是在一個理論數值的前提基礎上，因此預測預報技術測量情況和實際煤與瓦斯突出情況會出現數值誤差。

針對這個問題，還需要加強煤與瓦斯突出監測的改善[4]。比如，采用動態監測勘查瓦斯涌出情況，并對其進行數據資料地采集、整理、識別、評估、決策，并結合煤與瓦斯突出實際情況進行總結，進而建立煤與瓦斯突出識別技術，并且建立專門的煤與瓦斯突出預測預報系統，專門用于煤與瓦斯突出危險性地監測，以此提升煤與瓦斯突出危險監測的準確率。

聲發射法和電磁輻射法對煤與瓦斯突出危險性甄別技術較高，這兩種方法的共同點都屬于地球物理方法，而且大部分識別操作都是機械進行，減緩了人工操作的誤差。隨著近些年煤與瓦斯突出預測預報技術的深入化研究，在設備技術和材質組成上都進行了更新。由此可見，聲發射法和電磁輻射法在煤與瓦斯突出危險性的監測準確度上，已經提升了一個新級別。但不可否認的是，無論哪種形式的預測預報技術，或多或少都存在一定的缺陷，因此要想百分之百的保障預測預報技術的準確率，必要情況下還需采用多種監測方法或者動靜監測融合的方式，共同進行煤與瓦斯突出危險性地監測，確保煤與瓦斯突出危險性監測結果的準確性。

4 結束語

綜上所述，通過對煤與瓦斯突出預測預報技術研究可知，煤與瓦斯突出是煤礦采掘中較為嚴重的自然災害，一旦發生煤與瓦斯突出事故會造成采掘人員窒息現象或者引起瓦斯爆炸，進而造成嚴重的人員傷亡。針對這種情況，加強煤與瓦斯突出預測預報技術尤為重要，因為這不僅能大幅度的降低煤與瓦斯突出造成的人員傷亡，還能夠提升煤礦開采挖掘的經濟效益。但是，在煤與瓦斯突出預測預報技術還需要進行不斷的更新和改善，以此提升煤與瓦斯突出危險性監測的準確率。

參考文獻

[1]李海軍，王忠奎.地質條件誘發煤與瓦斯突出的可能性分析[J].現代礦業，2012（10）：128-130.

[2]劉紀坤，何學秋，王翠霞，等.紅外技術應用煤體瓦斯解吸過程溫度測量[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2013（9）：1161-1165.

[3]賀文陽.瓦斯地質分析在煤與瓦斯突出預測報中的作用[J].中國高新技術企業，2016（1）：154-155.

[4]樊心磊.防治煤與瓦斯突出技術及管理[J].科技創新與應用，2012（18）：132.