淺析煤與瓦斯突出預警技術及其應用

（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，礦井會在短時間內噴出大量的煤體和瓦斯，這會對開采作業進行時采用的機械設備，作業人員造成危害，威脅作業人員生命，甚至會發生爆炸事故，這會造成較為嚴重的社會影響。由此可見，加強對煤與瓦斯突出預警技術的研究與應用意義重大。

1.煤與瓦斯突出內容概述

煤礦開采挖掘期間，煤與瓦斯突出是一項比較常見的危害，主要是在進行煤礦井下采掘時，外界會對煤與瓦斯造成一定程度沖擊，在短時間內，挖掘空間內會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人員，將會導致作業人員發生窒息，同時，也會對開采時采用的各項機械設備造成嚴重破壞，情況嚴重時，會造成瓦斯爆炸，這將會造成巨大的經濟損失。

近幾年，人們對煤與瓦斯需求量不斷增多，這也就促進了我國煤礦開采行業的發展，但是，在實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數量多，而分布十分廣泛，技術水平的快速提升使煤礦挖掘深度不斷增多，這也就會導致地質穩定性變差，煤礦開采時，安全事故時有發生[1]。而在煤礦開采期間，做好預測，可以最大程度減小煤與瓦斯突出造成的后果，因此，相關人員在對煤與瓦斯突出問題進行研究，要加強對預警技術的分析，合理應用該項技術，降低事故發生幾率[2]。

2.采用煤與瓦斯突出預警技術的意義

煤礦開采期間若煤與瓦斯發生突出安全事故，這將會造成較為嚴重的不良影響，會對人們的生命財產安全造成威脅，影響社會的整體穩定性。隨著人們對技術研究的不斷深入，各項技術的升級和現實需求，預警技術應運而生，通過對該項技術的應用，能夠深入、全面了解煤與瓦斯突出的實際情況，對日常作業開展過程中的各項內容、周圍空間遭受到的具體影響、煤與瓦斯突出發生的各種可能性等各項內容進行全面分析，再依據具體情況完成相應判斷，發出相應的預警結果，對當前采掘安全性，以及未來發展的主要趨勢，進而制定出一套合理的防范舉措，降低安全事故發展幾率[3]。煤與瓦斯突出預警要依據圖1流程進行。

圖1 煤與瓦斯突出預警流程

3.煤與瓦斯突出預警特征

(1)綜合性

導致煤與瓦斯突出事故發生的危險源眾多、事故復雜等多項特點，在實際問題分析期間從危險源理論和系統理論出發，對以引起事故的各種危險源進行動態監測，做好跟蹤和綜合分析作業，從而實現多因素、多方面、多指標災害預警。

(2)動態性

依據礦井下作業動態改變，地質和環境具有多邊性等特點，煤與瓦斯突出預警要具有動態檢測原則，具體作業開展期間，對危險源、環境條件參數、防治和管理措施等各項內容進行動態監測，對采取的措施是否可以適應危險源發生的改變進行明確。

(3)前瞻性

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

(4)實時性

煤與瓦斯突出事故發生前，監測指標會發生突然性改變，因此，突出預警必須要有較強的實時性，掌握監測點的具體危險狀態，進而能夠快速采取合理措施完成預防。

(5)智能性

煤與瓦斯突出預警要盡量在短時間內完成，為了實現這一目的，預警作業要盡量借助智能技術實現。

4.煤與瓦斯突出預警技術的應用

(1)動態預警

動態預警技術在具體應用時各項指標都建立在現有經驗之上，各項指標達到的臨界點也都是建立在大量試驗數據分析統計內容基礎上的，但是，在煤礦開采期間，挖掘煤體時，存在大量不穩定因素，各種不同情況發生的精準性無法確保，這也就加大了各種安全事故發生幾率[5]。因此，在與靜態預警技術相比，動態預警技術顯然更加適合煤與瓦斯突出預警的發展趨勢，動態預警技術在具體應用時，可以有效規避靜態預警應用時的一種先進技術，可以長期對該項技術進行應用。

(2)聲發射和電磁輻射預警技術

聲發射和電磁輻射預警技術這兩種技術都是具有前途的技術，兩種技術都是地球物理方法，通過對這兩種技術進行應用，可以對礦井內部產生的具體能量進行精準判斷，對這兩種技術進行應用，完成對煤與瓦斯突出情況的探究，可以起到良好的預警作用。聲發射預警技術在具體應用時的原理就是在采掘礦井期間，煤和巖石都會遭受到外力影響，在該過程中會形成彈力波，各項信息內容都能夠精準反應到儀器設備上，進而科學判斷各項裂縫位置，以及裂縫的嚴重情況[6]。近幾年，隨著科技的不斷發展，包括聲接收技術、計算系統等各項技術都有所提高，聲發射預警技術具有不錯應用前景，具有良好的發展前景和應用前途，在日后研究與應用過程中能夠取得一定突破[7]。電磁波輻射預警技術在具體應用時能夠實現無接觸，接收到的礦井信息十分完整，而且電磁波傳輸相對簡單，而且不會對作業操作造成不良影響，可以連續監測，這不僅能夠完成對煤體內部可能出現的突出位置和突出危險進行全面監測，而且能夠對驗收前的防范突出措施取得的效果進行驗收。在對電磁輻射預警技術進行應用時，要對采用的各項設備進行完善，進而使該項技術在應用時能夠發揮出良好作用。

(3)通過煤層溫度改變預警

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

(4)高科技的突出預警技術

信息技術的飛速發展使其在許多的行業都得了廣泛應用，而且從具體應用情況來看也取得了不錯的應用效果，其在應用過程中的優勢也變得更加明顯，可以將其合理應用在煤與瓦斯突出預警防范中，通過對大數據進行應用，能夠實現對安全事故發生具體原因的分析，然后在此基礎上，建設一套完善的預警系統，通過對具體工作開展期間的各項經驗進行總結，掌握事故發生規律，以及應對煤與瓦斯突出情況應急措施，在煤與瓦斯發生突出前，能夠準確預警。同時，在對預警系統進行應用時，要不斷對系統進行完善，提高系統在運行過程中的穩定和安全性，確保預警系統在應用時的作用能夠得到合理發揮，使其能夠第一時間接收得到煤與瓦斯的各項數據，依據實際情況，最快制定出具有針對性的解決措施，提升煤礦開采作業安全性，降低事故發展幾率。

5.結語

隨著人們對煤與瓦斯突出預警技術研究的深入，預警技術在應用過程中取得了一定成績。但是，因為我國礦井分布較為廣泛、地質條件十分復雜，因此，預警技術在應用時具有局限性，在此背景下，要加強對各種先進技術的研究與應用，更好的完成對煤與瓦斯突出情況的預警，盡量降低事故發生幾率。