煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)的建立與應(yīng)用朱振1,2，吳保磊3，孟杰4,5，陶云奇4,5，王峰4,5（1.安陽鑫龍煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司，河南安陽455000；2.中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇徐州221116；3.中國礦業(yè)大學(xué)信息與控制工程學(xué)院，江蘇徐州221116；4.河南能源化工集團研究院有限公司，河南鄭州450046；5.河南省低滲突出煤層煤與瓦斯共采工程技術(shù)研究中心，河南鄭州450046；）摘要：安陽鑫龍煤業(yè)有限公司龍山煤礦具有高突出危險性，為了滿足該礦高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的需要，龍山煤礦引進了煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)從突出防治工作涉及的各個環(huán)節(jié)入手，充分融合了突出礦井防突技術(shù)體系及安全管理制度?，F(xiàn)場實驗證明，預(yù)警系統(tǒng)使龍山煤礦對災(zāi)害的預(yù)防有了充足的時間，同時能更加有針對性的制定消突措施，實現(xiàn)了高效消突，安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出綜合預(yù)警瓦斯災(zāi)害安全預(yù)防EstablishmentandApplicationofCoalandGasOutburstPre-warningTechniqueandComputerSysteminLongshanCoalMineZHUZhen1,2，WUBaolei3，MENGJie4,5，TAOYunqi4,5，WANGFeng4,5（1.AnyangXinlongcoal(Group)Co.,Ltd.AnYang,Henan455000;2.SchoolofSafetyEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China;3.School

of

Informatioecn

and

Control

Engineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China;4.ResearchInstituteofHenanEnergyandChemicalIndustryGroupCo.,Ltd,Zhengzhou,Henan450046,China;5.HenanEngineeringResearchCenterofsimultaneousextractionofcoalandgaswithLowpermeability&outburstcoalseam,Henan450046,China;）Abstract：Longshancoalmineisoneofthehighoutburstmines,inordertomeettheneedsofhighefficiencyandproductionsafety,coalandgasoutburstpre-warningtechniqueandcomputersystemwasintroducedtolongshancoalmine.Thetechnologyinvolvedinallaspectsofgasoutburstprevention,includingtheoutburstpreventiontechnologysystemandsafetymanagementsystem.Fieldapplicationsprovedthat:Longshanminehasenoughtimetopreventiongasdisasterwithhelpofthepre-warningsystem,andformulatesmeasurescontrapuntallybyusingthepre-warningsystem,finally,Longshancoalminecaneliminatetheoutburstdangerefficientlyandproducesafely.Keywords：gasoutburst;pre-warningandforecasting;gasdisaster;preventionandsafety0前言我國是煤與瓦斯突出事故最嚴(yán)重的國家之一，突出礦井多、分布廣、突出事故多，重特大突出事故時有發(fā)生。通過大量突出事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，防突措施落實不到位和防突管理不到位是突出事故的主要直接原因。實踐證明，通過多種途徑實現(xiàn)突出危險性、隱患的超前預(yù)警和強化防突管理是有效防突的重要手段[1-5]。煤與瓦斯突出是煤炭采掘過程中易發(fā)生的一種大型動力災(zāi)害，其突出能量大，破壞能力強，易導(dǎo)致大規(guī)模的人員傷亡，嚴(yán)重影響著煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。要對煤與瓦斯突出進行有效的預(yù)防和治理，首先要進行有效的預(yù)警[6]。目前突出危險性預(yù)測的常用指標(biāo)主要包括區(qū)域預(yù)測指標(biāo)和工作面預(yù)測指標(biāo)，區(qū)域預(yù)測指標(biāo)分為單因素指標(biāo)法(瓦斯壓力或瓦斯含量)和綜合指標(biāo)D和K等，工作面預(yù)測指標(biāo)（鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)、鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標(biāo)等）。常規(guī)的煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)是抽檢式、不連續(xù)、局部的預(yù)測，具有相當(dāng)大的局限性[7-8]，這種傳統(tǒng)的煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)是一種抽檢式的、不連續(xù)的、局部突出危險性預(yù)測方法，某一預(yù)測指標(biāo)只能間接和部分的反映影響突出危險某一因素，沒有從大的區(qū)域角度提前對瓦斯災(zāi)害及嚴(yán)重程度進行提前預(yù)警，并建議礦井采取相應(yīng)的措施，具有相當(dāng)大的局限性。煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)利用智能信息化裝備和技術(shù)，將災(zāi)害預(yù)警理論運用于礦井瓦斯災(zāi)害防治領(lǐng)域，實現(xiàn)了礦井瓦斯災(zāi)害的超前預(yù)警[9]1煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)的建立1.1預(yù)警系統(tǒng)的基本原理及流程煤與瓦斯突出綜合管理及預(yù)警平臺一方面要把采掘部署、瓦斯地質(zhì)分析、預(yù)測預(yù)報、防突措施、效果檢驗、安全防護措施等信息錄入到預(yù)警平臺的中央數(shù)據(jù)庫。在這些信息的收集、錄入的過程中把設(shè)計、施工、監(jiān)督、反饋、措施調(diào)整、評價、確認(rèn)等各個環(huán)節(jié)融入到預(yù)警體系中，實現(xiàn)安全信息集中管理與共享，同時也實現(xiàn)了防突的精細(xì)化和規(guī)范化的管理，加強了對防突的設(shè)計、施工、驗收等環(huán)節(jié)的監(jiān)管；另一方面煤與瓦斯突出綜合管理及預(yù)警平臺實時、連續(xù)的采集安全監(jiān)控實時數(shù)據(jù)。然后通過計算機系統(tǒng)及預(yù)警平臺各專業(yè)的軟件進行對數(shù)據(jù)進行挖掘與分析，依據(jù)礦井實際制定的預(yù)警規(guī)則庫，確定預(yù)警等級，最后通過局域網(wǎng)發(fā)布圖3龍山煤礦煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)終端分布安全生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是瓦斯突出災(zāi)害預(yù)警的基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集與分析需要“一通三防”、地測、調(diào)度、監(jiān)測等多個部門協(xié)同作業(yè)，因此必須要有嚴(yán)格的系統(tǒng)應(yīng)用流程。系統(tǒng)應(yīng)用流程：=1\*GB3①生產(chǎn)技術(shù)部繪制采掘巷道圖并建立檔案→通風(fēng)防突部根據(jù)本礦特點設(shè)置工作面預(yù)警指標(biāo)和臨界值→通風(fēng)區(qū)隊將傳感器布置在指定位置并反饋給通風(fēng)防突部。=2\*GB3②生產(chǎn)技術(shù)部錄入地質(zhì)構(gòu)造、巷道進尺等信息，通風(fēng)防突部錄入校檢指標(biāo)、防突措施、煤層及瓦斯基本測定參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。=3\*GB3③預(yù)警系統(tǒng)實時分析處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或趨勢時及時預(yù)警，總工、安全礦長、通風(fēng)副總等礦領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)備終端會在第一時間發(fā)出警報信息。=4\*GB3④礦領(lǐng)導(dǎo)介入進行指揮，并及時停止工作面施工，召開緊急會議分析問題，采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。=5\*GB3⑤警報解除后，繼續(xù)施工。=6\*GB3⑥撤回傳感器，準(zhǔn)備下一個工作面的安裝使用工作。2.3應(yīng)用結(jié)果龍山煤礦煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)建成后，綜合預(yù)警系統(tǒng)在11011上順槽反掘頭、11071上順槽、11101工作面、23043工作面共觸發(fā)狀態(tài)預(yù)警和趨勢預(yù)警各1575次，其中狀態(tài)預(yù)警正確1544次，趨勢預(yù)警正確1563次，平均準(zhǔn)確率達到97%，狀態(tài)預(yù)警出錯率高于趨勢預(yù)警的出錯率。其中11011上順槽反掘頭總預(yù)警次數(shù)92次，狀態(tài)預(yù)警次數(shù)正確88次，錯誤3次，趨勢預(yù)警次數(shù)正確90次，錯誤1次，可靠率96%；11071上順槽總預(yù)警次數(shù)566次，狀態(tài)預(yù)警次數(shù)正確554次，錯誤12次，趨勢預(yù)警次數(shù)正確560次，錯誤6次，可靠率97%；11101工作面總預(yù)警次數(shù)452次，狀態(tài)預(yù)警次數(shù)正確436次，錯誤16次，趨勢預(yù)警次數(shù)正確447次，錯誤5次，可靠率95%；23043工作面總預(yù)警次數(shù)466次，狀態(tài)預(yù)警次數(shù)正確466次，錯誤0次，趨勢預(yù)警次數(shù)正確446次，錯誤0次，可靠率100%；預(yù)警結(jié)果準(zhǔn)確性統(tǒng)計主要就突出危險性比較大的11071上順槽和11101工作面預(yù)警結(jié)果進行統(tǒng)計分析，預(yù)警系統(tǒng)分析結(jié)果與實際工作面突出危險情況基本一致，預(yù)警系統(tǒng)能準(zhǔn)確給出預(yù)警信息，部分錯誤報警主要是由系統(tǒng)維護初期的數(shù)據(jù)錄入錯誤或瓦斯涌出數(shù)據(jù)受井下風(fēng)筒移動、調(diào)校調(diào)校等干擾情況所致。綜合統(tǒng)計11071上順槽、11101工作面、11011上順槽反掘頭等作面的預(yù)警準(zhǔn)確率和區(qū)域效檢、瓦斯地質(zhì)等6個方面的專項預(yù)警準(zhǔn)率，可以看出，龍山煤礦預(yù)警結(jié)果準(zhǔn)確率約在82.1~90.2%之間，平均83.9%；瓦斯涌出專項預(yù)警準(zhǔn)確率在74%以上，其他專項預(yù)警準(zhǔn)確率在88%，瓦斯涌出專項預(yù)警準(zhǔn)確率偏低，這與風(fēng)筒移動、風(fēng)機調(diào)試、傳感器調(diào)校、井下采掘活動影響等有很大關(guān)系。3結(jié)論龍山礦使用的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)從突出防治工作涉及的生產(chǎn)、地測、防突、措施、施工、監(jiān)督、預(yù)測預(yù)報、監(jiān)測監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)入手，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，充分融合突出礦井防突技術(shù)體系及安全管理制度，實現(xiàn)了安全信息的動態(tài)共享。預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，能全面地對煤與瓦斯突出相關(guān)因素和突出征兆進行實時監(jiān)測、智能分析，及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并做出警示。實現(xiàn)了各部門之間相關(guān)信息的實時共享和在線分析功能，使各部門之間的信息更加透明，措施制定、實施、驗收人員掌握的資料更加全面，為科學(xué)地制定、嚴(yán)格地實施防突措施提供了保障。與此同時，與預(yù)警系統(tǒng)相配套的預(yù)警響應(yīng)管理體制能保證發(fā)現(xiàn)的突出隱患及時、徹底消除。從而實現(xiàn)了防突工作的全過程、全方位控制。發(fā)現(xiàn)異常情況能夠及時預(yù)警，有效避免了突出危險事故的發(fā)生，同時提高了工作面的掘進速度，達到了安全高效生產(chǎn)的目的。參考文獻[1]俞啟香.礦井瓦斯防治〔M〕．徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1992．[2]于不凡．煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊[M]．北京:煤炭工業(yè)出版社，2005:491－497．[3]李學(xué)來，劉見中.瓦斯災(zāi)害防治新技術(shù)[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2001,14（7）：101-104[4]胡千庭.預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害新技術(shù)的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