第一節(jié)頂板災(zāi)害防治新技術(shù)第二節(jié)礦井瓦斯防治新技術(shù)第三節(jié)礦井粉塵防治新技術(shù)第四節(jié)礦井火災(zāi)防治新技術(shù)第五節(jié)礦井水災(zāi)防治新技術(shù)（一）頂板狀態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

礦井頂板災(zāi)害分為采場(chǎng)頂板和巷道圍巖兩種類型的災(zāi)害事故。采場(chǎng)頂板狀態(tài)反映礦壓情況，監(jiān)測(cè)參數(shù)包括支護(hù)和頂板狀態(tài)。頂板離層監(jiān)測(cè)通過鉆孔觀測(cè)深部巖層變形評(píng)估離層程度。圍巖松動(dòng)圈測(cè)定通過超聲波測(cè)試評(píng)估圍巖強(qiáng)度變化。巷道支架載荷監(jiān)測(cè)觀測(cè)支架承受載荷以驗(yàn)證安全程度。圍巖應(yīng)力測(cè)試可在設(shè)計(jì)前或支護(hù)條件下進(jìn)行，以確定支護(hù)方案和煤柱寬度參數(shù)。應(yīng)力測(cè)試方法包括應(yīng)力解除法、應(yīng)力恢復(fù)法和水壓裂法。圍巖狀態(tài)監(jiān)測(cè)通常選擇表面位移和支護(hù)載荷作為參數(shù)。一、頂板狀態(tài)監(jiān)測(cè)新技術(shù)（二）礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)內(nèi)容）（1）巷道監(jiān)測(cè)使用離層位移傳感器監(jiān)測(cè)頂板離層位置、速度變化和兩幫內(nèi)的顯著變形，以評(píng)估頂板及兩幫的破壞范圍和巷道穩(wěn)定性，并進(jìn)行安全等級(jí)評(píng)價(jià)。利用錨桿載荷應(yīng)力傳感器監(jiān)測(cè)巷道頂板、兩幫的錨固力及其變化規(guī)律，評(píng)價(jià)錨桿的工作狀態(tài)和頂板安全性，為錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。（2）回采工作面監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)端頭支架的工作阻力變化，以確保端頭支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性，并為確定最佳的端頭支護(hù)方式和參數(shù)提供依據(jù)。分區(qū)監(jiān)測(cè)工作面內(nèi)支架的工作阻力變化，評(píng)價(jià)支架支護(hù)效果、適用性及頂板來壓規(guī)律。（3）回采工作面監(jiān)測(cè)在超前平巷中埋設(shè)傳感器，監(jiān)測(cè)超前支承壓力的影響范圍、峰值、峰值位置及前移速度，為超前支護(hù)范圍和預(yù)防沖擊地壓提供依據(jù)。（二）礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（實(shí)現(xiàn)目標(biāo)）實(shí)現(xiàn)井上計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)和報(bào)警、井下現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)和報(bào)警、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)、連續(xù)監(jiān)測(cè)曲線顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表輸出以及綜合分析和頂板安全評(píng)估。提供網(wǎng)絡(luò)用戶Web訪問模式在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息共享、綜合分析和頂板安全評(píng)估、監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)網(wǎng)上報(bào)表、重要事件的GPRS短信尋呼功能。（一）超前液壓支架(特點(diǎn))一、頂板災(zāi)害控制新技術(shù)

超前液壓支架具有一定的支撐能力，并且支撐能力與金屬支架的承載能力相匹配，采用該支架支護(hù)，避免了對(duì)巷道的反復(fù)支撐，減緩了巷道圍巖的變形，保持了巷道斷面的完好。超前液壓支架采用液壓油缸來控制支撐巷道壓力，因此具有很好的動(dòng)壓讓壓特性，能與巷道圍巖壓力顯現(xiàn)相適應(yīng)。超前液壓支架布置的形式為順向，支架隨著綜采工作面向前推進(jìn)，可以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的推進(jìn)速度。超前液壓支架梁體、側(cè)護(hù)板可根據(jù)巷道斷面形狀來調(diào)節(jié)，具有良好的接頂性和護(hù)幫能力。超前液壓支架行走依靠推移油缸來完成，同轉(zhuǎn)載機(jī)互為支點(diǎn)。超前液壓支架的工作阻力滿足巷道頂板壓力的要求。（一）超前液壓支架(基本結(jié)構(gòu)與工作原理)

工作原理：在正常情況下，支架處于支承狀態(tài)，推移時(shí)根據(jù)巷道圍巖情況進(jìn)行降架、推移、支承等。在頂板差、順槽采用工字鋼棚支護(hù)的情況下，支架可采用帶壓推移，可挑梁、替柱很好地滿足頂板支護(hù)需要，而操作又在工作面端頭支架上進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離控制，保證了操作人員操縱支架的安全性。在轉(zhuǎn)載機(jī)向前推移時(shí)，支架油缸處于收縮狀態(tài)，在轉(zhuǎn)載機(jī)推移后，超前支架利用自身的油缸將支架推出。支架由工作面泵站供液，巷道超前液壓支架數(shù)量可根據(jù)順槽超前壓力情況而定。（二）錨桿支護(hù)成套技術(shù)巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試技術(shù)：煤炭科學(xué)研究總院研發(fā)了地質(zhì)力學(xué)快速測(cè)試系統(tǒng)，包括水壓致裂地應(yīng)力測(cè)量裝置、鉆孔觸探法強(qiáng)度測(cè)定裝置和礦用電子鉆孔窺視儀。通過在全國(guó)20多個(gè)礦區(qū)進(jìn)行300余個(gè)測(cè)站的測(cè)量工作，獲得了地應(yīng)力場(chǎng)、圍巖強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)分布特征及規(guī)律的數(shù)據(jù)，為巷道布置與支護(hù)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)參數(shù)。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法：采用動(dòng)態(tài)性、系統(tǒng)性、信息化的設(shè)計(jì)方法，通過數(shù)值模擬確定合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的信息收集、分析與反饋。錨桿支護(hù)施工機(jī)具與工藝：引進(jìn)和開發(fā)了錨桿鉆機(jī)、大扭矩氣動(dòng)扳手、液壓扳手等機(jī)具，以及系列錨索張拉設(shè)備，提高了施工速度和質(zhì)量。錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測(cè)與礦壓監(jiān)測(cè)：開發(fā)了錨桿拉拔計(jì)、聲波錨固質(zhì)量檢測(cè)儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)錨固性能和安裝質(zhì)量的檢測(cè)，并開發(fā)了先進(jìn)的巷道礦壓綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保巷道安全。錨固與注漿聯(lián)合加固技術(shù)：研發(fā)了不同形式的注漿錨桿，解決了不同圍巖條件下的加固問題，并開發(fā)了化學(xué)加固材料，適應(yīng)不同的圍巖條件。一、瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)煤層瓦斯原位探測(cè)儀：能直接深入煤層內(nèi)部進(jìn)行探測(cè)，記錄煤層瓦斯抽采孔內(nèi)壓力和溫度的變化。包括水力密封、原位探測(cè)和氣體采樣三個(gè)部分，利用內(nèi)置的傳感器接收煤層瓦斯的滲透壓力和溫度變化，通過水壓泵提供的泵壓實(shí)現(xiàn)座封，并利用氣體采樣裝置自動(dòng)收集氣樣以供實(shí)驗(yàn)室分析。有線瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：主要采用催化燃燒型和電化學(xué)型傳感器，但其穩(wěn)定性差、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、校對(duì)周期短?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜傳感器作為一種新型瓦斯傳感器，在國(guó)外得到很好的發(fā)展。無線傳感瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：無線傳感瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息控制中心包括通信機(jī)、信息處理服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)無線瓦斯傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、預(yù)警和報(bào)警等功能。瓦斯巡更儀：是煤礦瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要補(bǔ)充設(shè)備，為井下瓦斯巡查人員設(shè)計(jì)，可提醒執(zhí)行巡檢任務(wù)，記錄瓦斯?jié)舛鹊刃畔?，通過RFID功能將信息傳輸?shù)降孛嬷行恼?。一、瓦斯爆炸預(yù)防技術(shù)在上隅角安裝風(fēng)障，引導(dǎo)風(fēng)流以沖淡瓦斯，適用于瓦斯涌出量不大、上隅角瓦斯積聚不嚴(yán)重的情況。使用風(fēng)水炮彈噴水方法，尤其適用于大采高綜采工作面，結(jié)合風(fēng)障引導(dǎo)風(fēng)流效果更佳，可解決瓦斯積聚問題。安裝小功率風(fēng)機(jī)在上隅角，采用局部通風(fēng)的方式處理瓦斯聚積，適用于瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯積聚嚴(yán)重的情況。（一）防止瓦斯積聚1、防止上隅角瓦斯積聚2、防止頂板冒落處瓦斯積聚高壓風(fēng)管吹風(fēng)：對(duì)于冒落面積不大的情況，采用高壓風(fēng)管吹風(fēng)可解決頂板冒落處瓦斯積聚問題。支護(hù)充填：對(duì)于大面積的頂板冒落處，可采用支護(hù)充填方法。在工作面撤架放頂期間，頂板易破碎導(dǎo)致冒落，引發(fā)瓦斯積聚，使用不燃性材料充填可排除瓦斯積聚。利用接風(fēng)袖：由于工作面停止推進(jìn)，支架長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)，加上支架下風(fēng)速較低，尤其在利用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，風(fēng)速不足以將瓦斯與空氣混合，導(dǎo)致瓦斯積聚。為解決此問題，可利用接風(fēng)袖不斷吹風(fēng)，根據(jù)支架型號(hào)，有效沖淡和排除瓦斯。（一）防止瓦斯積聚3、防止架間局部瓦斯積聚4、加強(qiáng)通風(fēng)增強(qiáng)通風(fēng)：是處理瓦斯積聚的最有效方法。盡管增加風(fēng)量會(huì)增加負(fù)壓，導(dǎo)致瓦斯涌出量增加，但在低瓦斯礦井中適度增加通風(fēng)量（提高風(fēng)速）對(duì)處理工作面頂板及支架下瓦斯積聚的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其負(fù)面影響。

對(duì)井下電氣失爆進(jìn)行控制：防爆電氣設(shè)備入井必須經(jīng)合格檢驗(yàn)；加強(qiáng)電纜保護(hù)，避免電纜碰撞、刺傷、劃傷等損傷；電纜導(dǎo)線無明接頭或“羊尾巴”等現(xiàn)象；設(shè)置漏電保護(hù)和接地保護(hù)裝置；對(duì)電氣設(shè)備的操作嚴(yán)格規(guī)范，定期進(jìn)行維護(hù)檢修。嚴(yán)格爆破過程，防止引燃瓦斯：要嚴(yán)格爆破安全過程，對(duì)爆破前后的瓦斯情況嚴(yán)格檢查，并遵循“一炮三檢”和“三人連鎖爆破”制的規(guī)范，爆破前后必須對(duì)煤塵進(jìn)行沖刷，保證爆破過程符合正規(guī)程序和操作流程。消除明火隱患：對(duì)于井下工作人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的安全培訓(xùn)教育，提高其安全意識(shí)，并制定嚴(yán)格的制度進(jìn)行管理，杜絕井下攜帶明火，實(shí)施入井檢身制度。（二）防止瓦斯引燃三、瓦斯抽采技術(shù)

煤礦瓦斯抽采是利用瓦斯泵或其他設(shè)備將煤層中高體積分?jǐn)?shù)的瓦斯抽出，并通過管網(wǎng)排至地面或礦井總回風(fēng)巷。這不僅降低了瓦斯涌出量、防止了瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出災(zāi)害，還將抽出的瓦斯作為煤炭的伴生資源加以開發(fā)利用。近年來，我國(guó)對(duì)煤礦瓦斯抽采十分重視，該工作也得到了較大發(fā)展。隨著煤礦開采深度和速度的增加，礦井瓦斯涌出量增大，瓦斯抽采已成為高瓦斯含量煤層開采的必不可少的安全環(huán)節(jié)。（一）開采層瓦斯抽采巷道抽采法：即提前準(zhǔn)備開采巷道并密閉進(jìn)行瓦斯抽采；另一種是鉆孔抽采法，通常用于大多數(shù)煤層的瓦斯抽采。這種方法施工簡(jiǎn)便，受到現(xiàn)場(chǎng)歡迎。很多礦井將鉆孔設(shè)在巖石巷道內(nèi)，避免進(jìn)入煤層，能夠早期進(jìn)行鉆孔預(yù)抽，有效解決瓦斯災(zāi)害問題。預(yù)抽開采煤層瓦斯方法：通過在煤層進(jìn)入的巷道沿線進(jìn)行鉆孔布置來實(shí)現(xiàn)。（1）預(yù)抽瓦斯方法（一）開采層瓦斯抽采（2）邊采邊抽或邊掘邊抽開采煤層瓦斯

在未經(jīng)預(yù)抽且時(shí)間不足的條件下，可采用邊采邊抽或邊掘邊抽方式，該方式是解決開采煤層采掘過程中瓦斯問題的一種有效方法。（二）鄰近層瓦斯抽采

鄰近層瓦斯抽采是一種卸壓瓦斯抽采方法。在多煤層條件下，由于開采層的采動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鄰近煤層的卸壓，進(jìn)而引起其膨脹變形和透氣性增大。為了防止和減少這些煤層的瓦斯涌出，可采用鄰近層瓦斯抽采方法。該方法效果取決于鉆孔布置，可根據(jù)煤層賦存條件和礦井開拓方式進(jìn)行合理布置。（二）鄰近層瓦斯抽采布置方式從開采層內(nèi)的巷道鉆孔進(jìn)入鄰近煤層抽瓦斯，適用于緩傾斜或傾斜的長(zhǎng)壁工作面。鉆場(chǎng)設(shè)置有兩種方式：一是設(shè)在工作面的回風(fēng)巷或回風(fēng)副巷內(nèi)，由鉆場(chǎng)向鄰近煤層打穿層鉆孔；二是設(shè)在工作面的進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)，由鉆場(chǎng)向鄰近層打穿層鉆孔。這種方法常用于抽取下部鄰近層的瓦斯。在開采層外的巷道進(jìn)行鉆孔，進(jìn)入鄰近煤層進(jìn)行瓦斯抽采。鉆場(chǎng)設(shè)在開采層底板的巖巷內(nèi)，通過鉆場(chǎng)向鄰近層打穿層鉆孔。這種抽采方式需要注意鉆孔必須深入鄰近層的卸壓帶內(nèi)，同時(shí)避開冒落和大的破碎裂隙區(qū)，以免鉆孔大量漏氣乃至失效。尤其在抽采上鄰近層時(shí)，更應(yīng)遵循這一原則。鉆孔應(yīng)穿入卸壓角邊界附近而又不過于深。若需要同時(shí)抽采多層鄰近煤層瓦斯，就要布置多個(gè)層位的抽采鉆孔。在鄰近層瓦斯抽采鉆孔的布置中，還應(yīng)考慮鉆孔的角度、間距、直徑等因素，以確保最佳的抽采效果。（三）采空區(qū)瓦斯抽采

在礦井瓦斯來源中，采空區(qū)的瓦斯涌出量占有相當(dāng)大的比例。目前，國(guó)內(nèi)外抽采采空區(qū)瓦斯的方法大致有：密閉抽采法、插管抽采法、向冒落拱上方打鉆孔抽采法、在基本頂巖石中打水平鉆孔抽采法、直接向采空區(qū)打鉆孔抽采法以及地面垂直鉆孔抽采法。

優(yōu)點(diǎn)在于抽采鉆孔布置簡(jiǎn)單，所需準(zhǔn)備工作量小，而且透氣性高。只要抽采鉆孔布置合理，則可達(dá)到比較好的抽采效果。但是，在抽采過程中應(yīng)當(dāng)注意采空區(qū)內(nèi)氣體成分的監(jiān)測(cè)和抽采負(fù)壓控制，否則，容易加大采空區(qū)漏風(fēng)和引起遺煤自燃。（四）煤層瓦斯抽采的工藝及設(shè)備

近年來，我國(guó)研制成功了系列化的瓦斯抽采鉆機(jī)，煤炭科學(xué)研究總院撫順分院研制的幸福—400型液壓鉆機(jī)，可鉆孔長(zhǎng)400m。煤炭科研院所和科技企業(yè)推出了幾種鉆孔機(jī)械，為鉆進(jìn)中深孔提供了條件。1、鉆孔設(shè)備（四）煤層瓦斯抽采的工藝及設(shè)備

封孔一般應(yīng)滿足密封性好、操作方便、速度快、材料或設(shè)施便宜等要求。巖石孔的封孔長(zhǎng)度一般為2～5m；煤孔的封孔長(zhǎng)度一般為4～10m；封孔段應(yīng)處于應(yīng)力集中區(qū)。目前，可采用的封孔方式有機(jī)械式封孔器封孔、充填材料封孔(包括水泥砂漿、黃泥及聚氨酯封孔)。從應(yīng)用效果來看，以聚氨酯封孔為好，但其成本較高，而且原材料有效期短。2、封孔工藝及設(shè)施（四）煤層瓦斯抽采的工藝及設(shè)備

目前，我國(guó)煤礦常用的抽采瓦斯泵有3種類型，即水環(huán)式真空泵、回轉(zhuǎn)式羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心式鼓風(fēng)機(jī)。瓦斯泵多數(shù)安裝在地面抽采站。為了適應(yīng)井下瓦斯抽采工作的需要，近年來又開發(fā)研制了井下移動(dòng)泵，如煤炭科學(xué)研究總院撫順分院生產(chǎn)的YD系列煤礦井下移動(dòng)抽采泵。3、抽采瓦斯泵（四）煤層瓦斯抽采的工藝及設(shè)備

一般情況下，抽采瓦斯管路中應(yīng)按規(guī)程的要求設(shè)置安全裝置，其主要作用是保障瓦斯管路安全、可靠、有效地運(yùn)行，便于控制、防止和消滅管路中的瓦斯爆炸與燃燒事故的發(fā)生和擴(kuò)大。

瓦斯抽采管路中的安全裝置主要有：放水裝置，防爆、防回火裝置，控制流量裝置，放空和避雷裝置等。4、抽采瓦斯管路中的主要安全裝置四、煤與瓦斯突出防治技術(shù)

煤與瓦斯突出是煤礦井下最為嚴(yán)重的動(dòng)力災(zāi)害之一。突出發(fā)生時(shí)，急速噴出的煤與瓦斯流具有極其強(qiáng)大的破壞力，摧毀巷道、破壞支架、造成礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)期停滯，造成大量的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重威脅著煤礦井下的安全生產(chǎn)。四、煤與瓦斯突出防治技術(shù)（一）煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

鉆孔瓦斯涌出初速度法、鉆屑量法、鉆屑倍率法和R指標(biāo)法，這些方法的實(shí)施有效減少了煤與瓦斯突出事故的發(fā)生，但由于低指標(biāo)突出和漏報(bào)等問題，突出事故仍然時(shí)有發(fā)生。

近年來，地球物理方法被認(rèn)為是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤礦動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象最有前途的方法之一，其中包括聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)、微震監(jiān)測(cè)技術(shù)和電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)等。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在電磁輻射預(yù)警煤巖動(dòng)力災(zāi)害方面進(jìn)行了深入研究，并研制了KBD5型和KBD57型電磁輻射監(jiān)測(cè)儀，已在多個(gè)煤礦進(jìn)行推廣應(yīng)用。近年來，針對(duì)電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度低、突出危險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別率低等問題，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)對(duì)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究、改進(jìn)和完善，顯著提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)趨勢(shì)性分析和突出危險(xiǎn)性預(yù)警提示。(二）煤礦防突工作的原則和流程

1、煤礦防突工作的原則

防突工作必須堅(jiān)持“區(qū)域綜合防突措施先行、局部綜合防突措施補(bǔ)充”的原則，按照“一礦一策、一面一策”的要求，實(shí)現(xiàn)“先抽后建、先抽后掘、先抽后采、預(yù)抽達(dá)標(biāo)”。突出煤層必須采取兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施，做到多措并舉、可保必保、應(yīng)抽盡抽、效果達(dá)標(biāo)，否則嚴(yán)禁采掘活動(dòng)。在采掘生產(chǎn)和綜合防突措施實(shí)施過程中，發(fā)現(xiàn)有噴孔、頂鉆等明顯突出預(yù)兆或者發(fā)生突出的區(qū)域，必須采取或者繼續(xù)執(zhí)行區(qū)域防突措施。(二）煤礦防突工作的原則和流程

2、兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)；區(qū)域防突措施；區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)；區(qū)域驗(yàn)證。局部綜合防突措施工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)；工作面防突措施；工作面防突措施效果檢驗(yàn)；安全防護(hù)措施。（三）區(qū)域防突措施

1、保護(hù)層開采

保護(hù)層是為了在突出礦井煤層開采中降低突出危險(xiǎn)性而首先開采的沒有突出危險(xiǎn)或危險(xiǎn)較小的煤層（巖層）。被保護(hù)層是指受保護(hù)層開采影響而在采掘過程中不再發(fā)生突出或降低突出危險(xiǎn)性的突出煤層。

對(duì)于存在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層，應(yīng)優(yōu)先開采危險(xiǎn)性較小的煤層，同時(shí)使承壓煤層卸壓，釋放積聚的能量，降低突出發(fā)生的可能性。近距離保護(hù)層（h≤10m）中距離保護(hù)層（10m＜h＜60m）遠(yuǎn)距離保護(hù)層（h≥60m）（三）區(qū)域防突措施

2、瓦斯抽采

瓦斯大量積聚的區(qū)域，在煤層開采前，可采用密封抽排法、插管抽排法、鉆孔抽排法等，提前將積聚的瓦斯抽出。這樣既減少了應(yīng)力集中，消除了突出隱患，又使瓦斯資源得到回收和利用。（三）區(qū)域防突措施

3、煤層注水

煤巖體呈脆性、硬度高時(shí)會(huì)增大突出發(fā)生的可能性，采用煤層注水的辦法可使煤層的力學(xué)性能發(fā)生變化，使彈性模量減小，塑性和承壓能力增大，同時(shí)使地應(yīng)力和瓦斯梯度減小，降低突出發(fā)生的可能性。水進(jìn)入煤層空隙后，還可增大瓦斯發(fā)散和流動(dòng)的阻力。（四）工作面防突措施

1、水力沖孔

水力沖孔的實(shí)質(zhì)也是對(duì)積聚的能量進(jìn)行提前釋放。在采掘工作開始前，使用高壓水射流對(duì)存在突出隱患的區(qū)域煤層進(jìn)行沖刷，并形成沖刷孔洞。沖孔過程中會(huì)排出一部分瓦斯和煤，起到局部卸壓的作用。（四）工作面防突措施

2、金屬骨架

金屬骨架屬于超前支護(hù)措施，用于石門揭穿煤層時(shí)防止突出。骨架揭穿煤層后，嚴(yán)禁回收和拆除骨架。該方法一般適用于瓦斯壓力相對(duì)較小的急傾斜煤層。（四）工作面防突措施

3、震動(dòng)性爆破

該方法是通過爆破震動(dòng)，人工對(duì)突出進(jìn)行提前誘導(dǎo)。在井巷揭開突出隱患煤層前，在工作面布置較多炮眼，以強(qiáng)力爆破的方式瞬間揭開突出煤層，利用爆破時(shí)的震動(dòng)力使煤層中的瓦斯迅速釋放。采煤機(jī)截割煤體時(shí),截齒刀尖前面的煤被壓實(shí)而成壓固核,當(dāng)接觸應(yīng)力增加到極限值時(shí),壓固核被壓碎產(chǎn)生煤塵。由于采煤機(jī)在工作面移動(dòng)作業(yè),這就決定工作面煤塵的濃度隨采煤機(jī)位置而變化。被采煤機(jī)割下和被滾筒拋出的煤,在其彈性恢復(fù)時(shí)沿裂縫繼續(xù)分離成更小煤塊,同時(shí)產(chǎn)生煤塵。截齒對(duì)煤體的沖擊、割下來的煤碰撞及滾筒螺旋葉片裝煤時(shí)二次破碎產(chǎn)生煤塵。移支架產(chǎn)塵與頂板強(qiáng)度成反比,移架落下的煤體互相碰撞,擊碎時(shí)產(chǎn)生大量粉塵。一、綜采工作面的塵源現(xiàn)狀(一)煤層注水防塵

回采前預(yù)先注水濕潤(rùn)煤體是減少綜采工作面粉塵產(chǎn)生的有效措施之一。煤層注水是通過鉆孔借助水的壓力，將水注入即將回采的煤層中，使之沿著煤的裂隙包圍被分割的煤體，并借助煤的孔隙及水的重力向煤體內(nèi)部滲透，增加煤層水分和煤體黏合力，從而降低煤體破碎時(shí)煤塵的生成和飛揚(yáng)。煤層注水預(yù)先濕潤(rùn)煤體具有綜合效益，既能降低煤塵的生成，又能驅(qū)趕煤體中的游離狀態(tài)瓦斯，而且使落煤時(shí)瓦斯涌出量減少，降低工作面氣溫，減少煤壁片幫等。二、綜采工作面防塵措施(二)噴霧降塵（1）采煤機(jī)本身有內(nèi)外噴霧裝置。該裝置是把壓力水高度擴(kuò)散，使其霧化，形成塵源與外界隔離的水幕，將塵粒攔截、凝結(jié)并使其沉降，并具有沖淡瓦斯、冷卻截齒、濕潤(rùn)煤壁和防塵截割火花等作用。（2）水幕降塵。在含塵量大的區(qū)域利用多個(gè)噴霧器噴射形成水幕凈化風(fēng)流使懸浮粉塵沉降。要求水幕粒度細(xì)而密度大，水霧顆粒具有較高的速度。(三)液壓支架負(fù)壓誘導(dǎo)式噴霧降塵系統(tǒng)1、綜采工作面負(fù)壓誘導(dǎo)式除塵系統(tǒng)組成供水系統(tǒng)：系統(tǒng)為一自清式水過濾器，將其安放在綜采設(shè)備列車所設(shè)專用主機(jī)平板車上，進(jìn)水口接綜采系統(tǒng)靜壓水管路，水經(jīng)過濾器過濾后再經(jīng)調(diào)壓后送出。壓氣系統(tǒng)：壓氣系統(tǒng)主要部件為1臺(tái)6m3單螺桿空壓機(jī)，將其放在綜采移變列車所設(shè)專用主機(jī)平板車上并固定。噴霧總成：噴霧總成每2架1組，運(yùn)輸巷1組，回風(fēng)巷1組。控制系統(tǒng)：采用手動(dòng)、自動(dòng)可轉(zhuǎn)換控制方法，所有控制單元采用電液閥、手動(dòng)閥兩種控制。自動(dòng)控制信號(hào)取自綜采機(jī)組、隨機(jī)噴霧，當(dāng)自動(dòng)控制部分故障或其他原因時(shí)，可轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)控制噴霧組工作或停止。管路系統(tǒng)：管路系統(tǒng)分為供水管路系統(tǒng)和供氣管路系統(tǒng)，主管路均采用25mm高壓鋼編膠管，接頭等部件全部為DN系列管件。(四)通風(fēng)排塵

綜采工作面的通風(fēng)強(qiáng)度直接影響到工作面的粉塵濃度。最佳排塵風(fēng)速與煤體水分、采煤機(jī)生產(chǎn)能力和防塵措施及效果有關(guān)。一般最佳排塵風(fēng)速為1.5～2.2m/s，但采取有效防塵措施后，最佳排塵風(fēng)速有所增加。為適應(yīng)高風(fēng)速通風(fēng)的狀況，必須加強(qiáng)煤層注水等綜合防塵措施，以降低綜采工作面的粉塵濃度。(五)個(gè)體防護(hù)

雖然已經(jīng)有了上述防塵措施，但是某些防塵措施難以顧及的作業(yè)地點(diǎn)，粉塵濃度仍然很高，所以個(gè)體防護(hù)是綜合防塵工作中不容忽視的一個(gè)重要方面。個(gè)體防護(hù)主要是指佩戴防塵用具，其中包括：防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器、防塵口罩、防護(hù)眼鏡等，這樣可以大大改善工作人員的身體健康狀況。進(jìn)一步研究煤層注水工藝參數(shù)和設(shè)備：選擇合適的鉆孔布置方式、封孔工藝、注水方法和設(shè)備，以充分濕潤(rùn)煤體，達(dá)到良好的防塵效果。加強(qiáng)采煤機(jī)防塵措施的研究：包括調(diào)整截齒數(shù)量、形狀和安裝方向，以及優(yōu)化牽引速度、截割速度和截深等參數(shù)，降低產(chǎn)塵量。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的綜采工作面防塵技術(shù)：如英國(guó)、德國(guó)和美國(guó)的吸塵滾筒技術(shù)，通過高壓水射流濕潤(rùn)粉塵，減少粉塵飛揚(yáng)。開發(fā)新型粉塵檢測(cè)技術(shù)和儀器：改進(jìn)現(xiàn)有的測(cè)塵方法和檢測(cè)儀器，特別是研制呼吸性粉塵測(cè)定儀和粉塵濃度連續(xù)監(jiān)測(cè)裝備，用于監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)防塵措施的效果。加強(qiáng)防塵工作的管理力度：建立健全的管理制度，定期培訓(xùn)工作人員，提高他們的素質(zhì)和防塵意識(shí)，建立完善的綜合防塵規(guī)章制度。三、綜采工作面綜合防塵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、礦井火災(zāi)的發(fā)生要素可燃物：煤炭及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤塵、坑木、機(jī)電設(shè)備、油料、炸藥等都是可燃物，是火災(zāi)發(fā)生的基本因素之一。熱源：在礦井中，煤的自燃、瓦斯、煤塵燃燒與爆炸、爆破作業(yè)、機(jī)械摩擦、電流短路、電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不良、吸煙、燒焊等都可能成為引火的熱源，是火災(zāi)發(fā)生的必要因素之一?？諝獾墓┙o：燃燒需要氧氣，空氣的供給是維持燃燒形成火災(zāi)的必要條件。在正常含氧氣量的空氣環(huán)境中，燃燒才能持續(xù)進(jìn)行，而貧氧的空氣則不利于燃燒。二、火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)新技術(shù)

我國(guó)煤礦外因火災(zāi)中，帶式輸送機(jī)火災(zāi)最為嚴(yán)重。隨著煤礦機(jī)械化程度的提高，帶式輸送機(jī)在煤礦運(yùn)輸中的使用增多，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加。雖然我國(guó)研制了多種帶式輸送機(jī)火災(zāi)檢測(cè)和自動(dòng)滅火裝置，但只對(duì)重點(diǎn)發(fā)火危險(xiǎn)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且不能準(zhǔn)確定位，溫度監(jiān)測(cè)也只是定溫感測(cè)，無法實(shí)時(shí)反映異常點(diǎn)的溫度。（二）煤層自燃火災(zāi)預(yù)報(bào)技術(shù)（一）帶式輸送機(jī)火災(zāi)的預(yù)測(cè)技術(shù)

目前，對(duì)于煤炭自燃進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法主要有指標(biāo)氣體分析法、測(cè)溫法、示蹤氣體法、氣味檢測(cè)法、測(cè)氡法、紅外熱像法等?！景咐?-2】帶式輸送機(jī)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所開發(fā)研制成功了帶式輸送機(jī)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由地面總站、井下基站和井下檢測(cè)分站、測(cè)溫電纜等組成。綜合能力強(qiáng)：融安全與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、人員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及程控調(diào)度通信系統(tǒng)等于一體，實(shí)現(xiàn)井下傳輸信道合一、全礦范圍內(nèi)各類煤礦監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)管理、與局計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)、與遠(yuǎn)程終端通過公用電話網(wǎng)連接等，大幅度減少信道與設(shè)備投資?？捎米鋈V井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中安全生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)。兼容性能好三、礦井防滅火技術(shù)（一）控制漏風(fēng)技術(shù)：在減少或消除松散煤體的氧氣供給，采用水泥噴漿、泡沫噴涂、納米改性彈性體材料涂抹、均壓等手段。這些方法各有優(yōu)劣，如水泥噴漿工作量大，回彈多，堵漏效果不理想；泡沫堵漏性能好但成本高，且高溫時(shí)釋放有害氣體；而納米改性彈性體材料具有氣密性好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。（二）火區(qū)惰化技術(shù)：目標(biāo)是降低火區(qū)的氧濃度，使火區(qū)窒息，采用注入N2和CO2等惰性氣體、注惰氣泡沫、注三相泡沫等方法。這些方法能有效迅速窒息明火，抑制煤層高溫火區(qū)的發(fā)展，但對(duì)大熱容的煤體降溫效果不佳，且火區(qū)易復(fù)燃，要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)堵漏風(fēng)工作技術(shù)較高。三、礦井防滅火技術(shù)（三）煤體阻化技術(shù)：目的是降低煤體的氧化活性，抑制煤氧結(jié)合，采用噴注CaCl2、MgCl2等吸水性鹽類、注惰化阻化劑等方法。這些技術(shù)能形成一層含水液膜，阻止煤氧接觸，同時(shí)在低溫氧化時(shí)溫度不易升高，抑制煤的自熱和自燃。（四）吸熱降溫技術(shù)：旨在降低高溫煤體溫度，徹底熄滅高溫火區(qū)，采用注水、灌漿、注液氮、注液態(tài)CO2等方法。這些技術(shù)中，水是最經(jīng)濟(jì)、來源最廣泛的吸熱降溫材料，能快速降低煤溫，大量水蒸氣具有沖淡空氣中的氧濃度、包圍、隔離火源、窒息火源的作用。（五）膠體防滅火技術(shù)：綜合了堵漏、降溫、阻化、固結(jié)水等功能，通過使水溶液在指定時(shí)間和位置膠凝，包裹高溫煤體，發(fā)揮水的吸熱降溫作用。相比于傳統(tǒng)方法，膠體技術(shù)能夠更好地解決泄漏流失問題，且在高溫條件下不會(huì)迅速汽化，滅火效果安全可靠。四、礦井火災(zāi)防治中存在的問題用于火災(zāi)監(jiān)測(cè)的傳感器種類單一，穩(wěn)定性差，精度不高，壽命短而且價(jià)格昂貴，極大地制約了火災(zāi)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展。煤礦自然發(fā)火期測(cè)定的實(shí)用技術(shù)尚未根本解決。隱蔽火源探測(cè)仍是當(dāng)今世界一大難題。一、礦井水災(zāi)發(fā)生的必要條件（一）充水水源：礦井充水水源主要有大氣降水、地表水、地下水。（二）充水通道：斷層裂隙：由地質(zhì)構(gòu)造斷裂形成的斷層破碎帶，或地震影響下形成的礦井裂隙，具有較好的透水性，成為天然充水通道。導(dǎo)水陷落柱：在可溶性巖層地區(qū)，地下水溶蝕形成洞穴，導(dǎo)致上覆巖層塌陷，形成環(huán)形柱狀陷落柱，成為水進(jìn)入礦井的通道。

頂板冒落裂隙：煤層開采形成采空區(qū)后，頂板巖層變形、移動(dòng)、破壞，可能形成導(dǎo)水通道。

底板突破通道：巷道掘進(jìn)破壞底板隔水層形成底板破壞式導(dǎo)水通道，導(dǎo)致承壓水涌入礦井。封堵不嚴(yán)的鉆孔：未封閉或封閉不嚴(yán)的廢井井筒和地質(zhì)勘探鉆孔，成為地下水源和通道。煤礦井筒：未封閉或井口低于最高洪水水位的井筒成為地表水進(jìn)入礦井的通道，造成淹井事故二、礦井水探測(cè)技術(shù)（一）電法勘探直流電法：主要觀測(cè)或利用穩(wěn)態(tài)電場(chǎng)進(jìn)行勘探。直流電阻率法就屬于這一分支。交流電法或電磁法：主要觀測(cè)或利用似穩(wěn)態(tài)電磁場(chǎng)和電磁波進(jìn)行勘探。電磁頻率測(cè)深法、無線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法等都屬于這一分支。過渡過程法或脈沖瞬變場(chǎng)法：主要觀測(cè)或利用電磁場(chǎng)的瞬態(tài)過程。（二）地震勘探地震勘探利用人工激發(fā)的地震波來探測(cè)地球，獲取巖層地質(zhì)信息。按照觀測(cè)空間和工作場(chǎng)所可分為地面和地下地震勘探，包括孔中和礦井地震勘探。根據(jù)地震波類型可分為體波勘探（如地面地震勘探）、面波勘探（如瑞利波勘探）和槽波勘探等。三、礦井水災(zāi)綜合防治技術(shù)（一）地表水防治措施（1）合理布置井筒位置：各井筒井口及工業(yè)場(chǎng)地的基礎(chǔ)標(biāo)高均應(yīng)比當(dāng)?shù)貧v年最高洪水水位高。（2）排放積水：礦區(qū)開采后的采空區(qū)易引起地面沉降塌陷，這些塌陷區(qū)容易積水，塌陷區(qū)范圍越大，積水越多，這些積水應(yīng)當(dāng)及時(shí)排放。（3）充填、平整塌陷區(qū)：煤層開采后往往形成采空區(qū)，若無專門的頂板管理技術(shù)，則必造成地表塌陷，這些塌陷區(qū)易積水，除及時(shí)排放塌陷區(qū)的積水外，也可用井下巷道掘進(jìn)出的矸石對(duì)塌陷區(qū)充填平整。（4）加固河床堵滲漏：礦區(qū)范圍內(nèi)有流水沿河床或溝底沿裂縫滲入井下時(shí)，則應(yīng)及時(shí)在滲漏區(qū)段用黏土、料石或水泥鋪墊河底，防止或減少滲漏。三、礦井水災(zāi)綜合防治技術(shù)（一）地表水防治措施（5）填堵通道：礦區(qū)范圍內(nèi)，因井下采掘活動(dòng)引起地面下沉、開裂、塌陷而形成的礦井進(jìn)水通道，應(yīng)用黏土、水泥或黏膠予以填堵。（6）整改河道：礦區(qū)范圍內(nèi)有河流、溝渠或其他積水區(qū)應(yīng)盡可能地改道或疏干，防止地表水經(jīng)過各種途徑進(jìn)入井下。（7）建排洪渠道：有足夠排洪能力的溝渠能在汛期有效防止山洪。（8）加強(qiáng)管理檢查工作：定期對(duì)上述措施進(jìn)行效果檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提出相應(yīng)措施，及時(shí)解決。（二）井下水防治技術(shù)（1）深入了解沖擊層的厚度和組成，各分層的透水性和含水性。（2）掌握斷層和裂隙的位置，落差以及長(zhǎng)度，破碎帶范圍及其含水情況和導(dǎo)水性能。（3）掌握各含水層和隔水層數(shù)量、厚度、位置、巖石性質(zhì)，各含水層的涌水量、水壓、滲透性及其到開采煤層的距離，地質(zhì)勘探鉆孔的填實(shí)情況及其透水性。（4）調(diào)查老窯和正在開采小煤窯的位置分布、開采范圍、開采深度和采空區(qū)的積水分布狀況，廢棄鉆孔的填實(shí)情況，掌握受采動(dòng)影響造成的塌陷區(qū)、裂隙、沉降帶的高度及其對(duì)涌水量的影響。1、查明充水水源和充水通道（二）井下水