浅析煤与瓦斯突出预警技术及其应用

（郑州煤电股份有限公司超化煤矿 河南 450000）

煤矿井含有大量的煤体和瓦斯，煤矿开采期间，矿井会在短时间内喷出大量的煤体和瓦斯，这会对开采作业进行时采用的机械设备，作业人员造成危害，威胁作业人员生命，甚至会发生爆炸事故，这会造成较为严重的社会影响。由此可见，加强对煤与瓦斯突出预警技术的研究与应用意义重大。

1.煤与瓦斯突出内容概述

煤矿开采挖掘期间，煤与瓦斯突出是一项比较常见的危害，主要是在进行煤矿井下采掘时，外界会对煤与瓦斯造成一定程度冲击，在短时间内，挖掘空间内会向外部喷射出大量的煤与瓦斯。这种类型突出具有较大破坏性，若突出周围存在作业人员，将会导致作业人员发生窒息，同时，也会对开采时采用的各项机械设备造成严重破坏，情况严重时，会造成瓦斯爆炸，这将会造成巨大的经济损失。

近几年，人们对煤与瓦斯需求量不断增多，这也就促进了我国煤矿开采行业的发展，但是，在实际开采过程中也暴露出了许多问题，特别是我国煤与瓦斯突出矿井数量多，而分布十分广泛，技术水平的快速提升使煤矿挖掘深度不断增多，这也就会导致地质稳定性变差，煤矿开采时，安全事故时有发生[1]。而在煤矿开采期间，做好预测，可以最大程度减小煤与瓦斯突出造成的后果，因此，相关人员在对煤与瓦斯突出问题进行研究，要加强对预警技术的分析，合理应用该项技术，降低事故发生几率[2]。

2.采用煤与瓦斯突出预警技术的意义

煤矿开采期间若煤与瓦斯发生突出安全事故，这将会造成较为严重的不良影响，会对人们的生命财产安全造成威胁，影响社会的整体稳定性。随着人们对技术研究的不断深入，各项技术的升级和现实需求，预警技术应运而生，通过对该项技术的应用，能够深入、全面了解煤与瓦斯突出的实际情况，对日常作业开展过程中的各项内容、周围空间遭受到的具体影响、煤与瓦斯突出发生的各种可能性等各项内容进行全面分析，再依据具体情况完成相应判断，发出相应的预警结果，对当前采掘安全性，以及未来发展的主要趋势，进而制定出一套合理的防范举措，降低安全事故发展几率[3]。煤与瓦斯突出预警要依据图1流程进行。

图1 煤与瓦斯突出预警流程

3.煤与瓦斯突出预警特征

(1)综合性

导致煤与瓦斯突出事故发生的危险源众多、事故复杂等多项特点，在实际问题分析期间从危险源理论和系统理论出发，对以引起事故的各种危险源进行动态监测，做好跟踪和综合分析作业，从而实现多因素、多方面、多指标灾害预警。

(2)动态性

依据矿井下作业动态改变，地质和环境具有多边性等特点，煤与瓦斯突出预警要具有动态检测原则，具体作业开展期间，对危险源、环境条件参数、防治和管理措施等各项内容进行动态监测，对采取的措施是否可以适应危险源发生的改变进行明确。

(3)前瞻性

煤与瓦斯突出事故发生具有突然性特点，突出预警在空间和时间两个方面都要具有一定前瞻性，通过对采用的各种模型进行预测和分析对工作面前方和以后一段时间预警指令的具体变化和整体趋势进行分析，进而可以在事故发生前就超前预警，降低事故发生几率，降低事故造成的危害[4]。

(4)实时性

煤与瓦斯突出事故发生前，监测指标会发生突然性改变，因此，突出预警必须要有较强的实时性，掌握监测点的具体危险状态，进而能够快速采取合理措施完成预防。

(5)智能性

煤与瓦斯突出预警要尽量在短时间内完成，为了实现这一目的，预警作业要尽量借助智能技术实现。

4.煤与瓦斯突出预警技术的应用

(1)动态预警

动态预警技术在具体应用时各项指标都建立在现有经验之上，各项指标达到的临界点也都是建立在大量试验数据分析统计内容基础上的，但是，在煤矿开采期间，挖掘煤体时，存在大量不稳定因素，各种不同情况发生的精准性无法确保，这也就加大了各种安全事故发生几率[5]。因此，在与静态预警技术相比，动态预警技术显然更加适合煤与瓦斯突出预警的发展趋势，动态预警技术在具体应用时，可以有效规避静态预警应用时的一种先进技术，可以长期对该项技术进行应用。

(2)声发射和电磁辐射预警技术

声发射和电磁辐射预警技术这两种技术都是具有前途的技术，两种技术都是地球物理方法，通过对这两种技术进行应用，可以对矿井内部产生的具体能量进行精准判断，对这两种技术进行应用，完成对煤与瓦斯突出情况的探究，可以起到良好的预警作用。声发射预警技术在具体应用时的原理就是在采掘矿井期间，煤和岩石都会遭受到外力影响，在该过程中会形成弹力波，各项信息内容都能够精准反应到仪器设备上，进而科学判断各项裂缝位置，以及裂缝的严重情况[6]。近几年，随着科技的不断发展，包括声接收技术、计算系统等各项技术都有所提高，声发射预警技术具有不错应用前景，具有良好的发展前景和应用前途，在日后研究与应用过程中能够取得一定突破[7]。电磁波辐射预警技术在具体应用时能够实现无接触，接收到的矿井信息十分完整，而且电磁波传输相对简单，而且不会对作业操作造成不良影响，可以连续监测，这不仅能够完成对煤体内部可能出现的突出位置和突出危险进行全面监测，而且能够对验收前的防范突出措施取得的效果进行验收。在对电磁辐射预警技术进行应用时，要对采用的各项设备进行完善，进而使该项技术在应用时能够发挥出良好作用。

(3)通过煤层温度改变预警

现代煤矿开采过程中采掘环境越来越复杂，这也使相关人员加强了对煤与瓦斯突出问题的研究。煤矿开采期间，矿井内部温度会发生改变，煤体由于外力作用影响，会形成不同动力，这就会导致煤层温度发生改变。煤矿开采期间，煤层发生动力越大，这也就会导致煤体出现的裂缝就越大，这一情况的发生会导致煤体温度不断升高，而当煤体温度上升到一定高度，这也就说明煤体遭受到了破坏，这将会导致原本存在于煤体中瓦斯被释放出来，然后会由于吸收热量，而使煤体温度逐渐降低。由此可见，在煤矿开采过程中，通过对煤体温度发生的变化情况就能够掌握的矿井内部情况，若温变化出现了异常情况，相关人员需要注重该项问题，及时采取合理措施防止煤矿开采时瓦斯爆炸的发生。

(4)高科技的突出预警技术

信息技术的飞速发展使其在许多的行业都得了广泛应用，而且从具体应用情况来看也取得了不错的应用效果，其在应用过程中的优势也变得更加明显，可以将其合理应用在煤与瓦斯突出预警防范中，通过对大数据进行应用，能够实现对安全事故发生具体原因的分析，然后在此基础上，建设一套完善的预警系统，通过对具体工作开展期间的各项经验进行总结，掌握事故发生规律，以及应对煤与瓦斯突出情况应急措施，在煤与瓦斯发生突出前，能够准确预警。同时，在对预警系统进行应用时，要不断对系统进行完善，提高系统在运行过程中的稳定和安全性，确保预警系统在应用时的作用能够得到合理发挥，使其能够第一时间接收得到煤与瓦斯的各项数据，依据实际情况，最快制定出具有针对性的解决措施，提升煤矿开采作业安全性，降低事故发展几率。

5.结语

随着人们对煤与瓦斯突出预警技术研究的深入，预警技术在应用过程中取得了一定成绩。但是，因为我国矿井分布较为广泛、地质条件十分复杂，因此，预警技术在应用时具有局限性，在此背景下，要加强对各种先进技术的研究与应用，更好的完成对煤与瓦斯突出情况的预警，尽量降低事故发生几率。