[00830137]煤矿瓦斯突出动态预测和综合利用技术

防止煤矿瓦斯爆炸的关键技术包括：瓦斯抽放技术、矿井通风技术、煤与瓦斯突出防治技术、安全监测监控技术、煤矿火灾防治技术、煤矿粉尘防治技术等。从矿井抽放出来的瓦斯气体和通风出来的乏风气体含有不同成分的甲烷，它是一种可以充分利用的能源，如果排放到大气中则是巨大的环境污染源。煤矿瓦斯突出动态预测与智能报警系统煤与瓦斯突出的非接触式预测方法是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。因此，非接触式连续预测是目前瓦斯突出预测的主要研究方向。针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要，分别研究基于动态瓦斯涌出规律和基于光线传感器的工作面突出危险性连续监测技术与装备。通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标，建立煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，然后研究确定这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值，最后应用目前国际上较为先进的基于人工智能的预测诊断技术来综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性，实现工作面瓦斯动态涌出预测，并开发出瓦斯的智能报警系统。应用说明：中国是煤炭大国，具有丰富的瓦斯资源。然而由于种种原因，中国瓦斯的开发和利用规模普遍偏小。2004年全国国有高瓦斯突出矿井平均煤层气的开发率仅10％左右。中国高瓦斯矿井多，目前全国共有高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井9000多处，占矿井总数的30％左右。其中国有重点煤矿258处，占重点煤矿矿井总数的46％。瓦斯开发利用率低是造成瓦斯煤矿灾害事故居高不下的重要原因。国家安全生产监督管理总局提出的瓦斯治理原则是“先抽后采、监测监控、以风定产”，但目前中国煤矿的瓦斯利用率不高，经济效益不高，造成了煤矿对抽放设备和通风设备的投入小足，因此加强瓦斯的综合利用，是保证安全生产和提高煤矿经济效益的最重要的途径。瓦斯的利用主要分为两大类，采矿过程中抽放的矿井煤层气(CMM)的利用和矿井通风系统中乏风(VAM)的利用。(1)CMM的综合利用：CMM作为民用燃料的经济性评价。根据煤矿的地理位置和瓦斯的抽放产量，来评价管道运输、加压汽车运输等经济性。CMM发电技术的应用利用CMM发电的主要设备有燃气内燃机(gas engine)、燃气轮机(gas turbine)、燃煤锅炉煤层气混合燃烧和蒸汽轮机，联合循环、热电联产。中国目前的发电设备大多不能解决煤层气浓度变化引起的工作稳定性问题，而且没有大功率的瓦斯发电设备，因此引进国外先进技术，开发大功率的瓦斯发电设备，并且提高瓦斯发电的工作稳定性，就成为瓦斯发电研究中的重要问题。目前该校与日本三菱公司已展开合作，计划建立一个煤层气的示范电站，并可能通过技术转让的形式，提高国内同类设备的生产和设计技术。(2)VAM的综合利用：目前中国煤矿的矿井乏风排放量巨大，不仅污染环境，还浪费能源。如果能够充分利用矿井乏风，就可使安全生产走上良性循环轨道，极大地提高煤矿管理者改善矿井通风的意愿。VAM的主要利用有热逆流反应器、催化热逆流反应器、锅炉辅助燃烧系统、稀薄气体燃烧的燃气轮机等多种方式，目前此方面国内还没有开展研究和利用，该项目计划首先进行利用乏风作为锅炉辅助进风系统的工程可行性研究，然后与国外公司开展技术合作，研究稀薄气体燃烧的燃气轮机技术，提高VAM的综合利用程度。合作方式：面议。