论文部分内容阅读
摘 要:我国的煤炭资源储量豐富,但是煤矿煤层的地质构造却非常复杂。煤矿煤层的地质一般都较松软,坚固系数小,透气性低,地应力一旦增加,将会引起煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增加,导致煤与瓦斯突出危险性、频数、强度等均有所增加。重大特大瓦斯事故次数与伤亡人数越来越多。煤矿的瓦斯灾害主要包括煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧和窒息,煤矿的瓦斯治理过程控制主要是为了防止这些事故的发生,保护国家和人民的财产和生命安全。本文对煤矿瓦斯治理过程的控制方法进行了总结及介绍。
关键词:煤矿;瓦斯治理;过程控制;浅析;
中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-05-00255-01
一、煤矿瓦斯治理过程控制的研究背景
我国的煤炭资源储量丰富,但是煤矿煤层的地质构造却非常复杂。随着我国经济的快速发展,对煤炭的需求量与日俱增,致使我国的煤炭开采迅速向深度较深处延伸。同时,伴随着开采深度的增加,该地的地应力也会增加。煤矿煤层的地质往往均较为松软,坚固系数小,透气性低,地应力一旦增加,必然会引起煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增加,导致煤与瓦斯突出危险性、频数、强度等均有所增加。
二、煤矿瓦斯治理过程控制
(一)煤矿瓦斯治理过程。瓦斯治理是一种特殊的工程过程,是煤矿安全生产的关键环节和首要任务,是多个系统的综合协调。在煤矿瓦斯治理过程中,需要综合考虑各个系统的多个方面。首先,应进行基础资料的综合分析,包括煤炭层的地质构造、矿井的通风系统等,以此来预测区域突出危险性,当预测结果显示处于突出危险区时,应评估矿井的瓦斯抽采系统,选择适宜的防突措施,进行方案设计;然后进行瓦斯治理工程施工、抽采、排放,并进行施工的跟踪控制、区域措施效果检验;最后进行施工质量验收,并定期检修矿井的安全监控监测系统。
(二)煤矿瓦斯治理过程控制
1、内容,煤矿瓦斯治理过程控制是一项特殊的被控过程,并非完全自动化控制,其内容主要包括:煤矿瓦斯治理过程的跟踪控制、煤矿瓦斯抽采参数和排放参数的跟踪控制和煤矿瓦斯治理过程节点的控制三个方面,这三个方面的控制信号和特征参数无法做到自动反馈,只能依靠人工采集数据并进行测定记录,分析过程以保证控制过程稳定运行。
2、特点。(1)煤矿瓦斯治理过程控制是煤矿瓦斯治理过程的跟踪控制、煤矿瓦斯抽采参数和排放参数的跟踪控制和煤矿瓦斯治理过程节点的控制三种控制方法结合的产物。三种方法原理不同,控制过程和检验参数计算方法各异,但却又相互联系,缺一不可。(2)煤矿瓦斯治理过程控制的控制信号和特征参数无法做到自动反馈,只能依靠人工采集数据并进行测定记录,自动化程度不高,人工辅助对瓦斯治理过程控制必不可少。(3)煤矿瓦斯治理过程控制的每一种过程控制方法所得到的参数都不尽相同,应结合多种控制过程的检验参数生成方法,有时还需人为进行必要的补充。(4)煤矿瓦斯治理过程控制没有具体的物料和产品,整个控制过程都只基于特征参数和模型进行操作,具有很强的抽象性。
三、煤矿瓦斯治理的控制方法
(一)煤矿瓦斯治理跟踪控制。对穿层钻孔与顺层钻孔结合预抽煤层瓦斯技术过程进行跟踪控制,共需要跟踪以下六个阶段:一是穿层钻孔预抽瓦斯的施工阶段,二是穿层钻孔抽采瓦斯的过程;三是煤巷的挖进阶段;四是顺层钻孔施工阶段;五是顺层钻孔抽采瓦斯的过程;六是工作面回采阶段。抽采过程中一定要时刻监测瓦斯参数,维持稳定,同时也要注意巷道壁的稳定性,确保安全。
普遍使用的跟踪控制方法是借助参数绘制参数曲线的控制图法。该方法首先以检验参数的记录编号或发生时间为横坐标,以检验参数的数值为纵坐标,在坐标系里绘制出检验参数的序列值图像及其中心线,按规定要求添加上下控制界限(虚线)。然后利用统计学的分析原理分析该图像上一点代表的某地某时刻是否处于失控状态。
(二)煤矿瓦斯治理过程节点控制。煤矿瓦斯治理过程节点控制中的节点是时间上的概念,亦即某件里程碑性质事件的发生及发生时间,通常与诸多过程环节相连。一个较大的过程系统通常都会包含很多个重要事件,即包含很多个节点。节点控制指的就是每一个节点都要严格检查该节点之前的上一环节是否达到要求或目标,如果上一阶段完成情况良好,该节点可以通过,进行下一阶段;否则必须采取措施才可通过。
综合实际经验及瓦斯治理控制目标,现将节点划分为六种类型:第一,对煤矿瓦斯治理工程的工作质量进行验收;第二,对煤矿瓦斯治理措施效果进行检验;第三,对煤矿瓦斯治理涉及方案进行审核;第四,对工程重点区域突出性危险进行预测;第五,对采挖条件进行审批;第六,对重点区域预防意外性危险措施效果进行验证。整个瓦斯治理系统中,这六种类型的控制节点必不可少,每一个都是对上一环节的评估检测,必须严格的予以对待。根据项目具体情况和施工技术、顺序等条件,有计划分次序的先后检测,最大限度的保证工程整体的施工质量。
四、结语
总之,煤矿安全关乎生命,而煤矿瓦斯治理又是保证煤矿安全的最重要环节。多年来,煤矿事故的发生大都是由于防护措施不得当、意识不足的原因,导致大大小小无数起灾难的发生。通过本文的介绍,希望可以在我国范围内提高大小煤矿的煤矿瓦斯治理水平,不断加强对煤矿瓦斯治理的过程管理和控制,确保瓦斯治理过程的规范性、科学性和有效性,消除煤矿的突出危险,降低生产隐患,以争取早日将煤矿瓦斯治理程序化、规范化,保障行业顺利向前发展。
参考文献:
【1】侯少杰.煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用研究[D].中国矿业大学,2010
【2】高毅.煤矿瓦斯治理过程控制方法研究[J].科技创新导报,2012,32:59
【3】周加庆.浅谈煤矿瓦斯治理的方法及应用[J].中国石油和化工标准与质量,2012,05:248-249
关键词:煤矿;瓦斯治理;过程控制;浅析;
中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-05-00255-01
一、煤矿瓦斯治理过程控制的研究背景
我国的煤炭资源储量丰富,但是煤矿煤层的地质构造却非常复杂。随着我国经济的快速发展,对煤炭的需求量与日俱增,致使我国的煤炭开采迅速向深度较深处延伸。同时,伴随着开采深度的增加,该地的地应力也会增加。煤矿煤层的地质往往均较为松软,坚固系数小,透气性低,地应力一旦增加,必然会引起煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增加,导致煤与瓦斯突出危险性、频数、强度等均有所增加。
二、煤矿瓦斯治理过程控制
(一)煤矿瓦斯治理过程。瓦斯治理是一种特殊的工程过程,是煤矿安全生产的关键环节和首要任务,是多个系统的综合协调。在煤矿瓦斯治理过程中,需要综合考虑各个系统的多个方面。首先,应进行基础资料的综合分析,包括煤炭层的地质构造、矿井的通风系统等,以此来预测区域突出危险性,当预测结果显示处于突出危险区时,应评估矿井的瓦斯抽采系统,选择适宜的防突措施,进行方案设计;然后进行瓦斯治理工程施工、抽采、排放,并进行施工的跟踪控制、区域措施效果检验;最后进行施工质量验收,并定期检修矿井的安全监控监测系统。
(二)煤矿瓦斯治理过程控制
1、内容,煤矿瓦斯治理过程控制是一项特殊的被控过程,并非完全自动化控制,其内容主要包括:煤矿瓦斯治理过程的跟踪控制、煤矿瓦斯抽采参数和排放参数的跟踪控制和煤矿瓦斯治理过程节点的控制三个方面,这三个方面的控制信号和特征参数无法做到自动反馈,只能依靠人工采集数据并进行测定记录,分析过程以保证控制过程稳定运行。
2、特点。(1)煤矿瓦斯治理过程控制是煤矿瓦斯治理过程的跟踪控制、煤矿瓦斯抽采参数和排放参数的跟踪控制和煤矿瓦斯治理过程节点的控制三种控制方法结合的产物。三种方法原理不同,控制过程和检验参数计算方法各异,但却又相互联系,缺一不可。(2)煤矿瓦斯治理过程控制的控制信号和特征参数无法做到自动反馈,只能依靠人工采集数据并进行测定记录,自动化程度不高,人工辅助对瓦斯治理过程控制必不可少。(3)煤矿瓦斯治理过程控制的每一种过程控制方法所得到的参数都不尽相同,应结合多种控制过程的检验参数生成方法,有时还需人为进行必要的补充。(4)煤矿瓦斯治理过程控制没有具体的物料和产品,整个控制过程都只基于特征参数和模型进行操作,具有很强的抽象性。
三、煤矿瓦斯治理的控制方法
(一)煤矿瓦斯治理跟踪控制。对穿层钻孔与顺层钻孔结合预抽煤层瓦斯技术过程进行跟踪控制,共需要跟踪以下六个阶段:一是穿层钻孔预抽瓦斯的施工阶段,二是穿层钻孔抽采瓦斯的过程;三是煤巷的挖进阶段;四是顺层钻孔施工阶段;五是顺层钻孔抽采瓦斯的过程;六是工作面回采阶段。抽采过程中一定要时刻监测瓦斯参数,维持稳定,同时也要注意巷道壁的稳定性,确保安全。
普遍使用的跟踪控制方法是借助参数绘制参数曲线的控制图法。该方法首先以检验参数的记录编号或发生时间为横坐标,以检验参数的数值为纵坐标,在坐标系里绘制出检验参数的序列值图像及其中心线,按规定要求添加上下控制界限(虚线)。然后利用统计学的分析原理分析该图像上一点代表的某地某时刻是否处于失控状态。
(二)煤矿瓦斯治理过程节点控制。煤矿瓦斯治理过程节点控制中的节点是时间上的概念,亦即某件里程碑性质事件的发生及发生时间,通常与诸多过程环节相连。一个较大的过程系统通常都会包含很多个重要事件,即包含很多个节点。节点控制指的就是每一个节点都要严格检查该节点之前的上一环节是否达到要求或目标,如果上一阶段完成情况良好,该节点可以通过,进行下一阶段;否则必须采取措施才可通过。
综合实际经验及瓦斯治理控制目标,现将节点划分为六种类型:第一,对煤矿瓦斯治理工程的工作质量进行验收;第二,对煤矿瓦斯治理措施效果进行检验;第三,对煤矿瓦斯治理涉及方案进行审核;第四,对工程重点区域突出性危险进行预测;第五,对采挖条件进行审批;第六,对重点区域预防意外性危险措施效果进行验证。整个瓦斯治理系统中,这六种类型的控制节点必不可少,每一个都是对上一环节的评估检测,必须严格的予以对待。根据项目具体情况和施工技术、顺序等条件,有计划分次序的先后检测,最大限度的保证工程整体的施工质量。
四、结语
总之,煤矿安全关乎生命,而煤矿瓦斯治理又是保证煤矿安全的最重要环节。多年来,煤矿事故的发生大都是由于防护措施不得当、意识不足的原因,导致大大小小无数起灾难的发生。通过本文的介绍,希望可以在我国范围内提高大小煤矿的煤矿瓦斯治理水平,不断加强对煤矿瓦斯治理的过程管理和控制,确保瓦斯治理过程的规范性、科学性和有效性,消除煤矿的突出危险,降低生产隐患,以争取早日将煤矿瓦斯治理程序化、规范化,保障行业顺利向前发展。
参考文献:
【1】侯少杰.煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用研究[D].中国矿业大学,2010
【2】高毅.煤矿瓦斯治理过程控制方法研究[J].科技创新导报,2012,32:59
【3】周加庆.浅谈煤矿瓦斯治理的方法及应用[J].中国石油和化工标准与质量,2012,05:248-249