[01791922]煤矿深部开采瓦斯动力灾害演化规律及综合防治技术研究

该项目在国家自然基金重点项目(50534090)、国家“十一五”科技支撑计划课题(2007BAK29B01)和国家基础研究计划(973项目)(2005CB221500)的支持下，从2005年开始进行了深部开采煤岩瓦斯动力灾害时空演化机制的研究，在该基础上，项目组还通过与平顶山煤业集团、开滦矿业集团、淮北煤业集团等联合攻关，对高突矿区煤层巷道掘进过程中的消突技术进行了研究，开发了长距离穿层卸压控制爆破技术，研制了高压磨料射流钻割一体化装备，开发了基于时空协同的煤岩瓦斯动力灾害防治技术。(1)研究了深部掘进工作面动力灾害现象，揭示了煤矿深部开采瓦斯动力灾害演化机制，提出了“复合型动力灾害”的概念。(2)将卸压区安全宽度与其实际宽度之差作为状态变量，构造出全新的突变势函数，根据尖点区域的不稳定性，揭示了深部开采条件下扰动对动力现象的诱导作用。(3)开发了高压磨料射流钻割一体化技术，发明了压控钻割一体化钻头、钻杆端头与钻杆的高压动密封技术，提出了密封件磨损自动补偿的方法。将“点”“线”“面”“体”相结合，实现了区域性整体卸压增透，地应力弹性潜能和瓦斯内能得到有效释放，消除了煤与瓦斯突出危险性。(4)解决了长距离穿层控制爆破装药、封孔技术难题，开发了长距离穿层卸压控制爆破成套技术。(5)开发了时空协同瓦斯防治一体化技术。通过这些技术措施可以使深部瓦斯动力灾害得到有效的治理，工作面中煤体的瓦斯含量和瓦斯压力明显降低，降低生产过程中工作面的瓦斯涌出量，减少防突防瓦斯的工程量与时间，增加了安全保障，降低生产成本，提高经济效益。实现了工作面的快速卸压排放瓦斯、以达到消除突出危险性的目的。煤矿深部开采瓦斯动力灾害演化及时空协同防治技术研究在平煤十二矿“冲击型突出”危险掘进工作面研究应用，2007年5月起，31010工作面机、风巷道掘进速度提高了3-6倍。该技术还在平煤集团八矿、十矿，开滦集团赵各庄矿、淮北集团卢岭矿等推广应用，缩短了措施执行时间，提高了掘进速度，解决了突出矿井采掘失调问题。项目研究成果的应用示范及推广可以显著提高中国煤矿安全的技术装备水平，提高中国煤与瓦斯突出矿井的防灾抗灾能力，有效控制重特大事故的发生，减少人员伤亡、维护煤炭职工的职业健康，经济和社会效益显著，具有广阔的推广应用前景。