[发明专利]煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出灾变判识方法

说明书

本发明属于煤矿安全领域，涉及一种煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出灾变判识方法，包括a.通过甲烷传感器、风速传感器和风向传感器采集采掘工作面及其所在采区回风巷的瓦斯浓度和风速、风向数据；b.根据工作面不同位置的瓦斯浓度和风速、风向数据异常变化特征判断煤与瓦斯突出。本发明一方面该方法的实现无需在井下增加任何传感器，仅用煤矿井下现有传感器监测数据的异常变化特征即可实现煤与瓦斯突出灾变的判识，投资成本低；另一方面，该技术判识方法可操作性强，判识结果可靠，能够及时判定煤与瓦斯突出灾变发生的时间和地点，有效降低误报率，有利于及时控灾减灾，避免发生次生灾害，减少人员伤亡和经济损失。

技术领域

本发明属于煤矿安全领域，涉及一种煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出灾变判识方法。

背景技术

我国是世界上煤与瓦斯突出(简称“突出”)最严重的国家。随着开采深度和开采强度的不断增加，我国处于突出高风险时期，突出事故时有发生。2015年以来，我国煤矿年突出事故起数和死亡人数在5起和25人以上水平，个别年份甚至有所反弹。突出灾害威胁着我国众多煤矿的安全生产，是灾害防治和应急管控的重点关注对象。

煤与瓦斯突出具有巨大的破坏性。突出发生时会在瞬间向采掘空间抛出大量的煤、岩和瓦斯，不仅具有巨大的冲击力，能够摧毁设施设备、掩埋作业人员、破坏通风系统，而且瞬间涌出的大量瓦斯能够造成风流逆流，高浓度瓦斯进入其它区域引起人员窒息，甚至引发瓦斯爆炸或瓦斯燃烧等二次灾害，造成更大的损失。

采掘工作面是煤矿煤与瓦斯突出发生的主要地点，超过99％的煤与瓦斯突出事故发生在采掘工作面。因此，及时准确判识采掘工作面煤与瓦斯突出灾变，对于煤矿争夺宝贵的应急救援时间，正确地采取应急管控措施，避免瓦斯爆炸、瓦斯燃烧等次生灾害发生，减少人员伤害和财产损失等具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出灾变判识方法，避免瓦斯爆炸、瓦斯燃烧等次生灾害发生，减少人员伤害和财产损失。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出灾变判识方法，包括

a.通过甲烷传感器、风速传感器和风向传感器采集采掘工作面及其所在采区回风巷的瓦斯浓度和风速、风向数据；

b.根据工作面不同位置的瓦斯浓度和风速、风向数据异常变化特征判断煤与瓦斯突出；

当步骤b中的工作面为采煤工作面时，步骤b包括

b11.在采煤工作面安设高低浓度或全量程甲烷传感器T_1采，在采煤工作面回风巷安设高低浓度或全量程甲烷传感器T_2采，在采煤工作面进风巷安设甲烷传感器T_3采，在采煤工作面回风巷安设风速传感器F_1采，在采煤工作面进风巷安设风向传感器F_X采，在采煤工作面所在采区回风巷安设甲烷传感器T_10采；

b12.当采煤工作面甲烷传感器T_1采监测值达到传感器量程上限或20s内上升至10％以上，且持续时间不小于5min，同时，在不大于t_采的时间内，采煤工作面回风巷甲烷传感器T_2采监测值20s内上升至5％以上，且持续时间不小于5min，判定该采煤工作面发生煤与瓦斯突出；

b13.当采煤工作面甲烷传感器T_1采断线，同时，在不大于t_采的时间内，采煤工作面回风巷甲烷传感器T_2采监测值20s内上升至5％以上，且持续时间不小于5min，判定该采煤工作面发生煤与瓦斯突出；