5防突措施的全面质量管控体系

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1、防突措施的全面质量管控体系,重庆能投渝新能源有限公司 陈久福 副总师/正高,防治煤与瓦斯突出细则宣贯,质量管控的装备保障体系,三,质量管控的制度保障体系,二,全面质量管控的相关要求,一,汇报提纲,一、全面质量管控的相关要求,1.全面质量管控的总体要求,2.区域预测与区域检验的过程管控标准,3.区域预抽钻孔的过程与质量管控标准,4.区域综合措施的质量与抽采计量标准,5.局部防突措施的过程与质量管控标准,6.矿井防治突出精细化管控标准,第五条 突出矿井应当加强两个“四位一体”综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控，确保质量可靠、过程可溯。 第四十四条 突出矿井应当对两个“四位一体”综合防突措施的

2、实施进行全过程管理，建立完善综合防突措施实施、检查、验收、审批等管理制度。 突出矿井应当详细记录突出预测、防突措施实施、措施效果检验、区域验证等关键环节的主要信息，并与视频监控、仪器测量、抽采计量等数据统一归档管理，并至少保存至相关区域采掘作业结束。 鼓励突出矿井建立防突信息系统，实施防突信息化管理。,1.全面质量管控的总体要求,一、全面质量管控的相关要求,第四十五条 区域预测或者区域检验测定瓦斯压力、瓦斯含量等参数时，应当记录测试时间、测试点位置、钻孔竣工轨迹及参数、钻进异常现象、取样及测试情况、测定结果和人员等信息。测试点及测定钻孔轨迹应当在瓦斯地质图或者防突措施竣工图上标注。 区域预测报

3、告和区域防突措施效果检验报告，应当附包含测定钻孔记录和测定结果等数据资料的表单，记录和表单由测定人员及其部门负责人审核签字。,2.区域预测与区域检验的过程管控标准,一、全面质量管控的相关要求,第四十六条 采用预抽煤层瓦斯区域防突措施的，应当采取措施确保预抽瓦斯钻孔能够按设计参数控制整个预抽区域。应当记录钻孔位置、实际参数、见煤见岩情况、钻进异常现象、钻孔施工时间和人员等信息，并绘制防突措施竣工图等。有关信息资料应当经施工人员、验收人员和负责人审核签字。 采用穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施的，钻孔施工过程中出现见（止）煤深度与设计相差5m及以上时，应当及时核查分析，不合格的及时补孔，出现喷孔、

4、顶钻或者瓦斯异常现象的，应当在防突措施竣工图中标注清楚。防突措施竣工图应当有平面图和剖面图。采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施的，必须及时核查分析，绘制平面图，对钻孔见岩长度超过孔深五分之一的，必须对有煤区域提前补孔，消除煤孔空白带。,3.区域预抽钻孔的过程与质量管控标准,一、全面质量管控的相关要求,第四十七条 区域预测、区域预抽、区域效果检验等钻孔施工应当采用视频监控等手段检查确认钻孔深度，并建立核查分析制度。 深度超过120m的预抽瓦斯钻孔应当每10个钻孔至少测定2个钻孔的轨迹，深度60120m的应当每10个钻孔至少测定1个钻孔的轨迹。对穿层预抽瓦斯钻孔实际见（止）煤与设计见（止）煤长度

5、误差超过三分之一的钻孔应当测定该钻孔轨迹。当钻孔控制范围不足或者存在空白区域时，必须补充区域防突措施。 预抽煤层瓦斯时应当记录每个钻孔的接抽时间，定期测定钻孔的浓度、负压、流量；分单元安装抽采自动计量装置，按措施效果检验单元分别监测或者检测管道瓦斯的浓度、负压、流量、温度、一氧化碳等，自动计量或者统计计算单元的瓦斯抽采量。抽采自动计量数据或者统计计算数据作为预抽效果检验的基础数据。,4.区域综合措施的质量与抽采计量标准,一、全面质量管控的相关要求,第四十八条 局部综合防突措施由煤矿总工程师审批并落实。钻孔施工、核查、预测和效果检验管理比照区域综合防突措施执行，但可以不进行钻孔轨迹测定，采煤工作

6、面区域验证和局部综合防突措施的钻孔施工可以不用视频监控。 工作面预测和措施效果检验报告应当按规定程序审核、审批。,5.局部防突措施的过程与质量管控标准,一、全面质量管控的相关要求,第四十九条 突出矿井应当建立通风瓦斯日分析制度、突出预警分析与处置制度和突出预兆的报告制度。. 通过监测和综合分析辨识发现有明显突出预兆时，应当及时发出煤层突出危险性动态预警，撤离现场作业人员，分析原因、采取措施。 突出煤层的采掘工作面应当编制防突预测图。防突预测图以煤层瓦斯地质图为基图，将采掘工程范围内的煤层赋存、瓦斯地质、巷道布置、综合防突措施等内容标注在图纸上，分别挂设在地面调度室和井下现场，用于指导工作面防突

7、工作。,6.突出矿井防治突出精细化管控标准,一、全面质量管控的相关要求,质量管控的装备保障体系,三,质量管控的制度保障体系,二,全面质量管控的相关要求,一,汇报提纲,二、质量管控的制度保障体系,建立健全防突管理与标准体系,针对重庆煤矿区的实际情况，为全面落实二个“四位一体”综合防突措施，重庆能投形成了瓦斯抽采、防突技术标准、防治突出管理等体系，并在所属突出矿井推广应用。,抽采达标企业标准,二、质量管控的制度保障体系,区域措施钻孔的监控,为确保抽采钻孔工程的到位，公司瓦斯抽采管理办法中分别对瓦斯抽采钻孔验收、钻孔封孔接抽、瓦斯抽采计量等均作出了明确的要求：穿层抽采钻孔视频验收全覆盖，顺层钻孔采用

8、钻孔深度测定仪验孔等管理制度。 区域预测、区域措施效果检验钻孔施工使用视频验收、轨迹测定。,二、质量管控的制度保障体系,局部防突预测、措施、检验钻孔的施工监控,（1）验证钻孔人工验孔 通风科防突管理人员每人每月按要求对采掘工作面的区域验证钻孔进行人工验孔，复核钻孔深度、方位等是否符合措施规定。 （2）防突钻孔施工视频监督 区域验证、局部预测和局部措施等防突钻孔，施工过程必须使用视频矿灯进行拍摄。矿安全监察科、通风科每月至少2次对防突钻孔施工视频督查，主要督查防突指标测定的操作规范及施钻现象是否真实。 （3）现场督查指标测定 矿长、安全矿长、总工程师、防突管理人员每月现场督查防突指标测定不少于1

9、次；防突管理人员每月现场督查防突指标测定不少于3次。现场跟踪监督防突钻孔的施工过程、防突员操作规范、施钻现象、防突指标测定的真实性。,质量管控的装备保障体系,三,质量管控的制度保障体系,二,全面质量管控的相关要求,一,汇报提纲,三、质量管控的装备保障体系,构建装备保障技术体系,要实现两个“四位一体”防突措施的全过程全面质量管控，必须对钻孔施工参数、测试参数、抽采计量、报告审核审批等实行实时、定量的监管；钻孔深度测定仪、轨迹仪、视频监控等装备提供了有力的技术支撑。,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,编制多级瓦斯地质图的必要性： （1）煤矿安全规程第200条：突出

10、矿井必须编制并及时更新矿井瓦斯地质图，更新周期不得超过1年； （2）煤矿地质工作规定第17条：矿井瓦斯地质图为必备图件；第七十九条：要求绘制采区瓦斯地质图；第九十四至九十九条相关规定：数字化自动成图和信息化动态管理。 （3）防突细则：第25条：矿井瓦斯地质图更新周期不得超过1年、工作面瓦斯地质图更新周期不得超过3个月。,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,传统基于CAD绘制瓦斯地质图绘制存在诸多不足：,多级瓦斯地质动态分析技术,手工绘制、计算量大、精度低、效率低,多级瓦斯地质图之间数据孤立，不能交换,静态，更新不及时，瓦斯地质信息共享性差,三、质量管控的装备保障

11、体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,瓦斯地质信息具有多源性、分级性、动态性、相关性等特征：,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,基于GIS（地理信息系统）的煤矿多级瓦斯地质分析系统具有技术优势： （1）矿井、采区、工作面三级瓦斯地质图自动更新及无缝裁剪； （2）多因素分析瓦斯赋存规律及瓦斯等级划分； （3）瓦斯含量、瓦斯压力及瓦斯涌出量智能预测； （4）实现瓦斯地质信息精细化管理； （5）满足瓦斯地质相关规定要求。,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,矿井、采区、工作面三级瓦斯地质图从宏观到微观自动更新，无缝裁剪。,石壕

12、煤矿6#煤层瓦斯地质图,南桐煤矿5#煤层瓦斯地质图,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,工作面瓦斯地质图,采区瓦斯地质图,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,多因素分析瓦斯赋存规律及瓦斯等级划分,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,瓦斯含量、瓦斯压力及瓦斯涌出量智能预测、瓦斯储量智能计算,瓦斯含量预测值15.26m/t，实测值为15.15m/t,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级瓦斯地质分析系统,瓦斯地质精细化管理,防突措施数据管理,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯地质掌控-煤矿多级

13、瓦斯地质分析系统,多因素分析瓦斯赋存规律及瓦斯等级划分,三、质量管控的装备保障体系,2. 瓦斯含量测定 DGC瓦斯含量直接测定装置,井下自动化解吸装置,地面自动化解吸装置,采用自动控制技术和高精度传感器，实现煤样瓦斯解吸过程中瓦斯数据、大气压力和温度数据的自动采集、储存和度量、软件处理，实现瓦斯含量的自动测定。,DGC-A 自动型瓦斯含量直接测定装置,三、质量管控的装备保障体系,2. 瓦斯含量测定 DGC瓦斯含量直接测定装置,瓦斯含量直接 测定基本流程,三、质量管控的装备保障体系,2. 瓦斯含量测定 DGC瓦斯含量直接测定装置,数据分析,查询输出,地面解吸,井下解吸,三、质量管控的装备保障体系

14、,3. 钻孔轨迹监测装备与系统,总体系统结构：通过钻孔管理系统完成钻孔设计，下发至井下工作站；数据采集器从随钻测量装置定时采集钻孔轨迹参数、通过井下无线基站上传至地面存储服务器，通过钻孔轨迹监测分析系统实时生成钻孔轨迹图，及时分析措施钻孔分布缺陷。,三、质量管控的装备保障体系,3. 钻孔轨迹监测装备与系统,YCSZ(A)存储式随钻测量仪：一套专门用于钻孔轨迹测量的本质安全型设备，主要由矿用本安型探管等部件组成，适用于利用普通回转钻机等施工煤矿地质勘探孔、瓦斯抽放孔等钻孔的轨迹的跟踪监测。,工作示意图,主要技术参数,三、质量管控的装备保障体系,主要技术参数,工作示意图,3. 钻孔轨迹监测装备与系

15、统,ZSZ1000实时式随钻测量仪：一套专门用于钻孔轨迹测量的本质安全型设备，主要适用于利用普通回转钻机等施工煤矿地质勘探孔、瓦斯抽放孔等钻孔的轨迹的实时跟踪监测。,三、质量管控的装备保障体系,配套软件系统：煤矿钻孔管理分析系统、煤矿钻孔轨迹地面监测系统等。实现抽采钻孔的布孔设计、轨迹监测与缺陷分析、生成措施竣工图。,3. 钻孔轨迹监测装备与系统,钻孔轨迹地面监测系统,钻孔设计管理分析系统,三、质量管控的装备保障体系,应用效果：针对复杂抽采钻孔布置模式（煤巷条带预抽、穿层钻孔抽采、石门揭煤等），根据用户给定的控制范围、开孔方式、孔底间距等要求，自动计算合理的布孔参数，并绘制措施钻孔设计图。,3

16、. 钻孔轨迹监测装备与系统,三、质量管控的装备保障体系,应用效果：根据钻孔随钻测量装置所测钻孔施工参数，自动生成措施钻孔施工图（平面图、剖面图、断面图），并以三维立体图形式进行展示，可导出为不同格式。,3. 钻孔轨迹监测装备与系统,区域煤体钻孔密度分布图,钻孔施工偏差实时提醒,三、质量管控的装备保障体系,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,主要功能：自动分析不同煤层、不同区段的瓦斯抽采规律，抽采工程量智能分析，瓦斯抽采效果预估，瓦斯抽采效果在线预评价，瓦斯抽采达标评判。,三、质量管控的装备保障体系,（1）瓦斯抽采规律分析：系统通过对抽采计量数据的分析，自动拟合该区域的瓦斯抽采规律。,4. 瓦斯抽

17、采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,（2）瓦斯抽采钻孔智能设计：系统根据矿井不同区段瓦斯地质条件、生产时间、抽采规律等条件为矿井同一煤层不同区域、同一工作面不同区段设计不同的抽采钻孔，改变以往工作面从开口到切眼一种钻孔布置模式。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,（3）瓦斯抽采预评估：告知管理层如何布置钻孔才能实现抽采达标，改变以往先盲目打钻再评价的模式。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,（4）区段瓦斯抽采在线预评价：通过对井下监控及抽采数据的实时采集，并根据各区段原始瓦斯赋存信息、钻孔抽采时间，在线评价各区段瓦斯抽采效果

18、。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,（4）抽采达标评价： 利用暂行规定要求中的抽采率、残余瓦斯含量、实测瓦斯含量等几个指标，综合评判工作面各区段的抽采达标情况。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,YDC3(A)型瓦斯抽放管道气体参数测定仪：采用高精度激光甲烷传感器，红外一氧化碳传感器和低功耗压力气压传感器。可测量负压管道内瓦斯、CO浓度和管道压力。无线功能，可将数据上传至手机。产品测定速度快，稳定性强，体积小，待机时间长、显示直观。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,WCY便携式抽采管道参数测定仪：用于煤矿抽

19、采钻孔及管道瓦斯浓度、负压、流量、温度、抽采纯量、抽采混合量等参数的综合精确测定。,4. 瓦斯抽采达标评价技术及系统,三、质量管控的装备保障体系,5. 打钻视屏监控-KJ526工业电视监控系统,系统组成：依托视频中心数字处理平台，可同时实现网络摄像仪、模拟摄像仪的混合接入，由前端设备（各类摄像仪），传输设备（交换机、光端机等），终端设备（视频综合处理平台、磁盘阵列、电视墙显示单元，监控主机）等三大部分组成。,三、质量管控的装备保障体系,5. 打钻视屏监控-KJ526工业电视监控系统,基于工业以太环网的工业视屏监控系统结构图,三、质量管控的装备保障体系,6. 瓦斯突出参数测定相关装备,WTC-I

20、瓦斯突出参数测定仪：在WTC基础上改进仪器主机结构，以防爆智能手机为平台，通过低功耗蓝牙采集煤样解吸压力并计算K1值，通过WIFI与防突信息系统数据共享。降低了仪器重量，提高了便携性。,WTC瓦斯突出参数测定仪,WTC-I瓦斯突出参数测定仪,三、质量管控的装备保障体系,YWZ自动型钻屑瓦斯解吸指标h2测定仪：解吸仪整个测量过程智能化，通过将秒表内置芯片内，控制放空时间、开闭通气电磁阀，全过程自动记录压力，整个操作过程只需要一键开始启动即可。,6. 瓦斯突出参数测定相关装备,三、质量管控的装备保障体系,TWY突出预报仪：通过给封孔器胶囊充气，膨胀后密封煤壁，达到封孔目的，通过仪器的微压力传感器，

21、测定测量室的钻孔瓦斯压力，并转换为电信号，经仪器主机处理后得到出钻孔瓦斯涌出初速度及钻孔瓦斯涌出衰减系数。,6. 瓦斯突出参数测定相关装备,三、质量管控的装备保障体系,钻屑瓦斯解吸指标校验仪：自备高精度造压装置，智能自动造压，模拟井下测定过程直接校验钻屑瓦吸指标值（K1、h2）并自动判断仪器的合格性。,6. 瓦斯突出参数测定相关装备,三、质量管控的装备保障体系,7. 瓦斯安全管控云平台,系统组成： （1）数据采集部分，包括：安全监控系统、抽采监控系统、 YCSZ（A）钻孔轨迹测量装置、DGC型瓦斯含量自动测定装置、WTC-1瓦斯突出数据采集仪、MJ200A煤钻屑瓦斯解析仪、CWY50钻孔瓦斯涌

22、出初速度测定仪； （2）数据传输部分，包括：工业以太环网、网络交换机、无线基站等； （3）矿端部分，包括：数据中心服务器、数据备用服务器、瓦斯安全管控云平台软件、打印机、UPS电源、移动查询终端等； （4）云端部分，包括：云端数据集成、平台网站、手机App、短信消息联动推送等。,三、质量管控的装备保障体系,平台网络结构：兼容国内主流安全监控系统、抽采监控系统、井下通信环网、瓦斯参数测定测定装置、瓦斯抽采参数测定仪器、工业视屏监控系统、钻孔轨迹监测系统、瓦斯突出参数测定装备。,7. 瓦斯安全管控云平台,三、质量管控的装备保障体系,7.1 瓦斯安全管控云平台-防突信息系统,系统功能结构：区域突出危

23、险性预测（效果检验、区域验证）、区域防突措施施工、工作面突出危险性预测（效果检验），具有系统高可靠、资料可追溯、权限可控制等特点。,防突信息系统数据流程图,防突信息系统功能结构图,三、质量管控的装备保障体系,系统网络结构：井下参数测定通过井下通信环网，实验室参数测定、报表打印审批通过局域网，查询审批通过互联网或移动互联网；支持Windows客户端、Android及IOS智能手机。,防突信息系统跨平台能力,防突信息系统网络结构图,7.1 瓦斯安全管控云平台-防突信息系统,三、质量管控的装备保障体系,现场应用效果：防突信息系统已在渝新能源公司5对矿井投入使用，大幅降低防突预测报表填报工作量，提高了

24、报表审批、防突信息查询分析效率。,7.1 瓦斯安全管控云平台-防突信息系统,防突信息系统客户端运行效果,三、质量管控的装备保障体系,防突信息系统Web端运行效果,7.1 瓦斯安全管控云平台-防突信息系统,三、质量管控的装备保障体系,防突信息系统智能手机端运行效果,7.1 瓦斯安全管控云平台-防突信息系统,三、质量管控的装备保障体系,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,当前采用的工作面防突预测方法存在诸多问题，表现在： (1)当操作人员素质不高的情况下，可能存在钻孔未打进软分层里面、钻孔深度不够、操作流程不规范等情况，造成预测指标不准确问题； (2)当在强突出区域进行打钻预测时，容易造成

25、喷孔等瓦斯动力现象，进而造成操作人员伤害； (3)需要井下工人实地预测、现场统计、审批上报等一系列流程，最后管理人员才能够了解下井下突出危险情况，形成时间及空间上的延迟，不能够及时了解工作面前方突出危险情况； (4)传统预测手段需要停止工作面采掘，影响掘进回采生产及较大的人力物力投入。,三、质量管控的装备保障体系,上述问题催生了以瓦斯涌出特征为核心的瓦斯涌出特征突出预警技术及系统，引起主管部门、行业专家、煤矿企业的高度重视。 （1）防突细则第49条要求：通过监测和综合分析辨识发现有明显突出预兆时，应当及时发出煤层突出危险性动态预警，撤离现场作业人员，分析原因、采取措施。 （2）防突细则第86条

26、要求：为使工作面预测更可靠，鼓励根据实际条件增加一些辅助预测指标（如工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等），并采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析煤体结构和采掘作业、钻孔施工中的各种现象，进行工作面突出危险性的综合预测。,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,系统原理：多数突出前会产生各种各样的预兆，部分突出前瓦斯涌出可能会出现异常。根据煤矿安全监控系统监测到的瓦斯监测数据，自动计算各种瓦斯涌出指标，根据上述指标的变化可以实现工作面突出危险性的实时预警。,不同突出危险区域突出前后瓦斯涌出差异,煤与瓦斯突出影响因素,7.2瓦

27、斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,系统结构：针对国内主流安全监控系统开发了只读采集接口，上传至瓦斯涌出特征预警服务器，通过后台分析，分别通过预警监控终端、预警网站、预警短信等方式发布预警结果，实现突出灾害实时预警。,现有安全监控专网,涌出预警系统专网,6.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯量指标,工作面一段时间的落煤量相对均匀，工作面一段时间非煤壁瓦斯涌出量除以落煤量获取瓦斯量指标A,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,瓦斯解吸指标,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的

28、装备保障体系,应用效果： 瓦斯涌出特征突出预警系统KJA在重庆能投渝新能源公司近10对矿井进行了深入应用，现场应用表明，系统能准确分析工作面施工过程中的预测指标超标、揭露断层、煤层异常等突出危险情况的瓦斯涌出变化特征，准确给出瓦斯涌出异常信息。,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,N1643回风联络巷 揭露断层过程中 瓦斯涌出情况,石壕煤矿N1643回风联络巷于2018年3月12日始掘，掘进过程中将遇地质构造带、揭露0.8m正断层，此过程中煤层厚度由正常的0.8m厚变薄到0.30.5m厚或增厚到11.2m，瓦斯涌出特征预警系统2018年3月12日开始不断、准确的给出了异常预警信息。,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,三、质量管控的装备保障体系,南桐煤矿7503S三段回采工作面在2017年5月26日在机巷以上23.6m处实施验证钻孔时日常预测指标偏高、工作面随即进入构造部位。瓦斯涌出特征预警系统根据采集的瓦斯监控浓度变化情况，给出了图4 18所示瓦斯涌出特征分析结果，系统在5月23日5月27日，给出了准确瓦斯涌出特征异常的分析结果。,7503S三段工作面实际瓦斯涌出情况,2017年5月23日-27日，日常预测指标偏高，随后进入地质构造带。,7.2瓦斯安全管控云平台-涌出特征预警系统,谢谢大家！,