在煤炭行业，瓦斯灾害一直是制约安全生产的重要因素。然而，随着科技的进步，一系列创新技术正逐步改变这一现状。此前，煤科院安全分院副院长、中国煤科首席科学家舒龙勇在“矿山安全科技进山西”活动中，就《煤矿瓦斯灾害监测预警与防控新技术》进行了深入分享，为煤炭行业的安全生产带来了新的解题思路。

一、现状与挑战：瓦斯灾害依然严峻

“尽管我国煤矿安全生产形势逐年好转，但瓦斯事故的起数和死亡人数占煤矿事故总起数及总死亡人数的比重仍然较高，甚至有增高趋势。”舒龙勇在演讲中开门见山地指出。他进一步解释，我国煤矿年死亡人数从最高的7016人下降到2021年的178人，百万吨死亡率也下降至0.044，但这与美国0.020、澳大利亚0.005等相比，仍存在显著差距。

煤炭行业的两大趋势——向深部开采延伸和产能向西部转移，给瓦斯治理带来了新的挑战。舒龙勇表示：“越来越多的矿井出现高应力（强矿压）与高瓦斯耦合动力灾害显现，需要考虑复合灾害监测预警与协同防控问题。同时，西部智能化高强度开采也出现了诸如低瓦斯含量高瓦斯涌出等新灾害特征，中东部高瓦斯、突出矿井的瓦斯治理经验和体系适用性不佳。”

二、新技术探索：精准监测与预警

面对瓦斯灾害的严峻挑战，舒龙勇及其团队在监测预警技术方面进行了深入探索。他们提出的煤与瓦斯突出多元信息融合预警技术，为瓦斯灾害的精准预警提供了新的解决方案。

“煤与瓦斯突出在瓦斯事故中占比显著增大，且突出多发生在地质结构异常区，多由采掘作业扰动诱发。”舒龙勇介绍说。为了解决这一问题，他们团队提出了煤与瓦斯突出关键结构体模型，并基于该模型剖析了突出过程，建立了突出激发和启动的力-能判据。

在预警技术方面，舒龙勇团队采用了物探和钻探相结合的方法，超前精细探测采掘工作面周围存在的地质结构异常区。同时，他们还利用微震和瓦斯涌出监测技术，分析煤体结构、地应力和瓦斯大小变化规律。为了进一步验证超前探测和实时监测的预测结果，团队还采用了随钻测定相关特征参数的方法。

舒龙勇特别提到了他们自主研发的便携式煤层瓦斯参数快速测定仪器——CWH200煤层瓦斯含量与压力快速测定仪。这款仪器能够在10分钟内直接快速测定、存储、记录、上传及打印煤矿井下采掘工作面煤层瓦斯含量及压力，极大提高了瓦斯监测的效率。

三、案例分享：KJ1521监测预警系统的成功应用

KJ1521煤与瓦斯突出多元信息融合监测预警系统是舒龙勇团队研发的另一项重要成果。该系统已经在多个煤矿进行了成功应用，取得了显著效果。

以西山煤电马兰煤矿为例，该矿在02号煤层和8号煤层分别进行了KJ1521监测预警系统的试验。在02号煤层南七采区边界泄水巷的试验中，系统无突出预警率高达96%，突出预警率为4%。而在8号煤层18501皮带巷Ⅱ段的试验中，系统无突出预警率为84%，突出预警率为16%。

“KJ1521监测预警系统能够实时监测采掘工作面前方的地质结构、煤体结构变化、地应力和瓦斯大小变化特征，实现了由点预测向面预测、由间断式向连续式、由接触式向接触-非接触式相结合的转变。”舒龙勇自豪地说。

四、钻孔密封与智能调控：提升抽采效率

除了监测预警技术外，舒龙勇团队还在抽采钻孔密封与智能调控方面进行了深入研究。他们研发的环保型相变凝胶自适应动态封孔技术，有效解决了传统封孔材料存在的问题。

“钻孔密封性直接关系着井下抽采瓦斯效率和利用率。”舒龙勇表示。传统封孔材料如膨胀水泥存在水料配比不好时分层现象明显、动压扰动下易滋生新裂隙等问题。而环保型相变凝胶（EPCG）钻孔密封材料则具有前期粘度低、渗透性好、后期凝胶强度高、适应动压扰动等优点。

在西山官地煤矿的现场应用中，采用EPCG材料+自适应保压式封孔器式“两堵一注”封孔工艺后，单孔抽采瓦斯浓度提高了1.55~2倍，单孔纯量提高了1.4~1.8倍，且抽采2个月后，单孔抽采瓦斯浓度仍保持在34%以上。

此外，舒龙勇团队还研发了煤矿瓦斯抽采智能调控技术与系统，包括数据采集模块、数据显示模块、信息处理模块、动作执行模块等。该系统能够实现煤矿井下瓦斯抽采管路的地面自动控制为主、地面人工控制为辅、井下手动标校及应急控制相结合的控制方式，大大提高了瓦斯抽采的效率和安全性。

五、气液两相协同增透与促抽：解决低渗难题

针对低渗煤层瓦斯抽采难题，舒龙勇团队提出了气液两相协同增透与促抽技术。该技术根据煤体结构的不同，因地施策、分类增透。

“煤体结构是影响增透促抽技术应用效果的关键因素之一。”舒龙勇解释说。他们团队形成了系列化的地面和井下高效抽采、增透增产技术与装备，如碎软煤层顶板岩层水平井分段压裂技术、定向长钻孔分段压裂技术等。

此外，针对低瓦斯赋存高瓦斯涌出条件和抽采衰竭钻孔的问题，他们团队还研发了注气（N2为主）促抽技术。该技术通过增渗效应、促流效应和置换效应，显著提高了瓦斯抽采效果。在河南赵家寨煤矿、潞安漳村煤矿等多个矿区的现场试验中，该技术均取得了显著效果。

六、多灾融合监测预警系统：构建安全防线

为了应对煤矿多灾并存的复杂情况，舒龙勇团队还研发了煤矿多灾融合监测预警系统。该系统通过集成瓦斯、水、火、顶板、粉尘等多种灾害的监测数据，实现了多灾害的综合预警和防治。

“我们突破了仅以灾害监测数据为基础源进行预警的现状，以监测数据和灾害的本质信息数据为基础，采用矿井多灾害突变相关性理论，通过空间数据融合技术，建立了多灾害多因素融合空间预警模型。”舒龙勇介绍说。

该系统已经在张家峁煤矿、伊泰酸刺沟煤矿等多个矿区进行了成功应用。通过实时监测和预警，系统有效降低了煤矿灾害事故的发生概率，保障了煤矿的安全生产。

七、科技引领未来：持续创新保障安全

在报告的最后，舒龙勇表示：“科技是引领煤矿安全生产的重要力量。我们将继续加大科技创新力度，研发更多先进适用的技术和装备，为煤矿的安全生产提供有力保障。”

他强调，煤矿瓦斯灾害的监测预警与防控是一个系统工程，需要政府、企业、科研机构等多方面的共同努力。只有通过持续创新和技术升级，才能不断提升煤矿的安全生产水平，实现煤炭行业的可持续发展。