在认真研究"三位一体"安全生产管控体系实质与内涵的基础上,创新提出了预控体系模型和实施路径,并借助信息化手段,实现安全生产的智能管控。在技术保障体系建设上,建立了危险源大数据集成、过程精准控制、指标充分量化及闭合管理纠偏等相关机制。"三位一体"整体解决方案在内蒙古自治区鄂尔多斯市实施以来,取得了十分显著成果。安全生产管控体系关键技术研究成果具有广泛的推广应用价值。

为解决"Y"型通风强动压巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难题,以潘一东井1252(1)工作面轨顺及轨顺底板巷为工程背景,在对巷道支护现状进行分析的基础上,按照"采前加固"、"采后维护",分区段治理的围岩控制及加固原则,分别采取以中空注浆锚索为主体的锚喷注支护和预应力加长锚索主动加固支护,有效地控制住了巷道围岩的剧烈变形。采用数值模拟及巷道变形量观测的方法对加固效果进行了检验。结果表明,工作面采过第二联络巷后,轨顺底板巷顶底板和两帮移近量分别为1 180 mm和675 mm;留巷后轨顺顶板下沉量、底鼓量及实体帮位移量分别为150、780、360 mm,说明经过强动压影响后,巷道围岩得到有效控制,从而保证了Y型通风工作面回风通道的畅通。

为了减少煤炭资源浪费和积极应对国家限制或地方煤矿监管部门禁止"U+L"型通风所带来的工作面瓦斯治理困局,针对兴无煤矿的近距离煤层群的特殊地况,在试验工作面的采空区开展高水充填沿空留巷项目,将工作面"U+L"型通风改为"Y"型通风,采用斜向穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯。结果表明:试验采用斜向穿层钻孔方法使瓦斯抽采率提升了10%,达到47%;并且改为"Y"型通风后,采用该方法仍能解决瓦斯抽采的需要。

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煤层气顶板水平井是解决松软煤层煤层气开发的主要途径之一。针对贵州黔北矿区复杂的地质和储层条件，为解决煤层顶板水平井漏失、井眼轨迹控制和固完井困难等问题，开展并形成了以轨迹精细控制为核心，以防漏堵漏、偏心连通和固完井等技术配合的成套黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术。结合现场钻井实践，成功解决了水平井钻井施工中诸多问题，钻井周期明显缩短，经济效益明显提高。研究成果为贵州煤层气钻井和开发提供了新途径，也为高瓦斯矿井地面治理开辟了新的方向，具有显著的应用和推广价值。

针对黔西北(贵州毕节)可乐向斜中段晚二叠世含煤地层具有含煤层数多、主力煤层埋藏较深的特点,结合该区探井钻遇致密砂岩气层的实际情况,从沉积环境、储层厚度、源储配置及含气性等方面评价了该区煤层气与致密砂岩气"两气"共探的勘探潜力。研究表明:可乐向斜下煤组和中煤组分别沉积于龙潭早期和晚期,这两个时期地层主要处于曲流河、河控三角洲平原等沉积相带,有利于煤岩与致密砂岩储层的形成;龙潭组中煤组煤层和致密砂岩层分布较稳定,累积厚度分别在16 m和20 m以上;煤系中煤岩、泥岩、砂岩互层叠置出现,具备良好的源储配置关系,可形成多套"生储盖组合";根据X1井气测录井和测井结果,在煤层和致密砂岩层均显示全烃值异常,煤层段异常值最大可达78.35%,钻遇的两层致密砂岩层含气饱和度分别为39.97%和12.79%,说明煤系中有"两气"共存的情况。

通过对黔西北矿区的调查和会诊发现矿区各煤矿的主要隐蔽水害致灾因素主要为次生离层水,顶板暗河和底板隐伏断层水,冲沟洪水致灾因素和老空积水。认为黔西北矿区的次生离层水是由于煤层地层具备上部离层空间的形成条件、离层空间的底板的隔水层的完整性没有遭到破坏、大气降水补给的离层水3项必要条件而造成的。相似材料模拟试验再现了次生离层水害的形成过程。暗河水害主要形成于遵义断拱地区,其成因为峨眉地幔柱地热造成的强对流或喜山隆起造成的水位下降的下蚀作用,其位置为断层或隐伏断层带。认为暗河具有很强的偏流效应,造成暗河与裂隙水位的显著差异。根据致灾因素的成因,认为预疏干技术是防治离层水的最佳方法;钻孔超声波、雷达探查和利用水位分析可以查明暗河;地面引流或地面封填裂缝可以消除洪水渗入灾害;按照《煤矿防治水规定》布置探放水钻孔可以消除老空水隐患。

以黔西北龙潭组页岩为研究对象，基于岩心有机地球化学、矿物组成、扫描电镜、比表面及孔径和低温N2脱附-吸附试验测试，研究了黔西北地区龙潭组页岩储层特征。结果表明：黔西北龙潭组页岩有机质丰度高，有机质类型为Ⅲ型，干酷根处于过成熟阶段，具有良好的生烃条件。页岩矿物组分以黏土矿物和石英为主，黏土矿物中以伊利石和伊/蒙混层含量最高；储层孔隙度低，孔隙类型多样，孔隙大小以中孔为主，脆性指数为57.6%，表明龙潭组泥页岩具有良好的脆性特征；通过N2吸附-脱附曲线发现，龙潭组页岩样品的分形维数D1=2.68～2.77（相对压力≤05)，D2=2.70～2.89(相对压力＞05)，D1、D2数值均偏大，反映龙潭组页岩孔隙非均质较强，结构复杂。分形维数D1和D2与比表面积成较好的正相关关系，与页岩平均孔径成较好的负相关关系。

煤中Au含量的异常作为潜在的Au资源开发利用区日益引起地质工作者的重视,笔者通过对黔西南地区116个上二叠统龙潭组、长兴组煤样及矸石样的Au含量进行了中子活化分析(INAA),研究了煤中Au的分布特征、赋存状态,探讨煤中Au的主要来源及富集机理。研究表明:贵州省西南部地区煤中Au含量为1~30 ng/g,平均值为13.75 ng/g,大大超过沉积岩丰度和世界煤平均丰度;Au含量高异常的地区主要分布在紫云—垭都深断裂、师宗—贵阳深断裂及开远—平塘断裂所构成的"三角形"区域内;含Au热液是黔西南煤中Au的主要物质来源,地幔热柱及深部岩浆活动是含Au热液流体向煤层运移的热动力源,当含Au热液在构造驱动下沿断裂构造带迁移上升进入煤层后,由于浓度、温度、压力、pH等物理化学条件的改变及有机质的作用,使得成矿流体失稳而导致研究区煤中Au等成矿元素沉淀富集。