本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种矿区瓦斯灾害差异化防控技术
“4 18”分级模型。
背景技术：
多年来，随着我国煤炭行业的稳步发展，许多矿区(如阳泉矿区)已经形成了包括远距离保护层开采及高抽巷卸压抽采、y型通风、沿空留巷、小煤柱开采、底抽巷穿层钻孔预抽、煤层增透强化抽采、地面井抽采等一系列瓦斯治理技术措施。但是，这些技术仍然存在成果零散、技术适用条件模糊、技术适用要求不明确等诸多问题。
为了取得更好的应用效果，首先需要对现有技术进行梳理，研究各项技术的特点、适用地质区域、灾害类型、人员队伍结构、技术前期积累、实施的时间过程、技术成熟期、实施达到的目标等技术指标，以便具有差异化瓦斯灾害的矿井有针对性地进行使用。
其次需要对于矿区以往进行的，已经实施过的瓦斯治理技术，进行技术特征指标分类提取，建立一套技术体系，使矿井在选择实施哪项技术时，有可靠的依据。同时矿井也可以针对自身的特点，结合所选取技术的能够解决问题的程度，提前对采取该项技术的结果有一个预判，以便提前采取有针对性的措施。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种矿区瓦斯灾害差异化防控技术“4 18”分级模型。所述技术方案如下：
首先，需要对瓦斯灾害差异化防控技术体系的适用条件进行分类研究。
瓦斯灾害差异化防控技术适用条件是研究瓦斯灾害差异化防控技术体系的核心内容。
在众多的瓦斯防控技术中，有瓦斯参数预测、瓦斯地质条件判断、瓦斯灾害预警、瓦斯抽放、防突措施等多种不同类别的技术；这些技术中，对于生产阶段，有的适用于新建矿井的、有的适用于生产矿井的、有的适用于水平延伸的；
对于灾害属性，有的适用于高瓦斯矿井、有的适用于突出矿井、有的适用于瓦斯较低的矿井；对于灾害类别，有的适用于瓦斯异常预警、有的适用于突出灾害预测等等；不同的瓦斯防控技术的适用条件差异很大。
所以一个矿井要选择一个适用于自己本矿井的瓦斯防治技术，必须在深入了解本矿井的自然条件和生产条件的基础上，针对不同的瓦斯风险防控技术，在各种属性分类下的适用条件，才能确定好适用于自己本矿井的技术。
为了更好的在瓦斯灾害差异化煤层中选择最佳的防控技术，必须研究瓦斯灾害差异化防控技术的适用条件，探讨矿区瓦斯灾害差异化矿井和瓦斯防控技术之间的匹配特征，分析不同技术的适用条件，根据瓦斯灾害差异化矿井的分类结果建立不同风险等级下的瓦斯防控技术体系。
其次，需要对瓦斯灾害差异化防控技术基础进行分类研究。
每一项技术的实施，要有相应的技术基础；由于煤矿地质条件复杂、瓦斯赋存差异较大、矿井生产状况不同、生产工艺不同、人员构成及素质有较大的差异，因此并不是所有的技术都能够试用于各类矿井；
在技术研究和实施过程中，有的技术在某些矿井实施效果较好，而在与其相近的另一些矿井实施效果较差。当然影响因素是很多的，但是最主要的影响因素是技术基础的影响。
同一类人，技术基础不同，对技术的掌握能力、掌握程度和掌握速度也不相同。特别是随着瓦斯灾害防控技术专业化和复杂程度的不断提升，各类技术在使用过程对实施基础的要求也越来越高，矿井在实施某一项技术之前需要满足特定的技术人员储备、前期技术条件等一系列满足试验要求的软硬件条件。
因此，有必要研究矿区瓦斯灾害防控和利用技术的特点，分析不同技术实施的人员和技术要求，根据瓦斯灾害差异化矿井的瓦斯防控技术特点建立不同矿井且适用于不同采掘作业阶段的技术体系。
然后，还需要对瓦斯灾害差异化防控技术的工艺特征进行分类研究。
在矿井瓦斯治理工作中，各种新的瓦斯防控技术不断涌现出来，不同的瓦斯灾害防控技术在技术原理和工艺特征上差别很大。
有的灾害防治技术需要进行钻孔施工、有的技术需要进行巷道施工、有的技术甚至需要地面钻孔施工；有的工艺技术的实施周期需要几天、有的需要几个月甚至一年；有些需要在煤层中施工，有些需要在岩层中施工；
由于工艺特征不同带来工艺的复杂性不同，从而对生产速度的影响程度不同，从而影响煤矿生产巷道或工作面的采掘速度，有的甚至影响到生产系统的布置和采掘工作的衔接；
因此，有必要研究矿区瓦斯灾害防控和利用技术的工艺特征，分析研究不同技术实施的工艺特点、工艺周期、技术成熟时间和预期效果等内容，根据瓦斯灾害差异化矿井的瓦斯防控技术工艺特点建立不同矿井作业区域的技术体系。这样才能使一个矿井在进行技术选择时全面地考虑的自身的生产特点、采掘接替要求、生产速度的要求、地质条件的要求等多方面因素，选择适合自身特点的瓦斯防治工艺技术。
最后，需要建立差异化防控典型技术描述方法及技术特征指标体系。
矿区有许多项瓦斯防治技术，各类技术采用不同的方法、运用不同的技术手段去解决不同的技术问题；
同时每一项技术各有其技术特征、工艺特点、适用条件；技术复杂程度不同，对人员的配置和要求、人员的素质和熟练程度的要求等等都不相同，且每一项技术的实施过程千差万别。
要建立一个标准的技术管理体系，首先要通过千差万变的各类技术实施过程中抽象出一个统一的技术描述方法；任何一项瓦斯治理技术，都能够依据一个统一的技术描述方法，进行准确描述。
同时把多种复杂的瓦斯防控技术进行分析归类，提取代表典型技术的通用指标为特征指标，形成技术特征指标体系，从而可以依据关键特征字段来对各类防控技术进行分类查询，确定各类技术的技术特点，以便在解决生产实际遇到的瓦斯问题时能够迅速查阅有针对性的防治技术，达到防治的预期效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1是本发明实施例一所使用的“4 18”分级模型示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
显而易见，由图1可知，这种指标构建方法一共分为两级，其中第一级分为4项，包括“适用条件分类”、“技术基础分类”、“工艺特征分类”、“描述方法及特征指标”。这其中每项又向下细分，一共分为18个小项。
实施例一
下面以阳泉矿区超远距离下保护煤层开采对强化上部突出煤层瓦斯抽采的试验研究为例来展示“4 18”分级模型。
第一步，适用条件分类。
1.关键问题：低透气性突出煤层超远距离下保护开采强化上部突出煤层瓦斯抽采。
2.矿井状况：生产矿井。
3.矿井瓦斯等级：突出煤层。
第二步，技术基础分类。
1.地质条件：井田基本上呈单斜构造，走向北东，向西南方向倾斜。井田含煤地层为石炭系太原组及二迭系山西组，煤系地层厚度180m，煤层总厚度13～15m，距地表深度为150～500m，煤层倾角为5～10°。
2.煤层赋存：井田共含煤16层，主采煤层为3#、12#和15#，局部可采煤层为6#、8#和9#，均为变成程度较高的无烟煤。
3#煤层：位于2#煤层下20～24m，东部间距略有增厚，西部相对变薄。煤层厚度0.75～4.32m，平均为2.33m，煤层结构简单，只在上部有一层0.03～0.05m厚的夹石层、夹石层层位稳定分布较广。该煤层在全区内均有分布，厚度稳定，只是在局部地区因受河流冲蚀而煤层变薄甚至尖灭。
15#煤层：位于k2灰岩之下，距13#煤层14.92～51.19m，平均为22.14m。本煤层在全区内均有分布，且厚度稳定，全部可采，是本区的主要可采煤层，只是在西部由于下部的夹石层增厚，将本层分为两个独立的煤层，夹石层由0.7～5.72m，平均为2.69m。在正常区内煤层厚度3.94～8.21m，平均为6.14m。煤层直接顶为黑色砂质页岩，厚0～6.5m；老顶为石灰岩，上部为泥岩、砂岩互层；其底板大部分为灰黑色砂质页岩，厚7～12m之间，老底为灰白色细砂岩。
3.开采顺序、方法、工艺：保护层工作面为k8206，属于15#煤，工作面走向长1580m；倾向长：252m；采高6.5m；倾角1～7°，平均5°。采用放顶煤采煤法，全部垮落法管理采空区顶板。
被保护层工作面为k7209，属于3#煤，工作面走向长860m；工作面倾向长150m；采高2.0m；倾角1～6°，平均4°；被保护区走向长252～48m；被保护区倾向长150m。工作面采用综采采煤法，全部垮落法管理采空区顶板。
3#和15#煤层的层间距136.5m。
k8206从井田边界由西向东推进，k7209由北向南推进。当k8206推进到570m处时，在空间上与被保护层工作面k7209正交。
k7209回采工作面巷道布置为一进两回通风系统，即一条进风巷，一条回风巷，一条瓦斯排放巷。
k8206回采工作面布置为一进两回通风系统，即一条进风巷，一条回风巷，一条瓦斯排放巷，另外还布置一条走向高抽巷抽采临近层瓦斯。
4.瓦斯赋存：含煤地层大致划分为上、中、下3个瓦斯储集层段：上储集层段为3#煤层及其上下临近层。
中储集层段包括12#煤层及其上下临近层和两层石灰岩k3和k4。12#煤层的瓦斯压力为1.10mpa，瓦斯含量为14.75m3/t。煤层生成的瓦斯，部分运移到k3、k4石灰岩的裂隙和溶洞内，常造成局部瓦斯富集。
下储集层段以13#煤层、下部的中厚层泥岩为盖层，储集层包括15#煤层和k2石灰岩。
3#煤层比较松软(f＝0.5～0.66)，瓦斯压力1.30mpa，瓦斯含量18.17m3/t，透气性系数1.48×10-2m2/mpa2.d，属低透气性煤层，具有煤与瓦斯突出危险性。
15#煤层较坚硬(f＝2～3)，瓦斯压力0.25mpa，瓦斯含量7.13m3/t。
5.人员构成及素质：矿长具有5年以上高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的管理工作经历，或具有5年以上高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的煤矿管理工作经历；
总工程师具有5年以上高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井安全生产管理经历，或有高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的煤矿安全生产管理经历；
通防副总工程师具有5年以上高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井相关业务工作经历，或有高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的煤矿相关业务工作经历；
从事抽采、防突等业务的技术人员具有煤矿主体专业技术职称；
专业队伍人员上岗前通过业务培训，在岗期间按有关规定定期复训，特种作业人员持证上岗。
6.人的技术基础：矿长、总工程师应具有煤矿大学以上学历，掌握煤矿采掘、通风、瓦斯、防突等专业技术，熟悉煤矿相关专业的技术知识；
通防副总工程师应具有煤矿大专以上学历，掌握煤矿通风、瓦斯、防突等专业技术，熟悉煤矿相关专业的技术知识；
采掘等副矿长应具有煤矿大专以上学历，掌握采掘等专业技术，熟悉煤矿相关专业的技术知识；
通防科、区(队)负责人及技术人员应具有煤矿中专以上学历，熟练掌握本专业技术知识，了解相关专业知识；
防突抽采等施工作业人员应具有初中以上学历，上岗前通过业务培训，熟悉突出、瓦斯防治的基本知识，掌握防治技能。
第三步，工艺特征分类。
1.工艺适应条件：3#煤层与15#煤层之间的层间距为125～136m。
3#煤层f＝0.5～0.66；瓦斯压力为1.30mpa，瓦斯含量为17.28～18.17m3/t，透气性系数为1.48×10-2m2/mpa2·d，属低透气性煤层，具有煤与瓦斯突出危险性。采前预抽困难，煤层开采变的困难，开采效率低下。
15#煤层f＝2～3，煤层瓦斯压力为0.05～0.25mpa，瓦斯含量5.67～
7.13m3/t，无煤与瓦斯突出危险性。
2.实施工期：k8206保护层工作面2006年1月1日开始开采，7月21日推进到，k7209被保护层工作面的下部(6个月零20天)。2006年9月17日k8206工作面推进完全穿过k7209被保护层工作面(58天)。
2006年7月23日k7209工作面开始受采动影响“卸压增透增流”作用显现，2006年7月26日封闭尾巷抽采瓦斯。2006年12月21日瓦斯涌出量恢复至3.6m3/t。
2005年7月18日开始回采至2007年4月30日，k7209被保护层工作面共抽采651天，2007年5月11日k7209工作面开始回采，至2008年5月26日工作面推进过保护层k8206风巷240m。
通过151天的抽采，从k7209被保护层工作面共抽采瓦斯3535839m3，远大于此区域的总储量3360639m3，k7209工作面卸压增透效果显著。煤层瓦斯抽采率达68.8％，3#煤层残余瓦斯含量降为5.67m3/t。
3.是否需要在煤、岩层中施工：在煤层中施工。
4.技术复杂程度：技术复杂程度为煤矿开采的综合技术。
工程技术人员需掌握煤矿地质及煤层、瓦斯赋存等，开采顺序；
具备矿井、采区、工作面瓦斯抽采设计和瓦斯抽采管理能力；施工人员具有熟练的采掘、抽采操作能力。
5.对矿井生产系统布局和采掘施工的影响：保护层开采是开采顺序的重新安排，在合理安排和开采，对矿井生产基本无干扰和影响，巷道掘进和回采面在采区安全措施后可正常施工推进。
6.顶底板岩性：3#煤层上部有一层0.03～0.05m厚的夹石层、夹石层层位稳定分布较广。15#煤层位于k2灰岩之下，西部由于下部的夹石层增厚，将本层分为两个独立的煤层，夹石层由0.7～5.72m，平均为2.69m。煤层直接顶为黑色砂质页岩，厚0～6.5m；老顶为石灰岩，上部为泥岩、砂岩互层；其底板大部分为灰黑色砂质页岩，厚7～12m之间，老底为灰白色细砂岩。
第四步，描述方法及特征指标分类。
1.技术描述：在被保护的3#煤k7209回采工作面布置一条进风巷，一条回风巷，一条瓦斯排放巷(外错尾巷)等3条巷道。在保护层的15#煤k8206回采工作面一条进风巷，一条回风巷，一条瓦斯排放巷(内错尾)，另外还布置一条走向高抽巷抽采临近层瓦斯。
由于保护层k8206工作面的开采，被保护层工作面发生膨胀变形，煤层卸压，吸附瓦斯解吸，形成瓦斯活化流动条件。卸压瓦斯一部分通过采动裂隙进入k8206工作面采空区，另一部分通过距k8206顶板60～70m，平距回风巷50～60m的高抽巷抽出。k8206工作面开采过程中，采用回风巷、内错尾巷和高抽巷三条巷道抽采工作面瓦斯。使得高抽巷以下的煤岩层得到了相应卸压，且层间形成了一定裂隙，被保护层工作面上邻近层逐步得到卸压，吸附瓦斯活化，导致邻近层瓦斯涌出量逐渐增大，部分卸压瓦斯沿裂隙进入保护层工作面。
同时被保护层k7209工作面外错尾巷进行密闭埋管抽采。并合理调控保护层k8206和被保护层k7209风量、瓦斯抽采量。使被保护层工作面瓦斯浓度稳定在0.7％，瓦斯涌出量稳定在3.6m3/min。
2.技术特征：保护层开采技术原理为通过保护层的开采，顶底板岩层发生移动变形，使被保护煤层发生卸压、膨胀，煤层透气性增加，吸附瓦斯解吸，同时采用预先施工好的钻孔或是巷道抽采卸压瓦斯，有效降低煤层瓦斯含量，消除煤层的突出危险性，将高瓦斯突出煤层转变为低瓦斯非突出煤层，实现被保护煤层的安全高效开采。
3.达到量化效果：保护层k8206工作面每月的风排瓦斯量为289408～1365952m3，每月平均763105m3，风排总量为12209686m3，占瓦斯抽采量的16.9％；高抽巷最大瓦斯抽采量为176m3/min，平均为80～120m3/min，瓦斯抽采16个月，抽采总量为60141432m3，使被保护层k7209工作面瓦斯浓度稳定在0.7％，瓦斯涌出量稳定在3.6m3/min。
上述过程即为“4 18”分级模型应用于实例的具体情况。
需要指明的是，上述实例只是这种方法的使用形式之一。其他使用形式包括但不限于列表，枚举等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种矿区瓦斯灾害差异化防控技术“4 18”分级模型，其基本特征为：
首先，需要对瓦斯灾害差异化防控技术体系的适用条件进行分类研究。瓦斯灾害差异化防控技术适用条件是研究瓦斯灾害差异化防控技术体系的核心内容。
其次，需要对瓦斯灾害差异化防控技术基础进行分类研究。在技术研究和实施过程中，有的技术在某些矿井实施效果较好，而在与其相近的另一些矿井实施效果较差。当然影响因素是很多的，但是最主要的影响因素是技术基础的影响。
然后，还需要对瓦斯灾害差异化防控技术的工艺特征进行分类研究。在矿井瓦斯治理工作中，各种新的瓦斯防控技术不断涌现出来，不同的瓦斯灾害防控技术在技术原理和工艺特征上差别很大。
最后，需要建立差异化防控典型技术描述方法及技术特征指标体系。
2.一种矿区瓦斯灾害差异化防控技术“4 18”分级模型，基于权利1所述的基本特征，其具体步骤为：
a.对适用条件进行分类。包括以下3个方面：①关键问题②矿井状况
③矿井瓦斯等级
b.对技术基础进行分类。包括以下6个方面：①地质条件②煤层赋存
③开采顺序、方法、工艺④瓦斯赋存⑤人员构成及素质⑥人的技术基础
c.对工艺特征进行分类。包括以下6个方面：①工艺适应条件②实施工期③是否需要在煤、岩层中施工④技术复杂程度⑤对矿井生产系统布局和采掘施工的影响⑥顶底板岩性
e.对描述方法及特征指标进行分类。包括以下3个方面：①技术描述
②技术特征③达到量化效果。
技术总结