安全生产先进适用技术与产品指导目录（全文）

①综掘面的综合降尘率平均达到93%左右。

②研发的高分子轻质附壁风筒总质量小于25kg ，是普通的铁

质或钢制附壁风筒重量的5%-10%。

③综掘面综合防尘技术可以有效将有人作业区域粉尘控制

在20mg/m 左右。

（2 ）锚喷工作面除尘技术及装备技术指标

①作业地点粉尘浓度控制在10mg/m 以下。

②研发的湿式混凝土喷射机作业流量可达7-9m /h 。

③喷层质量高，输送距离远；水平输送距离达 150m，垂直

输送距离30m，输送能力较国外产品提高1 倍。

④回弹率低，仅为15%左右。

⑤支护强度高，支护强度大于25MPa ，性能接近浇筑混凝土。

4. 典型案例及成效

以山东新巨龙能源有限责任公司辅二岩巷为例，在完全开启

由掘进机外喷雾降尘装置与附壁风筒旋流风幕封闭式控除尘系统

的状态下，辅二岩巷主要作业地点的全尘和呼尘浓度分别降至

3 3

20mg/m 、11mg/m 左右，平均全尘降尘率达92.72%，平均呼尘

降尘率达91.82%。应用湿喷技术后，巷道支护平均回弹率由使用

前的 18%降至 11% ，湿喷现场的全尘平均浓度由使用前的

3 3 3

13.1mg/m 降至 6.2mg/m ，呼尘平均浓度由 5.1mg/m 降低到

2.2mg/m 。实践证明，该技术能够有效降低综掘工作面及锚喷作

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业区域粉尘浓度，确保煤矿的安全高效生产。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：山东科技大学矿业与安全工程学院

联系人：周刚

电话：0532-86058080

地址：山东省青岛经济技术开发区前湾港路579 号

邮编：266590

E-mail ：ahsdzhougang@163.com

（十一）基于无线通信的矿用救灾监测系统

1. 适用范围及推广前景

本系统应用于矿区紧急救援和突发事件处理。可直接面向矿

山应急救援的重大需求，市场覆盖范围包括全国大、中、小煤矿

和各个救护队，目前，该系统已在14 个区域矿山应急救援队以及

扎赉诺尔煤业、神华宁煤集团、国投新集能源、辽源矿业集团和

华能白山煤矸石发电有限公司等矿山应急救援队得到应用。该系

统对保证救援队员的自身安全，提高救援工作的实效性，保护国

家和矿工的生命安全和财产具有重要意义。

2. 技术内容

（1）基本原理

通过研究救护队员体征安全信息采集技术，实现救护队员体

温、心率、姿态、活动度等生命体征信息监测功能；研究了救护

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环境安全信息采集技术，实现了温度、CH 、CO 和O 浓度等环

4 2

境参数的监测。基于煤矿视频采集技术和骨传导听说技术，实现

了救护队员专用的无线语音传输；基于救护安全信息无线自动传

输技术，实现了救护队员体征参数、环境参数、环境视频图像等

重要信息传输到地面以及语音集群对讲功能。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：救护队员体征安全信息采集技术。实现了救援

队员体温、呼吸频率、心率和姿态等重要体征参数的实时监测，

以便地面指挥人员随时了解每个救护队员的身体状况。

关键技术二：救护环境安全信息采集技术。采用 “爆炸三角

形”原理对采集到的O 、CH 、CO 、温度等环境参数进行数据分

2 4

析，避免次生灾害的发生。

关键技术三：语音、视频通信技术。采用基于H.264/AVC 的

煤矿视频采集技术和骨传导听说技术，实现了救护队员专用的无

线语音传输。

关键技术四：救护安全信息无线自动传输技术。采用蓝牙技

术和FHSS 跳频技术，实时将井下音视频和数据信息传输到地面。

3. 主要技术指标

（1）工作时间：系统连续工作时间≥12 小时。

（2 ）传输距离：中继器与中继器之间的传输距离≥1000m。

中继器与采集仪之间的传输半径≥150m。

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（3 ）组网跳数：中继器组网跳数≥15 跳。

（4 ）系统延时：系统延时≤2s 。

（5）组网方式：中继器随机混序布设，自动组网。

（6 ）监测环境参数：实时监测灾变现场温度、甲烷、一氧

化碳和氧气浓度环境参数。其中，甲烷检测范围为0-100%，一氧

化碳检测范围为0-5000ppm，氧气检测范围为0-30%，温度检测

范围为-20-+100℃。

（7 ）生命体征：实时监测救护队员体温、心率、姿态、活

动度等生命体征参数。其中，体温检测范围为 10-50℃，心率检

测范围为10-200BPM ，姿态检测范围为-90°-+90°，活动度检测范

围为0-100m/s。

4. 典型案例及成效

该系统已在山东兖州煤业股份有限公司救护大队等救护队

应用。矿用救灾无线通信系统在现场应用后，可快速搭建数据传

输通道，将事发地点的现场图像、环境参数、救护队员生命体征

等信息传输至后台指挥中心，能够实现地面救援指挥中心与井下

救护队员的直接对话和通讯指挥，设备运行稳定可靠。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：煤炭科学技术研究院有限公司

联系人：张立亚

电话：010-84261588

— 30 —

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地址：北京市朝阳区和平里青年沟东路5 号

邮编：100013

E-mail ：zhangliya@ccrise.cn

（十二）煤矿四维灾害模拟与预警系统

1. 适用范围及推广前景

本系统适用于各类矿山灾害模拟与预警。可在矿山灾害发生

机理研究的基础上，综合各类空间数据、生产数据和实时监测数

据，对矿山灾害进行超前预报，对危险性较大的区域进行重点监

控和实时预警，从而有效的避免发生重大事故；对可能发生灾变

的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的应急预

案，可根据该预案开展应急演练，模拟灾害事故发生后快速启动

应急预案，生成科学合理的救灾方案，协同调度应急救援物资，

实现对应急预案可行性的校验，指导应急预案的编制。当真正发

生灾变时，通过该预案可以有效避险、高效救援，从而有效的保

证矿山的本质安全和高效生产，具有广泛的推广应用价值。

2. 技术内容

（1）基本原理

本系统以井上下地质模型和危险源模型为基础，借助先进的

数字化和信息化手段，综合各种灾害的发生机理，利用模态识别

技术对危险源进行判识，实现对矿山顶板、冲击地压、煤与瓦斯

突出、火灾、水灾等各种灾害的超前预测和安全预警；对可能发

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生灾变的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的

应急预案；对矿山应急资源和预案进行数字化管理,充分利用四维

地理信息系统的空间分析和网络分析功能，实现矿山应急演练过

程的可视化和数字化，为矿山的安全生产提供保障。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：煤矿四维地理信息平台。基于现代图形学、地

质学、采矿技术、计算机、多媒体和互联网技术，实现三维CAD

和三维GIS 的无缝集成、各种属性数据库管理和真三维空间分析、

采矿各种专业的协同应用和动态联动。

关键技术二：煤矿时空灾害预警技术。基于对矿山的模型、

岩性、冲击倾向性、突出危险性、自燃倾向性、应力分布、瓦斯

压力、水文、开挖破坏范围等各种静态分析，结合微震、应力、

瓦斯、束管、水文等各种动态监测数据，研发有效的数学力学模

型和实用的预警技术，实现重大灾害的预测预报。

关键技术三：事故仿真技术。实现煤与瓦斯突出、水灾、火

灾等地质灾害事故以及跑车事故、机电事故等生产事故的模拟仿

真，可视化展示事故灾害演变过程、灾害影响区域、蔓延方向及

速度，为灾害防治、应急预案编制、安全教育、应急培训和应急

指挥提供技术支持。

关键技术四：全数字化应急演练系统。实现应急预案数字化，

针对不同类型、地点、级别的事故智能启用应急预案、快速响应

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与迅速处置、资源的协同调用与救援，实现全数字化应急演练。

3. 主要技术指标

（1）利用煤矿四维动态地理信息系统技术，可以实现采矿

生产和实时监测监控的可视化透明管理，为灾害预警和应急指挥

提供科学有效的基础数据信息。

（2 ）利用煤矿时空灾害预警技术，可以实现矿山冲击地压、

煤与瓦斯突出、顶板灾害、水灾和火灾等灾害的准确预测和在线

预警。

（3 ）能够对煤矿瓦斯、水灾、火灾等主要灾害事故进行模

拟仿真。

（4 ）能够应用全数字化应急演练技术开展矿井应急演练。

4. 典型案例及成效

临矿集团古城煤矿地质条件复杂，冲击地压灾害较为严重，

通过建立地质体和危险源模型，实现了采矿生产三维模型的动态

演化、属性数据和实时监测监控的可视化管理，并进行了冲击地

压、矿井水害、瓦斯涌出量、地表沉陷等危险源的预测和分析，

同时，实现了应急救援预案数字化管理以及多地点、多部门、多

专业、多资源、多系统、多技术、多角色的远程协同管理，为科

学地应急指挥提供强有力的决策支持，已有部分成果得到了验证。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：山东蓝光软件有限公司

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联系人：卢新明

电话：13853803297

地址：山东省泰安市高新区东区创业服务中心

邮编：271000

（十三）自动隔绝式压缩氧气自救器

1. 适用范围及推广前景

本产品广泛适用于煤矿、金属非金属矿山、冶金、化工、船

舶、隧道、建筑、军事、消防、公共安全等相关领域，在抢险救

灾、应急救援过程中为保护人民群众的生命安全与健康提供有效

支持，产品的市场需求巨大，前景十分广阔。

2. 技术内容

（1）基本原理

采用先进的机械、电子、无线高频传输技术和新型的环保材

料，通过借用煤矿现有的压缩氧气和预警监测系统，使井下作业

人员与有害空间隔绝，同时自动为佩戴者提供氧气。同时具有自

动启动、手动启动、手动开启的功能，确保复杂条件下能够安全、

稳定、快速地对事故做出反应，为灾变现场作业人员赢得宝贵的

逃生时间。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：借用煤矿现有的安全监测预警系统，提高了自

救装置的可靠性与稳定性，降低了实施成本。

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关键技术二：采用三重保护：自动启动响应时间3s、手动启

动响应时间5s、手动开启时间7s，三种功能互为补充，确保复杂

条件下正常开启供氧，实现了快速启动自救功能。

关键技术三：采用直流防爆型磁护电机，密封于减速箱中；

减速箱内的齿轮采用高强工程塑料和粉末冶金制造，使得整个系

统既不会因为电机性能导致阀门无法开启，也不会因为扭力过大

导致齿轮损坏，更不会因为电机运行过程中碳刷打火而引发安全

事故。采用特殊保护措施使得电机防爆等级达到行业最高要求

EXia I Ma 级，符合GB3836.1 、GB3836.4 和Q/ST-Z1001-2014 企

业技术条件要求。

3. 主要技术指标

（1）自动开启速度：自动启动、手动启动响应时间分别为

3s 和5s，手动开启时间7s，且三种启动功能互补。

（2 ）关键材料选型：高压气体的连接部件和高压气阀采用

硅酮高温冲压而成，抗压能力强，晶体结构稳定，避免了因为长

时间的高压而导致部件产生裂纹而漏气和爆裂从而发生安全事

故。

（3 ）更改连接材料和方法：采用新型硅胶半面罩替代口鼻

夹具给佩戴者供氧，提高自救装置与佩戴者连接的可靠性。

（4 ）防爆措施：将直流防爆型磁护电机密封于减速箱中，

且减速箱内的齿轮采用高强工程塑料和粉末冶金制造。采用特殊

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保护措施使得电机防爆等级达到行业最高要求EXia I Ma 级，符

合GB3836.1 、GB3836.4 和Q/ST-Z1001-2014 企业技术条件要求。

（5）供氧时间：≥45min 。

（6）体积：225.5mm×187.3mm×96.5mm 。

（7 ）重量：2.35kg 。

4. 典型案例及成效

已在神华集团、唐山开滦集团、淮北煤业集团、湖北马河煤

矿等企业井下现场进行了实验验证，实验数据和国家矿用产品质

量监督检验中心检验数据对应一致。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：武汉东方思创应急装备科技有限公司

联系人：于翔，王小文

电话：13986166766，13907192259

地址：武汉市青山区冶金大道54 号火炬大厦22 层

邮编：430080

E-mail ：yuxiang000001@126.com

（十四）井下孔底马达钻孔钻进技术

1. 适用范围及推广前景

本技术可应用于煤矿井下中硬煤层顺层定向钻进施工，结合

大功率定向钻机及配套钻具进行推广应用，对增加全国的煤层气

抽采量、提高抽采效果有积极促进的作用。该技术可提高中硬煤

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层的瓦斯治理的效果，降低了煤层气的平均抽采成本，在保障煤

矿生产安全的同时，可以大大缩短瓦斯治理工期，提高生产效率，

具有显著的经济效益和社会效益。

2. 技术内容

（1）基本原理

定向钻机装备主要由大功率定向钻机、泥浆泵、通缆钻杆、

随钻测量系统、孔底马达及钻头等主要部件组成，其工作原理是：

定向钻进时，钻杆不转动，由泥浆泵输出的高压水驱动孔底马达

旋转钻进，从而带动钻头旋转切削煤岩层；通过高精度孔底随钻

测量仪测量钻孔轨迹，并在防爆计算机上实时显示，通过调整孔

底马达的弯头方向在一定范围内对钻孔轨迹进行调整，达到预期

的轨迹要求，保证钻孔轨迹沿设计轨迹延伸。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：钻机设计了整体式和分体式两种结构，整体式

主机是将泥浆泵、电控箱、防爆电脑、给进系统、操作控制系统

等全部集成到一个履带车平台上，移动搬运方便，适应巷道断面

较大的矿井应用。分体式主机集成于2 个履带车平台上，适应巷

道断面不大的矿井应用。目前已形成系列化定向钻机，满足不同

地质条件和施工要求的需要。

关键技术二：随钻测量系统信号稳定、可靠性高、无需电池

供电、使用和维护成本低。采用探管孔外供电技术，避免了常规

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孔内电池供电方式因更换电池而撤钻的问题，提高了工作效率。

关键技术三：孔底马达在传动轴前端设计了单向阀机构，传

动轴与壳体连接处设计了导流机构，有效避免了定子和转子因煤

渣卡阻造成的堵塞卡钻。

3. 主要技术指标

（1）钻机最大输出转矩达13000Nm；最大钻进深度1500m 。

（2 ）钻机定向钻孔直径最大120mm，扩孔直径最大300mm。

（3 ）随钻测量系统方位角测量范围：0-360°(精度±1.5°) 、工

具面向角测量范围：0-360°( 精度±1.5°) 、倾角测量范围：

-90°-+90°(精度±0.2°) 。

4. 典型案例及成效

2011 年4 月至12 月，使用千米定向钻机在寺河煤矿共施工

主孔13 个，分支孔62 个，累计总进尺超过 14000m。其中，主

孔深度超过1000m 的钻孔共施工4 个，其最深孔深为1017m，分

支孔最大施工深度 240m 。试验期间，正常钻进平均日进尺为

150-180m，顺煤层钻孔机械钻速为15-24m/h ，顶底板岩石钻孔机

械钻速为6-8m/h，钻孔轨迹偏差小于1%。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司钻探

研究分院

联系人：史春宝

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电话：023-65239391

地址：重庆市九龙坡区二郎科技新城科城路6 号

邮编：400039

E-mail ：17500776@qq.com

（十五）矿用钻孔测井分析系统

1. 适用范围及推广前景

本系统是以自然伽马（简称 “GR”）测井技术为核心的综合

测井及数据分析系统。能够适用于各类煤矿、非煤矿山井下及隧

道工程中的地质、防治水、采空区、陷落柱、顶板支护（锚索孔）、

瓦斯抽放等各种任意倾斜角度设计钻孔的综合测井需要。该系统

将测井技术成功应用于矿山井下，可以大幅提高钻探成果分析的

可靠性，减少因钻探成果分析失误造成的工程损失与安全隐患，

降低不必要的钻探施工量，推广应用前景广阔。

2. 技术内容

（1）基本原理

本系统选用高分辨率视频、自然伽玛测井、孔斜、孔深相结

合的高度集成化的硬件设计，在现场一次完成原始数据的采集；

专用软件采用视频与自然伽玛数据按深度同步分析岩层岩性的专

利方法，弥补单一GR 曲线划分层位的不足，实现地层划分并生

成钻孔岩性柱状图；同时可以通过视频分析孔径变化、岩层裂隙、

离层情况、出水点特征等；自动绘制孔斜轨迹平面图、剖面图以

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及生成钻孔地质剖面图，各类图件均可以CAD 格式导出。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：自然伽玛测井技术能够定量划分岩层厚度、区

分砂泥岩的岩性。同时，GR 是一种泥质指示曲线，可以定性评

价岩石的力学强度。这对井巷工程的支护条件、隔水层力学强度

判断，有着重要的指示作用。

关键技术二：视频与GR 同步分析岩性技术，即对照同一深

度段的GR 曲线与视频进行岩性划分。可以弥补单一GR 曲线在

解释地层岩性方面的不足。

关键技术三：钻孔轨迹连续测量技术，即采用高频率的数据

采集方式连续测量钻孔轨迹，获取厘米级深度的钻孔轨迹点的方

位角与倾斜角数据，运用平差算法实现的钻孔轨迹制图成果，精

度优于目前应用的 “点测”测斜技术。

3. 主要技术指标

（1）探测孔深：>150m ，误差0.5% 。

（2 ）探测时间：探测锚索孔<15min ，探测100m 深度钻孔需

0.5-1 小时。

（3 ）地层分层：定量划分岩层分层厚度误差不大于0.1m。

（4 ）影像采集：分辨率>450TVLine ，探头光源光亮度可以

调节。

（5）钻孔孔斜：连续测量，方位角：量程0-360º，误差<2º。

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