我国煤矿生产的发展与煤矿安全技术的进步密不可分，煤矿安全技术进展不断支持着煤矿生产技术的进步和生产水平的提高，对煤炭工业为国民经济发展提供可靠的能源保障起到重要作用。在国家发改委、科技部的支持下，原煤炭工业部、国家煤炭工业局、国家安全生产监督管理总局先后组织了"九五""十五"煤矿安全技术科技攻关。充分发挥煤科总院、中国矿大等高校、科研院所和示范矿区煤矿企业的整体优势，以产学研相结合的方式，在平顶山煤业集团有限责任公司、阳泉煤业集团有限责任公司、芙蓉矿务局和淮南矿业集团有限责任公司所属矿井进行了科技攻关研究。本着瓦斯灾害治理示范矿井建设和煤矿安全关键技术攻关相结合的宗旨，围绕两个矿区瓦斯灾害防治的实际需要，"九五"期间在平顶山矿区开展了"改善煤矿安全状况综合配套和关键技术研究"。"十五"期间在淮南矿区开展了"矿山重大瓦斯煤尘爆炸事故预防与监控技术研究"。通过科技攻关一是建立"平顶山矿区"和"淮南矿区"两个瓦斯综合治理技术示范工程；二是围绕制约煤矿安全生产的部分关键技术，集中攻关，研究解决具有共性意义的瓦斯防治、防灭火、矿井通风、粉尘控制和应急救援等方面的关键技术。
通过"十五"科技攻关，瓦斯综合治理技术又向前发展了一步。在煤与瓦斯突出区域预测技术方面，采用瓦斯地质方法，建立了瓦斯地质理论与物探技术相结合的多技术（数字地震勘探、无线电波透视和构造软煤测井曲线识别）集成的多尺度（矿井突出区和工作面突出带）瓦斯突出区域预测瓦斯地质新方法。建立了由3D3C地震技术、AVO技术、地震反演技术、地震属性分析技术、地震波形分类技术等构成的瓦斯富集部位探测的核心技术。采用地质动力区划的方法，确定了活动构造和岩体应力状况对突出的影响，并划分应力升高区、应力降低区和应力梯度。为突出危险区、威胁区和安全区的划分奠定了基础。采用电磁波透视技术，成功研制出了探测煤层瓦斯灾害易发区的技术和装备，建立了电磁波反射和吸收特征数据库和地质异常体的识别系统。
在煤与瓦斯突出动态预测技术方面，分别研究出了基于动态瓦斯涌出规律、AE声发射原理和电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与装备。建立了煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，实现了炮掘工作面瓦斯动态预测，为突出预测技术提供了一种新的方法和工艺技术。开发出一套AE声发射监测突出的技术装备，通过阻噪、隔噪、拟噪、滤噪和有效AE信号提取等途径，使滤噪技术有了突破性进展，研究出包括传感器在内的AE声发射工艺技术，为瓦斯动力灾害的预测提供了手段。通过连续监测含瓦斯煤岩流变破坏过程中产生的电磁辐射信号强度和脉冲数及其变化的研究，揭示了电磁辐射与煤与瓦斯突出、冲击地压影响因素间的关系，提出了临界值法与动态趋势法相结合的煤岩动力灾害预警方法，开发成功KBD7型电磁辐射连续监测仪。
瓦斯抽放煤矿瓦斯灾害的治本措施，在"九五"攻关的基础上，"十五"技攻关中针对低透气性煤层抽放瓦斯难度大的问题，研究了强化抽放技术和装备。在顺层钻孔瓦斯抽放技术和水射流扩孔技术前期研究基础上，通过高压水射流理论研究、实验室试验和现场试验考查，形成了一套在顺煤层钻孔中运用高压水射流扩孔和钻扩一体化技术和装备，以及石门揭煤抽、排瓦斯钻孔扩孔的工艺技术和方法。扩孔后钻孔直径达到200～300mm，为扩孔前的4.5倍，最大孔径达619.9mm。明显地提高了瓦斯抽放效果，实践证明，用顺层钻孔预抽作为区域性防突措施是可行和有效的。利用这套技术经过3～5个月的抽放瓦斯，可使突出危险区域中煤层的瓦斯预抽率达到30％以上，有效地消除了瓦斯突出危险性。经过强化抽放的煤层，日产煤量提高了40％，吨煤回采成本一低41％。
下向钻孔及深孔预裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一项有效的技术途径。试验研究解决了下向孔施工中排渣、排水等技术难题，取得了下向钻孔孔深70.1m的良好成绩，下向孔的瓦斯抽量及抽放效果优于上向孔，抽放量提高了30.5％，科技攻关中，进一步研究完善了适合于高瓦斯低透气性、有突出危险煤层深孔控制预裂爆破强化抽瓦斯技术和石门快速揭煤技术。在淮南潘三矿试验使煤层透气性系数提高了7.1倍，瓦斯抽放率三个月时达到32.4％。石门快速揭煤技术在谢一矿等多个矿井试验和应用的结果表明，揭煤时间比原来缩短了50％。
针对单一低透气性突出煤层巷道掘进的瓦斯抽放技术难题，进行了理论和试验研究。发现工作面前方和巷道两帮煤体在松动和原始煤体之间存在随巷道向前掘进而移动的蠕变"U"形圈，该圈内煤层透气性系数成百倍的增加。据此研究了有效抽放半径、抽放时间、抽放负压和抽放量之间的关系，确定了边抽边掘瓦斯抽放技术参数及工艺。根据该项技术布置的抽放钻孔，其截流抽放瓦斯率可达到30％以上，并且煤体的强度有较大增加。此外，还研发了高瓦斯突出煤层强化增透技术，研制了新型药管、炸药及其配套装置和预裂爆破工艺，该项技术使边抽边掘钻孔抽放瓦斯量增加2～6倍，回采推进速度可提高4～5倍，保证了安全、高效掘进。
煤层群开采复杂条件下瓦斯综合防治技术是十五科技攻关的重点，开展了保护层作用机理的研究，针对保护层开采时，上下高瓦斯突出煤层的瓦斯集中向首采工作面涌出的特点，试验研究成功多种首采层瓦斯综合治理技术，包括被保护层底板巷道+上向穿层钻孔抽放瓦斯技术、煤层群多重开采下卸压层瓦斯抽放技术、首采层（保护层）顶板巷道抽放技术、保护层顶板走向钻孔抽放技术、保护层工作面采空区埋管抽放技术、保护层掘进工作面边掘边抽技术。这些技术保证了实际层间距70m（相对层间距35m）近水平煤层群的下保护层开采和80～90度急倾斜近距离煤层群下保护层开采关键技术的突破。这些技术在淮南矿区各矿应用后，显著提高了抽放和保护效果，使首采层瓦斯综合抽放率达到了62％。
防止工作面上隅角瓦斯积聚也是瓦斯灾害防治的难点，为此，研究了工作面瓦斯涌出构成、采空区瓦斯涌出量及浓度分布规律，确定了抽放采空区瓦斯的工艺方法和最佳抽放位置，研制了抽放瓦斯自动控制装置及配套设备。完善了采空区瓦斯抽放技术，实现立体高效率抽放采空区瓦斯。试验期间共抽出瓦斯2.24Mm3，采空区瓦斯抽放率达到56％，上隅角瓦斯浓度平均降低20％，基本消除瓦斯积聚现象。
U166871410
