煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分_第1頁(yè)
煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分_第2頁(yè)
煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分_第3頁(yè)
煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分_第4頁(yè)
煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)部分第一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日一、突出預(yù)測(cè)的意義與分類突出危險(xiǎn)區(qū)呈帶狀分布,面積一般不到突出煤層的10%。長(zhǎng)度在100m以內(nèi),突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)是防治煤與瓦斯突出綜合措施的第一步。1、意義①預(yù)測(cè)的目的是確定突出危險(xiǎn)區(qū)域和地點(diǎn),為采取合理的防突措施提供科學(xué)依據(jù)。

②減少防突工程量和時(shí)間,提高采掘速度。③為在突出危險(xiǎn)帶內(nèi)采取有效措施提供保證與條件,主動(dòng)及早采取措施,保證安全生產(chǎn)和計(jì)劃的完成。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日4.3煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)

礦區(qū)內(nèi)突出分布的規(guī)律方向性突出的分布與構(gòu)造線方向密切相關(guān),瓦斯突出條帶常沿構(gòu)造帶分布。集中性相似性遞增性分級(jí)性突出分布有不均勻性,主要有幾個(gè)礦井突出,突出礦井只有幾個(gè)突出工作面。在相似的瓦斯地質(zhì)條件區(qū)域,具有相似的突出分布特點(diǎn)。煤與瓦斯突出規(guī)模和次數(shù)隨開采深度的增加而增加。地質(zhì)構(gòu)造級(jí)別的大小和序次的前后對(duì)突出分布具有明顯的對(duì)應(yīng)控制作用。第三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

始突深度基本特征突出強(qiáng)度地質(zhì)因素氣體成分工程因素突出空洞強(qiáng)度頻度突出預(yù)兆在不同地區(qū)的礦井中相差很大以中、小型為常見構(gòu)造應(yīng)力集中的部位突出的危險(xiǎn)性大突出氣體主要成分是甲烷突出大多發(fā)生在落煤時(shí)多呈口小肚大的梨形一類是頻率高而強(qiáng)度低,另一類是頻率低而強(qiáng)度高概括起來,可分為有聲預(yù)兆和無(wú)聲預(yù)兆第四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

突出的預(yù)兆地壓顯現(xiàn)預(yù)兆瓦斯涌出預(yù)兆煤炮聲、支架斷裂、巖煤開裂掉碴、底臌、巖煤自行剝落、煤壁顫動(dòng)、鉆孔變形、垮孔、頂鉆、夾鉆桿、鉆機(jī)過負(fù)荷等瓦斯涌出異常、忽大忽小,煤塵增大、氣溫異常、氣味異常,打鉆噴瓦斯,噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等層理紊亂、強(qiáng)度降低、松軟或不均質(zhì)、暗淡無(wú)光澤、厚度增大、軟分層厚度增大、傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體干燥、煤體斷裂等。煤體結(jié)構(gòu)預(yù)兆第五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日瓦斯突出防治技術(shù)發(fā)展(1)安全防護(hù)階段(2)防突措施階段五十年代防突技術(shù)研究以安全防護(hù)措施為主。目的是保證一旦煤與瓦斯突出發(fā)生時(shí),避免造成人身傷亡事故。主要防突措施有震動(dòng)放炮和遠(yuǎn)距離放炮。從60~70年代末開采解放層的大規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)和應(yīng)用,并取得了較好的防突效果。局部防突措施方面,試驗(yàn)研究提出了超前鉆孔、松動(dòng)爆破、煤層注水、水力沖孔、水力沖刷、金屬骨架等多種防突措施。第六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日4.3煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)

(3)突出預(yù)測(cè)階段(4)防突措施階段70年代末到80年代,七十年代開始,撫順分院以與北票局、紅衛(wèi)煤礦合作,試驗(yàn)提出區(qū)域預(yù)測(cè)的單項(xiàng)指標(biāo)、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法和綜合指標(biāo)法。79年在石門揭煤工作面提出了鉆屑解吸法。1988年以后,以《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的頒布為標(biāo)志。該階段將突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和措施效果檢驗(yàn)納入到防突工作中來,全面實(shí)施包括突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防突技術(shù)措施、措施效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施的綜合防突技術(shù)。第七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日4.3.1“四位一體”綜合防突措施防突措施安全防護(hù)措施措施效果檢驗(yàn)突出預(yù)測(cè)《規(guī)程》209條:井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí),必須采取震動(dòng)爆破、遠(yuǎn)距離爆破、避難硐室、反向風(fēng)門、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、自救器等安全防護(hù)措施。預(yù)抽煤層瓦斯、開采解放層和煤層注水可劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)、突出威脅區(qū)和無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。方法有單項(xiàng)指標(biāo)法、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法和綜合指標(biāo)法。工作面預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè)局部防突措施區(qū)域防突措施劃分為突出危險(xiǎn)和無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。方法有鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法和鉆屑指標(biāo)法等。震動(dòng)放炮、超前鉆孔、松動(dòng)爆破等“四位一體”綜合防突措施第八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

2、分類:突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)包括:區(qū)域性預(yù)測(cè)和工作面預(yù)測(cè)。區(qū)域預(yù)測(cè)(長(zhǎng)期預(yù)測(cè)),其任務(wù)是確定礦井、煤層和煤層區(qū)域的突出危險(xiǎn)性。區(qū)域預(yù)測(cè)應(yīng)在地質(zhì)勘探、新井建設(shè)、新水平和新采區(qū)開拓或準(zhǔn)備時(shí)進(jìn)行。工作面預(yù)測(cè)(日常預(yù)測(cè)或點(diǎn)預(yù)報(bào)),包括石門和豎、斜井揭煤工作面、煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。其任務(wù)是預(yù)測(cè)工作面附近煤體的突出危險(xiǎn)性,即該工作面繼續(xù)向前推進(jìn)時(shí)有無(wú)突出的危險(xiǎn)。

區(qū)域預(yù)三個(gè)層次:確定礦井有無(wú)突出危險(xiǎn)確定煤層有無(wú)突出危險(xiǎn),程度如何?確定突出煤層水平、翼、區(qū)段和采區(qū)突出危險(xiǎn)。

4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日單項(xiàng)指標(biāo)法工作面預(yù)測(cè)突出預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè)地質(zhì)雷達(dá)方法綜合指標(biāo)法瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法其它方法巷道瓦斯涌出特征法R值指標(biāo)法復(fù)合指標(biāo)法煤體溫度法鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法聲發(fā)射方法其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法坑透法動(dòng)力區(qū)劃法三維地震法綜合指標(biāo)法瑞利波方法瓦斯地質(zhì)方法煤體電磁輻射方法按預(yù)測(cè)任務(wù)的不同分類第十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日按作業(yè)地點(diǎn)的不同分類突出礦井和突出煤層的鑒定突出預(yù)測(cè)平巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)石門揭煤工作面預(yù)測(cè)突出煤層內(nèi)區(qū)域預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)下山掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)上山掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)回采工作面預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日單項(xiàng)指標(biāo)法

《規(guī)定》第26條:煤堅(jiān)固性系數(shù)f瓦斯放散初速度△p

瓦斯壓力p煤的破壞類型:Ⅰ類非破壞煤,Ⅱ類破壞煤,Ⅲ類強(qiáng)烈破壞煤,Ⅳ類粉碎煤和Ⅴ類全粉煤。指標(biāo)臨界值相關(guān)規(guī)定預(yù)測(cè)指標(biāo)《規(guī)定》第26條規(guī)定:新建礦井應(yīng)根據(jù)地勘提供的突出危險(xiǎn)性基礎(chǔ)資料,并參照鄰近礦井的突出情況和預(yù)測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性指標(biāo),與部授權(quán)的煤炭科研單位共同確定礦井突出危險(xiǎn)性,方可將礦井突出危險(xiǎn)性列入設(shè)計(jì)任務(wù)書中,報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)后,作為礦井設(shè)計(jì)依據(jù)。只有全部指標(biāo)達(dá)到或超過上述臨界值時(shí),方可將煤層劃為突出危險(xiǎn)煤層?!?.74≤0.5≥10ⅢⅣⅤ突出危險(xiǎn)煤層瓦斯壓力P(MPa)煤的堅(jiān)固性系數(shù)f瓦斯放散初速度ΔP煤的破壞類型煤層突出危險(xiǎn)性第十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日13根據(jù)煤的性質(zhì)預(yù)測(cè)(1)根據(jù)煤的破壞類型蘇聯(lián)科學(xué)院地質(zhì)所在1958年基于對(duì)煤的原生和次生節(jié)理性質(zhì)的變化、微裂隙間距、斷口、光澤等特性把煤分成五種破壞類型,認(rèn)為煤層中含有第Ⅳ、Ⅴ破壞類型的分層是發(fā)生突出的必要條件。第十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日16(2)根據(jù)煤的瓦斯放散初速度該法在五十年代的初期由依爾、愛琴格爾等人提出。接著在蘇、法、比、日等國(guó)得到了較為普遍的應(yīng)用。該法的實(shí)質(zhì)是通過煤樣的放散瓦斯的初速度(△P表示)來表征煤的破壞程度和孔隙性質(zhì)。第十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日瓦斯放散初速度△p測(cè)定煤的瓦斯放散初速度⊿p也是預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)之一,該指標(biāo)反應(yīng)了含瓦斯煤體放散瓦斯快慢的程度。⊿p的大小與煤的瓦斯含量大小、孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙表面性質(zhì)等有關(guān)。在煤與瓦斯突出的發(fā)展過程中,瓦斯的運(yùn)動(dòng)和破壞力,在很大程度上取決于含瓦斯煤體在破壞時(shí)瓦斯的解吸與放散能力。煤的瓦斯放散初速度△p,是指在1個(gè)大氣壓下吸附后用mmHg表示的45~60秒的瓦斯放散量p2與0~10秒內(nèi)放散量p1的差值。第十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日WT-1型瓦斯擴(kuò)散初速度測(cè)試系統(tǒng)第十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日(1)在井下采新鮮暴露面的煤樣,并按煤層破壞結(jié)構(gòu)分層采樣,每一煤樣重500克。煤樣粉碎混合后,將粒度符合標(biāo)準(zhǔn)(粒度為0.2~0.25毫米)的煤樣仔細(xì)均勻混合后,稱出煤樣,每份重3.5克;潮濕煤樣要自然晾干,除掉煤的外在水分。(2)旋下儀器的煤樣瓶下部的緊固螺栓,將煤樣裝入。為防止脫氣和充氣時(shí)的煤塵飛入儀器內(nèi)部,必須在煤樣上放一個(gè)小棉團(tuán)。裝上煤樣瓶后先用手扶正,再旋緊緊固螺栓。第二十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日煤層編號(hào)采樣地點(diǎn)瓦斯放散初速度△p(mmHg)M5標(biāo)高+5煤層主斜井運(yùn)輸大巷24.424.224.2標(biāo)高+5煤層9-5石門23.924.1標(biāo)高+5煤層主斜井運(yùn)輸大巷24.2第二十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日22(3)根據(jù)煤的強(qiáng)度性質(zhì)蘇聯(lián)斯科琴斯基礦業(yè)研究所對(duì)不同破壞類型煤的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明突出危險(xiǎn)的Ⅳ、V類煤的強(qiáng)度較I、Ⅱ類低數(shù)倍。在捷克斯洛伐克的三個(gè)礦井用落錘法、針入度法和滾筒破碎法進(jìn)行過測(cè)定。第二十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第二十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日第三十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日31(4)根據(jù)煤的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)蘇聯(lián)東方研究所提出下列兩個(gè)綜合考慮煤層瓦斯放散初速度△P和硬度系數(shù)f的綜合指標(biāo)

K1=△P-10f2K2=△P-25f2首先確定K1,當(dāng)Kl≤1時(shí),則無(wú)突出危險(xiǎn);當(dāng)K1>1時(shí),則計(jì)算K2,如K2<1時(shí),則屬突出成脅區(qū);如K2>l時(shí),則為突出危險(xiǎn)區(qū)。第三十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日32

(5)根據(jù)煤的突出危險(xiǎn)綜合指標(biāo)e對(duì)葉戈申煤田,曾用下式劃分區(qū)域的突出危險(xiǎn)程度:

e=1.8(△P—f)十0.7C式中:C-煤的篩分指數(shù)(即煤篩分后<0.5mm粒度的煤所占的百分?jǐn)?shù))。當(dāng)e>21時(shí),有突出危險(xiǎn),當(dāng)e<21時(shí),無(wú)突出危險(xiǎn)。第三十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日33(6)根據(jù)煤的突出危險(xiǎn)綜合指標(biāo)蘇聯(lián)東方研究所對(duì)突出和非突出煤的電阻率γ和煤的吸附瓦斯變形量δ進(jìn)行了研究。測(cè)定表明上述兩參數(shù)皆與△P相關(guān)。而且可用一直線很好地區(qū)分開突出危險(xiǎn)和非突出危險(xiǎn)煤,該直線的方程為:

γ=aδ

當(dāng)a>100,無(wú)突出危險(xiǎn);a<100時(shí),有突出危險(xiǎn)。第三十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日34(7)據(jù)據(jù)煤的揮發(fā)分含量和電阻率維·恩.尼闊林統(tǒng)計(jì)分析了1650個(gè)煤層,1250次突出,提出當(dāng)煙煤揮發(fā)分V>35%時(shí),無(wú)煙煤的電阻率的對(duì)數(shù)lgp<3.3時(shí),突出的概率小。頓巴斯有23對(duì)深井(深500-800米)符合上述兩項(xiàng)指標(biāo),皆未發(fā)生突出。第三十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日35(8)根據(jù)煤的微觀結(jié)構(gòu)特征日本認(rèn)為突出煤層中有“分枝性危裂”。保加利亞認(rèn)為突出煤層裂隙多(裂隙比長(zhǎng)7.5—10.2mm/mm2,非突出煤層裂隙少。第三十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日36(9)根據(jù)煤的水分煤層的水文地質(zhì)條件在很大程度上也決定煤層突出危險(xiǎn)性,對(duì)于頓巴斯的條件,當(dāng)煤中水分(天然及人工潤(rùn)濕)大于4—6%時(shí),就沒有突出危險(xiǎn)性。第三十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日371.5.2根據(jù)瓦斯因素預(yù)測(cè)突出(1)按煤層瓦斯壓力和煤的瓦斯含量煤層中的瓦斯壓力是決定煤中瓦斯含量大小的基本因素。盡管很早就有人提出,煤與瓦斯突出僅需要很小的瓦斯壓力(約1.6-2個(gè)大氣壓),但各國(guó)一般沿用0.1MPa為煤層可能突出的危險(xiǎn)性標(biāo)志。根據(jù)對(duì)世界百余個(gè)煤田的統(tǒng)計(jì),突出煤層中煤的瓦斯含量大于10m3/t;法國(guó)塞維內(nèi)煤田當(dāng)煤的瓦斯含量小于或等于9

m3/t時(shí),煤層不易突出。第三十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日38(2)按鉆孔瓦斯涌出特征蘇聯(lián)東方研究所根據(jù)鉆孔瓦斯涌出速度隨時(shí)間變化,提出劃分突出煤層與非突出煤層的指標(biāo)△q:△q=qm-qk式中:qm——打鉆結(jié)束后立即測(cè)定的每1米鉆孔的瓦斯涌出量,m3/min;qk——完鉆24小時(shí)后,每一米鉆孔的瓦斯涌出量,m3/min。當(dāng)△q>1.2-2時(shí),突出危險(xiǎn)區(qū);當(dāng)△q<1.2-2時(shí),為非突出危險(xiǎn)區(qū)。第三十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日39(3)按煤的瓦斯解吸規(guī)律亨瑞契、加納斯提出根據(jù)煤的解吸瓦斯速度來預(yù)測(cè)煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性,即Kt值指標(biāo)。第三十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日40(4)瓦斯成分蘇聯(lián)曾以煤層瓦斯成份氦作為無(wú)突出危險(xiǎn)的指標(biāo);日本認(rèn)為煤層瓦斯成分中重碳?xì)浠衔锖吭龈呤峭怀鑫kU(xiǎn)性指標(biāo)。第四十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日41根據(jù)地壓因素預(yù)測(cè)突出(1)根據(jù)煤層和圍巖的應(yīng)力狀態(tài)馬凱耶夫煤礦安全科研所用水力破裂法測(cè)定了突出危險(xiǎn)煤層的應(yīng)力狀態(tài)。這種測(cè)定方法是基于水力破裂煤層后,裂隙中水承受的壓力近似地等于垂直于裂隙面的應(yīng)力分量。(2)根據(jù)煤層頂?shù)装蹇繑n速度蘇聯(lián)、保加利亞、日本等國(guó)家都認(rèn)為,突出前頂?shù)装蹇繑n速度減緩及至停滯,常以工作面采煤時(shí)和無(wú)作業(yè)對(duì)頂?shù)装蹇繑n速度的比值K來表示突出危險(xiǎn)性。蘇聯(lián)規(guī)定K>30時(shí)有突出危險(xiǎn)性,K=3—6時(shí)無(wú)突出危險(xiǎn)性。第四十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日42(3)根據(jù)鉆孔鉆屑量打鉆時(shí)煤鉆屑排出之多少,在一定程度上反映煤體應(yīng)力的大小。蘇、法、西德、日本等國(guó)都提出過用這一方法來預(yù)測(cè)突出。該法的要點(diǎn)是記錄每打l米鉆孔的排粉量,以鉆孔的理論容積為基準(zhǔn)計(jì)算倍率。倍率越大越易突出。各國(guó)采用的指標(biāo)不完全相同,法、西德認(rèn)為倍率為8時(shí)有突出危險(xiǎn),日本來用每米鉆孔鉆粉量>6L/m為突出危險(xiǎn)指標(biāo)。(4)根據(jù)煤層震動(dòng)音響蘇聯(lián)自1952年起開始了這方面的研究工作,研制了接收音響信號(hào)的地音儀器,并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了長(zhǎng)期試驗(yàn)。多年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,突出前噪聲水平升高,促并非每一次升高皆導(dǎo)致突出的發(fā)生。第四十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日43蘇聯(lián)鉆孔瓦斯涌出初速度q突出危險(xiǎn):a=1.12、b=0.162;非突出危險(xiǎn)煤層:a=1.33、b=0.238。突出危險(xiǎn)煤層。(2)R值指標(biāo)

第四十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日44(3)煤層溫度測(cè)量煤鉆屑溫度、測(cè)量工作面新暴露煤壁溫度。

T1為L(zhǎng)深度處煤體溫度;△TP為鉆頭切割溫升;△TT鉆粉輸送溫升;△Td為瓦斯解吸溫升。

第四十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日45(4)巷道瓦斯涌出變異系數(shù)KV式中,KV為變異系數(shù);Qi為第i個(gè)循環(huán)時(shí)巷道涌出的瓦斯量,m3;

為全部循環(huán)內(nèi)平均每個(gè)循環(huán)涌出的瓦斯量,m3;

n為全部循環(huán)數(shù)。第四十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日46西德煤層可解吸瓦斯含量可解吸瓦斯含量小于或等于9m3/t為極限值。不到此值,則可省去其他所有措施。(2)巷道瓦斯涌出V30特征值炮后30分鐘內(nèi)的巷道瓦斯涌出量與放炮落煤量的比值,單位m3/t。

V30值達(dá)到煤層可解吸瓦斯含量的40%,就有突出危險(xiǎn)。(3)鉆屑量在鉆孔直徑50mm時(shí):8l/m。在鉆孔直徑95mm時(shí):50l/m。在鉆孔直徑140mm時(shí):90l/m。有噴孔、劈裂聲、粗鉆屑增多等為突出危險(xiǎn)征兆。第四十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日(4)煤的解吸瓦斯初速度△P0-60

△P0-60≥15

mmhg有突出危險(xiǎn)。(5)解吸指標(biāo)Kt值無(wú)突出危險(xiǎn):Kt;突出威脅:Kt;突出危險(xiǎn):Kt≥0.75。第四十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)h2或K1值表示瓦斯含量的大小和解吸速度的快慢,即表示瓦斯能的大小及釋放速度。鉆屑瓦斯解吸規(guī)律可用巴雷爾公式表示,Q1=K1T0.5

,h2和K1值均表示煤樣在一段時(shí)間內(nèi)的瓦斯解吸量,K1值是解吸第1分鐘的解吸量,h2是第4和第5分鐘內(nèi)的解吸量.K1=0.016h2理論基礎(chǔ)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第四十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)

28~10m12~4m鉆屑指標(biāo)法鉆孔布置圖鉆孔布置第四十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

(1)△h2測(cè)定方法:

(1)把10g篩分好的1-3mm的煤樣裝入解析儀的煤樣瓶中。

(2)把秒表計(jì)時(shí)3min轉(zhuǎn)通連接閥,使煤樣瓶與測(cè)量系統(tǒng)接通與大氣隔絕,5min時(shí)解析儀的時(shí)數(shù)即為△h2,單位pa。MD-2型鉆屑瓦斯解吸儀煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

(2)鉆屑量S測(cè)定方法:用Φ42mm的煤電鉆在工作面煤體中打鉆,每鉆進(jìn)1m收集全部鉆屑,用彈簧稱稱重測(cè)定鉆屑量S。煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日(3)瓦斯解析特征K1系數(shù)測(cè)定鉆進(jìn)時(shí)每鉆2米,收集其排粉量,稱重或測(cè)量體積。當(dāng)鉆孔深度超過2米時(shí),每隔2米,取鉆粉測(cè)量其瓦斯解析特征。取樣時(shí)記錄取樣的鉆孔編號(hào)、孔深、及取樣時(shí)間,試樣經(jīng)篩分,取粒徑1—3毫米的煤樣6—10克,放入CHJ解析儀中,待取樣后2分鐘開始啟動(dòng)解析儀,并每隔一分鐘讀一次水柱高度,共讀10次,經(jīng)校正得出解析量值,并用下列公式,使用最小二乘法得出解析特征K1值。煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

式中Q—每克煤粉在時(shí)間T內(nèi)測(cè)出的解吸瓦斯總量,ml/gWL—測(cè)定前煤樣已解析出的瓦斯總量,ml/g;K1—解析特征系數(shù),其值相當(dāng)于煤樣自煤壁暴露后,第一分鐘內(nèi)的瓦斯解析總量;T—自煤體脫落后算起,煤粉的暴露時(shí)間,min;t1—取樣到啟動(dòng)解析儀的時(shí)間,min;一般采用2分或者3分;t2—做試驗(yàn)時(shí)的時(shí)間,min;t3—煤粉自煤體脫落至鉆孔口的時(shí)間,其中L是取樣時(shí)鉆孔的長(zhǎng)度,t3=0.1L。煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

理論基礎(chǔ)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日鉆孔瓦斯涌出初速度q法測(cè)定在工作面打Φ42mm的鉆孔,當(dāng)打到測(cè)定位置后,將鉆屑排凈,用打氣筒向膠囊封孔器充氣管中充氣,此時(shí)膠囊封孔器膠囊充氣膨脹而封閉鉆孔(預(yù)留0.5m測(cè)量氣室),同時(shí)打開連接在膠囊封孔器測(cè)量管末端的多級(jí)流量計(jì)旋塞,讀取水柱計(jì)兩端水柱凹面處刻度,水柱差值即為q值。封孔測(cè)量全過程在成孔2min內(nèi)完成。ZLD-1型多孔流量計(jì)TN-1型膠囊封孔器煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

123543.5m0.5m鉆孔瓦斯涌出初速度鉆孔布置圖1-煤層巷道;2-鉆孔;3-封孔器;4-瓦斯排出管;5-測(cè)量室鉆孔布置煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日鉆孔涌出初速度法(1)工作面的軟分層中,靠近巷道兩幫,各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向,直徑42mm,深3.5m的預(yù)測(cè)鉆。(2)用專用封孔器封孔,留0.5m長(zhǎng)測(cè)量室。(3)在成孔2min內(nèi)測(cè)定完鉆孔瓦斯涌出初速度。判斷突出危險(xiǎn)性的鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值qm煤的揮發(fā)份Vdaf(%)5~1515~2020~30>30qm(l/min)5.04.54.04.5煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第五十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

應(yīng)用效果1969~1980年間在前蘇聯(lián)頓巴斯127個(gè)礦井的3930個(gè)掘進(jìn)工作面和2070個(gè)回采工作面應(yīng)用,工作面共推進(jìn)1143Km,其中非突出危險(xiǎn)1104.6Km(占96.7%),突出危險(xiǎn)帶38.4Km(占3.3%)。工作面共穿過691個(gè)突出危險(xiǎn)帶,其中有677個(gè)(占89%)是用該方法發(fā)現(xiàn)的,只漏掉了14個(gè)危險(xiǎn)帶。平煤集團(tuán)突出礦井主要采用該指標(biāo)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),目前該方法是國(guó)內(nèi)外突出礦井的主要預(yù)測(cè)方法。煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第六十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日

R值指標(biāo)由蘇聯(lián)東方煤礦安全研究所1969年提出;鉆屑量S主要考慮了煤層的強(qiáng)度性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài),瓦斯涌出初速度則主要考慮了瓦斯因素;該方法同時(shí)考慮了工作面的應(yīng)力狀態(tài)、物理力學(xué)性質(zhì)、瓦斯含量、透氣性和煤層的放散能力,即考慮了決定突出危險(xiǎn)性的主要因素,是一個(gè)綜合指標(biāo)。理論基礎(chǔ)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第六十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日R指標(biāo)法

突出危險(xiǎn)性判別技術(shù)方法①在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)或3個(gè)直徑42mm、深8~10m的預(yù)測(cè)鉆孔。鉆孔應(yīng)布置布置在軟分層中。鉆孔的終孔應(yīng)位于巷道輪廓線外2~4m處。②鉆孔每打1m,測(cè)定一次鉆屑量,測(cè)定鉆孔最大瓦斯涌出初速度qmax預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性。無(wú)突出危險(xiǎn)R2<30R1<6有突出危險(xiǎn)R2≥30R1≥6突出危險(xiǎn)程度

指標(biāo)工作面預(yù)測(cè)方法煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)第六十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法《防突規(guī)定》:第三十三條突出礦井應(yīng)當(dāng)對(duì)突出煤層進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)(以下簡(jiǎn)稱區(qū)域預(yù)測(cè))。經(jīng)區(qū)域預(yù)測(cè)后,突出煤層劃分為突出危險(xiǎn)區(qū)和無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。未進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)的區(qū)域視為突出危險(xiǎn)區(qū)。區(qū)域預(yù)測(cè)分為新水平、新采區(qū)開拓前的區(qū)域預(yù)測(cè)(以下簡(jiǎn)稱開拓前區(qū)域預(yù)測(cè))和新采區(qū)開拓完成后的區(qū)域預(yù)測(cè)(以下簡(jiǎn)稱開拓后區(qū)域預(yù)測(cè))。

4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法(一)區(qū)域預(yù)測(cè)一般要求突出礦井應(yīng)對(duì)突出煤層進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè);(二)區(qū)域預(yù)測(cè)結(jié)果分類1、突出危險(xiǎn)區(qū);2、無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū);3、末預(yù)測(cè)區(qū)為突出危險(xiǎn)區(qū)。(三)區(qū)域預(yù)測(cè)時(shí)間和范圍劃分水平、采區(qū)開拓前的預(yù)測(cè);水平、采區(qū)開拓后的預(yù)測(cè)。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法《防突規(guī)定》:突出危險(xiǎn)性評(píng)估——地質(zhì)勘探期間及建井前進(jìn)行的“區(qū)域預(yù)測(cè)”突出煤層鑒定——建井時(shí)進(jìn)行的“區(qū)域預(yù)測(cè)”區(qū)域預(yù)測(cè)——突出煤層4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法開拓前區(qū)域預(yù)測(cè):新水平、新采區(qū)開拓前,當(dāng)預(yù)測(cè)區(qū)域的煤層缺少或者沒有井下實(shí)測(cè)瓦斯參數(shù)時(shí),可以主要依據(jù)地質(zhì)勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實(shí)測(cè)和生產(chǎn)資料等進(jìn)行開拓前區(qū)域預(yù)測(cè)。開拓前區(qū)域預(yù)測(cè)結(jié)果僅用于指導(dǎo)新水平、新采區(qū)的設(shè)計(jì)和新水平、新采區(qū)開拓工程的揭煤作業(yè)。(一)開拓前預(yù)測(cè)依據(jù)1、實(shí)測(cè)煤層瓦斯參數(shù);2、地質(zhì)資料、上下水平及鄰近煤層的實(shí)際資料。

(二)預(yù)測(cè)的作用1、指導(dǎo)新水平、采區(qū)設(shè)計(jì);2、指導(dǎo)新水平、新采區(qū)開拓時(shí)揭煤防突工作。

4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法開拓后區(qū)域預(yù)測(cè):開拓后區(qū)域預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)主要依據(jù)預(yù)測(cè)區(qū)域煤層瓦斯的井下實(shí)測(cè)資料,并結(jié)合地質(zhì)勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實(shí)測(cè)和生產(chǎn)資料等進(jìn)行。開拓后區(qū)域預(yù)測(cè)結(jié)果用于指導(dǎo)工作面的設(shè)計(jì)和采掘生產(chǎn)作業(yè)。

(一)開拓后區(qū)域預(yù)測(cè)依據(jù)實(shí)測(cè)煤層瓦斯參數(shù)、地質(zhì)勘探資料、上下水平及鄰近區(qū)域煤層的生產(chǎn)實(shí)際資料。(二)預(yù)測(cè)的作用1、指導(dǎo)工作面設(shè)計(jì);2、指導(dǎo)采掘生產(chǎn)作業(yè)防突工作。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法(一)區(qū)域預(yù)測(cè)實(shí)施的條件和權(quán)限1、已確切掌握煤層突出規(guī)律、并有可靠預(yù)測(cè)資料的由礦井技術(shù)負(fù)責(zé)人組織實(shí)施。2、對(duì)突出規(guī)律尚不明顯,預(yù)測(cè)資料不可靠的由煤礦企業(yè)提出申請(qǐng),由有突出危險(xiǎn)性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行。3、以上工作由煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)組織。(二)區(qū)域預(yù)測(cè)結(jié)果的確認(rèn)區(qū)域預(yù)測(cè)結(jié)果由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人確定。(三)采取區(qū)域綜合防突措施的情形1、經(jīng)評(píng)估有突出的新建礦井建井期間石門揭煤;2、突出煤層經(jīng)開拓前預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)區(qū)的新水平、新采區(qū)開拓過程所有石門揭煤。以上情形經(jīng)采取防突措施后,其效果必須達(dá)到措施設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法《防突規(guī)定》:第四十二條

區(qū)域預(yù)測(cè)一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進(jìn)行,也可以采用其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法。根據(jù)煤層瓦斯壓力或者瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)的臨界值應(yīng)當(dāng)由具有突出危險(xiǎn)性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行試驗(yàn)考察。在試驗(yàn)前和應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。區(qū)域預(yù)測(cè)新方法的研究試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)由具有突出危險(xiǎn)性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行,并在試驗(yàn)前由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。

4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第六十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法一、區(qū)域預(yù)測(cè)方法1、煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析;2、其他經(jīng)驗(yàn)證有效的方法。二、預(yù)測(cè)臨界值考察(含預(yù)測(cè)新方法研究試驗(yàn))應(yīng)由具有突出危險(xiǎn)性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行。三、臨界值考察方案和結(jié)果批準(zhǔn)權(quán)限為煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人。

4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測(cè)方法的要求:1、瓦斯風(fēng)化帶為無(wú)突出區(qū);2、突出地質(zhì)特征、突出規(guī)律明顯,采用瓦斯地質(zhì)方法預(yù)測(cè)時(shí):⑴根據(jù)上部突出點(diǎn)結(jié)合下部構(gòu)造關(guān)系確定下部突出危險(xiǎn)區(qū);⑵同一地質(zhì)單元內(nèi),突出點(diǎn)或明顯突出征兆位置垂高以上20m及以下全部區(qū)域。見右圖。l一斷層;2一突出點(diǎn);3一上部區(qū)域突出點(diǎn)在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離線;4一推測(cè)下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險(xiǎn)區(qū)邊界線;5一推測(cè)的下部區(qū)域突出危險(xiǎn)區(qū)上邊界線;6一突出危險(xiǎn)區(qū)(陰影部分)圖3-2-1根據(jù)瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險(xiǎn)區(qū)域示意圖4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日二、區(qū)域性突出預(yù)測(cè)指標(biāo)和方法根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測(cè)方法的要求:3、在上述方法劃分的無(wú)突出區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)以外的區(qū)域應(yīng)采用煤層瓦斯壓力(優(yōu)先)或煤層瓦斯含量進(jìn)行預(yù)測(cè)(臨界值見表2);瓦斯壓力P(MPa)瓦斯含量W(m3/t)區(qū)域類別P﹤0.74W﹤8無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)除上述情況以外的其他情況突出危險(xiǎn)區(qū)4、以上三種情況以外的區(qū)域?yàn)橥怀鑫kU(xiǎn)區(qū)。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.1煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)原理

煤與瓦斯突出機(jī)理不同的突出假說認(rèn)為:突出是瓦斯、應(yīng)力和煤結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合作用的結(jié)果,是各因素不斷變化的過程。(1)地應(yīng)力條件(2)瓦斯條件(3)煤結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)條件煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)(效果檢驗(yàn))作用

評(píng)價(jià)采掘工作面前方突出主導(dǎo)因素的狀態(tài),指導(dǎo)防突措施的執(zhí)行,評(píng)價(jià)防突效果。三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.2突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法分類

瓦斯涌出初速度q

鉆屑量S

靜態(tài)(不連續(xù))預(yù)測(cè):R值綜合指標(biāo)鉆屑綜合指標(biāo)鉆屑解吸指標(biāo)Δh2

動(dòng)態(tài)瓦斯涌出特征聲發(fā)射動(dòng)態(tài)(連續(xù))預(yù)測(cè):電磁輻射指標(biāo)

V30指標(biāo)環(huán)境監(jiān)測(cè)法三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.2突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法分類鉆孔預(yù)測(cè)指標(biāo)的機(jī)理鉆屑量指標(biāo)S——反映地應(yīng)力的大小,理論計(jì)算每米鉆孔(直徑42mm)的自然出碴量。瓦斯涌出初速度q——反映鉆孔周圍煤體中的瓦斯壓力(含量)、煤層的應(yīng)力狀態(tài)及其破壞圈的大小,含量越高、應(yīng)力梯度越大,q值越大。鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2或K1值——煤的瓦斯放散能力和瓦斯壓力大小。瓦斯突出危險(xiǎn)性愈大的煤層,瓦斯壓力愈大,煤的強(qiáng)度愈低,煤屑瓦斯解吸量也愈大。三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十五頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.2突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法分類鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2或K1值的意義鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2是固定粒度(1~3mm)和一定重量的煤樣,在暴露3min后前2min內(nèi)向單位空間解吸引起的瓦斯壓力變化值,表征煤樣解吸瓦斯量;瓦斯解吸指標(biāo)K1值是單位重量的煤樣暴露第1min內(nèi)的瓦斯解吸量。K1=(Q+W)/t1/2t——煤樣暴露的總時(shí)間,min;t=0.1L+t1+t2L——鉆孔長(zhǎng)度;t1——暴露時(shí)間;t2——測(cè)量時(shí)間;

Q——煤樣的總解吸量,ml/g;

W——煤樣暴露在大氣中的瓦斯解吸量,ml/g。三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十六頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.1石門揭煤工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法綜合指標(biāo)預(yù)測(cè)法

在石門揭煤工作面通過巖層測(cè)定煤層瓦斯壓力、含量等基礎(chǔ)參數(shù),進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),具體指標(biāo)為:D=(0.0075H/f—3)(P—0.74)(1)K=△P/f(2)測(cè)定的綜合指標(biāo)D、K都小于臨界值,或者指標(biāo)K小于臨界值且式(1)中兩括號(hào)內(nèi)的計(jì)算值都為負(fù)值時(shí),若未發(fā)現(xiàn)其他異常情況,該工作面即為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面;否則,判定為突出危險(xiǎn)工作面。綜合指標(biāo)D綜合指標(biāo)K無(wú)煙煤其他煤種0.252015三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十七頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.1石門揭煤工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)預(yù)測(cè)法

石門揭煤工作面至少布置3個(gè)鉆孔,每個(gè)鉆孔每鉆進(jìn)1m采集1~3mm直徑的鉆屑進(jìn)行解吸。測(cè)試瓦斯解吸指標(biāo)時(shí)應(yīng)在3分鐘之內(nèi)取樣、裝入儀器進(jìn)行解吸。瓦斯解吸指標(biāo)臨界值見下表:煤樣△h2臨界值(Pa)K1臨界值[mL/g.min1/2]干煤樣2000.5濕煤樣1600.4三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十八頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.2煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法鉆屑指標(biāo)預(yù)測(cè)法

測(cè)試指標(biāo):鉆屑量S解吸指標(biāo)△h2或K1值三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第七十九頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.2煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法鉆屑指標(biāo)預(yù)測(cè)法

要求:近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個(gè)、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個(gè)直徑42mm、孔深8~10m的鉆孔。鉆孔應(yīng)盡可能布置在軟分層中。鉆孔每鉆進(jìn)1m測(cè)定該1m段的全部鉆屑量S,每鉆進(jìn)2m至少測(cè)定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1或△h2值。臨界值:

Δh2=200PaK1=0.5mL/g.min1/2S=6kg/m(L/m)三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第八十頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日鉆屑指標(biāo)法采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí),應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行:①在每巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)(傾斜和急傾斜煤層)或3個(gè)(緩傾斜煤層)直徑為42mm、孔深8m~10m的鉆孔。②鉆孔每打1m測(cè)定鉆屑量一次,每隔2m測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)。根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米的最大鉆屑量Sm(鉆孔每米排粉量)和鉆屑解吸指標(biāo)K1或△h2(瓦斯指標(biāo))預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性。采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí),各項(xiàng)指標(biāo)的突出危險(xiǎn)臨界值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定資料確定。如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí),可參照下表數(shù)據(jù)確定工作面的突出危險(xiǎn)性。實(shí)測(cè)得到的任一指標(biāo)Smax值、K1值或△h2值等于或大于臨界值時(shí),該工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面。只有當(dāng)Smax值、K1值或△h2值均小于臨界值,并且未發(fā)現(xiàn)其它異常情況時(shí),該工作面才能預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性,當(dāng)預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測(cè)超前距。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第八十一頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日利用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)性的方法如下:①在石門工作面距煤層最小垂距為3m~10m時(shí),利用探明煤層賦存條件和瓦斯情況的鉆孔或至少打兩個(gè)直徑為50mm~75mm的預(yù)測(cè)鉆孔,在其鉆進(jìn)煤層時(shí),用1mm~3mm的篩子篩分鉆屑,用瓦斯解吸儀測(cè)定其瓦斯解吸指標(biāo)(Δh2或K1)。Δh2:是指啟動(dòng)解吸儀2min的解吸儀讀數(shù)。K1:煤樣從煤體脫離暴露在大氣中第一分鐘期間每克煤樣瓦斯解吸量。②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的突出臨界值,應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定。③當(dāng)指標(biāo)超過臨界值時(shí)該石門工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面;反之。為無(wú)突出危險(xiǎn)性工作面。4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第八十二頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.2煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法復(fù)合指標(biāo)預(yù)測(cè)法

測(cè)試指標(biāo):鉆屑量S瓦斯涌出初速度q三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第八十三頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日3.3《規(guī)定》中主要預(yù)測(cè)方法3.3.2煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)(效檢)方法復(fù)合指標(biāo)預(yù)測(cè)法

要求:近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個(gè)、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個(gè)直徑42mm、孔深8~10m的鉆孔。鉆孔應(yīng)盡可能布置在軟分層中。鉆孔每鉆進(jìn)1m測(cè)定該1m段的全部鉆屑量S,在暫停鉆進(jìn)后2min內(nèi)測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度q。臨界值:q=5L/m.minS=6kg/m(L/m)三、工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4.3煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)第八十四頁(yè),共九十二頁(yè),2022年,8月28日鉆孔瓦斯涌出初速度法用鉆孔瓦斯涌出初速度法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的方法如下:①在掘進(jìn)工作面的軟分層中,靠近巷道兩幫,各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向直徑為42mm、深3.5m的鉆孔。②用專用的封孔器封孔,封孔后測(cè)量室長(zhǎng)度為0.5m。③鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定必須在打完鉆孔后2min內(nèi)完成。判斷突出危險(xiǎn)性的鉆孔瓦斯涌出初速度地臨界值qm應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定;如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí),可參照下表中地臨界值qm。當(dāng)實(shí)測(cè)地q值等于或大于臨界值qm煤巷掘進(jìn)工作面應(yīng)預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面;實(shí)測(cè)值小于臨界

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