煤与瓦斯突出预测技术发展现状分析

作者:赵帅;季淮君;盛真可 刊名:山西焦煤科技 上传者:王微坡

【摘要】对煤与瓦斯突出工作面危险预测技术发展现状进行了概述,通过传统的煤与瓦斯突出静态(不连续或接触式)预测方法与动态(连续或不接触)预测方法的对比,讨论了突出预测预报今后的发展趋势。

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煤与瓦斯突出是煤矿井下最为严重的自然灾害之一,它是煤矿井下含瓦斯煤体在极短的时间内,从煤壁内部向采掘空间突然喷出大量煤和瓦斯,造成巨大动力效应,是严重威胁煤矿安全生产的地质灾害。突出物会造成埋人、破坏设施,突出的瓦斯使人窒息或引起瓦斯爆炸,造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故[1]。我国煤与瓦斯突出矿井数量多,分布范围广,并且突出次数频繁。目前,随着矿井开采深度的增大,开采地质条、突出带来的深部矿井安全问题将愈加明显。进行煤与瓦斯突出预测,不仅能指导防突措施科学运用,减少防突措施工程量,而且由于对工作面突出危险性进行不间断地检查,还能保证突出层作业人员的人身安全,因此,煤与瓦斯突出预测技术的发展对于提高矿井的社会效益和经济效益具有重要的意义。煤层突出危险性预测实质上是用煤与瓦斯突出的前期因子对后期预报对象进行分类预测的问题。长期以来,国内外许多学者对煤与瓦斯突出危险性预测做了大量工作,提出了各种各样的突出预测方法。突出预测从预测的范围与时间来分,大致可分为两类:区域预测和局部预测。前者的任务是确定矿井、煤层和煤层区域的危险性,这种预测也可称为长期预测;后者的任务是在前者的基础上,及时预测局部地点即采掘工作面的突出危险性,这种预测又可称为日常预测或工作面预测。根据突出预测过程及其连续性,日常预测又可分为静态不连续和动态连续两类预测方法。静态法是指从现场工作面含瓦斯煤体中提取煤体或瓦斯在某一时刻所处状态的某种量化指标而确定危险性的方法。动态法是指通过动态连续地监测能够综合反映含瓦斯煤体所处应力或变形状态的某种指标而确定工作面附近煤层危险性的方法[2]。1静态不连续接触式预测静态不连续接触式预测[2]的根据就是含瓦斯煤体性质及其赋存条件的某些量化指标。这些指标主要包括瓦斯指标、煤层性质指标、地应力指标或它们的综合指标,预测则是考察其中的单个或同时多个指标是否超过临界值。具体来说,目前较多采用的指标有钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯放散指数P、煤体坚固性系数f、瓦斯压力p。1)R指标法。R指标法是前苏联东方煤研所1969年提出的,1970~1974年在库兹巴斯、沃尔库特和帕尔占斯克等煤田进行了工业试验。其指标是:R1=(Smax-1.8)(imax-4)(1)R2=Smax+4.5imax(2)式中:Smax每米钻孔钻屑量的最大值;imax每米钻孔瓦斯涌出初速度的最大值。2)钻屑指标法。作为工作面突出现象危险性预测方法的一种,钻屑指标法指的是:根椐含瓦斯煤层钻孔打钻过程中排出钻屑的参数特征,来判断煤层瓦斯突出现象危险性。钻屑特征包括钻屑量或钻屑倍率大小,这些指标均可在现场实测,而且能够从量上反映地应力、瓦斯压力、煤的结构力学性质等造成突出现象的主要因素,是一种综合预测预报方法。采用这一方法预测煤巷工作面突出现象危险性时,应在工作面打2个(倾斜和急倾斜层)或3个(缓倾斜煤层)直径为42mm、深为6m以上的钻孔。钻孔每打1m测定钻屑量1次,每隔2m取1次煤钻屑,测定瓦斯解吸指标h2值,然后根据测出的指标预测危险性。采用钻屑单项指标法进行工作面突出现象危险性预测时,作为钻屑单项指标,按《防突细则》有以下几种:Smax、h2、C和K1值。各指标的危险临界值应根据实测数据确定,无实测数据时,可参考《防治煤与瓦斯突出细则》中提供的临界值确定,见表1。表1用钻屑指标法预测煤巷掘进工作表h2最大钻屑量SmaxK1危险性Pakg/mL/mmL/(gmin1/2)危险性20065.40.56突出危险工作面3)钻孔瓦斯涌出初速度法。钻孔瓦斯涌出初速度是由前苏联马凯耶夫矿业研究

参考文献

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