突出危险性单项指标的临界值
防突
一、煤与瓦斯突出综合防治措施概述煤与瓦斯突出是一种极其复杂的矿井瓦斯动力现象,是煤矿井下最严重的自然灾害之一。
从防治突出措施的发展来看，可概括为三个阶段。
第一个阶段为以安全防护措施为主的阶段，其主要措施是震动性放炮。
在人员远离工作面的条件下，放震动炮诱导突出，以保证人生安全。
第二阶段为普遍采用防止突出技术措施的阶段，即在石门揭开突出煤层，以及在突出煤层的采掘工作面，普遍采用防止突出措施，如开采保护层、超前钻孔、松动爆破等。
第三阶段为综合措施阶段，其主要特点是在综合措施中加入了突出危险性预测和防突措施效果检验两个环节，使防突工作更加有的放矢，措施防突效果进一步提高,有了量化的指标。
二、简要介绍“四位一体”防突措施的主要作用按我国《防治煤与瓦斯突出细则》要求，在开采突出煤层时，必须采用综合措施，包括：（1）突出危险性预测；（2）防治突出措施；（3）防治突出措施的效果检验；（4）安全防护措施。
上述“四位一体”综合措施，把煤矿防突技术明确地归结为四个方面，符合当前对突出的理论认识水平和防突技术发展的现状，对防突工作起到了指导作用。
突出危险性预测是防突综合措施的第一个环节。
预测的目的是确定突出危险的区域和地点，以便使防突措施的执行更加有的放矢。
国内外多年来开采突出煤层的实践表明，突出呈区域分布。
在突出煤层开采过程中，只有很少的区域（大致占整个开采区域的10% 30%）或区段才发生突出，因此，不论是否有突出危险，在突出煤层采掘过程中普遍采用防突措施，这在技术上是不合理的，在经济上是不合算的。
这样执行的结果使防突工作带有一定的盲目性，且由于在原来无突出危险的区域和地点采用了防突措施，必将导致人力和财力的浪费，大大减缓了采掘进度。
随着防突科学技术的发展，突出预测已逐渐从试验研究阶段进入实用阶段。
我国1988年颁布了第一部《防治煤与瓦斯突出细则》后，普遍要求在各突出矿井开展突出预测工作。
防治突出措施是防突综合措施的第二个环节。
防治煤与瓦斯突出细则(新旧规定对比分析)
（二）当瓦斯压力P≥0.50MPa时，煤的坚固性系数 f≤0.5或煤层埋深大于700m的。
当突出危险性指标超过临界值时，则自工作面位置半径100m范围内的煤层应采取局部综合防突措施。
当后续的采掘作业或测定中出现瓦斯动力现象的，应再次进行突出煤层鉴定，或直接认定为突出煤层。
突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。
第十七条根据建井前评估结果进行的突出矿井设计及突出矿井的新水平、新采区的设计，必须有防突设计的篇章。非突出矿井升级为突出矿井时，必须编制矿井防突专项设计。设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。
表1 突出煤层鉴定的单项指标临界值
判定指标
破坏类型
瓦斯放散初速度△P
坚固性系数f
瓦斯压力（相对压力）P/MPa
临界值
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
≥10
≤0.5
≥0.74
鉴定单位也可以探索突出煤层鉴定的新方法和新指标。
第十条突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。当由瓦斯动力现象特征不能确定是否为煤与瓦斯突出或者没有发生瓦斯动力现象时，应当根据实际测定的原始煤层瓦斯压力（相对压力）P、煤的坚固性系数f、煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度ΔP等突出危险性指标进行鉴定。
第六条防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。
区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。
第六条突出矿井的防突工作必须坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。
突出危险性的参考临界值
突出煤层鉴定的单项指标临界值
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值
石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值
钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值
钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值
复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值
R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性
R=（）（q max-4）
S max每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m
q max每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min
判定各煤层煤巷掘进工作面突出危险性的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按以下指标进行预测：
当所有钻孔的R值小于6且未发现其他异常情况时，该工作面预测为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。
防突指标各种临界值
△h2 Pa
大于或等于200 小于200
用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值
Smax
Kg/m
L/m
大于或等于6
大于或等于5.4
小于6
小于5.4
危险性预测 性单项临界指标值
煤的坚固性系数 f 0.5
险性的临界值 的突出危险性综合指标K 其它煤种 15
出危险性预测
性的临界值表
K1 mL/（g.min1/2） 0.5 0.4
Vdaf/% qm/Lmin-1
5--15 5
15--20 4.5
R值指标法 R=（Smax-1.8）（qmax-4） R应根据实测资料确定，如无实测资料，取Rm=6。 当任何一个钻孔中的R大于或等于Rm时，该工作面预测为突出危险工作面； 当R小于Rm时，该工作面预测为无突出危险工作面； 当R为负值时，应用单项（取公式中的正值项）指标预测。
危险性
突出危险工作面 无突出危险工作面
20
二、工作面突出危险性预测
1、石门揭煤工作面突出危险性预测
钻屑指标法预测石门揭煤工作面危险性的临界值表
△h2 Pa 干煤 200 湿煤 160
钻屑解吸指标临界值 K1 mL/（g.min1/2） 5 0.4
2、煤巷掘进工作面突出危险性预测 判断突出危险性的钻孔瓦斯涌出初速度临界值（qm）
煤的挥发分
煤层瓦斯压力 P（MPa） 0.74
涌出初速度临界值（qm）
20--30
30-
4
4.5
标法 ）（qmax-4） 如无实测资料，取Rm=6。 ，该工作面预测为突出危险工作面； 测为无突出危险工作面； 公式中的正值项）指标预测。
工作面突出危险性的临界值 K1
(AQ 1024-2006)煤与瓦斯突出矿井鉴定规范
煤与瓦斯突出矿井鉴定规范AQ 1024－2006国家安全生产监督管理总局2006－11－02发布2006－12－01实施前言本标准依据原国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2004年颁布的《煤矿安全规程》、原煤炭工业部1995年颁发的《防治煤与瓦斯突出细则》和国家煤矿安全监察局2005年下发的《关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知》文件，对原煤炭行业标准MT 637—1996进行的修订。
本标准代替MT 637-1996《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》。
本标准与MT 637-1996相比主要变化如下：a)对范围进行了扩展(本标准1)；b)增加了“规范性引用文件”(本标准2)；c)修改了“煤与瓦斯突出矿井”的定义(本标准3.3；MT637-1996的2.3)；d)将“鉴定报告的审批程序”(MT 637-1996的8)完善为“鉴定与审批程序”(本标准4)；e)将判据与判定规则(MT637-1996的3、4、5)合并到鉴定方法一章中(本标准5)；f)增加了用抛出煤的吨煤瓦斯涌出量判定突出的指标、计算方法和判断规则(本标准5.1.2和5.2.2)；增加了用突出预兆判定煤层突出危险性的指标(本标准5.1.3)，细化了原有指标的采用、测定方法和测点要求(本标准5.1.3、附录A和附录B；MT637—1996的4)；增加了判定非突出煤层的范围界定(本标准5.2.3)；g)增加了对突出矿井鉴定报告的格式要求(本标准7.2)；h)按照GB/T 1.1-2000(标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则)的要求，对MT 637-1996的部分内容编写格式进行了规范(本标准5、6、7、8；MT 637—1996的3、6、7、9)：i)对附录C的部分术语和错别字进行了修改，将“突出”改为“瓦斯动力现象”(附录C)；j)增加了附录A和附录B。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为规范性附录。
本标准由国家煤矿安全监察局提出。
白沙矿区预测煤层突出危险性单项临界值研究
作 者 简 介 ： 廷 山 （９ ９ ） 男 ， 南省 临湘 市人 ， 级 讲 师 ， 事 矿 井通 风 与 安 全 方 面 的 研 究 。 何 １４ ～ ， 湖 高 从
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境
低 ． 孑 周 围 的煤 层 中 瓦 斯 向煤 孔 内运 移 ， 力 逐 渐 升 高 。 煤 Ｌ 压 由 于 煤 孔 周 嗣 的煤 体 体 积 远 大 于 煤 孑 的 空 间 体 积 ． 层 内 的 吸 Ｌ 煤 附 瓦 斯 量 又 比游 离 瓦 斯 量 大 得 多 ． 经 过 一 段 时 间 的 瓦 斯 渗 故 流 ． 孑 内 的 瓦 斯 压 力 逐 渐 接 近 煤 层 的 原 始 瓦 斯 压 力 ． 外 煤 Ｌ 从 部 的 压 力 表 上 可 以读 出煤 孔 内 的 瓦 斯 压 力 值 测定 原 始 瓦斯 压力 技 术 的 关 键 存 于 钻 孔 密 封 的 质 量 ． 沙 矿 区 一 般 采 用 的 白 是 Ｍ一 Ⅱ型 瓦 斯 压 力 测 定 仪 测 定 瓦 斯 压 力 的 （ ） 的 坚 固性 系数 测 定 由 煤 样 在 实 验 室 内 采 用 常 用 ３煤 的 落 锤 破 碎 测定 法 简称 落 锤 法 测 定 从 煤 样 中 选 取 块 度 为 ２ ～ ０ ｍ 的 小 煤 块 分 成 ５份 ， 每 份 重 ５ ｇ各 放 在 测 筒 内 ０ ３ｍ 使 ０， 进 行 落 锤 破 碎 实 验 落 缍 自距 捣 臼 底 ６ ０ ｍ 高 度 自 由 下 落 ０ｒ ａ 撞 击 煤 样 １ ５次 ． 碎 煤 样 倒 入 ０５ ｍ 筛 孑 筛 内 ． 将 小 于 ～ 捣 ．ｒ ａ Ｌ 再 ０５１１ 筛 下 物 倒 入 直 径 ２ ｒｍ 的 量 简 内 ． 定 粉 末 高 度 ｈ ．１ 的 １１ １ ３ ａ 测 ． 按 相 关 公 式计 算 得 ｍ煤 的坚 固性 系 数 ｆ 值 （ ） 的 瓦 斯 放 散 初 速 度 测定 该 指 标 反 应 了含 瓦 斯 煤 ４煤 体 放 散 瓦 斯 快 慢 的 程 度 。 斯 放 散 初 速 度 的 大 小 与 煤 的瓦 斯 瓦 含 量 、Ｌ 孑 隙结 构 和 孑 隙 表 面性 质 等 有 关 突 出的 最 初 一段 时 Ｌ 间 内 煤 中 所 含 瓦 斯 放 散 出越 多 ． 出过 程 中 就 容 易 形 成 携 带 突 煤 体 运 动 的 瓦 斯 流 ， 突 出 危 险性 就 越 大 ： 反 如 煤 中 含 有 其 相 大 量 瓦 斯 ． 在 短 时 间 内 放 出 的 量 很 小 ． 么 这 种 煤 虽 含 有 但 那
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法工作面煤与瓦斯突出(以下简称突出)危险性预测和防突措施效果检验是突出矿井进行防突管理的两项关键工作。
目前我国大多数突出矿井，在进行突出危险性预测时所采用的预测指标及其临界值基本上都是按照《防治煤与瓦斯突出细则》所推荐的。
但是，针对不同的矿井或煤层，突出预测指标的敏感性及其临界值可能是不同的，甚至存在很大的差异。
矿井在使用中应通过现场试验，摸索和确定适合本矿煤层实际情况的突出预测指标及其临界值。
否则，可能因为指标不敏感或临界值不合适而造成预测结果的不准确，导致误判，结果发生突出事故或增加不必要的防突措施工程。
所以，确定矿井突出预测敏感指标及其临界值是防突工作中一项十分重要的内容。
1预测敏感指标的概念及确定方法突出预测敏感指标是指针对某一煤层进行突出危险性预测时，在目前技术水平条件下能够较为明显地区分突出危险和非突出危险的指标。
煤与瓦斯突出是一种复杂的瓦斯动力现象，是由地应力、瓦斯及煤的物理力学性质3种因素综合作用的结果。
理想的预测指标应是能够完全反映引发突出的3个因素，而实际上，目前常用的预测指标仅是间接和部分反映这3个突出预测因素。
对不同矿井、煤层或区域，突出的主导因索有所不同，3种因素在导致突出作用中的贡献比重有所不同。
所以，主要反映突出3因素中某1个因素或两方面因素的不同指标，其预测突出危险的敏感性会有所不同。
同时，预测指标还在一定程度上或多或少地受到现场测试条件、仪器性能、操作人员责任心等外部条件和人为因素的影响，使测定出的指标值影响因素复杂，从而影响指标的敏感性。
判断一种指标是否敏感，主要考虑两个方面的因素：一是指标值的大小是否随着突出危险性的大小明显变化;二是影响指标值大小的突出危险因素是否大于测定误差等外部条件和人为因素。
具体确定时可根据在有无突出危险时的指标值大小及其变化幅度，以及测试环境、手段、人员水甲等引起的测定误差大小等判断，如在突出危险区与非危险区、突出点附近与正常带、打钻时喷孔等动力现象(严重度与频度等)与正常时、措施前后等测值的变化情况，以及测值统计结果分布规律、指标与其他敏感指标的对比等进行判断。
突出危险性的参考临界值
突出煤层鉴定的单项指标临界值煤层破坏类型瓦斯放散初坚固性系数 f瓦斯压力（相对压力）速度△ p P/MPa临界值Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥ 10≤ 0.5≥ 0.74（1）《突出煤层鉴定的单项指标临界值》参见《防治煤与瓦斯突出规定》第十三条（2）第Ⅰ类型：煤未遭受破坏，原生沉积结构、构造清晰；第Ⅱ类型：煤遭受轻微破坏，呈碎块状，但条带结构和层理仍然可以识别；第Ⅲ类型：煤遭受破坏，呈碎块状，原生结构、构造和裂隙系统已不保存；第Ⅳ类型：煤遭受强破坏，呈粒状；第Ⅴ类型：煤被破碎成粉状。
（3）《 AQ1080-2009煤的瓦斯放散初速度指标测定方法》： 3.5g 规定粒度（ 0.2mm-0.25mm）的煤样在 0.1MPa压力下吸附瓦斯后向固定真空空间释放时，用压差△ p（mmHg）表示 10s-60s 时间内释放瓦斯指标。
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力 p/Mpa瓦斯含量 W(m3·t -1）区域类别＜ 0.74＜ 8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区（1）整体参看《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条（2）瓦斯压力测定参看《 AQ/T1047-2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（3）瓦斯含量测定参看《 GB/T23250-2009煤层瓦斯含量井下直接测定方法》石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、 K 参考临界值综合指标 K综合指标 D无烟煤其他煤种0.252015（1）整体参看《防治煤与瓦斯突出规定》第七十二条公式D=(0.0075H·f-1-3)·（P-0.74）K=△p·f -1式中 H-煤层埋藏深度， m；P-煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值 ,MPa；△p- 软分层煤的瓦斯放散初速度；f- 软分层煤的坚固性系数。
（2）中国煤炭分类，按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样△h2指标临界值 /Pa? K1指标临界值 /[ml ·(g·min )-1]干煤样2000.5湿煤样1600.4（1）整体参看《防治煤与瓦斯突出规定》第七十三条（2）《AQ/T1065-2008 钻屑瓦斯解吸指标测定方法》：①钻屑瓦斯解吸指标 K1综合反映煤层瓦斯含量及卸压初期瓦斯解吸速度大的大小，用特定的仪器测定钻屑试样在卸压初期一段时间（ 5min）瓦斯解吸曲线的斜率表示。
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突出危险性单项指标的临界值
表1 判定煤层突出危险性单项指标的临界值及范围判定指标煤的破坏类型瓦斯放散初速度Δp煤的坚固性系数f 煤层瓦斯压力p/MPa
有突出危险的临界值及范围Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.74
煤层突出危险性指标未完全达到上述指标的，测点范围内的煤层突出危险性由鉴定机构根据实际情况确定；但当f≤0.3、p≥0.74MPa，或0.3＜f≤0.5、p≥1.0MPa,或0.5＜f≤0.8、p≥1.50MPa，或p≥2.0MPa的，一般确定为突出煤层；认定为非突出煤层的范围和需要重新鉴定的条件，应当在鉴定报告中明确划定或者说明。
当鉴定结果认定为非突出煤层时，采掘工程进入原鉴定报告圈定的范围以外，或者矿井开拓新水平、新采区，或采深增加超过50m，或者进入新的地质单元时，应当重新测定参数进行鉴定。