煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法详细版
煤与瓦斯突出危险敏感指标的确定

表明钻屑指标 ! 和 "%值在前岭煤矿有较高的敏感性。 有!,( ), . 的钻屑量超过0 12 3 ",%!( 04 ,, 次预测, 突出危险性等级 #$’) 有 )) 次, 占总数的 )* . , 其中除两次放炮进 . 的钻屑瓦斯解吸指标 "% 超过 +( *。 尺试验外, 其余都采用了超前钻孔措施而未发生突出。两次 #$’) 突出验证结果见表 )。 当 #$’)时, 两次未采取防突措施放炮掘进, 发生了%次,* - 煤的突出, 预报准确率达到*+ . 。 用突出危险性等级 #$ 预报突出准确率统计见表 ’。
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淮南职业技术学院学报 QRSTA3U RV WS3XA3A DR436XRA3U Y 6Z4WAX43U 4RUUZ[Z
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煤与瓦斯突出危险敏感指标的确定
孔一凡, 陈玉成
K 皖北煤电集团公司生产技术部, 安徽 宿州 +"!##% L I摘 要J 介绍用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性方法以及在前岭煤矿预测试验结果,确定了 煤与瓦斯突出; 突出预测; 临界值 I 文献标识码 J N I 文章编号 J #$?# 1 !?"" K +%%" L %" 1 %%!" 1 %+
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煤巷掘进工作面突出危险性预测
"0 # 突出危险性预测方法 为了选用适合前岭煤矿的预测突出危险性的 《防治煤与瓦斯突出细则》 方法, 我们按照 , 分别对 钻孔瓦斯涌出初速度法, # 值指标法及掘进钻屑 指标法三种方法进行了试验。试验结果表明, 掘进 ( $# ) ( %) 钻屑解吸指标 和钻屑量 较为敏感, 且用 367 突出预测仪进行预测操作简便,故选用掘进 钻屑指标法进行预测。 "0 + 突出危险性临界值的确定 前岭煤矿煤层软分层的最小坚固性系数 !/89 为 %0 #*。由经验公式 "/89 : +0 + ; !/89 计算出煤层 取 发生突出时的最小瓦斯压力 "/89 为 %0 !#. <=)。 粒度 # , " // 的煤样两份, 放入实验室吸附罐中, 用高压瓦斯反复清洗仪器死空间 + , " 次,煤样不 经脱气, 在略大于 %0 - <=) 的瓦斯压力下进行 +! > 吸附,待吸附平衡后,取出煤样用 367 仪测得 $# 值分别为 %0 ?-- ? 和 %0 ?$- $。 考虑安全系数, 在现 场使用时, 初步确定 $# 的突出临界值为 %0 ?。 (包括效检) #**" 年 " , . 月预测 .. 次的资料 表 明 , 在 #?$ 个 预 测 钻 孔 中 , 当 %/)@ ’ ?0 - 或 都有不同程度的喷孔夹钻现象。采 $#/)@’%0 ? 时, 用超前钻孔防突措施后, 经措施效果检验, % 和 $# 值都有明显地下降见附图。 实施证明选用 $# : %0 ? 作为临界值是适用的。 "0 " 突出危险性临界值的适用性分析 (包括效检 ) 通过 $ ?$* / 煤巷.. 次连续预测 ,
义安矿掘进工作面煤与瓦斯突出预测敏感指标的确定

义安矿煤巷掘进预测及效检指标临界值表
钻孔瓦斯涌出初 速度指标 q max ≥3. 5 L / min q max < 3. 5 L / min 钻屑量 指标 S max ≥6 kg / m S max < 6 kg / m 钻屑瓦斯 解吸指标 Δh2 ≥200 Pa Δh2 < 200 Pa
当预测过程中上述 3 项指标有 1 个及 1 个以上 指标测定值等于或超过其临界值时, 所预测工作面 为有突出危险性或防治突出措施无效; 当上述 3 项 指标均小于其临界值时, 预测工作面为无突出危险
表1
危险性 有突出危险 无突出危险
[3 ]
国相当一部分低瓦斯矿井和高瓦斯矿井逐步转变成 了突出矿井。根据对发生突出的作业地点统计 , 突出多发 生 在 煤 巷 掘 进 工 作 面, 约占突出总数的 70% 以上, 煤巷掘进过程中频繁的突出已经成为煤 矿工人生命安全的主要威胁。 义安矿也存在严重的煤与瓦斯突出灾害 。义安 矿自建井以来发生煤与瓦斯突出 3 次, 且全部发生 在煤巷掘进工作面。所以研究煤巷掘进防突技术并 确定突出预测敏感指标, 是义安矿防突工作的重点, 也是矿井实现高产高效的关键。 1 掘进工作面突出危险性预测 义安矿煤巷掘进进行预测时严格执行“预测 - 防突措施 - 效果检验 - 掘进 ” 的循环作业, 每个作
· 108· 性或防治突出措施有效。 2 突出预测指标区间分布分析
( 第 43 卷第 1 期)
分析·探讨
4 4. 1
突出预测指标敏感性分析 敏感指标分析方法
重点统计分析了义安矿二1 煤层 12071 机巷、 12071 风巷、 22011 机巷、 12081 联络巷、 12081 风巷、 12011 机巷、 12011 风巷、 11061 风巷、 11061 机巷等 9 S、 个掘进工作面的预测 ( 效检 ) 指标 q、 △h2 值的区 间分布情况。 从理论上讲, 钻屑量指标 S 反映了煤的强度、 煤 体承受的地应力和煤中瓦斯压力的综合作用 。钻屑 量指标 S 大小与以地应力为主导作用的动力钻屑量指标 S 测值主要分 普遍偏小, 与突出危险性关系不明显, 布在 3 ~ 5 kg / m 范围内, 占统计量的 87. 9% , 超标 率仅为 2. 0% , 因此其指标变化较小, 不能满足测试 其预测敏感性较差。 误差要求, 钻屑瓦斯解吸指标 △h2 测值主要分布在 0 ~ 120 Pa 范围内, 占统计量 52. 2% , 超标率 6. 0% ; 钻 孔瓦斯涌出初速度 q 测值主要分布在 1 ~ 2 L / min 之间, 占统计量的 59. 5% , 超标率为 15. 0% 。 q 和 △h2 分区较明显, 变化幅度较大, 其预测敏感性较 好。 3 突出预测指标影响因素分析 12071 风巷、 22011 风巷、 对义安矿 12071 机巷、 12081 联络巷、 12081 风巷、 12011 机巷、 12011 风巷、 11061 风巷、 11061 机巷等 9 个掘进工作面突出预测 指标随工作面推进的变化进行了统计分析 , 同时对 预测指标严重超标区结合其巷道剖面图进行了重点 12071 机巷预测指 标 主 要 表 现 为 q 和 分析, 其中, △h2 超过其临界值, 引起预测指标超标的主要原因 为处于煤厚区和存在断层; 12071 风巷预测指标主 煤层由薄变厚区 要表现为 q 和△h2 超过其临界值, 是引起预测指标超标的主要原因; 22011 机巷预测 指标主要表现为 q 和 △h2 超过其临界值, 煤层厚度 及其变化是引起预测指标超标的主要原因 。 综上分析可知, 煤厚及其变化区、 断裂构造、 埋 深( 此 3 条巷道埋深均在 700 m 左右 ) 是影响煤层 突出危险性的主要因素; 同时可知义安矿二1 煤层 瓦斯突出危险性的主要表现形式为预测指标 q 和 △h2 的超标而 S 值变化不大, 因此 q 和 △h2 用来预 测煤层突出危险性是比较敏感的 。
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。
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。
煤与瓦斯突出敏感指标及其临界值的确定

煤与瓦斯突出敏感指标及其临界值的确定
胡云强;陈金玉;钱晓虎;孙景来
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2008(036)011
【摘要】为了确定煤与瓦斯突出敏感指标及其临界值,采用灰色系统理论建立了确定突出敏感指标的理论模型,运用三率法确定突出临界值.通过对孟庄煤矿煤巷掘进工作面突出危险性预测指标(qm,△h2,K1和S)的跟踪测定,得出了孟庄煤矿突出危险性预测指标敏感性排序为R(△h2)>R(qm)>R(S)>R(K1);煤与瓦斯突出临界值△h2为220 Pa,钻屑量指标S值为6.5 kg/m,满足突出临界值确定原则.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】胡云强;陈金玉;钱晓虎;孙景来
【作者单位】皖北煤电集团公司,孟庄煤矿,安徽,肖县,235200;煤炭科学研究总院北京安全技术研究所,北京,100013;皖北煤电集团公司,孟庄煤矿,安徽,肖县,235200;煤炭科学研究总院北京安全技术研究所,北京,100013
【正文语种】中文
【中图分类】TD713
【相关文献】
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4.压裂煤体煤与瓦斯突出敏感指标及其临界值的确定 [J], 张兆一
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敏感指标临界值确定

★判断原则
●指标值的大小是否会随着突出危险性的大小明显变化;
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;统计结果分布规律、 与其它敏感对比指标的对比等等。
●影响指标值大小的突出危险因素是否大于测定误差等非突出危
险因素;
测值大小及其变化幅度、测试环境手段人员水平等引起的测定误差大小等。
敏感指标及其临界值应用效果分析 (1)保障安全掘进。在试验期间,采用新的临界值后,在 正确测定K1指标的情况下没有发生煤与瓦斯突出现象,说 明该敏感指标和临界值是安全的。 (2)减少防突工程量。采用新的临界值后,会大大减少防 突措施工程量,平均减少50%以上,特别是在扩大应用中, K1指标临界值由0.5提高到0.7后,需要采取的防突措施 (补充防突措施)次数由原来的70次减少到24次,减少措 施(补充措施)工程量达65.7%。 (3)提高掘进速度。由于提高了K1指标临界值,大大减 少了防突措施工程量,同时也减少了效果检验的次数,从 而减少了实施防突措施和效果检验所占用的时间,所以无 疑会提高掘进速度。经过统计,扩大应用期间,111103轨 巷下段25天共掘进82m,111103机巷下段10天掘进30.3m; 在运输环节影响掘进的条件下,111104切眼5月份用22天 也掘进了47.5m、111104机巷上段7月份用25天也掘进了 68.9m、8月份也取得掘进62.9m的成绩,在掘进速度上比 以前有明显提高。 (4)降低掘进成本。由于大大减少了防突工程量和提高了 掘进速度,煤巷掘进成本无疑会比以前有所降低。
5)实施方案讨论确定及上报
组织局矿有关人员对实施方案进行讨论和认可,并上报矿务局主管部门, 申请批准,组织实施。
突出预测敏感指标及临界值的确定

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2 0 0 7年 度 矿 井 瓦 斯 等 级 鉴 定 报 告 . 九 矿 矿 井 瓦 斯 相 对 涌 出量 1 2 . 5 5 m ’ / t 。 瓦斯绝 对涌 出量 7 . 2 6 m0 / mi n: 依 据 抚 顺 煤 科 院 对 九 矿 矿 井 煤 层 做 出 的 鉴 定 结 果 , 可 以 判 定 己 1 6 —1 7煤 层 为 煤 与 瓦 斯 突 出 煤 层 。 依 照 国 家 法 律 规
2 0 1 4年 9月 第 3期
焦 作 大 学 学 报
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No . 3 S e p . 2 0 1 4
突 出预 测 敏 感 指标 及 临界 值 的确定
韩 宝 喜
( 河 南 能 源 焦 煤 公 司 古 汉 山 矿 ,河 南 焦 作 4 5 4 0 0 0 )
预 测 和 效 检 指 标 。提 出 了 己 1 6 —1 7煤 层 的 突 出 预 测 敏 感 指 标 及 其 I 临界 值 , 为 该 矿 的 突 出 预 测
提 供 了合 理 的 数 据 参 数 。 并 且 在 矿 井 实践 中得 到 了进 一 步验 证 。
关键 词 : 突 出预 测 ; 敏 感指标 ; 临 界 值
通 过 图 1统 计 得 出 : 在 O ≤X<1 L / mi n的 范 围 内 , 其所
占 的 比例 最 高 , 占到 3 5 %; 大于 5 L / ai r n 的 实 测 数 据 比 例 为 2 % 。通 过 图 2统 计 得 出 : 在 3 ≤x<3 . 5 k g / m 的范 围 内 , 其 所 占的 比例最 高 , 占到 3 1 %; 6 k g / m <X的 比 例 为 4 %。
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法

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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。
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文件编号:GD/FS-2150The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify ManagementProcess.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________(操作规程范本系列)煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法详细版煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法详细版提示语:本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中,包含所有的执行事项,并作用于规范个体行动,规范或限制其所有行为,最终实现简化管理过程,提高管理效率。
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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。
所以预测敏感指标,必须通过对各种指标的实际考察,结合本矿煤层或区域的具体测试条件来确定,其敏感指标既能体现出本矿煤层的突出主导因素,又适应矿井的具体测试条件,从而较好地符合矿井实际。
2敏感指标临界值的确定方法对于一个敏感指标而言,希望存在一个理想的临界值,超过该值一般会发生突出,否则就不发生突出。
但是,实际情况并不是这样,突出危险性是一个概率的概念,一般随着指标测定值的增高,发生突出的概率会增大。
所以理想的临界值并不存在,实际存在的是一个临界范围。
当测定值小于此范围时没有突出危险。
高于时大多都会发生突出,而在该范围内时,可能发生突出,也可能不发生突出。
为便于生产管理,需要在此范围内确定一个合理的临界点,这样既能保障安全生产,又尽可能地解放生产力,提高采掘进度。
根据我国目前预测技术水平的实际情况,一般情况下,合适的临界值应该是:当测定值大于它时发生突出的可能性为50%~60%,而小于该值时基本不发生突出,即突出的可能性很小,矿井的预测突出危险率根据煤层危险程度的不同会有所不同,一般矿井可控制在20%~30%。
敏感指标临界值现场考察方法主要有:①不首先设定试验临界值,在不采取任何防突措施的情况下,根据多次实际突出前的指标测定值与不突出时的测定值相比较直接确定。
此法虽然直观和简便,但很不安全,容易使安全生产陷入被动,一般矿井难以接受。
②现场试验摸索,试验临界值由低向高逐步提高,直到发生瓦斯动力现象为止。
此法虽然较为安全,但试验周期较长。
③现场试验摸索,先确定一个较高的试验临界值,在此临界值以下根据实际突出或其他现象确定。
此法比第一种方法稍好,但仍不安全,矿井同样难接受。
④通过各种方法先确定一个比较接近真实临界值的试验临界值,再通过现场试验进行修正和适当调整。
这种方法比较科学,既能缩短试验周期,同时又尽可能地保证了安全生产。
根据多年来的研究和实践表明,可以通过历史资料统计、实验室和现场试验等相结合的方法来综合确定突出危险预测敏感指标及其临界值。
值得指出的是,一些矿井在发生了个别的“低指标突出”现象后,没有经过具体分析就降低指标临界值或怀疑指标的敏感性,这是不科学、不可取的做法。
关于“低指标突出”现象的原因是复杂的,可能与地质构造的影响、突出主导因素的改变、预测人员的操作、钻孔布置、仪器性能等因素有关,也可能与指标本身的局限性有关。
可通过提高预测人员素质、规范操作行为、采用多指标预测和结合工作面各种情况综合判断等措施降低这种现象的发生概率。
3预测敏感指标及其临界值确定实例水城矿业(集团)有限责任公司大湾煤矿11#煤层共发生了17次煤与瓦斯突出现象,最大突出强度703t。
近年来的实践表明,以前采用的预测指标临界值未能反映11#煤层的实际突出危险情况,导致掘进过程中防突措施工程量较大,在一定程度上影响了掘进进度,制约了生产的进一步发展。
为此,对矿井突出危险性预测敏感指标及其临界值专门进行了研究。
研究工作分两个阶段进行:第一阶段为试验研究阶段,主要通过对历史资料的统计分析和实验室试验,首先确定一个主要的敏感指标及其试验临界值初值,通过现场试验,考察各个指标的敏感性,确定出敏感指标及其临界值;第二阶段为扩大应用阶段,通过增加试验工作面个数,用确定出的敏感指标及其临界值指导生产,以期进行扩大验证,根据验证结果可进行必要的修正和最终确定。
3.1敏感指标试验初值的确定在对矿井突出规律分析的基础上,统计了多年来的历史资料,经过综合分析初步认为钻屑瓦斯解吸指标K1在11#煤层较敏感,决定作为试验期间的主要考察指标。
其试验临界值初值可通过以下3个方面确定。
3.1.1历史预测资料的统计对全矿所有掘进工作面的预测资料进行统计(共528次),结果见表1。
1997-1999年来的所有掘进面的测定资料统计结果也具有大致相同的测值分布规律。
在试验初期,预测突出危险率可取20%以上,试验初值可选用0.6。
表11999-01-2001-05全矿煤巷预测资料统计3.1.2突出点附近指标值的大小通过对10多次突出的分析,虽然突出前的个别测定值小于0.5,但突出点前后的预测资料显示,绝大多数的K1指标值均大于0.6,说明K1值大于0.6时能在一定程度上反映煤层突出危险状态的存在。
所以,试验初值可选用0.6。
3.1.3实验室确定结果煤层瓦斯压p与K1值之间存在一定的相关关系,根据大量的破碎试验和测试结果,煤层的最小突出瓦斯压力与煤的坚固性系数等指标存在一定的函数关系,所以通过煤质力学指标可确定煤层的突出临界瓦斯压力值,继而通过实验室测定的K1—p关系模型便可确定出煤层的K1指标临界值。
图为11#煤层的K1—p关系模型。
图111E专用回风巷煤样K1—p关系模型实验结果通过上述方法,对不同地点煤样的测定分析,分别确定出11#煤层的K1指标临界值,见表2。
在试验初期,从安全的角度考虑,可以先取0.6作为K1指标临界初值。
表2实验室确定的K1指标临界值3.2试验结果及应用验证主要预测指标临界初值确定后,选择具有代表性的2条巷道作为试验巷道,其中111103机巷上段分别处于集中应力区和原始应力区,111103轨巷上段一直处于集中应力区,在加强安全防护措施的前提下进行试验,同时考察了K1、钻粉量、钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减指标、炮后30min瓦斯涌出量V30和综合指标R。
试验进行了3个月,共掘进巷道250.3m,测定48个循环、95次测定,获得K1数据1416个,q指标36次510个,C。
指标21个,S指标1416个,R指标87个,通过对测定指标、各种现象等的考察和综合分析,确定出K1指标为敏感指标,V1指标也具有相当敏感性,考虑到V30指标受到多个因素的影响,决定作为参考指标。
在试验过程中,将K1指标提高到0.7进行了2个月的试验,未发生煤与瓦斯突出现象。
根据以前多次突出前的V1指标和该指标与K1指标的对比,确定V30指标的临界值为8m3/t。
在第一阶段确定了敏感指标及其临界值后,随即进行了扩大试验范围,进行验证。
先后在5条巷道进行扩大应用,掘进巷道353.7m,56个循环79次测定,其中K1<0.5的仪9次,0.51<0.7的斯次,占58.2%,未发生煤与瓦斯突出现象,见图2。
图2扩大应用试验K1值分布图3.3敏感指标及其临界值的确定经超过600m巷道的试验,确定出大湾矿11#煤层界值,主要预测指标为K1指标,其临界值为0.7;参考指标为V30指标,临界值为8m3/t。
二者的使用方法是,当K1指标预测或检验不超标时,可直接掘讲,在掘进过程中,统计V30指标,当K1值进行预测,突出危险性根据预测结果确定。
采用该敏感指标及其临界值后,在保证安全前提下,提高了掘进进度,减少了防突措施工程50%以上,降低了防突成本。
4结语突出预测敏感指标及其临界值的确定是一项非常有意义的工作,各矿井应根据自身特点进行摸索确定。
采用历史资料统计、实验室和现场试验等相结合的方法确定敏感指标及其临界值是较简便、可靠的方法。
应尽量采用多指标预测,避免“低指标突出”现象的发生。
参考文献:[1]文光才,赵旭生,等.大湾矿突出预测敏感指标及其临界值的研究[R].重庆:煤炭科学研究总院重庆分院,2003[2]胡千庭,邵军,等.工作面预测敏感指标值确定方法的研究[R].重庆:煤炭科学研究总院重庆分院,1995可在这里输入个人/品牌名/地点Personal / Brand Name / Location Can Be Entered Here。