确定突出危险性敏感指标及其临界值的实践
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万方数据
２００１年ｌ了４个通风系统简单、义有代表的掘进工作面 进行Ｋｔ突出危险临界值的实测工作。 ３．２实测巷道置一值的情况 ３．２．１ １１１１０２综放面机巷、切眼实测情况
１１１１０２切眼设计全长１６０ｍ，１ｌ ４矿工钢梯形棚 支护，净断面７．５ ｍ２；１１１１０２机巷毛断而９．２５ ｍ２， 净断面９．０ ＩＴｌ２，也为１１。矿工钢梯形棚支护，煤厚 ３，５～４．２ｍ，倾角９～１１。，沿底板掘进。该机巷及切 眼上部为２４煤层的１１０２０２采空区，层间距６３ ｍ，根 据其相对位置及卸压角计算，切眼从机巷（开ｕ）沿 走向１０５ｍ以外不在保护范围以内，见图１。
表２ １１１１０２轨巷Ｋ．实测表
丘
（０．５
预测检验次数／欢４９
占百分比／％４５ ０
＜０ ６ ３０
２７ ５
＜０ ７ ｌ３
１ｌ ９
＜０ ８ ７
６４
＜０ ９ ＩＯ ９２
从表２可见，Ｋ１＜０．５的４９次，占４５％；０ ５＜Ｋ． ＜０．８的５０次，占４５．９％；Ｋ，＜０．８的１０次，占 ９．２％。这些数据与１１１１０２切眼的数据比较，表明在 高应力影响下的蜀值是比较高的，反映了正值在 大湾煤矿１１４煤层的敏感性，其实测的△ｈ：、Ｓｍａｘ、Ｒ 仍不敏感。
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万方数据
确定突出危险性敏感指标及其临界值的实践
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
徐廷奎 水城矿务局大湾煤矿,
矿业安全与环保 MINING SAFETY & ENVIRONMENTAL PROTECTION 2001，28(5) 0次
１１１１０２轨巷属应力集中带，当遇构造或应力叠 加时，在Ｋ－未超过０．８的情况下发生ｒ突出。该巷 发生三次突出的足。值分别为０．６１３ ６、０ ６６２ ０、 ０．５３２ ０，由此可见，应力集中又有构造带的突出危 险ｆ临界值只能定为０．５。在这些地点掘进，无论预测 是甭属于突出危险工作面，最好先采取措施经检验 有效后再掘进。
１１１０２机巷设计长４２０ｍ，净断面９．０ ｍ２，从１１＊ 煤层倾向从下往上掘进。图３为该巷平面布置图。从 图３可见，巷道开口至１７０ｍ未受采动影响，属原始 应力区，１７０—４２０ｍ受上覆２４煤层采宅区－侧煤柱 的应力影响。
１１１０２机巷实际掘进４２１．４ ｍ，共作突出危险预 测及措施效果检验９１次，其中墨＜０．５的３６次，占 总次数的３９．６％；０．５＜Ｋ－＜０ ８的４６次，占总次数 的５０．５％；Ｋ，＞０．８的９次，占总次数的９，９％。Ｒ、 Ｓｎｌａｘ仍不敏感，一般不超过《防治煤与瓦斯突出细 则》的参考临界值，△＾：超过２００Ｐａ也不突出。
４ 结束语
引起煤与瓦斯突出的因素很多，不同矿井的情 况千差万别，同一矿井同一煤层的不同地点差异也 很大，必须实测确定敏感指标及临界值。但使用这些 临界值时还应分析每条巷道、每个回采工作面的各 种相关因素，制定严格的防护措施。
几乎每一次动力现象都和应力集中、地质构造 有关，因此构造带、高应力带，尤其是应力集中又有 构造带是防突管理的重点。
１１１１０２机巷掘进４９２ １１１，属于被保护带，措施 效果检验６１次，Ｋ－值不超过０．５，未出现动力现 象。１１１１０２切眼掘进１６０ｍ，措施效果检验２１ 次，虽从９９ｍ开始不属保护范围，Ｋ．＞０．５达６ 次，最大为０．７３９ ８，掘进未发生突出。１１１０２机 巷掘进４２１．４ ｍ，０～１７０ｍ为原始应力带，１７１～ ４２１．４ ｍ为应力集中带，掘进过程中Ｋ－＜０．８掘 进，Ｋｚ＞０．８采取措施，未发生突出。因此，可确 定被保护带、原始应力带、应力集中无构造带的 蜀突出危险临界值为０．８。 ３．２．２ 应力集中又有构造带的突出危险临界值
中图分类号：＇ＩＩ）７１３
文献标识码：Ｃ
文章编号：１００８—４４９５（２００１）０５—００５３—０３
１ 概述
大湾煤矿位于贵州省西部，设计能力９５万ｔ／ａ。 目前生产的一采区于１９９７年建成，装备有一个综采 放顶煤工作面和一个高档普采工作面。采煤方法为 倾斜长壁、俯斜开采。矿井开采二塘向斜深部煤层， 含煤地层为上二迭纪龙潭组，可采和局部可采煤层 ９层，全区可采３层，在全区可采的３层中又以１１＊ 煤层为主采层。１１’煤层厚２．０～５．９ ｍ，煤层结构复 杂，ｆ＜１．５，瓦斯含量１０．８７ ｍ３／ｔ，煤种为主焦煤。
参考文献：
１１】 煤炭工业部．防治煤与瓦斯突出细则［Ｍ】北京：煤炭 Ｉ业自版社。１９９５
ｆ２］ 于不凡，白帆，刘明 煤矿瓦斯防治技术［Ｍ】北京：中 国经济出版社，１９８７
【３１赵旭生，于平凡，马代辉煤与瓦斯突出危险等级划分 方法【Ｊ】．矿业安垒与环保，２０００，２７（２）：４—５
（责任编辑：吴自立）
图１ １１１１０２工作面乎面示意图
１１１１０２机巷４９２ ｍ，共作突出危险预测和措施 效果检验６１次，Ｋｔ均未超过０．５，也未发生动力现 象，机巷和切眼Ｒ指标不大于６，△ｈ：和Ｓｍａｘ分别 不超过２００Ｐａ和４ １ ｋｇ／ｍ。
从图２可知，在２１次的突出危险性预测中，Ｋ。 从机巷开口至９９ １１１处开始超过０．５，达到０．６５１ ９。 Ｋ。＞０．５的共６次，最大达０ ７３９ ８ ｏ结合图１可知， １１１１０２切眼在保护范围段Ｋ．＜０．５，在保护范围姒 外所作的９次突出危险性预测中，ＫＩ＞０．５的达６ 次，占总次数的２８．６％，但未达到０．８０该巷晶因未 超过预定的突出危险临界值，整个掘进过程中未采 取防突措施，也没有发生任何动力现象。再对比相似 条件下的其它巷道绝对瓦斯涌出量，１ １１１０２机巷、 切眼的绝对瓦斯涌出量要少１ ２—２．３ ｍ３／ｒａｉｎ。分析 认为：２＋煤层的开采对１１’煤层保护效果明显，一是 丘较小，二是绝对瓦斯涌出量也小。 ３．２．２ １１１１０２轨巷实测情况
图３ １１１０２机巷平面示意图 １１１０２机巷掘至２４０．２ ｍ时，突出预测五＝ ０．８８６ ７，用小直径钻孔排放，连续检验３次均不能降 至０．８以下，被迫采取超前排放钻孔，打钻时第一个 钻孔有喷孔现象。分析认为２４煤层１０２１９与１０２２１ 工作面之间有一落差为８．５ ｍ的斜交正断层，该断层 未延展到１ １ １０２机巷，但其构造残余应力对该处有 影响。巷道掘至３２０ ｍ时揭露一条Ｆ４５—５５０Ｎ．￡ ３０—４Ｊｏ。、Ｈ＝１．７ｍ的斜交正断层，破坏煤层底板，过 断层期间最大Ｋｔ＝１．２１９ ２，采用超前排放钻孔措施 后，迅速降至０．８以下，发生不甚明显动力现象一 次，即打１．５ｍ深的炮眼，崩出３．０ｍ的空头，巷道无
３ 敏感指标临界值的确定
３．１确定方法 确定方法采用的是直接测定，即预先定出一个
突出危险临界值，以这个临界值确定工作面突出的 危险性，观测巷道掘进过程中的瓦斯涌出情况、动力 现象，评定这个预定的突出危险性Ｉ临界值是否合适。 大湾煤矿所做的７２１突然危险性预测和措施效果检 验中，Ｋｊ≥Ｏ．８占总次数的１３．６％，接近突出危险煤 层中真正具有突出危险的块段只有１０％左右，因此 定０．８为实测巷道的突出危险ｌ临界值，为安全起见， 在作突出危险性预测和措施效果检验时，除测钻屑 指标Ｋ。、△ｈ２、Ｓｍａｘ外，还测Ｒ值，只有Ｒ＜６，Ｋ】＜ ０．８时才认为工作面无突出危险或措施有效。以这 种方法，在制定了严密的防护措施的前提下，自 １９９９年１０月起，大湾煤矿在１１４煤层的掘进工作面
大湾煤矿原设计为高瓦斯矿井，１９９７年１２月 １６日，在１１‘煤层东集中机巷掘进中发生了煤与瓦 斯突出，突出煤量１４０ ｔ，瓦斯涌出量１３ ９１３ ｍ３，自 此，１１＋煤层为突出煤层，大湾煤矿定为突出矿井，在 １ １ｔ煤层中作业严格采取了“四位一体”的防突措施。
２ 突出危险预测敏感指标的确定
根据《防治煤与瓦斯突出细则》，突出危险性预 测和措施效果检验方法采用了钻屑指标法，防突措 施为超前钻孔和辅以小直径钻孔排放。《防治煤与瓦 斯突出细则》中的参考临界值见表１。
该巷掘进过程中发生３次突出。第一次发生在 由ｆ．向下１１４．５ １１１处，突出煤量６０ｔ，瓦斯涌出量 】７８２ ｍ３，突出前预测的蜀为０ ６１３ ６，突出煤无分 选，巷道冒高Ｉ ６ｉｎ，揭露Ｆ１５０。Ｎ．日＝１．５ｍ的一条 断层，迎头３架棚梁向后弯曲。分析认为突出的主要 原因是断层破坏顶部煤层的结构，放炮诱发突出。第 二次发生在１４４．４ｍ处，也是放炮后突出，突出前预 测Ｋｔ＝０．６６２ ０，巷道下部煤体有一明显的软分层 （一般情况下是没有软分层的）。突出煤量１２８ ｔ．瓦 斯涌出量６ ５５８ｍ３，动力现象明显：迎头５架棚粱严 莺弯曲，突出煤无分选现象。清理浮煤后巷道见顶 板，煤厚从４．２ ｍ变为３．６ ｍ。迎头只有１．１ ｍ的空 顶区，属典型的煤体整体位移突出。此次突出属高应
万方数据
２００１年１０月
矿业安全与环保
第２８卷第５期
力叠加和煤层变化综合作用的结果。第＝三次突出发 生在上段停头，下段只余２１ Ｎ１时，而为０．５３２１，此 次突出的煤量及瓦斯涌出量与第二次相似，原因为 巷道虽处在１１０２０４采空区下，但煤柱应力仍存在， 再加上两个掘进头各自的支承应力前移叠加造成突 出＝ ３．２．３ １１１０２机巷实测情况
冒顶、迎头无孔洞，只是瓦斯比平时略偏高。 １１１０２机巷在原始应力带和上履煤层煤柱的应
力集中区域掘进，墨≥０．８时就采取防突措施，届（ ０．８时，正常掘进，整个４２１．４ｍ的巷道掘进作业中 未发生突出事故。 ３．３ 突出危险临界值的确定 ３．３．１ 被保护带、原始应力带、应力集中无构造带 的突出危险临界值
表１ 钻属指标法预测突出危险的临界值
———苎／Ｐ生ａ—————／』ｋｇ等詈＿· ——ｍ。／—ｍ／五ｇ—兰（ｒ· ａ—ｉｎ阿；＂ ）＿。 突出危…险一性
根据表ｌ的』临界值，截止１９９９年９月底，共作 突出危险性预测和措施效果检验７２１次，测得Ａｈ：、 Ｓｍａｘ、晶原始数据３０ ３８２个。通过分析，钻屑量很
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蔷厦长厦，ｍ 图２ １ｉ１１０２田眼Ｋ－ｍａｘ分布吲
在沿走向的１１１１０２切眼进行实测后，接着实 测沿倾斜方向从上到下施工的１１１１０２轨巷（上段） 和从下向上施工的１１１１０２轨巷（下段），该巷设汁 长度６２０ｍ，毛断面９．７５ ｍ２，净断面９．０ｍ２，１１ ４ 矿工钢梯形棚支护，设计上段施工１８０ ｎｌ停头由下 段向上贯通，由图Ｉ可见，该巷不在２。煤层 １１０２０２采窄区保护范围，相反，ＪＥ处于该采空Ｋ 一侧煤柱的高应力废域。上段从１５０～１９０ ｍ＋下段 从３７０～４００ｍ还受到１１０２０２采空区和１１０２０４采 空区煤柱的高应力叠加的影响。ｌｌｌｌ０２轨巷（上 段）实际掘进１８４ ｍ停头，作突出危险性预测和措 施效果检验３３次；下段掘进４３８ｍ，作７６次。表２ 为晶的实测情况。
深井中厚煤层突出预测敏感指标临界值研究
深井中厚煤层突出预测敏感指标临界值研究杨润全【摘要】“突出”已成为我国煤矿安全生产的主要隐患之一,“突出”防治成为矿井安全工作的重中之重.采掘工作面突出危险性预测预报敏感指标的确定是矿井综合防突体系中重要的环节,为了有效预测及防治深部矿井工作面采掘过程中煤与瓦斯突出事故,采用理论分析、实验室分析和现场试验相结合的多种研究手段,获得了试验区13 -1煤层突出预测敏感指标及其临界值,S0=6.0 kg/m,q＜4.0 L/min·m,无突出危险；q≥8.0L/min·m,有突出危险；{4.0≤q＜8.0L/min·m}∩{Cq＞0.65}无突出危险；{4.0≤q＜8.0L/min·m}∩{Cq≤0.65}有突出危险.结果表明,确定的指标及其临界值合理有效,指导试验区安全掘进6000m,并得到有效推广应用,技术经济效益显著.%Coal and gas outburst is one of major hazards to safety production in Chinese coal mines. Outburst control becomes top on top work in coal mine safety. Determination of sensitive index for outburst forecast in working faces is an important element of outburst comprehensive prevention system in coal mines. In order to effectively predict and prevent coal and gas outburst accidents in deep mines, based on various research methods, including theoretical analysis, laboratory analysis and field test, coal seam 13-1 was studied and critical value of sensitive index for outburst prediction in the coal seam was obtained as following: no outburst threat, when So = 6.0kg/m, q<4.0L/min ? M; existence of outburst threat, when g≥8.0L/min ? M ; no outburst threat, when{4.0≤q <8.0L/min ? M} ∩{Cq >0.65) ; existence of outburst threat, when 4. 0≤q <8. 0L/min ? M} ∩ { Cq ≤0.651. The results showed that thedetermined indexes and their critical values are reasonable and effective. Based on their guidance, safe excavation of roadway in length of 6 000 m was realized. Their effective extension and application obtained remarkable technical and economic benefits.【期刊名称】《安徽理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(031)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】煤与瓦斯突出;突出预测;敏感指标【作者】杨润全【作者单位】国投新集能源股份有限公司办公室,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TD713我国是世界第一产煤大国，也是瓦斯灾害最严重的国家之一。
大平煤矿煤巷掘进中突出敏感指标及其临界值的确定
的问题．确定了突出敏感指标及其临界值的选定标准、可靠性评价指标以及测试方案。在对测试数据进行统计分析
的基础上，得出瓦斯涌出初速度ｑ为该矿井煤巷掘进突出预测的最敏感指标．其临界值取５ Ｌ／ｍｉｎ．钻屑量Ｓ值作
为掘进工作面突出危险性预测的辅助指标，临界值取４ ｋｇ／ｍ；为矿井煤巷掘进突出危险性预测和效果检验提供了
通过实际应用，以往采用Ｒ值指标法预测存在 如下问题：①《细则》规定钻孔每打１ ｍ测１次ｑ７和 Ｓ值，而执行的是每２ ｍ测１次，存在安全隐患；《细 则》第３７条仅规定了Ｒ的临界值，对Ｓ值和ｌ ｍ气 室ｑ’值未做规定，仅以Ｒ的临界值判断。②由于Ｒ 值超标主要由ｑ ７值超标引起，几乎不受Ｓ值影响， 因此用Ｒ值判断实际变成了依据口７值判断突出危 险性；从预测指标和动力显现的关系看，６６．６％的动 力显现发生在Ｒ值超标情况下，７５％动力显现发生 在ｑ’值超标情况下，表明ｑ７值对动力现象更敏感。
增加而增大，具有较好的线性关系，瓦斯压力梯度和 瓦斯含量梯度分别为０．３２ ＭＰａ／ｌＯＯｍ和１．９９ ｍ３／（ｔ·１００ ｍ）。矿井始突点标高为＋３ ｍ，垂深为 ２５０ ｎｌ，根据计算始突点的瓦斯含量及压力为８．８２ ｎ１３／ｔ、０．４４ ＭＰａ。
２煤与瓦斯突出预测的敏感指标
以前大平煤矿煤巷掘进工作面突出危险性预测 采用Ｒ值指标法，预测（效检）钻孔为４～５个，孔深 ６～７ ｒｆｌ，每个钻孔一般在深度３．５ ｍ、５．５ ｍ处或３ ＩＴＩ、５ ｍ、７ ｍ处进行测试，每次预测保持２～３ ｒｆｌ超 前距。预测敏感指标钻屑量Ｓ、瓦斯涌出初速度ｑ’ （１ ｍ测量气室）、Ｒ的临界值分别为３．３ ｋｇ／ｍ、８ ｋｇ／ｍｉｎ、５．３，任一指标超标，即判定为有突出危险。 根据对１１集中轨道巷等１３个掘进工作面４８２次预 测，其敏感指标值分布概率统计结果见表１。
大平煤矿煤巷掘进中突出敏感指标及其临界值的确定
ｏ ｔ ｕ ｓ ｏ ｅ ａ ｔｏ ｏ ｌｒ ａｂ ｒｔｆｒ ｃ ｓ ｎ ｃ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅｉｇ ａ ｄ ｉｓｃ ｉｉａ ａｕ Ｓ５ Ｌ／ ｎ，ａ ｄ ｔ ａ ａｕ ，ｔ ｅ ｖ ｌ ｍｅ ｏ ｎ ｈ ｔＳ ｖ ｌｅ ｈ ｏｕ ｆ
Ｄｅ ｅ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｂ ｒ ｔＳ ｎｓｔｖ ｔ ｎｄ ｘ ａ ｄ ＩｓＣｒ ｔｃ ｌＶａ ｕ ｔ ｒ ｎ ｔｏ ｆＯ ｔ ｕ ｓ ｅ ｉｉ ｉｙ Ｉ ｅ ｎ ｔ ｉｉａ ｌ ｅ ｆ ｒｔ ａ ａ ｎ ｌｎｇ ｉ ｐ ｎｇ Ｃｏ ｌＭ ｉ ｅ ｏ ｈｅ Ｃｏ ｌＲｏ ｄ Ｔｕ ｎｅｉ ｎ Ｄａ ｉ ａ ｎ
ｄ ｔ ，ｔ ｅｐ ｐ ｒｄ ｍ ｏ ｓ ｒ ｔ ｓ ｔ ａ ｈ ｎ ｔａ ｅ ｏ ｉ ｆｇ ｓｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅｍ ｏ ｔｓ ｎ ｉ ｖ ｎ ｉａ ｏ ｆ ｈ ａ ａ ｈ ａ ｅ ｅ ｎ ｔ ａ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｉ ｉｉ ｌ ｌ ｃ ｔ ｑ ｏ ａ ｍｉｓ ｏ ｓ ｈ ｓ ｅ ｓ ｔ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｒｏ ｅ ｖ ｙ ｉ ｔ
ｃ ｔｎｇｓ ａ ｓ ｄ ａ ｈｅ ｓ ｃ ｎｄ ｒ ｎｄ ｘ ｏ ｈｅ ｏ ｂ ｓ ｏ ｅ ａ ｔｏｎ ｄ ｖ ｎｇ ｗｏｒ ｉ ａ ｅ ａ ｄ ｉｓｃ ｉｉ ａ ｕｔｉ ，ｃ ｎ ｂｅ ｕ ｅ ｓ ｔ ｅ ｏ ａ ｙ ｉ ｅ ｆｔ ｕｔ ｕｒ ｔｆ ｒ ｃ ｓ ｉ ｉ ｋ ｎｇ ｆ ｃ ｎ ｔ ｒｔｃ ｌ
马永德， 梅甫定
（ 中国地质 大学 工程 学院 ， 武汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
摘 要 ：以河 南 大平 煤 矿 为 例 ， 过 分 析 大 平 煤 矿 以 往 煤 巷 掘 进 的 预 测 数 据 和 试 验 结 果 ， 出 了 Ｒ 值 指 标 法 存 在 通 指
的 问题 ， 定 了突 出敏 感 指 标 及 其 临 界 值 的选 定 标 准 、 靠 性 评 价 指 标 以及 测 试 方 案 ， 对 测 试 数 据 进 行 统 计 分 析 确 可 在 的基 础 上 ， 出瓦 斯 涌 出初 速 度 ｑ为 该 矿 井 煤 巷 掘 进 突 出预 测 的最 敏 感 指 标 ， 临 界 值 取 ５Ｌ ｍｉ， 屑 量 Ｓ值 作 得 其 ／ ｎ钻
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。
工作面突出危险性预测敏感指标确定
第30卷第5期2021年5月中国矿业CHINA MINING MAGAZINEVol.30,No.5May2021工作面突出危险性预测敏感指标确定张玉柱12（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037）摘要：为了确定突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标，确保工作面突出危险性的精准预测，以四季春煤矿6号煤层为例，通过总结分析邻近区域及矿井6号煤层煤与瓦斯突出特征，构建了6号煤层工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准。
依据构建的工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准，结合矿井工作面预测条件和《防治煤与瓦斯突出细则》相关规定，综合考察了6号煤层工作面突出危险性预测指标钻孔瓦斯涌出初速度#）、钻屑瓦斯解析指标（K J、钻屑量（S）的敏感性，结果表明"号煤层工作面预测指标钻屑瓦斯解析指标（K J敏感性较好，能够响应煤层全部煤与瓦斯突出特征；钻屑量（S）敏感性一般，响应煤层部分煤与瓦斯突出特征；钻孔瓦斯涌出初速度（q）敏感性较差，不响应煤层煤与瓦斯突出特征。
最终确定钻屑瓦斯解析指标（K J为四季春煤矿6号煤层工作面突出危险性预测敏感指标，为突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标的确定提供了参考&关键词：工作面突出危险性预测；敏感指标；突出煤层；四季春煤矿中图分类号：TD713文献标识码：A文章编号：1004-4051（2021）05-0188-05Determination of the outburst risk prediction sensitive index of working faceZHANG Yuzhu12(1.China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research Institute,Chongqing400037,China；2StateKeyLaboratoryofGasDisasterDetecting!PreventingandE7ergencyContro l ing!Chongqing400037!China)Abstract:In order to determine the working face outburst prediction sensitive index of outburst coal seamandensuretheworkingfaceoutburstriskaccurateprediction Taking No6coal sea7of Sijichun coal7ineasanexa7plethroughsu77arizingandanalyzingthecharacteristicsofcoalandgasoutburstin No6coalsea7ofthe7ineandadjacentareasthesensitivityanalysisstandardofoutburstpredictionindexofNo6coal sea7is established Accordingtothe workingfaceofoutburstpredictionindexsensitivityanalysisstandard!co7bined with the7ine working face predict conditions and outburst prevention rules!thesensitivity of the initial velocity of borehole gas gushing(q),the analytical index of cuttings gas(K\)and thedri l ingcu t ings(S)are co7prehensively investigated The results show thatthesensitivity of dri l ingcuttings gas analysis index(K\)is good,and it is sensitive to all the coal and gas outburst characteristics ofNo6coalsea7Thesensitivityofdri l ingcu t ings(S)isgeneralrespondingtoso7ecoalandgasoutburstcharacteristics.The sensitivity of the initial velocity of borehole gas gushing(q)has poor sensitivity and doesnotrespondtothecharacteristicsofcoalandgasoutburst Fina l y thedri l ingcu t ingsgasanalysisindex(K\)is determined to be the sensitive index of outburst risk prediction of No.6coal seam working face inSijichun coal mine,which provides a reference for determining the sensitive index of outburst risk prediction.Keywords:working surface outburst risk prediction；sensitive index；outburst coal seam；Sijichun coal mine收稿日期：2020-03-09责任编辑：赵奎涛基金项目：国家“十三五”重点研发计划资助项目资助（编号：2018YFC0808001）作者简介：张玉柱（1987-）,男，硕士，助理研究员，主要从事瓦斯灾害预测及防治方面的研究工作,E-mail:442033025@。
松树滩煤矿工作面突出危险性预测敏感指标分析与确定
十六 条规定 ， 钻 屑 指 标 法 预测 煤 巷 掘 进 工 作 面 突 出危 险Ｉ 生的参考 临 界值 见上 表 。
三、 数 据分 析
松树 滩煤 矿 瓦斯解 析指 标超 标情 况详 见统计 表 。
松 树 滩 煤 矿 瓦 斯 解 析 指 标 超 标 情 况 统计 表
预测 指标 测定次数 △ ｈ ２值 ３ ３ Ｋ 值
二、 工作 面 突 出危 险性指标 的 测定
松 树滩 煤矿 在过 去 的工 作 面 突 出预 测 和 防 突措 施 效 果检 验过 程 中完 成 各 项 试 验共 ２ ２ ３次 ， 其 中钻 屑 瓦 斯 解 吸指标 △ ｈ ： 值 试验 测定 ３ ３次 ， 钻 屑 瓦 斯解 吸指 标 Ｋ 值试 验 测定 ３ ３次 ， 钻 屑量 ｓ值试 验 测定 ３ ３次 ， 钻孔 瓦 斯涌 出初 速度 ｑ 值 试 验测 定 １ ３次 ， 瓦斯 放 散初 速 度 ＡＰ值 试 验 测 定 ３ １次 ， 坚 固性 系 数 ｆ 值 试验测 定 ３ １ 次， 瓦 斯含 量 ｗ 值试 验 测 定 １ ８次 ， 高 压 等 温 吸 附试 验 ａ 、 ｂ 值测定 ３ １次 。
中 图分 类 号 ： ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ７ １ ３ 文 献标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ３— ０ １ １ ６— ０ １
一、Biblioteka 矿 井概 况 松 树滩 煤矿 位 于 阿 拉 善 左 旗 二 道 岭 矿 区 ， 矿 井 的 设 计生 产 能力 为 ６ ０ Ｍｔ ／ ａ ， 服务 年 限为 ３ ２ ａ 。矿井 开拓 方 式 为反 穿岩 层斜 井 多水 平 分 区式 开 拓 。 目前 二水 平 采 用 石 门暗斜 井 开拓 。井 下 煤 层 总厚 度 ２ ６ ． ４ ２ ｍ， 含 煤 系 数０ ． １ ３ 。 其 中二 １ 、 二３ 、 二 ４等 三 层 大 部 可 采 ， 二 １ 上、 二 ２局 部可 采 。 松树滩 煤矿 属 于瓦 斯 突 出矿 井 ， 通 过测 定 ， 煤 的坚 固性 系数 ｆ 值为 １ ． ０ ２—１ ． ２ ９， 煤 矿 瓦 斯 含 量 ｗ 值 为 ６ ． ４ ７～１ ０ ． ５ ６ ｔ ／ ｍ ， 煤层 瓦斯 放散 初速 ＡＰ值 为 ２ ２～ ２ ６ ， 瓦斯 吸 附 常数 ａ：３ ５ ． １ ９ １ ５ 、 ｂ＝１ ． ４ ０ １ １ ， 钻 孔 瓦斯 涌 出 初 速 度 ｑ值在 １ ． ２～ ３ ． ６ １ Ｊｍｉ ｎ范 围内 。
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。
瓦斯突出敏感指标的三率分析法及临界值研究
１ 试 验 区概 况
淮 南 矿 区 矿 井 开 采 深 度 大 部 分 已 延 伸 到
一
８ ０ ０ ｍ， 未来 可达 到 一１ ０ ０ ０ ｍ， 其 瓦斯 动力 现象 是
在 高地应 力 、 高温 、 高 强 度扰 动 下 发 生 的 ， 浅 部 动力 现象 发生 的机 理 、 预测 指 标 已不 能满 足 深 部 开采 要 求 。因此 ， 对 淮 南 矿 区 一８ ０ ０ ｌ ｑ ｆ ｌ 下 煤层 采 掘工 作 面
由于在 Ｃ １ ３—１煤 层 的 １ １ １ ７（ ３ ） 工 作 面掘 进 过
试验 地点 为顾 桥矿 北 一 采 区 Ｃ １ ３—１煤 层 首采 １ １ １ ７ （ ３ ） 工 作面 。采 区平 均标高 一８ ５ ０ ｍ。１ ３—１ 煤 层 呈黑色 ， 上 部块 状 为 主 ， 下部 粉末 状 为 主 ， 煤 层平
摘
要： 针对淮南矿 区顾桥矿 １ １ １ ７ （ ３ ） 工作面突出危险性预测指 标进行考 察 ， 采用 “ 三率 ” 法确定试 验区突
出敏感指标为 Ｓ 、 Ａｈ 及综合指标 ，， 且 提出了敏感指标 临界值 。结果表 明， 确定 的敏感指标及其 临界值 合 理有效 ， 对提高巷 道掘进速度具有现 实指导意义 。
斯动 力现 象 ， 也 是威 胁 煤 矿 安全 生 产 的 严 重 自然 灾 害之 一 。近年来 ， 随着 我 国煤 矿 开 采 深 度 和强 度 的 加大， 突 出煤层 赋存 条件 更加 复杂 ， 使得在 煤 与瓦斯
预测 预 报 时 经 常 出现 低 指 标 突 出 的 现 象 。 因
２ 突 出敏感指标预测方法及指标考察
２ ． １ 敏 感指 标预测 方法
丁集煤矿11-2 煤层突出预测敏感指标及其临界值确定
3 突出危险性预测敏感指标及其临界值确定
有关文献研究表明［4］，钻屑量指标 S 是综合反 映煤层地应力、瓦斯和煤质 3 个因素的预测指标，在 相同的打钻工艺条件下，应力越大、瓦斯压力越大、 煤的强度越小，所产生的钻屑量越大，而此时突出危 险性越大。但是，在 3 个因素中，地应力对钻屑量的 影响最大，所以这一指标在不少以地应力为主导的 矿井中得到应用。但是，由于各种因素的影响，钻屑 量的测定误差有时会很大，以致严重影响了它的敏 感性。考虑到测量误差的影响，钻屑量临界值一般 应不低于 3． 5 kg / m，否则，其敏感性较差。
分析·探讨
（ 2011 － 12）
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时，预测钻孔深度 ＞ 4 m 及以后位置的最大钻屑量 与钻孔深度的比值 S'max ＜ 0． 9 kg / （ m·m） ，并根据 以上指标判断工作面无突出危险。因此，可作为预 测指标，其临界值 S'0 = 0． 9 kg / （ m·m） 。
由上所述，可最终确定丁集煤矿 11 － 2 煤层突 出危险性预测敏感指标及其临界值见表 2。
另外，矿井 2 次突出均发生在 S ＜ 6 kg / m 的条 件下，且考察过程也存在 S ＜ 6 kg / m 时施工预测钻 孔有吸钻、卡钻等动力现象。显然，单一的钻屑指标 临界值不能满足预测要求。
从预测资料统计分析可知： （ 1） 工作面所发生的 2 次压出以及施工预测钻 孔出现吸钻、夹钻等突出预兆是且预测钻屑量指标 测定值 Smax ＜ 6 kg / m 时，其典型的钻屑量特征是： 钻 孔自 4 m 位置开始，钻屑量有增大趋势，颗粒一般在 2 ～ 3 mm，且吸钻、夹钻等动力现象大多从这一位置 开始； 同时，其孔深系数 S' 沿孔深在孔深 4 ～ 7 m 呈 峰值分布，且孔深 4 m 后 S'max≥0． 9 kg / （ m·m） 。 （ 2） 工作面预测过程中无异常现象出现，预测 指标正常且预测钻屑量指标测定值 Smax ＜ 6 kg / m
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。