突出危险性预测
突出危险性预测过程中低指标突出原因
总第 200 期
作面前方煤与瓦斯突出的危险性，这种预测也称为 日常预测［7-8］。
1. 2. 1 钻屑瓦斯解吸指标法
应用 MD-2 型解吸仪或 ATY 型突出预测仪测
得工作面预测钻孔排出钻屑的瓦斯解吸指标 Δh2 或 K1 ，通过与现场实测数据得出的突出临界值进行 比较，预测工作面突出危险性。该方法在我国已得
理、管理不善等。②客观原因。单项指标本身局限性、突出主导因素转移、地质构造影响、预测方法存在历史
局限性等。在此基础上，提出了预防低指标突出事故的对策。
关键词： 低指标突出； 突出危险性预测； 煤与瓦斯突出
中图分类号： TD713． 2
文献标志码： B
文章编号： 1003 － 0506（ 2012） 08 － 0116 － 03
根据《防治煤与瓦斯突出规定》，工作面突出危 险性预测常用的指标主要包括钻屑量 S、钻屑瓦斯 解吸指标 K1 或 Δh2 、钻孔瓦斯涌出初速度 q 及其衰 减指标 Cq、综合指标 R 等，并且给出了参考临界值。 然而，每一单项指标都是侧重强调一或两个因素的 影响，但是诱发突出的原因有时是不确定的。如果 选择的指标对突出危险敏感性不敏感，即使所测数 值低于突出临界值，仍会发生低指标突出的现象，给 煤矿工人的生命安全带来极大的伤害。因此，研究 低指标突出、分析其发生的原因对煤矿安全生产及 工人生命安全具有极大的现实意义。
煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一 种极其复杂的动力现象，并且随着开采深度的增加， 其突出次数和强度也在不断增加［1］。目前，普遍认 为煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤体物理力学性质 等多种因素综合作用的结果［2-4］。在井下采掘过程 中，煤层瓦斯压力的突然变大伴随软煤层变厚等情 况都有可能引发突出事故的发生。因此，有必要进 行工作面煤与瓦斯突出危险性预测，并对防突措施 效果进行检验。
局部综合防突措施
局部综合防突措施一、局部综合防突措施基本程序和要求工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。
工作面预测应当在工作面推进过程中进行。
采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。
未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。
突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。
经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。
无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。
煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。
工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m。
每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。
石门和立井、斜井揭穿突出煤层前，必须准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形态。
在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。
当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不能共用时，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。
在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。
也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底（顶）板岩石致密性等情况。
石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。
区域突出危险性预测
有 危 险
工 作 面 预 测
突 出 危 险 工 作 面 无 突 出 危 险 工 作 面
工作 面防 突措 施
工作 面措 施效 果检 验
无 危 险
无突出煤层： 按非突出矿 井管理
执行 安全 防护 措施 后采 掘作 业
执 行 安 全 防 护 措 施 后 采 掘 作 业
矿井防突总方案
“四位一体”、“五步配套”综合防治突出
措施 矿井和煤层突出危险预测
有危险吗？ Y
区域突出危险性预测 有突出危险吗？ Y 采取消除区域突出危险 的技术措施 N
N
按非突出矿井或煤 层进行采掘作业 Y 采取安全 防护措施 进行采掘 作业
对措施进行效果检验 有效吗？ 采取防突技术措施 Y 采掘面突出危险性预测 有突出危险吗？
N
N
对措施效果进行检验 有效吗？
区域预测方法
一、区域预测方法 （一）开拓前区域预测方法 1、预测方法及预测结果应用范围 新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有 井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水 平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。 开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和 新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。
实测或者计 算残余瓦斯 压力和含量
区域措施效果 检验 突出危险区 继续进行或补充实施 区域防突措施 无突出危险区 工作面预测方法 进行区域验证
矿井防突总方案
无突出危险区
工作面 预测方法
工作面预测
突出危险工作面
工作面防突措施
无突出危险工作面
安全防护措施，并 保留足够超前距
矿井防突总方案
局部综合防突措施基本程序
Y
合理采掘部署
煤与瓦斯突出危险性预测方法
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
合理采掘部署—煤层开采顺序，巷道布置，掘、保、抽、采接替
防
治 煤 与
区域综合防 突技术措施
瓦
斯
突
出
技
术
体
系
局部综合防 突技术措施
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
2.煤与瓦斯突出的危害性
危及井下作业人员生命安全 破坏矿井正常的生产秩序 破坏井下设备和建筑物，如摧毁支架、推倒矿车、
破坏通风设施 诱发其它灾害事故，如瓦斯煤尘爆炸、瓦斯燃烧矿
井瓦斯涌出量预测 严重影响矿井经济效益
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值应 当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察确定。 经过考察确定后，可以根据批准的临界值进行区域预测。 反之，则根据表1中提供的参考临界值进行区域预测。
中国平煤神马集团瓦斯研究所
煤与瓦斯突出危险性预测方法
主讲人：陈建忠
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性 二、突出危险性预测的分类 三、区域突出危险性预测方法 四、工作面突出危险性预测方法 五、预测（校检）报告单填写与审批
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
三、区域突出危险性预测
1、区域预测方法
区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法
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。
掘进突出危险性预测表
打钻过程中，无喷孔。卡钻0.00
2.0
打钻过程中，无喷孔。卡钻现象
3#
10.02
164
0.00
2.1
打钻过程中，无喷孔。卡钻现象
钻孔布置
1#孔仰角或俯角+15°，方位角181°距离底板1.2m。
预测钻孔布置示意图：
2#孔仰角或俯角+12°方位角195°距离底板1.2m。
3#孔仰角或俯+14°，方位角164°距离底板1.2m。
矿长意见
备注
掘进工作面突出危险性预测表
第3号基点 日期：2016年12月4日
工作面名称
10123切眼巷
煤层编号
12＃
钻孔编号
钻孔深度（m）
方位角（º）
K1值（ml\g.min1\2）
最大钻屑量（kg\m）
钻孔情况说明
1#
10.2
104
0.11
2.1
打钻过程中，无喷孔。卡钻现象
2#
10.6
90
0.07
预测预报人
瓦检员签字
突出危险性结论
总工程师意见
矿长意见
备注
掘进工作面突出危险性预测表
第1号基点 日期：2016年 12 月 6 日
工作面名称
10123下切眼
煤层编号
12＃
钻孔编号
钻孔深度（m）
方位角（º）
K1值（ml\g.min1\2）
最大钻屑量（kg\m）
钻孔情况说明
1#
10
244
0.02
2.1
打钻过程中，无喷孔。卡钻现象
2#
9.8
264
0.00
2.1
打钻过程中，无喷孔。卡钻现象
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。
防突指标各种临界值
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） 0.5 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
以下选自《防治煤与瓦斯突出细则》（19950501）
煤层突出危险性 突出危险
一、区域突出危险性预测
预测煤层突出危险性单项临界指标值
煤的破坏类型
瓦斯放散初速度 △P（mmHg）
Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ
10
用综合指标D和K预测煤层区域突出危险性的临界值
煤层突出危险性综合指标D 0.25
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。
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WTC的使用（突出危险性预测）
1、测试前的准备工作按说明书要求将仪器充足电、并试操作一遍，确认无问题后，才准带仪器下井工作；到达现场后，仪器放置要平稳，人员分工明确。
2、具体操作如下
①接通电源，预热约10 分钟，并将仪器调零；
②向仪器内输入本矿k1 值和Smax （钻屑量）的临界指标数据，或按《防治煤与瓦斯突出规定》的规定输入其上下限临界值；
③在煤层内选择好钻孔位置，用电煤钻打眼，钻孔孔径42 毫米，打钻速度控制在1 米／分左右。
按要求每钻进一定深度测定k1 值和钻粉量；
④测定时，用1 ～3 毫米的筛子筛取煤样，将筛好的煤样倒入煤样罐，盖好罐盖，打开盖上排气开关，同时记录时间。
1 ～2 分钟后，扭紧排气开关，同时按下采样键，仪器即进入自动测量阶段；
⑤5 分钟后，输入取样时间数据，按监控键，再输入钻孔长度数据，再按监控键，则仪器计算并显示k1 值。
然后倒掉煤样，再进行下一个煤样的测定；
⑥全部煤样的k1 值测完后，按预报键，输入Smax 值，再按监控键，仪器将自动显示突出危险性等级；
⑦井下全部煤样（不超过25 个煤样）测完后，按仪器说明书规定的方法关机；
⑧仪器带上井后，在断电的情况下，将微型打印机和 WTC仪器联接好，接通电源，按仪器上的打印键，打印机将自动打印出全部测试数据和预测结果。
3、操作时注意事项有
①应严格按说明书进行操作。
不能随意动WTC仪器的满度电位器，不能随意打开主机盖；
②仪器长期不用时（10 天以上），必须每10 天充一次电；
③必须对每次测定结果作系统整理、分析，并将测定结果及时送交领导审阅。
应注意观察突出前征兆及地质构造区煤层的地质变化情况，并做好记录加以素描；
④操作人员在井下工作时应携带自救器，做好自主保安。
4、测定瓦斯涌出初速度时的注意事项如下
（1）应根据煤体结构确定钻孔具体位置，并严格按设计方位布置钻孔，做到钻进速度均匀，按测定要求排出煤屑；
（2）测定时，应每施工1 米测定一次数据。
从开钻起，每取出1 米段的钻屑量后，立即拔出钻杆，插入封孔器，要求在2 分钟内读取该米段的瓦斯涌出初速度；
（3）测定时，记时与读数必须准确。
当瓦斯涌出初速度较慢时，测定时间一般为3 ～5 分钟；若瓦斯涌出初速度较快时，其测定时间不应小于10 分钟；
（4）收集钻屑量的同时，将温度计放入煤屑内测定该米段的煤屑温度；
5、具体操作时还应注意以下问题
①测定钻屑量时，应做到每米段推、拉钻杆的次数基本相同，以减小测试误差；
②施工中，随时观测煤壁动态，发现异常情况（如突出、瓦斯超限）时，应立即停止作业，撤出人员并向矿调度室汇报；
③作业地点应挂一台便携式瓦斯检测报警仪，只有瓦斯浓度符合有关规定时，才能工作。
8．在任何防突措施实施前，防突工必须掌握防突措施的要求，熟悉施工作业规程，掌握施工区域的通风系统和避灾路线。
9．防突工应经常下井检查施工区域压风自救装置，使其能正常工作，并检查现场防突措施的执行进度，发现异常情况及时向有关领导汇报。
10．由于地质条件或其他原因不能执行所规定的防突措施时，必须立即停止作业，及时向领导汇报。
11．采用远距离放炮时，远距离放炮地点应设在进风侧反向风门之外的避难所内，距工作面的距离不得小于300 米；放炮时，必须停电撤人，设置警戒；放炮员操纵放炮的地点，应配备急救袋或自救器；放炮30 分钟后，方可进入工作面检查。