煤与瓦斯突出危险性

煤与瓦斯突出危险性（精选11篇）

煤与瓦斯突出危险性 第1篇

目前, 我国大多数突出矿井的预测预报敏感指标和临界值均没有根据矿区自身煤层赋存条件的实际情况进行考察确定, 通常照搬《防治煤与瓦斯突出规定》规定的临界值套用, 降低了工作面突出危险性预测预报的准确性。

峰峰集团有限公司羊渠河矿1997年在8228运料巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出, 突出煤量17.5t, 突出瓦斯516 m3, 标高为-354 m;1999年在8230工作面掘进运煤石门时发生煤与瓦斯突出, 突出煤量86.4 t, 突出瓦斯2 936 m3, 标高为-401 m。经相关部门鉴定为突出矿井, 2#煤层为突出煤层, 煤层原始瓦斯压力1.37 MPa, 煤层原始瓦斯含量12.83m3/t。

基于峰峰集团有限公司羊渠河矿2#煤的突出特点, 通过长时间的现场实地考察及突出资料的归纳分析, 采用“三率”法与灰色关联分析法合理确定突出危险性敏感指标, 2种方法联合确定的敏感指标可有效提高煤与瓦斯突出预测的准确率。

1 突出敏感指标研究概况

目前, 煤与瓦斯突出敏感指标研究所涉及的内容可概况为以下几个方面[1,2,3,4,5,6,7,8]。

(1) 对突出敏感指标的理解主要分为2种观点:一种观点认为敏感指标是指能够显著判别采掘工作面突出危险与非突出危险的预测预报指标;另一种观点则认为能够较为准确地预测突出危险性, 可有效指导防突, 采取最经济防突措施的预测预报指标是敏感指标。前一种观点从数学角度给出了描述, 后一种则从优化角度给出了相应定义。

(2) 敏感指标从单一指标向综合指标发展。根据北票、焦作、徐州、鱼田堡等矿区对突出预测指标的分析, 用单项指标预测工作面突出危险性, 对于不同矿井其预测准确程度不同, 有的误差较大, 使得根据所测的单项指标判断, 本来不需要采取防突技术措施的区段也成了需要采取措施的区段, 增加了防突工作量, 没有发挥出预测作用。为了提高突出预测的准确性, 在单项预测的基础上, 我国不少矿区发展成为多项指标复合法来预测突出危险性。

(3) 敏感性确定的研究。定量衡量指标的敏感性, 直接决定于指标的选取, 因而, 在这方面提出了较多的衡量方法和定量标准, 如权数分配, 即对各指标的排序研究, 分析各指标的权数, 权大者则为敏感;判断准确率和误报率, 根据哪一个指标对判断准确贡献的大小来衡量该指标的敏感性。

2 突出敏感指标存在的主要问题

虽然国内外专家学者对煤与瓦斯突出敏感指标进行了深入的研究工作, 取得了一定进展, 但敏感指标的确定方法仍然存在问题[1,2,3,4,5,6,7,8]。

(1) 目前煤与瓦斯突出机理仍不明确, 多是基于确定突出敏感指标采用的统计分析方法, 从而实现对突出危险性进行预测预报。因此, 获得实测样本数据的多少、资料信息的可靠性与准确性成为确定煤与瓦斯突出敏感指标预测的关键所在。然而, 井下煤层赋存环境复杂多变, 影响突出灾害的因素很多, 由于资料信息局限性, 不但使针对现场条件下的敏感指标的确定具有一定偶然性, 更使突出危险性预测的准确性降低。

(2) 在划分煤与瓦斯突出危险性方面对敏感指标缺乏统一的标准与认识。例如, 在钻进过程中, 出现卡钻、瓦斯喷孔、塌孔与钻孔瓦斯涌出初速度异常等动力现象, 针对现场具体条件的不同, 有的认为存在一定的危险性, 有的却认为不存在危险, 但在实际的采掘过程中却发生了煤与瓦斯突出现象。由于对瓦斯突出危险性敏感指标认识程度的不同, 对瓦斯突出危险性的划分存在一定的模糊性。

(3) 应用单项敏感指标临界值进行突出危险性判定时, 通常会出现评价结果相互矛盾的现象。由于某些单项敏感指标的确定通常使用最大值法, 没有充分考虑样品之间的相互联系以及对评价结果贡献的大小, 导致许多可用信息的丢失, 使得敏感指标的临界值存在模糊性, 评价指标的敏感性降低, 进而导致突出危险性的预测准确率降低。

3 突出敏感指标分析方法

3.1“三率”分析法

“三率”法是对现场煤与瓦斯突出的监测数据进行深入分析, 根据预测突出率、预测突出准确率以及预测不突出准确率来确定突出敏感指标。以“三率”法来确定突出敏感指标的具体过程为:

(1) 预测突出率。

式中, η1为预测煤与瓦斯突出率, 意味着预测有突出危险区域占总预测区域的比值。若在预测突出准确率较为可靠的前提下, η1值越小, 所需采取的防突工程量越小, 投入成本越少, 进度越快;反之亦然。nt为预测有突出危险次数;N为预测总次数。

(2) 预测突出准确率。

式中, η2为预测突出准确率;nk为预测存在突出危险次数中, 真正有突出危险的次数。但在试验研究中发现, 由矿山安全生产中的相关规定可知, 以实际发生的瓦斯动力灾害来评价指标的敏感性是不允许的, 也是不现实的。为此, 专家学者们提出了以下方法来判定突出危险性: (1) 实际监测到的瓦斯突出现象; (2) 监测的指标超标较大, 预报有危险, 但采取防突措施后, 指标恢复正常且未发生突出; (3) 出现了动力现象, 如瓦斯喷孔、片帮、夹钻、顶板垮落、塌孔、顶钻等现象。

(3) 预测不突出准确率。

式中, η3为预测不突出准确率, 预测不突出准确率本应该达到100%, 但一般达到95%及以上即可;nB为预测没有突出危险的次数;nA为预测没有突出危险次数中真正无突出危险的次数。

3.2 灰色关联分析方法

由于“三率”法确定的突出敏感指标有所欠缺, 主要以经验为主, 受人为主观影响较大, 缺乏定量的评价体系。为此, 本文联合灰色关联分析方法对敏感指标进行详细分析。

灰色关联分析方法的关键是能够选准反映系统行为特征的数据序列, 即寻找可有效反映该系统行为的映射量, 从而用映射量来分析系统的行为规律。根据确定的指标构建系统映射量的数学模型为:

式中, Xj (i) 分别为同一次实测的预测指标, i为测定数据序号 (i=1, 2, …, n) , j为指标序号 (j=1, 2, …, m) 。

突出危险可认为既含有已知的内部特性, 又含有未知和非确知内部特性的灰色信息系统, 关联分析参考数列X0 (i) 为系统映射量E (i) , 则灰色关联函数ri的数学计算模型为:

式中, ξj (i) 为Xj对X0在i时刻的关联系数;K为分辨系数, 一般K可取为0.5;m为可比较数列的个数, 即突出危险性预测指标的个数;n为分析数据组的个数。

4 突出敏感指标分析实例

煤与瓦斯突出现象是煤体应力、瓦斯赋存情况和煤岩体物理力学性质等因素共同作用下发生的物理力学过程。目前, 国内外普遍应用的预测煤与瓦斯突出危险指标主要有钻屑瓦斯解吸指标Δh2、钻孔瓦斯涌出初速度q及钻屑量Smax等。矿井通过以上指标在井下长期预测的准确率确定最终选取指标。在羊渠河矿长期的现场应用中, 选用了钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻屑量Smax作为评价突出危险性的主要预测指标。为了揭示哪个指标对煤与瓦斯突出更为敏感可靠, 本文以8252运料巷掘进工作面为例, 采用“三率”法与灰色关联法进行敏感指标分析 (图1、图2) 。

通过对8252运料巷掘进面突出监测及防治过程的长期追踪观察, 计算结果见表1。从表1可知, 预测指标Δh2和Smax突出率分别为59.8%与14.5%, 预测突出准确率分别为78.6%与100%;预测突出率Smax比Δh2低, 但Smax的预测突出准确率比Δh2高, 达到100%;然而Smax预测不突出准确率仅为47.0%, Δh2预测不突出准确率高达100%。

将8252运料巷掘进工作面117组突出预测指标代入上述灰色关联构建系统映射量的数学模型和灰色关联函数ri的数学计算模型的计算公式进行计算, 从而确定关联度。其中, K为分辨系数, 取K=0.5;m为比较数列个数, 即突出预测指标个数, m=2;n为分析数据组的个数, 8252运料巷掘进工作面突出预测指标分析数据组的个数, n=117;X0 (i) 为参考数列, 即建立的系统映射量。关联度计算结果见表2。

从表2可知, 钻屑瓦斯解吸指标Δh2与系统映射量关联性较强, 重于反映预测突出准确率, 定量的分析描述较为客观, 且分析的结果与“三率”法一致, 即钻屑瓦斯解吸指标Δh2比较敏感, 对预测预报指导意义更大。

5 结论

(1) 总结归纳了突出敏感指标的研究概况, 分析了目前所存在的问题, 通过对羊渠河矿现场资料的归纳分析以及长时间的追踪调研, 采用“三率”法与灰色关联法对工作面突出危险性敏感指标进行了合理分析, 结果表明:“三率”法与灰色关联法能够有效确定煤与瓦斯突出敏感指标。

(2) “三率”法简洁, 易于理解, 但存在一定缺点;灰色关联法能更符合客观实际, 弥补“三率”法的不足。2种方法联合确定的敏感指标能够提高煤与瓦斯突出预测的准确率。

参考文献

[1]曹垚林, 王明达.潘一矿煤钻屑瓦斯解吸指标Δh2值的突出敏感性及其临界值[J].辽宁工程技术大学:自然科学版, 2011, 30 (5) :685-688.

[2]华福明, 胡千庭.用钻屑量、钻屑瓦斯解吸特征预测煤与瓦斯突出时的临界值确定方法探讨[J].煤矿安全, 2002, 33 (7) :21-23.

[3]李焕志.抚顺煤矿煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值的探讨[J].煤矿安全, 1988, 19 (8) :25-30.

[4]孙东玲.突出敏感指标及临界值确定方法的探讨与尝试[J].矿业安全与环保, 1996, 35 (4) :3-9.

[5]许石青, 吴华帮.煤与瓦斯突出预测方法研究现状与进展[J].矿业快报, 2008 (5) :21-24.

[6]胡千庭.对钻屑瓦斯解吸指标预测突出敏感性的探讨[J].煤矿安全, 1997, 28 (10) :40-42.

[7]刘玉芳, 宋金星, 王升荣.基于Super Map的双柳矿煤与瓦斯突出危险性综合评价[J].煤矿安全, 2012, 43 (3) :180-182.

煤与瓦斯突出事故演练总结 第2篇

体体

系系

为为

纲纲

闭闭

环环

管管

理理

计计

划划

控控

制制

市市

场场

运运

作作

2014年6月5日

林华煤矿突出事故应急救援演练总结

为贯彻落实国家、省、市、集团公司关于“安全生产月”活动的要求，以“强化红线意识、促进安全发展”为主题，切实做好生产安全事故应急救援预案的演练工作，加强对煤矿重特大事故的应急处理，保证重特大事故发生后，能够迅速有效地做好应急处置和抢险救援工作，最大限度的减少事故造成的人员伤亡、财产损失和社会影响。经公司委员会研究决定并经集团公司同意，于6月5日上午举办煤矿煤与瓦斯突出事故应急演练。此次演练得到了县委、集团公司等部门的高度重视，各部门能够及时响应，准备充分，较为圆满的完成了本次演练工作。

本次演练共有200多人参加了演练。公司调度室、通防部、机运部、办公室、工会等相关部门参加了演习。演练用时5小时28分。

一、煤与瓦斯突出事故发生地点及突出事故原因 地点：二采区20912回风巷掘进工作面

原因：在综掘机掘进过程中发现有突出预兆，待撤出人员后发生了煤与瓦斯突出事故

二、事故经过

2014年6月5日9：01分，二采区20912回风巷综掘机掘进时发现有突出预兆，于是掘进工作面跟班区长李发炎立即将此情况汇报到公司调度室。调度员接到汇报后，立即通知李发炎将该工作面所有人员撤出到安全地点，紧接着调度员将情况汇报公司值班领导、公司总经理等相关领导。接到汇报后总经理马上赶到调度室询问井下情况，在10时01分监控员发现瓦斯监控数据突然升高，总经理立即下达命令成立应急指挥部，通知救护队进行救援，对事故进行处理。

10时03分，副总指挥下达命令，要求救护队立即出动2个小队到副立井待命，准备救援”。

10时35分，建立井下临时基地待机小队原地待机，由副中队长杨飞带领6名队员到灾区进行侦查。

11时05分，救护队副中队长汇报灾区情况。

11时06分，副总指挥下令，立即按照瓦斯排放措施进行排放瓦斯。

15时08分，救护小组经过四个小时的排放瓦斯，瓦斯等有害气体浓度降低至正常范围内。

15时31分，总指挥作演练讲评并宣布演练结束。

三、效果评价

1、人员到位基本准确、迅速，职责基本明确。

2、各部门认真履行职责，相互配合，相互协调，并按照救援演习指挥部下达的指令进行认真运作，增强了矿井抗灾、救灾能力。

3、通过本次演练，使全矿干部职工对煤矿应急救援工作有了新的认识，进一步明确了事故应急救援工作的重要性，提高了应急救援队伍的救护技能，增强了全公司职工自救互救的意识。

四、存在问题

1、队员与队员之间的配合不够默契。

2、小队长指挥救援时不够沉着、冷静。

3、应急小队与小队之间缺少配合的熟练性。

4、演练人员对演练过程不熟悉。

五、针对存在的问题制定整改措施：

1、加强队员与队员之间的配合训练。

2、加强小队长思想政治工作提高意识，使小队长深感责任的重大，积极主动的接受军事化管理，全心地投入到工作中来。

3、加强小队与小队之间的团结协作能力，积极主动地完成各项工作任务。

4、加强演练人员的学习培训，熟悉演练的每一个环节。

2014年6月5日

煤矿煤与瓦斯突出防治技术分析 第3篇

关键词：煤与瓦斯突出；基本规律；防治技术

根据相关部门公布的近年来的统计资料显示，在我国采煤工作面事故当中，煤与瓦斯突出占到了总事故的15.7%左右，这是造成煤炭企业人员和财产损失的重要灾害性因素之一。尤其是近些年，从有关报道中可以看出，在煤矿井下作业中，采煤工作面煤与瓦斯突出的情况并没有得到有效的遏制，不但在未采取保护措施的煤层出现突出现象，而且在保护层采煤工作面也发生突出，煤与瓦斯突出已经阻碍了当前煤炭行业的稳定生产。因此，针对煤与瓦斯突出的现象进行分析，并提出对应的防治技术措施，对保证煤矿生产安全极为重要。

一、煤与瓦斯突出的主要危害

煤与瓦斯突出是煤炭采掘作业过程中比较容易发生的危害之一，是在煤炭开采过程中发生的一种由煤、岩石和瓦斯（部分包含二氧化碳）等成分组成的一种瓦斯动力现象。一旦出现煤与瓦斯突出，在几秒或者几十秒的时间内，大量的煤、岩石和瓦斯就会从岩体中喷出，并伴随有剧烈的声响和猛烈的动力效应，对周围的作业人员和设备造成严重损害。煤与瓦斯突出的主要危害包括：（1）突出的煤流会阻塞巷道，并破坏煤炭采掘设施、通风系统等；（2）突出的煤流会直接造成人员伤亡，且高浓度的瓦斯会使人窒息；（3）一旦遇到火源，将导致瓦斯燃烧或者爆炸；（4）影响煤矿企业的正常采掘作业和生产，严重制约了煤矿生产效率的提高，导致煤炭成本增加，煤矿企业经济效益下降。

二、煤与瓦斯突出的基本规律

（1）煤与瓦斯突出和地质构造间的关系：通常在地质构造带的内部发生突出概率会较大；（2）煤与瓦斯突出和瓦斯含量

及压力间的关系：影响煤与瓦斯突出的重要因素是煤层间瓦斯的含量与压力，且瓦斯含量和压力造成的危害大小呈正比。虽然还有其他因素对煤与瓦斯突出产生综合性的影响，但煤层间瓦斯含量和压力是主要因素；（3）煤与瓦斯突出和地压间的关

系：当地压越大时，突出产生危害性也越大，两者呈正比关系；（4）煤与瓦斯突出和围岩性质间的关系：当煤层底板的致密度或者厚度增加时，突出产生的集中应力也变大，瓦斯不容易排放，一旦发生突出将造成更大的危害，因此突出的危害与煤层底板岩层致密度和厚度呈正比关系；（5）煤与瓦斯突出和水文

地质间的关系：相关研究表明，煤矿井中水的涌出量将随着湿度的改变而变化，地下水的流动可溶解其中的矿物质，为瓦斯流动创造了条件，会使煤与瓦斯突出造成的危害程度下降。

三、煤与瓦斯突出防治技术

（一）对工作面煤层进行注水处理。一方面，在工作面实施采掘作业时，可以先沿着工作面布置单排垂向孔，孔深距离顶部大于10m，孔间距以3-5m为宜，然后由液压泵液压系统提供水源，开展浅孔中压注水作业，保持水压在5-8MPa左右。但是要注意，一般情况下注水孔不要超过2个孔，且操作过程中要打一孔注一孔，在前一个注水孔注水作业完成之后再打另外一个孔。另一方面，在采掘工作面通过地质构造带的过程中，在地质构造带段及周围10m区域范围内要适当的加密注水孔，保证两相邻注水孔间距小于2m。相邻的循环注水孔必须相向布置，且注水孔尽量布置在煤壁稳固的位置，以保证注水效果不会因为煤壁的松动而受到影响。

（二）其他防治技术措施。（1）在布置巷道以及开采方式选择过程中要为采掘作业留下足够的空间和时间，便于综合防突措施的实施。煤层巷道应该尽量布置在没有突出的煤层或者突出煤层保护区域内；对于保护煤层要连续开采，且不设置煤柱；对于地质结构较为复杂的矿井，应该根据地质构造合理划分盘区，各个盘区自成一个独立的开采系统，这样便于控制煤与瓦斯突出灾害的蔓延。（2）由于卸除煤层区域或者采煤工作面前方煤体存在应力，容易出现煤与瓦斯突出的问题，因此应该采取煤体泄压措施，将集中应力区域推移至原来工作面的位置。当发现煤层区域或者采掘面前方煤体中存在瓦斯时，应该采取措施降低瓦斯含量，降低瓦斯的压力梯度，减少发生煤与瓦斯突出的概率。（3）适当增加工作面附近煤体的承载能力，提高整个煤体的稳定性，在具体的操作中可以使用技术骨架、超前支护或者注浆等方式对煤体进行加固。（4）优化煤炭采掘工艺措施，让工作面前方煤体的集中应力以及瓦斯的压力梯度变化更加平缓，这样就便于工作面自身的卸压和瓦斯排放，从而可以减小或者消除煤与瓦斯突出造成的危害。

参考文献：

煤与瓦斯突出危险性 第4篇

关键词：煤与瓦斯突出,危险性评价,单项指标法,瓦斯参数

煤与瓦斯突出是我国煤矿瓦斯灾害中最严重的灾害类型之一, 甚至还会导致瓦斯爆炸等二次事故的发生, 造成灾害进一步扩大, 为了矿井的安全生产, 对煤与瓦斯突出的预防和控制有着现实迫切性[1,2]的要求。因此, 研究矿井煤层瓦斯的赋存规律, 得出较准确预测矿井瓦斯突出危险区域, 对其进行科学、合理的煤与瓦斯突出危险性评价, 在确保煤矿安全生产和预测以及防治煤与瓦斯突出方面, 起着提高矿井的社会效益和经济效益的重要作用[3]。现以卡布其平沟煤矿为例, 为了避免出现瓦斯治理工作的盲目性的情况, 现通过测定相关参数以及运用单项指标法评价的方法, 以达到清楚了解15、16-1、16-2号煤层是否具有煤与瓦斯突出危险性, 并对可能突出区域进行预测和划分, 以便于在矿井的开拓、开采方式、采区部署、瓦斯的综合治理和综合利用等方面进行指导, 从而实现矿井有效和可靠的瓦斯治理工作, 来保证矿井安全生产。

1 工程概况

平沟煤矿位于内蒙古乌海市海勃湾区卡布其镇, 其生产能力为1.8Mt/a, 属于井工开采, 采用综合机械化采煤方法。所采的15号煤层平均厚度为3.2m, 煤层倾角为9°~10°;16-1号煤层平均厚度为1.2m, 煤层倾角为9°~10°;16-2号煤层平均厚度为2.08m, 煤层倾角为9°~10°。15号煤层与16-1号煤层层间距为1.5m, 16-1号煤层与16-2号煤层的层间距为0.5m。《防治煤与瓦斯突出规定》的相关规定显示需对平沟煤矿煤层进行煤与瓦斯突出危险性评价分析。平沟煤矿往年180万吨矿井瓦斯等级鉴定报告表明, 平沟煤矿为高瓦斯矿井。矿井总进风为5100.0m3/min, 绝对瓦斯涌出量为43.518m3/min, 相对瓦斯涌出量为11.47m3/t。虽开采至今还未出现过煤与瓦斯突出, 但从已掘区域的钻孔施工来看, 局部地点出现了喷孔或夹钻等动力现象, 为了安全起见, 需对平沟煤矿15、16-1、16-2号煤层进行煤与瓦斯突出危险性评价分析。

2 煤层瓦斯突出参数测定

2.1 煤层瓦斯压力

采用注浆封孔来测定瓦斯压力, 是被动式测压方法, 使用的主要材料包括425标号水泥、15mm直径作测压管的白铁管、注浆管、管接头、压力表以及注浆泵 (注浆压力大于2.4MPa) 。测压钻孔的直径从开孔直至终孔均为75mm, 同时还都属于穿层孔。在现场详细记录施工过程中煤岩的情况以及是否出现喷孔、卡钻。

封孔质量的好坏是严重影响测定的钻孔煤层瓦斯参数准确性, 因此, 采用注浆泵注浆封孔来提高封孔质量。测压管经由直径为15mm的铁管连接而成, 在前面第一根铁管为筛孔管, 测压管安装在钻孔中预定的封孔深度, 在孔口固定测管使用玛丽散封堵, 然后安装好注浆管。在按一定比例配制水泥浆之后, 用注浆泵直接连续一次性地将这些水泥浆注入钻孔内的预定深度, 为了防止固化后的水泥浆因收缩而产生一些裂隙, 因此, 水泥浆在凝固后还要在其中加入与封孔深度相关的一定比例的膨胀剂。本次将按照避开煤层采动影响范围的规定, 严格控制测压钻孔注浆的封孔长度。

在成功安装压力表后, 要每天注意煤层的瓦斯压力的变化情况, 直至瓦斯压力持续稳定为止, 这时压力表要被卸除, 至于有积水的钻孔, 则使用相关规定[4]的标准对水压进行修正。15、16-1、16-2号煤层测压钻孔参数和测定瓦斯压力 (相对压力) 的结果如表1所示:

2.2 煤样的瓦斯参数

为了运用单项指标进行煤与瓦斯突出进行评价, 需在实验室下测定煤样瓦斯参数———瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数。前者反映了煤体解析释放瓦斯速度的快慢程度, 还在一定程度上体现了煤的孔隙大小、微观结构和孔隙表面吸附瓦斯的性质;瓦斯放散初速度随着构造煤破坏类型增多而加快, 煤层突出的可能性则又随着瓦斯放散初速度的加快而变大。后者则反映了煤的软硬程度, 如果煤体越硬, 承压能力就越强, 那突出就越难发生;反之, 就越容易发生。为了掌握煤的坚固性系数, 本次采用了落锤破碎法来测定它的值。煤样瓦斯参数测定结果如表2所示。

2.3 煤的破坏类型

通常情况下, 辨别煤的破坏类型主要是通过对井下煤的赋存情况和煤体受力的破坏情况的现场考察得出的, 具体来说就是要研究对煤在光泽、节理、断口、构造、手试强度等上的特征, 进而按照《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的相关内容对其破坏类型进行划分。就此, 可分辨出平沟煤矿15、16-1和16-2号煤层大部分煤的破坏类型如表3所示。

3 煤层突出危险性评价指标和结果分析

3.1 煤层突出危险性评价指标

在使用煤层突出危险性指标鉴定突出煤层时, 按照《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的相关描述, 要把实际测定的煤层瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度作为评价的指标。假如该煤层的全部指标均超过表4所示临界值的, 则为突出煤层;又或者在打钻时曾发生喷孔、顶钻等一些突出预兆时, 则为突出煤层;如果煤层突出危险性指标未全部超过其临界值的, 则该煤层突出危险性应由鉴定机构根据实际情况来确定;不过, 在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时, 则一般将其当作突出煤层。

对于现场钻孔施工方面, 通过与平沟煤矿相关人员的详细访谈, 了解到在15号煤层曾发生过喷孔及顶钻, 根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的要求可知15号煤层为突出煤层;而16-1和16-2号煤层在开拓开采与采掘的过程中从未出现任何的突出预兆, 情况比较不明确, 因此, 必需测定16-1和16-2号煤层实际的煤与瓦斯突出参数, 并对它们进行分析和判断, 进而再得出16-1和16}号煤层的是否为突出煤层的结论。

3.2 煤层突出危险性测定结果

通过实验室参数测定和现场参数确定, 表5分别给出了15、16-1、16-2号煤层破坏程度最高的煤层破坏类型、煤的最小坚固性系数、最大瓦斯放散初速度和最大瓦斯压力值等各项指标具体数值。

3.3 评价结果分析

在平沟煤矿15、16-1和16-2号煤层煤与瓦斯突出煤层突出危险性评价工作中, 均按要求完成各项施工。通过对煤体破坏类型的现场勘察、实验室参数测定以及对井下煤层瓦斯压力准确实时监测, 根据各项标准的具体要求, 完成了平沟煤矿15、16-1和16-2号煤层的突出危险性的评价。经过对相关资料详细整理和合理应用以及对15、16-1和16-2号煤层瓦斯突出参数的测定结果科学分析, 得出以下结论:

平沟煤矿15号煤层曾在施工测压钻孔过程中, 喷孔、顶钻突出预兆出现, 很显然, 15号煤层为突出煤层;16-1、16-2号煤层则因4项指标均超过其相应的临界值, 满足突出煤层的条件, 故判定平沟煤矿16-1、16-2号煤层具有突出危险性。

4 结语

(1) 通过对平沟煤矿现场观测和实验室参数测定与分析, 对矿井的15、16-1、16-2号煤层运用单项指标法进行了煤与瓦斯突出危险性评价, 得出平沟煤矿的15、16-1、16-2煤层均为突出煤层结果, 该结果可靠有效, 对该矿采取瓦斯防治措施以及安全管理工作起到了指导性的作用。

(2) 平沟煤矿必须将瓦斯防治放在煤矿工作中的首要位置, 采取区域防突技术措施和局部防突技术措施, 在煤巷掘进工作面采取区域和局部综合防突措施应超前卸压, 还应加强石门揭煤的防突措施, 采用预抽煤层瓦斯方法抽采回采工作面瓦斯, 准确了解井下实测钻孔有效排放半径, 加强地质工作, 尤其是在构造多变的区域在“四位一体”方面更应增强综合防突措施。

(3) 平沟煤矿应当及时采取相关安全措施。需依照《防治煤与瓦斯突出规定》的条件, 确保在井下要有构筑反向风门、避难硐室等必要的安全防护措施和安装压风自救装置等;还必须在突出煤层采掘工作面放炮, 但需注意采用远距离放炮安全防护措施。

(4) 平沟煤矿需加强地质工作, 了解地质构造条件变化情况。尤其是在采掘作业接近断层等复杂地质构造区时, 必须加大防突措施执行力度。

参考文献

[1]中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.瓦斯灾害防治技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[2]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[3]聂百胜, 等.煤与瓦斯突出预测技术研究现状及发展趋势[J].中国安全科学学报, 2003, 13 (06) :40-43.

煤与瓦斯突出鉴定工作总结 第5篇

在部室领导的指挥和沈阳煤科院的共同努力下，以及公司领导的全面支持、关心下，本着一切为大黄山煤矿安全、高产的宗旨，从安全管理利益最大化，通过扎扎实实的努力，圆满地完成了煤层瓦斯突出鉴定工作。回顾这个月的工作，在取得成绩的同时，我们也找到了工作中的不足和问题，主要反映于取样及瓦斯含量的测定工作。我们将继续努力，力争各项工作更上一个新台阶，扬长避短，现总结如下：

一、主要做的几项工作

1、大黄山豫新煤业有限责任公司大黄山煤层瓦斯基本参数测定及其突出危险性鉴定实施方案的修改及材料的使用情况作汇总

2、各个点钻孔情况（附图）

①+772中大顶板巷钻孔条数为4条，进尺为200米； ②+735中大顶板巷钻孔条数为5条，进尺为200米； ③+733巷八尺钻孔条数为5条，进尺为250米。④+708巷钻孔条数为3条，进尺为150米。⑤+690巷钻孔条数为3条，进尺为150米。⑥+733中大钻孔条数为3条，进尺为150米； ⑦+600钻孔条数为2条，进尺为100米；

3、现场提取煤样，对煤样进行现场解吸，并在2个小时内拿到研究所进行常压解吸与粉碎解吸（做瓦斯含量）。

4、具体的实施步骤，钻孔的封孔工艺，在整个钻孔封孔的施工中通风部人员现场指导与监督，保证了封孔的完好性。

5、在钻孔周边取煤样，一般尽量取软分层，拿到地面研究所做煤层坚固性系数及瓦斯放散初速度工作。

6、每日对已经施工好的钻孔进行压力观测，压力最高的为+600八尺穿层孔压力3Mpa左右，压力最低的为+733中大综采面0.05Mpa，并做好原始记录，7、对整个工程进行资料收集与整理并进行汇总。

二、工作主要表现

1、取样做瓦斯含量方面

本着对工作负责的态度，不怕吃苦，任劳任怨，为我矿做出了贡献，取样的活大家都知道是比较累的，特别是晚上，调度室通知是随叫随到哪怕是凌晨4点钟，开始我们都不太愿意，但是工作的需要，我们不得不去，这样边干边摸索，以后尽量把取样工作安排在早班，想把工作做好，没有克服不了的困难，在陈部长的带领下，现在通风部每个人对取样工作基本了解，而且大家还比较支持工作。

2、煤层瓦斯压力观测期间

为了实时掌握压力变化情况，在压力观测期间一直没有间歇过，这些成绩与通风部每个成员都分不开，付出了辛苦的汗水，有时一个班次对压力值进行2次观测，其路程能达到10多公里。

3、原始资料的收集与整理

为煤矿安全生产奠定坚实基础。在每日对各个孔的压力观测后，及时把数据汇总制表，收集工作有序进行。

三、存在的问题

1、无论从业务能力，还是从思想上都存在许多的不足。在这些方面我都得到了公司领导、部门领导的正确引导。

2、在专业学习上远远不足，要想做精做好必须得深入实践中去，体会各个工作动态。在技术上还有待提高学习

3、在工作中与领导交流沟通不够，有时候只知道埋头拉车。

四、今后工作的思路

1、工作中要学会开动脑筋，主动思考，充分发挥参谋作用，积极为领导出谋划策，探索工作的方法和思路。

2、积极与领导进行交流，出现工作上和思想上的问题及时汇报，也希望领导能够及时对我工作的不足进行批评指正，使我的工作能够更加完善。

3、牢记两个务必，与时俱进，开拓创新，在现有工作的基础上更上一个台阶。

以上是瓦斯参数测定工作总结。“纸上写来终觉浅，绝知此事要躬行”今后的工作还是会更加的困难，越来越大的安全问题，有时候会给我们带来极大的压力，但是化压力为动力，这才是我们一直以来不断的进步的最根本。在不断的进步中，我们得到了很大的发展，在进步中我们也有阵痛，但是这些都是暂时的，长远的发展才是我们一直想要的结果！相信在今后的工作中我们会做的更好！

通风部

煤与瓦斯突出危险性 第6篇

摘要：石板沟煤矿属煤与瓦斯突出矿井，掘进工作面在过断层防突管理方面积累了有效的方法和经验。

关键词：煤与瓦斯突出 断层 掘进 措施

中图分类号：TD823 文献标识码：B

文章编号：1673-1069（2009）01-0000-00

0 引言

长治市石板沟煤矿，属煤与瓦斯突出矿井，井田内地质构造简单，总体为一走向NE35～45°、倾向NW的单斜构造。井田倾斜中上部，存在一走向NE55°、落差13m的F1正断层，贯穿井田。以F1正断层为界，煤层瓦斯灾害存在较大差异：F1以东浅部煤层，瓦斯灾害较轻；以西深部煤层，瓦斯灾害严重。目前，3条煤层下山已从矿井浅部开采区域向下，顺煤层下山掘进800m左右，穿过F1断层及其次生断层。

1 过断层前的管理措施

1.1 生产中，对于地质部门在防突预测图上标注的断层或日常下达的地质预报出现的断层，通风队队长、防突队队长、技术科长审签后，交给防突班；防突班副班长以上人员必须签字，并贯彻到防突员，根据断层情况制定过断层安全技术措施。过断层安全技术措施必须发放到各相关施工单位，并严格执行。

1.2 在断层预计揭露位置前20m，必须执行边探边掘措施，并根据提供的断层产状，探测断层是否存在和初步判断断层实际落差；将防突钻孔资料交地质科分析，以准确判断断层的落差。

1.3 掘进工作面施工过程中，如突然出现断层或煤层异常变化（突然变厚、变薄），防突员和瓦斯检查工必须立即向矿通风调度汇报；通风队防突地质人员必须及时深入井下调查，判断断层情况。若构造复杂，及时向通风副总和调度室汇报，由调度室安排矿地质科人员下井调查，确定断层产状。

1.4 掘进工作面施工前的探孔和卸压钻孔过程中，出现的见岩等情况，防突员和瓦斯检查工必须在钻孔验收单上详细记录，说明岩石性质，并向通风调度和防突队汇报。

1.5 掘进工作面预测钻孔倾角必须严格按巷道煤层倾角要求施工。一旦钻孔出现见岩石情况，应立即向防突队和通风调度汇报；现场人员根据见岩石情况，判断是煤层顶板或底板，并及时调整钻孔倾角，尽量穿过断层，进入另一盘煤，并预测另一盘煤的瓦斯情况。

1.6 预测过程中，若钻孔内出现涌水，必须立即向防突班和通风调度汇报，并记录钻孔出水时的深度。

1.7 如预测出工作面前方有断层，必须根据钻孔探测资料，至少留5m预测钻孔，并超前（若预测孔煤孔深度小于5m，则立即停头）施工卸压钻孔。施工卸压钻孔第一班，应有地质人员跟班，确保钻孔施工到另一盘煤。如判定另一盘煤厚度小于2m，则施工一排卸压孔；若煤厚度大于2m，则施工两排卸压孔。

1.8 若工作面遇落差大于煤厚度的断层，采用风动钻机无法穿过岩层时，应立即停头，用液压钻机施工探煤钻孔，准确探清煤层层位，将钻孔资料及时交地质科分析。然后，根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般，在距离煤层法距3m前，施工防突钻孔，并采集钻孔煤样进行分析，确定煤层的突出危险性。

1.9 过断层前施工的各类钻孔，如出现顶钻、喷孔等异常现象时，应立即向通风调度汇报，通风队长要及时到现场确认。若确实为喷孔，现场则应立即停头，施工卸压钻孔。

2 过断层期间的防突管理措施

2.1 掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2m以后的煤厚：如探测煤厚度达到2m以上，必须立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。

2.2 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度，则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔，钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按1.5～2m设计，每排3～4个孔。

2.3 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化情况，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离断层面3 m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.4 断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测，若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.5 断层另一盘下降，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚，则先在本盘煤层底板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔。钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按2m设计，每排3～4个孔。

2.6 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离煤层法距3m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.7 正断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测。若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.8 施工卸压钻孔时，必须探测断层附近的煤厚：若煤层厚度大于煤层正常厚度1.5倍，必须至少增加一排卸压钻孔。

2.9 施工卸压钻孔过程中，若出现顶钻、喷孔等现象，必须在该排钻孔附近增加一定数量的卸压钻孔，直至没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值，进行△P和f值分析。

2.10 若工作面断层情况较复杂，无法准确判断，则直接施工16个20m深的钻孔，允许掘进7m进行边探边掘。若顺煤层倾角方向深度达不到15m，则应至少留5m超前距离进行边探边掘。

3 掘进工作面遇其它异常情况时的防突管理

正常掘进过程中，掘进工作面出现下列情况时，必须立即停止掘进，探测工作面前方是否有异常情况，并施工卸压钻孔。

3.1 工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；

3.2 工作面出现明显的突出预兆，如有声预兆和无声预兆等；

3.3 工作面软分层突然增厚，并达到0.5m以上。煤层破坏严重，节理发育。煤层呈土糜状、鳞片状，工作面片帮、掉顶严重；

3.4 掘进工作面施工过程中，非局部通风、瓦斯探头等原因造成的工作面或回风流瓦斯浓度达到0.6%以上。

4 结束语

掘进工作面防突，必须建立包括突出危险性预测、突出防治措施、防突措施效果检验、安全防护措施等“四位一体”的综合措施体系。

煤与瓦斯突出危险性 第7篇

关键词：煤与瓦斯突出,影响因素,危险性分析,因子-系统聚类

0 引言

煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中极其复杂的一种动力现象[1]。煤与瓦斯突出发生时释放极大的能量, 能够摧毁井下的巷道支护、通风设施以及生产设备, 造成巨大的经济损失;涌出的瓦斯使工人窒息甚至引发剧烈的瓦斯爆炸事故, 严重威胁作业人员的生命安全。

1 煤与瓦斯突出现状

自平顶山十三矿建矿以来共发生过3次煤与瓦斯突出现象, 主要发生在己一和己三采区的东翼。第一次事故发生于己15-17-11091机巷切眼12m处, 该工作面处在背斜区域构造内, 瓦斯压力达到1.7MPa, 瓦斯含量15m3/t, 突出煤量196t, 瓦斯涌出量3840m3。第二次事故发生在己15-17-13031机巷830m处。该工作面在背斜区域构造范围内, 瓦斯压力达到2.3MPa, 瓦斯含量10.39 m3/t。第三次事故发生于己15-17-11111机巷低抽巷272m处, 发生突出附近有断层分布, 断层的附近应力集中, 造成瓦斯的富集。突出煤量1133t, 瓦斯涌出量308557m3[2]。

2 煤与瓦斯突出影响因素分析

2.1 地质构造

地质构造是煤与瓦斯突出的薄弱地带, 是控制突出发生的主导因素[3]。地质构造对于瓦斯赋存、煤体结构类型和构造应力等方面的影响十分明显。十三矿地质构造主要表现形式有褶皱和断层。煤系地层基本上为襄郏背斜南西翼的单斜构造, 精查地质报告共查明正断层26条, 落差大于30m的有19条, 构造作用强烈[4]。三次突出都与襄郏背斜次级构造断层有关。断层处往往是应力集中部位, 为高能瓦斯积聚创造了条件, 这些都为煤与瓦斯突出创造了条件。褶皱和逆断层的发育是平顶山十三矿瓦斯突出的主控因素。

2.2 开采深度

开采深度影响着地应力和煤层瓦斯含量、瓦斯压力。十三矿在第一次发生煤与瓦斯突出事故之前, 开采深度只要在相对较浅的上山开采, 这也是没有发生煤与瓦斯突出的重要原因。随着开采深度的增加, 地应力和煤层瓦斯含量等也随之发生变化, 在第一次发生煤与瓦斯突出的下延1111机巷及更深的己三13031机巷相继发生两次突出, 并且这两次突出规模和强度都较第一次大, 这也充分说明开采深度是影响瓦斯突出的因素之一。

2.3 煤体结构

煤的瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数是预测煤与瓦斯突出危险性的指标, 这两个指标指标反映了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度和煤颗粒本身力学强度[5]。由表1可知, 瓦斯放散初速度ΔP平均值为12.83大于其临界值10。除了12051风巷和13081风巷70m坚固性系数大于0.5, 其余均小于0.5的临界值。

2.4 瓦斯压力

地应力控制瓦斯压力场, 促进瓦斯破坏煤体。围岩中应力的增加, 决定了煤层的透气性, 造成瓦斯压力梯度增高, 对突出有利。瓦斯压力的大小是煤体含瓦斯压缩能高低的重要标志。由表1可知, 瓦斯的平均压力大于0.74的临界值。

2.5 煤层瓦斯含量

通过煤层原始瓦斯含量的数据可以计算井瓦斯储量和预测瓦斯涌出量, 是煤与瓦斯突出危险性评价的重要参数之一。

3 基于因子-系统聚类分析瓦斯危险性

3.1 因子分析法的实现

实际研究过程中, 煤与瓦斯突出影响因素多样, 这些影响因素之间存在一定的相关性, 这势必导致信息的重叠, 增加了问题的分析与研究的复杂程度。而因子分析是一种多元统计方法, 具有将各相关关系的因素变量转换成彼此不相关的综合指标的特征[7], 因此选用因子分析法进行数据的处理。

选取瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、开采方式、构造复杂程度、开采深度等煤与瓦斯的影响因素相关数据进行因子分析。见表1[6]。

实现因子分析的基本步骤如下:

(1) 对数据进行标准化处理

(2) 估计因子载荷矩阵

(3) 因子旋转。

(4) 估计因子得分。

3.2 数据结果及分析

经过KMO和Bartlett的检验, KMO值为0.689, Bartlett球形度检验的原假设为相关系数矩阵为单位阵, Sig值为0.000小于显著水平0.05, 因此拒绝原假设说明度量之间存在相关关系, 适合做因子分析。

表2表明公因子分析的变量均具有非常高的共同度, 也就是说因子能提取出变量中的大部分信息, 说明因子分析的结果是有效的。

提取方法:主成分分析

表3给出了因子贡献率的结果。在该表中共呈现3组数据, 其中包括初始特征值, 提取的主因子以及旋转过后的因子结果, 合计表示因子的特征值, 方差的%表示该因子的特征值的百分比, 累计表示累计的百分比。在提取因子的过程中, 需要选取特征值大于1的因子作为主因子, 由表3可知, 只有前两个因子的特征值大于1, 并且这两个因子的特征值分别为65.63%和29.76, 累计特征之和为95.40%, 因此将两个因子作为主因子。

旋转过后计算出的每条记录的2个因子得分作为新变量自动存储到原始数据文件中, FAC-1为第1因子得分, FAC-2为第2因子得分。

3.3 聚类分析

结合数据特点本文选取组内的数据对象具有最高的相似度, 而组间具有较大的差异性的聚类分析法对已有数据进行分析, 该方法可以再没有先验分类的情况下通过观察对数据进行分类。将新变量自动存储到原始数据文件中的FAC-1 (第1因子得分) 、FAC-2 (第2因子得分) , 进行系统聚类分析。分析数据结果见图1。

由图1, 将煤与瓦斯突出的等级分为四类, 即I级突出程度为无, II级突出程度为弱, III突出程度为中, IV级突出程度为强。见表4。

4 结论

从平顶山十三矿三次的煤与瓦斯突出的情况分析影响其突出的主要因素包括:地质构造、开采深度、煤体结构、瓦斯压力等。并通过因子-系统聚类分析的方法分析瓦斯危险性, 并将平顶山十三矿瓦斯突出类型分为四类:I级突出程度为无, II级突出程度为弱, III突出程度为中, IV级突出程度为强, 通过对比前人的分析结果, 证明该分析方法的可行性。

参考文献

[1]范天吉.煤矿瓦斯综合治理技术手册[M].吉林:吉林音像出版社, 2003.

[2]韩剑.平煤十三矿煤与瓦斯赋存规律与构造控制作用研究[D].河南理工大学, 2011.

[3]突出煤层煤巷掘进突出敏感指标及其临界值研究[R].焦作:河南理工大学, 2006.

[4]中国煤炭地质总局一二九勘探队.十三矿矿井地质报告.2010.

[5]孙鑫, 徐杨, 林柏泉.煤与瓦斯突出影响因素评价分析的模糊层次分析方法[J].中国安全科学学报, 2009, 10 (19) :145-149.

[6]郭德勇, 郑茂杰, 郭超等.煤与瓦斯突出预测可拓聚类方法及应用[J].煤炭学报, 2009, 34 (06) :783-787.

煤与瓦斯突出的预兆 第8篇

在井下采掘过程中, 煤与岩石一瞬间被从煤体中抛出, 并喷出大量瓦斯, 这种现象叫煤与瓦斯突出, 简称为“突出”。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏, 同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出, 还可能会充塞巷道, 造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤 (岩) 埋人事故。

煤与瓦斯突出前, 一般都有预兆, 突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。 (1) 有声预兆:煤层发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。声音由远到近, 由小到大, 有短暂的, 有连续的, 时间间隔长短也不一致;煤壁还会发生震动和冲击, 顶板来压, 支架发出折裂声。 (2) 无声预兆:工作面顶板压力增大, 煤壁被挤压, 片帮掉渣, 顶板下沿或底板鼓起;煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软;瓦斯忽大忽小, 煤壁发凉, 打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。

井下工作人员发现上述预兆后, 应立即向有关部门报告, 及时采取措施;情况严重时, 应立即停止作业, 迅速迎着风流撤出。

煤与瓦斯突出机理及防治 第9篇

1 煤与瓦斯突出的预测

1.1 煤与瓦斯突出区域性预测

(1) 瓦斯地质分析法

瓦斯地质分析法主要是找出突出带的宽度与构造轴和采深的数量关系, 并不断发现新问题, 修正预测结果。对已开采煤层突出的特点进行综合分析后, 结合突出预测的指标从多方面综合判断煤层突出危险性, 提高预测突出危险的准确性。

(2) 煤层瓦斯参数法

煤层瓦斯参数法主要依据井下实测的煤层瓦斯压力和瓦斯含量等参数。预测所依据临界值应根据实验考察确定, 在确定前可暂按表1-1选取。

1.2 区域措施效果检验

当采用保护层开采或预抽瓦斯等区域防突措施后, 需进行区域防突效果的检验。对保护层开采卸压瓦斯抽采和预抽煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时, 均应当首先分析、检查抽采钻孔的分布等是否符合设计要求, 不符合设计要求的, 应不予检验。

(1) 主要指标

开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经实验证实有效的指标和方法, 也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。

预抽煤层瓦斯区域防突措施检验的主要指标为残余瓦斯压力和残余瓦斯含量。

(2) 有效性的判定

当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时, 若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时, 则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效, 即为突出危险区。

采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验, 如果所有实测的指标值均小于临界值则为无突出危险区, 否则, 即为突出危险区, 预抽防突效果无效。

检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效, 所在区域煤层仍属于突出危险区。

(3) 效果验证

对于石门揭煤工作面对无突出危险区域进行的区域验证, 可以采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法。在煤巷掘进工作面和采煤工作面对无突出危险区进行的区域验证, 可以采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法及其他经试验证实有效的方法。

2 煤与瓦斯突出的防治

2.1 基本措施

基本措施是施工钻孔抽排瓦斯, 是进一步降低瓦斯含量、彻底消除煤层突出危险必须采取的措施, 是决定性的, 是必须实施的。

(1) 超前钻孔

超前钻孔是在工作面前方一定范围煤体内打一定数量的钻孔, 抽排煤体瓦斯, 彻底消除煤层突出危险性的一种方法。

(2) 边掘边抽

边掘边抽是在工作面掘进过程中, 通过工作面和巷帮钻场向前方一定范围煤体施工钻孔, 抽采煤体瓦斯;同时在工作面掘进过程中, 巷帮钻孔仍可以抽排、拦截巷道两侧煤体的瓦斯, 减少掘进时的瓦斯涌出。

2.2 增强措施

增强措施是在保障有钻孔抽排瓦斯的前提下, 采用一定的技术工艺手段, 提高抽排瓦斯的效果, 主要有松动爆破、水力挤出、水力割缝等。

(1) 松动爆破

松动爆破是在工作面前方卸压煤体的防护下, 在较长的钻孔中采用药壶装药, 在前方5.5~6m以外爆破, 松动工作面前方的煤体产生大量裂隙, 增加煤体的渗透性能, 提高煤体抽排瓦斯效率。适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层。

(2) 水力挤出

水力挤出是在掘进工作面前方打钻孔, 封孔后利用注水泵对钻孔进行中高压注水, 注水速度超过煤的渗透速度时, 煤体破裂, 并向掘进空间移动, 进而增加注水钻孔控制方位煤体的渗透性能, 提高煤体预抽瓦斯效率。

(3) 水力割缝

水力割缝是在煤层中先打一个钻孔, 然后在钻孔内利用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割, 在钻孔两侧形成一条具有一定深度的扁平缝槽, 利用水流将切割下来的煤体带出孔外。

2.3 保障措施

保障措施是在执行过基本措施并经过效果检验有效后, 采取的改善煤体力学性能、进一步保障后续采掘工作的安全措施。

(1) 前探支架

前探支架是在掘进工作面前方顶部事先打上一排超前支撑悬露煤体的支架, 以防止工作面顶部松软的悬煤垮落引起的煤与瓦斯突出。前探支架主要用于松软煤层的平巷掘进。

(2) 煤层注水

煤层注水是在工作面基本措施执行之后, 通过钻孔向工作面前方煤体注水, 以改变煤体的力学性质, 促使集中应力带向深处移动, 减少回采过程中的瓦斯涌出, 从而达到进一步保障采掘过程安全的目的。

3 煤与瓦斯突出防治的保障体系

目前矿井煤与瓦斯突出的防治体系已在不断地研究和实践中建立和健全, 煤与瓦斯突出的防治技术也日趋成熟。随着国家相关部门对于矿井突出灾害的逐渐重视以及相关法规的出台, 只要严格按照目前较为完善的“四位一体”区域防突措施制定防突计划, 以现有的技术根据计划进行施工, 消突效果也较为显著。

然而, 防突体系的完善和防突技术的成熟并不代表煤与瓦斯突出不会再危害矿井安全生产。在制定出完善的防突计划的情况下, 管理的松懈、施工的偏差、安全意识的淡薄都会成为危害矿井安全生产的因素。

因而, 要想杜绝矿井煤与瓦斯突出灾害, 不仅要有健全的防突体系和成熟的防突技术, 更要有健全的防突管理保障体系。

所谓防突管理保障体系就是从思想规范、规章制度、技术创新、长效机制四个方面分别建立有效的防控体系、管理体系、支撑体系、保障体系以确保煤矿防突工作的顺利、有效地进行。

区域综合防突措施应坚持“四位一体”综合防突措施, 即突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施。局部综合防突措施也应坚持“局部四位一体”, 即工作面预测、局部防突措施、局部防突效果检验和安全防护措施。

在管理上也应坚持管理的“四位一体”, 即工程设计、施工、验收及效果评价。管理体系又可分为以消除突出为目的的治本之策、杜绝超限的治标之举和保证落实的监督之措, 为实现矿井安全生产提供有力保障。

4 结论

煤与瓦斯突出作为矿井生产的主要灾害之一, 给矿井安全生产造成了巨大的危害, 通过“四位一体”综合防突体系以及科学的防突保障体系可以将矿井突出危险性降到最低, 为矿井安全生产营造有利条件。

摘要：随着我国经济的发展, 煤炭的需求越来越大, 矿山逐渐进入深部开采状态, 煤与瓦斯突出灾害也成为危害矿井安全生产的常见灾害频繁发生。本文着重从突出灾害的机理、突出危险性预测及效果检验、消突技术和突出防治保障体系四个方面对煤与瓦斯突出进行综述。

关键词：煤与瓦斯突出,突出机理,突出危险性预测,突出的防治,保障体系

参考文献

煤与瓦斯突出一维模拟实验 第10篇

关键词：渗透,气压差,煤与瓦斯突出

0 引言

煤与瓦斯突出机理非常复杂,谢焰等[1]通过对地面煤田钻井抑突效应的分析认为,地面煤田钻井不易发生突出,而井下揭煤钻孔容易发生突出的原因就是地面钻井井液液柱压力的抑制作用,由此肯定了气压差或气压差产生的渗透压力能引起煤层失稳的观点。为了进一步研究突出的动力现象和控突因素,研制了实验装置,并进行了实验。

1 实验装置

由于现场试验的困难,国内外对煤与瓦斯突出实验主要以室内实验为主[2]。研制的实验装置包括煤样室、模拟巷道、煤样压实系统、揭煤开关、气压和流量量测系统。煤样室和模拟巷道由无缝钢管制成,内径为199mm,每节长度为0.5m,由法兰连接,保证煤样有足够的长度。煤样室和模拟巷道之间的连接管装有球阀,作为揭煤开关,内径为40mm。煤样室采用多节拼装的形式,以方便气压梯度的观测以及保证每节煤样室的煤样有相同的压实度。煤样通过千斤顶压实,千斤顶的加载能力为25MPa,可模拟1000m的厚的上覆岩层自重压力,千斤顶的伸长量为500mm,保证煤样室的煤样能够得到较均匀的压实。

采用高压气瓶供气,本次试验采用氮气代替瓦斯。每节煤样室都设有单独的注气管道,保证每节煤样室注气均匀。在每节煤样室和模拟巷道外壁安装机安装气压传感器,气体排放量由数字式气体流量计测量。实验前,对整个装置进行耐压性实验,确保整个装置能满足0.8MPa气压的实验要求。

考虑到如果在最外节煤样的端部施加轴向压力,会造成煤样室不同部位受力不均的现象,影响实验结果的分析,因此本次实验在揭煤过程中没有对试样室煤样施加轴向压力。本次实验注气后气压稳定时间为10mins。

2 喷出试验

为了观测突出发生过程和煤粉在地面堆积特征,进行了喷出试验。拆除图1左边的模拟巷道,让煤粉直接喷出到地面。试验结果表明,突出是个持续的过程,持续时间约1s。实验发现地面中间有一个略显灰白色条带的扇形分布区,该区的煤粉厚度小于周边煤粉厚度。分析其原因是由于在突出后期,煤样室内气体的能量降低,不足于将试样室中的煤粒带出煤样室,这些不含煤粒的气体冲到地面,带动地面的煤粉向前方移动,使得这个区域的煤粉厚度变薄,露出灰白色的地面颜色。

喷出试验表明:地面煤粉出现一扇形变薄带,煤样室中残留的煤样呈薄层状分布。

3 实验结果

为了比较煤样压实密度对突出的影响,进行了煤样分别在15.0MPa和20.0MPa压力压实下突出对比试验。煤样选自淮南某突出煤层,煤样破碎后用筛孔孔径4.75mm的筛网过筛,煤样室的内径为199mm,煤样室共4节,总长度为2000mm。试验参数及结果如表1所示。

注:煤样室结构完整煤样与结构疏松的煤样的界定,是把煤样室竖直放置后,不会垮落的煤样作为结构完整煤样。

试验结果表明:72.20kg煤样经15MPa的压力压实,气压差为0.4MPa时发生突出,突出煤量分别为17.23kg;74.75kg当煤样经20MPa的压力压实,气压差为0.74MPa发生突出,突出煤量为17.24kg。其中,在15.0MPa压力压实下的煤样进行了二次揭煤试验,试验结果重复性较好。

4 结论

用渗透失稳的观点对上述试验现象进行了分析,认为煤与瓦斯突出与煤层气压梯度有关,失稳分层厚度变化是受背景气压消散速率影响的结果。

参考文献

[1]谢焰,陈萍.煤与瓦斯突出渗透失稳机理分析[J].煤炭科学技术,2011,39(03):63-66.

煤与瓦斯突出机理研究新进展 第11篇

煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种复杂的动力现象, 是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一, 为了保障煤矿井下采掘工作的正常进行, 煤矿工作人员就需要懂得更多的防突知识, 采取防突措施, 更大程度上减少瓦斯突出给煤矿带来的财产损失和人员伤亡。煤与瓦斯突出机理十分复杂, 国内外研究学者一直都在研究突出的机理问题, 但是由于突出机理的研究只是根据突出后的资料进行收集整理, 并不能在井下直接观测突出的过程, 这也大大的限制了工作者们对突出机理的研究, 目前对煤与瓦斯突出的机理的认识仍处于假说阶段, 没有形成一个统一的认识。

2 瓦斯为主导假说

这类假说认为在突出发生过程中起主要作用的是瓦斯, 地应力不是决定突出发生的主要因素。

2.1“瓦斯包”假说

该假说认为突出造成的原因是高压的游离瓦斯, 这些高压的游离瓦斯储存在“瓦斯包”中, “瓦斯包”周围的煤体的透气性差, 这就为高压的游离瓦斯的储存创造了条件, 在井下采掘的过程中, 当“瓦斯包”周围的煤体遭到破坏或者周围的煤体厚度发生改变时, “瓦斯包”周围的煤壁强度不足以维持“瓦斯包”时, “瓦斯包”中的高压游离瓦斯得到释放, 就会短时间内迅速携带煤粉喷出。

2.2“瓦斯膨胀”假说

“瓦斯膨胀假说”认为突出发生在结构不均的高压瓦斯煤层, 煤层外部为硬煤, 透气性差, 内部为软妹透气性好, 在采掘的过程中, 当外部透气性差的硬煤遭到破坏时, 内部的软媒强度较低, 高压瓦斯就会通过透气性差的软媒喷出, 喷出的同时携带出大量煤粉。

2.3 二相流体假说

这种假说认为二相流体压缩积蓄的能量, 为煤与瓦斯突出提供主要能源, 强调与煤岩体的弹性能和瓦斯膨胀能无关。其中突出的发生有着必要的条件, 一是要有突出积能区, 二是积能区积累的能量要大, 大小上要保证能冲破阻碍区所需的能量。

3 地应力为主导的假说

3.1 构造应力假说

该假说认为地层在地质历史时期中经历过构造运动, 在地质构造带附近应力非常集中, 煤层周围变形的岩石积聚了弹性势能, 在采掘的过程中, 弹性岩石的弹性势能释放, 压缩的岩石向外伸长, 破坏煤的结构, 造成突出。

3.2 煤层塑性变形假说

这种假说认为, 煤层在地应力作用下会发生塑性变形, 突出发生的原因是煤层受到塑性变形结构受到破坏。瓦斯携带破碎的煤粉冲出巷道, 从而发生突出。

3.3 应力变形假说

这种假说认为突出的煤跟正常的煤存在着结构上的区别, 这种特殊的结构称为“枝网状裂隙”结构, 正常的煤不具有“枝网状结构”, 但是通过应力变形等试验可以使正常的煤具有“枝网状结构”, 这样的“枝网状结构”是煤层里面残留的应力。在采掘过程中, 煤层结构发生改变, 从而会产生新的应力变形。造成应力变形的原因有很多, 所以应力变形假说是多种因素共同作用的结果。

3.4 放炮影响突出假说

该假说通过对大量突出煤层资料整理发现, 长壁工作面比巷道工作面突出的次数要少的多, 这就与瓦斯突出主要原因是地应力相矛盾, 从而根据资料的整理, 否定了地应力是造成突出的主要原因, 认为放炮的应力作用是造成突出的主要因素。

4 化学本质假说

4.1 瓦斯屏障假说

瓦斯屏障假说认为在煤层受到压力条件时, 煤层的结构将会发生改变, 空隙率会变小, 从而降低了煤层的透气性, 在压力增大的过程中, 煤层的透气性迅速降低。甚至随着压力的增大, 煤层透气性可减小至零。这样瓦斯就不能从煤体流向巷道, 类似于一个屏障在两者之间起到了隔绝作用, 称之为“瓦斯屏障”。当“瓦斯屏障”消失时, 煤层内部的高压瓦斯就会猛烈的像外涌出, 造成瓦斯突出。

4.2 瓦斯水化物假说

这种假说认为在一定的气压, 温度条件下, 煤层内可生成瓦斯水化物, 且生成瓦斯水化物的温度, 气压跟煤层瓦斯重重炭氢气体联系密切, 重炭氢气体含量高时, 生成瓦斯水化物所需的温度压力都会降低很多。由于瓦斯水化物状态不稳定, 很容易受到外部的因素而发生变化, 当瓦斯水化物的平衡发生改变时, 瓦斯水化物将会迅速的转变为气态的瓦斯, 在短时间内煤层瓦斯压力将会迅速增大, 当煤层强度不足以抵抗高压瓦斯时, 煤层将会发生突出。

5 综合作用假说

这类假说认为造成煤与瓦斯突出的因素不是单一的, 而是由地应力, 瓦斯等各种因素共同作用的结果。这也是目前国内外学者普遍支持的假说.。尽管各种假说都承认突出是各种因素共同作用的结果, 但是针对每个因素在突出中起到的具体作用和影响因素, 看法并不相同。

5.1 能量假说

能量假说认为煤层内为突出提供能源的是重力压力和瓦斯压力。除了这两个能源以外, 再无其他能源, 在采掘过程中, 改变了工作面附近煤体的受力状态。在这个过程中增大了煤体的潜能, 弹性势能储存在煤体中, 这时工作面的煤体会维持短暂的平衡状态, 这种不稳定的平衡状态, 很容易被改变, 当采煤过程打破这种平衡时, 应力状态的改变, 会使强度较低的煤快速破碎, 煤体的破碎又为瓦斯提供了更大的作用面积, 促进了突出, 所以认为煤层内的地压是决定突出发生的因素, 煤层内地瓦斯只是抛出煤体, 粉碎煤体, 而煤体的特殊结构, 让煤体能够更容易发生突出。

5.2 流变机理假说

流变机理假说从瓦斯煤体的流变性来研究煤与瓦斯突出, 提出突出是瓦斯煤体流变性的具体表现, 流变机理假说核心思想是突出的发生要经历3个阶段, 煤体变形衰减阶段:在这一阶段煤层只是变形衰减, 整体上还是处于稳定的平衡状态, 这时候突出不会发生;煤体屈服阶段:这个阶段煤体的屈服值小于外部荷载, 煤体的稳定状态被打破, 强度较低的煤体就会遭到破坏, 煤体发生破裂, 空隙性变大。煤体内的瓦斯暴露面积增大, 为突出的发展奠定了基础;突出阶段:经过上一阶段的积累, 煤体的结构的完整性降低很多, 进入这一阶段后, 煤体的透气性继续增大, 高压瓦斯会携带煤粉喷出, 造成突出。

5.3 球壳失稳机理假说

该假说把地应力、瓦斯压力、媒体强度、软煤分层厚度综合起来, 作为瓦斯突出的判定依据, 瓦斯突出机理从定性研究, 转变为定量研究, 提出理想石门揭煤时, 可以根据煤样的初始膨胀能和软煤厚度, 就能判断煤体能否发生突出。

5.4 渗透失稳机理假说

这种假说把地应力、瓦斯压力、煤的渗透性作为瓦斯突出的综合影响因素, 提出了瓦斯压力梯度作为各种影响因素的综合指标。突出的过程可分为2个阶段, 煤体渗透失稳阶段:煤体中的瓦斯会对煤体产生渗透压力, 当渗透压力很小时, 煤体的强度足够抵抗渗透压力时, 则不会发生突出, 当瓦斯对煤层的渗透压力, 达到一定值时, 就会对煤体产生破坏, 而瓦斯气压梯度大小决定煤层内渗透压力的大小, 这一定值称为临界气压梯度, 不同的煤体临界气压梯度不同;煤与瓦斯运移阶段:当煤体结构已经破坏时, 破碎的煤块, 煤粉将会和煤层内的瓦斯一起运移, 瓦斯的膨胀压力提供运移所需的动力。

6 结论

煤与瓦斯突出机理经过了各国科研工作者们的深入研究, 已经取得了重大进展, 但是由于突出发生的复杂性, 目前关于煤与瓦斯突出的各种机理仍处于假说阶段, 各种关于煤与瓦斯突出的机理, 都是围绕着瓦斯、地应力、煤的性质等来进行研究, 各种机理虽然能对瓦斯突出做出一定解释, 但是不能完全解释这个问题, 这就需要后人工作者们继续深入研究下去。

参考文献

[1]于不凡.煤和瓦斯突出机理[M].煤炭工业出版社, 北京:1985