突出危险工作面

突出危险工作面（精选8篇）

突出危险工作面 第1篇

13091工作面东有14361采空区, 西临13051、13071采空区, 北临原弋湾矿采空区, 南有13胶带下山、13轨道下山。13091工作面回采段标高+60～-70 m, 处于突出危险区域, 工作面可推进长度635 m, 平均长度70 m, 煤层厚度2.4～11.0 m, 平均煤厚7.23 m。该面煤层赋存较稳定, 结构简单, 上部煤层薄、下部煤层厚, 煤层倾角14～26°, 平均20°。顶板为中粒砂岩, 厚5.55 m, 深灰色, 硬度大。直接顶为泥岩, 厚1.86 m。底板为炭质泥岩和粉砂岩, 厚3.9 m。

1 超前深孔动压注水试验

1.1 煤层注水的必要性

(1) 粉尘。

13091工作面煤层松软、透气性差, 煤质干燥, 在采掘过程中产生大量煤尘, 粉尘浓度严重超标, 造成井下作业环境恶劣, 严重危害着井下职工的健康。

(2) 煤硬度。

煤体硬度较高, 工作面执行浅孔动压注水期间湿润半径较小, 煤体的湿润及粉尘防治效果不理想。

(3) 爆炸性。

煤尘具有爆炸性, 回采期间大量的煤尘直接威胁着矿井的安全生产。

(4) 瓦斯。

瓦斯含量大, 13091工作面回采期间瓦斯涌出量一直处于2.1～3.9 m3/min。

采取一系列如安装净化水幕、工作面洒水、水炮泥等被动降尘措施, 不能从根本上解决煤尘产生量大的问题。2008年1月, 在13091回采工作面实施了超前煤层深孔动压注水试验研究。

1.2 煤层注水的作用

煤层注水是回采工作面最重要的防尘措施之一, 在回采之前预先在煤层中打若干钻孔, 通过钻孔注入压力水, 使其渗透入煤体的裂隙与空隙之中, 增加煤体水分, 从而减少煤层开采过程中的产尘量。

1.3 注水设计

(1) 钻孔布置。

由于该工作面回采前, 在回采巷道已施工很多穿层抽放钻孔, 煤层中缝隙较丰富。为确保注水时水流不窜孔乱流, 回采巷道注水钻孔的布置从距工作面安全出口10 m位置开始向外每间隔10 m布置一个, 超前注水范围控制在回采方向前50 m (图1) 。

(2) 注水量。

为提高煤层深孔注水效果, 注水孔采用Ø75 mm大直径钻孔, 采用Ø72 mm注水封孔器封孔, 要求装设高压注水流量计考核注水量。

(3) 注水顺序。

①先用高压胶管将注水泵站与高压注水流量计连接, 观察其水压能否达到3 MPa, 在压力达到要求后即可进行动压注水。工作面回风巷注水工作开始后, 注意煤层的压力及含水量变化情况, 采用由里向外逐孔注水的原则进行煤体注水。②如注水压力达不到3 MPa, 须及时调整注水泵站的注水压力, 保证注水效果。

(4) 注水钻孔设计。

根据该工作面煤层倾角19°进行注水钻孔设计, 全部采用回风巷布置深孔注水进行施工。回风巷注水钻孔开孔位置在距底板1.5 m处, 角度为-15°左右, 注水钻孔与巷道中线夹角75°, 钻孔深度保证不小于60 m。

1.4 注水方案实施

(1) 设备。

由采煤队负责准备封孔器 (Ø72 mm) , 高压胶管 (Ø10 mm) 2根 (10 m) 、短节4根 (2 m) , 高压截止阀 (Ø10 mm) 4个、2块高压注水流量计等动压深孔注水所需设备。

(2) 注水管件安装。

由抽探队采用ZYG-150型液压钻机施工深孔注水钻孔, 采煤队负责注水管件的安装。安装顺序为:封孔器—高压注水流量计—高压胶管—截止阀—高压水管—水源。安装完毕后, 须提前进行密封性能检查, 即先将封孔器插入钻孔内, 打开高压截止阀, 可看出各个接头是否严密, 必须保证接头牢固、严密不漏水。

(3) 注水。

当所有准备工作完毕后, 即可打开高压截止阀开始注水。注水期间, 施工人员注意观察高压水表注水量和压力值, 当单孔注水压力达到最大值 (6 MPa) 或煤墙向外渗水时, 应及时停止向该孔注水。

(4) 钻孔编号。

13091工作面深孔动压注水孔沿回风巷由里向外施工, 并对注水钻孔编号管理。

(5) 瓦斯管理。

由瓦斯检查员负责检查注水时工作面及回采巷道瓦斯变化情况, 如有异常, 立即通知现场注水操作人员暂停注水, 待瓦斯降低到允许值以下时, 方可继续注水。另外, 为防止注入煤体的高压水沿工作面切巷煤壁或抽放孔向切巷涌水, 冲垮工作面切巷棚, 要求采煤队班组长负责检查切巷煤壁渗水情况。如发现煤墙有大量渗水现象, 应立即通知注水工改注下一个注水孔。

(6) 建立台账。

在深孔动压注水期间, 采煤队必须派专人负责注水设施安装工作, 并将每班注水量报给现场安检员和通风调度, 由通风调度部门建立13091工作面深孔动压注水台账。

2 煤层注水参数

(1) 基本注水参数。

钻孔沿回风巷下帮距底1.5 m (巷道高2.2 m) 布置, 钻孔水平间距10 m, 施工钻孔Ø75 mm, 设计倾角-15°, 设计孔深60 m。钻孔水平长度L=L钻cos15°, 注水钻孔终孔位置距煤层底板H=L (tan19°- tan15°) +1.5。其中, L钻为钻孔设计长度, 60 m。经整理得, 钻孔终孔位置距煤层底板5.8 m。动压注水钻孔采用专用封孔装置注入马丽散封孔剂进行封孔, 封孔长度9 m。注水期间利用专用高压注水泵站提供水源及注水压力, 注水期间压力不低于4 MPa。煤层深孔注水速度V=0.1 m3/min。注水量按Q=KnLBM计算。其中, K为漏风系数, 取0.5;n为湿润系数, 取1.2%;L为钻孔长度, m;B为钻孔间距, m;M为煤层厚度, 取6.8 m。由此可得, 注水量Q采=24.48 m3。单孔注水时间T=Q/V, 每个钻孔注水时间T=245 min。

(2) 注水压力。

注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水速度。对于13091工作面透水性较弱的煤层采用中压 (3～10 MPa) 注水。如果水压过低, 注水速度太慢;水压过高, 又可能导致煤岩裂隙猛烈扩散, 造成大量窜水或跑水。适宜的注水压力是:通过调节注水流量使其不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。现场试验表明, 13091工作面采用中压长时间注水效果较好。

(3) 注水速度。

注水速度是影响煤体湿润效果及决定注水时间的主要因素, 在一定的煤层条件下, 钻孔的注水速度随钻孔长度、孔径和注水压力的不同而增减。现场试验证明:在注水压力不变的情况下, 注水流量随时间延长不同程度地降低。为了增加注水流量, 注水压力应随注水时间的延长适当提高, 如把原来的注水压力提高1～2 MPa, 有效地增加了13091工作面的单个钻孔注水量。一般来说, 小流量注水对煤层湿润效果最好, 只要时间允许, 就应采用小流量注水。深孔动压注水速度选择0.002～0.024 m3/ (h·m) 。若煤层硬度较大, 影响注水速度, 可在注水前进行孔内爆破, 以提高钻孔的透水能力, 然后再进行注水。

3 注水效果

(1) 注水量。

注水量或煤体水分增量是煤层注水效果的重要标志, 13091工作面通过煤层深孔动压注水试验, 注水量达到60 m3/min时, 工作面煤体含水量增加40%, 使回采期间有效除尘率达到80% (表1) 。

(2) 效果。

①能有效抑制瓦斯涌出, 通过煤层注水使工作面回采期间的瓦斯涌出量降低了0.09 m3/min;②能较好地改善工作面的环境条件, 注水后工作面温度下降0.5～1.2 ℃;③降低了煤层的硬度, 从而降低了回采期间炸药、雷管的消耗量。

4 结语

采掘工作面生产期间煤尘量大幅降低, 极大改善了井下作业环境, 同时也对高瓦斯采掘工作面的瓦斯治理、顶板控制起到了积极作用, 取得了显著的安全效益和社会效益。

(1) 措施。

①注水时可在水中加入表面活性剂, 以提高湿润效果, 如磺酸盐、矿用洗衣粉等;②为保证注水质量, 最好采用反复间歇注水, 多次反复间歇注水一般要比连续注水效果好;③详细记录每一钻孔孔长、孔位、封孔长度、封孔方法、注水量等参数, 它们是判别煤层湿润效果好坏的资料。

(2) 建议。

①为防止注水管路接头处因受压出现跑水、密封圈损坏的情况, 在注水时应将注水管路接头连接牢固, 压力保持平稳;②钻孔注水时, 操作人员与注水钻孔的距离不少于20 m;③实施间歇性注水时, 注水操作人员所在地点应安装电话, 以便保持联系;④在高压管路处于承压状态时, 禁止拆卸、联结和修理高压管件。

摘要：13091工作面通过煤层超前深孔动压注水试验后, 有效遏制了回采过程中产尘量较大、粉尘浓度超标的现象, 从根本上改善了工作面的作业环境。另外, 深孔动压注水工作为13091回采工作面的瓦斯综合治理、顶板控制提供了保障。

突出危险工作面 第2篇

开拓新区煤与瓦斯突出危险性区划技术

摘要：煤与瓦斯突出严重地影响着矿井的安全生产,必须做好防治工作.防治工作的基础是准确地预测煤与瓦斯动力现象.该文通过考虑影响煤与瓦斯突出的定量和定性因素,建立了开拓新区煤与瓦斯突出综合评价的模型,该模型经在矿井应用,证明该技术可靠易行.作 者：李季    张琴    程五一    游华聪    LI Ji    ZHANG Qin    CHENG Wu-yi    YOU Hua-cong  作者单位：李季,张琴,程五一,LI Ji,ZHANG Qin,CHENG Wu-yi(中国地质大学工程技术学院,北京,100083)

游华聪,YOU Hua-cong(四川师范大学工程技术系,成都,610072)

期 刊：中国安全生产科学技术  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF SAFETY SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 3(2) 分类号：X936 关键词：煤与瓦斯突出    区划    预测   

突出危险工作面 第3篇

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60Mt/a, 服务年限为32a。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26.42m, 含煤系数0.13。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1.02~1.29, 煤矿瓦斯含量W值为6.47~10.56t/m3, 煤层瓦斯放散初速△P值为22~26, 瓦斯吸附常数a=35.1915、b=1.4011, 钻孔瓦斯涌出初速度q值在1.2~3.6L/min范围内。

掘进工作面采用钻屑瓦斯解吸指标预测其危险性。钻屑瓦斯解吸指标Δh2值在190~610 Pa范围内, 钻屑瓦斯解吸指标K1值在0.12~0.5m L/g范围内, 钻屑量S值在1.6~2.5kg/m范围内。

目前, 矿井确定瓦斯抽采井, 为了强化抽采, 需在二1上煤层和二1煤层布置掘进700米煤巷, 布置抽采设施, 实施抽采工程。为此, 需进行工作面突出预测及相关指标的测定。

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223次, 其中钻屑瓦斯解吸指标Δh2值试验测定33次, 钻屑瓦斯解吸指标K1值试验测定33次, 钻屑量S值试验测定33次, 钻孔瓦斯涌出初速度q值试验测定13次, 瓦斯放散初速度△P值试验测定31次, 坚固性系数f值试验测定31次, 瓦斯含量W值试验测定18次, 高压等温吸附试验a、b值测定31次。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第七十五条、第七十六条规定, 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。

突出指标的敏感性是指这些指标相对于煤层突出的危险性具有变化规律大、指标值与临界值相差明显的突出指标, 不同煤矿煤的物理力学性质、煤的解吸特征、煤体的渗透性能、煤层受力环境和煤层瓦斯赋存特点不同, 反映煤层突出危险性指标的敏感性会有所不同。但是, 当含量指示、突出现象指标明显时, 其解吸指标也应当有着明显的变化。

参照规定临界值, 钻屑量S的大小主要由四个方面的因素决定:打钻地点的瓦斯含量、应力状态、煤的破坏类型以及钻头直径。由于松树滩煤矿煤层的坚固性系数f值较大, 煤质坚硬, 在打钻的过程中, 其产生的钻屑量较少, 其S值变化不明显。钻孔瓦斯涌出初速度q的大小取决于煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、煤的破坏程度、物理力学性质。对于透气性大的煤层, 该指标的敏感度较好。对于煤层极为松软, 透气性小, 打钻时易于塌孔的煤层, 采用钻孔瓦斯涌出初速度指标会受到一定的限制。相对而言, 测定煤层瓦斯含量W值时, 当W值增大时, S值和q值变化不明显。综上所述, S值和q值两指标对于松树滩煤矿的煤层不具有敏感性。

K1值和Δh2值测定量均有超标现象, 在33次测定中K1值超标5次, Δh2值超标27次, 超标率分别为15%和81.8%。通过比较, 两指标差异较大, 指标值变化明显, 可能与各煤层地质和采动有影响。钻屑瓦斯解吸指标由煤层中瓦斯含量和瓦斯压力的大小、煤体的力学性质以及煤层遭受构造破坏的严重程度来决定。两指标超标情况的差异可能由于K1值的敏感性和稳定性较低, 从安全和经济的角度考虑, K1值应用在松树滩煤矿突出危险性指标的依据是不合理的。例如, 在+1550水平124运输巷掘进工作面, 未抽采时, 3月份测定瓦斯含量为8.87t/m3, 其K1=0.08 m L/g;Δh2=210Pa, 抽采后, 6月份测定瓦斯含量为7.04t/m3, 其K1=0.10m L/g;Δh2=120 Pa。

Δh2值与其煤层高含量瓦斯危险性对应变化, 敏感性高。而K1值与其危险性不对应变化, 其敏感性差。故K1值指标对于松树滩煤矿的煤层不具有敏感性, 而Δh2则具有较强的敏感性。

四、结论

1、同一煤矿同一煤层同一地点采用不同防突指标, 所得结果差异较大, K1值和△h2值测定数据有明显变化, S值与q值无太大变化, 通过多次试验的测定比较△h2值更具代表性, 认定松树滩煤矿工作面突出危险性敏感指标是△h2值。

2、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采掘前方煤层突出危险性变化而测得的指标值也出现明显变化;二是采掘前方煤层突出危险性变化而引起指标测值大小变化的幅度是否大于外部条件或人为因素而导致的测定误差值。

3、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、人员水平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。

摘要：松树滩煤矿煤层瓦斯含量较高, 掘进时按《防治煤与瓦斯突出规定》预测其危险性, 其钻屑解吸指标超过临界值, 需要进行分析选择, 以指导煤矿防治瓦斯。本文结合矿井前期已进行的试验工作, 对这些试验数据分析, 探讨确定了该矿的工作面突出危险性预测敏感指标。

关键词：工作面突出,预测指标,敏感性指标,临界值

参考文献

[1]王佑安, 王魁军.工作面突出危险性预测敏感指标确定方法探讨[J].煤矿安全, 1991 (10) .

突出危险工作面 第4篇

1矿井瓦斯地质单元划分

瓦斯地质单元划分的基本观点是:地质条件控制瓦斯分布和突出分布。瓦斯地质单元划分就是将影响瓦斯赋存和突出的各种地质因素进行分析对比, 找出它们在空间和时间上的区别与联系, 按一定的标志进行综合分析, 划分出不同级别的区域或地段。

根据地质条件控制瓦斯分布的观点, 白坪矿井可划分为东、西2个瓦斯地质单元, 其边界为井田中部北东向断层箕F19—F31一线。东部单元构造较复杂, 煤层倾角10°～15°, 由箕F4、箕F32、箕F31和箕F19构成了该单元浅部、深部和西侧的瓦斯逸散边界, 瓦斯分布呈环带状, 而且含量低, 除局部富集外, 大部分地段小于5 mL/g, 且与埋深无关, 单元内相邻矿井均为低瓦斯矿井。西单元构造简单, 总体上为一简单单斜构造, 煤层倾角25°～30°, 断层稀少, 延展长度及落差均较小, 不利于瓦斯释放, 故瓦斯含量较高。中深部在10 mL/g以上, 且随煤层埋深增加, 瓦斯含量呈明显增大趋势, 瓦斯分带也正常, 单元内相邻矿井具有煤与瓦斯突出危险性。

2煤层瓦斯含量测定

(1) 井田勘探期间。

共实测60个点76个样品, 获得可靠数据56个。测试结果是:甲烷0～98.24%, 氮气0.11%～75.85%, 二氧化碳1.06%～53.08%, 重烃0～21.25%。瓦斯含量观测值0～18.25 mL/g, 沿走向和倾向变化较大 (表1) 。总的特点:走向上西部高、东部低;倾向上由浅至深, 西部含量明显增加, 东部则与埋深无关。

(2) 建井期间。

对矿井东部瓦斯地质单元首采区采用间接法测定了煤层瓦斯含量, 获得可靠数据7个。通过对勘探期间和建井期间测试数据比较分析, 数据间的相对误差较小, 一般在10%以内, 可以不校正一起使用。

3矿井井田瓦斯预测

井田勘探期间主要对矿井浅部少数钻孔测定了瓦斯含量, 含量点分布极不均匀。为了掌握矿井瓦斯赋存规律, 根据煤层瓦斯含量受构造、埋深、围岩及煤层煤质等多种地质因素控制的原理[3], 结合矿井瓦斯地质研究及瓦斯含量与相关地质因素分析, 对全井田钻孔点瓦斯含量进行了预测。按照矿井瓦斯地质单元划分及构造特点, 以下分西区、东区2个区进行预测。

3.1西区瓦斯含量预测

研究表明, 西区影响瓦斯赋存的主要因素为煤层埋深, 其次是煤厚及含砂率。瓦斯含量与相关地质要素的拟合以13个可靠的瓦斯含量点和地质要素数据为基础, 利用DPS软件进行线性回归分析得出, 回归公式 (1) :

Q=-9.4790+0.0148K1+0.3640K2+8.8064K3 (1)

式中, Q为瓦斯含量, m3/t;K1为埋深, m;K2为煤厚, m;K3为含砂率, %。

利用该模型计算煤层瓦斯含量相关系数R=0.940 6, 决定系数RR=0.884 8。图1为实测钻孔瓦斯含量与根据公式 (1) 预测的瓦斯含量关系值折线图, 可以看出, 2条折线基本一致, 说明利用公式 (1) 进行预测是可信的。

3.2东区瓦斯含量预测

东区影响瓦斯含量的主要因素为含砂率。通过相关性分析, 得出含砂率与瓦斯含量的相关系数为0.392 9, 回归公式 (2) :

Q=8.925-2.6238K3 (2)

式中, Q为瓦斯含量, m3/t;K3为含砂率, %。

图2为实测钻孔瓦斯含量与根据公式 (2) 预测的瓦斯含量关系值折线图, 可以看出, 2条折线基本一致, 说明利用公式 (2) 进行预测是可信的。

4煤与瓦斯突出区域预测

4.1煤层突出危险性预测

《防治煤与瓦斯突出规定》 (2009) 提供了单项指标法预测煤层突出危险性的临界值, 包括煤的破坏类型、瓦斯放散初速度、坚固性系数和瓦斯压力, 只有当全部4项指标都满足时, 煤层才具有突出危险性[4]。白坪井田前3项指标都远远超过了规定的临界值, 因此, 判断煤层突出危险性的指标主要是瓦斯压力。鉴于井田内没有瓦斯突出的实测压力数据, 因此, 以0.74 MPa作为判断突出的临界值。

井田内最大瓦斯含量已达18.25 m3/t, 根据反算, 瓦斯压力已达到1.62 MPa, 因此, 判断白坪井田二1煤层具有煤与瓦斯突出危险性。

4.2煤与瓦斯突出危险性区域划分

按照瓦斯地质方法原理, 突出区是构造煤发育区和瓦斯富集区的叠加区域[5]。井田内全层构造煤发育, 因此, 判断煤层突出危险性的主要指标是瓦斯含量。白坪矿未发生过煤与瓦斯突出, 因此, 按照《防治煤与瓦斯突出规定》 (2009) 第43条, 结合相邻瓦斯地质单元瓦斯突出情况, 以瓦斯含量7 m3/t为临界值, 将矿井划分为突出危险区和无突出危险区 (图3) 。

5结论

根据对白坪矿井瓦斯地质特征和瓦斯赋存规律的研究, 将矿井划分为东西两大瓦斯地质单元。采用单项指标法及瓦斯地质的方法, 对矿井煤与瓦斯突出危险性进行了区域预测, 最终以瓦斯含量7 m3/t为临界值, 将矿井划分为突出危险区和无突出危险区。

参考文献

[1]张建奎, 沈佩霞, 刘永峰, 等.登封煤田白坪井田层滑构造研究[J].中国煤田地质, 2005, 17 (6) :4-5.

[2]徐刚, 张玉贵, 张子敏.豫西告成煤矿滑动构造区瓦斯赋存特征[J].煤田地质与勘探, 2007, 35 (6) :23-26.

[3]吴观茂, 吴文金, 黄明, 等.影响煤层瓦斯赋存规律的多地质因素回归分析研究[J].煤炭工程, 2007 (11) :79-82.

[4]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

突出危险区域巷道安全施工技术 第5篇

1施工概况

1.1概述

北一采区四层轨道中巷掘进工作面位于北一采区轨道上山南侧, 工作面东、南、北均为未采动区, 西部为N1-402工作面巷道保护煤柱。工作面地表为农田地, 标高在+74—+78之间。掘进总长度354m, 巷道为拱形。巷道净宽为5m, 高3.5m, 掘进面积为15.73m2。施工采取S150-JA型掘进机切割落煤, 通过第二运输机与胶带运输机等配套, 实现掘进、运输连续作业。根据现有的实践及钻孔资料, 本工作面地质条件较为复杂, 掘进过程中会受火层岩侵入、火成岩岩墙影响。煤层厚度一般为2.5m, 煤层局部有变质现象。

2综合防突措施

2.1区域防突措施

2.1.1区域突出危险性预测

根据轨道中巷外段掘进期间, 工作面指标测定均有超过防突预测敏感指标临界值的现象。由此可以判断, 该区域为突出危险区域。

2.1.1区域防突具体措施

北一四层轨道中巷掘进工作面处于突出危险区域, 采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施、由抽采队施工。

2.1.1.1工作面顺层预抽区域防突措施

预抽半径暂定为3.5m, 布孔7个, 钻孔施工完毕后, 采取抽采本煤层瓦斯的防突措施, 降低煤层瓦斯赋存含量。

2.1.3区域措施效果检验

该工作面执行区域防突措施后, 采用残余瓦斯含量的方法进行防治突出措施的效果检验。

该工作面布置3个区域防突措施效果检验钻孔, 孔径94mm。

2.1.4区域验证

区域验证方法

选择现象法和指标法相结合的区域验证方法, 实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。

区域验证突出危险性预测方法的选择

选择钻屑指标法作为该工作面的区域突出危险性预测方法, 测试钻屑解吸指标△h2和最大钻屑量Smax。

区域验证程序

在工作面进入该区域时, 立即连续进行至少两次区域验证;

工作面掘进过程中采取连续区域验证。每次验证后都要保留2m的突出预测超前距, 然后再次实施验证。

2.2局部防治突出措施

2.2.1超前探测钻孔

工作面掘进期间至少施工1个超前距不小于10m的超前钻孔, 探测地质构造和观察突出预兆。如遇地质构造或出现突出预兆, 则施工3个超前距不小于10m的超前钻孔。工作面施工过程中若有异常要立即停止作业, 汇报矿调度采取防突措施。

2.2.2超前排放钻孔

工作面掘进过程中采取连续验证, 每次验证后都要保留2m的突出预测超前距。当实测的指标等于或大于临界值时;立即执行超前排放钻孔局部防突措施, 具体操作方法如下:

钻孔直径76mm。

巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围:5m。

钻孔排放半径暂定为1.25m, 实施防突措施后测定实际钻孔排放半径, 并根据实际测定的排放半径修改钻孔数量及钻孔参数。

钻孔布置

分2排布置, 每排6个钻孔。在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。煤层赋存状态发生变化时, 及时探明情况, 再重新确定排放钻孔的参数。

2.2.3排放措施的效果检验

防治突出措施效果检验孔布置:

打3个钻孔, 孔径42mm, 布置在两个措施孔之间, 孔深为8～10m (投影长) 。

2.2.4机载钻机施工局部措施钻孔

S-150JA掘进机截割部与ZQJ-300/6气动架柱式钻机组合使用, 可自由调整开孔角度及方位。

2.3施工中过塌陷孔洞、两帮破碎带安全措施

对该工作面施工过程中多处措施孔、孔洞, 施工前采取工作面洒水降尘、施工中实时监测工作面瓦斯变化情况。对两帮破碎带加密锚杆施工、每循环紧跟至工作面。施工断面+500mm区段顶板锚索加密布置。

2.4突出煤层过火成岩岩墙安全措施

远距离爆破揭穿煤层, 工作面距岩墙2m停止掘进采用远距离爆破揭煤, 采取一次起爆全部炮眼, 揭开北一四层轨道中巷道掘进工作面全断面的岩墙。

2.5建立现场安全负责人互保、连锁安全机制

超前探孔、区域 (局部) 防突措施孔、区域 (局部) 防突措施效果检验孔、工作面突出危险性预测孔施工后由现场瓦检员、安监员、跟班干部 (施工负责人) 在牌板和记录本上签字确认, 并及时向矿调度、保安区区调度汇报。

区域 (局部) 防突措施效果检验孔、工作面突出危险性预测孔施工后, 防突员及时将测试情况通知现场安监员、瓦检员、生产单位跟班干部。及时将测试结果和处理意见记录在现场的牌板和记录本上, 并及时向矿调度、保安区区调度汇报测试结果。

掘进工作面安设防突管理牌板, 建立超前探孔施工记录、防突措施钻孔施工记录、防突指标测试记录、防突措施效果检验记录, 现场存有该工作面的防突专项设计。

超前探孔施工后, 施工单位在巷帮用蓝油漆标记打孔位置, 标记清晰可见。

施工完区域 (局部) 防突措施孔后, 施工单位在巷帮用红油漆标记打孔位置, 标记清晰可见。

3结论

经过以上分析, 突出危险区域煤巷掘进必须结合现场实际情况, 单一防突措施无法确保安全施工, 必须落实切实可行防突措施。

区域措施先行、局部措施落实、设备设施改进、制度规章严守成为同类型巷道安全施工的必要前提。

摘要：本文详细分析了应对北一四层轨道中巷突出煤层施工, 工作面指标测定均有超过防突预测敏感指标临界值, 最大钻屑瓦斯解吸指标Δh2达到392Pa, 最大钻屑量Smax达到8L/m的实践情况。采取具体防突措施保障安全施工, 对突出煤层危险区域安全掘进施工有一定参考价值。

关键词：突出煤层,防突措施,安全施工

参考文献

[1]付建华.煤矿瓦斯灾害防治理论研究与工程实践[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2005.

突出危险工作面 第6篇

1 对象与方法

1.1 调查对象

本研究选择湖南地区的省、市、县三级共9所医院的LDH患者作为病例组。根据1∶1配对原则,选择与病例同性别、同民族、同地区、同职业、年龄相差不超过3岁、同在一个医院,且未患LDH、无严重内科疾病、无精神严重异常、无其它脊椎疾病的患者或健康陪护作为对照组。

1.2 LDH的诊断标准

参照胡有谷主编的《腰推间盘突出症》(2001年4月第2版)的诊断标准。

1.3 调查内容

采用统一的“腰椎间盘突出症危险因素调查表”,由流行病学专业的老师、研究生和本科生在医院与调查对象面对面询问调查,由患者本人或其陪护回答,当场收回问卷。调查内容包括:工作情况(单一工作持续时间、工作时反复弯腰、弯腰的角度、负重形式、脊柱负荷大小、工作时间安排)、生活方式(吸烟、饮酒、偏好辛辣食物、睡床硬度、居住环境是否潮湿、是否经常在空调环境下工作、经常参加体育活动)、社会心理因素(调查对象的文化程度、个人当前月收入、性格、经常生活在一起的家庭成员数)、生物因素(BMI指数、一二级亲属中有无该病的家族史、调查对象有无糖尿病史),主要变量及赋值,见表1。(睡床硬度:睡木板或较硬席梦思床认为较硬,睡下后觉得身体1/3在床中或弹性较大的席梦思床则认为较软。)

1.4 调查方法

在调查前2周对调查员进行培训,统一调查表各项标准和填写注意事项。开展全面调查前,选择一所医院的患者和其他人员作为预调查对象,调查表反馈后,再修改补充调查表。每完成一份调查,调查员进行严格检查;一旦发现不当的地方,及时再询问。调查结束后,由研究者本人对全部调查对象的调查表进行复查,不合格的予以剔除。

1.5 统计学分析

用SPSS13.0软件包进行数据录入与分析;采用单因素和多因素条件logistic回归分析(单因素分析用Enter法,多因素分析用Forward(LR)法);计量资料根据不同条件采用参数检验或非参数检验;计数资料采用χ2检验,并计算OR值、OR值的95%CI和相应的P值。

2 结果

2.1 本次研究设计样本量为248对,即病例组和对照组各248人。

而实际调查了273对,复查以后得到有效问卷262对。

2.2 多因素条件logistic回归分析

在单因素分析基础上(见表2)筛选P<0.05的变量进行多因素条件logistic回归分析。表3可见:脊柱负荷大小、调查对象的文化程度、肥胖、偏好辛辣食物、睡床硬度、居住环境是否潮湿、经常生活在一起的家庭成员数、一二级亲属中有该病的家族史是LDH的危险因素。经常在空调环境下工作、个人当前月收入未进入回归模型。

3 讨论

3.1 生物因素与LDH

随着生活水平的不断提高,BMI过高者即过度肥胖者不断增加,BOSTMAN OM[1]认为肥胖可引起下腰痛发病率升高,也是引起LDH发病率增高的原因之一。顾海伦等[2]和FANUEL[3]认为肥胖引起下腰痛可能与肥胖引起的腰部机械负荷增大有关。BAYRAMOGLU等[4]研究也表明,BMI高的腰痛患者腰背肌力减退、腰椎活动度小,其腰痛患病率较体重正常者高。有研究表明脊柱载荷增加、腰背肌力减退、腰椎活动度小是LDH的诱发因素。SIMMONS ED[5]、TAPIO[6]和BATTLE等[7]认为椎间盘退变74%的病因可以用遗传因素来解释,同时他们还认为脊椎退变及其它结构的改变与基因和环境因素有关,腰椎间盘结缔组织结构的退变程度在一定程度上受基因因素的影响,但仍需进一步研究。本研究结果也显示,多因素分析结果表明,肥胖(OR=2.090)、一二级亲属中有该病的家族史(OR=2.349)是LDH的危险因素。

3.2 生活方式与LDH

偏好辛辣食物、睡床硬度、居住环境是否潮湿及经常在空调环境下工作等生活方式可能与LDH的发生有关。多因素分析结果表明,偏好辛辣食物(OR=2.690)、睡床越软(OR=1.610)、居住环境潮湿(OR=2.351)是LDH的危险因素。本研究认为辛辣食物中的辣椒油可能使腰背肌肉产生痉挛,导致腰椎间盘压力升高,或者是辛辣食物中的某种物质加速了腰椎间盘的退行性改变,但目前为止还未见相关的文献报道,有待进一步研究。平卧硬板床,能保持胸腰的脊柱伸直,可减低椎间盘的压力,腰部制动解除了肌肉收缩力与椎间各韧带紧张力对椎间盘所造成的挤压,使损伤纤维环得以修复、突出髓核回纳、椎间盘高度得到一定程度恢复,同时有利于椎间盘对营养的吸收和腰背肌肉的放松[8,9]。居住环境潮湿,或长期在低温的空调下工作,腰府失护,邪毒乘虚而入,造成经脉受阻,气血运行不畅,风寒湿的侵扰,可使机体免疫功能降低,小血管收缩和肌肉痉挛,引起腰腿痛。腰背肌肉持续性痉挛,可导致椎间盘内压力升高,诱发LDH。

3.3 脊柱负荷大小与LDH

青岛医学院附属医院209例LDH患者中,从事重体力劳动者占83.25%[10];瑞典统计资料显示,53%轻体力劳动者有腰痛,而中体力劳动者为64%,患腰痛者有35%发展为腰椎间盘突出[11]。本研究显示,经常处于负重状态的人,负荷越重,腰椎间盘突出的危险性就越大(OR=2.885)。一般认为腰椎间盘退行性病变是腰椎间盘突出的基本病因,虽然腰椎间盘的退变是必然的,但是LDH不是必然的,是多因素共同作用的结果。LDH的发生发展除了增龄性退变以外,退变的速度和程度必定受到脊柱负荷的大小的影响。负荷越大,越容易使腰肌疲劳,从而加速腰椎间盘的退行性改变。脊柱负荷越大,LDH的发病率就越高。

3.4 社会心理因素与LDH

文化程度越高,越容易导致LDH的发生(OR=1.935);经常生活在一起的家庭成员越少,LDH发生的危险性就越大(OR=2.488)。文化层次越高的人,所从事的工作大部分是脑力劳动。随着社会的进步,很多工作都由计算机来完成,现代的知识分子绝大多数的工作依赖于电脑,在电脑前工作的时间越来越长,所处的姿势也比较单一。有研究表明,以往好发于中老年体力劳动者身上的LDH如今竟袭向写字楼。一些长期坐办公室从事高强度工作的年轻白领因为腰酸背痛和腰椎间盘突出而频频到医院诊治。学生、长期从事电脑工作者也是腰间盘突出症的多发人群。家庭成员越少,个人劳动量及劳动负荷都相对增加,其与腰椎间盘退变程度成正相关[12]。

本次研究表明,LDH的发生与生物因素、生活方式、脊柱负荷大小和社会心理因素等多个因素有关。我们应当注意保持正常的体重,少吃辛辣的食物,保持睡床的硬度;长期坐办公室人员要保持坐姿正确,每1~2 h起身活动腰背,避免因一种姿势维持时间过长;应不定时的改变体位,以调节腰椎间盘内压,改善局部血循环,增加腰椎稳定性[13];日常生活或劳动中避免某些弯腰运动和不良姿势。弯腰工作时,用力要均匀,避免突然用猛力,以防腰部损伤;同时要注意保暖防寒,加强腰肌锻炼[14,15]。因此,要大力开展健康教育,提高人们的自我保护意识,这样就可以在一定程度上预防和控制LDH的发生。

摘要：目的探讨腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)的危险因素。方法采用1∶1配对病例对照研究方法,匹配条件为:性别、民族、地区、职业及年龄(±3岁)对LDH的危险因素进行研究,用自行设计的调查问卷采用面对面询问的方法收集资料,危险因素分析采用单因素和多因素条件logistic回归分析。结果在262对调查对象中,多因素分析发现脊柱负荷越大,LDH发生的危险性就越大(OR=2.885);调查对象的文化程度高(OR=1.935)、肥胖(OR=2.090)、偏好辛辣食物(OR=2.690)、睡床越软(OR=1.610)、居住环境潮湿(OR=2.351)、经常生活在一起的家庭成员数越少(OR=2.488)、一二级亲属中有该病的家族史(OR=2.349)都是LDH的危险因素。结论LDH的发生与生物因素、生活方式、脊柱负荷大小和社会心理因素等多个因素有关,应采取针对性的综合干预措施来控制和预防该病的发生。

突出危险工作面 第7篇

瓦斯涌出动态变化特征指标主要反映了突出因素中的瓦斯和煤的物理力学性质两大因素。采掘工作面瓦斯涌出主要来自于落煤瓦斯涌出和新暴露煤壁瓦斯涌出, 当采掘工作面前方瓦斯或者煤体结构出现异常, 势必导致瓦斯涌出异常, 比如瓦斯涌出的忽大忽小, 这些异常的出现可以通过瓦斯监控系统的监控数据和监控曲线反映出来。因此, 可以对瓦斯动力灾害前后监控系统所监控的数据及曲线进行分析, 寻找瓦斯涌出动态特征指标或其动态变化与瓦斯动力灾害之间的关联, 来预测工作面前方的突出危险性。

1 试验工作面概况

11011综采工作面是新义煤矿首采面, 位于新义井田中部, 11采区西部, 西以白墙村保护煤柱为界, 东与11021工作面相邻, 上为新安井田边界煤柱, 下为东翼回风大巷保护煤柱。

11011工作面标高-230～-300 m, 埋深670～722 m。主采煤层为二1煤层, 煤厚0.1～15 m, 平均厚4.71 m, 采高2.5 m, 煤层倾角4°～16°, 煤层直接顶为泥岩、砂质泥岩, 夹少量碳质泥岩, 厚度1.52～4.96 m, 直接底为泥岩、砂质泥岩, 厚度11.3～16.74 m。

11011工作面轨道顺槽设计长度为790 m, 胶带顺槽设计长度为755 m, 工作面切眼长度设计为120 m。采煤方法采用倾斜长壁后退式采煤方法, 全部陷落法管理顶板。

2 应用瓦斯涌出特征实施煤与瓦斯突出预报的机理

在未受到采掘活动影响时, 瓦斯直观地表现为瓦斯压力和瓦斯含量, 以吸附和游离状态存在于煤体中;当受采动影响或其它因素作用时, 则表现为瓦斯正常涌出或突然喷出, 吸附瓦斯转变为游离瓦斯。煤与瓦斯突出离不开瓦斯的参与, 没有瓦斯参与的动力现象, 只能称为地压显现 (如冒落、抽芯、片帮、冲击地压等) 。瓦斯地质理论和实践证明, 瓦斯压力和瓦斯含量在煤体中的赋存是不均匀的, 主要受煤体的非均质性、原生和次生地质构造破坏、埋藏深度以及外来物体侵入等因素影响[1,2]。正是由于瓦斯分布的不均匀性, 才导致瓦斯突出和突出的不均匀分布, 而突出一般发生在瓦斯富集区。相反, 如果煤体内瓦斯分布均匀, 则存在两种可能:普遍突出, 如高瓦斯压力、高瓦斯含量煤层;普遍不突出, 如低瓦斯压力、低瓦斯含量煤层。

3 综采工作面瓦斯涌出特征

综采工作面的瓦斯涌出分为两个部分:一部分来自于开采层, 包括煤壁和采落煤体中涌出的瓦斯;另一部分来自于受采动影响的邻近层与围岩。该煤层瓦斯涌出量受落煤工艺影响很大, 与平均瓦斯涌出量相比, 一般情况下, 放炮落煤时的瓦斯涌出量为1.4～2.0倍, 采煤机割煤时的瓦斯涌出量为1.3～1.6倍。邻近层瓦斯涌出量取决于邻近层的原始瓦斯含量、距开采层的距离、顶板管理方法和工作面推进速度等。综采工作面的瓦斯涌出与炮采工作面的瓦斯涌出也不太相同, 下面从3个方面对综采工作面和炮采工作面的瓦斯涌出特征进行对比分析[3,4,5]。

(1) 与炮采工作面相比, 综采面绝对瓦斯涌出量增大。对于移动煤壁, 其瓦斯涌出量与煤壁的移动速度有关。与炮采工艺相比, 综采工艺具有较快的推进速度, 煤壁平均暴露时间大大缩短, 其瓦斯涌出相对处于涌出的初始阶段, 涌出强度较大。

(2) 与炮采工作面相比, 相对瓦斯涌出量减少。综采面掘进速度快, 落煤与运煤基本上是流水线, 加之机械落煤的粒度分布均匀, 赋存于煤层中的瓦斯其游离部分随割下来落煤而释放出来, 而存在于落煤中的吸附瓦斯未待充分解吸则随着运输机被运出工作面。这样综采工艺与炮采工艺相比, 落煤量增加的幅度要大于其瓦斯涌出量增大的幅度, 因而其相对瓦斯涌出量反而降低。

(3) 综采工作面瓦斯涌出的不均匀性相对减小, 并且瓦斯涌出的不均匀性和工艺过程密切相关。综采工作面综采工序有明显的连续性, 瓦斯涌出量尽管有波动, 但与炮采工作面相比, 不均匀性相对下降。这是由于在炮采工作面爆破落煤是一次完成的, 造成了瓦斯涌出量在短时间内急剧增大, 但随着爆破落煤的完成, 瓦斯涌出衰减很快, 从而在炮采工作面表现出瓦斯涌出量大起大落的现象。而在综采工作面, 综采机均匀地、连续不断地将煤壁上的煤炭破碎采落, 单位时间内落煤量较炮采工艺均匀, 因而瓦斯涌出也较炮采平稳。

4 11011综采工作面瓦斯涌出特征分析

此处综采工作面的瓦斯涌出特征分析, 主要采用工作面回风瓦斯体积分数最大值、均值和瓦斯涌出量3个指标。11011综采工作面的回风瓦斯体积分数及涌出量对比曲线图如图1所示, 主要对2010年3月1日-6月15日的工作面瓦斯涌出监控数据进行了分析。由图1可知, 工作面回风瓦斯体积分数最大值在0.31%～0.69%之间, 基本在0.5%左右波动, 均值在0.29%～0.64%之间, 基本在0.43%左右波动;在物探异常区、灾害易发区, 瓦斯体积分数高于其他区域, 主要在0.6%左右波动。而11011工作面煤层透气性差, 工作面风排瓦斯涌出量在4.7～10.6 m3/min之间变化, 且变化趋势比瓦斯体积分数的变化趋势明显, 更能体现出物探异常区、灾害易发区与其他区域的不同, 涌出量在7.5～10.6 m3/min, 明显高于其他区域的整体变化。

与工作面常规预测指标钻孔瓦斯涌出初速度q值对比看出, 在工作面预测超标的情况下, 回风瓦斯体积分数值有一定的变化趋势, 但是由于体积分数值水平较低且波动强, 对应关系不易明显区分。而对应于瓦斯涌出量时可以发现, 瓦斯涌出量都在8 m3/min以上变化, 且与常规预测指标钻孔瓦斯涌出初速度q值有良好的对应关系。

与工作面出现的异常情况对比发现, 主要在6月份的瓦斯涌出量大影响割煤的异常现象, 瓦斯涌出量的变化趋势明显优于工作面瓦斯体积分数的变化, 瓦斯体积分数最大值在0.47%～0.69%之间起伏波动, 风排瓦斯涌出量则90%以上持续在8 m3/min以上变化。

综合以上分析, 可以看出, 利用风排瓦斯涌出量指标更能反映回采工作面的瓦斯情况, 其变化趋势及敏感性优于瓦斯体积分数值。

5 11011综采工作面瓦斯涌出特征指标临界值初值确定

为了确定工作面的瓦斯涌出临界值, 进一步对这一监测时间内的风排瓦斯涌出量进行统计, 统计结果如表1所示。

由表1中的统计可以看出, 当风排瓦斯涌出量在7.5 m3/min以上时, 工作面多次出现预测超标、瓦斯异常涌出等现象。因此, 初步将11011回采工作面的瓦斯涌出量指标临界值初值确定为: (1) 当风排瓦斯涌出量≥7.5 m3/min时, 工作面具有突出危险性; (2) 当风排瓦斯涌出量<7.5 m3/min时, 工作面无突出危险性。

6 利用选取的瓦斯涌出特征临界指标进行扩大性试验

根据表1中所定的风排瓦斯涌出量临界值初值, 开展指标的扩大性试验, 历时1个月。期间, 进行5次工作面常规预测循环均未出现常规超标现象;但是出现几次瓦斯大、影响割煤的情况, 都处于物探异常区和灾害易发区内, 且风排瓦斯涌出量均在7.5 m3/min以上。如图2所示, 当风排瓦斯涌出量<7.5 m3/min时, 工作面未发生任何异常情况, 综合表明了指标临界值区间划分的合理性。

7 瓦斯涌出敏感指标及临界值确定

通过第一阶段的考察阶段和第二阶段的扩大性试验阶段, 历时5个月, 跟踪工作面约118 m, 工作面常规预测循环21个。特别是经过第二阶段的扩大性应用验证, 表明确定的瓦斯涌出量敏感指标及临界值是安全、经济的, 符合11011综采面的回采实际情况, 并最终确定如下的敏感指标及临界值, 如表2所示。

8 结语

通过对综采面回风瓦斯体积分数最大值、均值和瓦斯涌出量3个瓦斯涌出特征指标分析, 得出了11011工作面主要敏感指标为风排瓦斯涌出量, 且当风排瓦斯涌出量≥7.5 m3/min时, 工作面有突出危险性;当风排瓦斯涌出量<7.5 m3/min时, 工作面无突出危险性;这种通过对瓦斯监控系统的监控数据和监控曲线进行分析来预测工作面的突出危险性或异常现象的技术, 是通过寻找瓦斯涌出动态特征指标或其动态变化与瓦斯动力灾害之间的关联、来预测工作面前方突出危险性的。这种方法简单、便捷而高效, 可以较好地预测工作面突出危险性或异常现象。

参考文献

[1]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概论[M].北京:煤灰工业出版社, 1990

[2]张子敏.瓦斯地质规律与瓦斯预测[M].北京:煤炭工业出版社, 2005

[3]谢生荣, 赵耀江.综采工作面的瓦斯涌出规律及涌出量的预测[J].太原理工大学学报, 2005, (5)

[4]李开学, 王琳, 王广宏.综采工作面瓦斯涌出规律分析[J].矿业安全与环保, 2010, (4)

突出危险工作面 第8篇

新集二矿位于淮南复向斜谢桥向斜南翼, 颍凤区阜凤推覆构造中段, 构造线方向近东西。9煤层结构较复杂, 通常含有1~2层夹矸, 夹矸总厚平均达到1.0m, 而煤层平均总厚在0.9~1.4m。经采样化验煤层的发热量低, 灰份最高达58.75%, 大多超出40%的计算标准, 且煤层赋存极不稳定。11-2煤层:黑色, 碎块状, 部分为块状;全层厚度2.29~4.84m, 平均3.64m, 采用厚度1.9~4.5m, 平均2.8m;煤层厚度变异系数20%。

2 9煤、11-2煤瓦斯基础参数测定

2.1 煤层原始瓦斯压力 (P)

煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象, 影响因素很多, 但毫无疑问瓦斯压力是导致突出的基本因素之一。煤与瓦斯突出的发生所需的瓦斯压力具有临界值, 临界瓦斯压力值是突出的必要条件, 但决非充要条件。《防治煤与瓦斯突出规定》将我国煤层发生煤与瓦斯突出的临界瓦斯压力值确定为0.74MPa。

2.2 钻孔瓦斯流量测定方法

钻孔瓦斯流量测定采用目前通行的方法, 即利用煤层瓦斯压力测定钻孔, 在钻孔施工完成后, 立即测定其钻孔的自然瓦斯涌出量, 封孔前后继续测定, 测压完成后卸下压力表后再次测定其随时间的变化关系。

2.3 煤的破坏类型

煤的破坏类型是指煤体结构受构造应力作用后, 由于其破坏程度不同, 煤的物理、力学性质和特征也不同, 而形成不同的类别。煤的物理、力学性质特征包括以下方面:煤的光泽、煤的构造与构造特征、煤的节理性质、煤的节理面性质、煤的断口性质, 煤的强度。依据以上性质和特征将煤划分为五种类型:Ⅰ类:非破坏类, Ⅱ类:破坏类, Ⅲ类:强烈破坏煤, Ⅳ类:粉碎类, Ⅴ类:全粉煤。实践证明, 煤的破坏程度越严重, 其突出危险性也越大。依据《防治煤与瓦斯突出细则》规定, Ⅰ、Ⅱ类为非突出煤层, Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类为突出煤层。应该指出的是, 在确定突出煤层和非突出煤层时, 必须和其它单项指标一起共同考虑。

2.4 煤层坚固性系数 (f)

煤层坚固性系数间接地反映了煤体强度, 煤体强度越大, 坚固性系数亦越大, 煤层发生煤与瓦斯突出的潜在可能性就越小。因此, 《防治煤与瓦斯突出规定》将煤层坚固性系数纳入煤与瓦斯突出细则单项指标之一, 并规定其临界指标值为0.5, 当f>0.5时, 煤层发生突出危险性很小;只有当f<0.5时, 煤层才具有发生突出的潜在危险性, 但是否会发生突出, 还取决于其它影响因素。煤的坚固性系数f是表示煤抵抗外力破坏能力大小的一个综合性指标。它是由煤的物理力学性质 (主要是强度、硬度、脆性) 所决定。

2.5 瓦斯放散初速度指标 (ΔP)

瓦斯放散初速度是预测煤层突出危险性的单项指标之一。《防治煤与瓦斯突出规定》确定的发生煤于瓦斯突出的瓦斯放散初速度临界值为ΔP=10。当ΔP<10时, 煤层发生突出的危险性较小;当ΔP≥10时, 煤层才具有发生突出的潜在危险性。煤层软分层的煤的瓦斯放散初速度指标ΔP的物理意义:表示含有瓦斯的煤体暴露时, 放散瓦斯 (即从吸附转化为游离状态) 快慢的一个指标。ΔP的实质:是煤样在实验仪器内在0.1Mpa平衡吸附瓦斯条件下, 向固定的真空空间放散0~60S内瓦斯压力的变化值;单位为mm Hg。它表示煤的初始放散瓦斯性能, 该性能是由煤的物理、力学性质来决定的。在瓦斯含量相同的条件下, 煤的瓦斯放散初速度越大, 煤的破坏程度越严重, 越易于形成具有携带破碎能力的瓦斯流, 即越有利于突出的发生和发展。ΔP越大, 突出危险性就越大。

3 实测结果

综合以上各项参数进行分析、测定以后, 得出表1。

4 数据分析

4.1 单项指标分析

根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求, 9煤瓦斯瓦斯压力最高0.41MPa<0.74 Mpa, 坚固性系数最小0.61>0.5, 瓦斯放散初速度最高6.1<10, 现场考察煤的破坏类型Ⅰ、Ⅱ类, 各项指标均未达到突出临界值。11-2煤瓦斯瓦斯压力最高2.11MPa>0.74 Mpa, 坚固性系数最小0.51>0.5, 瓦斯放散初速度最高6.5<10, 现场考察煤的破坏类型Ⅱ类, 除瓦斯压力指标超过临界值外, 其他指标均未达到突出临界值。

4.2 瓦斯涌出量分析

根据我矿对9煤、11-2煤已采和正在开拓、回采的工作面统计表明, 9煤掘进区间瓦斯涌出量0.09-0.74m3/min, 回采工作面瓦斯涌出量0.57m3/min, 瓦斯涌出量较小。11-2煤层已经回采13个工作面, 通过回采工作面瓦斯涌出量统计可看出11-2煤回采期间最高瓦斯绝对涌出量8.73 m3/min, 相对量8.0 m3/t, 平均瓦斯绝对涌出量4.12m3/min, 相对量2.27 m3/t。通过资料分析, 调查相关技术管理人员, 确定9煤、11-2煤采掘期间瓦斯涌出量相对较小且涌出稳定, 未出现过瓦斯异常现象。

4.3 钻屑指标法预测指标分析

通过对新集二矿9煤、11-2煤掘进工作面和揭煤工作面采用钻屑指标法测定的预测指标分析可看出, 9煤2916风巷 (标高-571m) 最高钻屑量为Smax为4.9kg/m, 解析值最高110pa。2916机巷 (标高-603m) 最高钻屑量为Smax为5.7kg/m, 瓦斯解析值最高120pa。-750轨道石门揭9煤工作面测定最高瓦斯解析值80pa。均小于《防治煤与瓦斯规定》要求的临界值。11-2煤-750强力皮带上山揭11-2煤测定最高瓦斯解析值120pa, -750回风石门揭11-2煤测定最高瓦斯解析值110pa, 小于临界指标。资料查验表明钻屑指标法测定9煤、11-2煤层工作面均无突出危险。

5 突出危险性评价

9 煤:

通过对9煤四项指标、瓦斯涌出量、钻屑指标法预测数据分析考察, 各项指标均未达到《防治煤与瓦斯突出规定》要求的临界指标, 同时通过原始资料分析、相关技术管理人员的走访调查, 可知9煤在采掘过程中未出现过喷孔、顶钻、瓦斯异常或其他动力现象。基于上述, 根据《防治煤与瓦斯突出规定》“全部指标均达到或超过临界值的, 确定为突出煤层的规定”要求, 预测新集二矿井田地勘线1~013线之间-750m标高以上9煤属非突出煤层。

11-2煤:

尽管该矿11-2煤层瓦斯压力最大2.11MPa, 但其它综合指标均小于临界指标。采掘面瓦斯涌出量相对较小且涌出稳定, 以及石门揭煤钻屑指标法预测数据分析考察, 各项指标均未达到《防治煤与瓦斯突出规定》要求的临界指标, 同时通过原始资料分析、相关技术管理人员的走访调查, 可知11-2煤在采掘过程中未出现过喷孔、顶钻、瓦斯异常或其他动力现象。按《防治煤与瓦斯突出规定》“全部指标均达到或超过临界值的, 确定为突出煤层的规定”要求, 预测新集二矿井田地勘线1～013线之间-750m标高以上11-2煤属非突出煤层。

参考文献

[1]中华人民共和国煤炭工业部.防治煤与瓦斯突出细则[M].北京:煤炭工业出版社, 1995.

[2]国家安全生产监督管理总局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社, 1992.