关于应用钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标判定突出危险性若干问题的讨论

<正> 钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标在掘进工作面突出危险性预测及防突措施效果检验中在现场得到了广泛的应用。白沙矿务局所属9对突出矿井,自1989年至1992年,共进行工作面预测预报及效果检验901次,其中有893次是采用钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法检验的。笔者根据白沙矿务局诸突出矿井在应用钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法进行预测预报所遇到的问题,结合现     

钻屑解吸指标(Δh2)与吸附平衡压力的关系研究

钻屑解吸指标(Δh_2)与煤与瓦斯突出的危险性紧密相关,为定量得出钻屑解吸指标(Δh_2)与吸附平衡压力的关系,采用解吸实验装置对软硬煤的解吸规律进行了定量研究。结果表明:吸附平衡压力越大,解吸量越大;同一吸附平衡压力下,软煤的瓦斯解吸量大于硬煤的瓦斯解吸量;软煤的钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)大于硬煤的钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2),钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)随着吸附平衡压力的增加而增加,钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)与吸附平衡压力满足指数函数关系,为防治煤与瓦斯突出提供了理论指导。     

钻屑指标变化规律及其在突出预测中的应用

对钻屑指标的原理进行了分析,重点研究钻屑量S和瓦斯解吸指标K1值在实际突出预测中的应用,探寻其在钻孔中的变化规律,并提出测定过程中减少误差的措施与方法.     

煤层瓦斯含量W与钻屑瓦斯解吸特征指标K_1关系的数学模型

根据钻屑瓦斯解吸量与解吸时间的关系原理和钻屑瓦斯解吸特征指标K1值测定原理,利用瓦斯损失量的计算公式,建立瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标K1值的函数关系公式。通过实测数据对公式加以优化,最终建立瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标K1值的数学关系模型,发现K1与解吸时间的函数和瓦斯含量成对数关系。利用模型能实现工作面瓦斯含量的快速测定。     

水分对卧龙湖煤矿8~#煤层钻屑瓦斯解吸指标的影响研究

为了研究水分对钻屑瓦斯解吸指标的影响规律,通过实验室注水实验,记录并分析煤样在不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标。结果表明:钻屑瓦斯解吸指标随着瓦斯吸附平衡压力的增大而增大,且与瓦斯压力呈幂函数关系;钻屑瓦斯解吸指标随着含水量的增加而降低,且水分初始增加时,对其影响较大;不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标临界值不同,现场应用时需要考虑煤层的实际水分含量,从而提高突出预测准确率。     

钻屑指标法在突出掘进工作面的应用

煤与瓦斯突出已经成为严重的矿山灾害之一,目前其常用的预测方法是钻屑指标法,而在预测过程中钻屑量和瓦斯解吸指标的测定准确度是最关键的,合理地选取一个敏感指标临界值,对防突工作很有效果。     

顺和煤矿二2煤层钻屑瓦斯解吸指标研究

为了使钻屑瓦斯解吸指标法更为有效地预测顺和煤矿二_2煤层局部工作面煤与瓦斯突出的发生,且得到最为敏感的预测指标,以钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2物理意义为研究基础,结合巴雷尔公式与瓦斯解吸量相等关系推导两钻屑瓦斯解吸指标之间的关系,并提取煤样进行实验室试验,拟合大量数据进一步提高两者的转换精度,并对其K_1与Δh_2的可靠性进行分析。得出结论:钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2呈线性关系,线性常数为0.001 6;其吸附平衡压力与所测钻屑瓦斯解吸指标值呈正相关;对于破坏类型较高的煤体,Δh_2相比K_1具有更高的敏感性和预测的准确性,因此顺和煤矿二_2煤层工作面煤与瓦斯突出的预测更适合选用钻屑瓦斯解吸指标Δh2。     

钻屑瓦斯解吸指标临界值实验研究

针对钻屑瓦斯解吸指标临界值选取不合理、现场又难以考察的问题,在实验室测试了不同压力下钻屑瓦斯解吸指标K1,测试结果表明:钻屑瓦斯解吸指标随瓦斯压力的改变呈现出幂函数式变化,最小突出瓦斯压力下,煤的坚固性系数越小,钻屑瓦斯解吸指标越大;钻屑瓦斯解吸指标临界域为[0.62,0.76]。采用"三率"法对0.6 mL/(g.min1/2)作为3#煤层瓦斯解吸指标临界值进行了验证,结果表明0.6 mL/(g.min1/2)作为3#煤层瓦斯解吸指标临界值是合理的。     

钻屑瓦斯解吸指标临界值的确定及应用

为准确界定预测突出危险性的钻屑瓦斯解吸指标临界值,基于钻屑瓦斯解吸指标物理意义的解释和实验室条件下对屯兰煤矿2号煤层煤样解吸规律的分析,阐述了钻屑瓦斯解吸指标、瓦斯解吸量与平衡压力之间的关系;综合理论计算与现场实际情况,确定了屯兰煤矿2号煤层"高压力、低含量"的突出特征及其临界突出压力,并计算获得突出危险性预测钻屑瓦斯解吸指标K1的临界值为0.18 mL/(g·min0.5),Δh2的临界值为95 Pa,现场应用表明,所确定的临界值对突出危险性的预测更为准确,能够更好地保证矿井生产安全。     

煤样重量对钻屑瓦斯解吸指标(△h_2)的影响程度研究

在现场打钻测定钻屑瓦斯解吸指标时,取得的10 g煤样中混有少量矸石或其它钻孔深度的煤样是常见现象,矸石的瓦斯解吸量与原煤的瓦斯解吸量差别很大,而混入其它钻孔深度的煤样等于瓦斯提前解吸;这两种影响因素必然会使测值变小,导致瓦斯突出危险预测结果背离实际,文章根据实验数据,分析煤样重量对钻屑瓦斯解吸指标测定准确率的影响程度,得出测定煤钻屑瓦斯解吸指标(△h2)时,合理的煤样重量的取值范围。     

李雅庄矿本煤层瓦斯预抽钻孔布置参数研究

本煤层瓦斯预抽钻孔参数设置对于矿井预抽期内实现瓦斯抽采达标至关重要,以现场实测法和数值模拟法确定封孔深度和钻孔布置间距2个指标:一方面通过实测钻屑量和钻屑瓦斯解析指标Δh2结合钻孔围岩裂隙场模拟确定封孔深度;另一方面通过模拟不同抽采时间下实现瓦斯抽采目标压力的抽采半径确定合理钻孔间距。通过开展这2项参数的研究,在提高钻孔利用率的同时大幅度提高了瓦斯单孔抽采效果,对类似矿井借鉴意义重大。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法

论述了突出预测敏感指标及其临界值的概念、判断原则和确定方法,结合大湾矿的实践,介绍了一种集历史资料统计、实验室和现场试验相结合的突出预测敏感指标及其临界值的确定过程、步骤和方法,对钻屑瓦斯解吸指标K1、钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减指标、钻粉量、炮后30 min吨煤瓦斯涌出量指标V30和综合指标R的敏感性进行了考察,并在此基础上研究和确定了K1指标和V30指标的临界值。     

大斜度井段岩屑床厚度计算模式研究

水平井、大位移井可以大幅度提高油气采收率,在油田开发中得到了广泛的应用,但该井型的水平井段尤其是大斜度井段易出现井眼清洁问题,造成卡钻等事故,从而影响机械钻速和井下安全,制约了复杂结构井技术的发展。深入研究了水平井及大位移井的大斜度井段岩屑运移规律,考虑钻柱旋转和颗粒间作用力的影响,分析岩屑受力情况,建立了环空岩屑床厚度计算程序,并进行了相关参数的敏感性分析,探究了钻井液排量、岩屑直径、流性指数、钻井液密度、钻杆偏心度、钻杆转速等对岩屑床厚度的影响。     

煤矿钻屑量与解吸指标的测定及误差分析

煤与瓦斯突出已经成为严重的矿山灾害之一,目前其常用的预测方法是钻屑指标法,而在预测过程中钻屑量和瓦斯解吸指标的测定准确度是最关键的,对预测的过程、步骤以及影响预测指标误差的因素进行了分析,并提出了一些在测定过程中应注意的事项和减少误差的措施。     

东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测指标研究

针对东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测指标研究不足的问题,采用资料收集及分析、实验室研究、现场考察等手段,收集分析了东林煤矿扭褶构造特征及历年煤与瓦斯突出情况,采用声发射技术及钻屑指标法对东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测技术进行了研究,确定了东林煤矿煤与瓦斯突出灾害预测敏感指标及其临界值,即钻屑解吸指标K1临界值为0.2 mL/（g.min1/2）,钻屑量S临界值为15 kg/m,辅助声发射能量指标临界值为20。     

距离判别分析理论在突出预测中的应用

为了更加准确的预测煤与瓦斯突出的危险性,基于距离判别分析理论,选取电磁辐射预测指标(电磁辐射强度E和脉冲数N)和常规指标R指标、钻孔瓦斯涌出初速度q及钻屑量S作为判别因子,选取演马庄矿某掘进工作面2011年4、5月日常预测数据作为训练样本,建立了工作面突出预测的距离判别分析模型。用所建立的模型对该掘进工作面待检验的6月份日常预测数据进行分析,预测结果与实际情况吻合良好,结果表明:距离判别分析模型方法简单、预测精度较单一指标有明显提高,误判率低,实现了动态预测和静态预测的有效结合,该方法在煤与瓦斯突出预测中具有较好的可行性和实用性。     

掘进工作面区域防突措施效果检验指标及临界值探讨

瓦斯解吸指标不仅能够反映煤层瓦斯压力的大小和瓦斯放散初速度的快慢,而且能够反映钻屑初始解吸量的特征。主要探讨了钻屑瓦斯解吸指标Q3、Q20/Q30在不同瓦斯压力下的解吸特征,并对掘进工作面区域防突措施效果检验指标及临界值进行了分析。