煤层突出危险性鉴定指标分析

根据在煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定工作实践中的体会,对现有矿井煤层突出危险性鉴定所用单项指标的应用情况、存在问题及突出与非突出煤层的本质区别进行了分析,初步提出煤层突出危险性鉴定指标的思路及方法,以期引起同行及主管部门关注并在今后实践中不断探索和完善。     

煤与瓦斯突出鉴定的现状及建议

介绍了煤与瓦斯突出的概念及其影响因素和突出鉴定的现状和常用的方法,并在此基础上分析了单项指标法存在的缺陷,给出了做好突出鉴定的几点建议。单项指标法不能完全反映地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质而且在测定各指标过程中容易产生较大的误差。单项指标法除了数据测量误差较大外对于低瓦斯压力高变质煤和高瓦斯压力低变质煤容易产生误判。为了确保突出鉴定的准确性,要取软分层的构造煤样在保证煤样原始水分的条件下测量坚固性系数和瓦斯放散初速度。此外,突出鉴定在采用单项指标法的基础上还要采用适合待鉴定煤层的其他鉴定指标进行综合鉴定。     

谢一矿C15煤层煤与瓦斯突出预测指标临界值的确定

通过对谢一矿C15煤层突出危险预测方法和预测指标临界值的现场试验研究,确定出谢一矿C15煤层不同地质单元煤与瓦斯突出预测指标的合理临界值。C15煤层突出预测指标合理临界值的应用,能进一步提高矿井生产能力,可为矿井的安全高效生产提供保障。     

区域预测煤层瓦斯含量指标临界值研究

为了确定煤层区域预测瓦斯含量指标临界值,采用高压吸附煤样密封罐原煤煤样瓦斯吸附—解吸平衡实验法,测试分析了瓦斯压力和含量变化规律,研究了瓦斯压力指标临界值对应的瓦斯含量。同时,现场试验考察了瓦斯含量与突出危险的关联性,确定了无明显突出预兆的瓦斯含量。结合防突规定,优选了适用的区域预测瓦斯含量指标临界值,探索了综合实验、现场考察和防突规定确定区域预测瓦斯含量指标临界值的新途径。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2,以及钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。     

李嘴孜矿A_1煤层突出预测指标敏感性及其临界值的确定

通过对李嘴孜矿A1煤层突出危险预测方法和预测指标敏感性及其临界值的考察研究,确定出了李嘴孜A1煤层煤与瓦斯突出预测指标的敏感指标及其临界值。A1煤层突出预测敏感指标及其临界值的得出,能进一步提高矿井生产能力,为矿井的安全高效生产提供保障。     

煤与瓦斯突出预测的一个新指标

煤与瓦斯突出是煤矿主要瓦斯灾害事故类型之一。目前,国内煤与瓦斯突出预测主要是根据瓦斯动力现象特征和基于煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、坚固性系数与瓦斯放散初速度的四参数法。四参数法规定,4个参数均超过各自的临界值才能定为突出煤层;瓦斯压力的临界值为0.74 MPa。但实践表明,瓦斯压力小于0.74 MPa 也曾多次发生突出。本文用可压缩流体力学的观点分析了突出机理;采用多相连续介质力学中的应力分析法建立了煤与瓦斯突出预测的一个新指标 F,并给出了有关参数的计算方法;案例分析表明,所得结果符合实际。     

平沟煤矿16~#煤层突出危险性综合评价

平沟煤矿16#煤层煤与瓦斯突出危险性评价中出现了瓦斯压力、煤的坚固性系数以及煤的破坏类型均超过《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值,而瓦斯放散初速度未达到或超过推荐的临界值,直接采用单项指标不能确定平沟煤矿16#煤层突出危险性,但在国内发生了瓦斯放散初速度未达到或超过推荐临界值而突出的案例,针对这一情况,通过工程类比和对瓦斯放散初速度进行理论研究分析计算得出其实际临界值,综合评价确定了16#煤层的突出危险性。     

屯兰矿2^#、4^#煤层区域预测突出敏感性指标研究

为了提高屯兰矿防治煤与瓦斯突出的工作效率,确定屯兰矿的区域预测突出敏感性指标及临界值是十分必要的。对屯兰矿2^#、4^#煤层进行突出模拟实验,发现2^#、4^#煤层区域预测瓦斯压力临界值分别位于0.727 MPa、0.718 MPa附近,瓦斯含量临界值分别位于7.689 m^3/t、7.564 m^3/t附近,然后利用Fisher准则判定2^#煤层区域预测临界值为瓦斯压力0.728 MPa,瓦斯含量为7.665 m^3/t;4^#煤层区域预测临界值为瓦斯压力0.716 MPa,瓦斯含量为7.731 m^3/t.最后利用朗格缪尔方程,得出2^#、4^#煤层区域预测突出敏感性指标的敏感序列均为瓦斯压力W大于瓦斯含量P.     

顾桥矿突出预测敏感指标敏感性分析

煤与瓦斯突出是一种极为复杂的动力现象,不同类型的突出具有不同的预测敏感指标及临界值,不同的煤层或者同一突出煤层的不同水平,也完全可能具有不同的预测敏感指标及临界值。分析了顾桥矿现用各项敏感指标钻屑量S、瓦斯解吸指标K1值和瓦斯涌出初速度q的本质、反应机理及影响因素,通过收集、整理、分析顾桥煤矿现用预测预报敏感指标,得出各项预测指标与矿井埋藏深度、煤层赋存、地质构造等的关系,分析各项预测指标超标原因,得到适合该矿的突出预测敏感指标,从而提高煤与瓦斯突出预测的可靠性,进而提高煤巷掘进速度。     

赵庄矿3~#煤层突出危险性预测敏感指标优选

针对赵庄矿3#煤层实际地质采矿条件,确定4种主要突出危险预测敏感指标;通过现场试验及各种指标敏感性的对比分析,得出钻屑法对赵庄3#煤层突出危险性敏感性相对较高;根据钻屑法指标预测结果实现了矿井安全掘进。     

煤与瓦斯突出危险性综合判识方法研究

针对我国现采用的煤与瓦斯突出鉴定方法不能准确判定煤层是否具有煤与瓦斯突出危险性的问题,基于煤与瓦斯突出的演化过程,建立了煤与瓦斯突出激发过程的极限平衡方程,推导出了激发突出的判据关系式,表明突出发生与否直接与煤体强度、瓦斯压力、煤层方向应力和顶板支承压力相关,并与采高、支护作用等因素间接关联。结合典型的煤层物理力学和瓦斯参数,采用现有突出危险性鉴定方法和所建立的综合判识方法分别进行计算,并利用数值模拟方法进行验证,得出的综合判识方法对煤与瓦斯突出危险性的评价更为准确。     

基于层次分析法的煤与瓦斯突出预测研究

为了对煤与瓦斯突出进行预测,采用层次分析法研究了煤与瓦斯突出预测方法,分析了煤与瓦斯突出因素,对煤与瓦斯突出瓦斯压力和瓦斯含量临界值进行了确定。建立了煤与瓦斯突出的相关指标的层次分析模型。研究得出,某矿5号煤层的煤层瓦斯压力指标临界值为0.68 MPa,5号煤层瓦斯含量指标临界值为10.8 m³/t;影响煤与瓦斯突出的指标依次为煤的破坏类型和坚固性系数、顶板强度和厚度、煤层厚度、瓦斯压力、地质构造、瓦斯含量和埋深。研究为类似条件下煤与瓦斯突出预测提供了技术支持。     

基于煤层突出特征的工作面预测指标确定

为了确定突出煤层工作面突出预测敏感指标及合理临界值,以四季春煤矿6号煤层为例,通过总结矿井及邻近区域6号煤层的煤与瓦斯突出特征,构建了6号煤层工作面突出预测指标敏感性考察标准,基于敏感性考察标准统一对比了各工作面突出预测指标比值敏感程度,确定了6号煤层敏感指标钻屑瓦斯解析指标和辅助预测指标钻屑量。采用实验室测试和历史数据拟合计算、现场考察修正、扩大应用确定三步递进式敏感指标临界值确定方法,确定了6号煤层工作面突出预测敏感指标钻屑瓦斯解析指标临界值为0.51 mL/(g·min^1/2),辅助预测指标钻屑量临界值为6 kg/m。     

基于“三率法”煤巷掘进突出预测敏感指标的确定

为确定煤层的突出危险性,在对某煤矿主采煤层掘进考察区的突出预测敏感指标考察过程中,采用"三率法"对某煤矿主采煤层掘进考察区的突出预测敏感指标及其临界值进行研究分析。研究结果为保证突出煤层掘进巷道作业的安全性提供了保障,具有很高的实用价值。     

关于突出煤层分级管理问题的探讨与思考

为有效防范和遏制我国煤矿煤与瓦斯突出事故,全面推进煤层"零突出"目标管理,通过对国内外煤与瓦斯突出分级研究成果及我国当前强化防突管理措施的调研,提出了突出煤层分级管理方案并进行深入分析和探讨,确定了突出煤层不分级、突出区域强化管理的思路。采用数理统计方法,统计分析了2000-2018年我国煤矿发生重特大突出事故所在煤层的突出危险性指标和大量实验室测试的煤层瓦斯压力和瓦斯含量数据,提出了突出煤层强化管理的分类指标及措施,进一步细化和完善了我国煤矿突出防治管理体系。     

谢桥矿突出预测敏感指标及临界值确定

为了确定谢桥矿煤与瓦斯突出敏感指标及其临界值,采用"三率"、模糊聚类分析法对其进行分析,确定其临界值。通过对其掘进工作面突出危险性预测指标的测定,得出了其敏感性的排序:S>q>K1;突出预测敏感指标:钻屑量指标S临界值为6.0 kg/m,q值临界值为4.0 L/min。     

新集二矿突出预测敏感性指标及其临界值确定

针对新集二矿历次煤与瓦斯突出特征的考察研究,分析得出新集二矿煤与瓦斯突出对反映地应力和瓦斯压力的指标较为敏感。同时采用现场实测与实验室模拟相结合的分析方法对新集二矿防突预测指标的敏感性进行了系统的分析,并确定了各预测指标的临界值。结果表明,对于区域预测,瓦斯压力指标比瓦斯含量指标要敏感;对于局部预测,6#煤层和13-1#煤层的突出敏感性为S>K1>△h2,8#煤层的突出敏感性为K1>S>△h2。