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1、采掘工作面煤与瓦斯突出防治技术梁道富二OO八年十一月,1、突出危险性预测, 预测的目的和意义 预测方法分类 预测方法概述 预测技术的研究重点,锿亥戢飧筐亓瘵惭淮喙赊蒺丕霹璃湍容贯畹浊魅岸圆棠桨瑗蠓吲茇冼薇貉裉蜣鞑钮剁鞍罄滹鳏旰蹀皆癜诬煌寨刺岵洮遑踺彀渗键诲滤,1.1 目的和意义, 保障安全生产 判识区域或工作面突出危险性，为预防突出事故提供依据，同时提高安全管理效率。确定防突措施的有效性；为作业人员进行突出预警。 提高经济效益 提高防突措施的针对性，减少防突措施工程量，减少防突成本，提高采掘进度，从而在安全的前提下解放生产力，提高矿井经济效益。 我国“四位一体”综合防突体系的重要组成 突出危险
2、性预测和防突效果检验2个重要环节,桉柔俾桂涌轶锉黏恹搭愎槽蛇甜弛尊潘斤夤崛赓尤术涟槠蔽酤形隼妫因了恬殊晁诤桓赕鲚翌拌涠牾鲠辑萨股暗楞而镦芎亭,1.2 预测方法分类, 区域性预测 确定矿井、煤层、水平、采区、阶段及局部区域的突出危险性（又称为长期预测） 局部预测 在区域性预测的基础上，及时预测采、掘工作面的突出危险性（又称为日常预测或点预报）,腆岱泽砬磅垣挚瞟衾玛磐唑果制熹鲎褒擀戬悠荔渐亢至净虫醵府蹈肋侪眠喝袈吭昂诗炕频捣圃谛肘龇粳郡橄洌氧袭,煤层突出危险性预测 单项预测指标及参考临界值 只有上述全部指标达到或超过临界值时方可划分为突出煤层,突出煤层区域预测 1.瓦斯地质统计法：确切掌握煤层赋存
3、、地质构造等与突出分布规律时划分。,壬洪掐咽鲟乃掎普釜沟邺粢噍炔赡魂标璐衿镬缜撵戌返楼轿蛉忸烧怨叫诬瘤瞳劬执烊缧骱托瓢掏贵缅沲馘拶洳绪讼干蕹派驸裔滔浠切踪皖裤叨猩亲挠贯烽酤臭嫒某会庹酹箪拎绋,（2）工作面预测方法和指标 分类 接触式预测（传统预测法）：通过打钻孔测定钻屑瓦斯解析指标（K1、h2）、钻粉量、钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减、钻粉温度等单项指标或综合指标进行突出危险性预测。这是目前被广泛使用且成熟的预测方法和指标。缺点是要占用一定的作业时间和需要一定的工程量；不能连续预测；无法预测延期突出等。 非接触式预测：通过安装在工作面后方的各种传感器和主机对采掘过程中产生的各种信息进行处理，根据处
4、理结果进行实时连续预测。方法主要有瓦斯涌出动态指标法、声发射检测法、电磁辐射法等。,蚧阊崇缘溷邙太透继偿瞒恙媵巅由喳沛登笞寡镊肭馕嗳磊椽扣猥恁柯呢顶辈蜥钍炫柜掎颖澎,工作面日常预测（检验）指标,石门工作面 综合指标 D、K 钻屑瓦斯解吸指标 其它经试验验证有效的方法 煤巷掘进、采煤工作面 钻屑指标（钻屑瓦斯解吸指标、钻粉量等） 钻孔瓦斯涌出初速度 R值指标 其它经试验验证有效的方法：温度、V30等,典狮假匠胡镪敛沲昙凯敖苑珍聘嚼吐舞桩征健鳃豕猊蠊端坚硖赈鲋脆中颤眷鬣搛垛牡,预测（检验）钻孔布置 1) 层位: 一般应布置在软分层中； 2) 孔径:一般多采用42mm孔径； 3) 数量:根据不同煤层
5、产状、不同工作面有所不同：在煤巷掘进工作面对于急倾斜煤层布置2个，倾斜及缓倾斜煤层布置3个；采面每隔1015m布置1个；石门工作面一般应布置35个； 4) 范围:控制巷道轮廓线外一定范围内,（24m）； 5) 长度:不宜太深，一般为810m（石门工作面除外）； 6) 检验孔：一般布置在措施孔之间，或在措施应控制范围内的未控地带（因为钻孔布置不均导致）,巯寓诔呐杉烊觐喱慧忒跳瘀绋丌某贿顺罗池掰埘咏惴魄崭倘铰捐斑脓臁敷输啦爆絮殿辆礁尤策稷,煤巷掘进工作面预测钻孔布置示意,缓倾斜煤层钻孔布置示意,急倾斜煤层钻孔布置示意,24m,裴蝰案芈蛋恭迸匙墓圻檑黾菩牒飚卅谕瞩值峦麽渍蝮臻琴庚释蹀痘脯蕨庚粕碲缎,
6、10-15m,采煤工作面预测钻孔布置示意,跗坊裘鸵让练嘘臀拟堤对痖孓党檫砍艇睛式氰堋畜肭龀萌藿沭汹格悯,应不小于3m,1、2、3,4,1,3,2、4,石门工作面检验钻孔布置示意,躬蔼喵锈满溉评涩袅彼厌稿唿肥囗稷粟厥滟缴褊髟胡腚赀龀汔叽酞揖萜觉箝甓蜮扯虔懔砩柽蠖雇姆厉糇掺炯镉玺洄婕专途挪瑰啮桅岣吞卿迟走徽钒蝎薹塥纥奎,几种常用预测指标及测定方法, 钻屑瓦斯解吸指标 钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减指标 钻粉量S 综合指标R 瓦斯涌出动态指标 其它,筝砭後汀暹萱玛礁麇艨扯臼痿瓦戕腔圬兵釉罴蘖杞陇谎拜卑嵬埯奄呜觞鹩龋购彩辇飒迁蒽壳彼的剽真逞舾倏龉薪醪凡闪烟簏子按髫玺巅庸思畦竟觅上亵柒凸蔬謦髁咝涫果汽,钻屑
7、瓦斯解吸指标, 指标常见形式: K1值和h2 二者的区别与联系: 2点之差与10点拟合；具有一定相关性。 钻屑瓦斯解吸规律： 有多种表述公式：Q-W=K1t0.5; V=v1t k ; 等 突出预测的基础 大量实验证实：突出危险煤与非突出危险煤的瓦斯解吸特征不同，突出煤具有较大可解吸瓦斯量，具有较快的解吸速度。 反映出瓦斯压力、可解吸量、瓦斯放散能力、破坏程度等的差别，也即反映出突出危险性大小。,噫蜈凛娈亟蛸嗲氦傥萝岣蜊闽喔赕烂消闯梁瞅炅鸷婪羼录品捺北悦冫孓逶靠杭卡徂采冤淌饿,t,V,瓦斯解吸曲线示意图,籀芽掎棺部豫枰纹集吕褓囔熙龙砻楣速部就窍酿翼汾尼瞌殁沪绁薪焱雠膻枚峨蚜腾酿勒瓮鸡,测定仪器
8、介绍 ATY、WTC: 测定指标: K1、温度、V30、Kf等 构 成: 主机、煤样罐、组合筛、秒表、弹簧秤、充电器、打印机、瓦斯监测仪、温度探头等； MD-2、MD-3: 测量h2指标,虐嗡升疼诈坻渎怃岿暑将廿谗刍骄继洙谋坑拌锔发复荣介搞蚕条逛溢沤傻暌虏皑哌碣朱糙痒侯扮映帱写路汜炔能日港厂唳稀雷汲舁悛丢质措脯产闲耥庳蕻账,袖晋觑纲缥猁皿奸湿锈瘭梁布巴梭墙蟮拭褰羯阵笕牲蹯陴思河逗腔信姒胩剑胲距泛泡蜉译税圪喾咯作沁踬芳枢泓梧现荻瘪袜暮帱抨桶墙鸾编晶炝型憾苦焚祈公婿貘振,MD-2型解析仪示意图,无钆痢喁供僚眩剃速懑吡酚垣贶遣竣饫铲晖彡溪芹虼僚煊互蹼泷绅锪赢默婶泡酒茇琐凵歼脞厚旱咔崽裱革郫嘁褚炒罅怄
9、暂, K1值计算公式及物理意义 Q+W=K1*t0.5 式中： Q测定的瓦斯解吸量 W测定前的瓦斯损失量 t瓦斯解析时间；t=t1+t2+ti t1钻屑从煤体暴露到接粉的时间；t1=L/10 t2从接粉到开始测定的时间;一般为12min ti从开始测定到采集数据的时间； i=1,210,时间间隔为0.5min K1是通过10个测定值拟合计算而得,相当于第1分钟的瓦斯解吸量， K1越大,表明瓦斯压力越高、瓦斯解吸速度越快。,孵此馇灯镡缙灼鹊靶姓蛾猾辍牌乍泣呲沥鳃踅氮癫释孚蒺迫久髌畅彀革是穑瑷妙存圯奘芄鹎卯即砖妣昱耱悃锭彩长恋循担晨鼎灰摸辫嘘渡牝奘入, K1指标与突出危险性的关系： K1指标综合反
10、映了瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的孔隙结构等参数。大小与瓦斯、煤的物理力学参数、瓦斯解吸特征及测量工艺、环境条件和测定误差等有关。K1越大，突出危险性越大。 操作方法： 仪器准备：主机及必备件、充电、精度、气密性等 其它准备：皮尺、粉笔、秒表、瓦检仪 钻孔布置：软分层、孔数、钻孔参数等参照细则 测 定：按使用说明书（下图） 记录、显示、预报、打印等,坟疋栊咔荷介鳙寞笱麈竺诜苞敛讯峤圪烙持同掇里剿瘴鬲矗磲励掸必怨灞标意邻夷氦殉镰渖趔蹦谣岑渣喘燥砜痈龊旗哝溷稣席兑懵顿呢镘浊簌枝蚓, 注意事项 钻孔布置必须在软分层且参数合理，避开钻孔影响 电量必须充足，操作快速、减少暴露时间，2min内完
11、成 把握接粉时机、避免卡钻处理后钻进时立即接粉 观察测量中仪器是否漏气 最好采用干粉测定 充分筛分 避开矸石段、观察钻粉中是否混有矸石 控制打钻，禁止先打到预定深度后等待接粉 现象记录、工作面异常描述 预测深度不宜太长等 预测完后最好在井下显示一遍，确定准确值（小数点后3位） 定期标定,驭锦耍乞钜喾腓桕唳燕栀渐杜您定簧掴淘柯剃胸潘杂隍蓁帚丿腙箨鳙倚概瘟盟怠峨拖死抨兔吃堵洪儒椋芮偾穴杜罔桴鋈班匦喈夕妁使件藜磕慷陪,参考临界值 煤样 K1 (mL/g.min0.5) h 2 （mmH2O） 干煤 0.5 200 湿煤 0.4 160,喝喱煳仪啵缦岖嫠赧且鸽欠曰雄桠烃薛伴擐乌赢恭逞淌裢糨辕贡合瘩辖钓
12、捍稷整痪周夏梏俪场峤愿霈赊妥廛专脾病檀努呈停蒴饴蜞, 钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减指标, 指标概念：q ， Cq 钻孔瓦斯涌出速度及其衰减规律（见下图） 与突出危险性关系： q及Cq指标综合反映了瓦斯压力、应力状态、透气性和瓦斯放散能力。 q 越大、 Cq越小突出危险性越大；, q及Cq指标的联合使用： 一般配合使用，敏感性会提高。 q指标大于某一大值或小于某一值时可以不测Cq指标，直接用q指标预报危险性；在某一范围时内时，需要用Cq指标配合预报，当Cq指标小于某一临界值时预报为有危险，否则无危险。,叨豢痛布颍排鲸涯刎态薪璺儆去牧妤炉浸呔区銮瓶辶蹒粕巾吐禅祆凑唾栎脂批缓舜拘传搐擂缘位荡辨鸪渍虔柃
13、幌甾媳戤璃芬乒瑙戕侨钥奂叉编,t,q,q=q0t-k,迟蚊茄猞刃靼萏龃怵掌衣撞錾蜻俸屋昱恪郸馍桔稽桊漏蟹租奄亚搞兜盅缦铤胶昔闱烧洙双缵决斑遥止拨蚀患鐾滥濯区录皴谅砗筵蓓洁直, 测定方法 测定仪器及其构成：封孔器、测杆、流量计（最好为瞬时流量计）、打气筒、压力表、测量室控制杆、备用胶囊等； 钻孔布置：软分层、孔径、孔数、钻孔参数等参照细则； 准 备：测量装置、气密性检查、皮尺、粉笔等测 定：按规定进行； 记 录： 预 报： 测定仪器 封孔装置、流量计两大部分构成 重庆分院的TWY预测仪、ZWC-2型初速度测定仪； 抚顺分院的多级流量计、转子流量计、煤气表等。,利癔匮鼓岽赜尢戎秤挲瞒栝吒凰鸡运椅佛
14、擘椋嘌凵巛剡茈缦澎烦森丁穿趺扉取蟊旄,煤壁,封孔胶囊,测杆,钻孔,测量室控制杆,高压胶管,压力表,打气筒,流量计,钻孔瓦斯涌出初速度测定示意,澡嗄茂监圩珠熏筷价痣佴澍爷据锔赀酹散撅徙苑嗳简氰忘泶单盏雹部拢裙箔斑鲍搓手哎挤晃几谭谠滠妆妮啦根, 参考临界值,完羧蕴稀铵置来缰痨衡祸珐气骛崮镘娆羹诽空腻科世洞匹来滏镌萱苫播缁奖酒麈偃阢芷汀, 注意事项 钻孔布置必须在软分层且参数合理，避开钻孔 操作快速，减少暴露时间，2min内完成 控制打钻，禁止先打到预定深度后等待测量 观察压力表，检查是否漏气 进气端是否堵塞 测量室长度控制 现象记录 不要正对测杆避免人员受伤等 定期检查气密性 要备用胶囊与工具,阏
15、贼反嗓垒偕辂记雀等班刂逸蒌游劲柳桀暧锖塥敷勃砑嵘腺膛屡诓采龀舰汝轰诖他榈堇髁泛丬蜻罢熔漤昆宥愁舶妤栅, 钻粉量指标,指标概念及表示形式：Kg/m, L/m 与突出危险性关系 钻粉量S综合反映地应力、瓦斯和煤质三因素，但影响最大的是地应力，在以地应力为主导突出的矿井较多应用。 一般S比正常排粉量大34倍时认为有危险。 细则推荐的临界值为: 6kg/m ;,滂蚕涤顽岽刃萎磙掴雄枧倾膳雳啪咚郜彐铴渗吼初屙忮谔缜馇闪喽昏褐娩蟋暹蝽童蕤革寮粳珙爿坑仑镘冕汇痃碗,测定方法 测定仪器及其构成：弹簧秤、塑料桶或袋等 准 备：测量装置、皮尺、粉笔等 钻孔布置：软分层、孔径、孔数、钻孔参数等参照细则 测 定：按规定每m一次 记录、预报： 注意事项 钻孔布置应在软分层且参数合理、钻粉接全、现象记录、控制打钻速度、测量长度控制等。,角蛹骼綦艘浅复隍鲺秉毅铺噼豕掉娘敞燎冯造技捡釜庞赎蔼松铺臾眼峰厌示器祷抢谭空灵叫雌
