突出危险性预测过程中低指标突出原因

《防治煤与瓦斯突出细则》2019宣贯专题培训复习题一、填空1.《防治煤与瓦斯突出细则》（以下简称防突细则）已经国家煤矿安全监察局2019年第14次局长办公会议审议通过，自2019年10月1日起施行。

2.突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出或者经鉴定、认定有突出危险的煤层。

3.突出矿井是指在矿井开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。

4.煤矿企业主要负责人、矿长是本单位防突工作的第一责任人。

7.有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。

8.区域“四位一体”措施内容：区域突出危险性预测；区域防突措施；区域防突措施效果检验；区域验证。

9.局部“四位一体”措施内容：工作面突出危险性预测；工作面防突措施；工作面防突措施效果检验；安全防护措施。

10.突出煤层和突出矿井的鉴定工作应当由具备煤与瓦斯突出鉴定资质的机构承担。

11.除停产停建矿井和新建矿井外，矿井内根据本细则第十三条按突出煤层管理的，应当在确定按突出煤层管理之日起6个月内完成该煤层的突出危险性鉴定；否则，直接认定为突出煤层。

鉴定机构应当在接受委托之日起4个月内完成鉴定工作，并对鉴定结果负责。

12按照突出煤层管理的煤层，必须采取区域或者局部综合防突措施。

13.煤矿企业应当将突出矿井及突出煤层的鉴定或者认定结果、按照突出煤层管理的情况，及时报省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门和煤矿安全监察机构。

14.突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行，瓦斯动力现象特征基本符合煤与瓦斯突出特征或者抛出煤的吨煤瓦斯涌出量大于等于30m3（或者为本区域煤层瓦斯含量2倍以上）的，应当确定为煤与瓦斯突出，该煤层为突出煤层。

15.当全部指标均符合表1所列条件，或者钻孔施工过程中发生喷孔、顶钻等明显突出预兆的，应当鉴定为突出煤层。

否则，煤层突出危险性应当由鉴定机构结合直接法测定的原始瓦斯含量等实际情况综合分析确定，但当f≤0.3、P≥0.74MPa，或者0.3＜f≤0.5、P≥1.0MPa，或者0.5＜f≤0.8、P≥1.50MPa，或者P≥2.0MPa的，一般鉴定为突出煤层。

浅析煤与瓦斯突出的危险性评价指标体系煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力、煤岩物理力学性质等多因素综合作用的结果。

在地应力较大、瓦斯压力较高、煤体强度低和结构遭破坏层理紊乱的区域，煤和瓦斯突出危险性就越大。

因此，在井下采掘过程中，根据引起煤与瓦斯突出的主要危险性因素，选取相应的突出危险性预测指标，科学地预测开采区域煤与瓦斯突出危险性即是保证矿井安全生产的一个主要环节，也是防突措施效果检验和治理煤和瓦斯突出的前提条件。

长期以来，现场工程技术及研究人员在煤与瓦斯突出预测方面作了大量的工作，提出了种种假说和经验公式[1][6]，但由于引起煤与瓦斯突出的原因相当复杂，影响煤与瓦斯突出的相关因素很多，这些因素之间的关系也较为复杂，因此在现场应用中常常会出现预测准确性较低的情况。

本文结合煤层特性[2]，构建了煤与瓦斯突出危险性评价指标体系，为现场瓦斯治理提供参考依据。

1.物理特性煤的物理特性是决定煤层是否具有突出危险性的基本参数。

对于煤的破坏类型，由于地质构造或采动影响，同一区域内的煤层赋存形式有很大不同，我们按照不同破坏类型的煤层在该区域内所占的比例来确定其相应的突出危险程度；对于瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数的评价，可在本区域内选择若干个有代表性的煤样，通过实验室分析并与指标临界值[5]进行对照来确定其相应的突出危险程度；对于煤层瓦斯压力和瓦斯含量的评价可选择不同钻孔并测量对应的参数值，然后依据钻孔数量和指标标准值来计算其相应的突出危险程度。

1.1 煤的破坏类型煤的破坏类型指煤体受到构造应力作用后,由于其受破坏的程度不同,在物理、力学性质和特征方面产生的变化，因而形成的类别。

煤的主要物理、力学性质和特征包括以下几个方面：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、煤的断口性质以及煤的强度。

煤的破坏程度越大，发生突出的危险性也会越大。

依据以上煤的特性及防治煤与瓦斯突出细则[3]的规定，我们用煤的破坏类型来表示煤体的破坏程度大小，可将煤划分为五种类型，即非破坏煤、破坏煤、强烈破坏煤、粉碎煤和全粉煤。

第30卷第5期2021年5月中国矿业CHINA MINING MAGAZINEVol.30,No.5May2021工作面突出危险性预测敏感指标确定张玉柱12（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037）摘要：为了确定突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标，确保工作面突出危险性的精准预测，以四季春煤矿6号煤层为例，通过总结分析邻近区域及矿井6号煤层煤与瓦斯突出特征，构建了6号煤层工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准。

依据构建的工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准，结合矿井工作面预测条件和《防治煤与瓦斯突出细则》相关规定，综合考察了6号煤层工作面突出危险性预测指标钻孔瓦斯涌出初速度#）、钻屑瓦斯解析指标（K J、钻屑量（S）的敏感性，结果表明"号煤层工作面预测指标钻屑瓦斯解析指标（K J敏感性较好，能够响应煤层全部煤与瓦斯突出特征；钻屑量（S）敏感性一般，响应煤层部分煤与瓦斯突出特征；钻孔瓦斯涌出初速度（q）敏感性较差，不响应煤层煤与瓦斯突出特征。

最终确定钻屑瓦斯解析指标（K J为四季春煤矿6号煤层工作面突出危险性预测敏感指标，为突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标的确定提供了参考&关键词：工作面突出危险性预测；敏感指标；突出煤层；四季春煤矿中图分类号：TD713文献标识码：A文章编号：1004-4051（2021）05-0188-05Determination of the outburst risk prediction sensitive index of working faceZHANG Yuzhu12(1.China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research Institute,Chongqing400037,China；2StateKeyLaboratoryofGasDisasterDetecting!PreventingandE7ergencyContro l ing!Chongqing400037!China)Abstract:In order to determine the working face outburst prediction sensitive index of outburst coal seamandensuretheworkingfaceoutburstriskaccurateprediction Taking No6coal sea7of Sijichun coal7ineasanexa7plethroughsu77arizingandanalyzingthecharacteristicsofcoalandgasoutburstin No6coalsea7ofthe7ineandadjacentareasthesensitivityanalysisstandardofoutburstpredictionindexofNo6coal sea7is established Accordingtothe workingfaceofoutburstpredictionindexsensitivityanalysisstandard!co7bined with the7ine working face predict conditions and outburst prevention rules!thesensitivity of the initial velocity of borehole gas gushing(q),the analytical index of cuttings gas(K\)and thedri l ingcu t ings(S)are co7prehensively investigated The results show thatthesensitivity of dri l ingcuttings gas analysis index(K\)is good,and it is sensitive to all the coal and gas outburst characteristics ofNo6coalsea7Thesensitivityofdri l ingcu t ings(S)isgeneralrespondingtoso7ecoalandgasoutburstcharacteristics.The sensitivity of the initial velocity of borehole gas gushing(q)has poor sensitivity and doesnotrespondtothecharacteristicsofcoalandgasoutburst Fina l y thedri l ingcu t ingsgasanalysisindex(K\)is determined to be the sensitive index of outburst risk prediction of No.6coal seam working face inSijichun coal mine,which provides a reference for determining the sensitive index of outburst risk prediction.Keywords:working surface outburst risk prediction；sensitive index；outburst coal seam；Sijichun coal mine收稿日期：2020-03-09责任编辑：赵奎涛基金项目：国家“十三五”重点研发计划资助项目资助（编号：2018YFC0808001）作者简介：张玉柱（1987-）,男，硕士，助理研究员，主要从事瓦斯灾害预测及防治方面的研究工作,E-mail:442033025@。

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法工作面煤与瓦斯突出(以下简称突出)危险性预测和防突措施效果检验是突出矿井进行防突管理的两项关键工作。

目前我国大多数突出矿井，在进行突出危险性预测时所采用的预测指标及其临界值基本上都是按照《防治煤与瓦斯突出细则》所推荐的。

但是，针对不同的矿井或煤层，突出预测指标的敏感性及其临界值可能是不同的，甚至存在很大的差异。

矿井在使用中应通过现场试验，摸索和确定适合本矿煤层实际情况的突出预测指标及其临界值。

否则，可能因为指标不敏感或临界值不合适而造成预测结果的不准确，导致误判，结果发生突出事故或增加不必要的防突措施工程。

所以，确定矿井突出预测敏感指标及其临界值是防突工作中一项十分重要的内容。

1预测敏感指标的概念及确定方法突出预测敏感指标是指针对某一煤层进行突出危险性预测时，在目前技术水平条件下能够较为明显地区分突出危险和非突出危险的指标。

煤与瓦斯突出是一种复杂的瓦斯动力现象，是由地应力、瓦斯及煤的物理力学性质3种因素综合作用的结果。

理想的预测指标应是能够完全反映引发突出的3个因素，而实际上，目前常用的预测指标仅是间接和部分反映这3个突出预测因素。

对不同矿井、煤层或区域，突出的主导因索有所不同，3种因素在导致突出作用中的贡献比重有所不同。

所以，主要反映突出3因素中某1个因素或两方面因素的不同指标，其预测突出危险的敏感性会有所不同。

同时，预测指标还在一定程度上或多或少地受到现场测试条件、仪器性能、操作人员责任心等外部条件和人为因素的影响，使测定出的指标值影响因素复杂，从而影响指标的敏感性。

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突出危险性的大小明显变化;二是影响指标值大小的突出危险因素是否大于测定误差等外部条件和人为因素。

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、人员水甲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。

低指标突出问题在突出危险性预测中的分析摘要:针对矿井“低指标突出”频发的现象,从预测指标的选择和临界值的确定两个方面进行分析,建立数学模型,确定敏感指标和临界值。

为不同条件下突出矿井的敏感指标选择和临界值的确定提供一种较为简便的方法。

关键词:低指标突出预测指标指标函数临界值1 引言我国是世界上煤与瓦斯突出最为严重的国家之一,有关统计表明:我国的煤与瓦斯突出次数占到世界煤与瓦斯突出总数的37%以上[1]。

每年的煤与瓦斯瓦斯突出事故给我国造成巨大的经济损失和人员伤亡。

其中“低指标突出现象”就是长期以来一直困扰着煤矿安全工作者的一个难题。

所谓“低指标突出”就是在工作面进行突出危险性预测或防突措施效果检验后,测定的指标值没有超过指标的临界值、预报为没有突出危险性,采掘过程中却发生了煤与瓦斯突出的现象[2]。

随着我国煤矿开采深度的不断加深,矿井的突出危险性也逐渐增大,对突出危险性预测的要求也越来越高。

2 煤层突出危险性预测指标为保证安全生产,我国在防治煤与瓦斯突出方面建立了严格的管理措施,其中最主要的两个环节是突出危险性预测和防突效措施果检验。

但是由于现阶段还没有完全掌握煤与瓦斯突出机理,不能够很好的从根本上对预防煤与瓦斯突出,所以在开采一个煤层前能否准确的预测该煤层的突出危险性是井下煤与瓦斯突出的一个重要环节。

2.1 突出危险性的主要预测指标在我国,使用的煤与瓦斯突出预测指标主要有:钻屑瓦斯解吸指标K1(△h2)、钻孔瓦斯涌出初速度指标q、钻屑量指标S,另外还有由单项指标组合而成的综合指标R。

其它证实有效的方法主要有:钻屑温度、煤体温度、放炮后瓦斯涌出量等,但真正能够在各个矿上进行通用的指标还不存在。

对于突出危险性预测,《防突细则》中规定:预测煤层突出危险性的指标可用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标(△p)、煤的坚固性系数(f)和煤层瓦斯压力(p),其判断煤层突出危险性的临界值,应根据矿井的实测资料确定,如无实测资料时,可参考国家提供数据划分,只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层。