第八章 煤与瓦斯突出危险性预测
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文件编号:GD/FS-4282(解决方案范本系列)煤与瓦斯突出的预测及防治措施详细版A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________煤与瓦斯突出的预测及防治措施详细版提示语:本解决方案文件适合使用于对某一问题,或行业提出的一个解决问题的具体措施,过程包含确定问题对象和影响范围,分析问题,提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,最后执行。
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1 煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律1 1 煤与瓦斯突出的机理许多国家对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视,并取得了一定成果,但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性,目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。
国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种:地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。
我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了一系列的研究,根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探讨,提出了新的见解和观点,概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。
此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作,并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。
1 2 煤与瓦斯突出的类型煤与瓦斯的突出包括:煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。
由于突出时的原动力和所表现现象的不同,煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出3种情况。
瓦斯地质学第八章煤与瓦斯突出预测第八章煤与瓦斯突出预测8.1我国煤与瓦斯突出概况8.2煤与瓦斯突出征兆8.3突出预测方法地质统计法钻屑指标法综合指标法复合指标法单项指标法R值指标法第八章煤与瓦斯突出预测8.1我国煤与瓦斯突出概况1950.4.20我国第一次煤与瓦斯突出发生于辽源矿务局富国矿西二坑。
1975.8.8我国最大一次煤与瓦斯突出发生于天府矿务局三汇一矿,突出煤岩12780吨,CH4140万m3,居世界第二位。
至2006年底,我国共发生突出15000余次,占世界突出总数40%。
我国现有各类矿井近20000处,其中,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井占矿井总数的50%以上,突出矿井大约2000个。
第八章煤与瓦斯突出预测我国煤与瓦斯突出特点:(1)“突出”矿井分布面广,在部分严重。
(2)突出分布在不同类型的煤层。
(3)“突出”矿井的始突深度不一。
(4)中小型突出占绝大多数,大、特大强度突出次数也不少。
(5)随着采深增大,非突矿井变成突出矿井,数量越来越多。
第八章煤与瓦斯突出预测(6)石门突出危险性最大。
(7)突出绝大多数分布在煤巷掘进工作面。
(8)随煤厚增加突出危险性增加。
(9)突出大多发生在地质构造带。
(10)突出前大多有预兆。
(11)突出大多有作业方式的诱导。
(12)煤体破坏程度越高,突出危险性越大。
(13)突出危险区多呈条带状分布。
第八章煤与瓦斯突出预测8.2煤与瓦斯突出预兆1.声响预兆如闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声。
2.瓦斯预兆如风流逆转瓦斯异常、瓦斯浓度互大互小、打钻喷孔、哨叫声、蜂鸣声。
3.煤体结构预兆层理紊乱、煤体干燥、煤体松软、色泽变暗无光泽、煤层产状急剧变化、煤层波状隆起、层理逆转等。
第八章煤与瓦斯突出预测4.矿压预兆支架来压、煤壁开裂、掉砸、片帮、工作面煤墙外鼓、底鼓、钻孔夹顶钻、钻孔严重变形、炮眼装不进药等。
5.其它预兆有些工作面温度降低、煤墙发凉、特殊气味等预兆。
第八章煤与瓦斯突出预测8.3突出预测瓦斯地质统计法区域预测单项指标法综合指标法瓦斯突出预测点预测综合指标法煤巷掘进工作面钻屑解吸指标法涌出初速度法石门揭煤工作面R值指标法钻屑解吸指标法采煤工作面涌出初速度法第八章煤与瓦斯突出预测8.4.1区域预测方法单项指标法相关规定预测指标煤的破坏类型ⅢⅣⅤ指标临界值瓦斯放散初速度Δp煤坚固性系数f《煤与瓦斯突出规定》第瓦斯放散初速度△p9条规定:新建矿井在可行性研究阶段,应当对矿井内瓦斯压力P采掘工程可能揭露的所有平煤的破坏类型:均厚度在0.3m以上的煤层Ⅰ类非破坏煤,Ⅱ类破坏煤,进行突出危险性评估。
煤与瓦斯突出危险性预测研究作者:生艳凤来源:《科技传播》2013年第02期摘要随着矿井深度的不断增加,煤与瓦斯突出的次数和危害也在不断地增大,而且极易引起瓦斯、煤尘爆炸和火灾等二次事故,造成大量人员伤亡和财产损失。
因此,及时对煤与瓦斯突出危险性进行预测就显得尤为重要。
关键词煤与瓦斯突出;危险性;预测中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号1674-6708(2013)83-0030-021瓦斯突出危险性参数测试1.3煤层透气性系数煤层透气性是指煤层对瓦斯流动的阻力,通常用透气性系数表示,它是煤层瓦斯流动难易程度的标志。
目前我国广泛采用中国矿业大学提出的方法来测定煤层透气性系数,这一方法是在煤层瓦斯向钻孔流动的状态属径向不稳定流动的基础上建立的。
2煤与瓦斯突出危险性预测2.1控制煤与瓦斯突出的因素2.1.1高构造应力区、压性、压扭性构造带是突出的主要地带1990年的统计资料,全国共发生煤与瓦斯突出11470余次,华南地区6900余次,占全国突出总数的60%以上,而华南地区的煤炭产量远不到全国的百分之十。
主要原因就是华南地区有着较全国其他地区更为复杂的地质条件:高构造应力,华北地区平均水平主应力为3.3MPa,华南地区为8MPa;华南地区的多数煤田是以复杂的褶皱构造和压性、压扭性断裂构造为主体,煤层变形极为强烈,“构造煤”普遍发育。
2.1.2发生煤与瓦斯突出的地点都是“构造煤”发育的地带所有发生煤与瓦斯突出的地点都发育有构造煤,“构造煤”本身就位于构造应力集中的部位,煤层强烈变形、破坏,特别是Ⅳ类煤和Ⅴ类煤,主要是韧性变形的产物。
“构造煤”较之原生结构的正常煤坚固性系数明显降低,降低了煤与瓦斯突出时所需要的能量。
2.1.3突出往往发生在小断层附近小断层落差小,当煤层顶板是透气性岩层时,有时会聚集瓦斯;断层活动造成了断层两盘应力集中分布带;断裂破坏和断盘相对运动剪切,在断层面附近的上、下盘形成较厚的“构造煤”。
五、煤与瓦斯区域突出危险性预测1、煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求,煤与瓦斯突出区域危险性预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行,也可以采用其他实验证实有效的方法。
1.1、瓦斯压力P瓦斯压力测定根据上向孔和下向孔(见图5-1-1)的不同具体实施方法如下:1、测压钻孔为上向孔(仰角)时测压孔施工步骤1.1 用Ф94mm钻头钻进穿过所测煤层顶板0.5m后撤钻,退出钻杆,进行封孔。
1.2封孔步骤:1.2.1 钻孔施工完毕:先下测压管(采用4〞铁管,前端为1.5米长的花管),下到见煤长度加2米的深度(具体操作以实际情况而定);再下4米注浆管(采用4〞铁管)。
管间连接方式采用管箍连接,并分别安装管卡与紧固锚杆锁紧,防止窜出伤人,注浆管的末端焊接成4〞的高压接头;1.2.2 测压管向孔内下到一定位置时,在测压管上加装一个Ф75mm挡板(备注:挡板焊接在测压管上,要保证不漏气。
测压管下到指定位置时,应保证挡板在距孔口8米位置处),然后继续下测压管直至达到要求深度,测压管外露200mm,并把铁管固定牢固。
然后把聚胺脂均匀搅拌后装入封孔器里,采用4〞铁管用压风吹入孔内挡板处(用将胶织袋和棉纱抵到挡板处),使聚胺脂凝固。
1.2.3 待聚胺脂凝固后,采用压风利用4〞铁管慢慢向孔内送气,把进入4〞铁管内的杂物吹出,并观察孔口内向外是否有气体流动现象,没有气体流动现象说明密封严实。
1.2.4 测压管、注浆管均外露200mm,用聚氨酯封孔使孔口固定1米。
待聚胺脂凝固后,用高压注浆泵一次性由注浆管向孔内注入水泥浆(浆液水灰比为1:3) 封堵岩层裂隙。
1.2.5 注浆完成后后24小时,待水泥砂浆凝固结实后在注浆管上装上0~2.5Mpa(或0~5Mpa)量程的压力表和水包。
2、测压钻孔为下向孔(俯角)时测压孔施工步骤2.1用Ф94mm钻头钻进穿过待测煤层底板0.5m后撤钻,退出钻杆,进行封孔。
煤与瓦斯突出的预测及防治措施煤与瓦斯突出是煤矿安全生产中最常见的一种危险,具有突然性和不可预知性。
因此,预测和防治煤与瓦斯突出具有非常重要的意义。
本文将从预测理论和防治措施两个方面进行探讨。
一、煤与瓦斯突出的预测煤与瓦斯突出是煤矿生产中最严重的危险之一,它的发生对矿工的生命安全造成了极大的威胁。
因此,预测和分析煤与瓦斯突出的发生是非常有必要的。
下面分别从理论和实际煤矿生产中进行探讨。
1、煤与瓦斯突出预测的理论基础煤与瓦斯突出是该行业生产安全难点之一,其预测只能基于理论和经验。
这里主要介绍煤与瓦斯突出的预测理论基础:(1)煤与瓦斯突出的发生原因煤与瓦斯突出是煤炭与瓦斯密度比较大的地方爆炸事故。
其发生原因主要有以下几个方面:①煤层形态:不断地开采、挖掘使煤层形态发生改变,使得煤层脆化破碎,煤层表面或裂隙中的应力集中,造成能量的积聚和释放。
②瓦斯含量:瓦斯作为煤矿中普遍存在的有毒气体,其含量和爆炸范围是导致煤与瓦斯突出的主要因素之一。
③煤层中water法按照低位发热量夹杂及方向;④煤层厚度:煤层厚度与突出较为密切的关系,煤层越厚煤岩算得热稳定性往往越不好,容易出现强烈瓦斯和煤层突出。
(2)煤与瓦斯突出的预测技术当前,煤矿对于煤与瓦斯突出的预测依赖于现代科学技术的深度开发和利用。
预测方法主要包括:①传统的煤与瓦斯突出预测技术主要包括测定地质构造及其运动状态,测定煤岩热稳定性,测定煤与瓦斯突出的风速、煤体自燃、煤粉灰、水分、粘度等指标。
②现代煤与瓦斯突出预测技术,如构造应力场、应力-应变分布、微震和变形、气体体积变化、煤岩声发射和变形等。
2、实际煤矿生产中的煤与瓦斯突出预测通过实际煤矿生产项目实践表明,采取合适的措施和手段可以预防煤与瓦斯突出的事故,大大提高煤矿生产安全。
目前煤矿生产中常用的煤与瓦斯突出预测技术有以下方面:① 采用多种技术手段建立合理的预测体系。
煤与瓦斯突出预测体系应包括多种参数,如瓦斯等级,煤层厚度等。