煤与瓦斯突出预测指标影响因素分析

总第１３９期　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１１．０４．０１９　

煤与瓦斯突出预测指标影响因素分析　

马军杰　

（国投河南新能开发有限公司王行庄煤矿，河南郑州４５１１００）　

摘要：煤与瓦斯突出预测指标值是突出矿井预测预报煤与瓦斯突出的重要指标，同时也是制定防治煤与　瓦斯突出措施的重要依据，其可靠性和准确性直接影响到突出矿井的生产安全。突出预测指标直接反映　了煤层地应力、瓦斯压力、煤的力学性质三者综合作用的结果，是分析突出主导因素的主要依据。针对煤　巷掘进工作面煤与瓦斯突出预测指标值现场测定操作过程中存在的问题，指出了影响突出预测指标值的　关键因素，分析了影响其准确性和可靠性的原因，指出了减小其影响因素的方法，为今后现场测定预测指　标值提供了参考。　关键词：煤与瓦斯突出；预测指标；影响因素　

中图分类号：ＴＤ７１２　。５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８（２０１１）０４—００４６—０２　

煤与瓦斯突出是煤层地应力、瓦斯压力、煤的力　

学性质三者综合作用的结果，只有用可靠而准确的　

指标来反映并且标定这些作用力才能有效的预测煤　

与瓦斯突出。不论是矿井日常生产中的突出预测与　

效果检验，还是确定突出敏感性指标及其临界值，还　

是制定防突措施都要有准确的预测指标。在井下现　

场测定过程中，由于作业环境恶劣，人员素质参差不　

齐，加上仪器设备和工具的原因，容易造成测定数据　

不可靠、不准确，这直接影响了后续工作的开展。指　

标偏大，则可能加大防突措施的工作量，浪费人力物　

力，影响掘进速度；指标偏小则可能漏报、误报突出　

危险，引起突出。所以，分析预测指标值的影响因　

素，指出其影响原因，并采取相应的方法减小或者消　

除其影响是很有必要的。　

１测定方式　

当前，国内外普遍采用钻孑Ｌ法预测突出危险性，　

作为预测参数主要有钻屑量、钻屑瓦斯解吸指标、钻　

孑Ｌ瓦斯涌出初速度等。采用直径４２　ｍｍ麻花钻杆　

打钻取煤屑测试（△　、Ｓ或Ｋ　），并利用钻孔测试　

瓦斯涌出初速度ｑ值。考察煤层煤巷掘进工作面瓦　

斯突出危险性预测敏感指标及临界值的时候，三项　

指标均同时测定。　

２预测指标影响因素分析　

２．１钻屑瓦斯解吸指标的影响因素　

１）　煤体坚固性对钻屑瓦斯解吸值的影响。　煤的普氏系数（．厂值）较小时，在打预测孔的过程中，　

容易成孔，钻杆对孑Ｌ壁的切削严重，尤其是在钻杆较　

长且不直的情况下，涮孔的情形尤甚。在混合煤钻　

屑中孔壁钻屑量比例较大时，由于这部分钻屑中的　瓦斯已经解吸，将导致所测定的　或Ａｈ：偏小。而　

煤层的．厂值大时，不容易成孔，但钻孔成型较好，所　

接取的煤样中，孔壁钻屑占有的比例大，Ｋ或Ａｈ：　

较难接近真实值。因此，在选取钻孔位置时，尽量选　

在煤层的软分层中，不应在较硬的煤体中打钻，以减　

少钻孔孔壁的煤屑量，缩短煤屑在孔内的解析时间。　

２）　煤钻屑解吸时间的影响。随着预测钻孔　

深度的增加，煤钻屑自煤壁脱落到流出钻孔孔口的　

时间也随之延长，事实上，煤钻屑自煤壁脱落的那一　

时刻起，已经开始在大气中暴露。因而，预测钻孔越　

深，钻屑暴露在大气中的时间越长。但是在现场的　

测定过程中，是从孔口接取煤钻屑时才开始计时的，　

这样上述测定过程中所采取的３　ｒａｉｎ的解吸时间并　

不是煤钻屑实际的解吸时间，即煤钻屑在大气中的　

解吸时间要大于３　ｍｉｎ。由于忽略了煤钻屑自煤壁　

切削排至钻孔孔口的这段时间（这段时间随着钻孔　

深度的增加而增大），使瓦斯解吸的时间延长，致使　

实际的　或Ａｈ：测定值偏小。实际上，忽略的这段　

时间很难计算是多少，只能尽可能的缩短这段时间。　

应对措施：按照《防治煤与瓦斯突出规定》之规　

定，在测定钻孑Ｌ瓦斯解吸指标　或Ａｈ　时，应每隔　２　ｍ取煤样测定一次解吸值。为尽量准确测定　

或Ａｈ，值，笔者认为，应当在打钻过程中标定计时　

收稿日期：２０１０．１２－０４　作者简介：马军杰（１９６７一），男，河南禹州人，硕士，工程师，国家注册安全工程师，国投河南新能开发有限公司王行庄煤　矿安全矿长，主要从事安全管理、瓦斯防治方面的研究。　

４６　马军杰：煤与瓦斯突出预测指标影响因素分析　第２０卷第４期　

时刻和取煤钻屑时刻。假设测定８　ｍ钻孔的钻屑解　

吸指标，每隔２　ｍ取钻屑一次，８　ｍ预测钻孔共分为　

０～２　ＩＴＩ、２～４　ｍ、４～６　ｍ、６～８　ｍ四个２　ｍ　４量段，　

在测定第一个２　ｍ段时，为准确掌握计时时刻，可在　钻杆打到Ｉ　ｍ处即启动秒表开始计时。此时，认为　

１～２　ｍ处的钻屑脱落煤壁，瓦斯开始解吸，并在钻　

孔打到２　ｍ时开始接取煤钻屑。在测定第二个２　ｍ　

段时，可在３　ｍ处启动秒表计时，在４　ｍ处接取煤钻　

屑。第三个２　Ｉｎ段在５　１３１处开始计时，６　ｉｎ处接取　

煤钻屑。依此类推，测定８　ｍ以上的预测钻孔同此　

法。在多次的测定过程中，打钻正常的情况下，发现　

钻杆每向前推进１　ｍ约为０．５　ｒａｉｎ。这样就大大缩　

短了在钻－／Ｌ－ｉＬ口处接取煤样时才开始启动秒表计时　

的瓦斯解吸时间损失，使得所测的　或Ａｈ：值较为　

接近真实值。　

３）　煤钻屑取样对预测指标值的影响。用钻　屑瓦斯解吸指标预测突出时，在工作面煤壁上打　

Ｄ４２　ｍｍ的钻孔，每隔２　ｍ在孑Ｌ口处用１～３　ｍｍ筛　

子筛分煤钻屑，取１０ｇ筛分后的钻屑装入煤样瓶中　

放入解吸仪器进行解吸。在现场实际的打钻过程　

中，切削下来的煤钻屑并不能由钻杆螺纹一次全部　

排出，孔内总是残留着以前测定段的钻屑。同时，由　

于在钻杆钻进的过程中对孔壁的磨削，在孔口处接　

取的煤钻屑是混合的煤样，这其中包括，在孑Ｌ底刚刚　钻下的钻屑、从孔壁周围切削的钻屑和前段钻孔未　

排出的钻屑。所以测出的　或△＾　存在一定的偏　

差。预测钻孔打的愈深，钻屑通过钻杆螺纹从孔底　

排到孔口时掺入孔壁钻屑和孑Ｌ内残留钻屑的机会就　

愈多，钻屑的混合成分也就愈大。预测结果偏差也　

就愈大。　

应对措施：在打钻过程中尽量选用较直的钻杆，　

用木棍等工具托住钻杆防止其大范围的甩动以减小　

Ｎ：／Ｌ的影响，这样可以减少切削孔壁产生的钻屑量。　

在打下一个２　ｍ段时，可以将钻杆抽出来拉出残留　

的钻屑。这样做的目的是尽量的减少煤钻屑的混合　

成分。　

４）　仪器操作的影响。在测定Ａｈ，的过程中，　

除了上述影响因素外，如仪器使用不当，也会影响到　

△　的准确性，如：　

解吸仪的密封性。使用ＭＤ一２型煤钻屑瓦斯　

解吸仪前要仔细检查仪器的密封性，长期使用解吸　仪，其三通旋塞和两通旋塞的“Ｏ”型密封圈会老化、　

磨损使仪器漏气，煤样在其中解吸时，部分解吸瓦斯　

会逸散到空气中，使Ａｈ：值偏小。因而，在使用解　

吸仪的过程中要检查其气密性，及时更换新的“０”　

型密封圈。　解吸仪的放置与读数。解吸仪在使用前水柱计　

要调零，应使两侧水柱均保持在“０”刻度线左右。　两侧的旋塞在使用前应全部拧下，以防止水漏出或　

者进入煤样瓶导致瓦斯解吸能力减弱致使Ａｈ：值　

偏小。在解吸仪右侧三通旋塞拧紧煤样开始解吸　

时，此时仪器要平放，使两侧水柱面保持相平，不得　倾斜，如有倾斜，两侧管内的水柱差将发生变化，所　

测数据将可能偏大或者偏小。在观察两侧水柱液面　

读取压差时，两眼应平视水柱凹液面处的刻度线。　

否则，读数会有偏差。　

２．２钻孔瓦斯涌出初速度的影响因素　１）　软分层煤对ｑ值的影响。煤层比较软时，　

在打预Ｎ－ｉＬ的过程中，时常出现塌孔、喷孔、顶钻、夹　

钻等现象。打钻并拔出钻杆后，钻孔会因塌孑Ｌ而达　

不到原定的深度，胶囊封孔器插入钻孔的深度也就　

不是预定的钻孑Ｌ深度，所测定的ｑ值将受到影响；当　

胶囊封孔器到达预定位置时，因钻杆变形会造成钻　

孔内壁孑Ｌ径变形，不能完全密封钻孔，所测定的ｇ值　

将受到影响；当胶囊封孔器前后段０．５　ｍ范围内出　

现塌孔现象，则孔壁周围变形产生次生裂隙，导致胶　

囊封孔器密封不严，里段瓦斯沿次生裂隙逸散至胶　

囊封孑Ｌ器外段，所测定的ｑ值将受到影响而变小；当　

胶囊封孑Ｌ器里段０．５　ｍ范围以外出现塌孔现象，则　

孑Ｌ壁周围变形产生次生裂隙，导致孔壁周围煤层瓦　

斯大量解析，所测定的ｑ值将受到影响迅速而变大。　

应对措施：沿煤层软分层布置钻孔，选用钻杆必　

须为同心，减少钻杆对孔壁涮孔；测杆必须送至预定　

位置，否则，必须重新施工钻孔；胶囊封孔器到达预　

定位置后，观测压力表，压力稳定后并抽拉测杆，确　

保测杆不能移动，方可进行预测；若预测过程中发现　

胶囊封孔器压力下降，证明封孔器前后０．５　ｍ范围　

内出现塌孑Ｌ，则重新￣Ｉ，－／Ｌ。　

２）胶囊封孔器的影响。在现场实测中，胶囊　

封孔器也要注意检查气密性，充气胶管、封孔胶囊、　卡箍，阀门和测量管连接处“Ｏ”型密封圈是最容易　

发生漏气的地方。这些部件在使用的过程中易磨　

损，如其中任何一个部件漏气都可能导致所测定的　

ｇ值偏小。如果漏气严重，ｑ值甚至为０，所以必须　

保证封孑Ｌ器有良好的气密性，使用前必须进行检查，　发现漏气应及时更换，以确保所测ｔ７值真实。　

３）　钻孔瓦斯涌出初速度ｇ值的不足之处。目　

前，使用该指标预测突出危险性都是根据瓦斯涌出　

绝对量来判断煤层突出危险性的。然而钻孔瓦斯涌　出初速度ｑ值还与一些非突出因素有关。瓦斯含量　

会使９值增大，但是瓦斯含量与突出危险性并没有　

直接的关系；　（下转第６０页）　

４７　２０１１年４月　邓建忠：浅议煤矿井下接地极打设　弟２０卷第４期　

锚杆打设入煤墙后，采用专用接地摇表实际测　量，电阻值平均都在２　ｎ以下（因为煤的导电率很　

低，而岩石就要高很多了）。再加上所有的锚杆都　

是用金属网连接起来的，相当于已经形成了一个大　

的接地网，其接地电阻值完全可以满足要求。　因此，从节约材料和因地制宜的角度出发，锚杆　

可以作为接地极使用。　

５结语　

在以煤墙为介质的巷道里，当采用锚网做临时　

支护时，锚杆是可以做接地极使用的。关于使用地　点，可以选择需要打设局部接地极、或需要经常移动　

的电气设备等地点，采用锚杆做接地极使用应该是　

完全可以满足要求的。　

参考文献：　

［１］　中华人民共和国建设部．ＧＢ５０４１７—２００７煤矿井下供　配电设计规范［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２００７．　［２］　国家安全生产监督管理总局．煤矿安全规程［Ｍ］．北　京：煤炭工业出版社，２０１０．　

［责任编辑：魏晋英］　

（上接第４３页）训练提高受训教师的基本功。这些　

教学方法的应用，使学员互相学到了经验，深受学员　

欢迎，收到了良好效果。　

５充分发挥高校优势，使学员受到了校园文　

化的熏陶　

培训中心充分发挥高校优势，为每名学员免费　办理了图书阅览卡，学员可免费到体育馆进行体育　

锻炼。这些极大丰富了学员业余文化生活，使他们　

真正受到了大学校园文化的熏陶。　

黑龙江科技学院培训中心将继续深入贯彻落实　

科学发展观，坚持安全发展理念，坚持为“煤矿基层　

服务、为煤矿安全生产服务”的办学宗旨，以深化教　

学改革、创新教学方法为手段，不断提高培训质量，　全面提升煤矿安培教师的整体素质，为促进安全生　

产形势持续稳定好转提供人才保证和智力支持。　

参考文献：　

［１］洛丝特．人力资源管理［Ｍ］．北京：中国人民大学出版　社．１９９９．　［２］　贝纳德・泰勒（英），戈登・利皮特（美），陈今淼．管理　人员发展和培训手册［Ｍ］．北京：清华大学出版社，　１９８７．　［３］刘永中，金才兵．培训课程设计全案［Ｍ］．广东：南方日　报出版社，２００５．