煤与瓦斯突出危险性预测部分
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作为矿井设计依据。
煤层 突出 危险 性
煤 的 破 坏 类 型
煤的 坚固 性系 数 f
煤层 瓦斯 压力 P
(MPa )
突出 危险
Ⅲ Ⅳ Ⅴ
≥10 ≤0.5 ≥0.74
只有全部指标达到或超过 上述临界值时，方可将煤层 划为突出危险煤层。
根据煤的性质预测
(1) 根据煤的破坏类型
苏联科学院地质所在 1958年基于对煤的原生和次生节理 性质的变化、微裂隙间距、断口、光泽等特性把煤分成五种破 坏类型，认为煤层中含有第Ⅳ、Ⅴ破坏类型的分层是发生突出 的必要条件。
突工作中来,全面实施包括突出危险性预测、防突技术措 施、措施效果检验和安全防护措施的综合防突技术。
• 4.3.1 “四位一体”综合防突措施
“四位一体”综合防突措 施
区域预测 突出预测
可划分出突出危险区、突出威胁区和无 突出危险区。方法有单项指标法、瓦斯 地质统计法和综合指标法。
划分为突出危险和无突出危险工作面。 方法有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值指标 法和钻屑指标法等。 预抽煤层瓦斯、开采解放层和煤层注水 震动放炮、超前钻孔、松动爆破等
WT-1型瓦斯扩散初速度测试系统
•（1）在井下采新鲜暴露面的煤样，并按煤层破坏0.2～ 0.25毫米）的煤样仔细均匀混合后，称出煤样，每份重3.5克；潮湿 煤样要自然晾干，除掉煤的外在水分。 •（2）旋下仪器的煤样瓶下部的紧固螺栓，将煤样装入。为防止脱气 和充气时的煤尘飞入仪器内部，必须在煤样上放一个小棉团。装上煤
样瓶后先用手扶正，再旋紧紧固螺栓。
煤层编号
采样地点 标高+5煤层主斜 井运输大巷
瓦斯放散初 速度△p (mmHg) 24.4 24.2 24.2 23.9 24.1 24.2
标之一，该指标反应了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。⊿p的
大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙表面性质等有关。在 煤与瓦斯突出的发展过程中，瓦斯的运动和破坏力，在很大程度 上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。 • 煤的瓦斯放散初速度△p，是指在1个大气压下吸附后用mmHg 表示的45～60秒的瓦斯放散量p2与0～10秒内放散量p1的差值。
《规定》第26条： 《规定》第 26 条规定： 煤坚固性系数f 新建矿井应根据地勘提供的 瓦斯放散初速度△p 突出危险性基础资料，并参 瓦斯压力p 照邻近矿井的突出情况和预 煤的破坏类型：Ⅰ 测煤层突出危险性指标，与 类非破坏煤，Ⅱ类 部授权的煤炭科研单位共同 确定矿井突出危险性，方可 破坏煤，Ⅲ类强烈 将矿井突出危险性列入设计 破坏煤，Ⅳ类粉碎 任务书中，报上级批准后， 煤和Ⅴ类全粉煤。
12
(2) 根据煤的瓦斯放散初速度
该法在五十年代的初期由依尔、爱琴格尔等人提出。接着
在苏、法、比、日等国得到了较为普遍的应用。该法的实质是 通过煤样的放散瓦斯的初速度(△P表示)来表征煤的破坏程度和 孔隙性质。
15
瓦斯放散初速度△p测定
• 煤的瓦斯放散初速度⊿p也是预测煤与瓦斯突出危险性的指
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
一、突出预测的意义与分类
突出危险区呈带状分布，面积一般不到突出煤层的 10%。长度在100m以内，突出危险性预测是防治煤与 瓦斯突出综合措施的第一步。 1、意义 ① 预测的目的是确定突出危险区域和地点，为采取 合理的防突措施提供科学依据。 ② 减少防突工程量和时间，提高采掘速度。 ③ 为在突出危险带内采取有效措施提供保证与条件， 主动及早采取措施，保证安全生产和计划的完成。
突 出 预 测
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
按作业地点的不同分类
突出矿井和突出煤层的鉴定 突出煤层内区域预测
突 出 预 测
石门揭煤工作面预测 煤巷掘进工作面预测 回采工作面预测
平巷掘进工作面预测 上山掘进工作面预测 下山掘进工作面预测
单项指标法
相关规定 预测指标 指标临界值
瓦 斯 放 散 初 速 度 ΔP
4.3煤与瓦斯突出预测
(3)突出预测阶段 70年代末到80年代，七十年代开始,抚顺分院以与 北票局、红卫煤矿合作,试验提出区域预测的单项指标 、瓦斯地质统计法和综合指标法。79年在石门揭煤工作 面提出了钻屑解吸法。 (4)防突措施阶段 1988年以后，以《防治煤与瓦斯突出规定》的颁布为 标志。该阶段将突出危险性预测和措施效果检验纳入到防
4.3 煤与瓦斯突出预测
• 瓦斯突出防治技术发展 (1)安全防护阶段 五十年代 防突技术研究以安全防护措施为主。目 的是保证一旦煤与瓦斯突出发生时，避免造成人身伤 亡事故。主要防突措施有震动放炮和远距离放炮。 (2)防突措施阶段 从60～70年代末开采解放层的大规模工业试验和
应用，并取得了较好的防突效果。局部防突措施方面 ，试验研究提出了超前钻孔、松动爆破、煤层注水、 水力冲孔、水力冲刷、金属骨架等多种防突措施。
按预测任务的不同分类
单项指标法 区 域 预 测 瓦斯地质统计法 综合指标法 其它方法 综合指标法 工 作 面 预 测 钻屑瓦斯解吸指标法 复合指标法 R值指标法 其它经试验证实有效的方法 坑透法 瓦斯地质方法 动力区划法 三维地震法 声发射方法 巷道瓦斯涌出特征法 地质雷达方法 煤体温度法 瑞利波方法 煤体电磁辐射方法
工作面预测 区域防突措施
局部防突措施 措施效果检验
防突措施
安全防护措施
《规程》 209条：井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行 采掘作业时，必须采取震动爆破、远距离爆破、避难硐室、 反向风门、压风自救系统、自救器等安全防护措施。
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
2、分类：
突出危险性预测包括：区域性预测和工作面预测。 区域预测（长期预测），其任务是确定矿井、煤层和 煤层区域的突出危险性。区域预测应在地质勘探、新 井建设、新水平和新采区开拓或准备时进行。 工作面预测（日常预测或点预报），包括石门和竖、 斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突 出危险性预测。其任务是预测工作面附近煤体的突出 危险性，即该工作面继续向前推进时有无突出的危险。 区域预三个层次：确定矿井有无突出危险 确定 煤层有无突出危险，程度如何？ 确定突出煤层水 平、翼、区段和采区突出危险。
煤层 突出 危险 性
煤 的 破 坏 类 型
煤的 坚固 性系 数 f
煤层 瓦斯 压力 P
(MPa )
突出 危险
Ⅲ Ⅳ Ⅴ
≥10 ≤0.5 ≥0.74
只有全部指标达到或超过 上述临界值时，方可将煤层 划为突出危险煤层。
根据煤的性质预测
(1) 根据煤的破坏类型
苏联科学院地质所在 1958年基于对煤的原生和次生节理 性质的变化、微裂隙间距、断口、光泽等特性把煤分成五种破 坏类型，认为煤层中含有第Ⅳ、Ⅴ破坏类型的分层是发生突出 的必要条件。
突工作中来,全面实施包括突出危险性预测、防突技术措 施、措施效果检验和安全防护措施的综合防突技术。
• 4.3.1 “四位一体”综合防突措施
“四位一体”综合防突措 施
区域预测 突出预测
可划分出突出危险区、突出威胁区和无 突出危险区。方法有单项指标法、瓦斯 地质统计法和综合指标法。
划分为突出危险和无突出危险工作面。 方法有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值指标 法和钻屑指标法等。 预抽煤层瓦斯、开采解放层和煤层注水 震动放炮、超前钻孔、松动爆破等
WT-1型瓦斯扩散初速度测试系统
•（1）在井下采新鲜暴露面的煤样，并按煤层破坏0.2～ 0.25毫米）的煤样仔细均匀混合后，称出煤样，每份重3.5克；潮湿 煤样要自然晾干，除掉煤的外在水分。 •（2）旋下仪器的煤样瓶下部的紧固螺栓，将煤样装入。为防止脱气 和充气时的煤尘飞入仪器内部，必须在煤样上放一个小棉团。装上煤
样瓶后先用手扶正，再旋紧紧固螺栓。
煤层编号
采样地点 标高+5煤层主斜 井运输大巷
瓦斯放散初 速度△p (mmHg) 24.4 24.2 24.2 23.9 24.1 24.2
标之一，该指标反应了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。⊿p的
大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙表面性质等有关。在 煤与瓦斯突出的发展过程中，瓦斯的运动和破坏力，在很大程度 上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。 • 煤的瓦斯放散初速度△p，是指在1个大气压下吸附后用mmHg 表示的45～60秒的瓦斯放散量p2与0～10秒内放散量p1的差值。
《规定》第26条： 《规定》第 26 条规定： 煤坚固性系数f 新建矿井应根据地勘提供的 瓦斯放散初速度△p 突出危险性基础资料，并参 瓦斯压力p 照邻近矿井的突出情况和预 煤的破坏类型：Ⅰ 测煤层突出危险性指标，与 类非破坏煤，Ⅱ类 部授权的煤炭科研单位共同 确定矿井突出危险性，方可 破坏煤，Ⅲ类强烈 将矿井突出危险性列入设计 破坏煤，Ⅳ类粉碎 任务书中，报上级批准后， 煤和Ⅴ类全粉煤。
12
(2) 根据煤的瓦斯放散初速度
该法在五十年代的初期由依尔、爱琴格尔等人提出。接着
在苏、法、比、日等国得到了较为普遍的应用。该法的实质是 通过煤样的放散瓦斯的初速度(△P表示)来表征煤的破坏程度和 孔隙性质。
15
瓦斯放散初速度△p测定
• 煤的瓦斯放散初速度⊿p也是预测煤与瓦斯突出危险性的指
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
一、突出预测的意义与分类
突出危险区呈带状分布，面积一般不到突出煤层的 10%。长度在100m以内，突出危险性预测是防治煤与 瓦斯突出综合措施的第一步。 1、意义 ① 预测的目的是确定突出危险区域和地点，为采取 合理的防突措施提供科学依据。 ② 减少防突工程量和时间，提高采掘速度。 ③ 为在突出危险带内采取有效措施提供保证与条件， 主动及早采取措施，保证安全生产和计划的完成。
突 出 预 测
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
按作业地点的不同分类
突出矿井和突出煤层的鉴定 突出煤层内区域预测
突 出 预 测
石门揭煤工作面预测 煤巷掘进工作面预测 回采工作面预测
平巷掘进工作面预测 上山掘进工作面预测 下山掘进工作面预测
单项指标法
相关规定 预测指标 指标临界值
瓦 斯 放 散 初 速 度 ΔP
4.3煤与瓦斯突出预测
(3)突出预测阶段 70年代末到80年代，七十年代开始,抚顺分院以与 北票局、红卫煤矿合作,试验提出区域预测的单项指标 、瓦斯地质统计法和综合指标法。79年在石门揭煤工作 面提出了钻屑解吸法。 (4)防突措施阶段 1988年以后，以《防治煤与瓦斯突出规定》的颁布为 标志。该阶段将突出危险性预测和措施效果检验纳入到防
4.3 煤与瓦斯突出预测
• 瓦斯突出防治技术发展 (1)安全防护阶段 五十年代 防突技术研究以安全防护措施为主。目 的是保证一旦煤与瓦斯突出发生时，避免造成人身伤 亡事故。主要防突措施有震动放炮和远距离放炮。 (2)防突措施阶段 从60～70年代末开采解放层的大规模工业试验和
应用，并取得了较好的防突效果。局部防突措施方面 ，试验研究提出了超前钻孔、松动爆破、煤层注水、 水力冲孔、水力冲刷、金属骨架等多种防突措施。
按预测任务的不同分类
单项指标法 区 域 预 测 瓦斯地质统计法 综合指标法 其它方法 综合指标法 工 作 面 预 测 钻屑瓦斯解吸指标法 复合指标法 R值指标法 其它经试验证实有效的方法 坑透法 瓦斯地质方法 动力区划法 三维地震法 声发射方法 巷道瓦斯涌出特征法 地质雷达方法 煤体温度法 瑞利波方法 煤体电磁辐射方法
工作面预测 区域防突措施
局部防突措施 措施效果检验
防突措施
安全防护措施
《规程》 209条：井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行 采掘作业时，必须采取震动爆破、远距离爆破、避难硐室、 反向风门、压风自救系统、自救器等安全防护措施。
4.3 煤与瓦斯突出危险性预测
2、分类：
突出危险性预测包括：区域性预测和工作面预测。 区域预测（长期预测），其任务是确定矿井、煤层和 煤层区域的突出危险性。区域预测应在地质勘探、新 井建设、新水平和新采区开拓或准备时进行。 工作面预测（日常预测或点预报），包括石门和竖、 斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突 出危险性预测。其任务是预测工作面附近煤体的突出 危险性，即该工作面继续向前推进时有无突出的危险。 区域预三个层次：确定矿井有无突出危险 确定 煤层有无突出危险，程度如何？ 确定突出煤层水 平、翼、区段和采区突出危险。