煤与瓦斯区域突出危险性预测
木孔煤矿煤与瓦斯突出危险性区域预测研究
下 瓦斯 压 力 、 瓦 斯 含 量（ 二指 标 法 ） 的测 定 及
根据工 程揭露 ， 井 田内 煤 层 平 均 倾 角 测 。
６ 。 。主 要 可采 煤 层 有 ５ 层 ，自上 而 下 分 别 ２ 分 布规 律 分 析 ， 并 结 合瓦 斯 地 质综 合 分 析方 １ ． ４ 测点 布 置
预 测 一 般 根 据 煤 层 瓦 斯 参 数 结 合瓦 斯 地 质 的 木 孔 矿 井 是 贵 州 省 发 改 委批 准 立 项 的 重 质粘 土 岩 。
分析 的 方 法 进行， 其 最 基 本的 指 标 为瓦 斯 压 点 项 目、 是贵州省 “ 西 电 东送 ” 第 二 批 火 电 ２ ． ３ 预 测 单元 的确 定
巷３ ４ ． ５ ｍ处 布 置 第一 组 测 点 ， 第 一 组测 点 三个 预 测 孔 ： 即ｌ —ｌ ＃孔 、 ｌ 一２ ＃孔 、 ｌ 一３ ＃
２ ． ２ 预 测 区域 位 置
１ 矿井 简 况
贵 州能 渝 煤 业 开 发 有 限 责 任 公 司 木 孔
一
本 次 预 测 区 域 为矿 井 一 采 区 ２ 号 煤 层 孔 。 在＋ ６ ５ ０ ｉ Ｔ ／ 标 高的 底 板 瓦斯 抽 放 巷４ ＃ 段首采工作 面， 首 采 工 作 面 区 段 回 风 平 钻场 （ 距 副斜 井５ ５ ０ ｍ） ， 布 置第 二 组测 点 ， 表１主要可采煤 层特征 表
煤层 名称
煤 层厚度（ ｍ）
平均
煤 层 间距（ ｍ）
平均 顶 板
顶 底板 岩性
底板 炭 质粘 土岩 、 粘土 岩、 炭 质粘 土岩 、 粘土 岩、 炭 质粘 土岩 、 粘土 岩、
煤与瓦斯突出危险性预测方法
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
合理采掘部署—煤层开采顺序，巷道布置，掘、保、抽、采接替
防
治 煤 与
区域综合防 突技术措施
瓦
斯
突
出
技
术
体
系
局部综合防 突技术措施
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
2.煤与瓦斯突出的危害性
危及井下作业人员生命安全 破坏矿井正常的生产秩序 破坏井下设备和建筑物，如摧毁支架、推倒矿车、
破坏通风设施 诱发其它灾害事故，如瓦斯煤尘爆炸、瓦斯燃烧矿
井瓦斯涌出量预测 严重影响矿井经济效益
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值应 当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察确定。 经过考察确定后，可以根据批准的临界值进行区域预测。 反之，则根据表1中提供的参考临界值进行区域预测。
中国平煤神马集团瓦斯研究所
煤与瓦斯突出危险性预测方法
主讲人：陈建忠
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性 二、突出危险性预测的分类 三、区域突出危险性预测方法 四、工作面突出危险性预测方法 五、预测（校检）报告单填写与审批
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
一、突出危险性预测的重要性
2020/3/2
中国平煤神马集团瓦斯研究所
三、区域突出危险性预测
1、区域预测方法
区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法
我国煤与瓦斯突出预测与预警研究现状
煤与瓦斯突出的次数和强度也相应增加。这进一步验证了瓦斯含量法在预测 煤与瓦斯突出方面的有效性。
四、瓦斯含量法的应用前景
尽管瓦斯含量法在预测煤与瓦斯突出方面具有一定的有效性，但其应用仍受 到一些限制。首先，测量煤层中的瓦斯含量需要专业的设备和人员，这增加了预 测的成本。其次，瓦斯含量法只能预测煤与瓦斯突出的危险性，不能提供具体的 预防措施。
我国煤与瓦斯突出预测与预警 研究现状
01 引言
03 参考内容
目录
02 研究现状
引言
煤与瓦斯突出是一种严重的地质灾害，具有突发性和高危险性，给煤矿安全 生产带来极大的威胁。为了减少煤与瓦斯突出事故的发生，保障矿工的生命安全， 开展煤与瓦斯突出预测与预警研究具有重要的现实意义。本次演示将围绕我国煤 与瓦斯突出预
参考内容
一、引言
煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的一种严重灾害，具有极大的危险性。为了 有效预测和预防这种灾害的发生，许多学者和研究人员已经开展了大量的研究工 作。其中，瓦斯含量法作为一种有效的预测方法，受到了广泛的。本次演示将重 点探讨瓦斯含量法预测煤与瓦斯突出的试验研究。
二、瓦斯含量法的基本原理
2、建立预警模型：利用人工智能算法，如神经网络、决策树等，对采集到 的数据进行训练和学习。通过不断的迭代和优化，模型可以实现对煤与瓦斯突出 的准确预测。
3、实时监测与预警：在煤炭开采过程中，通过将实时数据输入到预警模型 中，可以实现对煤与瓦斯突出的实时监测和预警。当模型预测到有煤与瓦斯突出 的风险时，会立即发出警报，提醒工作人员采取相应的安全措施。
测与预警研究现状展开讨论，以期为相关领域的研究提供参考。
研究现状
近年来，我国在煤与瓦斯突出预测与预警方面开展了大量研究工作，取得了 显著进展。根据研究方法的不同，可以分为以下几类：
论煤与瓦斯突出危险性预测与防治(wj)
(1)V30（V60）及 Kv指标 (2)瓦斯涌出动态特征法 (3)声发射监测法 (4)电磁辐射监测法 (5)微震监测法
3.工作面突出危险性预测方法
(1)钻孔瓦斯涌出初速度法 沿工作面采掘方向，在煤层内打直径 42mm、长 3.5m 的钻孔，然后用专门的封 孔器封住孔底 0.5m 长的一段钻孔作为测 量室，孔周煤体涌入测量室的瓦斯经由导 气管导出，用流量计读数，则在初始的单 位时间内，从测量室涌出的最大瓦斯量就 是钻孔瓦斯涌出初速度 q，单位为 L/min。
瓦斯 预先抽放
煤层收缩变 形、 地应 力下降、 煤层透气 系数增加 和煤的强 度增高等
削弱或 消除突 出危险
4.煤与瓦斯突出防治措施
煤层注水
使地应力分布均 匀化，地应力和 瓦斯压力梯度都 减小，弹性潜能 降低，其释放的 速度变小 ；降 低了瓦斯放散初 速度，增加了瓦 斯流动阻力
煤层注作面突出危险性预测方法
(2)钻屑量法
打钻时排出钻屑量的多少在某种程度上综合反 映了煤层应力状态、煤的力学性质和瓦斯三个 方面的因素 。在相同的打钻工艺条件下，煤层 应力越大，瓦斯压力越大，煤的强度越小，所 产生的钻屑量就越多，从而间接地反映出突出 危险性也越大。钻屑量的大小通常用单位孔长 排出的钻屑量或钻屑倍率来表示，并以此作为 衡量突出危险性的指标。
3.工作面突出危险性预测方法
瓦斯涌出动态特征法
作业过程中工作面瓦斯涌出的变化反映了 巷道前方存在相当高应力且处于失稳 状态 。 分析工作面风流中的瓦斯浓度，发现突 出之前，瓦斯含量出现了一致的高值， 并认为值变大时，预示突出可能发生。
3.工作面突出危险性预测方法
声发射监测法
煤和岩石内部存在大量的裂隙，煤岩破 坏的根本原因是这些裂隙的扩张、传播 导致的最后贯通。研究表明，裂隙的扩 张和传播都将产生能量辐射，这就是声 发射。声发射技术可以对破裂源进行定 位。
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
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。
煤与瓦斯突出危险性区域预测
根据二 煤 的赋存情 况 ，瓦斯压力 测点布 置 在一 ２ ４０ ｍ轨运大巷和一 ２ ４０ ｍ轨道暗斜井处 ， 标高分 别为一 ０ 、５０ 。采用水泥沙浆封孔法和胶囊一 ４ ５ 一 １ｍ 密
封 黏液 测 压法 。测 定 的瓦斯 压 力 分别 为 ０ ６ 、． ２ ．４ １１
ＭＰａ 。
单 ， 曲较 宽缓 。 褶 根据对 掘进 巷道 和 采场 的观 测 ， 二
走 向长壁分层或放顶煤开采。主采煤层为二 煤， 二
水 平标 高一 ５ ， ２０ｉ 三水 平标 高 一２ 现生产 水 平为 ｎ ４０ｍ。 二 水平 ， 开拓 ６个采 区 ， 共 回采 了 ２ ３个采 面 。 井现 矿 有 两个 回采 面 ， 个 备 用 面 ， 岩巷 掘 进 头 和 ３个 １ ４个 斯 矿井 。近 年来 ， 随着 采深 的增 加 ， 瓦斯 涌 出量 出现 增 大 的趋势 ，因此深 部开 采发 生突 出 的危 险性也 会 增 大 。为 了掌 握 二 煤 的突 出危 险性 ， 为延伸 区的开 采 提供 科 学 的防突 管理 依 据 ，对 二 煤 突 出危 险 ｝ 生 进行 了区域 预测 研究 。
作者 简介 ： 周 辉 （９ ７ ）男 ， 苏海 门人 ，９ ０年 毕 １６ 一 ， 江 １９
业于 山东矿业学院机制专业 ， 徐州矿务集 团有限公 司生产 技
通过现场试验各种工况下液压站的紧急 回油装
置 ，均 实现 了遇 到不 同故 障后在 不 改变原 有 电控 系 统、 液压 站情 况下 的 紧急 回油 ， 效解 决 了 因矿井 提 有 升 系统 液压 站失效 而 引起 的制 动系 统不 能进 行保 护
．
菩
‘ ．
煤 与 瓦 斯 突 出卮 险 性 区域 预 测
石门揭煤突出危险性预测技术
平巷 2917 45.2 68.9 387 32.7 42.5 445 56.9 61.6 654 42 35.2
上山 1172 18.2 70.3 228 19.3 35.3 192 24.6 54.6 691 44.3 25.4
下山 180 2.8 61.4
6
0.5 29.8 46 5.9 53.8
D、K综合指标法
第6页/共57页
《细则》规定
《防治煤与瓦斯突出细则》（简称《防突细则》）是 国
家为了防治煤与瓦斯突出灾害制定的法规性文件，是总 结
了多年现场防突经验的基础上制定出来的，是指导全国 突
出矿井生产和设计的规范性文件。尽管该《防突细则》 是
1995年制定的，在没有新的规范出台之前，一般都要按 照
瓦斯 能中具备做功能力的初始释放瓦斯膨胀能是发动突出的真正的动力
及能
源。 ➢煤体中的初始释放瓦斯膨胀能的大小随地应力、瓦斯压力的增高
而增
高 ， 但 随 原 始 煤 体 强 度 的 增 高第而22页降/共低57。页初 始 释 放 瓦 斯 膨 胀 能 综 合 反
石门揭煤突出危险性自然影响因素
➢ 地应力。地应力越大，则软煤揭开后作用在煤体上的切向应力也就越大，则 煤体越容易破坏并且破坏时产生的裂隙越多，向大裂隙中释放出来的瓦斯也 越多，突出就越可能发生。
南桐矿务局（ 1955~1991年）
涟邵矿务局（ 1965~1991年）
北票矿务局（ 1951~1985年）
80％以次上的％特大平型均突出次均发％生在平石均门揭次煤时。％ 平均 次
强度
强度
强度
（t/次
（t/次
（t/次
）
）
）
％ 平均 强度 （t/次 ）
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
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。
煤与瓦斯区域突出危险性预测
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。
标准22区域突出危险性预测技术标准
区域突出危险性预测技术标准1 范围本标准规定了新水平、新采区开拓前和新采区开拓完成后的区域突出危险性预测（以下简称区域预测）相关要求、预测方法和指标。
本标准适用于晋煤集团所属突出矿井和按突出矿井管理的矿井2 规范性引用文件下列文件对于本文件应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
防治煤与瓦斯突出规定煤矿安全规程3基本要求3.1 突出矿井、按突出管理矿井应当对突出煤层进行区域预测。
经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。
3.2 突出煤层区域预测的范围应由煤矿上一级管理部门根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。
3.3 区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测）。
3.4 开拓前区域预测时，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。
开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。
3.5开拓后区域预测时，应主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。
开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。
3.6 对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的预测资料的，区域预测工作可由矿技术负责人组织实施；否则，应委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。
3.7 未进行区域预测的区域视为突出危险区。
3.8 矿井的区域预测范围、方法、预测指标、临界值、预测结果应上报煤矿上一级管理部门技术负责人批准。
3.9 区域预测范围和结果报告按晋煤集通字【2010】175号文件规定执行。
4 区域预测方法及其技术要求4.1 区域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，也可以采用其它经实验证实有效的方法。
煤与瓦斯区域突出危险性预测
煤与瓦斯区域突出危险性预测第四十二条区域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，也可以采用其他经试验证实有效的方法。
根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。
在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。
区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。
【解读】本条规定了区域预测方法、煤层瓦斯压力、含量区域预测指标临界值试验考察、区域预测新方法试验必须有资质单位进行。
实验方案和实验结果应分别在实验前和应用前报煤矿企业技术负责人批准。
一、区域预测方法1、煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析；2、其他经验证有效的方法。
二、预测临界值考察（含预测新方法研究试验）应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行。
三、临界值考察方案和结果批准权限为煤矿企业技术负责人。
第四十三条根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行：（一）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；（二）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。
当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时,则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离,并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区;否则,在同一地质单元内,突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m(埋深)及以下的范围为突出危险区(如图1)；（三）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。
如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。
预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2（编者注：本书为表3-2-1）预测。
王庄煤矿煤与瓦斯突出预测指标敏感性分析
１ 突出预测指标选取
国内多数高瓦斯和突出矿井均是采用钻屑量、
钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度或者其中
的一种或者两种指标来预测煤层是否有突出危险
性ꎮ 钻屑量指标 Ｓ 是指钻孔钻进不同深度排出的煤
粉量ꎬ由钻孔实体煤粉、动态钻屑量( 弹性卸载、煤
体扩容) 组成ꎬ其大小能够综合反映煤层前方地应
吸指标等突出预测指标的基础上ꎬ结合现场煤巷掘进ꎬ跟踪考察突出预测参数ꎬ采用三率法综合确定王庄
煤矿 ３ 号煤层突出预测敏感指标ꎮ 结果表明ꎬ煤钻屑瓦斯解吸指标 Ｋ１ 的预测准确率和预测不突出准确率
分别为 ８０％ 、９８. ９％ ꎬ比煤钻屑瓦斯解吸 Δｈ２ 和钻屑量指标 Ｓ 的敏感度大ꎬ钻屑瓦斯解吸指标 Ｋ１ 值可作为
合作用引起的ꎬ是严重威胁煤矿安全生产的重大灾
害之一ꎮ 理论与工程实践表明ꎬ煤层中煤与瓦斯突
出呈区域性分布ꎬ一般突出煤层的部分区域( 约 ８ ~
２０％ ) 真正具有突出危险性ꎮ 煤与瓦斯突出危险性
预测是防治突出灾害的基础ꎬ选择敏感的突出预测
指标能够提高突出预测的准确性ꎬ进而采取有效且
经济的工程技术措施降低煤层突出危险性ꎮ 突出预
作者简介:解鹏雁(１９７０ － ) ꎬ男ꎬ山西长子人ꎬ高级工程师ꎬ从事煤矿生产技术及管理工作ꎮ
２０１９ 年 １２ 月 解鹏雁:王庄煤矿煤与瓦斯突出预测指标敏感性分析 第 ２８ 卷第 １２ 期
突出准确率越大ꎬ说明突出预测指标越敏感ꎮ
突出预测指标的临界值和钻孔钻进过程中的动力现
象等ꎬ通过计算预测突出率、预测准确率、预测不突
出准确率ꎬ综合判定突出预测指标的敏感性ꎮ 王庄
矿 ３ 号煤工作面突出危险性预测敏感指标采用三率
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-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。
第八章 煤与瓦斯突出危险性预测
煤与瓦斯突出预测技术
三、工作面煤与瓦斯突出危险性预测 • 3.3 《规定》中主要预测方法
• 3.3.2 煤巷掘进工作面预测（效检）方法 钻屑指标预测法 要求： • 近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、 在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～ 10m的钻孔。 • 钻孔应尽可能布置在软分层中。 • 钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至 少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。 • 临界值： Δh2=200Pa K1=0.5 mL/g.min1/2 S=6kg/m(L/m)
煤与瓦斯突出预测技术
三、工作面煤与瓦斯突出危险性预测 • 3.2 突出危险性预测方法分类
钻屑瓦斯解吸指标△h2或K1值的意义
• 钻屑瓦斯解吸指标△h2是固定粒度（1~3mm）和一定重量的煤样， 在暴露3min后前2min内向单位空间解吸引起的瓦斯压力变化值，表 征煤样解吸瓦斯量； • 瓦斯解吸指标K1值是单位重量的煤样暴露第1min内的瓦斯解吸量。 K1=（Q+W）/t1/2 t——煤样暴露的总时间，min； t=0.1L+t1+t2 L——钻孔长度；t1——暴露时间；t2——测量时间； Q——煤样的总解吸量，ml/g； W——煤样暴露在大气中的瓦斯解吸量，ml/g。
煤与瓦斯突出预测技术
三、工作面煤与瓦斯突出危险性预测 • 3.2 突出危险性预测方法分类
钻孔预测指标的机理 • 钻屑量指标S——反映地应力的大小，理论计算每米钻孔 （直径42mm）的自然出碴量1.8L。 • 瓦斯涌出初速度q——反映钻孔周围煤体中的瓦斯压力 （含量）、煤层的应力状态及其破坏圈的大小，含量越高、 应力梯度越大，q值越大。 • 钻屑瓦斯解吸指标△h2或K1值——煤的瓦斯放散能力和瓦 斯压力大小。瓦斯突出危险性愈大的煤层，瓦斯压力愈大， 煤的强度愈低，煤屑瓦斯解吸量也愈大。
西三号矿井煤与瓦斯突出危险性预测与分析
西三号矿井煤与瓦斯突出危险性预测与分析[摘要]煤与瓦斯突出是煤矿井下最为严重的自然灾害之一，进行煤与瓦斯突出预测对于提高矿井的社会效益和经济效益具有重要的意义。
本文结合西三号矿井地质构造、煤层赋存、煤质等资料以及临近矿区生产矿井的瓦斯资料，对其区域性突出危险性进行了分析与预测。
[关键词]煤与瓦斯突出预测危险性中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-003-011、前言近年来，随着我国矿井采掘强度和深度的加大，矿井瓦斯问题日益严重，尤其是煤与瓦斯突出现象。
煤与瓦斯突出预测的目的是用可靠的指标来反映和标定这些作用力，有效的预测煤与瓦斯突出，从而保证采掘生产的正常进行，保障井下生命财产的安全。
因此加强煤与瓦斯突出预测预报技术的研究，不仅对提高矿井的经济效益，而且对提高矿井的安全和社会效益都有着非常重大的现实意义。
2、矿井概况西三号矿井位于吐哈煤田大南湖浅坳陷中，井田内主要含煤地层在西山窑组地层中，共有煤层18层，其中18、19、20、21、22、23、24煤层局部可采、25煤层在赋煤范围内大部可采。
井田内各主要可采煤层物理性质基本相似，颜色均呈黑～褐黑色。
浅部煤层松散易风化，呈粉末状，中～深部煤层硬度2～3度，甲烷平均含量在微量～0.02cm3/g，各主要可采煤层均具有煤尘爆炸危险3、突出危险性预测与分析本矿为新建矿井，进行突出危险性评估主要是进行区域性突出危险性评估。
目前，国内外常用的区域性突出性危险性比较可行评估方法主要有：单项指标法、煤的变质程、瓦斯含量指标以及相邻矿井对比分析法等。
3.1单项指标法单项指标法主要是采用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度δp、煤的坚固性系数f和煤层瓦斯压力p作为判断指标，各项指标的突出危险临界值应根据实测资料定。
由于本矿井为新建矿井，地质勘探阶段未测定瓦斯放散初速度δp、煤的坚固性系数f和煤层瓦斯压力p作为判断指标，本次评估只能对煤的破坏类型进行分析。
第六节煤层突出危险性预测和防突措施效果检验
表1 预测煤层突出危险性单项临界指标值
煤的破坏类型 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ Ⅰ、Ⅱ 瓦斯放散 初速度△p ≥10 <10 煤的坚固性系 数f ≤0.5 >0.5 煤层瓦斯 压力 P(Mpa) ≥0.74 <0.74 煤层突出 危险性判别 有突出危险 无突出危险
表2
破坏类型 Ⅰ类 (非破坏煤 ) Ⅱ类 (破坏煤) 光泽 亮与 构造及构造特征 层状构造,块状 构造条带清晰 明显 1.尚未失去层状,较 有次序2.条带明显, 有时扭动,有错动 3.不规则块状多棱 角4.有挤压特征 1.弯曲呈透镜体构 造 2.小片状构造 3.细小碎块,层理较 紊乱,无次序 粒状或小颗粒胶结 而 成,形似天然煤团 1.土状构造,似土质 状2.如断层泥状
•
判断煤巷掘进工作面突出危险性的临 界指标Rm应根据实测资料确定；如无实测资 料时，取Rm=6。当任何一个钻孔中的R≥Rm时， 该工作面预测为突出危险工作面；当R<Rm时， 该工作面预测为无突出危险工作面。R为负 值时，应用单项（取公式中的正值项）指 标预测。 • （3）采用R指标法时，当预测无突出危险 时，每预测循环应留有2m 的预测超前距。
第四节 工作面突出危险性预测
• 工作面突出危险性预测预报是预报工作中难度 较大的一种，因其能在施工前及时预报，故又称日 常预测。预测方法种类虽多，但归根结底都是以钻 粉量考察煤体受力状态，以钻孔瓦斯涌出初速度或 钻粉瓦斯解析量、解析特征等来判断煤中瓦斯含量 及其结构等原理来进行突出危险性预测。
一、钻孔瓦斯涌出初速度法
煤矿瓦斯灾害防治
第六节煤层突出危险性预测 和防突措施效果检验
第一节
一、预测程序
概述
突出危险工作面
突出危险区 突出煤层 突出矿井 非突煤层 在突出危险工作面，也可进行工作面的小块段预测，将 工作面分为突出危险块段和无突出危险块段。 无突出危险工作面 突出威胁区 突出危险区 突出威胁区 无突出危险区
煤与瓦斯突出的预测及防治措施
煤与瓦斯突出的预测及防治措施学院：能源科学与工程学院专业：采矿本1101学号：321102010113姓名：倪开放煤与瓦斯突出的预测及防治措施摘要:介绍了瓦斯的形成及赋存情况，并总结分析了国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上，重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施，而且总结出了各种防突的方法的效果的比较。
关键词:煤与瓦斯突出预测防治措施1 概述古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。
在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。
煤层中瓦斯总体来说分为两个阶段：一：生物化学成气时期，厌氧微生物分解有机物产生CH4；二：煤化变质作用时期，有机物在高温、高压下，挥发份减少固定碳增多，生成气体主要为CH4和CO2。
瓦斯不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。
瓦斯主要的赋存状态主要以游离态、吸附在煤的表面、吸着在煤上以键连在一起。
煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤、岩和瓦斯，并伴随有巨响及七郎现象，称为煤与瓦斯突出。
这是煤矿地下开采过程中的一种动力现象。
煤与瓦斯突出是煤矿重大灾难之一，事故时所产生的高速瓦斯流能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；喷出的瓦斯由几百到几万平方米，能够使巷道充满瓦斯，造成人员窒息；喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人；动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生，有时伴生瓦斯燃烧或爆炸。
2 煤与瓦斯突出的机理与过程2.1煤与瓦斯突出的机理突出机理是解释煤与瓦斯突出原因和过程的理论见解。
突出是十分复杂的自然现象，假说很多，至今还没有形成共识。
但多数人认为，突出是地应力、瓦斯压力和煤层物理力学性质综合作用的结果。
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。
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法(正式)
编订：__________________单位：__________________时间：__________________煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法(正式)Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-4543-89 煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
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。
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煤与瓦斯区域突出危险性预测
第四十二条区域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，也可以采用其他经试验证实有效的方法。
根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应
当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。
在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。
区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资
质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。
【解读】本条规定了区域预测方法、煤层瓦斯压力、含量区域预测指标临界值试验考察、区域预测新方法试验必须有资质单位进行。
实验方案和实验结果应分别在实验前和应用前报煤矿企业技术负责人批准。
一、区域预测方法
1、煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析；
2、其他经验证有效的方法。
二、预测临界值考察（含预测新方法研究试验）应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行。
三、临界值考察方案和结果批准权限为煤矿企业技术负责人。
根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区第四十三条．
域预测方法应当按照下列要求进行：
（一）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；
（二）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。
当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接
关系时,则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到
构造线的最远距离,并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区;否则,在同一地质单元内,突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m(埋深)及以
下的范围为突出危险区(如图1)；
（三）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。
如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。
预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2（编者注：本书为表3-2-1）预测。
表3-2-1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的
临界值
除上述情况以外的其他情况突出危险区
【解读】本条规定了用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析方法进行预测的区域划分
1、瓦斯风化带为无突出区；
2、突出地质特征、突出规律明显，采用瓦斯地质方法预测时：⑴根据上部突出点结合下部构造关系确定下部突出危险区；⑵同一地质单元内，突出点或明显突出征兆位置垂高以上20m及以下全部区域。
见图3-2-1。
3、在上述方法划分的无突出区、突出危险区以外的区域应采用煤层瓦斯压力（优先）或煤层瓦斯含量进行预测（临界值见表2）；
4、以上三种情况以外的区域为突出危险区。
一上部区域突出点在断3一突出点；2一断层；l
层两侧的最远距离线；
4一推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线；5一推测
的下部区域
突出危险区上边界线；6一突出危险区(阴影部分)
图3-2-1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图
第四十四条采用本规定第四十三条进行开拓后区域预测时，还应当符合下列要求：
（一）预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据；
（二）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。
【解读】本条规定了采用煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区
域预测时的要求：
1、煤层瓦斯压力或瓦斯含量应为井下实测数据；
2、同一地质单元沿煤层走向、倾向测点分别不小于2个和
3个，且有测点位于本单元垂深最大的开拓工程部位；
、煤层瓦斯压力或瓦斯含量测点应据不同地质单元情 3．
况布置。