煤与瓦斯突出预测方法

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1、第一章煤与瓦斯突出预测方法按照煤与瓦斯突出的预测预报范围和时间的不同，国外将预测方法分为三类，第一是区域性预测，它主要是确定煤田、井田、煤层和采掘区域性的突出危险性，第二是局部预测，它是在区域性的基础上、根据钻探、采掘工程等资料，进一步对局部地区（如采区）或地点的突出危险性做出判断，第三是日常预测，它是在区域性预测、局部预测的基础上，根据突出预兆的各种异常效应（如声、电、磁、震、热等），对突出危险发出警报。我国将突出危险性预测只分为区域突出危险性预测和工作面突出危险性预测两类。区域突出危险性预测，简称区域预测，用于预测煤层和煤层区域

2、（包括井田、新水平和新采区）的突出危险性，并在地质勘探、新井建设、新水平和新采区开拓或准备时进行。工作面预测也叫点预测，日常预测，用于工作面煤层的突出危险性预测，它包括石门揭煤工作面、煤巷掘进工作面和回采工作面的突出危险性预测。1.1区域性预测方法煤与瓦斯突出的区域性预测技术主要有以下几种预测方法，即单指标法、综合指标D与K法、瓦斯地质统计法。1.1.1单指标法采用煤的破坏类型、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）作为预测指标，某煤层只有全部指标达到或超过其临界值时方可预测为突出煤层。各种指标的突出危

3、险临界值应根据实测资料确定，无实测资料可参考下表1.1所列。表1.1预测煤层突出危险性单项指标临界值煤层突出危险性破坏类型瓦斯放散初速度指标∆p（mmHg）煤坚固性系数f煤层瓦斯压力p（Mpa）41突出危险ⅢⅣⅤ≥10≤0.5>0.74无突出危险ⅠⅡ<10>0.5<0.741.1.2煤层突出危险性综合指标D和K法用综合指标D和K来预测煤层的突出危险性，是通过测量及整理计算得出综合指标D和K，与临界值相比较直接判断煤层是否有突出危险。煤炭科学研究总院抚顺分院、北票矿务局与红卫局提出用综合指标D和K来预测煤层的突出危险性，其临界值参照下

4、列表1.2所示数值。表1.2综合指标D和K预测煤层突出危险性临界值DK突出危险性<0.25无突出危险≥0.25<15无突出危险≥0.25≥15突出危险用综合指标D和K预测煤与瓦斯突出危险的核心技术是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）的测定。利用所得数据通过下式计算综合指标D和K。D=0.0075Hf-30（p-0.74）式中D一煤层突出危险性综合指标之一；H一煤层开采深度，m；P一煤层瓦斯压力，取两测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，Mpa；f一煤层软分层的平均坚固性系数，如打钻所取煤样的粒度达不到测试f

5、值所需求的粒度标准（10-15mm）时，可取粒度为1-3mm煤样进行f值的测定，所得结果按下式进行换算。当f1-3≤0.25时，f=f1-3当f1-3≤0.25时，f=1。57f1-3-0。14式中f1-3用粒度为1-3mm煤样测出的煤坚固性系数值k=∆p/f式中k-煤层突出危险性综合指数之一；∆p-煤层软分层的瓦斯放散初速度指标。411.1.3瓦斯地质统计法瓦斯地质统计法，是根据已开采区域突出点分布与地质构造（包括褶皱、断层、煤层赋存条件变化、火成岩侵入等）的关系，结合未开采区的地质构造条件来大致预测突出可能发生的范围。不同矿区控

6、制突出的地质构造因素是不同的，某些矿区的突出主要受断层控制，另一些矿区主要受褶皱或煤层厚度变化控制。因此，各矿区可根据己采区域主要控制突出的地质构造因素，来预测未采区域的突出危险性。1.1.4综合指标法俄罗斯斯科钦斯基矿业研究院提出用综合指标B作为预测指标，B按下式计算：B=X-XOCTVdofXCPR+2.2M=1.2C+0.002H+0.36fn式中X一煤层瓦斯含量，m3/t；xoct一该种煤的残余瓦斯量，m3/t；Xcp一该种煤的平均瓦斯量，m3/t；vdof一煤的挥发分，%；M一煤层厚度，m；C一以分层数目表示的煤层复杂程度

7、；H一煤层埋藏深度，m；fn一围岩特性，MPa；R一通过煤的破坏性表示的煤层强度，mm。R=6i=18mii=18midi式中mi:粒度的煤粒质量；di：粒度的煤粒直径；当B≥15时煤层有突出危险，B<15时，煤层无突出危险。411.1.5地质指标法表1.3地质指标临界值R5KfKdP危险性>0.7≤0.25<1≤0.4无危险0.7-0.450.25-0.751-1.50.4-1过渡性<0.45≥0.75≥1.5≥1危险地质指标法是通过测量和计算煤层围岩指标R5（5m含砂岩率）、地质构造指标Kf、煤质指标（Kd=0.009∆p-1.

8、62f2Kd）和瓦斯压力p进行综合判断。各指标的临界值见表1.3。1.1.6多因素综合预测法多因素综合预测法是在矿井条件已知或可知情况下，应用数学地质理论和方法来预测煤与瓦斯突出。根据预测任务和具体地质条件将研究区域划分为已知区域和未