10煤与瓦斯突出预测_图文.doc

瓦斯地质学 河南理工大学 资源环境学院地质工程系 1 第十章煤与瓦斯突出预测 2 q10.1 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年.8.8我国最大一次煤与瓦斯突出发生于天府矿务 140万m3。居世界第二局三汇一矿,突出煤岩12780吨,CH 4 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28000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。 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。 我国煤与瓦斯突出特点 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。 q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。像平顶山有瓦斯忽大忽小平均突出强度最大 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。 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。 q10.4 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6070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。 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细则的颁布为标志。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。 q D、K值的物理意义 D值意义 设d地层的平均容重,2500kg/m3; H煤层的埋藏深度,m。 于是,上覆岩层的重力为dHkg/m2。 设巷道周围的应力集中系数为3, 得到煤层所受应力为3dH/100000.75Hkg/cm2。 由于煤的单轴抗压强度近似为100fkg/cm2,则可用比值 0.75H/100f0.0075H/f 来反映突出危险程度。 根据统计规律,0.0075H/f3 且瓦斯压力p7.5kg/ cm20.74MPa 时,煤层具有突出危险性,于是得到综合指标D的计算公式。 K值意义 △p越大,突出危险性越大,f值越小,突出危险性越大。因此 K△p/f就可以表示突出的危险程度。 地质构造条 无突出危险工作 面 3℃,有突出危险。 △t 3-1 掘进工作面 ≤2℃,无突出危险; △t 2-1 △t 2-2.5℃,突出威胁; 2-1 △t 2.5℃,突出危险。 2-1 3.煤体固化防突技术 原理封堵瓦斯,阻止吸附瓦斯游离化,降低瓦斯潜 能;提高煤体强度。材料脲醛胶 效果煤体强度提高2-3倍,石门揭煤时间缩短至8 -10天。 4.电磁辐射预测技术 电磁辐射与煤的应力状态及瓦斯状态有关,应力高、瓦斯压力大时电磁辐射信号就强,电磁辐射频率就高,应力和瓦斯压力越高,则突出危险越大。 电磁辐射强度和脉冲数反映了煤体前方应力的集中程度和瓦斯压力的大小, 可用预测煤与瓦斯突出。