第十一章 煤与瓦斯突出预测.pdf

1 瓦 斯 地 质 学瓦 斯 地 质 学 河 南 理 工 大 学河 南 理 工 大 学 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 q11.1 11.1 我国煤与瓦斯突出概况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。富国矿西二坑。 1975年年.8.8我国最大一次煤与瓦斯突出发生于天府矿我国最大一次煤与瓦斯突出发生于天府矿 务局三汇一矿，突出煤岩务局三汇一矿，突出煤岩12780吨，吨，CH4140万万m3。居世界第。居世界第 二位。二位。 至至2006年底，我国共发生突出年底，我国共发生突出15000余次，占世界突出余次，占世界突出 总数总数40。。 我国现有各类矿井我国现有各类矿井28000处，其中，高瓦斯、煤与瓦斯处，其中，高瓦斯、煤与瓦斯 突出矿井占矿井总数的突出矿井占矿井总数的50以上，突出矿井大约以上，突出矿井大约2000个。个。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 我国煤与瓦斯突出特点我国煤与瓦斯突出特点我国煤与瓦斯突出特点我国煤与瓦斯突出特点 1“突出”矿井分布面广，在部分严重。“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。突出分布在不同类型的煤层。 3“突出”矿井的始突深度不一。“突出”矿井的始突深度不一。 4中小型突出占绝大多数，大、特大强度突出次中小型突出占绝大多数，大、特大强度突出次 数也不少。数也不少。 5随着采深增大，随着采深增大，非非突矿井突矿井变成变成突出矿井，数突出矿井，数量量 越来越越来越多。多。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 突出参与突突出参与突 出物种类出物种类 发生成因发生成因 和特征和特征 岩岩 石石 与与 瓦瓦 斯斯 突突 出出 煤煤 与与 二二 氧氧 化化 碳碳 突突 出出 盐盐 与与 二二 氧氧 化化 碳碳 突突 出出 煤煤 、、 岩岩 、、 二二 氧氧 化化 碳碳 和和 瓦瓦 斯斯 突突 出出 岩岩 石石 与与 二二 氧氧 化化 碳碳 突突 出出 煤煤 与与 瓦瓦 斯斯 突突 出出 煤煤 与与 瓦瓦 斯斯 突突 出出 突突 出出 煤煤 与与 瓦瓦 斯斯 压压 出出 压压 出出 煤煤 与与 瓦瓦 斯斯 倾倾 出出 倾倾 出出 q11.2 11.2 突出分类及特征突出分类及特征 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 突出发突出发 生地点生地点 回回 采采 工工 作作 面面 突突 出出 上上 山山 突突 出出 石石 门门 突突 出出 平平 巷巷 突突 出出 下下 山山 突突 出出 突出突出 强度强度 中中 型型 突突 出出 50-100 次次 大大 型型 突突 出出 100-500 特特 大大 型型 突突 出出 1000t 小小 型型 突突 出出 3020～～3015～～205～～15 煤的煤的挥挥发发份份 Vdaf 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 新新新新 式式式式 囊囊囊囊 袋袋袋袋 式式式式 注注注注 浆浆浆浆 封封封封 孔孔孔孔 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 q11.6 11.6 瓦斯突出预测瓦斯突出预测新新技术技术 1.1.微震预测突出技术微震预测突出技术微震预测突出技术微震预测突出技术 传感传感器器前前置置放放大大器器数数据据采采集装置集装置 能能量量值值事事件件数数采采掘掘工工作作面面 美美国国技术技术 F发生突出时，会产生异常微震；发生突出时，会产生异常微震； F微震通常发生在煤体破坏前微震通常发生在煤体破坏前5－－45分钟；分钟； F采掘工作面布置地音探头；采掘工作面布置地音探头； F低频（低频（10－－10kHz预测地点，高频（预测地点，高频（40－－10kHz预测突出时间；预测突出时间； F预报时间为预报时间为20－－25分钟。分钟。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 2.2.地温预测技术地温预测技术地温预测技术地温预测技术 前前苏联苏联技术技术，中国也有，中国也有应用应用。。前前苏联苏联技术技术，中国也有，中国也有应用应用。。 F预预测测原原理理瓦斯瓦斯解解吸吸要要吸吸热热，煤，煤体体温温度度会降低会降低。。 F预预测指标测指标 回回采工采工作作面面△△t3- 1≤≤3℃℃，，无无突出突出危险危险；； △△t3- 1＞＞3℃℃，有突出，有突出危险危险。。 掘进掘进工工作作面面 △△t2- 1≤≤2℃℃，，无无突出突出危险危险；； △△t2- 1＝＝2－－2.5℃℃，突出，突出威胁威胁；； △△t2- 1＞＞ 2.5℃℃，突出，突出危险危险。。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 3.3.煤体固化防突技术煤体固化防突技术煤体固化防突技术煤体固化防突技术 原原理理封封堵堵瓦斯，瓦斯，阻止阻止吸吸附附瓦瓦 斯斯游游离离化化，，降低降低瓦斯瓦斯潜潜 能能；；提提高煤高煤体体强度。强度。 材材料料脲醛脲醛胶胶 效果效果煤煤体体强度强度提提高高2－－3倍倍，， 石门石门揭揭煤煤时时间间缩短缩短至至8 －－10天。天。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测 4.4.电磁辐射预测技术电磁辐射预测技术电磁辐射预测技术电磁辐射预测技术 电磁辐射电磁辐射与煤的与煤的应力应力状状态及态及瓦斯瓦斯状状态态有有关关, 应力应力高、瓦斯高、瓦斯压力压力大大时时电磁辐射电磁辐射信信号号就就强强,电磁电磁 辐射辐射频率就频率就高高,应力应力和和瓦斯瓦斯压力压力越越高高,则则突出突出危危 险越险越大。大。 电磁辐射电磁辐射强度强度和和脉脉冲冲数数反反映映了了煤煤体前方体前方应应 力力的的集集中中程程度度和和瓦斯瓦斯压力压力的大小的大小, 可用可用预预测测煤煤 与瓦斯突出。与瓦斯突出。 11 煤与瓦斯突出预测煤与瓦斯突出预测