煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn)ppt課件

.,煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn)二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),.,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),突出礦井必須對(duì)突出煤層進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，區(qū)域預(yù)測(cè)一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進(jìn)行。區(qū)域預(yù)測(cè)主要依據(jù)的突出預(yù)測(cè)指標(biāo)參數(shù)為煤層瓦斯壓力和煤層瓦斯含量，并且要求這些參數(shù)為井下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。,.,當(dāng)煤層具有露頭或直接為透氣性較好的第四系沖擊層覆蓋時(shí)，在煤層內(nèi)存在兩個(gè)不同方向的氣體運(yùn)移；而地面空氣、上覆第四系沖擊層中生物化學(xué)反應(yīng)生成的氣體沿煤層向深部滲透擴(kuò)散，從而使賦存在煤層內(nèi)的瓦斯表現(xiàn)出垂向分帶特性。煤層瓦斯沿垂向一般可分為瓦斯風(fēng)化帶與甲烷帶。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),瓦斯風(fēng)化帶,.,在瓦斯風(fēng)化帶和瓦斯地質(zhì)分析法劃分出的無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)和突出危險(xiǎn)區(qū)以外的區(qū)域，應(yīng)根據(jù)煤層瓦斯壓力P進(jìn)行預(yù)測(cè)。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),瓦斯地質(zhì)分析法,根據(jù)已開(kāi)采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造條件、突出分布的規(guī)律和對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測(cè)、預(yù)測(cè)結(jié)果，采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)域。瓦斯地質(zhì)分析法主要是找出突出帶的寬度與構(gòu)造軸和采深的數(shù)量關(guān)系，并不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，修正預(yù)測(cè)結(jié)果。,煤層瓦斯參數(shù)法,.,開(kāi)采保護(hù)層的保護(hù)效果檢驗(yàn)主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、頂?shù)装逦灰屏考捌渌?jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的指標(biāo)和方法，也可以結(jié)合煤層的透氣性系數(shù)變化率等輔助指標(biāo)。對(duì)預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施檢驗(yàn)的主要指標(biāo)為殘余瓦斯壓力和殘余瓦斯含量。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),當(dāng)采用保護(hù)層開(kāi)采或預(yù)抽煤層瓦斯等區(qū)域防突措施后，需進(jìn)行區(qū)域防突效果的檢驗(yàn)。,區(qū)域效果檢驗(yàn)的主要指標(biāo),.,（1）對(duì)穿層鉆孔預(yù)抽石門(mén)（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施也可以采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。（2）采用實(shí)際的直接測(cè)定的煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量等參數(shù)對(duì)區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)符合下列要求：,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),區(qū)域效果檢驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)算,效果檢驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)試,.,對(duì)穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如圖16-1所示：,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),.,對(duì)穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如圖16-2所示：,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),.,對(duì)穿層鉆孔預(yù)抽石門(mén)（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如圖16-3所示。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),.,對(duì)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，在煤巷條帶每間隔2030m至少布置1個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)，且每個(gè)檢驗(yàn)區(qū)域不得少于3個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)。各檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)應(yīng)布置于所在部位鉆孔密度較小、孔間距較大、預(yù)抽時(shí)間較短的位置，在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域適當(dāng)增加檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),.,采用間接計(jì)算的殘余瓦斯含量進(jìn)行預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)符合下列要求：當(dāng)預(yù)抽區(qū)域內(nèi)鉆孔的間距和預(yù)抽時(shí)間差別較大時(shí)，根據(jù)孔間距和預(yù)抽時(shí)間劃分評(píng)價(jià)單元分別計(jì)算檢驗(yàn)指標(biāo)；,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),效果檢驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)算,.,若預(yù)抽鉆孔控制邊緣外側(cè)為未采動(dòng)煤體，如圖16-4中虛線部分（A-B-C-D）。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),.,當(dāng)采用煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量的直接測(cè)定值進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，若任何一個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)的指標(biāo)測(cè)定值達(dá)到或超過(guò)了有突出危險(xiǎn)的臨界值而判定為預(yù)抽防突效果無(wú)效時(shí)，則此檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)周?chē)霃?00m內(nèi)的預(yù)抽區(qū)域均判定為預(yù)抽防突效果無(wú)效，即為突出危險(xiǎn)區(qū)。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果檢驗(yàn),區(qū)域效果檢驗(yàn)有效性的判定,.,在工作面進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，立即連續(xù)進(jìn)行至少兩次區(qū)域驗(yàn)證；工作面每推進(jìn)1050m（在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域或采取了預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施以及其他必要情況時(shí)宜取小值）至少進(jìn)行兩次區(qū)域驗(yàn)證；在構(gòu)造破壞帶連續(xù)進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證；在煤巷掘進(jìn)工作面還應(yīng)當(dāng)至少打1個(gè)超前距不小于10m的超前鉆孔或者采取超前物探措施，探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造和觀察突出預(yù)兆。,一、煤與瓦斯突出區(qū)域性預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),區(qū)域措施效果驗(yàn)證,在采掘作業(yè)和揭煤作業(yè)過(guò)程中需進(jìn)行區(qū)域措施效果驗(yàn)證工作。,采掘工作面的區(qū)域驗(yàn)證工作還必須滿(mǎn)足以下要求：,.,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)主要在經(jīng)區(qū)域預(yù)測(cè)或者區(qū)域效果檢驗(yàn)判定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行。工作面預(yù)測(cè)的方法主要有綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法、復(fù)合指標(biāo)法、R值指標(biāo)法等。,.,（1）綜合指標(biāo)法綜合指標(biāo)D、K的計(jì)算公式為：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),工作面突出預(yù)測(cè)的主要指標(biāo),.,各煤層石門(mén)揭煤工作面突出預(yù)測(cè)綜合指標(biāo)、的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)考察確定，在確定前可暫按表16-1所列的臨界值進(jìn)行預(yù)測(cè)。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（2）鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法各類(lèi)工作面鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)考察確定，在確定前可暫按表16-2中所列的指標(biāo)臨界值預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,瓦斯解吸指標(biāo)h2其物理意義為：煤樣（10g）自煤體脫落暴露于大氣之中第四分鐘和第五分鐘的瓦斯解吸所產(chǎn)生的壓差，單位為Pa。瓦斯解吸指標(biāo)h2采用MD-2型煤鉆屑瓦斯解吸儀，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖16-6：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,瓦斯解吸指標(biāo)K1其物理意義為：煤樣自煤體脫落暴露于大氣之中解吸第一分鐘內(nèi)，每克煤樣的瓦斯解吸總量，單位為ml/(gmin1/2)。鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值的測(cè)定采用WTC型突出預(yù)測(cè)儀，其實(shí)物圖見(jiàn)圖16-7所示：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（3）鉆屑指標(biāo)法鉆屑指標(biāo)法測(cè)定工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，測(cè)試的指標(biāo)主要包括鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量S。鉆屑量可用重量法或容量法測(cè)定。重量法：每鉆進(jìn)1m鉆孔，收集全部鉆屑，用彈簧秤稱(chēng)重。容量法：每鉆進(jìn)1m鉆孔，收集全部鉆屑，用量袋或量杯計(jì)量鉆屑容積。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,各煤層采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)考察確定，在確定前可暫按表16-3的臨界值確定工作面的突出危險(xiǎn)性。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（4）復(fù)合指標(biāo)法采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，測(cè)試的指標(biāo)主要包括鉆孔瓦斯涌出初速度q和鉆屑量S指標(biāo)。各煤層采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)（回采）工作面突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)考察確定，在確定前可暫按表16-4的臨界值進(jìn)行預(yù)測(cè)。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（5）R值指標(biāo)法該預(yù)測(cè)方法同時(shí)考慮了工作面的應(yīng)力狀態(tài)、物理力學(xué)性質(zhì)和瓦斯含量，即考慮了決定突出危險(xiǎn)的主要因素。根據(jù)每個(gè)鉆孔的最大鉆屑量和最大鉆孔瓦斯涌出初速度按下式計(jì)算各孔的R值：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,一些煤層實(shí)測(cè)瓦斯涌出初速度極值和鉆屑量極值的結(jié)果見(jiàn)圖16-8：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（6）地質(zhì)構(gòu)造及采掘（鉆孔）作業(yè)現(xiàn)象判定法工作面地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象主要有以下方面：煤層的構(gòu)造破壞帶，包括斷層、劇烈褶曲、火成巖侵入等；煤層賦存條件急劇變化；采掘應(yīng)力疊加；工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動(dòng)力現(xiàn)象；工作面出現(xiàn)明顯的突出預(yù)兆。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（1）煤體溫度法該方法的原理是，工作面前方煤體溫度的變化特征取決于煤體應(yīng)力變形狀態(tài)和瓦斯動(dòng)力狀態(tài)。（2）V30特征值法所謂的V30值是指爆破后前30min內(nèi)的瓦斯涌出量（m3）與崩落煤量（t）的比值，單位為m3/t。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),工作面突出預(yù)測(cè)的輔助指標(biāo),.,（3）解吸指數(shù)Kt法該方法主要在德國(guó)應(yīng)用，利用突出煤和非突出煤解吸速度隨時(shí)間變化的特征不同，進(jìn)行工作面預(yù)測(cè)。煤樣的解吸瓦斯量與解吸時(shí)間的關(guān)系式可用指數(shù)函數(shù)形式表示為：有上式可得：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（4）煤層瓦斯中氡濃度法該方法的依據(jù)是：在突出前煤層瓦斯中氡濃度急劇降低，突出后又急劇上升。（5）聲發(fā)射預(yù)測(cè)法（微震聲響預(yù)測(cè)法）聲發(fā)射預(yù)測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性是通過(guò)收集工作面煤層和圍巖噪聲率信號(hào)，分析聲發(fā)射事件和能量變化，配合礦井根據(jù)大量生產(chǎn)實(shí)踐所建立的臨界指標(biāo)，判斷工作面前方煤層是否有突出危險(xiǎn)性。（6）電磁輻射法煤巖層的破壞過(guò)程中會(huì)發(fā)生電磁輻射，電磁輻射強(qiáng)弱和脈沖數(shù)據(jù)取決于外加負(fù)載的大小和煤巖層的破壞特征。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,石門(mén)揭煤工作面突出預(yù)測(cè)石門(mén)（立井、斜井）揭煤工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)選用下述幾種方法：綜合指標(biāo)法；鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法；其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法進(jìn)行。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),各種工作面突出預(yù)測(cè)的主要指標(biāo)及測(cè)試要求,.,（1）綜合指標(biāo)法采用綜合指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)當(dāng)由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個(gè)鉆孔測(cè)定煤層瓦斯壓力P。（2）鉆屑指標(biāo)法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個(gè)鉆孔，一般預(yù)測(cè)鉆孔在石門(mén)中央、石門(mén)上部應(yīng)至少布置一個(gè)鉆孔，在石門(mén)兩側(cè)應(yīng)布置一個(gè)或兩個(gè)鉆孔。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,煤巷掘進(jìn)工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)可采用下列方法：鉆屑指標(biāo)法；復(fù)合指標(biāo)法；R值指標(biāo)法；其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),采掘掘進(jìn)工作面突出預(yù)測(cè),.,（1）鉆屑指標(biāo)法采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，在近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個(gè)鉆孔（如圖16-10）；在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個(gè)鉆孔（如圖16-11：,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（2）復(fù)合指標(biāo)法采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，在近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)當(dāng)向前方煤體至少施工3個(gè)鉆孔（如圖16-12所示）。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,（3）R值指標(biāo)法采用R值指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，在近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個(gè)、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個(gè)直徑42mm、孔深810m的鉆孔，測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標(biāo)。鉆孔應(yīng)當(dāng)盡可能布置在軟分層中，一個(gè)鉆孔位于掘進(jìn)巷道斷面中部，并平行于掘進(jìn)方向，其他鉆孔的終孔點(diǎn)應(yīng)位于巷道斷面兩側(cè)輪廓線外24m處。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),.,石門(mén)和巖石井巷揭煤效果檢驗(yàn)對(duì)石門(mén)和其他巖石井巷揭煤工作面進(jìn)行防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法，但所有用鉆孔方式檢驗(yàn)的方法中檢驗(yàn)孔數(shù)均不得少于5個(gè)，分別位于石門(mén)的上部、中部、下部和兩側(cè)。,二、煤與瓦斯突出局部預(yù)測(cè)及效果檢驗(yàn),工作面措施效果檢驗(yàn),.,煤巷掘進(jìn)工作面執(zhí)行防突措施后的效果檢驗(yàn)方法與預(yù)測(cè)方法相同，可以采用鉆屑指標(biāo)