K1、K2、S-、i及f指標簡介

1、生命賜給我們，我們必須奉獻生命，才能獲得生命。K1 、K2、S 、i 及 f 指標簡介1、煤與瓦斯突出的三因素煤與瓦斯突出就是煤與瓦斯大量從工作面拋出，突出煤層要發(fā)生突出必須具備以下三個因素。a. 地壓靠近工作面必須有地壓活動， 地壓是指由于采掘活動在采掘工作面附近形成地應(yīng)力重新分布的結(jié)果。 它與采掘地點據(jù)地表的垂直深度與煤層的強度有關(guān)。 且成正比關(guān)系。即煤層埋藏越深、 煤的強度越大，則靠近工作面的應(yīng)力集中程度就越高。 因此造成采掘工作面應(yīng)力變化的最根本條件是煤層的強度變化， 尤其是突變， 即煤層的強度突然變軟（由硬突然變軟）。b. 瓦斯煤層中的瓦斯是搬運突出煤的主要動力來源。煤層中的瓦斯由兩

2、部分組成， 一部分是游離狀態(tài)的瓦斯， 即存在煤塊空隙空間的自由狀態(tài)下的氣體。 另一部分是吸附狀態(tài)的瓦斯， 在地壓的作用下粘貼在煤的表面， 就像早餐中的麻元團上的芝麻， 芝麻只能在糯米團的表面粘一層， 這種現(xiàn)象就叫吸附現(xiàn)象。 當環(huán)境壓力下降后，吸附在煤表面的瓦斯就會從煤分子表面脫離出去， 壓力下將越大，瓦斯脫離的速度也越大，脫離的瓦斯量也越多。煤層中的瓦斯的釋放速度達到一定程度時， 形成的強大瓦斯氣流， 就會將已被地壓壓破碎的煤塊拋出工作面到較遠的距離。 所以瓦斯突出必須具有一定的瓦斯解吸速度， 舉個例子：大家就會明白，為什么大風(fēng)可以吹倒房屋，希望是本無所謂有，無所謂無的。這正如地上的路；其實地

3、上本沒有路，走的人多了，也便成了路。生命賜給我們，我們必須奉獻生命，才能獲得生命。并將物體吹到很遠的地方， 而微風(fēng)卻不會發(fā)生上述的現(xiàn)象。另外由于工作面煤層的透氣性較小 （瓦斯氣流在煤層中流動的阻力）在靠近工作面的地方就會形成形成個較高的瓦斯壓力梯度，（梯度是指單位長度上的壓力差值， 即 1 端的瓦斯壓力減去2 端的瓦斯壓力， 其差值除以兩端的距離），壓力梯度越大，會形成工作面內(nèi)部向采掘工作空間的推力，當其值大于煤層頂?shù)装迮c煤層之間的阻力值時，工作面也會由于瓦斯壓力梯度過大而發(fā)生破壞，形成突出。c.煤層強度。強度越小的物體在受到同樣外力的作用下越容易遭到破壞，這是常識。煤的強度越小其解吸速度越大

4、。 煤的強度與煤層的構(gòu)造有關(guān) （或與煤的堅固性系數(shù)有關(guān)）堅固性系數(shù)較小的煤，抗壓能力低，其瓦斯解吸速度就高，突出危險性就越大。綜上所述，煤與瓦斯突出是個復(fù)雜的動力現(xiàn)象，它與地壓、瓦斯含量、瓦斯解吸速度以及煤層強度有密切的關(guān)系。 只有充分考慮了這些因數(shù)，才能準確地預(yù)測出煤與瓦斯突出的危險。 YTC-10 型瓦斯突出預(yù)測儀采用綜合指標預(yù)測的方法，包含了 K1 （瓦斯含量、瓦斯解吸速度）、S（地壓）、i（煤的破壞類型）和 f（煤的強度）等與突出密切相關(guān)的指標，經(jīng)過專用傳感器的數(shù)據(jù)采集和 16 位單片微機的數(shù)據(jù)處理，自動判斷出煤層突出的危險程度。2、鉆屑瓦斯解吸指標K1：希望是本無所謂有，無所謂無的。

5、這正如地上的路；其實地上本沒有路，走的人多了，也便成了路。生命賜給我們，我們必須奉獻生命，才能獲得生命。K1 值反映煤層瓦斯含量及卸壓初期瓦斯解吸速度的大小， 用鉆屑試樣在卸壓初期一段時間 （5min ）瓦斯解吸曲線的斜率表示， 單位為cm3 /g·min 1/2 。防突細則中規(guī)定的臨界值為0.5 cm 3/g ·min 1/2。K1 值越大表明瓦斯解吸速度越大，煤層中積聚的瓦斯就越多， 積聚瓦斯產(chǎn)生的壓力就增加的越快，煤層突出危險性就越大。3、鉆屑量 S：在煤層中打直徑 42mm 的鉆孔，每米鉆孔深度排出的煤粉量叫鉆屑量，通常用 S 表示，單位為 L/m 或 kg/m 。

6、防突細則中規(guī)定的臨界值為 6.0kg/m 。鉆屑量綜合反映煤層的強度和地壓的大小，當?shù)貞?yīng)力一定時，在煤層軟分層中打42mm 的鉆孔時，在鉆孔周圍就會形成卸壓圈，煤層強度越低，卸壓范圍越大，卸壓圈內(nèi)由于煤體的膨脹變形發(fā)生松動，鉆孔發(fā)生收縮， 當鉆頭不斷的切屑時， 就會產(chǎn)生多于鉆頭直徑切削范圍內(nèi)的鉆屑量。超出數(shù)量越大，表明煤層強度越低。突出危險越高；當煤層強度一定時， 地應(yīng)力越大所形成的卸壓范圍越大，鉆屑量也就越多。因而鉆屑量一般是地壓和煤層強度的綜合指標。鉆屑量正常值為 1.8L/m, 或 2.5Kg/m ，超出此值的 2.5倍時，就會有發(fā)生突出或沖擊地壓的可能。4、煤層堅固性系數(shù)F:煤層堅固性

7、系數(shù)F 值由煤的強度決定的， F 值的大小直接反映煤希望是本無所謂有，無所謂無的。這正如地上的路；其實地上本沒有路，走的人多了，也便成了路。生命賜給我們，我們必須奉獻生命，才能獲得生命。的強度的大小。眾所周知物體的強度的大小表明其抗破壞的能力的大小，強度越低，抗破壞的能力就越低，越容易遭到破壞。再者煤強度越低其解吸瓦斯的速度越大，所以煤強度越低其突出危險性也就越大。5、破壞類型系數(shù) i：I 值根據(jù)煤的瓦斯解吸量隨時間變化的關(guān)系計算出來的，表現(xiàn)為瓦斯解吸量隨時間變化的斜率，也是反映煤層強度的一個物理量。i值越小表示該煤層的強度越低， 煤的解吸速度越高，突出危險性越大。 i 值的臨界值取 0.5，

8、當 i 值小于 0.5 時，煤層突出危險大增，當大于 0.5 時，突出危險性會明顯下降。6、鉆屑瓦斯解吸綜合指標K2：瓦斯解吸速度與煤層強度成反比關(guān)系。 因此，需用用煤的強度（煤的堅固性系數(shù)進行校準，校準方法是將 k1 值除以堅固性系數(shù)） ,得出綜合指標 k2.K2 值綜合反映煤層瓦斯含量、 卸壓初期瓦斯解吸速度以及煤的堅固性系數(shù)的大小， 它與瓦斯解吸速度成正比， 而與煤的堅固性系數(shù)成反比。 K2 臨界值一般取 2.5。鉆屑瓦斯解吸綜合指標 K2 綜合地反映煤層瓦斯含量、 瓦斯解吸速度和煤的堅固性系數(shù)與瓦斯突出之間的關(guān)系， 它不但考慮到鉆屑瓦斯解吸指標 K1，還加入了煤的堅固性系數(shù)，使得瓦斯突

9、出預(yù)測的準確希望是本無所謂有，無所謂無的。這正如地上的路；其實地上本沒有路，走的人多了，也便成了路。生命賜給我們，我們必須奉獻生命，才能獲得生命。度大大提高。當煤層為無煙煤時，煤的堅固性系數(shù)又較大，超過或接近0.5 時，就會出現(xiàn) K1 很大，但煤層突出危險較低的現(xiàn)象。反之當煤層瓦斯含量較低，但煤層的堅固性系數(shù)較小，小于0.2，會測出較小的k1 值，但煤層具有較高的突出危險性。所謂的高指標不突出， 低指標突出的主要原因是沒有將煤的強度指標考慮進去所致。除此之外，有些礦井測量 k1 時測出的指標較小，但煤層具有較高的突出危險性，這也與煤層的強度有關(guān)。 因為煤層的強度直接影響煤的解吸速度，解吸速度高的煤層，在同樣的取樣期間已經(jīng)