瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究和瓦斯預(yù)測

1第一節(jié)瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測第三節(jié)礦井瓦斯涌出量預(yù)測第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究和瓦斯預(yù)測2一、瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究是瓦斯預(yù)測的基礎(chǔ)1.概念

瓦斯地質(zhì)規(guī)律是指瓦斯與地質(zhì)因素之間內(nèi)在的本質(zhì)的聯(lián)系。2.地位瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究是瓦斯地質(zhì)學(xué)的核心內(nèi)容，是瓦斯預(yù)測與治理、礦區(qū)礦井規(guī)劃、生產(chǎn)設(shè)計的基礎(chǔ)。3.外延瓦斯賦存狀態(tài)、瓦斯含量多少、瓦斯壓力大小、煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象等都受著自身瓦斯地質(zhì)規(guī)律的制約；瓦斯涌出規(guī)律、瓦斯抽采難易及其方法等都受著瓦斯地質(zhì)規(guī)律的控制。第一節(jié)瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究

34.主要研究觀點

（1）不同級別的地質(zhì)單元都存在著自身的瓦斯地質(zhì)規(guī)律。（2）揭示瓦斯地質(zhì)規(guī)律首先從主控地質(zhì)因素入手。5.重要研究內(nèi)容

（1）構(gòu)造煤和瓦斯突出煤體基礎(chǔ)理論 （2）瓦斯賦存構(gòu)造控制機理 （3）煤與瓦斯突出地質(zhì)控制機理 （4）瓦斯抽采地質(zhì)控制機理。4二、瓦斯地質(zhì)規(guī)律與瓦斯含量預(yù)測1.概念

瓦斯含量是指成煤過程中煤層經(jīng)受地質(zhì)歷史演化作用儲存在煤層中單位體積或單位質(zhì)量的煤所含的瓦斯體積量（m3/m3或m3/t）。2.主要觀點 （1）瓦斯生成——成煤條件 （2）瓦斯賦存——保存條件3.主要例證（1）低瓦斯——拉張活動、風(fēng)化剝蝕作用相對強烈（2）高瓦斯——擠壓作用、連續(xù)拗陷沉積54.影響瓦斯含量大小的主控因素（1）地質(zhì)演化歷史（2）區(qū)域構(gòu)造背景低瓦斯——拉張活動、風(fēng)化剝蝕（華北東部、西北大部）高瓦斯——擠壓作用、連續(xù)拗陷沉積（華南）（3）煤化程度中高變質(zhì)>>低變質(zhì)

Ro,max>6低瓦斯（4）沉積環(huán)境中國石炭－二疊系的煤層，以淺海碳酸鹽環(huán)境形成的煤層，受地下水的徑流作用，使得瓦斯含量降低。6三、瓦斯地質(zhì)規(guī)律與瓦斯涌出量預(yù)測1.概念瓦斯涌出量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌入采掘空間和抽入管道中的瓦斯量，可用絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量兩個參數(shù)來表示。2.主要影響因素（1）瓦斯地質(zhì)條件本煤層、鄰近煤層及圍巖中的瓦斯含量（2）開采技術(shù)條件①開采順序 ②開采方法7四、煤與瓦斯突出及其主要影響因素1.意義及觀點

煤與瓦斯突出動力災(zāi)害是威脅煤礦安全生產(chǎn)和礦工生命安全最大的災(zāi)害，也是世界產(chǎn)煤國家目前面臨的國際性技術(shù)難題。煤與瓦斯突出機理研究還處在假說階段，目前，大多數(shù)人認(rèn)可綜合作用假說，認(rèn)為，煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、煤體中的瓦斯、煤的物理力學(xué)性質(zhì)三者共同作用的結(jié)果。

8四、煤與瓦斯突出及其主控因素2.主控因素（1）基礎(chǔ)：高瓦斯含量（2）必要條件：一定厚度的構(gòu)造煤（3）有利地帶：壓性、壓扭性構(gòu)造帶（4）主要位置：構(gòu)造應(yīng)力相對集中地帶9第一節(jié)瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測

第三節(jié)礦井瓦斯涌出量預(yù)測第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測瓦斯地質(zhì)規(guī)律和瓦斯預(yù)測10一、基本概念1.煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量是單位質(zhì)量煤中所含的瓦斯體積(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))量，單位是m3/t或cm3/g。煤層瓦斯含量也可用單位質(zhì)量純煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯體積表示，單位是m3/t.daf。2.煤層原始瓦斯含量煤層未受采動影響時的瓦斯含量稱為煤層原始瓦斯含量。3.殘存瓦斯含量煤層受采動影響，已部分排放了瓦斯后煤層中剩余的瓦斯含量。4.巖層瓦斯含量單位質(zhì)量(或體積)巖石中所含的瓦斯體積。第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測

11含量的三種定義殘存瓦斯含量煤層瓦斯含量

原始瓦斯含量單位質(zhì)量或體積的煤中所含有的瓦斯量，單位是m3/t或m3/m3煤層未受采動影響時的瓦斯含量煤層受到采動影響，已經(jīng)排放出部分瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯含量一、基本概念第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測

12直接方法間接方法地勘方法井下方法按方法特點分按應(yīng)用范圍分分類

二、煤層瓦斯含量的測定13（二）煤層瓦斯含量直接測定方法

1.地勘期間煤層瓦斯含量測定方法 解吸法圖6—1密封罐1-罐蓋；2-罐體；3-壓緊螺絲；4-墊圈；5-膠墊；6-“Ｏ”型密封圈14測定步驟采樣瓦斯解吸規(guī)律測定損失瓦斯量計算試驗室煤樣脫氣及氣體成分分析煤層瓦斯含量計算15地質(zhì)勘探時期煤層瓦斯含量的直接測定法損失瓦斯量計算

煤樣解吸測定前損失的瓦斯量取決于煤芯在孔內(nèi)和空氣中的暴露時間和煤樣瓦斯解吸規(guī)律。試驗和理論分析結(jié)果表明，煤樣在剛開始暴露的一段時間內(nèi)，累計解吸的瓦斯量與煤樣解吸時間的平方根成正比，即：

式中Vz——煤樣自暴露時起到解吸測定進行時間為t時的瓦斯總解吸體積，ml；t0——煤樣在解吸測定前的暴露時間，min；t0=t1+t2;t1——提鉆時間（煤樣在鉆孔的暴露時間），min；t2——解吸測定前煤樣在地面的暴露時間，min；t——煤樣解吸測定的時間，min；k——比例常數(shù)，

顯然，解吸測定測出的瓦斯解吸量V僅為煤樣總解吸量Vz的一部分，僅是t0到t那部分解吸量，解吸測定前煤樣在暴露時間t0時已損失的瓦斯量由此可得

上式為直線方程式，可用最小二乘法求出常數(shù)k和V2，V2即為所求的瓦斯損失量。(6-2)

18圖6—4瓦斯損失量計算圖19煤層瓦斯含量計算煤層瓦斯含量是上述各階段放出的瓦斯總體積與損失瓦斯量之和同煤樣重量的比值。即：

(6-3)

式中W0——煤層原始瓦斯含量，ml/g；

V1——煤樣解吸測定中累計解吸出的瓦斯量，cm3；

V2——推算出的瓦斯損失量，cm3

；

V3——煤樣粉碎前脫出的瓦斯量，cm3

；

V4——煤樣粉碎后脫出的瓦斯量，cm3

；

G——煤樣質(zhì)量，g。應(yīng)當(dāng)指出，各階段放出的瓦斯量皆應(yīng)換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。2.井下煤層瓦斯含量測定方法鉆屑解吸法測定煤層瓦斯含量的方法的原理與地勘鉆孔所用解吸法相同。優(yōu)點：一是煤樣暴露時間短，一般為3～5min，且易準(zhǔn)確進行測定；二是煤樣在鉆孔中的解吸條件與在空氣中大致相同，無泥漿和泥漿壓力的影響。試驗表明，煤樣解吸瓦斯隨時間變化的規(guī)律較好地符合下式：

v=v1t-k

式中v——在解吸時間為t時煤樣的解吸瓦斯速度，ml/(g·min)；

v1——t=1min時煤樣瓦斯解吸速度，ml/g·min；

k——解吸速度隨時間的衰減系數(shù)。

在解吸時間為t時累計的解吸瓦斯量為：（6－5）

在測定時從石門鉆孔見煤時開始計時，直至開始進行煤樣瓦斯解吸測定這段時間即為煤樣解吸測定前的暴露時間t0，顯然，瓦斯損失量為：（6－6）

式中Qs——煤樣瓦斯損失量，ml/g；

t0——解吸測定前煤樣暴露時間，min。

由式(6－6)可以看出，當(dāng)k≥1時，無解；因此，利用冪函數(shù)規(guī)律求算瓦斯損失量僅適用于k＜1的場合，為此在采煤樣時應(yīng)盡量選取較大粒度的煤塊。當(dāng)k≥1時，可以采用地勘期間煤層瓦斯含量測定方法（式6-2）或圖解法計算損失瓦斯量。應(yīng)用該法測定煤層瓦斯含量時，同樣需要測定鉆屑的現(xiàn)場解吸量Q1和實驗室測出的試樣粉碎前后瓦斯脫出量Q3和Q4，將Q1＋Q2＋Q3＋Q4值除以鉆屑煤樣的重量G，即可得到煤層的瓦斯含量，有關(guān)Q1、Q3和Q4的測定方法同前。23(三)煤層瓦斯含量間接測定方法1.根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤層瓦斯含量

根據(jù)已知煤層瓦斯壓力和實驗室測出的煤對瓦斯吸附等溫線，可用下式確定煤層瓦斯含量：

式中W──煤層原始瓦斯含量，m3/t；

a——吸附常數(shù)，試驗溫度下煤的極限吸附量，m3/t；

b——吸附常數(shù)，MPa-1；

P——煤層絕對瓦斯壓力，MPa；

Aad——煤的灰分，%；

Mad

——煤的水分，%；

K——煤的孔隙率，m3/m3；

γ——煤的視密度，t/m3。242.含量系數(shù)法為了減小實驗室條件和天然煤層條件的差異所帶來的誤差，中國礦業(yè)大學(xué)周世寧院士研究提出了井下煤層瓦斯含量測定的含量系數(shù)法，他在分析研究煤層瓦斯含量的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)煤中瓦斯含量和瓦斯壓力之間的關(guān)系可以近似用下式表示：式中W——煤層原始瓦斯含量，m3/t；

α——煤的瓦斯含量系數(shù)，m3/(m3·Mpa1/2)；

P——瓦斯壓力，MPa。γ——煤的視密度。煤層瓦斯含量系數(shù)在井下可直接測定得出。

253.根據(jù)煤的殘存瓦斯含量計算煤層瓦斯含量根據(jù)煤的殘存瓦斯含量推算煤層原始瓦斯含量是一種簡單易行的方法。在正常作業(yè)的掘進工作面，在煤壁暴露30min后，從煤層頂部和底部各取一個煤樣，裝入密封罐，送入實驗室測定煤的殘存瓦斯含量。如工作面煤壁暴露時間已超過30min，則采樣時應(yīng)把工作面煤壁清除0.2～0.3m深，再采煤樣。

26

若實測煤的殘存瓦斯含量在3m3/t·r以下，按下式計算煤的原始瓦斯含量：

W0＝1.33Wc

（6－11）式中W0——純煤原始瓦斯含量，m3/t；

Wc——實測煤的殘存瓦斯含量，m3/t。由式（6-11），這時的瓦斯損失量取為定值25%。當(dāng)煤的殘存瓦斯含量大于3m3/t·r時，用下式計算煤的瓦斯含量：

W0＝2.05Wc-2.17（6－12）在所采兩煤樣中，以實測較大的殘存量為計算依據(jù)。27

三、深部或某深度處煤層瓦斯含量預(yù)測

（一）線性回歸分析法

煤礦開采實踐表明，在一定深度范圍內(nèi)，礦井瓦斯含量與煤層賦存深度有線性關(guān)系：

W=aH+b

（6－20）式中W——煤層瓦斯含量，m3/t；

H——開采深度，m；

a、b——回歸系數(shù)。當(dāng)上述線性關(guān)系較好時，可以利用該關(guān)系進行深部煤層瓦斯含量預(yù)測。該方法適用于以下幾種情況：生產(chǎn)礦井的延深水平，生產(chǎn)礦井開采水平的新區(qū)，與生產(chǎn)礦井鄰近的新礦井。在應(yīng)用中，要求生產(chǎn)礦井預(yù)測區(qū)的地質(zhì)和煤層賦存條件與獲得瓦斯含量數(shù)據(jù)的已經(jīng)開采區(qū)域相同或類似。應(yīng)用線性回歸分析法時預(yù)測范圍一般沿垂深不超過100～200m，沿煤層傾斜方向不超過600m。28（二）拉格朗日（Lagrange）插值對生產(chǎn)礦井，有不同深度煤層瓦斯含量W(H0)，W(H1)，W(H2)，…

，W(Hn)，且無線性關(guān)系或線性關(guān)系不好時，可以利用已經(jīng)有的瓦斯含量數(shù)據(jù)，通過拉格朗日插值預(yù)測深部煤層瓦斯含量。假設(shè)取區(qū)間[a，b]上的n+1個節(jié)點H0，H1，…，Hn，并且已知函數(shù)在這些點P(H)上的函數(shù)值：利用拉格朗日插值方法可得:HH0H1H2…HnW(H)W(H0)W(H1)W(H2)…W(Hn)

其中：式中W——煤層瓦斯含量，m3/t；

H——煤層埋藏深度，m。當(dāng)n=1，2時，n次拉格朗日插值多項式即為線性插值多項式和拋物插值多項式。即有：

通過插值，可獲得深部或需要深度處的煤層瓦斯含量。同樣，該方法在應(yīng)用中，要求預(yù)測區(qū)的地質(zhì)和煤層賦存條件與獲得瓦斯含量數(shù)據(jù)的已經(jīng)開采區(qū)域相同或類似。30第一節(jié)瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測第三節(jié)礦井瓦斯涌出量預(yù)測第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測瓦斯地質(zhì)規(guī)律和瓦斯預(yù)測31一、礦井瓦斯涌出概念(一)瓦斯涌出量的定義

瓦斯涌出量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌入采掘空間及抽放管道中的瓦斯量，可用絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量兩個參數(shù)來表示。

1.絕對瓦斯涌出量：指單位時間涌出的瓦斯體積，單位為m3/d或m3/min。式中Qj──絕對瓦斯涌出量，m3/min；

Q──風(fēng)量，m3/min；

C──風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛?，％。第三?jié)礦井瓦斯涌出量預(yù)測

322.相對瓦斯涌出量：指礦井在正常生產(chǎn)條件下，平均日產(chǎn)1t煤同期所涌出的瓦斯量，單位是m3/t。式中qx──相對瓦斯涌出量，m3/t；

Qj──絕對瓦斯涌出量，m3/d，

Ad──日產(chǎn)量，t/d。瓦斯涌出量中除開采煤層涌出的瓦斯外，還有來自鄰近層和圍巖的瓦斯，所以相對瓦斯涌出量一般要比瓦斯含量大。

33礦井瓦斯等級劃分高瓦斯礦井低瓦斯礦井

礦井相對瓦斯涌出量小于10m3/t，且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min。

礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。

煤與瓦斯突出礦井

發(fā)生煤（巖）與瓦斯突出礦井、鑒定有煤與瓦斯突出危險的礦井。

根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：

低瓦斯礦井中，相對瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯噴出的個別區(qū)域（采區(qū)或工作面）為高瓦斯區(qū)，該區(qū)按高瓦斯礦井管理。（二）礦井瓦斯等級劃分34礦井瓦斯等級鑒定測點選擇鑒定時間和基本條件

在七月或八月上、中、下旬中各取一天（間隔10天），分三個班（或四個班）進行測定工作。被鑒定的礦井、煤層、水平或采區(qū)的回采產(chǎn)量應(yīng)達到該地區(qū)設(shè)計產(chǎn)量的60％。

通風(fēng)機的風(fēng)硐、各水平、各煤層和各采區(qū)的回風(fēng)道測風(fēng)站內(nèi)。如無測風(fēng)站，可選取斷面規(guī)整并無雜物堆積的－段平直巷道做測點。測定內(nèi)容

測定內(nèi)容為風(fēng)量和風(fēng)流中甲烷、二氧化碳濃度。

生產(chǎn)礦井每年必須進行礦井瓦斯等級鑒定，同時進行二氧化碳涌出量的測定，作為核定和調(diào)整風(fēng)量的依據(jù)。

新井沒計前，地勘部門根據(jù)各煤層的瓦斯含量資料，預(yù)測礦井瓦斯等級，作為計算風(fēng)量的依據(jù)。35二、煤層瓦斯涌出形式（一）正常瓦斯涌出從煤層、巖層以及采落的煤(矸石)中比較均勻的釋放出瓦斯的現(xiàn)象即為正常式涌出瓦斯，這是煤層瓦斯涌出的主要形式。（二）瓦斯噴出大量瓦斯在壓力狀態(tài)下，從肉眼可見的煤、巖裂縫及空洞中集中涌出，即為瓦斯噴出。一般都伴隨有聲響效應(yīng)，如吱吱聲、哨聲、水的沸騰聲等。一般認(rèn)為，在正常通風(fēng)條件下，短時間內(nèi)，使巷道瓦斯?jié)舛葒?yán)重超限，并持續(xù)一定時間(少則幾十分鐘，多則幾年)的瓦斯涌出屬于瓦斯噴出。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯（二氧化碳）異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯量大于或等于1.0m3/min，且持續(xù)時間在8h以上時，該采掘區(qū)即定為瓦斯（二氧化碳）噴出危險區(qū)域?！?/p>

噴出式瓦斯涌出必須有大量積聚游離瓦斯的瓦斯源，按不同生成類型，瓦斯噴出源有兩種：地質(zhì)生成瓦斯源和生產(chǎn)生成瓦斯源。1.地質(zhì)生成瓦斯源地質(zhì)生成瓦斯源是指噴出的瓦斯來源于成煤地質(zhì)過程中，大量瓦斯積聚在地質(zhì)的裂隙和空洞內(nèi)，當(dāng)采礦工程揭露這些地層時，瓦斯就從裂隙及空洞中涌出，形成瓦斯噴出。如陽泉、中梁山等礦區(qū)從頂?shù)装迨規(guī)r的溶洞型孔隙中噴出大量瓦斯就屬于地質(zhì)生成瓦斯源。陽泉一礦12號煤層(四尺煤)三下山底板，當(dāng)鉆孔穿過K3層石灰?guī)r時，曾從裂隙中噴出了1132萬m3瓦斯(在一年時間內(nèi))。372.生產(chǎn)生成瓦斯源生產(chǎn)生成瓦斯源是指噴出的瓦斯來源于：因開采松動卸壓的影響，使開采層鄰近的煤層卸壓而形成大量解吸瓦斯，當(dāng)游離瓦斯積集達到一定能量時，沖破層間巖石而向回采巷道噴出。如南桐礦區(qū)開采近距離上保護層后，從底板向回采工作面突然噴出大量瓦斯，就是屬于生產(chǎn)生成瓦斯源的典型噴出事例。38（三)煤與瓦斯突出

煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是含瓦斯的煤、巖體，在壓力(地層應(yīng)力、重力、瓦斯壓力等)作用下，破碎的煤和解吸的瓦斯從煤體內(nèi)部突然向采掘空間大量噴出的一種動力現(xiàn)象。

《煤礦安全規(guī)程》：在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、巖和瓦斯由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常的動力現(xiàn)象。在突出過程中，瞬間瓦斯涌出量及瓦斯涌出總量是非常驚人的，如我國最大的天府三匯一礦6號煤層的突出，在突出后1小時實測瞬間瓦斯涌出量達3960m3/min，在突出后的2小時45分鐘時，瓦斯涌出量仍有35m3/min，在這期間總計涌出瓦斯量為140萬m3，拋出煤炭及巖石共12780t。39煤與瓦斯突出的危害：突出

40三、影響礦井瓦斯涌出量的主要因素整個礦井的瓦斯涌出量稱為礦井瓦斯涌出量；對個別煤層、水平、采區(qū)或工作面而言，則分別稱為煤層、水平、采區(qū)或工作面的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量的大小主要取決于下述自然因素和開采技術(shù)因素。（一)煤層和圍巖的瓦斯含量（二)開采深度影響（三)開采規(guī)模影響（四)開采順序與開采方法影響（五）地面大氣壓力的變化41四、礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法預(yù)測方法礦山統(tǒng)計法

分源預(yù)測法

礦山統(tǒng)計法的實質(zhì)是根據(jù)對本井或鄰近礦井實際瓦斯涌出量資料的統(tǒng)計分析得出的礦井瓦斯涌出量隨開采深度變化的規(guī)律，來推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。

井下涌出瓦斯的地點即為瓦斯涌出源。瓦斯涌出源的多少、各涌出源涌出瓦斯量的大小直接決定著礦井瓦斯涌出量的大小。應(yīng)用分源預(yù)測法預(yù)測礦井瓦斯涌出量，是以煤層瓦斯含量、煤層開采技術(shù)條件為基礎(chǔ)，根據(jù)各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律，計算回采工作面、掘進工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量。瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法

根據(jù)本礦井或鄰近礦井實際瓦斯地質(zhì)資料，在搞清礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律的基礎(chǔ)上，劃分瓦斯地質(zhì)單元，分析影響瓦斯涌出量大小的主控因素，建立瓦斯涌出量與主控因素的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測新水平或新建礦井瓦斯涌出量的方法。42四、礦井瓦斯涌出量預(yù)測法

（一）礦山統(tǒng)計法1.簡易統(tǒng)計法

1）在風(fēng)化帶以下的甲烷帶內(nèi)，當(dāng)煤層瓦斯地質(zhì)條件和開采條件變化不大時，相對瓦斯涌出量隨采深呈近似線性關(guān)系。

（6-17）式中q——礦井相對瓦斯涌出量，m3/t；

H——開采深度，m；

H0——瓦斯風(fēng)化帶深度，m；

α——礦井相對瓦斯涌出量隨開采深度的變化梯度，m/(m3/t)；432）α值的確定（1）當(dāng)有瓦斯風(fēng)化帶以下兩個水平的實際相對瓦斯涌出量資料時：

式中H2—瓦斯帶2水平的開采深度，m；

H1—瓦斯帶1水平的開采深度，m；

q2—在深度H2的相對瓦斯涌出量，m3/t；

q1—在深度H1的相對瓦斯涌出量，m3/t；（2）當(dāng)有瓦斯風(fēng)化帶以下多個水平的實際相對瓦斯涌出量資料時：式中Hi—第i個水平的開采深度，m；qi—第i個水平的相對瓦斯涌出量，m；n—統(tǒng)計的開采水平個數(shù)。443）H0的確定

根據(jù)實測煤層瓦斯基本參數(shù)確定，瓦斯風(fēng)化帶的下部邊界可參照下列條件確定:

甲烷及重?zé)N的濃度之和占?xì)怏w組分的80%(按體積);

瓦斯壓力P=0.1~0.15MPa;

相對瓦斯涌出量qCH4=2~3m3/t;

煤層的瓦斯含量

:W=1.0～1.5m3/t.daf(長焰煤)

W=1.5～2.0m3/t.daf(氣煤)W=2.0～2.5m3/t.daf(肥、焦煤)

W=2.5～3.0m3/t.daf(瘦煤)W=3.0～4.0m3/t.daf(貧煤)

W=5.0～7.0m3/t.daf(無煙煤)452.線性回歸法式中a——相對瓦斯涌出量梯度，m3/(t·m)；

b——線性回歸常數(shù)；

H——深度，m；463使用條件及要點

①生產(chǎn)礦井的延深水平、生產(chǎn)水平的新采區(qū)、與生產(chǎn)礦井鄰近的新礦井，在應(yīng)用中必須保證預(yù)測區(qū)的開采技術(shù)條件、地質(zhì)條件與生產(chǎn)區(qū)相同或類似。②應(yīng)用統(tǒng)計預(yù)測法時的外推范圍一般沿垂深不超過100～200m，沿煤層傾斜方向不超過600m。③某些礦井相對瓦斯涌出量與開采深度之間并不呈線性關(guān)系，即a值不是常數(shù)，此時，應(yīng)首先根據(jù)實際資料確定a值隨開采深度的變化規(guī)律。④工作面從開切眼形成到第一次放頂期間，由于瓦斯涌出尚未達正常狀態(tài)，在該段時間內(nèi)的測定數(shù)據(jù)不能在統(tǒng)計分析中應(yīng)用；⑤在采煤不正常的情況下測得的瓦斯涌出量，以及地質(zhì)變化帶采區(qū)瓦斯涌出量變化很大的情況下測得的瓦斯涌出量，均不能在統(tǒng)計分析中應(yīng)用。⑥在實施瓦斯抽放的采區(qū)和工作面，還應(yīng)考慮抽放瓦斯的影響。47(二)瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法1瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法的基本原理

通過研究瓦斯地質(zhì)規(guī)律，分析瓦斯涌出量的變化規(guī)律，篩選影響瓦斯涌出量變化的主要地質(zhì)因素。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)礦井已采工作面的瓦斯涌出量實測資料和相關(guān)的地質(zhì)資料，綜合考慮包括開采深度在內(nèi)的多種影響因素，采用一定的數(shù)學(xué)方法，建立預(yù)測瓦斯涌出量的多變量數(shù)學(xué)模型(預(yù)測方程)；利用所建立的數(shù)學(xué)模型，對礦井未采區(qū)域的瓦斯涌出量進行預(yù)測。48(二)瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法2

預(yù)測方法及步驟（1）分析瓦斯涌出的影響因素（2）建立預(yù)測瓦斯涌出量的數(shù)學(xué)模型（3）預(yù)測未采區(qū)域瓦斯涌出量（4）填繪瓦斯地質(zhì)圖49平頂山十礦己15煤層瓦斯地質(zhì)圖50平頂山八礦瓦斯地質(zhì)圖51（三）分源預(yù)測法源：落煤瓦斯涌出匯：礦井瓦斯涌出生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出源：已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出源：開采層瓦斯涌出源：生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出掘進工作面瓦斯涌出源：鄰近層瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出根據(jù)各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律，計算回采工作面、掘進工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量。52預(yù)測所需的原始資料各煤層瓦斯含量測定資料、瓦斯風(fēng)化帶深度以及瓦斯含量等值線圖；地層剖面和柱狀圖，圖上應(yīng)標(biāo)明各煤層和煤夾層的厚度、層間距離和巖性；煤的工業(yè)分析（灰分、水分、揮發(fā)分和密度）和煤質(zhì)牌號；開拓和開采系統(tǒng)圖，應(yīng)有煤層開采順序、采煤方法、通風(fēng)方式等。53(1)開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計算方法薄及中厚煤層不分層開采時計算公式采用長壁后退式回采時，系數(shù)k3的確定煤的揮發(fā)份含量Vdaf（%）6～88～1212～818～2626～3535～4242～50煤殘存瓦斯含量X1（m3/t）9～66～44～33～222254①開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計算方法厚煤層分層開采時按計算公式厚煤層分層開采瓦斯涌出系數(shù)kf

兩分層開采三分層開采kf1kf2kf1kf2kf31.5040.4961.8200.6920.48855②鄰近層瓦斯涌出量計算公式開采層頂板的影響范圍開采層底板的影響范圍鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線57③掘進巷道煤壁瓦斯涌出量④掘進落煤的瓦斯涌出量⑤回采工作面瓦斯涌出量⑥掘進工作面瓦斯涌出量

q3=n×m0××q0（2－1）

58第一節(jié)瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究第二節(jié)瓦斯含量測定和含量預(yù)測第三節(jié)礦井瓦斯涌出量預(yù)測第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測

瓦斯地質(zhì)規(guī)律和瓦斯預(yù)測59第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測序號時間地點類別死亡人數(shù)11950.2.27河南省宜洛煤礦老李溝井瓦斯爆炸18721954.12.6內(nèi)蒙古包頭大發(fā)煤礦瓦斯煤塵爆炸10431960.5.9山西大同礦務(wù)局老白洞煤礦瓦斯煤塵爆炸68441960.5.14四川重慶松藻二井煤與瓦斯突出12551960.11.28河南平頂山礦務(wù)局龍山廟煤礦瓦斯煤塵爆炸18761960.12.15四川重慶中粱山煤礦南井瓦斯煤塵爆炸12471961.3.16遼寧撫順礦務(wù)局勝利煤礦電器火災(zāi)11081968.10.24山東新汶礦務(wù)局華豐煤礦煤塵爆炸10891969.4.4山東新汶礦務(wù)局潘西煤礦二號井煤塵爆炸115101975.5.11陜西銅川礦務(wù)局焦坪煤礦前衛(wèi)斜井瓦斯煤塵爆炸101111977.2.24江西豐城礦務(wù)局坪湖煤礦瓦斯爆炸114121981.12.24河南平頂山礦務(wù)局五礦瓦斯煤塵爆炸13360第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測時間地點類別死亡131991.4.21山西省洪洞縣三交和煤礦瓦斯煤塵爆炸147141996.11.27山西大同市新榮區(qū)郭家窯鄉(xiāng)東村煤礦瓦斯煤塵爆炸114152000.9.27貴州省水城礦務(wù)局木沖溝煤礦瓦斯煤塵爆炸162162002.6.22黑龍江省雞西城子河煤礦瓦斯爆炸124172004.10.20河南鄭煤集團大平煤礦突出后爆炸148182004.11.28陜西銅川陳家山煤礦瓦斯爆炸166192005.2.14遼寧省阜新礦業(yè)集團孫家灣海川立井瓦斯爆炸214202005.8.7廣東省興寧市大興煤礦透水事故123212005.11.27黑龍江七臺河礦務(wù)局東風(fēng)煤礦煤塵爆炸171222005.12.7河北省唐山市開平區(qū)劉官屯煤礦瓦斯爆炸108232007.8.17山東省新泰市華源公司透水事12.52009.11.21山西省洪洞瑞之源煤礦龍煤控股集團鶴崗分公司新興煤礦

瓦斯爆炸突出后爆炸10510861第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測

瓦斯相關(guān)災(zāi)害及水害是礦井安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害百人礦難的特點：1、從1950年~2010年整60年時間，前50年發(fā)生了15起（1960年4起），平均10年3起；后10年發(fā)生10起。發(fā)生的起數(shù)明顯增加。2、后10年10起全部為瓦斯煤塵事故和水害；3、后10年10起中與動力現(xiàn)象聯(lián)系的事故明顯增加。

62化學(xué)式：CH4分子量：16.042kg/kmol

密度：0.7168kg/m3沸點：-161.7℃（0.1MPa下）臨界溫度：-78℃

液態(tài)密度：415kg/m3水中的溶解度：55.6l/m3發(fā)熱量：8568大卡/m3分子直徑：0.41×10-9m分子體積：22.36m3/kmol對空氣的比重：0.5545溶點：-182.5℃臨界壓力：5.8MPa擴散系數(shù)：0.196cm2/s空氣中的爆炸下限：5%空氣中的爆炸上限：15%第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測

----礦井瓦斯性質(zhì)及危害63第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性

---礦井瓦斯性質(zhì)及危害缺氧窒息作用：空氣中氧濃度為17%，工作時會出現(xiàn)喘氣或呼吸困難；15%時，會失去勞動能力；氧濃度12%（瓦斯為43%，空氣為57%）時會喪失理智，7~8分鐘會有窒息死亡危險；氧濃度9%（瓦斯為57%，空氣為43%）時喪失理智，2~3分鐘會有窒息死亡。6%（瓦斯為71%，空氣為29%）時會喪失理智，立即窒息死亡。64第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測

----礦井瓦斯性質(zhì)及危害發(fā)生瓦斯爆炸。其危害以可分為三個方面：火焰鋒面：傳播速度從每秒幾十厘米~100m/s，最大可達音速；溫度2150℃~2650℃。沖擊波：傳播速度大于音速，可達1000m/s。正向傳播的峰值壓力一般為0.5~0.8MPa，最高可達2MPa。

1MPa=1000KPa。人體抵抗能力為2.0KPa。巷道中大氣成份的變化：生成大量的CO、CO2、水蒸氣。CO濃度一般在0.4%以上。CO濃度0.4%，人維持8~10分鐘；CO濃度1.0%，人維持1~2分鐘；65（一）煤與瓦斯突出分類參與突出物種類發(fā)生成因和特征巖石與瓦斯突出煤與二氧化碳突出鹽與二氧化碳突出煤、巖、二氧化碳和瓦斯突出巖石與二氧化碳突出煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出突出煤與瓦斯壓出壓出煤與瓦斯傾出傾出一、煤與瓦斯突出的分類和特征66突出發(fā)生地點回采工作面突出上山突出石門突出平巷突出下山突出突出強度中型突出特大型突出小型突出大型突出（一）煤與瓦斯突出分類分類目的是采取有針對性的防治措施一、煤與瓦斯突出的分類和特征67（二）煤與瓦斯突出的基本特征煤與瓦斯突出動力來源突出的基本特征發(fā)生突出的主要作用力是地應(yīng)力和瓦斯壓力的聯(lián)合作用，通常以地應(yīng)力為主，瓦斯壓力為輔，重力不起決定作用；實現(xiàn)突出的基本能源是煤內(nèi)積蓄的高壓瓦斯?jié)撃?。拋出距離較遠(yuǎn)，有明顯的分選現(xiàn)象；拋出煤堆積角小于煤的自然安息角；拋出的煤破碎程度高；有明顯的動力效應(yīng)；有大量的瓦斯涌出，有時會使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)；孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。681.突出現(xiàn)象及分類自然安息角松散礦巖自燃燒堆積時，其四周將形成傾斜的堆積坡面，我們把自然堆積坡面與水平面相交的最大角度，稱為該礦巖的自然安息角。拋出煤堆積角小于煤的自然安息角。巖石巷道自然安息角運輸巷邊691.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯突出基本特征孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。701.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯壓出動力來源突出的基本特征發(fā)生與實現(xiàn)壓出的主要作用力是地應(yīng)力，瓦斯壓力與煤的自重是次要因素，壓出的基本能源是煤巖所積蓄的彈性變形能。1、兩種形式：煤的整體位移和煤有一定距離的拋出；2、壓出的煤呈塊狀，無分選現(xiàn)象；3、巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；4、壓出后，在煤層與頂板之間的裂隙中，常留有細(xì)煤粉，整體位移的煤體上有大量的裂隙；5、壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。711.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯壓出基本特征壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞721.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯傾出動力來源突出的基本特征發(fā)生傾出的主要因素是地應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)松軟、含有瓦斯致使內(nèi)聚力降低的煤，在較高地應(yīng)力作用下，突然破壞、失去平衡，實現(xiàn)傾出的主要力是失穩(wěn)煤的自重。1、巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量明顯增加；2、傾出的煤按自然安息角堆積，并無分選現(xiàn)象；3、無明顯動力效應(yīng)；4、傾出常發(fā)生在煤質(zhì)松軟的急傾斜煤層中；5、傾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞軸線沿煤層傾斜或鉛垂（厚煤層）方向發(fā)展。731.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯傾出的基本特征741.突出現(xiàn)象及分類巖石與瓦斯突出動力來源突出的基本特征發(fā)生突出的主要動力是地應(yīng)力，實現(xiàn)突出的基本能源是巖石的變形能、瓦斯內(nèi)能。1、在砂巖中進行爆破時，在炸藥直接作用范圍外發(fā)生巖破壞、拋出；2、突出的砂巖中，含有大量的砂粒和粉塵；3、動力效應(yīng)明顯，破壞性較強；4、巷道的二氧化碳（瓦斯）涌出量增大，二氧化碳（瓦斯）量取決于拋出的巖量及二氧化碳（瓦斯）含量；5、有突出危險的砂巖巖層松軟，呈片狀、碎屑狀，并具有較大的孔隙率和二氧化碳（瓦斯）含量；6、在巖體中形成與煤與瓦斯突出類似的孔洞752.突出強度分類與突出過程按突出特大型突出小型突出中型突出次大型突出大型突出突出強度是指每次突出的煤巖數(shù)量和涌出的瓦斯量，分類目的是采取有針對性的安全防護措施762.突出強度分類與突出過程突出過程準(zhǔn)備階段激發(fā)階段發(fā)展階段穩(wěn)定階段772.突出強度分類與突出過程787980m81828384858687888990919293

煤與瓦斯突出一般規(guī)律煤與瓦斯突出一般規(guī)律１煤層突出危險性隨采深增加而增大４煤層突出危險性隨煤厚增加而加大２絕大多數(shù)突出發(fā)生在掘進工作面７突出前大多有突出預(yù)兆９突出危險區(qū)常呈區(qū)域條帶狀分布３石門突出危險性最大８煤體破壞程度越高突出危險性越大５突出大多數(shù)發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶10突出危險堅硬圍巖存在而增大６大多數(shù)突出前有作業(yè)方式誘導(dǎo)一、煤與瓦斯突出分類及特征（一）煤與瓦斯突出分類礦井中有瓦斯參與的，且有動力效應(yīng)顯現(xiàn)的現(xiàn)象統(tǒng)稱為煤與瓦斯突出。1.按動力現(xiàn)象的成因和特征分為：煤與瓦斯突出、煤與瓦斯壓出和煤與瓦斯傾出，簡稱為突出、壓出和傾出。2.按參與突出物種類分為：煤與瓦斯突出、巖石與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與二氧化碳突出。原民主德國發(fā)生過鹽與二氧化碳突出，我國窯街三礦發(fā)生了煤、巖、二氧化碳和瓦斯突出。3.按突出發(fā)生的地點分為：石門突出、平巷突出、上山突出、下山突出和回采工作面突出等。.按突出強度一般分為：小型突出（＜50t）、中型突出（50～100t）、大型突出（100～1000t）和特大型突出（≥1000t）四類。目前生產(chǎn)中具有真正指導(dǎo)意義的主要是前三類，即按不同類型突出分別制定防突技術(shù)措施，做到區(qū)別對待。第四節(jié)煤與瓦斯突出危險性預(yù)測防治煤與瓦斯突出規(guī)定共分七章共計124條。96第五條有突出礦井的煤礦企業(yè)、突出礦井應(yīng)當(dāng)根據(jù)突出礦井的實際狀況和條件，制定區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

區(qū)域綜合防突措施包括下列內(nèi)容：（一）區(qū)域突出危險性預(yù)測；（二）區(qū)域防突措施；（三）區(qū)域措施效果檢驗；（四）區(qū)域驗證。局部綜合防突措施包括下列內(nèi)容：（一）工作面突出危險性預(yù)測；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果檢驗；（四）安全防護措施。

各地區(qū)、企業(yè)、礦都要依據(jù)《規(guī)定》的基本原則、要求制定適合自身條件并滿足防突要求的區(qū)域和綜合防突措施。明確地詮釋區(qū)域和局部兩個綜合防突措施。也可通俗地稱作區(qū)域和局部兩個“四位一體”的綜合防突措施。要求采取“區(qū)域綜合防突措施”，是指要走區(qū)域“四位一體”的過程。結(jié)果可能不需要采取區(qū)域防突措施；采取“局部綜合防突措施”也是同樣意義局部綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施建井期間進行突出煤層、突出礦井鑒定非突出礦井礦井突出煤層、突出礦井鑒定有突出煤層無突出煤層：按非突出礦井管理危險區(qū)新建礦井突出危險性評估有突出危險：按突出礦井設(shè)計無突出危險：按非突出礦井設(shè)計突出礦井開拓前區(qū)域預(yù)測區(qū)域措施效果檢驗危險區(qū)無危險區(qū)每采掘10～50m進行區(qū)域驗證有危險無危險工作面預(yù)測突出危險工作面無突出危險工作面工作面措施效果檢驗執(zhí)行安全防護措施后采掘作業(yè)工作面防突措施突出危險工作面無突出危險工作面執(zhí)行安全防護措施后采掘作業(yè)區(qū)域防突措施無危險區(qū)開拓后區(qū)域預(yù)測98第十三條突出煤層鑒定應(yīng)當(dāng)首先根據(jù)實際發(fā)生的瓦斯動力現(xiàn)象進行。

當(dāng)動力現(xiàn)象特征不明顯或者沒有動力現(xiàn)象時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際測定的煤層最大瓦斯壓力P、軟分層煤的破壞類型、煤的瓦斯放散初速度Δp和煤的堅固性系數(shù)f等指標(biāo)進行鑒定。全部指標(biāo)均達到或者超過表1所列的臨界值的，確定為突出煤層。鑒定單位也可以探索突出煤層鑒定的新方法和新指標(biāo)。表1突出煤層鑒定的單項指標(biāo)臨界值煤層破壞類型瓦斯放散初速度△p堅固性系數(shù)f瓦斯壓力（相對壓力）P（MPa）臨界值Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.7499第三十三條突出礦井應(yīng)當(dāng)對突出煤層進行區(qū)域突出危險性預(yù)測（以下簡稱區(qū)域預(yù)測）。經(jīng)區(qū)域預(yù)測后，突出煤層劃分為突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。未進行區(qū)域預(yù)測的區(qū)域視為突出危險區(qū)。區(qū)域預(yù)測分為新水平、新采區(qū)開拓前的區(qū)域預(yù)測（以下簡稱開拓前區(qū)域預(yù)測）和新采區(qū)開拓完成后的區(qū)域預(yù)測（以下簡稱開拓后區(qū)域預(yù)測）。100第四十三條根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測方法應(yīng)當(dāng)按照下列要求進行：（一）煤層瓦斯風(fēng)化帶為無突出危險區(qū)域；（二）根據(jù)已開采區(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)律和對預(yù)測區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測、預(yù)測結(jié)果，采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險區(qū)域。當(dāng)突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布與構(gòu)造帶有直接關(guān)系時，則根據(jù)上部區(qū)域突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系確定構(gòu)造線兩側(cè)突出危險區(qū)邊緣到構(gòu)造線的最遠(yuǎn)距離，并結(jié)合下部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造分布劃分出下部區(qū)域構(gòu)造線兩側(cè)的突出危險區(qū)；否則，在同一地質(zhì)單元內(nèi)，突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置以上20m（埋深）及以下的范圍為突出危險區(qū)如圖(1)；圖1根據(jù)瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險區(qū)域示意圖1—斷層；2—突出點；3—上部區(qū)域突出點在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離線；4—推測下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險區(qū)邊界線；5-推測的下部區(qū)域突出危險區(qū)上邊界線；6—突出危險區(qū)（陰影部分）102（三）在上述（一）、（二）項劃分出的無突出危險區(qū)和突出危險區(qū)以外的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層瓦斯壓力P進行預(yù)測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據(jù)煤層瓦斯含量W進行預(yù)測。預(yù)測所依據(jù)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表2預(yù)測。表2根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區(qū)域預(yù)測的臨界值瓦斯壓力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）區(qū)域類別P﹤0.74W﹤8無突出危險區(qū)除上述情況以外的其他情況突出危險區(qū)防治煤與瓦斯突出技術(shù)體系合理采掘部署—煤層開采順序，巷道布置，掘、保、抽、采接替區(qū)域綜合防突技術(shù)措施區(qū)域突出危險性預(yù)測—瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析區(qū)域性防突措施開采保護層區(qū)域性預(yù)抽煤層瓦斯工作面突出預(yù)測鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)鉆孔瓦斯涌出初速度指標(biāo)工作面防突措施小直徑超前排放鉆孔松動爆破預(yù)抽瓦斯水力沖孔金屬骨架、煤體固化等工作面措施效果檢驗安全防護措施管理制度安全設(shè)施設(shè)備、器材局部綜合防突技術(shù)措施鉆屑量指標(biāo)S區(qū)域措施效果檢驗區(qū)域驗證104第五十七條在石門揭煤工作面對無突出危險區(qū)進行的區(qū)域驗證，應(yīng)當(dāng)采用本規(guī)定第七十一條所列的石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測方法進行。在煤巷掘進工作面和回采工作面分別采用本規(guī)定第七十四條、第七十八條所列的工作面預(yù)測方法對無突出危險區(qū)進行區(qū)域驗證時，應(yīng)當(dāng)按照下列要求進行：（一）在工作面進入該區(qū)域時，立即連續(xù)進行至少兩次區(qū)域驗證；（二）工作面每推進10～50m（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宜取小值）至少進行兩次區(qū)域驗證；（三）在構(gòu)造破壞帶連續(xù)進行區(qū)域驗證；（四）在煤巷掘進工作面還應(yīng)當(dāng)至少打1個超前距不小于10m的超前鉆孔或者采取超前物探措施，探測地質(zhì)構(gòu)造和觀察突出預(yù)兆。區(qū)域綜合防突措施區(qū)域驗證105區(qū)域驗證中所稱“該區(qū)域”示意圖

區(qū)域綜合防突措施106第五十八條當(dāng)區(qū)域驗證為無突出危險時，應(yīng)當(dāng)采取安全防護措施后進行采掘作業(yè)。但若為采掘工作面在該區(qū)域進行的首次區(qū)域驗證時，采掘前還應(yīng)保留足夠的突出預(yù)測超前距。只要有一次區(qū)域驗證為有突出危險或超前鉆孔等發(fā)現(xiàn)了突出預(yù)兆，則該區(qū)域以后的采掘作業(yè)均應(yīng)當(dāng)執(zhí)行局部綜合防突措施。區(qū)域綜合防突措施107第七十條在主要采用敏感指標(biāo)進行工作面預(yù)測的同時，可以根據(jù)實際條件測定一些輔助指標(biāo)（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量動態(tài)變化、聲發(fā)射、電磁輻射、鉆屑溫度、煤體溫度等），采用物探、鉆探等手段探測前方地質(zhì)構(gòu)造，觀察分析工作面揭露的地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象，實現(xiàn)工作面突出危險性的多元信息綜合預(yù)測和判斷。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測“主要指標(biāo)”+“輔助指標(biāo)”+“構(gòu)造探測”+“動力現(xiàn)象”108第七十條工作面地質(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：（一）煤層的構(gòu)造破壞帶，包括斷層、劇烈褶曲、火成巖侵入等；（二）煤層賦存條件急劇變化；（三）采掘應(yīng)力疊加；（四）工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象；（五）工作面出現(xiàn)明顯的突出預(yù)兆。在突出煤層，當(dāng)出現(xiàn)上述第（四）、（五）情況時，應(yīng)判定為突出危險工作面；當(dāng)有上述第（一）、（二）、（三）情況時，除已經(jīng)實施了工作面防突措施的以外，應(yīng)視為突出危險工作面并實施相關(guān)措施。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測109第七十一條石門揭煤工作面的突出危險性預(yù)測應(yīng)當(dāng)選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其他經(jīng)試驗證實有效的方法進行。立井、斜井揭煤工作面的突出危險性預(yù)測按照石門揭煤工作面的各項要求和方法執(zhí)行。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測110石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測鉆孔布置示意圖局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測111第七十二條采用綜合指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時，應(yīng)當(dāng)由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔測定煤層瓦斯壓力P。近距離煤層群的層間距小于5m或?qū)娱g巖石破碎時，應(yīng)當(dāng)測定各煤層的綜合瓦斯壓力。測壓鉆孔在每米煤孔采一個煤樣測定煤的堅固性系數(shù)f，把每個鉆孔中堅固性系數(shù)最小的煤樣混合后測定煤的瓦斯放散初速度ΔP，則此值及所有鉆孔中測定的最小堅固性系數(shù)f值作為軟分層煤的瓦斯放散初速度和堅固性系數(shù)參數(shù)值。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測112綜合指標(biāo)D、K的計算公式為： （1） （2）

D—工作面突出危險性的D綜合指標(biāo)；

K—工作面突出危險性的K綜合指標(biāo)；

H—煤層埋藏深度，m；

P—煤層瓦斯壓力，取各個測壓鉆孔實測瓦斯壓力的最大值，MPa；△P—軟分層煤的瓦斯放散初速度；

f—軟分層煤的堅固性系數(shù)。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測113各煤層石門揭煤工作面突出預(yù)測綜合指標(biāo)D、K的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表3所列的臨界值進行預(yù)測。當(dāng)測定的綜合指標(biāo)D、K都小于臨界值，或者指標(biāo)K小于臨界值且式（1）中兩括號內(nèi)的計算值都為負(fù)值時，若未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，該工作面即為無突出危險工作面；否則，判定為突出危險工作面。表3石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D、K參考臨界值局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D綜合指標(biāo)K無煙煤其他煤種0.252015114第七十三條采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時，由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔，在鉆孔鉆進到煤層時每鉆進1m采集一次孔口排出的粒徑1～3mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)K1或△h2值。測定時，應(yīng)考慮不同鉆進工藝條件下的排渣速度。各煤層石門揭煤工作面鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表4中所列的指標(biāo)臨界值預(yù)測突出危險性。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測115第七十條在主要采用敏感指標(biāo)進行工作面預(yù)測的同時，可以根據(jù)實際條件測定一些輔助指標(biāo)（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量動態(tài)變化、聲發(fā)射、電磁輻射、鉆屑溫度、煤體溫度等），采用物探、鉆探等手段探測前方地質(zhì)構(gòu)造，觀察分析工作面揭露的地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象，實現(xiàn)工作面突出危險性的多元信息綜合預(yù)測和判斷。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測“主要指標(biāo)”+“輔助指標(biāo)”+“構(gòu)造探測”+“動力現(xiàn)象”116第七十條工作面地質(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：（一）煤層的構(gòu)造破壞帶，包括斷層、劇烈褶曲、火成巖侵入等；（二）煤層賦存條件急劇變化；（三）采掘應(yīng)力疊加；（四）工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象；（五）工作面出現(xiàn)明顯的突出預(yù)兆。在突出煤層，當(dāng)出現(xiàn)上述第（四）、（五）情況時，應(yīng)判定為突出危險工作面；當(dāng)有上述第（一）、（二）、（三）情況時，除已經(jīng)實施了工作面防突措施的以外，應(yīng)視為突出危險工作面并實施相關(guān)措施。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測117第七十一條石門揭煤工作面的突出危險性預(yù)測應(yīng)當(dāng)選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其他經(jīng)試驗證實有效的方法進行。立井、斜井揭煤工作面的突出危險性預(yù)測按照石門揭煤工作面的各項要求和方法執(zhí)行。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測118石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測鉆孔布置示意圖局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測119第七十二條采用綜合指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時，應(yīng)當(dāng)由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔測定煤層瓦斯壓力P。近距離煤層群的層間距小于5m或?qū)娱g巖石破碎時，應(yīng)當(dāng)測定各煤層的綜合瓦斯壓力。測壓鉆孔在每米煤孔采一個煤樣測定煤的堅固性系數(shù)f，把每個鉆孔中堅固性系數(shù)最小的煤樣混合后測定煤的瓦斯放散初速度ΔP，則此值及所有鉆孔中測定的最小堅固性系數(shù)f值作為軟分層煤的瓦斯放散初速度和堅固性系數(shù)參數(shù)值。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測120綜合指標(biāo)D、K的計算公式為： （1）

（2）

D—工作面突出危險性的D綜合指標(biāo)；

K—工作面突出危險性的K綜合指標(biāo)；

H—煤層埋藏深度，m；

P—煤層瓦斯壓力，取各個測壓鉆孔實測瓦斯壓力的最大值，MPa；△P—軟分層煤的瓦斯放散初速度；

f—軟分層煤的堅固性系數(shù)。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測121各煤層石門揭煤工作面突出預(yù)測綜合指標(biāo)D、K的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表3所列的臨界值進行預(yù)測。當(dāng)測定的綜合指標(biāo)D、K都小于臨界值，或者指標(biāo)K小于臨界值且式（1）中兩括號內(nèi)的計算值都為負(fù)值時，若未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，該工作面即為無突出危險工作面；否則，判定為突出危險工作面。表3石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D、K參考臨界值局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D綜合指標(biāo)K無煙煤其他煤種0.252015122第七十三條采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時，由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔，在鉆孔鉆進到煤層時每鉆進1m采集一次孔口排出的粒徑1～3mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)K1或△h2值。測定時，應(yīng)考慮不同鉆進工藝條件下的排渣速度。各煤層石門揭煤工作面鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表4中所列的指標(biāo)臨界值預(yù)測突出危險性。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測123表4鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性的參考臨界值煤樣Δh2指標(biāo)臨界值(Pa)K1指標(biāo)臨界值（mL/g.min0.5）干煤樣2000.5濕煤樣1600.4如果所有實測的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面；否則，為突出危險工作面。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測124第七十四條可采用下列方法預(yù)測煤巷掘進工作面的突出危險性：（一）鉆屑指標(biāo)法；（二）復(fù)合指標(biāo)法；（三）R值指標(biāo)法；（四）其他經(jīng)試驗證實有效的方法。局部綜合防突措施---突出危險性預(yù)測注意：去掉了鉆孔瓦斯涌出初速度法。主要理由：屬于單指標(biāo)法，有時采取措施后反而測值大。125第七十五條采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進工作面突出危險性時，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、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深8～10m的鉆孔，測定鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。鉆孔應(yīng)盡可能布置在軟分層中，一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部，并平行于掘進方向，其他鉆孔的終孔點應(yīng)位于巷道斷面兩側(cè)輪廓線外2～4m處。鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量S，