平頂山十一礦己煤層采掘工作面突出危險性指標預(yù)測評價畢業(yè)設(shè)計樣本

平頂山十一礦己16-17煤層采掘工作面突出危險性指標預(yù)測評價摘要：本文依照現(xiàn)場預(yù)測數(shù)據(jù)記錄地勘資料和瓦斯動力顯現(xiàn)狀況，簡要分析了己16-17煤層瓦斯分布規(guī)律。依照掘進工作面突出危險性預(yù)測成果，用安全性和經(jīng)濟性兩個指標分析預(yù)測指標可靠性。為掘進工作面突出指標選取和臨界值擬定提供了有力根據(jù)。核心詞：區(qū)域劃分工作面預(yù)測可靠性評價

Appraisaloncoal-gasoutburstpronessindexofF16-17coalseamExcavatingworkingfaceon№11Mine,PingdingshanAbstract：Thisarticleaccordingtothescenetoforecastthedatastatisticsmaterialandthegaspowerappearthesituation.HasanalyzedtheF16-17coalbedgasdistributedrule.Accordingtothetunnelingworkingsurfaceprominentriskforecastresult，usessecureandtheefficienttwotargetsanalysesforecasttargetreliability.Forthetunnelingworkingsurfaceprominenttargetchoiceandthemarginalvaluedeterminedhasprovidedthepowerfulbasis.Keywords：regiondivide；workingfaceforecast；reliabilityappraisal

目錄1前言 11.1意義和目 11.2研究內(nèi)容和辦法 12礦井概況 32.1礦井交通位置及地貌特性 32.2礦井通風(fēng)瓦斯涌出及生產(chǎn)現(xiàn)狀 42.2.1礦井通風(fēng)概況 42.2.2礦井開采辦法，生產(chǎn)現(xiàn)狀及瓦斯涌出狀況 52.3井田瓦斯地質(zhì) 72.3.1含煤地層 72.3.2己二采區(qū)煤層特性 92.3.3地質(zhì)構(gòu)造 123己16-17煤層煤與瓦斯突出危險性預(yù)測 143.1己16-17煤層瓦斯基本參數(shù) 143.1.1己二采區(qū)深部煤層瓦斯壓力測定成果 143.1.2己二采區(qū)深部煤層瓦斯含量及工業(yè)分析測定 153.1.3己二采區(qū)煤層瓦斯含量計算 163.1.4己二采區(qū)地勘鉆孔煤層瓦斯含量 173.2煤與瓦斯突出危險區(qū)域預(yù)測辦法 193.2.1單項指標法 193.2.2瓦斯地質(zhì)記錄法 193.2.3綜合指標D、K值 193.3煤與瓦斯突出預(yù)測成果 204己16-17煤層煤與瓦斯突出預(yù)測指標評價 214.1突出預(yù)測指標q、S記錄分析 214.2區(qū)域預(yù)測指標D、K記錄分析 224.3瓦斯動力現(xiàn)象分析 234.4工作面預(yù)測指標評價 264.4.1概述： 264.4.2評價辦法 274.4.3評價成果 315結(jié)論 32致謝 33參照資料 341前言1.1意義和目國內(nèi)是世界煤炭生產(chǎn)大國，全國煤炭總產(chǎn)量近14億噸，增至16億噸，達18.6億居世界首位，世界煤炭產(chǎn)量50億噸,煤礦死亡總數(shù)約8000人,國內(nèi)煤炭產(chǎn)量約占全球35%,死亡人數(shù)則占近80%倍，國內(nèi)煤礦平均每人每年產(chǎn)煤321噸，效率僅為美國2.2%,南非8.1%，而百萬噸死亡率是美國100倍,南非30倍。煤與瓦斯突出是煤礦井下最嚴重自然災(zāi)害之一，突出是一種極其復(fù)雜物理力學(xué)過程，盡管咱們還不完全清晰突出機理，但突出綜合假說得到了世界突出研究者廣泛認同，以為突出是瓦斯、地應(yīng)力和煤體物理力學(xué)性質(zhì)共同作用成果。瓦斯災(zāi)害是困擾煤礦安全生產(chǎn)最嚴重問題，在煤礦重大災(zāi)害事故中，70%以上是瓦斯災(zāi)害事故。嚴重突出地區(qū)煤巷掘進，始終是制約礦井生產(chǎn)能力提高重要技術(shù)難題之一，其中突出防治技術(shù)是核心。為有效防止掘進期間突出，國內(nèi)外煤炭科技人員進行了較為廣泛研究，先后實驗應(yīng)用了多項防突技術(shù)辦法，并獲得了一定防突效果。但隨著礦井開采深度延伸，突出危險性日益嚴重，防突辦法局限性、片面性更加顯現(xiàn)，突出危險煤層煤巷掘進速度緩慢、工作面接替緊張現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。本文研究范疇：平煤集團公司十一礦己16-17煤層，對該主采煤層突出危險性區(qū)域預(yù)測指標進行評價。通過突出危險區(qū)域預(yù)測，可將煤層劃分為突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)和非突出危險區(qū)。在非突出危險區(qū)可以不采用防突技術(shù)辦法，把有限人力、物力和財力集中于突出危險區(qū)，做到防突技術(shù)辦法有放矢，最大限度地解放生產(chǎn)力。本次研究目：本文依照預(yù)測數(shù)據(jù)資料，從安全性、經(jīng)濟性方面對預(yù)測指標可靠性進行評價，分析預(yù)測指標科學(xué)合理性，對于礦井突出防治工作，具備一定指引意義。1.2研究內(nèi)容和辦法本文重要研究內(nèi)容有：（1）己二采區(qū)采掘工作面瓦斯地質(zhì)資料、突出預(yù)測資料、瓦斯動力現(xiàn)象記錄分析；（2）現(xiàn)場打鉆測定瓦斯壓力、瓦斯含量與瓦斯解吸量等參數(shù)；（3）實驗室測定煤殘存瓦斯含量、煤吸附性能，并計算煤層瓦斯含量、瓦斯壓力；（4）綜合分析預(yù)測己二采區(qū)深部瓦斯壓力和瓦斯含量；（5）對十一礦己16-17煤層煤與瓦斯突出預(yù)測指標進行評價。本文采用重要辦法：通過采用現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)記錄，理論分析和實驗室做實驗辦法。2礦井概況2.1礦井交通位置及地貌特性平頂山天安公司十一礦位于平頂山市以西13km，行政區(qū)劃分屬平頂山市郊區(qū)和寶豐縣管轄。十一礦始建于1972年8月，1979年元月簡易投產(chǎn)，礦井原設(shè)計能力為0.6Mt/a，1986年達到設(shè)計能力，1988年該礦井擴建后規(guī)模為1.2Mt/a，礦井實際產(chǎn)量1.6Mt，實際產(chǎn)量1.8Mt，實際產(chǎn)量2.0Mt/a，實際產(chǎn)量已達2.2Mt/a。當前是平頂山天安煤業(yè)股份有限公司骨干礦井之一。礦區(qū)內(nèi)交通便利，連接京廣、焦枝兩大干線孟（廟）寶（豐）支線和礦區(qū)鐵路專用線在該礦南部通過，本礦井已有鐵路與礦區(qū)專用線接軌。平（頂山）～寶（豐）公路、許（昌）～南（陽）公路在礦區(qū)相交通過，構(gòu)成以便、迅達交通網(wǎng)絡(luò)，交通位置詳見圖2-1所示。圖2-1十一礦交通位置簡圖十一礦位于平頂山煤田西南緣，屬剝蝕殘存丘陵地貌，井田北部為二迭系石千峰砂巖構(gòu)成丘陵山體，山體呈北西～南東向展布，山脊標高+227.3m～+320.4m。井田南緣為寒武系灰?guī)r構(gòu)成呈北西～南東向展布剝蝕殘丘和壟崗，標高+176.1m～+110.0m。井田地勢大體呈北高南低。井田范疇內(nèi)無天然河流和水庫，僅在井田北部有某些南北向季節(jié)性水流沖溝，地表排泄條件良好，礦井排水及雨季地表水由西向東注入湛河。湛河河寬50m左右，流量0.08～7.8m32.2礦井通風(fēng)瓦斯涌出及生產(chǎn)現(xiàn)狀2.2.1礦井通風(fēng)概況礦井既有通風(fēng)方式為中央分列式，主、副井進風(fēng)，南風(fēng)井回風(fēng)。通風(fēng)辦法為抽出式。南風(fēng)井現(xiàn)安裝兩臺BDK-8-№28型對旋式通風(fēng)機，一臺工作，一臺備用，每臺配用電動機容量為2×500KW。礦井既有通風(fēng)系統(tǒng)：丁、戊組煤采區(qū)回風(fēng)通過丁六采區(qū)軌道上山到-180m水平經(jīng)丁六總回風(fēng)巷、暗斜井到-30m水平，通過南風(fēng)井回風(fēng)。己組煤采區(qū)回風(fēng)通過己二采區(qū)回風(fēng)上山經(jīng)己六采區(qū)軌道上山到-180m水平西大巷經(jīng)己六采區(qū)總回風(fēng)巷到-30m水平，通過南風(fēng)井和配風(fēng)巷到地面。礦井按規(guī)定安裝了重要通風(fēng)機裝置，有獨立進風(fēng)井筒和回風(fēng)井筒，具備完整、獨立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。礦井通風(fēng)系統(tǒng)較為簡樸、穩(wěn)定、可靠、合理。新老兩個中央副井（立井）進風(fēng)，中央風(fēng)井（南風(fēng)井）回風(fēng)。南風(fēng)井由斜井和配風(fēng)巷兩條巷道構(gòu)成。斜井風(fēng)量6730m3/min，配風(fēng)巷風(fēng)量6630m3/min，新副井風(fēng)量8250m3礦井需要風(fēng)量10871m3/min，重要通風(fēng)機實測風(fēng)量13650m3/min，礦井總進風(fēng)量12800m3當前各用風(fēng)地點風(fēng)量滿足用風(fēng)規(guī)定，瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定。正常生產(chǎn)條件下采掘工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛染?.7%如下，采區(qū)及礦井總回風(fēng)中瓦斯?jié)舛仍?.4%如下。采掘工作面瓦斯檢查所有配備專職人員，每班執(zhí)行“三檢查、三報告、現(xiàn)場交接班制度”對瓦斯涌出異常工作面及時制定瓦斯防治專項辦法。所有掘進工作面都實現(xiàn)了一機一頭、雙風(fēng)機、雙電源、三專兩閉鎖和自動倒臺分風(fēng)。已二采區(qū)建立了井下瓦斯抽放泵站，安裝有四臺瓦斯抽放泵。當前在抽工作面為己16-17-22071綜采工作面。己16-17-22071綜采工作面依照設(shè)計建立了本煤層、高位鉆孔和上隅角瓦斯抽放系統(tǒng)。該礦井下施工有完整專用回風(fēng)道，如確需在專用回風(fēng)道內(nèi)進行巷修等作業(yè)時，都制定有專項安全技術(shù)辦法。90年裝備了KJ-4礦井瓦斯安全監(jiān)測系統(tǒng)，1996、、進行了改造，當前采、掘工作面瓦斯傳感器和瓦斯閉鎖裝備率達100%。2.2.2礦井開采辦法，生產(chǎn)現(xiàn)狀及瓦斯涌出狀況本礦井屬于高瓦斯礦井，依照平頂山煤業(yè)集團公司規(guī)定，十一礦己二采區(qū)己16-17煤層-593m如下按突出危險區(qū)域管理。礦井內(nèi)各重要開采煤層均有煤塵爆炸危險。屬較易自燃煤層。井下局部區(qū)域地溫異常。礦井瓦斯含量分別為：丁組煤3.66m3/t、戊組煤5.49m3/t、己組煤為優(yōu)化礦井開拓布置，盤活資源存量，提高礦井機械化裝備水平以期達到提高整個礦井經(jīng)濟效益目，將礦井西翼淺部與香山礦井邊界從-700m提高到-450m，深部開采邊界由-800m延伸到了-1000m。十一礦擴界后井田范疇為：東以50勘探線與平五礦相鄰，西以風(fēng)凰嶺斷層為界，55勘探線以東南部邊界為各煤層風(fēng)化帶下限，55勘探線以西南部邊界以各煤層-450m水平底板等高線為上限，深部以各煤層-1000m水平底板等高線為限。井田走向長約6.6km，傾斜寬約3.9km，井田面積23.5km2，地質(zhì)儲量342632kt，工業(yè)儲量273052kt，可采儲量為187.79Mt，其中主采丁5-6，戊9-10和已16-17煤層可采儲量為189647kt。若按生產(chǎn)能力3.0Mt/a設(shè)計，服務(wù)年限為44.7a。井田內(nèi)共含煤七組88層，煤層總厚31.59m，除主采煤層丁5-6、戊9-10和己16-17三層外，局部可采丙3、丁5、戊8、己15和庚20等五層，可采煤層總厚18.61m，可采含煤系數(shù)2.32%，主采丁5-6、戊9-10和己16-17三層煤總厚度平均為12.32m。當前礦井開拓方式為兩對立井。兩個水平開拓全井田，一水平標高為-180m，二水平為-593m，并在-593m形成運送提高系統(tǒng)。二水平采用上下山開采，上山為-450m～-593m區(qū)段，下山為-593m～-1000m區(qū)段。十一礦由于水平延深沒能跟上，-450m水平以上只剩一種采區(qū)，正在延深采區(qū)為-450～-593m水平。丁二采區(qū)，己二采區(qū)，丁二采區(qū)布置一種綜采面，已二采區(qū)有一種準備工作面，綜采面產(chǎn)量為160kt/月。己組煤單獨布置，沿己16-17煤層布置采區(qū)上山。十一礦當前主力生產(chǎn)采區(qū)為一水平丁戊六采區(qū)，二水平丁二采區(qū)，二水平己二采區(qū)。礦既有三個采煤工作面，均為綜采工作面。正在施工開掘工作面12個，其中綜掘工作面5個。在己二采區(qū)東翼，其上部己七采區(qū)已經(jīng)開采完畢工作面有：己16-17—17060、己16-17—17071、己16-17—17080、己16-17—17101、己16-17—17121和己16-17—17141等，最低開采標高已達-576m，各工作面開采狀況如表2.2所示。在己二采區(qū)西翼，已經(jīng)開采完畢工作面有己16-17—2、己16-17—2、己16-17—22041工作面以及己16-17—22080，己16-17—22120，最低開采標高已達-750m，各工作面開采狀況如表2-1，2-2所示。表2-1己二采區(qū)東翼己16-17煤層開采狀況采面機巷標高（m）風(fēng)量（m3/min）瓦斯絕對涌出量（m3/min）瓦斯相對涌出量（m3/t）構(gòu)造揭露狀況正斷層逆斷層異常區(qū)17071-416～-431323～4790.6～2.133.03～11.2517080-450310～5500.91～4.056.1717101-489～-500333～4550.46～2.531.04～5.0147無17121-524～-529387～5480.88～1.542.37～4.3517141-576365～5570.88～2.715.51～8.1153無表2-2己二采區(qū)西翼己16-17煤層開采狀況采面機巷標高（m）風(fēng)量（m3/min）瓦斯絕對涌出量（m3/min）瓦斯相對涌出量（m3/t）構(gòu)造揭露狀況正斷層逆斷層異常區(qū)2-488～-493310～4371.20～2.331.24～2.7134無2-480～-497310～3701.03～1.802.59～4.28無無無22041-550348～3901.02～2.592.09～5.1012無22080-630680～11004.31～7.764.2～6.2781無當前，己二采區(qū)既有1個回采工作面，2個掘進工作面，1個準備工作面，總進風(fēng)量5100m3/min，總回風(fēng)量5430m3/min，絕對瓦斯涌出量11.69m3/min，歷年瓦斯鑒定級別如表2-3所示。煤科總院撫順分院鑒定十一礦己16-17依照瓦斯級別鑒定成果：二水平己二采區(qū)瓦斯涌出量占全礦井52.2%，相對瓦斯涌出量11.58m3/t，屬于高瓦斯采區(qū)。表2-3己二采區(qū)歷年瓦斯級別鑒定年度絕對瓦斯涌出量（m3/min）相對瓦斯涌出量（m3/t）鑒定級別19992.968.39低2.545.82低8.912.8高10.7110.9高10.9515.7高10.2317.1高10.6411.58高2.3井田瓦斯地質(zhì)2.3.1含煤地層十一礦井田內(nèi)含煤地層系統(tǒng)屬二疊系和石炭系，詳細分別屬于二疊系上石盒子組、下石盒子組、山西組和石炭系太原群。煤系總厚794.03m，共含煤7組88層。其中二疊系含煤6組（甲、乙、丙、丁、戊、己組煤），石炭系太原群含煤1組（庚組煤），煤層總厚度25.31m，含煤系數(shù)3.19%。其中丁5-6、戊9-10、己16-17為重要可采煤層；丙3、戊8、己15、庚20為局部可采煤層。可采煤層總厚度14.30m，可采煤層含煤系數(shù)1.80%。丙3煤層位于下石盒子組丙煤段中部，上距K4（田家溝）砂巖31.6m。煤層不穩(wěn)定至較穩(wěn)定?？刹尚灾笖?shù)0.86，變異系數(shù)42.3%。煤厚0.35～3.05m，平均厚度1.42m。煤層構(gòu)造簡樸，僅西北部、東部局部地段具有1～2夾矸。其直接頂為泥巖或砂質(zhì)泥巖，老頂為淺灰色細砂巖，偶有深灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖偽頂。底板為灰色細至中粒砂巖。丁5煤層位于石盒子組丁煤組中上部，上距丙3煤層83m?？刹尚灾笖?shù)0.93，變異系數(shù)42.8%，煤層厚度0.27～3.59m，平均煤厚1.60m，屬不穩(wěn)定至較穩(wěn)定煤層。煤層構(gòu)造單一，有17個孔見一層夾矸，厚度0.15～0.49m。局部有炭質(zhì)泥巖偽頂，直接頂為灰色泥巖及砂質(zhì)泥巖，老頂砂質(zhì)泥巖或砂巖，底板為灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖，偶見炭質(zhì)泥巖偽底。丁5-6煤層（含丁6煤層）位于下石盒子組丁煤組中部。丁5與丁6間距0.5～6m，普通2～3m。可采性指數(shù)0.97，變異系數(shù)53.1%，煤厚0.1～10.05m，平均厚度2.76m，屬較穩(wěn)定煤層。煤層直接頂、底板為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖。井田東部、西部和深部偶見炭質(zhì)泥巖偽頂和偽底。老頂為灰色細至中粒砂巖。戊8煤層位于戊組中部，上距丁5-6（含丁6）煤層77m。可采性指數(shù)0.82，變異系數(shù)47%，屬不穩(wěn)定至較穩(wěn)定煤層。煤層厚度0.09～4.09m，平均厚度1.23m。煤層直接頂、底板為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾少量細砂巖。老頂為灰白色中至粗粒砂巖（K8）。戊9-10、戊10煤層位于戊煤組中下部。全區(qū)大某些為戊9-10合層區(qū)?？刹尚灾笖?shù)0.97，變異系數(shù)40.5%，煤厚0.51～5.6m，平均2.36m。屬較穩(wěn)定煤層。戊9-10煤層構(gòu)造較簡樸，煤層總體上存在著東稍厚西漸?。粶\部稍厚變化大，中深部稍薄但穩(wěn)定規(guī)律。該煤層直接頂板為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖。直接底板為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖細粒砂巖。己15煤層位于山西組己煤段中下部，上距戊9-10煤層160m。可采性指數(shù)0.65，變異系數(shù)54.2%，屬不穩(wěn)定煤層。煤層厚度0.07～4.37m，平均1.1m。57線以西中深部存在著大面積無煤區(qū)，而可采區(qū)面積尚局限性整個井田面積一半。己16-17煤層位于己煤組下部。全井田有8個見煤點浮現(xiàn)己16與己17分層，兩者間距0.74～15.91m?？刹尚灾笖?shù)0.96，厚度變異系數(shù)51.8%。煤厚0.27～20.54m，平均6.42m，屬較穩(wěn)定煤層。全井田有三個不可采社區(qū)：①50線至51線±0等高線以淺至露頭；②53'-11孔附近，③57-1孔附近。別的普遍可采。全區(qū)共38個見煤點見1～3層夾矸0.02～0.69m?？傮w變化狀況是：50線至54'線中部夾矸厚，淺部與深部較薄或無夾矸；55線至西邊界深部夾矸厚，中淺部變薄或無夾矸。煤厚總體變化趨勢是：東厚西薄，淺部露頭變化幅度大，深部次之，而中部煤厚較穩(wěn)定。己16-17煤層直接頂為深灰色砂質(zhì)泥巖和泥巖，有時相變?yōu)榧毶皫r和粉砂巖，直接底為黑色泥巖和砂質(zhì)泥巖，有時相變?yōu)榉凵皫r。在井田東部深部及西部零星浮現(xiàn)炭質(zhì)泥巖偽頂，厚度0.20m～0.87m，平均0.56m，炭質(zhì)泥巖偽底厚度0.61～0.72m。庚20煤層位于太原群L5和L6灰?guī)r之間，上距己16-17煤層64m，下距崮山組白云質(zhì)灰?guī)r18m。煤層不穩(wěn)定，厚度0.29～2.91m，平均1.01m?？刹尚灾笖?shù)0.60，厚度變異系數(shù)47.6%，屬不穩(wěn)定煤層。煤層構(gòu)造單一，井田中、西部可采區(qū)煤層賦存較穩(wěn)定，東部淺部煤層賦存極不穩(wěn)定?？刹蓞^(qū)占整個井田區(qū)域面積局限性一半。依照勘探鉆孔和工程揭露資料，分別計算己二采區(qū)己15、己16-17煤層可采性指數(shù)和煤厚變異系數(shù)，認定己15煤層屬于不穩(wěn)定煤層，煤層構(gòu)造復(fù)雜，煤厚變化較大，東翼己15煤層厚度0.42～2.49m之間，平均厚度1.17m，西翼己15煤層厚度在0～1.78m之間，平均煤厚0.4m，呈零星塊段分布，在本采區(qū)內(nèi)己15煤層為不可采煤層。己二采區(qū)己16-17煤層賦存較穩(wěn)定，但煤厚變化也較大。東翼己16-17煤層厚度在5.05～9.68m之間，平均厚度6.60m，某些地區(qū)有夾矸，夾矸厚度0.34～0.87m（夾矸厚度不不大于0.6m僅有1個鉆孔），煤層構(gòu)造較復(fù)雜。西翼己16-17煤層厚度4.75～20.54m，平均煤厚6.52m，局部構(gòu)造復(fù)雜，存在1～2層夾矸，夾矸厚度0.1m～1.0m，影響煤質(zhì)。己15與己16-17煤層之間層間距9～16m，平均12m。2.3.2己二采區(qū)煤層特性十一礦己二采區(qū)位于己16-17煤層深部，采用上下山聯(lián)合開拓方式，東部邊界以50勘探線與五礦為界，西部為55勘探線（-670m以上，55勘探線以西為地方國有香山煤礦井田）；上山開采范疇-440～-590m標高，下山開采范疇為-590～-1000m標高。采區(qū)開采垂高560m，東西走向長3750m，南北傾斜寬1600～2500m。己16-17煤層為一傾向北東單斜構(gòu)造，煤層傾角8～38°，淺部陡，深部緩。采區(qū)兩翼煤層傾角不同。采區(qū)東翼煤層傾角較大，中西部煤層傾角較小，向西翼煤層傾角逐漸增陡。以53'勘探線為界，東部煤層傾角8～30°，平均18°，西部煤層傾角14～38°，平均24°。依照地勘鉆孔和采掘工程揭露狀況，采區(qū)東翼大中型斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，中西部有褶皺存在，采區(qū)西翼有小型褶曲和局部斷裂構(gòu)造發(fā)育帶。依照地質(zhì)勘探鉆孔揭露狀況，己二采區(qū)己16-17煤層賦存較穩(wěn)定，但構(gòu)造較復(fù)雜。在采區(qū)東翼，己16-17煤層普通由2～4個分層構(gòu)成，煤層厚度在5.05～9.68m之間，平均煤厚6.60m，局部地段存在夾矸，如50-10、50'-12、50'-13、50'-18、50'-19、51-15、51'-10、51'-12、52-12、53-10等鉆孔處，夾矸1～2層，多為1層，夾矸厚度0.34～0.87m。在采區(qū)西翼，煤層厚度變化較大，在4.75～20.54m之間，平均厚度6.52m，局部構(gòu)造復(fù)雜，存在1～2層夾矸，夾矸厚度0.1～1.0m，如54-6、55-3、55-12等鉆孔處。己二采區(qū)東翼、西翼煤層傾角、構(gòu)造和厚度揭露狀況如表2-4和表2-5所示。己二采區(qū)煤層頂板均無偽頂，己15煤層直接頂為砂泥巖與細砂巖，平均厚度2.5m，老頂為K14砂巖，平均厚度5.0m。直接底為泥巖，平均厚度0.5m，老底為細—中粒砂巖（K15）平均厚度10.4m。己16-17煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖或細砂巖，厚度1.82m，老頂為K15砂巖，厚度10.4m，直接底為灰色、團塊狀泥巖，厚度5.6m，遇水膨脹，老底為深灰色泥質(zhì)灰?guī)r（L1），厚度1.0m。由地質(zhì)報告提供資料，己二采區(qū)己組煤層埋深在580～800m（或超過）時，地壓顯現(xiàn)比較明顯，極易導(dǎo)致巷道變形，增長維修量。對于己16-17煤層，老頂初次來壓步距在18～21m之間，周期來壓步距在14～16m之間，屬易管理頂板。表2-4己二采區(qū)東翼煤層傾角、構(gòu)造和厚度揭露狀況勘探線編號鉆孔編號開口/落底標高（m）己15煤層厚度（m）己16-17煤層厚度（m）傾角（°）5050-9119.35/-475.910.006.322450-10136.64/-671.292.10=0.91(0.37)0.825.12=3.52(0.35)1.252450-12176.24/-916.204.8450-13136.61/-964.9411.4650'50'-10113.85/-389.637.0550'-11119.69/-462.65己16、己17分開,總厚度7.22m50'-12127.52/-601.672.17=0.83(0.41)0.936.15=3.64(0.78)1.733050'-13145.63/-659.681.68=0.62(0.27)0.795.07=2.94(0.35)0.782850'-18143.72/-655.621.68=0.67(0.22)0.795.70=3.87(0.39)1.342750'-19170.88/-785.601.51=0.63(0.29)0.597.09=5.64(0.34)1.11155151-8119.07/-516.386.8051-14139.96/-615.321.235.261951-15151.54/-713.061.94=0.71(0.36)0.879.311851-16186.69/-886.574.8851-17153.05/-956.779.0051-18135.29/-1006.572.8351'51'-6119.15/-411.196.2551'-9118.48/-413.277.7751'-10135.70/-587.740.857.73=4.40(0.54)2.792751'-13149.71/-691.940.966.671751'-12180.0/-804.573.04=1.04(0.5501.455.30=3.65(0.48)1.40155252-12135.26/-569.531.048.31=4.43(0.33)3.552152-13156.32/-672.951.055.291052-14172.29/-769.281.028.301452-16203.49/-897.697.1653-17173.30/-908.719.9352'52'-8147.93/-634.071.257.551652'-9168.00/-715.991.085.37105353-9122.36/-446.764.8053-10140.26/-609.910.576.99=5.29(0.45)1.251353-11164.60/-656.290.995.23853-12204.94/-788.551.909.682053-13250.32/-860.787.4853-14188.82/-899.275.7753-15147.82/-954.056.83表2-5己二采區(qū)西翼煤層傾角、構(gòu)造和厚度揭露狀況勘探線編號鉆孔編號開口/落底標高（m）己15煤層厚度（m）己16-17煤層厚度（m）傾角（°）53'53'-18135.5/-462.28廢4.73=2.76(0.08)0.79(0.08)1.0253'-19139.57/-566.540.707.8253'-20140.23/-592.070.6715.25(廢)53'-21160.54/-668.210.4213.75454-6138.72/-542.040.945.41=3.08(0.11)2.2254-7128.71/-389.408.2954-8153.74/-621.091.29=0.24(0.65)5.7454-9175.30/-703.490.6210.5654-11177.20/-931.864.9154'54'-9127.35/-356.041.504.3954'-10132.38/-503.171.787.4154'-11140.30/-580.830.717.3554'-12165.39/-668.390.564.755555-3125.52/-400.512.166.20=4.79(0.13)1.2855-4126.05/-407.361.004.3055-5128.30/-425.451.3620.5455-10144.17/-637.400.565.3955-12184.17/-725.126.55=5.85(0.21)0.4955-15252.03/-811.610.294.255656-2123.39/-305.17己15=0.40,己16=13.46,己17=4.0756-3131.06/-513.440.634.1056'56'-3125.22/-301.90己15=0.79，己16=15.47，己17=6.275757-8173.112/-734.905.14=1.44(0.55)3.152.3.3地質(zhì)構(gòu)造十一礦井田位于平頂山礦區(qū)西部，主體構(gòu)造為淺部陡、深部緩單斜構(gòu)造。受古老基底和北東向應(yīng)力影響，在井田西南端形成緊密褶皺帶，地層傾角高達67o，局部浮現(xiàn)直立甚至倒轉(zhuǎn)；井田內(nèi)也有局部凹陷和隆起。井田內(nèi)除有分界斷層外，落差不不大于20m斷層還張莊逆斷層、艾山逆斷層、邊莊逆斷層和岳莊逆斷層。平頂山十一礦分界斷層重要有鍋底山正斷層、鳳凰嶺斷層、前鳳凰嶺正斷層、余官營平移斷層等分界斷層。鍋底山正斷層位于十一礦井田東北鍋底山附近，原為燕山中期來自南西向側(cè)推力形成壓扭性作用北西展布逆沖斷層，燕山末期至喜馬拉雅時期，北西向魯葉斷裂、鍋底山斷裂、襄郟斷裂體現(xiàn)為左行拉張活動，本來逆沖斷裂反轉(zhuǎn)為上盤下滑正斷層。鍋底山正斷層力學(xué)性質(zhì)為壓扭+扭性+張扭，以張扭為主。32勘探線至49勘探線分別在三環(huán)、七星公司、五礦、六礦井巷工程及鉆探工程控制，該斷層為一時分時合、次級斷層發(fā)育斷層組。從49-13、50-14鉆孔控制狀況看，在該區(qū)域派生為2條斷層。50-14孔在孔深489.68～494.56m巖層受擠壓，甲煤段厚度減小；孔深811.05～817.06m和819.70～822.60m兩次浮現(xiàn)巖芯破碎，丁組—己組煤層間距減小，缺失戊組煤，證明該斷層存在。走向NW17～22°（50線以西）、NW45°（49～50線），傾向南西，在十一礦井田內(nèi)為傾角48°、落差80～85m和傾角42°、落差170～220m兩條斷層。據(jù)推測該斷層延伸至54勘探線附近。鍋底山正斷層位于十一礦己二采區(qū)東翼深部邊界處。鳳凰嶺斷層位于十一礦井田西部，由59-4、59-6和58'-1孔嚴密控制。58'-1孔在孔深313.00m見L1灰?guī)r后巖芯破碎，在孔深347.85m和367.33m兩次見L1；59-4孔355.13m穿過太原組后，至447.80m浮現(xiàn)寒武系灰?guī)r，如下又重復(fù)浮現(xiàn)太原組灰?guī)r和庚20煤層；59-6孔在孔深83.34m見戊9-10煤層后，至629.74m終孔尚未見到己組煤層，地層明顯明顯增厚，338.58m處巖芯破碎，系斷層穿過所致。該斷層走向近北西，傾向西，傾角37°，落差55m，該斷層與其西部前鳳凰嶺正斷層（香山寺精查地質(zhì)報告命名）構(gòu)成緊密斷層組，破壞了煤層向西延伸，成為十一礦西部邊界。前鳳凰嶺正斷層位于鳳凰嶺逆斷層以西，分別由59-2、59-3和59-4孔控制，走向、傾向與逆斷層一致，傾角67°，落差42～50m。余官營平移斷層位于前鳳凰嶺正斷層西側(cè)，由59-2、60-1和60-2孔控制，走向與鳳凰嶺斷層相近，西盤北移，東盤南移，移距約1Km。邊莊逆斷層位于十一礦己二采區(qū)東翼上部，重要影響范疇為己七采區(qū)，對己二采區(qū)稍有影響。邊莊逆斷層為一組近平行同傾向斷層組，走向NW54°，傾向北東，落差28～32m，傾角46～56°，延伸長度1200m。艾山逆斷層位于十一礦己二采區(qū)東翼深部，走向NW54°，傾向北東，傾角62°，落差42m，延伸長度約900m。影響范疇50'～52勘探線。張莊逆斷層位于十一礦己二采區(qū)東翼深部，走向NW42°（52'勘探線以東）和NW26°（52'～54勘探線），傾角24°～32°，落差12～54m，延伸長度1900m。影響范疇51'～53'勘探線。依照工程揭露狀況，十一礦己二采區(qū)除上述重要地質(zhì)構(gòu)造外，中小型構(gòu)造比較發(fā)育，特別是在大型構(gòu)造影響帶內(nèi)，小型地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育。依照已揭露斷層記錄，己二采區(qū)斷層發(fā)育以北西西和北北東斷層為主。在己二采區(qū)兩翼，斷層性質(zhì)差別較大，東翼以逆斷層為主，逆斷層占斷層總數(shù)51.2%，正斷層占47.8%，西翼以正斷層為主，正斷層占斷層總數(shù)92.3%，逆斷層占7.7%。己二采區(qū)東翼構(gòu)造以逆斷層為主，也許與鍋底山正斷層左行拉張活動關(guān)于，該翼為煤體擠壓揉皺帶，煤體破壞限度高。3己16-17煤層煤與瓦斯突出危險性預(yù)測3.1己16-17煤層瓦斯基本參數(shù)3.1.1己二采區(qū)深部煤層瓦斯壓力測定成果依照關(guān)于規(guī)定：用煤破壞類型、瓦斯放散初速度指標ΔP、煤結(jié)實性系數(shù)f和煤層瓦斯壓力P等四個指標預(yù)測煤層突出危險性時，只有所有指標達到或超過其臨界值時方可劃為突出煤層瓦斯壓力測定成果匯總?cè)绫?-1所示。表3-1己二采區(qū)深部瓦斯壓力測定成果序號測定地點標高（m）絕對瓦斯壓力（MPa）1己二東翼集中運送巷-7810.22己二軌道下山-8310.23己二回風(fēng)下山-8540.5己16-17煤層a、b、△P、f、ｋ測定：十一礦近幾年測定關(guān)于己16-17煤層煤樣化驗成果如表3-2所示，吸附常數(shù)測定成果如3-2所示。表3-2十一礦二水平己16-17煤層瓦斯吸附常數(shù)測定成果匯總表序號化驗地點送樣時間吸附常數(shù)abR1標高-593m石門.11.2821.3290.2470.8822己16-17—22120風(fēng)巷400.722.250.6263己16-17—22120機巷.721.3290.2474己16-17—22101風(fēng)巷1530.8.2824.1690.5760.9425己二回風(fēng)下山四聯(lián)巷口里30.8.2826.3550.80.9586己二皮帶下山450m.8.2824.3920.7020.9467己16-17—22101機巷1600.8.2827.0210.8270.9478己二軌下六區(qū)段車場鉆孔深37m.11.824.3360.4940.9753.1.2己二采區(qū)深部煤層瓦斯含量及工業(yè)分析測定表3-3己二采區(qū)瓦斯含量井下測定成果測定地點及標高煤質(zhì)工業(yè)分析瓦斯含量m3/t地點標高m水分%灰分%揮發(fā)分%殘存量損失量解吸量含量己二回風(fēng)下山-8701.0710.2831.781.480.0551.132.67己二皮帶下山-8401.537.6230.962.070.0521.423.5422101機巷-6751.2413.8539.041.3501.3522101風(fēng)巷-6350.965.9722.551.820.0270.682.53表3-4十一礦二水平己16-17煤層煤樣化驗成果匯總表序號測定地點△Pfk1標高-593m石門4.030.8352己二東翼軌下一區(qū)段1號5.96323己二東翼軌下一區(qū)段2號6.62324己二回風(fēng)下山距25#47m8.950.39235己二回風(fēng)下山距27#30m10.330.4266己二回風(fēng)下山五區(qū)段回聯(lián)距30#13m7.210.65117己二回風(fēng)下山五區(qū)段回聯(lián)距30#13m6.320.7498己二回風(fēng)下山距40#點40m5.35159己二回風(fēng)下山3.810.74510己二回風(fēng)下山3.940.67611己二回風(fēng)下山4.240.67612己二回風(fēng)下山四聯(lián)巷口里30m7.250.631213己二輔助皮帶下山距31#30m7.810.811014己二輔助皮帶下山距31#30m7.150.411715己二皮帶下山距回皮五聯(lián)巷口25m15.190.1311816己二東翼輔助下山一區(qū)段車場2.270.65417己二東翼運軌距上山變坡點13m11.470.631818己二東翼集中運送巷10.870.293819己二東翼集中運送巷7.270.322220己二東翼集中運送巷28#點40m8.410.611421己二東翼集中運送巷28#點40m7.990.671222己二東翼集中運送巷28#點40m4.970.51023己二東翼集中運送巷34#點47m3.60.71524己二東翼集中運送巷34#點47m4.710.67725己二東翼集中運送巷34#點47m4.540.65726己二回皮三聯(lián)巷外口15m7.030.621127己二回皮三聯(lián)巷外口15m5.310.83628己二回皮三聯(lián)巷外口15m7.870.641229己二回皮三聯(lián)巷距2#點28m16.750.295730己二回皮三聯(lián)巷距2#點28m15.070.1411031己16-17—22101風(fēng)巷距15#點150m17.560.44432己16-17—22101風(fēng)巷距15#點150m14.690.424133己16-17—22101風(fēng)巷距15#點150m17.490.364934己16-17—22101風(fēng)巷530m8.420.651335己16-17—22101機巷600m8.620.392236己二軌道下山六區(qū)段車場鉆孔內(nèi)深37m處6.791.2653.1.3己二采區(qū)煤層瓦斯含量計算對于取樣化驗并測壓地點（己二東翼運送巷a、b值取己二回下四聯(lián)里30m處數(shù)據(jù)），依照朗格謬爾方程，就可以計算測壓地點瓦斯含量。對于游離瓦斯量()計算，為了簡樸起見取其記錄經(jīng)驗值，普通取瓦斯含量10%。詳細計算成果如表3-5所示。比較表3-5與表3-3成果中將采用最大值。表3-5測壓地點煤層瓦斯含量計算值測定地點及標高煤質(zhì)工業(yè)分析吸附常數(shù)壓力MPa含量m3/t地點標高m水分%灰分%揮發(fā)分%ab己二回下四聯(lián)里30m-8701.0710.2831.7826.3550.80.55.58己二軌下六區(qū)段車場鉆孔37m，見煤點-8311.279.2232.2624.3360.4940.21.55己二東翼運送巷250m-7811.0710.2831.7826.3550.80.22.66式中——煤層瓦斯含量，m3/t；——吸附常數(shù)，實驗溫度下極限吸附量，m3/t；——吸附常數(shù)，MPa；——煤層瓦斯壓力，MPa；——煤灰分，%；——煤水份，%；——煤孔隙體積，m3/m3；——煤密度，t/m3。3.1.4己二采區(qū)地勘鉆孔煤層瓦斯含量依照十一礦己16-17煤層地勘鉆孔測定煤層瓦斯含量，瓦斯樣品點分布在+16.06～-962.05m之間，瓦斯含量最小值1.31m3/t，最大值13.98m3/t，平均值8.46m3/t，在瓦斯成分中，甲烷最小值5.71%，最大值94.14%，平均值79.21%，重?zé)N含量最大值3.07%。己16-17煤層隨著煤層埋藏深度增長瓦斯含量增大。在-600m以上，樣品平均埋深-128.53m，平均瓦斯含量2.38m3/t；-600～-800m范疇，平均埋深-694.37m，平均瓦斯含量5.34m3/t；在-800～-900m范疇，平均埋深-879.51m，平均瓦斯含量9.71m3/t；在-900～-1000m范疇，平均埋深表3-6十一礦己16-17煤層地勘鉆孔瓦斯含量綜合成果表孔號瓦斯成分（%）瓦斯含量（m3/t）標高（m）CO2N2CH4重?zé)NCO2N2CH4重?zé)N總計50'-189.674.2286.110.380.173.383.93-655.6251-322.3071.998.710.290.950.081.31+16.0651-512.8529.7157.440.441.031.983.45-273.1151-164.133.7492.130.380.348.489.20-886.5751-177.984.9886.001.030.870.549.320.1110.84-956.7752-164.852.1391.301.710.580.2610.990.2112.04-897.6952-174.161.7094.140.580.2413.1613.98-908.7153-156.470.8591.770.910.780.1011.130.1112.13-954.0554-98.907.5483.020.540.510.444.770.035.75-703.4954-118.8115.9575.240.230.411.932.57-931.8655-1212.653.3580.933.070.800.215.130.206.34-725.1255-1311.631.7086.670.980.147.298.41-895.9455-1411.007.3981.621.270.859.4311.55-947.4858-717.694.3977.921.630.417.159.19-837.8358-810.510.0089.491.220.0010.3811.60-962.0515114.696.6488.670.610.8711.6413.12含量預(yù)測，己16-17煤層瓦斯含量與標高關(guān)系為y=-0.0109x-1.1982，R2=0.822，己二采區(qū)深部-800～-1000m標高范疇內(nèi)，己16-17煤層瓦斯含量為7.52～9.70m3.1.5級別鑒定十一礦自1990年以來礦井瓦斯瓦斯級別鑒定成果均為高瓦斯礦井，歷年礦井瓦斯涌出量及瓦斯級別鑒定成果如表3-7所示。表3-7平頂山十一礦歷年瓦斯鑒定成果年度絕對涌出量（m3/min）相對涌出量（m3/t）鑒定級別1990年10.858.60高瓦斯1991年10.927.34高瓦斯1992年7.906.02高瓦斯1993年12.267.87高瓦斯1994年10.357.71高瓦斯1995年17.3511.49高瓦斯1996年10.488.20高瓦斯1997年13.377.51高瓦斯1998年12.517.29高瓦斯1999年10.887.08高瓦斯10.015.12高瓦斯16.527.03高瓦斯16.867.07高瓦斯22.726.24高瓦斯24.907.18高瓦斯22.167.09高瓦斯32.179.22高瓦斯表3-8瓦斯級別鑒定表地點氣體名稱相對涌出量（m3/t）絕對涌出量（m3/min）礦井瓦斯級別上年度最大相對涌出量（m3/t）礦井總回CH49.2232.17高7.09丁六總回CH415.043.43低3.02己二總回CH413.4223.23高10.64丁二總回CH44.997.65高18.453.2煤與瓦斯突出危險區(qū)域預(yù)測辦法煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測辦法重要有單項指標法、瓦斯地質(zhì)記錄法和綜合指標法等。3.2.1單項指標法預(yù)測煤層突出危險性單項指標可用煤破壞類型、瓦斯放散初速度指標(△P)、煤結(jié)實性系數(shù)(f)和煤層瓦斯壓力(P)等，采用該法預(yù)測時，各種指標突出危險臨界值應(yīng)依照礦區(qū)實測資料擬定，無實測資料時可參照表3-9，當所有指標達到或超過其臨界值時，該煤層應(yīng)鑒定為突出危險煤層。表3-9預(yù)測煤層突出危險性單項指標煤層突出危險性煤破壞類型瓦斯放散初速度△P煤結(jié)實性系數(shù)f煤層瓦斯壓力P(MPa)有突出危險Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.74無突出危險Ⅰ、Ⅱ＜10＞0.5＜0.743.2.2瓦斯地質(zhì)記錄法該法實際是依照已開采區(qū)域突出點分布與地質(zhì)構(gòu)造(涉及褶曲、斷層、煤層賦存條件變化、火成巖侵入等)關(guān)系，然后結(jié)合未采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件來大體預(yù)測突出也許發(fā)生范疇。不同礦區(qū)控制突出地質(zhì)構(gòu)造因素是不同，有重要受斷層控制，有重要受褶曲或煤層厚度變化控制，因而，各礦區(qū)可依照已采區(qū)域重要控制突出地質(zhì)構(gòu)造因素來預(yù)測未采區(qū)域突出危險性。十一礦始終是高瓦斯礦，但此前從未發(fā)生煤與瓦斯突出和瓦斯涌出異常狀況（己二采區(qū)深部已有明顯瓦斯動力現(xiàn)象），故當前暫時無法采用瓦斯地質(zhì)記錄法進行預(yù)測。3.2.3綜合指標D、K值綜合指標D、K值充分考慮了煤層開采深度、瓦斯壓力和煤物理力學(xué)特性對煤與瓦斯突出影響，其計算公式如下：式中——煤層突出危險性綜合指標；——煤層突出危險性綜合指標；——開采深度，m；——煤層瓦斯壓力，MPa；——軟分層煤瓦斯放散初速度指標；——軟分層煤平均結(jié)實性系數(shù)。依照《防治煤與瓦斯突出細則》第30條，判斷煤與瓦斯突出危險性綜合指標臨界值可參照表3-10。從己16-17煤層當前已經(jīng)掘進狀況及突出預(yù)測綜合指標K測定成果來看，己組煤層突出預(yù)測指標K超限（≥20）頻率較大，達到43%，由此可以推斷己16-17煤層存在較多瓦斯突出危險區(qū)或突出威脅區(qū)。表3-10用綜合指標D和K預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性臨界值煤突出危險性綜合指標K煤突出危險性綜合指標D無煙煤其他煤種20150.253.3煤與瓦斯突出預(yù)測成果防治煤與瓦斯突出細則》第23條、《煤礦安全規(guī)程》第一百八十六條規(guī)定：突出煤層經(jīng)區(qū)域預(yù)測可劃分為突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)和無突出危險區(qū)。將己二采區(qū)己16-17煤層-630m標高以上劃分為無突出危險區(qū)。將己二采區(qū)己16-17煤層-630m～-764m標高之間劃分為突出威脅區(qū)。將己二采區(qū)己16-17煤層-764m標高如下劃分為突出危險區(qū)。4己16-17煤層煤與瓦斯突出預(yù)測指標評價4.1突出預(yù)測指標q、S記錄分析表4-1十一礦突出預(yù)測指標q值分布區(qū)間記錄測試地點0≤q<22≤q<33≤q<3.53.5≤q次數(shù)頻率次數(shù)頻率次數(shù)頻率次數(shù)頻率己16-17—22071機巷31598.7%10.3%00.0%30.9%己16-17—22071風(fēng)巷29299.3%10.3%10.3%00.0%己16-17—22101機巷13095.6%64.4%00.0%00.0%己16-17—22101風(fēng)巷6258.5%3634.0%65.7%21.9%己16-17—22120機巷486100.0%00.0%00.0%00.0%己16-17—22120風(fēng)巷24399.6%00.0%00.0%10.4%己二皮帶下山13590.0%117.3%32.0%10.7%己二回風(fēng)下山12869.6%5027.2%63.3%00.0%共計次數(shù)1791105167各區(qū)間所占比例99.35.50.830.36表4-2十一礦突出預(yù)測指標S值分布區(qū)間記錄測試地點0≤s<33≤s<44≤s<5s≥5次數(shù)頻率次數(shù)頻率次數(shù)頻率次數(shù)頻率己16-17—22071機巷27586.2%4112.9%20.6%10.3%己16-17—22071風(fēng)巷25887.2%3511.8%31.0%00.0%己16-17—22101機巷11786.0%1914.0%00.0%00.0%己16-17—22101風(fēng)巷7067.3%3230.8%21.9%00.0%己16-17—22120機巷46895.9%204.1%00.0%00.0%己16-17—22120風(fēng)巷23696.7%83.3%00.0%00.0%己二皮帶下山17288.2%2110.8%21.0%00.0%己二回風(fēng)下山14880.9%3318.0%21.1%00.0%共計次數(shù)1744209111各區(qū)間所占比例88.7510.640.560.0051十一礦在己二采區(qū)己16-17—22101風(fēng)巷、己16-17—22101機巷、己16-17—22120風(fēng)巷、己16-17—22120機巷、己16-17—22071風(fēng)巷、己16-17—22071機巷、己二皮帶下山、己二回風(fēng)下山進行了突出危險性預(yù)測，采用鉆孔瓦斯涌出初速度q、鉆屑量S兩個指標，其臨界值分別為3.5L/min、5Kg/m。對突出預(yù)測數(shù)據(jù)進行記錄分析，得出有效數(shù)據(jù)1300余個，其分布狀況如表4-1、表4-2、圖4-1、圖4-2所示。由表4-1、表4-2、圖4-1、圖4-2可見，預(yù)測指標q、S超限幾率都很小，q值大某些分布在區(qū)間[0，2）以內(nèi)，S值大某些分布在[0，3）以內(nèi)。q值超標地點有采區(qū)東翼己16-17-22071機巷（標高-663～-647m）、采區(qū)西翼己16-17-22101風(fēng)巷（標高為-636m）、己16-17-22120風(fēng)巷（標高為-663～-690m）、己二皮帶下山，S值超標地點只有采區(qū)東翼己16-17-22071機巷（標高-663～-647m）。圖4-1十一礦突出危險性預(yù)測指標q分布區(qū)間圖4-2十一礦突出危險性預(yù)測指標S分布區(qū)間4.2區(qū)域預(yù)測指標D、K記錄分析依照對己二采區(qū)己16-17煤層△P、f、K記錄，發(fā)現(xiàn)預(yù)測指標△p、f、K等超限幾率較大，特別是三項指標均超限幾率占到了近1/3（在軟分層，f值基本上100%處在超限狀況，即f≤0.5），如圖4-3所示。依照地勘鉆孔瓦斯含量預(yù)測和朗格繆爾公式反推（采用己二回風(fēng)下山四聯(lián)里30m處煤質(zhì)工業(yè)分析成果與吸附常數(shù)），標高-764m處瓦斯含量將達到7.18m3/t，相應(yīng)瓦斯壓力為0.74MPa。在標高-764m如下，綜合指標D≥0.25。圖4-3十一礦己二采區(qū)己16-17煤層突出預(yù)測指標△p、f、K記錄成果4.3瓦斯動力現(xiàn)象分析通過對平頂山礦區(qū)各礦己組煤層開采過程中浮現(xiàn)突出案例分析，發(fā)現(xiàn)十一礦己二采區(qū)開采標高及垂深均已遠遠超過己組煤層始突深度-224m標高，因而己二采區(qū)己16-17煤層存在一定突出危險性。依照十一礦己二采區(qū)發(fā)生幾起瓦斯超限事故分析，2月3號己16-17-22080機巷（標高-630m）發(fā)生瓦斯異常超限事故，煤炮頻繁，軟煤冒落10t，冒頂高度2.8m，瓦斯?jié)舛扔?.4%升高至3.82%，具備一定動力顯現(xiàn)；5月16日己二三區(qū)段車場（標高-650）發(fā)生瓦斯超限事故，頂部軟煤冒落4t，瓦斯?jié)舛扔?.2%升高至1.7%；2月16日-800m回風(fēng)下山車場聯(lián)巷（標高-800m）發(fā)生瓦斯超限事故，打鉆過程中浮現(xiàn)煤跑聲，冒頂落煤3t，具備一定動力顯現(xiàn)。十一礦己16-17煤層，隨著開采深度增長，礦井瓦斯涌出量明顯增大，特別是己二采區(qū)，地應(yīng)力增大，瓦斯含量增大，巷道掘進過程中有煤炮聲，十一礦己二采區(qū)己16-17煤層突出危險區(qū)域，必要進一步研究該區(qū)域瓦斯地質(zhì)規(guī)律。通過研究十一礦井田及己二采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造，收集分析十一礦己16-17煤層開采過程中瓦斯涌出量及突出指標，依照現(xiàn)場測定瓦斯壓力、瓦斯含量及實驗測定各項指標數(shù)據(jù)，結(jié)合地勘鉆孔瓦斯含量，對深部瓦斯壓力、含量進行預(yù)測。依照單項指標鑒定，已二采區(qū)深部已16-17煤層屬于煤與瓦斯突出危險煤層；依照對已二采區(qū)瓦斯涌出初速度、鉆屑量S記錄分析，區(qū)域預(yù)測指標D、K記錄分析，瓦斯動力現(xiàn)象分析，已二采區(qū)已16-17十一礦防突測試指標由本來q值、S值又增長了△h2值預(yù)測掘進工作面突出危險性，其中任一指標達到或超過其臨界值，即鑒定工作面為突出危險工作面。為了做好已二采區(qū)深部煤與瓦斯突出防治，在采鉆孔瓦斯涌出初速度q、鉆屑量S基本上，鉆屑瓦斯解吸指標△h2,其臨界值建議采用q=3.5L/min、S=5Kg、△h2=200pa，預(yù)測鉆孔由3個增長至5個，鉆孔瓦斯涌出初速度q、鉆屑量S鉆孔每鉆進1米預(yù)測一次，鉆屑瓦斯解吸指標△h2在孔深4米、8米時測定一次。十一礦分別在己組煤層垂深500～720m測得瓦斯壓力1.75MPa～2.05MPa，百米瓦斯壓力遞增為0.26MPa，以此推算，預(yù)測-800m水平煤層瓦斯壓力將達到3.4Mpa。十一礦己組煤層瓦斯超限事故因素分析：依照該礦瓦斯超限事故追查分析記錄，己組煤層（己七采區(qū)、己二采區(qū)）共發(fā)生各類瓦斯超限事故19次，詳細記錄成果見表4-3所示。在以上記錄各次瓦斯超限事故中，除去違章作業(yè)、停電、瓦斯積聚、落煤量大等非瓦斯地質(zhì)因素，導(dǎo)致瓦斯超限重要因素是瓦斯地質(zhì)因素。詳細來講，重要有如下幾點：①均與瓦斯含量增大、煤體變軟或斷層等有關(guān)，體現(xiàn)出易冒頂、片幫、瓦斯涌出異常等特性；②發(fā)生瓦斯超限地點均發(fā)生在-400m如下水平，但在-600m如下明顯增多，在己二采區(qū)重要集中在-550～-650m之間；③隨著深度加大，煤炮聲開始隨著顯現(xiàn)，表白在瓦斯賦存量異常點增多基本上，隨著深度增長，地應(yīng)力也開始明顯顯現(xiàn)；④在有些地點，煤炮等地應(yīng)力作用（顯現(xiàn)）是導(dǎo)致片邦、冒頂重要因素；⑤從記錄分析中也可以看出，十一礦瓦斯超限事故（瓦斯涌出異常）重要集中在2～3個區(qū)域，進而闡明瓦斯賦存具備很強條帶分布特性，詳細體當前-420m、-630m及-800m如下等附近。表4-3十一礦己16-17煤層歷次瓦斯超限事故記錄瓦斯超限地點時間標高m瓦斯?jié)舛?超限因素備注己16-17—22080機巷00.11.06-6303.82(0.4)冒頂2.8m煤炮頻繁,煤軟落煤10t己16-17—22080機巷01.01.11-6301.1(0.32)放炮落煤落煤量大己16-17—22080機巷01.01.15-6301.01(0.4)放炮落煤煤炮,軟煤厚度1m己16-17—22080機巷01.01.22-6301.09(0.5)停電無風(fēng)己16-17—22080機巷01.01.23-6301.23(0.7)違規(guī)生產(chǎn)斷電,違規(guī)己16-17—22080機巷01.02.03-6301.39(0.4)瓦斯異常斷層,裂隙,忽大忽小己16-17—22080機巷01.02.18-6301.15停電無風(fēng)己16-17—22080機巷01.02.23-6301.09(0.4)放炮瞬間超限己16-17—17080機巷01.02.04-4201.68(0.4)放炮煤軟,壓力增大己16-17—17080機巷01.02.11-4203.07異常涌出巷修,露頂,瓦斯最大10%己16-17—17080機巷01.03.02-4201.13片幫架棚,片幫空頂,斷層己16-17—17080切眼01.03.06-410瓦斯積聚當班未剎頂,瓦斯積聚己16-17—17080機巷01.03.18-42046瓦斯積聚掘切眼,導(dǎo)致迎頭無風(fēng)己16-17—17052切眼01.06.09-3607.8違章風(fēng)筒距離遠,迎頭循環(huán)風(fēng)己二采區(qū)下延皮下01.01.13-6001.03(0.2)放炮落煤落煤量大己二三區(qū)段車場02.05.16-6501.7(0.2)冒頂頂部煤軟,落煤4t己16-17—22120機巷02.11.29-7200.8(0.3)無風(fēng)跳閘己16-17—22061補風(fēng)巷04.06.04-5402.76放炮冒頂煤軟-800回下車場聯(lián)巷05.02.16-8001.4冒頂打鉆,煤炮,頂部落煤3t備注：（）內(nèi)數(shù)字為放炮等之前工作面迎頭瓦斯?jié)舛却送?，通過對十一礦歷次瓦斯超限事故因素記錄分析，發(fā)現(xiàn)除了違章作業(yè)、停電、瓦斯積聚、放炮落煤量大等非瓦斯地質(zhì)因素，導(dǎo)致瓦斯超限重要因素是瓦斯地質(zhì)因素。通過比較，可以發(fā)現(xiàn)：①發(fā)生瓦斯超限地點均發(fā)生在-400m如下水平，但在-600m如下明顯增多（己二采區(qū)）；②歷次超限事故中，最大瓦斯?jié)舛葹?.82%，此時絕對瓦斯涌出量為3.82%×305=11.65m3/min（發(fā)生在己16-17-22080機巷），此處標高為-630m③發(fā)生在2月3號己16-17-22080機巷超限事故中，瓦斯?jié)舛葹?.39%，此時絕對瓦斯涌出量為1.39%×531=7.38m3/min，此處標高為-630m④從記錄分析中也可以看出，十一礦瓦斯超限事故（瓦斯涌出異常）重要集中在2～3個區(qū)域，進而闡明瓦斯賦存具備很強條帶分布特性。依照己二采區(qū)煤層剖面圖，發(fā)現(xiàn)瓦斯涌出異常點較多位置（己16-17-22061補風(fēng)巷，-540m；己16-17-22080機巷，-630m；己二三區(qū)段車場，-650m；回風(fēng)下山車場聯(lián)巷，-800m）均處在己組煤層傾角明顯變化區(qū)域。由此可以判斷，己組煤層傾角發(fā)生明顯變化地方（拐點附近），是瓦斯富集區(qū)域，有助于瓦斯封閉存儲，煤層瓦斯含量會浮現(xiàn)明顯增長，詳細體當前如下兩個較大地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域：①-550～-650m之間；②-750～-850m之間，依照實際標高，會有所變化，但不會偏差太多。這兩個瓦斯含量賦存異常區(qū)域影響采掘工作面，應(yīng)依照工作面實際布置狀況而定，其他區(qū)域瓦斯含量及采掘過程中瓦斯涌出量將會基本與預(yù)測規(guī)律相一致。4.4工作面預(yù)測指標評價4.4.1概述：為了防止煤與瓦斯突出，保證礦井安全生產(chǎn)，突出礦井依照各自詳細礦山地質(zhì)條件分別采用不同預(yù)測指標來預(yù)測工作面突出危險性。按預(yù)測監(jiān)測對象分類，工作面突出危險性預(yù)測指標可以分為三類：第一類——煤層力學(xué)性能預(yù)測指標；第二類——煤層地應(yīng)力預(yù)測指標；第三類——煤層瓦斯預(yù)測指標；按照綜合假說，煤與瓦斯突出是地應(yīng)力，瓦斯及煤物理力學(xué)性質(zhì)綜合伙用成果，礦山地質(zhì)條件不同，煤與瓦斯突出主導(dǎo)因素和顯現(xiàn)條件不同，上述三類預(yù)測指標各自適應(yīng)不同礦山地質(zhì)條件?？茖W(xué)合理預(yù)測指標不但能使礦井獲得比較高安全效益，同步也使礦井獲得可觀經(jīng)濟效益。預(yù)測指標可靠性評價應(yīng)當兼顧安全性和經(jīng)濟性，安全性重要體當前對突出及突出危險帶預(yù)測方面，應(yīng)當保證100%突出發(fā)生在所預(yù)測突出危險帶內(nèi)，以便有針對地采用防突辦法，保證安全作業(yè)；經(jīng)濟性重要體當前對安全帶預(yù)測方面，應(yīng)當保證安全帶盡量長某些，避免防突辦法盲目使用，減少防突費用及增長生產(chǎn)時間。因而，突出礦井在通過一定期間和一定范疇預(yù)測后，依照預(yù)測數(shù)據(jù)資料，從安全性、經(jīng)濟性方面對預(yù)測指標可靠性進行評價，分析預(yù)測指標科學(xué)合理性，對于礦井突出防治工作，具備一定指引意義。4.4.2評價辦法(1)“三率法”“三率法”由中華人民共和國煤炭科學(xué)研究總院撫順分院提出，重要是依照預(yù)測資料，突出資料計算預(yù)測危險率，預(yù)測危險性精確率，預(yù)測安全精確率來評價預(yù)測指標可靠性。假設(shè)在某一工作面推動過程中，采用某一預(yù)測指標持續(xù)預(yù)測工作面突出危險性，共預(yù)測了Y次，其中預(yù)測工作面危險YW次，工作面安全YA次，在預(yù)測危險YW次中，在預(yù)測安全YA次中，工作面實際危險次數(shù)為YAB。實際危險次數(shù)只實際打算突出次數(shù)和打鉆過程中浮現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象預(yù)測次數(shù)等。按上述假使，計算下列“三率”：預(yù)測危險率：PW=YW/Y×100%預(yù)測危險精確率：PWZ=YAB/Y×100%預(yù)測安全精確率：PAZ=（YA—YBA）/YA×100%PW為預(yù)測危險次數(shù)占總預(yù)測次數(shù)比例，反映了防突辦法工程量大小，可以以為是一種經(jīng)濟指標。PW越小，防突辦法工程越少，防突費用減少，PW越大，防突辦法工程增長，防突費用也相應(yīng)提高。PAZ為預(yù)測指標對危險工作面和安全工作面預(yù)測精確限度，PWZ反映了預(yù)測指標對突出敏感限度，PAZ反映了預(yù)測指標對安全預(yù)測可靠度，兩者同屬安全指標。國內(nèi)普通以為，如果某一預(yù)測指標PWZ不不大于50%，PAZ接近100%，就算比較敏感可靠指標了。其優(yōu)缺陷如下：①、PWZ和PAZ屬于安全指標，PW屬于經(jīng)濟指標，以安全性，經(jīng)濟性來評價工作面預(yù)測指標可靠性，比較全面，科學(xué)合理。②、在安全指標定義，計算方面還不盡科學(xué)合理條件下，PWZ實質(zhì)是預(yù)測在預(yù)測危險條件下實際危險次數(shù)浮現(xiàn)頻率，在實際工程中無法計算PWZ，由于當工作面預(yù)測有突出危險后就必要采用防突辦法，原則上防突辦法盡量有效。最大限度地制止突出發(fā)生，因此不能由于沒有突出發(fā)生就以為本次預(yù)測成果不可靠。PAZ實際是在預(yù)測無危險條件下實際無危險次數(shù)頻率，同步也反映了在預(yù)測無危險條件下實際危險次數(shù)浮現(xiàn)頻率，由于煤與瓦斯突出具備分區(qū)別帶特點，突出危險區(qū)域僅占突出煤層面積5%~7%，如果預(yù)測記錄范疇比較小，工作面有也許始終處在安全區(qū)域，預(yù)測指標未通過突出危險帶檢查，此時無論預(yù)測指標可靠性任何，PWZ都為100%，顯然是不合理。③、PW雖然反映了防突辦法工程量大小，是經(jīng)濟指標，但定義不直觀。若用預(yù)測突出危險帶長度與工作面推動總長度之比來反映預(yù)測指標經(jīng)濟性更直觀合理。(2)地震聲學(xué)預(yù)測辦法前蘇聯(lián)姆.斯.安采費羅夫提出煤與瓦斯突出地震聲學(xué)預(yù)測辦法，以工作面附近煤體在采掘工藝作用影響下單位時間內(nèi)噪聲次數(shù)記錄變化規(guī)律來預(yù)測煤與瓦斯突出危險性，依照預(yù)測資料，突出資料計算預(yù)測突出精確率和預(yù)測危險帶精確率來評價預(yù)測指標可靠性。礦山地震聲學(xué)研究成果表白，煤層噪聲增長，意味著工作面附近巖體破壞過程加劇，從而煤與瓦斯突出危險性加大。依照單位時間內(nèi)煤層噪聲進行記錄計算，按照一定準則，沿工作面推動方向可劃分出若干個安全帶和危險帶。假設(shè)在某一工作面推動過程中采用地震聲學(xué)預(yù)測辦法進行突出危險性預(yù)測，沿工作面推動方向共劃分了YW個危險帶和YA個安全帶，并且在工作面推動過程中共發(fā)生了B次突出，其中BW次發(fā)生在所預(yù)測危險帶中，在YW個危險帶中，僅有YWB個發(fā)生過突出，按上述假設(shè)，可得：預(yù)測突出精確率：PBZ=BW/B×100%；預(yù)測危險帶精確率：POZ=YWB/YW×100%PBZ為發(fā)生在危險帶中突出次數(shù)占突出次數(shù)比例，反映了預(yù)測指標對突出預(yù)測精確限度，同步也反映了預(yù)測指標保證工作面安全推動可靠限度，是一種安全指標。POZ為發(fā)生突出危險帶占所有危險帶比例，反映了預(yù)測指標對危險帶預(yù)測精確限度，也表白了預(yù)測危險帶個數(shù)多少和防突辦法工程大小，故Y可以以為是一種經(jīng)濟指標。依照前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)近年資料記錄，PBZ普通不不大于95%，POZ為25%~30%。其優(yōu)缺陷如下：①、PBZ屬于安全指標，POZ屬于舊指標，以安全性和經(jīng)濟性來評價預(yù)測指標可靠性比較科學(xué)合理。②、本評價辦法借助于安全帶和危險帶概念，引入了預(yù)測突出精確率定義，轉(zhuǎn)而計算發(fā)生在突出危險帶中突出次數(shù)占總突出次數(shù)比例，使得預(yù)測突出精確率計算成為也許。PBZ不但反映了預(yù)測指標對突出預(yù)測對的限度，同步也反映了預(yù)測指標保證各工作面安全推動可靠限度。③、POZ定義和計算欠妥，由于在突出危險帶中必要采用防突辦法，不能由于某一危險帶中未發(fā)生過突出就以為預(yù)測不可靠，難以斷定所預(yù)測危險帶真實性，故POZ計算無法進行；二是POZ計算僅考慮其長度，不夠客觀公正，POZ難以真正反映預(yù)測指標經(jīng)濟性。(3)原則記錄法俄羅斯科琴斯基礦業(yè)研究院技術(shù)科學(xué)博士博.米.伊萬諾夫提出了原則記錄法，依照工作面無危險預(yù)測總次數(shù)和無危險預(yù)測條件下發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象次數(shù)計算無危險性預(yù)測可靠性，從而評價預(yù)測指標可靠性。其可靠性評價在實際中僅僅指無危險預(yù)測可靠性，危險預(yù)測可靠性無法評價。由于當預(yù)測工作面有突出危險時，就必要采用防突來制止突出發(fā)生，因此不能依照工作面沒有發(fā)生突出，就以為危險預(yù)測不可靠。假設(shè)在某一工作面采用某一預(yù)測指標共進行了N次無危險預(yù)測，其中d次預(yù)測屬于錯誤，即在d次預(yù)測工作工作面無危險條件下，發(fā)生了瓦斯動力現(xiàn)象。規(guī)定在指定可靠性概率為r條件下，擬定預(yù)測指標可靠性1-α（或最大也許性錯誤預(yù)測概率α）。依照數(shù)理記錄教程，是下列方程解：對于不同N，d和γ，可查表求得α。由于此法記錄特性，雖然在無危險預(yù)測次數(shù)所有對的條件下，無危險預(yù)測可靠性也不大于100%，這是由于有限樣本取樣成果。只有當無危險預(yù)測次數(shù)趨于無窮，并且無危險由預(yù)測所有對的條件下，無危險預(yù)測可靠性才趨于100%。在樣本空間足夠大，錯誤無危險預(yù)測次數(shù)較少條件下，無危險預(yù)測可靠性接近于無危險預(yù)測次數(shù)所有對的條件下可靠性。在這種狀況下，錯誤無危險預(yù)測次數(shù)對無危險預(yù)測可靠性影響隨無危險預(yù)測次數(shù)增長而減少。工作面預(yù)測實質(zhì)、目及