井筒揭煤突出危险性预测

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1、-10-副立井揭煤突出危险性预测1．矿井概况薛湖煤矿位于永城市北部，南临陈四楼煤矿，为全覆盖式煤田，新生界地层厚度291-431米，东厚西薄;地层基本构造形态呈NW向单斜构造，向N倾斜；发育可采煤层三层，分别为二叠纪下统山西组二2煤、下石盒子组三2煤和三3煤，其中二2煤平均厚2.29米，为主采煤层。矿井勘探阶段，共采取二2煤层瓦斯样11个，CH4含量最高达19.71ml/gr,为永夏矿区首个高瓦斯矿井。设计生产能力120万吨/年，单水平上下山开拓，设计水平-780。2．矿井瓦斯分布特征2.1瓦斯分带本区

2、瓦斯分带有两个特点：一是埋深决定分带，据本区二2煤层瓦斯成分分析，煤层底板-600m以浅地带，瓦斯含量一般在1.76～4.46ml/g之间，属瓦斯风化带；-600～-800m瓦斯含量6.15～17.59ml/g；-800m以深最高达19ml/g（71―4孔，孔深813.2m）。一般-700以上为低瓦斯带，以深为高瓦斯带。一是沿岩浆岩侵入分布带呈环状分带，矿井岩浆岩侵入主要在矿井东西边界，靠近岩浆岩侵入区瓦斯含量降低，向井田内逐渐增大，呈环状分带。2．2瓦斯分区直接顶岩性和顶板含砂率决定了瓦斯的赋存，控制

3、瓦斯分区；矿井东部瓦斯赋存条件好于西部和中部，中部-800以浅为砂岩顶板，瓦斯含量较低。煤层顶底板岩性与构造作用联合控制瓦斯的局部富集；在断层附近、向斜两翼及背斜轴部瓦斯含量将进一步增加。是突出点的重要分布区。3．副井煤与瓦斯突出危险性预测～10～-10-在薛湖煤矿副井井筒掘砌施工至垂深791.5m，按照《防治煤与瓦斯突出细则》（以后简称《细则》）的规定，采用单项指标法对薛湖煤矿副井揭煤工作面煤与瓦斯突出危险性进行预测。3.1预测方法预测方法采用单项指标法。单项指标法包括：煤的破坏类型、瓦斯放散初速度（

4、△p）、煤的坚固性系数（f）值和煤层瓦斯压力。根据《细则》的有关规定，采用单项指标法预测煤层区域突出危险性时，其指标临界值如表1所示。只有全部指标达到或超过其临界值时，才能预测为有突出危险性。表1区域突出危险性单项指标临界值煤层突出危险性煤的破坏类型（△p）（f）（MPa）突出危险Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.74无突出危险Ⅰ、Ⅱ＜10＞0.5＜0.743.2预测参数测定3.2.1煤的破坏类型煤的破坏类型是指煤体结构受构造应力作用后的煤体破坏程度。由于其破坏程度的不同，煤的物理、力学性质和特征也不同。煤

5、的破坏程度越严重，其突出的危险性也越大。确定煤的破坏类型时，一般根据以下几个方面进行：煤的光泽；煤的构造与构造特征；煤的节理性质；煤的节理面性质；煤的强度；煤的断口性质。参照勘探资料和邻近生产矿井煤层资料。预计二2煤层属于Ⅱ～Ⅲ类煤，大部分为Ⅲ类破坏煤。3.2.2煤的坚固性系数（f）值～10～-10-煤的坚固性系数（f）值是指煤的力学破坏性质，它实质上反映的是单位质量的煤破坏所消耗能量的大小，是标志煤抵抗外力破坏能力的一个重要指标。它是由煤的物理力学性质所决定的，当煤体强度越大，f值就越大，发生煤与瓦斯

6、突出时所遇到的阻力就越大，故发生突出的潜在危险性就越小，《细则》将煤的坚固性系数的临界值定为0.5。当f＞0.5时，煤层发生突出的危险性较小；只有当f≤0.5时，煤层才具有发生煤与瓦斯突出的潜在危险性。3.2.3瓦斯放散初速度（△p）瓦斯放散初速度△p是煤在常压下吸附瓦斯后向真空空间放散瓦斯快慢的一个指标。煤的放散瓦斯的性能是由煤的物理、力学性质来决定的。在瓦斯含量相同的条件下，煤的放散瓦斯初速度越大，越有利于突出的发生和发展。因此，《细则》将瓦斯放散初速度纳入煤与瓦斯突出预测单项指标之一，并确定其临界

7、值为10。当△p≥10时，煤层具有发生突出的潜在危险性。实验室对从薛湖煤矿采取的煤样的测定结果见表2。表2煤样测定结果表采样地点主井副井煤的坚固性系数f0.310.26瓦斯放散初速度△p4.24.43.2.4煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是形成煤与瓦斯突出的基本因素之一，是突出发生的必要条件，但决非充要条件；换言之，煤层要发生突出，瓦斯压力必须高于临界值，但是能否发生突出还取决于其他因素。煤层瓦斯压力确定方法有两种。一种为实测法，该法是从围岩巷道（石门或围岩钻场）向煤层打直径为50～75mm的钻孔，孔中放测压

8、管，将钻孔密封后，用压力表直接进行测定。为了测定煤层的原始瓦斯压力，测压地点的煤层应为未受采动影响的原始煤层。另一种为间接法，即根据现场采取的新鲜煤样运用直接法测定的煤层原始瓦斯含量，用郎格缪尔方程反推煤层原始瓦斯压力。～10～-10-3.2.4.1直接法测定煤层瓦斯压力由于受承压水的影响，本次共进行了两次测压工作。地点分别选择在副井掘进工作面距二2煤层19.6m和8.8m的地方。第一次利用前探钻孔进行测压。瓦斯压力测定方法采用在副井掘进工