煤与瓦斯突出实时诊断方法文章

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1、煤与瓦斯突出实吋诊断方法煤与瓦斯突出实时诊断方法是一种利用风流中瓦斯浓度的变化特征进行工作面实时预警的新方法。利用这种方法可对突出前进行有效的预警，配合现有的突出预测方法，能有效的控制突岀对生产的危害。一.原理部分1.工作原理突出是市地压、瓦斯与煤的物理力学性质综合作用的产物。因此在突出预测预警工作中必须充分考虑它们之间的相互作用关系，止确的判断其发展趋势，才能得岀符合实际的预测或预警效果。在发生突出前，工作面的地压、瓦斯受采掘的影响会出现一系列的随机变化，同时煤层的物理力学性质受地质条件的影响，也会出现一些相应的变化。三种之间的变化是相

2、互影响的。这些变化在突出前就通过有声或无声突出预兆表现岀来。有声预兆有声音有煤炮声、顶板破裂声和支柱承压后的压裂声等。无声预兆有煤层或工作面的温度下降现象与最常见的瓦斯忽人忽小现象。无声预兆用声发射（微小地震）或电磁辐射方法进行测定并量化。无声预兆温度采用温度下降值进行量化，但风流中瓦斯浓度变化过去仅停留在定性描述。风流中瓦斯浓度的变化是突出预兆中的最普遍最明显的突出预兆，如果能量化就能成为一个较好的突出预测或预警指标。从理论上分析，风流中的瓦斯浓度受控与地压、煤层中的瓦斯含量和煤的物理力学性质。因而要弄清楚各种突出因素，在风流中瓦斯浓度

3、变化特征，就能利用这些特征辨明各种突出因索的变化趋势，进一步判断煤层的突出危险变化趋势。根据研究结论。地压活动会影响某一定时间范围内的瓦斯涌出总量、煤层瓦斯含量的大小影响落煤时的单位时间内的最高瓦斯涌出量，而落煤后的瓦斯下降速度快慢受控于煤的物理力学性质。根据上述认识我们就有可能利用其各自的瓦斯涌出特征，在风流中瓦斯浓度的变化，得出突出前地压、瓦斯和煤的物理力学性质变化趋势，将以量化后，作为预测突出或预警的分项指标。然后根据各突出因素，在发生突出现象时所起作用大小的不同，分别给予不同的权重，将不同的权重系数乘以相应的分项指标。和加后得出综

4、合判断指标，并据此对煤层的突出危险性进行判断，达到预测或预警的目的。具体的表现可以用图1・表示。根据图1原理用工作面24小时的平均瓦斯浓度作为计算时段，在采掘工艺和煤层瓦斯含量不变的情况下，它的大小取决于地压活动，当地压增加时，煤层裂隙闭合，透气性降低，在此时段内的瓦斯涌出总量会减小，反之则增大。因此可以将其作为地压活动的指标。在煤层的结构无变化，根据实验室煤的瓦斯解吸特征研究结论，风流中的瞬间瓦斯涌出量与煤层中的瓦斯含量成正比关系，因而它可以作为瓦斯含量相对指标来应用。同样实验室的研究结论表明煤的破坏类型越高其解吸初速度就越高，但其衰减

5、系数就越大。因而用瞬间最高瓦斯浓度计算出的瓦斯衰减系数就可以作为煤的物理力学性质指标來运用。1.判断指标指标分分指标、综合指标两种。分指标分三组，即地压、瓦斯和煤的破坏结构。各分指标中都有各自的有判据，在判据中都有各自的判断临界值，并据此进行量化后得出三种因素的分指标，将分指标乘以各种因素的权重后和加成为综合指标。其方框图见图2.图1突出三因素对风流中的瓦斯浓度影响方框图1.判据判据的采取是决定能否进行诊断的技术关键。风流中的瓦斯浓度变化非常频繁，如何从这些杂乱无章的数据中分离判断出突出三因素的作用趋势难度较大。现将其分离技术原理介绍如下

6、：图2突出诊断行程方框图3.1地压因素判据突出诊断的专用探头一般布置在距掘进工作而30〜40m（放炮渣石打不到的地方）监测掘进工作面的瓦斯浓度变化情况。掘进工作面的瓦斯涌出來源可分为四部分，①已暴露煤面的瓦斯涌出量（巷道四周煤面）；②新暴露面的瓦斯涌出量（巷道四周煤面）；③落煤的瓦斯涌出量；①新暴露工作血的瓦斯涌出量；根据已有研究的结果，已暴露煤面的瓦斯涌出量的日衰减量与新暴露煤面的瓦斯涌出量基本持平。每日的落煤量（产量）基本不变，在煤层瓦斯含量不变的条件下，其日瓦斯涌出总量基本上是个常数。新暴露工作面瓦斯涌岀量会受工作面前方支撑压力（地

7、压）的影响，与地压的人小成反比的关系。因此工作面日瓦斯涌出总量基木上受控与地压，所以风流中的H均浓度可作为工作面地压活动的一个相对指标。工作面的日均瓦斯浓度受地压活动影响变化幅度较大，必须寻找一个标准值与其对比，才能进行量化。研究发现，一条巷道掘进期间，其日均瓦斯浓度基本上是在一定范围内波动，如果以某一时间段日均瓦斯浓度的平均值（称为移动平均线）作为标准，并在其日均浓度允许的波动范围内视为正常情况，超出或低于此范围视为受到地压增压或减压影响，并据此得出量化前的地压判据（k）o3.2瓦斯因素判据实验室对煤的瓦斯解吸特征研究表明，同一煤样，其

8、吸附瓦斯压力直接影响煤的解吸初速度，且成正比关系。其解吸速度的大小，当落煤工艺不变时，落煤时风流中瞬间瓦斯最高浓度的大小直接反映岀煤层瓦斯含量的大小，因此可以将落煤后的瞬间最高瓦斯浓度作为判断