基于措施缺陷分析的煤与瓦斯突出预警指标及准则建立.pdf

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1、2014年第39卷第6期能源技术与管理Vo1．39No．6EnergyTechnologyandManagementdoi：lO．39696．issn．1672—9943．2014．06．001：薯≯馥点舞《专誊与综递≤；≮豢曩置置基于措施缺陷分析的煤与瓦斯突出预警指标及准则建立张庆华1,2,3宁小亮(1．山东科技大学，山东青岛266590；2．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；3．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037)[摘要]随着煤矿采深的增加和开采强度的加大，煤与瓦斯突出灾害日益严重，防

2、突措施落实不到位或根本没有防突措施是我国煤与瓦斯突出事故发生的主要直接原因。根据开采保护层、预抽煤层瓦斯及超前钻孔防治煤与瓦斯突出的基本原理，分析得到了其措施缺陷类型，并依此建立基于措施缺陷分析的煤与瓦斯突出预警指标及判识准则，为防突措施设计的合理性判识及所采取措施的有效性检验提供了有效的方法，对保障矿井安全生产具有重要意义。[关键词]煤与瓦斯突出；防突措施；措施缺陷；预警指标；预警准则[中图分类号]TD713[文献标识码]A[文章编号]1672_9943(2014)06001一O3层透气性、瓦斯动力参数、煤体结构便会依次变

3、O引言化。又由矿压理论可知：保护层与被保护层的层间统计结果表明，防突措施落实不到位或根本距是卸压效果的决定性因素；保护边界存在一定没有防突措施是我国煤矿突出事故发生的主要直范围的应力集中区，而且煤岩体的充分卸压及瓦接原因，占到了突出事故直接原因的76．7％E。因斯的有效排放需要一定的时间作用，因此认为层此，分析防突措施缺陷，研究有效的措施缺陷分析间距过大、超前距不足和处于卸压范围之外是保预警方法，是遏制突出事故发生的重要手段，对保护层开采时的主要技术措施缺陷。当开采层和保障矿井安全生产有着重要意义。护层的垂距超过了有效保护垂

4、距，或被保护层工作面到达卸压范围之外，保护层的效果便得不到1防突措施缺陷类型分析保证；当被保护层的采掘工作面位置距保护层工1．1开采保护层防突措施缺陷类型作面的水平距离小于保护层工作面的超前距时，保护层开采防治突出基本原理是当保护层开卸压效果尚未完全体现，防突效果也得不到保证。采后，煤体应力降低，煤层得到卸压，然后使得煤1．2预抽煤层瓦斯防突措施缺陷类型体透气性增加，继而使得瓦斯能够充分排放，同时预抽煤层瓦斯防治突出的基本原理是通过钻增大了煤体的强度；最终使得应力激发突出的作孔预抽放使周围煤体瓦斯得到排放，瓦斯压力降用减小，

5、瓦斯压力梯度降低，发展突出的瓦斯作用低，瓦斯含量减少，释放了瓦斯潜能；而且随着瓦减小以及煤体抵抗破坏能力增加，从而消除或降斯的不断排出，煤体发生收缩变形，透气性大幅增低突出危险。强，又扩大钻孑L抽放影响范围；同时还能增加煤的由上述分析可知，保护层的保护作用是卸压机械强度，提高煤体的抗破坏能力，从而起到削弱和排放瓦斯综合作用的结果，但卸压作用是引起和消除突出危险的效果]。其它因素变化的依据，卸压是首要的、起决定性由上述分析可知，单个抽放钻孔存在一个作的。因此，只要突出煤层受到一定的卸压作用，煤用范围，要通过预抽瓦斯的方式消除某

6、一个指定区域的突出危险，就必须在此区域合理地布置抽放钻孔，以保证钻孔的控制范围及其均匀程度，消基金项目：国家“十二五”科技支撑计划(2012BAK04B01)；除抽采盲区；同时因为抽采消突与钻孔布置参数、中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金(2013ZD002)；煤层情况、抽采时间等因素有着复杂的关系，因此中煤科工集团重庆研究院有限公司自立科研开发项目(2012ZDXM10)采掘前须考察最终的抽放效果，以确保安全。因此2014年12月2张庆华，等基于措施缺陷分析的煤与瓦斯突出预警指标及准则建立Dee．，2014预抽煤层瓦斯防

7、突措施缺陷主要包括：控制范围(1)层间距过大缺陷预警准则。保护层与被不足、空白带过大、抽采效果不达标。保护层的层间距过大缺陷可根据式(1)判识，当满1．3超前钻孔防突措施缺陷类型足公式要求时，判定其措施不能有效消除突出危超前钻孔(包括预抽钻孔和排放钻孑L)防治突险。出的基本原理是通过机械作用产生的负压或靠煤日≥日0(1)层瓦斯压力作用，将突出煤层中的瓦斯含量与煤式中：H为保护层距离被保护层的实际层问层中的应力降低到不能发动突出的安全范围内，垂距，m；Ho为保护层距离被保护层的有效保护垂而且当钻孔周围煤层中瓦斯含量降低后，煤层

8、发距，m。生的收缩变形，改善石门工作面应力集中状态，并(2)超前距不足缺陷预警准则。当保护层工增加煤层的稳定性，这一切都破坏或减弱了发生作面超前于被保护层工作面的距离小于层问垂距突出所必需的条件，可有效地防止突出的发生。的3倍，或小于100m时，判定超前距指标不符合通过上述分析可知，通过超