煤与瓦斯突出预测方法

[摘要]防治瓦斯突出技术方法瓦斯地质法简单统计法综合分析法无线电波透视技术等有效的防治了瓦斯突出

[关键词]煤矿 瓦斯突出 预测方法

中图分类号：TD712

一、瓦斯地质法

地质构造，特别是对矿区或矿井总体上起控制作用的断层及褶皱，往往对煤与瓦斯突出条件及突出点的分布具有显著的作用与影响。国内外大量资料证明，地质构造与突出关系非常密切。大多数突出的发生与构造有关，综合分析各方面的资料，从地质力学观点来看，构造区内突出危险性相对较大的部位是：构造体系的复合部位，弧形构造的弧顶部位，褶曲构造的扭褶部位，多种构造体系的交汇部位，压扭性断裂所夹的断块，以及旋扭构造的收敛端等。

（1）简单统计法

瓦斯地质统计法就是利用地质构造对煤与瓦斯突出条件及突出点的分布具有显著的作用与影响的特点进行区域预测，是根据已开采区域确切掌握的煤层赋存和地质构造条件与突出分布的规律，划分出突出危险区域与突出威胁区域。

a、在上水平发生过一次突出的区域， 下水平的垂直对应区域划分为突出危险区；

b、根据上水平突出点分布与地质构造的关系， 确定突出点距构造线两侧的最远距离线，并结合地质部门提供的下水平或下部采区的地质构造分布，按照上水平构造线两侧的最远距离线向下推测下水平或下部采区的突出危险区域；

c、未划定的其他区域为突出威胁区。

（2）综合分析法

由中国科学院地质研究所主持承担（焦作矿院、重庆大学、中国科学院声学研究所、中国科学院上海技术物理所、南桐矿务局等参与承担）的国家重点科技攻关项目“煤与瓦斯突出的综合治理”以地质为基础，以岩体工程地质力学理论为指导，对突出危险性区域预测技术进行了比较系统的研究。

a.从沉积地球化学的角度，利用同位素分析、煤成气能力的热解、穆斯堡尔效应试验、镜煤反射率测定、扫描电镜、红外光谱以及X衍射等技术，从煤的变质作用、瓦斯运移和聚集的沉积环境、瓦斯生成的热解及其与粘土矿物变质作用的关系等方面研究煤层烃类物质的组成、状态、成因、分布、储集运移及其与煤和瓦斯突出的关系。

b.以矿田的地质构造为纲，对煤层的变形系数及煤体结构，软分层的特性进行了系统全面的研究。

c.对矿区范围内进行了地应力测试，并用数值模拟方法对矿区的应力场进行了系统的分析计算，评价构造了变形对矿区岩体初始应力场分布的影响；用地质力学模拟试验分析了煤层的采动效应及围岩、煤的变形特征。

在上述研究的基础上，本着预测指标应与突出危险性有明显关系、指标数据应有一定的数量（不是仅仅有限的几个数据）且在面上有一定分布的原则，选用了14个指标作为建立综合判据的基本参数：坚固性系数、筛分指数、瓦斯放散初速度、瓦斯压力、最大煤厚平均值、最大煤厚与最小煤厚差的平均值、煤层增厚率的平均值、小构造密度、突出点个数、埋深、平面变形系数、弹性应变能密度以及《煤与瓦斯突出防治细则》上的两个综合指标D、K值。通过这些指标研究已知区各单元的相对突出危险程度。而对未知区，基于外推预测标志的组合应使预测能达到一定的精度和指标应在未知区可能观测到这两个原则，提出了下列指标：煤层底版埋深、瓦斯压力、与主要构造的距离、最大煤厚的平均值、平面变形系数、弹性应变能密度。

二、 无线电波透视技术

预测是在工作进、回风巷都已形成的情况下进行的。预测首先是收集进、回风巷掘进过程揭露的煤层赋存情况、地质构造情况、工作面日常预测指标、防突技术措施执行情况、掘进过程中的动力现象及突出情况等，将进、回风巷突出点、工作面日常预测指标超过临界值的地点、巷道掘进中出现过动力显现（施工钻孔时喷孔、夹钻、顶钻）或突出预兆等地点周围一定范围以及突出危险构造破坏带、煤层赋存条件急剧变化区域、采掘应力迭加区域等区域划分为突出危险区域，由此确定了突出危险区域的巷道条带。然后利用BQT-E型突出煤层无线电波透视系统对采面范围进行透视，探测巷道突出危险条带向采面深部的延伸情况和采面内部的突出危险区域。最后综合各种因素划分采面的突出危险条带。