南山矿煤与瓦斯突出预测敏感指标的研究与应用

摘要

煤与瓦斯突出是煤矿生产中危害最大的灾害事故，在发生煤与瓦斯突出的过程中，大量的煤体突然抛向巷道空间，同时伴随着涌出大量的瓦斯气体，遇到火源，就会发生瓦斯爆炸，严重地威胁着矿井安全生产和工人的生命安全。南山煤矿从1983年7月至2003年12月已发生了5次突出现象，共突出煤量975t，涌出瓦斯量15815m<'3>。由于南山煤矿为厚煤层分层开采或放顶煤开采，采掘工作面瓦斯涌出量较大，这对于防突工作的管理、突出预测指标的适应性都提出了新的问题和新的要求，如何使防突工作做到有的放矢和科学管理，需要进行科学研究。 本文从煤与瓦斯突出机理着手，分析了南山矿煤与瓦斯突出现象，探讨了南山矿煤与瓦斯突出的机理。煤层瓦斯参数是研究煤层瓦斯赋存规律的基础，是标志着煤层的蕴含瓦斯的能力、突出危险程度的重要指标。研究了煤层原始瓦斯含量、原始瓦斯压力、煤对瓦斯的吸附常数、瓦斯放散初速度指标、煤的坚固性系数、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等参数，并对南山矿的上述参数进行了测量和计算。通过现场实测和实验室考察研究相结合，利用“三率”法和灰色关联分析方法，分析确定了南山煤矿15＃煤层的突出预测敏感指标及临界值，即钻屑解吸指标△h2和钻屑量S。通过对石门揭煤突出及煤巷掘进突出的成功预测，验证了本文突出预测敏感指标及其临界值的正确性。本文对鹤岗矿区煤与瓦斯突出防治工作具有指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2国内外煤与瓦斯突出研究现状

1.2.1国外突出概况

1.2.2国内突出概况

1.2.3煤与瓦斯突出研究现状

1.3研究内容

1.4技术路线

2煤与瓦斯突出机理的研究

2.1煤与瓦斯突出发生的一般规律

2.2南山矿煤与瓦斯突出现象

2.3南山矿煤与瓦斯突出机理分析

2.4本章小结

3南山矿煤层瓦斯赋存规律研究

3.1煤层瓦斯基础参数测定

3.1.1煤层瓦斯压力的测定

3.1.2煤的瓦斯吸附常数测定

3.1.3煤层瓦斯含量测定

3.1.4煤层突出危险性预测单项指标测定

3.2南山矿盆底区瓦斯赋存规律

3.3本章小结

4南山矿预测敏感指标及临界值的确定

4.1煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值确定研究

4.1.1煤与瓦斯突出“三指标”预测的基本原理

4.1.2敏感指标及临界值确定方法

4.2试验地点概况

4.2.1生产概况

4.2.2工作面概况

4.3工作面突出预测及防突效果检验方法

4.3.1工作面突出预测

4.3.2防突措施效果检验方法

4.3.3局部防突措施

4.4 15#层钻屑解吸规律的实验室考察及临界值确定

4.4.1现场煤样采集和实验室考察

4.4.2钻屑解吸指标同吸附瓦斯压力关系

4.4.3钻屑解吸指标△h2实验室临界值确定

4.5突出预测敏感指标的跟踪考察及结果分析

4.5.1跟踪考察结果

4.5.2突出预测敏感指标及临界值分析

4.6本章小结

5应用实例

5.1南山煤矿石门揭煤突出的防治

5.1.1工程概况

5.1.2石门揭煤突出危险性预测

5.1.3石门揭煤防突措施

5.1.4措施效果检验

5.1.5石门揭煤安全防护措施

5.1.6主要安全技术措施

5.1.7石门揭煤效果分析

5.2煤巷掘进突出的防治

5.2.1工作面基本概况

5.2.2区域突出预测结果和煤巷掘进工作面突出预测

5.2.3防突措施

5.2.4措施效果检验

5.2.5安全防护措施

5.2.6煤巷掘进防突实施效果分析

5.3本章小结

6结论

致谢

参考文献

附 录