【正文】 （ 7）在上述研究基礎上，建立了基于灰色理論 和神經(jīng) 網(wǎng)絡的瓦斯地質(zhì)預測模型，提出安陽礦區(qū)瓦斯治理技術和綜合防突措施。其中定量指標值以其瓦斯突出前的測試值為標準，定性指標值依據(jù)數(shù)量化理論轉化為二態(tài)變量，即用“ ” 和“ 1” 來表示某個定性指標的“不存在”和“存在”。在量化分析研究中，要對系統(tǒng)行為特征映射量和各有效因素進行適當處理，通過算子作用，使之轉化為無量綱數(shù)據(jù)， 33 并將負相關因素轉化為正相關因素。龍山、大眾兩煤礦較大型突出發(fā)生在煤層厚度 變化煤層，尤其是軟分層變化煤層。 煤與瓦斯突出的綜合假說認為，突出是地應力、高壓瓦斯和煤的物理力學性質(zhì)等三個因素綜合作用的結果。 圖 91 安陽礦區(qū)各礦抽放參數(shù) 礦名 鉆孔直徑 mm 長度 m 孔距 m 負壓 Kpa 濃度 抽出率 封孔材料 大眾 75 50 2— 6 約 31 聚胺脂 紅嶺 75 左右 約 70 1030 約 35 聚胺脂 28 4）加強煤與瓦斯突出預測 礦區(qū)內(nèi)各礦都開展了煤與瓦斯突出預測，預測方法大多采用單項指標法（見表 92）。 27 瓦斯治理技術 一、 瓦斯治理技術現(xiàn)狀 安陽礦區(qū)所屬礦井均為高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井，集團公司與各礦井十分重視瓦斯防治工作，牢固樹立安全為天的理念，認真貫徹落實“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)” 的瓦斯治理工作方針，和“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位” 的瓦斯綜合治理工作體系，除了采取完善制度，健全機構，監(jiān)督檢查，加強培訓等措施外，在瓦斯治理技術方面采取了以下措施： 1）優(yōu)化通風系統(tǒng)、加強通風管理。 24 表 83 突出 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 表 礦井名稱 龍山 大眾 銅冶 果園 突出 總次數(shù)（次） 111 8 23 60 煤 量 統(tǒng)計次數(shù)（次） 105 7 總煤量（ t） 639 最大突出強度（ t/次） 1070 320 250 436 最小突出強度（ t/次） 6 12 平均（ t/次 ） 92 瓦 斯 量 統(tǒng)計次數(shù)（次） 105 7 最大突出瓦斯量（ m3） 167435 38000 20xx00 最小突出瓦斯量（ m3） 135 總瓦斯量（ m3） 20xx093 平均（ m3/次） 突 出 強 度 小型（ 50t 以下） 50 3 中型（ 50~100t 以下） 24 2 次大型（ 100~500 t 以下） 27 2 大型（ 500~1000t 以下） 3 特大型（ 1000t 以上） 1 ③ 突出頻度 突出頻度是以單位時間（一般為年）內(nèi)突出的平均次數(shù)來衡量。通過總結分析，安陽礦區(qū)煤與瓦斯突出具有以下特征： ① 始突深度 始突深度是指某地開始突出的深度（或標高），也就是該地突出的最淺深度（或最大標高）。由于區(qū)域巖漿熱變質(zhì)作用，使本區(qū)煤變質(zhì)程度較高，生氣量較大，煤層甲烷含量普遍較高。 （ 1）改善煤層含氣性、增加氣含量 巖漿侵入的熱作用一方面促使煤層進一步熱演化和煤層甲烷的進一步生成，為煤層甲烷的吸附聚集提供大量的氣源；另一方面，進一步的熱演化導致煤級的升高，提高了煤層的吸附能力，有利于煤層甲烷的吸附 儲集。 表 75 不同變質(zhì)階段的瓦斯含量 煤類 揮發(fā) 份 Vdaf(%) 瓦斯含量 (m3/t) JM SM PM WY 20 0510152025JM SM PM WY煤類瓦斯含量（m3/t）02468101214161820揮發(fā)份（％）揮發(fā)份 瓦斯含量 圖 713 不同煤種瓦斯含量變化示意圖 水文地質(zhì)條件 通過對安陽礦區(qū)礦井涌水量和瓦斯相對涌出量的資料分析統(tǒng)計，繪出了安陽礦區(qū)相對瓦斯涌出量與涌水量關系圖（見表 76，圖 714）。本區(qū)主要為高變質(zhì)煙煤～無煙煤，煤化程度高，有較大的生氣量，煤中微孔隙發(fā)育，對甲烷吸附能力強。 煤層厚度 根據(jù)菲克定律和質(zhì)量平衡原理建立的煤層甲烷擴散的數(shù)學模型可知，在其他初始條件相似的情況下，煤儲層厚度越大，達到中值濃度或擴散終止所需時間就越長。 15 在研究區(qū)內(nèi)，根據(jù)統(tǒng)計對 72個鉆孔數(shù)據(jù)進行計算，煤層瓦斯風化帶下界至埋深 750m范圍內(nèi)，瓦斯含量變化梯度為 ；埋深 750～ 1200m 范圍內(nèi)，瓦斯含量變化梯度則為 ，即深部瓦斯含量增幅較小，淺部瓦斯含量增幅相對較大?！?28176。 區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂多屬正斷層，由于喜山期構造應力方向為 NEE，現(xiàn)代應 力 方向為 SE向 ，使斷層 性質(zhì) 轉變?yōu)閴盒曰驂号ば裕忾]瓦斯逸散通道，有利于瓦斯保存。 表 71 各煤化階段的煤生成的甲烷量 煤 階 褐煤 長焰煤 氣煤 肥煤 焦煤 瘦煤 貧煤 無煙煤 生氣量 （ m3/t） 68 168 212 229 270 287 333 419 階段生氣量（ m3/t） 100 44 17 41 17 46 86 由表 71 可見，肥煤階段已經(jīng) 能夠生成足夠的甲烷量，而 安陽 各煤 礦 主采煤層為中、高變質(zhì)煤，故其含氣量主要取決于保存條件。 0 的 CK7 鉆孔瓦斯含量為 m3/t，處于 150 的 CK8 為 ，處于 200 的 CK9 為 ，處于 350 的 CK5 為 。從西向東由淺部至深部， 瓦斯含量整體呈現(xiàn)沿煤層傾向，隨煤層埋深增加而增高的趨勢 ； 煤層瓦斯風化帶下界至埋深 750m 范圍內(nèi)，瓦斯含量變化梯度為 ；埋深 750 ～ 1200m 范圍內(nèi)，瓦斯含量變化梯度則為 11 ，即深部瓦斯 含量增幅較小，淺部瓦斯含量增幅相對較大 。 安陽礦區(qū)北部二 1 煤層甲烷逸散條件較好，二 1 煤瓦斯風化帶沿標高 75m煤層 底板等高線擺動。 （ 4）無 “煤層埋深 ”、或 “水分 ”、或 “灰分 ”數(shù)據(jù)，而 不能 得到應有校正 的數(shù)據(jù)。目前我國的煤田鉆具提鉆速度大部分均小于 20m/min， 500m 孔深提鉆時間要超過 25min，若地面裝罐前時間為 3min，解吸測定 6 個點要 12min，這樣用 t 式計算時，要求在 25247。 殘存氣體含量的測定方法同樣適用于井下解吸法測定煤層甲烷含量殘存量和礦井甲烷涌出量預測中測定采落煤炭中的殘存量。測定 7 2h 后，將裝有煤樣的煤樣罐送到試驗室進行脫氣和氣體分析。鉆具提至地面后，卸下已裝有瓦斯及煤芯的帶集氣室的取樣器保持密閉狀態(tài)送到實驗室進行脫氣，得出煤層甲烷含量。通風方式為 分區(qū)獨立通風， 主副斜井進風， 天喜鎮(zhèn)風 井 和馮家洞風井 回風。 龍山公司是單水平反斜井上下山開采，開采水平為 220m。 本礦井主采煤層為二 1煤層，平均厚度為 4～ 6 米，傾角為 7176。井田走向長 ，傾斜寬，面積 。 d，煤層的瓦斯壓力為～ 。礦井 采用斜井開拓，走向長壁采煤法，放炮落煤，全部垮落法頂板管理。 （ 1） 真空罐法 工作原理是利用煤芯管上下兩端的結構，將含有瓦斯的煤芯的孔底嚴密封閉在煤芯管內(nèi)。具體測定步驟如下： (1) 采樣 用普通煤芯管采取煤 芯，當煤芯提到地表后，先取煤樣 300～ 400g，立即放進密封罐中。 (4) 煤樣殘存氣體含量測定及氣體成份分析 將經(jīng)過解吸測定的煤樣，在密封狀態(tài)下盡快送到試驗室進行加熱脫氣，首次脫氣完后將煤樣粉碎，再進行一次脫氣。且有鉆孔越深、煤越粉碎、偏差越 大。 （ 1）瓦斯成分百分比之和大于 105%及小于 80%的數(shù)據(jù)。校正公式如下： 9 1 0 01 0 0d a f MAVV ???? （ 63） 式中： V—— 原煤瓦斯含量， ml/g； Vdaf—— 可燃基瓦斯含量， ml/g； A—— 煤中灰分，無鉆孔灰分資料時，取井田煤層平均灰分， %； M—— 煤中水分，無鉆孔水分資料時，取井田煤層平均水分， %； 表 61 校正原則一覽表 采樣方法 校正系數(shù) 500m 以淺 500m 以深 真空灌 集氣式 解吸法 1 1 校正后數(shù)據(jù)見附件一 （ 表 62） 。由表 63 可以看出： 龍山、大眾 2 個井田 主采煤層瓦斯含量最高，平均在 14m3/t 以上； 其次為彰武 倫掌及龍宮 2 個 深部開發(fā)區(qū)，其二 1 煤層瓦斯含量 次之 ，平均值在 ； 紅嶺 主采煤層瓦斯含量較低，平均值 為 。向斜翼部 CK30 鉆孔瓦斯含量為，而位于核部的 CK22 的鉆孔瓦斯含量 為 ；同樣，煤層底板標高同為300177。 B 位于 F1斷層以南兩個構造小區(qū) 內(nèi) 的龍山 和 大眾 兩煤 礦 都 處于 不同 斷層所構成的 地塹內(nèi)，瓦斯含量相對較高。 如龍山向斜， 其北西翼，傾角一般在4176。 并且隨著標高絕對值的增加，相對瓦斯涌出量也在增加，見圖 71。 研究區(qū)內(nèi)二 1 煤層頂板 為泥巖、砂質(zhì)泥巖或泥巖夾粉砂巖，厚度一般 ~15m，節(jié)理、裂隙均不發(fā)育，滲透系數(shù)遠遠小于 ， 具有較好的隔 氣 阻 水 性能 。從圖 75~圖 710 可以看出：整體 趨勢是 隨著煤層厚度的增加瓦斯含量也在增加 ，盡管 大眾規(guī)律不是很明顯 （ 原因可能是由于受地塹式向斜構造影響， 煤體結構破碎，瓦斯重新分布不均衡 所造成 ），但 不違背整體趨勢 。 表 74 煤巖組分與瓦斯含量表 煤種 鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組 殼質(zhì)組 原