【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 封孔長(zhǎng)度 （m）封孔日期 （年/月/日）安裝壓力表日期（年、月、日）最大瓦斯壓力 （MPa）煤的堅(jiān)固性系數(shù)f煤的瓦斯放散初速度ΔP煤突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)D突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)K突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)礦總工程師：通風(fēng)科區(qū)長(zhǎng)：地測(cè)科長(zhǎng)：預(yù)測(cè)人：①在突出煤層的構(gòu)造破壞代，包括斷層、褶曲、或成巖侵入；　?、诿簩淤x存條件急劇變化的區(qū)域；　?、鄄删驊?yīng)力的迭加的區(qū)域；　?、茉诠ぷ髅骖A(yù)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動(dòng)力現(xiàn)象；　?、莨ぷ髅娉霈F(xiàn)明顯突出預(yù)兆。 工作面預(yù)測(cè)儀表MD2型鉆屑瓦斯解吸儀、ZLD1型多級(jí)流量計(jì)、JN1型膠囊封孔器是工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)最常見(jiàn)的三種儀器,現(xiàn)簡(jiǎn)述其用途、結(jié)構(gòu)以及使用方法。 MD2型鉆屑瓦斯解吸儀(1)用途在井下石門(mén)揭煤和煤巷掘進(jìn)工作面，直接測(cè)定煤鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2值。△h2的物理意義是：10克煤樣自煤體脫落暴露在大氣中，以水柱計(jì)壓差值來(lái)表示的第3分鐘到第5分鐘的累計(jì)瓦斯解吸量。(2)儀器結(jié)構(gòu)由水柱計(jì)、解吸測(cè)量室、三通旋塞、單通活塞和煤樣瓶組成（如圖62）。（3）測(cè)定方法和步驟①將水柱計(jì)兩側(cè)水位調(diào)平至0刻度；②向工作面前方煤體打鉆，當(dāng)鉆孔打到預(yù)定采樣深度時(shí) ，啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并利用1mm和3mm篩子組篩取1~3mm粒度煤鉆屑裝入煤樣瓶至刻度線(xiàn)，煤樣重量約10g。③解吸測(cè)定。首先將煤樣瓶連同煤樣一起迅速裝入解吸儀測(cè)量室，擰緊測(cè)量室上蓋，然后打開(kāi)三通活塞，使解吸測(cè)量室與大氣、水柱計(jì)均溝通；當(dāng)煤樣自從煤體脫落的暴露時(shí)間達(dá)3分鐘時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)三通旋塞，使解吸儀測(cè)量室僅與水柱計(jì)相通，重新啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行瓦斯解吸測(cè)定；記錄煤樣解吸測(cè)定2分鐘時(shí)的解吸儀水柱計(jì)兩側(cè)壓差值。 ZLD1鉆孔多級(jí)流量計(jì)（1）用途測(cè)定煤層鉆孔瓦斯涌出初速度，用于預(yù)測(cè)工作面前方煤體的煤和瓦斯突出危險(xiǎn)性和對(duì)措施執(zhí)行效果進(jìn)行檢驗(yàn)。該儀器要和JN1膠囊封孔配套使用(2)儀器結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能該儀器由水柱計(jì)、噴嘴組、進(jìn)氣嘴、噴嘴底座和兩個(gè)單通旋塞組成（如圖63）。ZLD1多級(jí)流量計(jì)用5個(gè)不同孔徑的噴嘴組來(lái)獲得較大的流量測(cè)定范圍。 ～100 l/min，水柱計(jì)最大壓差160mmH2O。（3）測(cè)定方法和操作步驟①將水柱計(jì)兩側(cè)水位調(diào)平至0刻度；②根據(jù)煤層條件預(yù)計(jì)鉆孔瓦斯流量大小，選擇范圍較為接近的噴嘴，安裝在流量計(jì)噴嘴底座上；③在工作面選擇軟分層打直徑42mm的鉆孔，打到預(yù)定位置后迅速拔出鉆桿，插入JN1型膠囊封孔器密封鉆孔后，將多級(jí)流量計(jì)進(jìn)氣嘴與封孔器排氣管出口用膠管連接，使水柱計(jì)呈鉛垂位置，讀取水柱計(jì)壓差△H。根據(jù)《細(xì)則》要求測(cè)定應(yīng)在打完鉆后2分鐘內(nèi)完成。鉆孔瓦斯涌出初速度q由下式計(jì)算： q = KK1 式中： K噴嘴系數(shù)，l/Pa1/2K1瓦斯?jié)舛刃拚禂?shù)， K1=?！鱄水柱計(jì)壓差讀數(shù)，Pa。 JN1型膠囊封孔器(1)用途JN1膠囊封孔器專(zhuān)用于快速封閉鉆孔，測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度q，以預(yù)測(cè)工作面前方煤體的煤和瓦斯突出危險(xiǎn)性。該封孔器亦可以用于密封鉆孔，測(cè)定鉆孔自然瓦斯涌出量和鉆孔有效排放半徑。(2)封孔器結(jié)構(gòu)該封孔器由膠囊、瓦斯排出管、充氣管、充氣閥和打氣筒組成（如圖64）。瓦斯排出管每節(jié)1m長(zhǎng)，共10節(jié)（包括封孔器探頭），最大封孔深度10m?！?，封孔直徑φ42～50mm，封孔深度10m 。（3）測(cè)定方法首先在工作面前方煤體中選擇軟分層打一直徑為42mm的煤層鉆孔，迅速將準(zhǔn)備好的封孔器插入孔內(nèi)，并留出測(cè)量室的長(zhǎng)度，然后通過(guò)充氣閥門(mén)用打氣筒給膠囊充氣，膠囊充氣后膨脹與孔壁充分接觸(輕拔封孔器無(wú)相對(duì)移動(dòng))，即封孔完畢。連接ZLD1型鉆孔多級(jí)流量計(jì)，進(jìn)行鉆孔瓦斯涌出初速度q測(cè)定。測(cè)定結(jié)束后，打開(kāi)充氣閥門(mén)，使膠囊排氣，然后拔出封孔器。測(cè)量室的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)《細(xì)則》確定。當(dāng)采用鉆孔瓦斯涌出初速度進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，；當(dāng)采用鉆孔瓦斯涌出初速度q和鉆屑綜合指標(biāo)R值進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，測(cè)量室長(zhǎng)度為1m。 石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)可選用綜合指標(biāo)法、鉆屑解吸指標(biāo)法或其它經(jīng)驗(yàn)證有效的方法工作面。綜合指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面瓦斯突出危險(xiǎn)性需要進(jìn)行如下測(cè)定工作:(1)在石門(mén)揭煤工作面向煤層至少打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔，測(cè)定煤層瓦斯壓力P。(2)在打測(cè)壓鉆孔過(guò)程中，每米鉆孔采一個(gè)煤樣，測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)f，并將兩個(gè)測(cè)壓孔所測(cè)的堅(jiān)固性系數(shù)最小值平均，作為煤層平均堅(jiān)固性系數(shù)。(3)將堅(jiān)固性系數(shù)最小值的兩個(gè)煤樣混合，測(cè)定煤的瓦斯放散初速度ΔP。石門(mén)揭煤工作面瓦斯突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)按下式計(jì)算： D=（）() K=ΔP/f式中 D煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)； K煤的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)； H開(kāi)采深度，m； P煤層瓦斯壓力，取測(cè)壓鉆孔實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力最大值，MPa； ΔP軟分層煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)； f軟分層煤的平均堅(jiān)固性系數(shù)。綜合指標(biāo)D、K預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性的臨界值應(yīng)根據(jù)本礦區(qū)實(shí)測(cè)資料確定，無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可采用《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》給定的參考臨界值（表63）確定區(qū)域突出危險(xiǎn)性。 鉆屑解吸指標(biāo)法采用鉆屑解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)在工作面留有垂距至少3~10m保護(hù)巖柱時(shí)，至少打兩個(gè)直徑50~70mm的預(yù)測(cè)鉆孔，當(dāng)鉆孔進(jìn)入煤層時(shí)，用1~3mm的篩子篩分鉆孔煤屑，測(cè)定其瓦斯解吸指標(biāo)△h2或K1值。鉆屑解吸指標(biāo)預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性的臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定，如無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可參照表65所列的指標(biāo)臨界值預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性。表65 鉆屑解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性臨界值鉆屑解吸指標(biāo)法臨界值△h2（P a）K1值(ml/)干煤 2000．5濕煤 1600．4采用△h2 或K1指標(biāo)預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性時(shí)，若預(yù)測(cè)指標(biāo)超過(guò)臨界值，該工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面，反之，預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。采用鉆屑解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性應(yīng)按表66填寫(xiě)記錄。在突出煤層突出危險(xiǎn)區(qū)掘進(jìn)煤巷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)方法主要有鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法和鉆屑解吸指標(biāo)法。 鉆孔瓦斯涌出初速度法在煤巷掘進(jìn)工作面采用鉆孔瓦斯涌出初速度進(jìn)行突出預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：表66 石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)記錄表石門(mén)名稱(chēng)煤層測(cè)定日期 年 月 日 鉆孔編號(hào)鉆孔深度 （ m ）鉆屑解吸指標(biāo)法K1值（ml/g min1/2）△h2(Pa)備注 突出危險(xiǎn) 預(yù)測(cè)結(jié)論 總工稱(chēng)師 批 示通風(fēng)科（區(qū)）長(zhǎng)地測(cè)科長(zhǎng)預(yù)測(cè)人員（1）在掘進(jìn)工作面的軟分層中，靠近航道兩幫，各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向，直徑42mm，（如下圖示）。 （2）用專(zhuān)用封孔器封孔，；（3）在鉆孔成孔2min內(nèi)測(cè)定完鉆孔瓦斯涌出初速度，并將測(cè)定數(shù)據(jù)填入表67中。采用鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值qm預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定，如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照表68的臨界值qm確定。當(dāng)實(shí)測(cè)的q值等于或大于臨界值qm時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面；實(shí)測(cè)的q值小于突出危險(xiǎn)臨界值時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。用鉆孔瓦斯涌出初速度法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，如預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面，每循環(huán)應(yīng)留有2m超前距，采用安全防護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。表67 鉆孔瓦斯涌出初速度qm法預(yù)測(cè)結(jié)果記錄表 測(cè)定日期 工作面距主要 巷 道 位 置 （m）測(cè)定鉆孔編 號(hào) 瓦斯涌出初速度 qm （l/min)預(yù)測(cè)結(jié) 論測(cè)定人員防突機(jī)構(gòu)負(fù) 責(zé) 人表68 判斷突出危險(xiǎn)性的鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值（qm）煤的揮發(fā)分Vdaf(%)5~1515~2020~30＞30qm（l/min）5．04．54．04．5 R值指標(biāo)法采用R值指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:(1)在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)（傾斜和急傾斜煤層）或3個(gè)（緩傾斜煤層）直徑42mm、～（如下圖示）。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中，一個(gè)鉆孔位于巷道工作面中部，并平行于巷道掘進(jìn)方向，其它鉆孔的終孔應(yīng)位于巷道輪廓線(xiàn)外2～4m處。(2)鉆孔每打1m，測(cè)定一次鉆屑量和鉆孔瓦斯涌出初速度；測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度時(shí)，根據(jù)每個(gè)鉆孔的最大鉆屑量和最大鉆孔瓦斯涌出初速度按下式計(jì)算各孔的R值： R=（Smax－）(qmax－4)式中 : Smax每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)最大鉆屑量，l/m； qmax每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)最大鉆孔瓦斯涌出初速度，l/mmin。判斷煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的臨界指標(biāo)Rm應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定；如無(wú)實(shí)測(cè)資料，可取Rm=6。任何一個(gè)鉆孔中實(shí)測(cè)的R值等于或大于臨界值Rm時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面；R值小于臨界值Rm時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。采用R值指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，如預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面，每循環(huán)應(yīng)留有2m超前距，采用安全防護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。需要指出，當(dāng)R值為負(fù)數(shù)時(shí)，應(yīng)采用單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。 鉆屑解吸指標(biāo)法鉆屑解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性應(yīng)按下列步驟進(jìn)行。(1)在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)（傾斜和急傾斜煤層）或3個(gè)（緩傾斜煤層）直徑42mm、深8～10m的預(yù)測(cè)鉆孔。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中，一個(gè)鉆孔位于巷道工作面中部，并平行的于巷道掘進(jìn)方向，其它鉆孔的終孔應(yīng)位于巷道輪廓線(xiàn)外2～4m處，如下圖示；(2)鉆孔每打1m，測(cè)定一次鉆屑量，每隔2m測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)；根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米的的最大鉆屑量Smax和最大鉆屑解吸指標(biāo)△h2和K1預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性。采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，各指標(biāo)的突出危險(xiǎn)臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定；如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照表69所給臨界值確定突出危險(xiǎn)性。表69 鉆屑解吸指標(biāo)預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)臨界值△h2（Pa）最大鉆屑量K1危險(xiǎn)性Kg/mL/mml/(gmin1/2)≥200≥6≥≥突出危險(xiǎn)工作面＜200＜6＜＜無(wú)突出危險(xiǎn)工作面實(shí)測(cè)的Sm、K 1或△h2值等于或大于臨界值時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面；實(shí)測(cè)的所有值都小于突出危險(xiǎn)臨界值時(shí)，工作面預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，如預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面，每循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測(cè)超前距，采用安全防護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。一般來(lái)說(shuō)，△h2和K1值屬同一類(lèi)指標(biāo)，測(cè)定時(shí)任選一個(gè)，不需要同時(shí)測(cè)定△h2和K1。 采煤工作面突出危