【正文】 驗證為無突出危險時，應當采取安全防護措施后進行采掘作業(yè)。但若為采掘工作面在該區(qū)域進行的首次區(qū)域驗證時，采掘前還應保留足夠的突出預測超前距。只要有一次區(qū)域驗證為有突出危險或超前鉆孔等發(fā)現(xiàn)了突出預兆，則該區(qū)域以后的采掘作業(yè)均應當執(zhí)行局部綜合防突措施。具體區(qū)域驗證方法見局部綜合防突措施工作面突出危險性預測。區(qū)域驗證結果必須經(jīng)總工程師或分管副總工程師審批同意后，方可組織生產(chǎn)。第五章 防突預測預報儀器儀表隨著科學技術的發(fā)展，防突預測預報儀器儀表不斷向高智能化發(fā)展，新設備的操作也越來越人性化，越來越強調安全的同時，儀器、設備的研制也著重突出了本質安全的特點。從本質上根除或大大降低了事故發(fā)生的可能性。本章著重介紹煤層瓦斯含量、壓力、煤的堅固性系數(shù)、煤體瓦斯放散初速度和鉆屑瓦斯解吸指標的測定方法，以及煤體破壞類型的鑒別等內容。第一節(jié) 預測預報儀器儀表的主要特點我國從20世紀50年代開始進行預測的嘗試，研究和總結了不少國內的方法。例如，測定鉆屑瓦斯解吸指標K1值的有煤炭科學研究總院重慶研究院研制的WTC瓦斯突出參數(shù)儀；測定煤層瓦斯含量的有原煤炭科學總院撫順分院研制的WP—1型井下煤層瓦斯含量快速測定儀和煤科學研究總院重慶研究院研究研制的DGC型瓦斯含量直接測定儀；測定瓦斯吸附常數(shù)a、b值的有煤炭科學研究總院重慶研究院研制的HCA型高壓容量法瓦斯吸附裝置；測定煤層瓦斯壓力的有北京中礦天安機電科技有限公司生產(chǎn)的MWY—HV型主動式煤層瓦斯壓力測定儀；測定煤的堅固性系數(shù)的有原煤炭科學研究總院撫順分院研制的FMJ—煤堅固性系數(shù)測定儀等。這些儀器的研制成功，給現(xiàn)場的防突預測提供了方便，有力地推動了防突工作的落實?？偨Y這些儀器有以下特點：（1）高智能。隨著科學技術的發(fā)展，這些儀器不斷向高智能化發(fā)展，逐步淘汰了老式的人工測量、人工運算的低效率設備，大多數(shù)采用電腦化運算，提高了工作效率。（2）多功能。新設備的研制綜合了以往多種設備的功能和優(yōu)點，使設備的用途更加廣泛。例如，WP1型井下煤層瓦斯含量快速測定儀再測定瓦斯含量的同時也可以測定瓦斯壓力K1值等其他突出預測指標。（3）體積小、輕便、操作簡單。新設備的研制越來越多地趨向于輕巧、簡單的方向，解決了原來老設備笨重、不便于移動的缺點，而且新設備的操作也越來越人性化，使人們能夠更快地掌握設備的操作流程。（4）性能可靠、本質安全型。在礦井生產(chǎn)越來越強調安全性的同時，儀器、設備的研制也著重突出了本質安全的特點，從本質上根除或大大降低了事故發(fā)生的可能性。第二節(jié) 突出危險性指標測定方法煤層突出危險性預測是防突及實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的一項重要工作，我國從20世紀50年代開始進行突出危險預測的嘗試，研究和總結了不少國內外的方法。按照《規(guī)定》要求：防突工作要堅持區(qū)域措施先行，局部措施補充的原則。所以，區(qū)域預測是整個突出危險性預測工作的重中之重，另外在工作面突出危險性預測中，現(xiàn)在較為流行的是鉆屑瓦斯解吸指標法。因此，我們結合工作實際，總結了煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力、鉆屑瓦斯解吸指標、煤的堅固性系數(shù)和煤體瓦斯放散初速度這五個常用突出危險性指標的測定方法。一、煤層瓦斯含量測定方法煤層瓦斯含量是指煤層內單位重量或單位體積的煤在自然條件下所含的瓦斯量，單位是m3/t。準確計算煤層瓦斯含量對于提高瓦斯預測預報的準確性、礦井的瓦斯治理，以及礦井設計生產(chǎn)和瓦斯資源評估都具有重要意義。目前寺河礦采用“DGC型瓦斯含量直接測定裝置”測定煤層瓦斯含量，該測定裝置是一套實驗室結合井下使用的裝置。主要用于直接、快速地測定和計算出煤層可解吸瓦斯含量（Qm），裝置分為井下取芯與井下解析系統(tǒng)、地面瓦斯解吸系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、煤樣粉碎系統(tǒng)、水分測定系統(tǒng)、氣體成分測定系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)幾個部分。（一）工作原理：通過向煤層施工取芯鉆孔，用井下取芯系統(tǒng)將煤芯從煤層深部取出，及時放入煤樣筒中密封；然后用井下解吸系統(tǒng)測量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量，并以此來計算瓦斯損失量Q1；把煤樣筒帶到實驗室然后在地面解析儀上測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量，與井下測量的瓦斯解吸量一起計算煤芯瓦斯解吸量Q2；將煤樣筒中的部分煤樣經(jīng)稱量系統(tǒng)稱重后裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎，測量在粉碎過程及粉碎后一段時間所解吸出的瓦斯量（常壓下），并以此計算粉碎瓦斯解吸量Q3；借助水分測定系統(tǒng)、氣體成分測定系統(tǒng)和數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)求取可解吸瓦斯含量：瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即Qm＝Q1＋Q2＋Q3。（二）含量測定裝置的操作程序：實驗前仔細閱讀各種實驗設備的說明書，掌握各種設備的使用方法及注意事項并且實驗室操作人員要進行培訓。實驗氣體中含有易燃易爆甲烷和氫氣，實驗前必須打開實驗室排氣扇。實驗前準備：包括地面解吸裝置例如實驗液體的事先配制，玻璃測量管的合適選擇，量管中氣體的排空。解吸和取氣：連接膠管，緩慢打開煤樣罐閥門，按照實驗室記錄表格記錄解吸量Q2實驗室溫度和大氣壓力。選樣稱重：把全部煤樣緩慢分散倒入煤樣盆中，去掉矸石后再稱量煤樣凈重，按照附表記錄煤樣凈重。選取煤樣（選取有代表性的，盡量均勻選取各段），分成兩部分，約100～200g，稱重，按照表格記錄各煤樣重量。粉碎和取氣：先把煤樣放入攪拌罐中，再放入磨盤，用專用工具緊好，穩(wěn)定好罐體；粉碎前先打開粉碎罐的冷卻水泵，使罐體處于冷卻狀態(tài)，開始粉碎；把粉碎機的轉速緩慢調到最高，粉碎20分鐘。按照表格記錄解吸量；關閉粉碎機，關閉氣路閥門，關閉冷卻水泵，打開粉碎罐倒出煤粉，再把粉碎的煤粉用212微米標準分樣篩篩一遍，95%煤樣通過標準分樣篩說明粉碎滿足要求。重復操作另一個樣品。氣體成分分析：打開實驗室外載氣瓶閥門，通氣約5~10分鐘后打開色譜儀總電源；對色譜儀進行溫度設定，使色譜儀預熱大約1小時后，再打開橋流開關；按照說明書要求進行色譜分析標定后進行氣體成分分析；分析完畢先關閉系統(tǒng)，再關閉橋流開關、總開關、過45～60分鐘后再關閉載氣閥門。水分測定：包括原煤的水分測定和煤芯的水分測定，原煤在取芯點附近按照取芯標準取芯。含量計算：把兩個附表的實驗記錄表格填入計算程序，計算出結果并保存。（三）含量測定裝置操作方法：a、井下取芯系統(tǒng)井下取芯系統(tǒng)除打鉆工人外要配備至少2名人員，1人操作1人記錄；取芯系統(tǒng)主要為取芯管和井下解吸系統(tǒng)操作規(guī)程中的儀器及物品，下井前要進行清點以防遺漏。取樣鉆孔的準備：取芯管包括普通巖芯管、雙層采煤管和改進型雙層三種型號；根據(jù)取芯管尺寸先施工預定深度的鉆孔，鉆孔直徑由巖芯管外徑確定，如采用普通巖芯管（外徑73mm）可施工直徑為90mm的鉆孔；采用雙層采煤管與改進型雙層取芯管（外徑89mm）可施工直徑為108mm的鉆孔。取芯方式分為巷幫取樣方式和迎頭走向取樣方式。在取芯地點安裝好鉆機并保證正常工作并檢查巖芯管是否到位、鉆桿是否能和巖芯管聯(lián)接，鉆頭（φ90和φ108兩種）大小是否和巖芯管外徑配套、煤樣罐和工具箱是否攜帶至井下。確定取芯鉆孔傾角、方位、鉆頭直徑、開孔高度、取芯管及鉆機型號并做好相關記錄。取芯鉆孔先用開孔鉆頭施工，采用濕式鉆進；當鉆進到預定深度后退出鉆桿換用取芯管采用水進行取芯；取芯過程水量大小可根據(jù)煤層軟硬情況進行調整。巖芯管送達孔底后，調整鉆進參數(shù)，進行取樣鉆進，同時記錄起鉆時間；鉆進至巖芯管裝滿為止，記錄鉆進結果時間；快速退出巖芯管，將所取煤樣進行適當分選，裝進煤樣筒，記錄煤樣筒密封時間，取樣工作結束；之后進行下一輪取芯作業(yè)。仔細做好以下記錄：取芯時間、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人員、鉆機及鉆頭型號、開孔時間及位置、開孔高度、開孔傾角及方位角、煤樣粒度大小、煤層厚度、取芯深度、鉆機鉆進到預定深度時停鉆時間、鉆桿退出鉆孔時間和開始解吸時間。注意事項：盡可能地減少取樣時間；如實反映打鉆過程中的噴孔、頂鉆、排粉等情況。嚴格執(zhí)行取芯鉆孔施工安全技術措施相關規(guī)定。b、井下解吸系統(tǒng)井下解吸系統(tǒng)包括井下解析儀（圖5—1）煤樣筒(取芯)、礦用大氣壓力表、溫度計、秒表、機械表、連接乳膠管、記錄表、筆及相應工具；下井前要仔細準備并反復檢查上述攜帶物品，保證無遺漏且完好；需密封裝置要檢查氣密性。井下取芯及解吸系統(tǒng)至少配備2名工作人員；到達取芯目的地后在鉆機調整或開孔過程中要準備好井下解吸系統(tǒng)，在煤樣取出前做好以下3～7的準備工作。圖5—1 井下解吸儀首先將井下解吸儀底塞打開灌水至適當刻度（根據(jù)煤層瓦斯含量大小確定），放入密封墊圈后擰緊底塞。在井下解析儀灌水過程務必注意防止密封墊圈丟失；灌水時要底座口朝上，待灌水完畢并上緊底塞后要立即倒置井下解析儀，使底座朝下并觀察底塞是否有漏水現(xiàn)象。解析儀灌水完畢并檢漏后將其懸掛，用乳膠管一端連接解析儀進氣嘴，一端待煤樣筒裝入煤樣后連接煤樣筒出氣嘴。打開煤樣筒蓋，準備煤樣的裝入；打開煤樣筒蓋上閥門檢查出氣嘴是否有堵塞現(xiàn)象，檢查完畢無誤后關緊閥門，與“O”型密封圈一起放置一旁以便隨時取用。將礦用大氣壓力表和溫度計取出暴露在空氣中，一段時間后讀取大氣壓力(KPa)和溫度計讀數(shù)(℃)。煤樣取出后迅速裝入煤樣筒，安裝好密封圈蓋緊煤樣筒蓋，完畢后快速把煤樣筒出氣嘴連接到乳膠管的一端。打開出氣閥門前準確讀數(shù)井下解析儀液面（凹液面）刻度并作記錄作為初始刻度，打開閥門瞬間待氣體涌出后迅速讀取液面刻度作為0min刻度并打開秒表計時，然后每一分鐘讀取液面刻度一次，直至30min結束；當解吸瓦斯體積達到井下解析儀最大量程85%時，關閉解析儀閥門重新灌水后繼續(xù)解吸；30min內解吸瓦斯量用以推算瓦斯損失量Q1；解吸30min后解析儀讀數(shù)與初始刻度讀數(shù)之差即為井下瓦斯解吸量Q21。所讀讀數(shù)務必做好記錄填入相應已準備的表格。在井下解吸過程中要仔細做好開始解吸時間。1解吸完畢后關閉煤樣筒閥門放置一旁，待上井時一同帶入井上實驗室；取另一空煤樣筒重復上述3～10中操作進行下一次的取樣解吸；待全部取樣結束后收好工具放好。1注意事項：本次井下解吸系統(tǒng)操作做成過程中一定要注意煤樣筒的氣密性和井下解析儀的防漏水性；煤樣筒在升井到達實驗室直至實驗室解吸開始過程中一定確保閥門處于關閉狀態(tài)；正確使用每個儀器，防止儀器損壞或丟失。c、地面瓦斯解吸系統(tǒng)：地面解吸系統(tǒng)建立在地面實驗室內，包括地面瓦斯解析儀裝置（圖5—2）見和煤樣筒。圖5—2 地面瓦斯解吸儀裝置井下取芯與解吸人員升井后立即把裝有煤樣的煤樣筒帶入實驗室進行地面瓦斯解吸，并記錄到達實驗室和開始地面解吸的時間。地面解析裝置包括地面瓦斯解吸測量管和煤樣粉碎瓦斯解吸測量管，并配為加有化學試劑的液體；將煤樣筒出氣嘴連接到地面瓦斯解吸測量管上，開啟地面解吸裝置背光燈管，操作玻璃管操作手柄到吸水排氣檔，按動真空泵啟動按鈕進行排氣吸水，當液面到達適當位置（根據(jù)瓦斯解吸量確定）時停止；調節(jié)解吸管操作手柄到隔絕真空泵連通狀態(tài)，使解吸管處于密封狀態(tài)。解吸管密封性檢測：當解吸管處于密封狀態(tài)時注意觀察液面情況，是否有漏氣存在，若存在要及時排除方可進行瓦斯解吸。在確認調試完好后，緩慢打開煤樣筒閥門，隔一定時間間隔讀取一次瓦斯的解析量，時間間隔的長短取決于解析速度；并注意觀察解吸累計量的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，或報廢。當實測解吸瓦斯體積達到單根測量管最大量程85%時，打開轉換手柄用第二根測量管測量。記錄周圍環(huán)境的溫度、大氣壓力及測試人員等。測量結束后，記錄釋放出的瓦斯量Q22，Q22與井下瓦斯解吸量Q21之和為可測量瓦斯含量Q2；解吸完畢后轉入煤樣稱重操作系統(tǒng)。若有多個待解吸煤樣，可依次按照5～8進行解吸，直至全部解吸結束。d、稱重系統(tǒng)：稱重系統(tǒng)包括電子天平、煤樣盆（大小兩種）和煤樣勺；電子天平最大量程為2Kg，為精密儀器。打開電子天平電源，使電子天平預熱，待大約5min后電子天平處于穩(wěn)定狀態(tài)可進行稱量；將大煤樣盆放在電子天平上稱重，等讀數(shù)穩(wěn)定后按電子天平的“去皮鍵”進行煤樣盆重量去皮。煤樣解吸測量完成后，將去皮后的大煤樣盆從電子天平上取下，打開煤樣筒小心地將煤樣倒入大煤樣盆，避免煤樣撒出；除去明顯的外來矸石等雜質后放在電子天平上進行稱重，同時觀察核對煤樣粒度大小并記錄煤樣總重量G和煤樣粒度描述（棒狀、大塊、大小塊、碎塊和粉狀）。粉碎煤樣稱重：從煤樣盆中取兩份相等量的二次煤樣，記錄二次煤樣重量G2，煤樣的質量一般是15克到300克，選擇整芯或較大塊的煤樣，確保二次煤樣和全煤樣有相同的特性。如果兩份二次煤樣測試結果有較大的差別，應該再取第三份二次煤樣。測量每份二次煤樣的質量G2后，然后用鐵錘在破碎試驗臺上砸為較小顆粒(最大粒度不超過10mm)，將煤樣裝入粉碎機容器中。注意事項：在電子天平上放被稱量物時要輕拿輕放，所稱量物品切勿超過其最大量程；稱量結束后及時把稱量物從電子天平上取下以避免長時間使電子天平處于受重狀態(tài)；稱量結束后要關機斷電。關于電子天平的詳細操作及注意事項詳見電子天平使用說明書。e、煤樣粉碎系統(tǒng)：粉碎系統(tǒng)包括振動臺、料缽、沖擊環(huán)、沖擊塊、水泵和扳手錘子等工具；控制臺設有時間定時裝置。將稱量好的二次煤樣放入缸體內，而后放入磨盤，蓋好帶有密封圈的蓋子，并壓緊密封嚴實。連接容積測量裝置（其操作與地面解吸系統(tǒng)中測量管操作相同），檢查氣路部分的氣密性，保證氣路系統(tǒng)和缸體、蓋三者之間不漏氣。開機前應先開循環(huán)水泵，保證循環(huán)冷卻水先運行。將粉碎機定時器定時為3～5min，運行時觀測解吸瓦斯量體積Q31或Q32，當實測解吸瓦斯體積達到單根測量管最大量程的85%時，打開轉換開關用第二根測量管測量。若兩份同質量的煤樣瓦斯解吸量Q31和Q32相差不大，則取其平均值作為殘余可解吸瓦斯含量Q3并作記錄；若二者相差過大，則要重新稱取第三份二次煤樣進行粉碎。煤粒在粉碎機粉碎3～5min，或粉碎至基本無可解吸瓦斯析出為止，同時保證95%粉碎后的煤樣通過212微米網(wǎng)目的分樣篩。粉碎結束后，將缸體內煤樣倒出并用棉花擦拭干凈，重復3～7步驟進行另一份煤樣的粉碎，直至