煤与瓦斯突出预测方法

第 33 卷第 1 期 2010 年 1 月

重庆大学学报

Jour nal of Cho ng qing U niv ersity

Vo l. 33 No . 1 Jan. 2010

文章编号: 1000 582X( 2010) 01 0113 06

煤与瓦斯突出强度预测的 IGABP 方法

杨 敏 , 汪云甲 , 李瑞霞

( 1. 中国矿业大学 a. 江苏省资源环境信息工程重点实验室; b. 环境与测绘学院, 江苏 徐州 221008;

2. 太原理工大学 阳泉学院, 山西 阳泉, 045000)

要: 针 对 传 统 松 散 式 ( Genetic Alg orithm Based Back Propagatio n Neural Netw ork,

GABP) 模型应用于复杂煤与瓦斯突出预测时, 存在 GA 自身性能及模型间相对孤立等不足, 提出二 者优势互补的 IGABP 一体化模型。IGABP 首先在自适应交叉、变异率等方面进行改进, 以提高 GA 自身的性能。其次, 将 BP 导向性训练以算子的形式引入到标准 GA 进化过程, 实现了 GA 寻 优搜索的随机性向自主导向性转变。BP 对 GA 搜索到的近似最优值进行微调, GA

煤与瓦斯突出区域预测研究 (1) 单项指标法

在单项指标法中,预测的基础是含瓦斯煤体性质及其赋存条件的某些量化指标,包括

瓦斯指标、煤层性质指标、地应力指标和综合指标。Paul(1980)、Noack(1983)和王佑安(1984) 等学者研究了瓦斯含量指标,提出了不同的瓦斯突出临界值;于不凡(1985)和俞启香(1987) 详细地讨论了瓦斯压力指标,但认为瓦斯压力不能单独用作突出预测指标;前苏联科学院 地质所于 1958 年提出了煤体结构指标,把煤分成 5 种破坏类型,认为Ⅳ、Ⅴ两类煤具有 突出危险,在国内外受到广泛重视;中国矿业学院瓦斯组(1979)把煤体结构划分为 3 种破 坏类型,其丙类煤为突出危险煤;焦作矿业学院瓦斯地质研究室(1991)根据煤的宏观特征, 以构造煤类型为基础,以突出的难易程度为依据,把煤体结构分为 4 种类型,其中Ⅲ、Ⅳ 两类为突出危险煤,取得了较好的应用效果[52]。采用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度Δ p 、 煤的坚固性系数 f 和煤层瓦斯压力 p 作为预测指标。各种指标的突出危险临界值应根据实 测资料来定,无实测资料可参考表 1.1 所列数据。只有全部指标达到或超过临界值时方可 划为突出煤层。

表 1.1

煤与瓦斯突出预测及防治

煤与瓦斯突出预测及防治

河南理工大学瓦斯地质研究所 魏风清

煤与瓦斯突出预测及防治

煤与瓦斯突出预测及防治 煤与瓦斯突出机理 煤与瓦斯突出分类 煤与瓦斯突出特征与规律 煤与瓦斯突出预测方法 煤与瓦斯突出防治措施

煤与瓦斯突出预测及防治

煤与瓦斯突出机理 单因素假说 综合假说 流变假说(周世宁，何学秋) 球壳失稳理论(蒋成林，俞启香) 固流偶合失稳理论(章梦涛，梁冰)

煤与瓦斯突出预测及防治

煤与瓦斯突出机理 综合作用假说 该类假说最早由前苏联的Я.Э.聂克拉索夫斯基教授在50年代提出， 他认为煤与瓦斯突出是由于地压和瓦斯的共同作用引起的。到50年代 中期，А.А.斯科钦斯基院士根据开采突出危险煤层的经验，以及当时 的科研工作成果，提出突出是由于下列因素综合作用的结果： (1)地压； (2)包含在煤体中的瓦斯； (3)煤的物理力学性质，煤的微结构和宏观结构及煤层结构； (4)在急倾斜煤层中，煤层工作面附近的煤的自重。 这些为综合假说奠定了基础。 综合作用假说认为：煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦 斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说 观点的

煤与瓦斯突出危害

1、煤与瓦斯突出分类：

按动力现象的成因和性质分类：典型突出、倾出、压出。 分类目的是采取有针对性的防治措施。

按参与突出物种类：煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出，岩石与二氧化碳突出。盐与二氧化碳突出（东德）。煤、岩、瓦斯、二氧化碳突出（窑街三矿）。

按突出煤量分类：特大型（煤量>1000吨）、大型（煤量500吨~1000吨）、次大型（煤量100吨~499吨）、中型（煤量50吨~99吨）、小型（煤量<50吨）。 分类目的是采取有针对性的安全防护措施。

按突出发生的地点：石门揭煤、平巷突出、上下山突出、采面突出。 煤与瓦斯突出的危害： （1）动力摧毁作用；

（2）缺氧窒息作用；17%，工作时会出现喘气或呼吸困难； 15%时，会失去劳动能力；

12%（瓦斯为43%，空气为57%）时会丧失理智，7~8分钟会有窒息死亡危险； 9%（瓦斯为57%，空气为43%）时丧失理智，2~3分钟会有窒息死亡。6%（瓦斯为71%，空气为29%）时会丧失理智，立即窒息死亡。

国际劳动局（Internationl Labour office）制定的《煤矿安全与健康实用规程》（1985年5月，日内瓦）规定：“任何地点空气中的氧气成分低于19%，都不适合人员作业和通过”。 我国规定“当作业场所空气

煤与瓦斯突出的预测及防治措施

学院：能源科学与工程学院 专业： 学号： 姓名： 倪 开 放

煤与瓦斯突出的预测及防治措施

摘要:介绍了瓦斯的形成及赋存情况，并总结分析了国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上，重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施，而且总结出了各种防突的方法的效果的比较。

关键词:煤与瓦斯突出 预测 防治措施

1 概述

古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。 煤层中瓦斯总体来说分为两个阶段： 一：生物化学成气时期，厌氧微生物分解有机物产生CH4；二：煤化变质作用时期，有机物在高温、高压下，挥发份减少固定碳增多，生成气体主要为CH4和CO2。 瓦斯不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯主要的赋存状态主要以游离态、吸附在煤的表面、吸着在煤上以键连在一起。

煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤、岩和瓦斯，并伴随有巨响及七郎现象，称为煤与瓦斯突出。这是煤矿地下开采过程中的一种动力现象。煤与瓦斯突出是煤矿

《防治煤与瓦斯突出细则》

煤安字[1995]第30号

为认真贯彻《煤矿安全规程》中有关防治煤与瓦斯突出的各项规定，部在1988年制定和颁布了《防治煤与瓦斯突出细则》。在生产实践中对防治煤与瓦斯突出工作起到了积极的指导作用。随着防治煤与瓦斯突出技术的普及和提高，原《防治煤与瓦斯突出细则》中部分条款已不适应当前煤矿安全生产的需要。为此部组织了有关专家在广泛征求意见的基础上，对原《防治煤与瓦斯突出细则》进行了修改。现将修改后的《防治煤与瓦斯突出细则》颁发给你们。请各单位认真组织贯彻执行。

本《防治煤与瓦斯突出细则》从1995年5月1日起执行，原《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。

中华人民共和国煤炭工业部

一九九五年元月二十五日

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目录

第一章总则 (4)

第二章煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验 (14)

第一节煤层突出危险性预测分类和突出危险性划分 (14)

第二节区域突出危险性预测 (15)

第三节工作面突出危险性预测 (19)

一、石门揭煤工作面突出危险性预测 (19)

二、煤巷掘进工作面突出危险性预测 (20)

三、采煤工作面突出危险性预测 (24)

第四节防治突出措施效果检验 (24)

一、远距离和极薄保护层的保护效果检验 (24)

二、预抽煤层瓦斯防治突出

第八章 煤与瓦斯突出预测8.1 我国煤与瓦斯突出概况8.2 煤与瓦斯突出征兆

8.3 突出预测方法地质统计法 钻屑指标法 综合指标法 复合指标法 单项指标法 R值指标法

第八章 煤与瓦斯突出预测8.1 我国煤与瓦斯突出概况1950.4.20我国第一次煤与瓦斯突出发生于辽源矿务局富 国矿西二坑。 1975.8.8我国最大一次煤与瓦斯突出发生于天府矿务局 三汇一矿，突出煤岩12780吨，CH4140万m3,居世界第二 位。 至2006年底，我国共发生突出15000余次，占世界突出 总数40%。 我国现有各类矿井近20000处，其中，高瓦斯、煤与瓦斯 突出矿井占矿井总数的50%以上，突出矿井大约2000个。

第八章 煤与瓦斯突出预测我国煤与瓦斯突出特点：(1) “突出”矿井分布面广，在部分严重。 (2) 突出分布在不同类型的煤层。

(3) “突出”矿井的始突深度不一。(4) 中小型突出占绝大多数，大、特大强度突出次数也不 少。 (5) 随着采深增大，非突矿井变成突出矿井，数量越来越 多。

第八章 煤与瓦斯突出预测(6)石门突出危险性最大。 (7)突出绝大多数分布在煤巷掘进工作面。 (8)随煤厚增加突出危险性增加。 (9)突出大多发生在地质构造带。 (10)突

国家安全生产监督管理总局令

第19号

已经2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过,现予公布，自2009年8月1日起施行，原煤炭工业部1995年1月25日发布的《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。

防治煤与瓦斯突出规定

第一章 总 则

第一条 为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。

第二条 煤矿企业（矿井）、有关单位的煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）的防治工作，适用本规定。

现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。

第三条 本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。

本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 第四条 有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。

有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。

第五条 有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的

煤矿局部防治煤与瓦斯突出措施

第一节局部综合防突措施基本程序和要求

第1条工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面预测应当在工作面推进过程中进行。

采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。

未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。 第2突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。

无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。 煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。 工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m。

每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。 第3条石门和立井、斜井揭穿突出煤层前，必须准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形

煤矿瓦斯防治规定

防治煤与瓦斯突出规定

国家安全生产监督管理总局令第19号

《防治煤与瓦斯突出规定》已经2009年4月30日国家

安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过,现予公布，

自2009年8月1日起施行，原煤炭工业部1995年1月25

日发布的《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。

附：《防治煤与瓦斯突出规定》

局长骆琳

二○○九年五月十四日

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煤矿瓦斯防治规定

防治煤与瓦斯突出规定

第一章总则

第一条为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿突出

事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、

《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，

制定本规定。

第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的煤（岩）与瓦斯（二氧

化碳）突出（以下简称突出）的防治工作，适用本规定。

现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与

本规定不一致的，依照本规定执行。

第三条本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突

出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。

本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤

层的矿井。

第四条有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长

是本单位防突工作的第一责任人。

有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健