突出矿井的鉴定指标新探.doc

突出矿井的鉴定指标新探
蒋承林,侯世松,李 磊
(中国矿业大学能源学院,江苏徐州221008)
摘 要:依据产生煤与瓦斯动力现象的缘由,提出了现场推断煤与瓦斯动力现象的特征指标;对影响矿井瓦斯动突出孔洞之外的巷道运行。运行的距离与煤体在这一过程中释放出来的瓦斯量有关。只要瓦斯压力参加抛出煤体,其突出物的积累角就小于煤体的自然积累角,见图1所示。因此,积累角是否小α—抛出物自然积累角;β—抛出物积累角于自然积累角是衡量瓦斯是否参加突出的一个重要指标。假如现场的抛出物中存在软煤,软煤的积累角小于其自身的积累角,就可以推断这是一次煤与瓦斯动力现象,该矿井就属于突出矿井。


图1 瓦斯压力对抛出物积累角的影响

2 突出矿井的鉴定模式及鉴定指标
在那些尚未消失动力现象的矿井中,要推断该矿井是否属于突出矿井,就要猜测它是否可能消失煤与瓦斯动力现象。在煤矿中,煤与瓦斯动力现象发生在含有承压瓦斯的软煤中,含有承压瓦斯的软煤在一个矿井中的赋存状态与该矿井是否属于突出矿井亲密相关。由于在一个时期内,取样的范围有限,一个样品代表的范围也有限,因此在突出矿井鉴定中,有必要对该矿井的鉴定范围作出明确界定。在这个界定范围内,通过取样测定,可以作出是否突出的结论。但在这个范围之外,鉴定的结论是无效的。
在界定的范围内,通过取样,可以得到含有承压瓦斯的软煤。但是这些含有承压瓦斯的软煤在开采过程中的揭露方式也与突出是否发生亲密相关。很明显,在石门揭煤的条件下,含有承压瓦斯的软煤简单突出;而同样的含有承压瓦斯的软煤在煤巷掘进中,突出危急性就小得多,甚至不消失突消失象。此外,掘进过程中,是否实行防突措施及防突措施的实施程度也影响含有承压瓦斯的软煤暴露时是否发生突出,由于它们影响着煤体揭露前的瓦斯泄漏程度。


假如将全部的影响因素都加以考虑,则猜测工作特别简单。由于有些因素无法定量,可能导致无法猜测;但假如不考虑这些影响因素,也同样无法精确猜测是否发生突出。为此我们提出了一种突出猜测的模型———“抱负石门揭煤”,即考虑在放炮揭露这些含有承压瓦斯的软煤之前,煤体内的瓦斯没有任何泄漏。这是一种最危急的状况,类似于煤矿中的巷道误入煤层的状况。在这种突出模型中,煤体是否突出仅仅与煤体内的地应力,瓦斯压力及煤体强度等自然因素有关,而与人为影响因素无关。以此作为突出矿井的鉴定模型在技术上简单实现,在生产实践中也具有重要的参考价值。

根据“抱负石门揭煤”鉴定模型,在突出矿井鉴定中,只要在界定的范围内,取出相关地点的软煤,测定取样地点的煤层瓦斯压力和温度,在试验室测出各煤样的初始释放瓦斯膨胀能, mJ/g和突出的临界值103 mJ/g进展比照[4],通过综合分析,就可以推断该矿井在界定的范围内是否属于非突出矿井,压出(弱突出)矿井或突出矿井。按这种鉴定方