[發明專利]一種近距離煤層群突出危險程度評價技術

無效

• 申請號: 201210011480.2
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN103197041A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 解慶雪;韓真理;李紹泉;趙訓;羅衛東;鄧素華
• 申請（專利權）人: 貴州省煤礦設計研究院
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及一種近距離煤層群突出危險程度評價技術，屬于煤礦安全開采技術領域。

背景技術

目前，關于研究某一個煤層是否具有突出危險性的方法很多，但絕大多數都是宏觀定性，定性的看這一層煤有沒有突出危險性，例如，國家認可的單項指標法，綜合指標法等等。當然，也有用一種指標定量的表示危險性大小的指標及方法，例如基于“球殼”理論之上的初始瓦斯膨脹能，但這一指標尚不能被大多數學者所接受，此外，其測定設備結果誤差也比較大，其測試指標值及方法有待于進一步驗證；另外，這些方法操作也比較繁瑣，不便于實際生產的需要。還有一些采用單項指標的模糊數學擬合的方法，但對于權重來說，都是人為定的，其可靠性也無法滿足目前生產的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種近距離煤層群突出危險程度評價技術，是基于絕大多數專家學者及國家法律法規認可的單項指標法基礎之上，對近距離煤層群的相同條件進行簡化，同時從單項指標的來源進行理論推導，推導出一個基于四個單項指標基礎之上的一個綜合能量指標，全面的反應了突出的基本因素，并將各因素從理論上解決了其擬合問題，從而達到了判斷近距離煤層群間各個煤層突出危險性大小的一個符合理論推導，符合現場實際的一個評價近距離煤層群突出危險性的技術方法。

本發明的技術方案：

本發明的特征在于包括以下步驟：

第一步，宏觀判斷，利用單項指標法(根據《煤與瓦斯突出規定》)，首先判定煤層群各個煤層是否具有突出危險性，即將煤層群內的煤層分為兩類-----具有突出危險的煤層組和突出威脅的煤層組；

第二步，組內煤層突出危險性大小相比較，利用瓦斯壓力、瓦斯放散初速指標及堅固性系數三個指標值，運用數學簡化、擬合，并導出初始瓦斯釋放內能與煤的破碎能之差，利用能差的大小來衡量煤層間突出危險性的大小；

第三步，煤層群突出危險性排序，排序原理為，根據以上兩步的分類及組內突出危險性比較，按照突出危險性從大到小的方法，先分別將組內煤層排序，然后排好序的兩組，將具有突出危險性的煤層組置于前，具有突出威脅的煤層組置于后，便完成煤層群各個煤層突出危險性大小的排序。

所述步驟二和步驟三是根據突出的內在機理及能量守恒原理，發生突出需要導致突出的綜合能EZ，這包括應力產生的彈性勢能ED和瓦斯內能EW，這一綜合能主要克服破壞煤體的能EP和拋出煤的能；從對比煤層突出危險性的角度上來說，某一煤層的綜合能可以認為是一定的，因為對于評價整個煤層的突出危險性來說，瓦斯壓力和地應力都簡化為了近似相同，所以其綜合能量可以認為是一定的；另外，煤層的化學性質對于評價煤層的突出危險性來說，也存在著近似相同，所以，其破壞能可以認為是一定的，而拋出煤的動能及勢能卻是變化的；因此就有：

E_Z＝E_D+E_W???????????(3-3-1)

E_Cn＝E_Z-E_P??????????(3-3-2)

式中：E_Z-誘導突出的綜合能；

E_D-地應力產生的彈性勢能；

E_W-瓦斯內能；

E_P-破壞煤體所需要的破壞能；

E_Cn-綜合能與破壞能差。

當煤層的導致突出的綜合能與破壞煤體的破壞能之差EC越大，則拋出煤體的能力就越大，所以其導致突出的可能性就越大，因此可以認為此能差EC1越大，該煤層的突出危險性就越大；

在本模型技術中，對于同一煤層群來說，各個煤層的地應力簡化為相同，同樣可以簡化得出地應力所產生的彈性勢能各煤層也相同，即：ED1＝ED2＝ED3＝ED4……；當兩個煤層(假設為1、2號煤層)突出危險性相比較時，就有：

E_D1＝E_D2????????????????????????(3-3-3)

E_C1＝E_Z1-E_P1＝E_D1+E_W1-E_P1???????(3-3-4)

E_C2＝E_Z2-E_P2＝E_D2+E_W2-E_P2???????(3-3-5)