[發(fā)明專利]模擬探測煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510334864.1
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104880738B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐俊;陳裕佳;李曉偉;蔣承林;徐樂華;田世祥;楊丁丁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬探測煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法與裝置，尤其是一種適用于實驗室檢測各種煤巷突出參數(shù)是否能夠預測突出及確定突出臨界值的方法與裝置。

背景技術(shù)

眾所周知,目前井下普遍采用的煤巷突出預測方法全是“點預測”方法，《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第74條規(guī)定:可以采用下列方法預測煤巷掘進工作面的突出危險性；

1.鉆屑指標法；

2.復合指標法；

3.R值指標法；

4.其他經(jīng)試驗證實有效的方法(鉆屑溫度，煤體溫度，放炮后瓦斯涌出量等)。

《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第75條，76條和77條分別規(guī)定了前3種常用的煤巷突出預測方法的應用步驟。這些方法的特點就是通過打鉆測定煤巷工作面前方某點的指標與推薦的臨界值對比，若大于臨界值就預測為突出危險工作面，否則就預測為無突出危險的工作面。(參考文獻：國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國家煤礦安全監(jiān)察局制訂，《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，煤炭工業(yè)出版社，2009年7月，P50～P54。)。這些方法來自于人們長期在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗總結(jié)，具有一定的參考價值。

上述方法的不足之處在于:各地煤礦在生產(chǎn)實踐中經(jīng)常出現(xiàn)采用這些方法預測不準的情況，有的甚至出現(xiàn)低指標突出的事例，造成嚴重的傷亡事故，也給現(xiàn)場下井的工人造成嚴重的心理恐慌。造成這一局面的原因固然是這些煤巷突出預測指標未能反映煤巷突出的主要因素，致使預測出現(xiàn)漏洞。但最關(guān)鍵的還是這些方法提出后沒有經(jīng)過實驗室檢測就以標準的形式讓現(xiàn)場參照使用。如果任何煤巷突出預測指標提出后先經(jīng)過實驗室檢測，把準確的預測指標及臨界值提供給現(xiàn)場，把那些不敏感的和不準確的指標剔除，就能避免現(xiàn)場出現(xiàn)傷亡事故，同時也大大提高煤巷的掘進效率。

但是建立一個完整的煤巷突出參數(shù)測定及突出模擬裝置太困難了，以往人們可以建立石門揭煤突出預測指標檢測及突出模擬裝置，是因為石門前方的煤層內(nèi)地應力和瓦斯壓力都可以看成是均等的。而煤巷前方的煤層中地應力及瓦斯壓力分布是不均等的，靠近暴露面處存在著一個卸壓帶，越深入煤層，地應力及瓦斯壓力越大，深部存在著一個集中應力帶。并且突出往往就是集中應力帶煤體突然揭開后發(fā)生的，而卸壓帶的長短是經(jīng)常變化的。因此，要建立煤巷的突出參數(shù)測定及突出模擬裝置必須在方法上要有所突破。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測試結(jié)果準確、安全可靠的模擬探測煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法與裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的模擬探測煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法，包括如下步驟：

a.從煤礦現(xiàn)場采集煤樣，粉碎后篩至2mm以下，加入水或柴油，充分攪拌混合均勻，以手握煤粉成團，手松煤團自行開裂為準,然后裝入密封桶中備用；

b.將內(nèi)裝混泥土并連接有堵頭密封蓋的T形管狀堵頭裝入長圓形缸體右側(cè)的通孔中，在對稱設(shè)置的長固定桿和鉸接翻板中插裝壓在T形管狀堵頭上的中空壓板，通過加壓螺釘將中空壓板緊緊固定在T形管狀堵頭上；

c.分次定量稱取密封桶中的煤樣，將一次定量稱取的煤樣放入長圓形的缸體中，刮平，再把壓柱放入長圓形缸體中，將整個裝置推入到壓力機內(nèi)，確保整個裝置的受力中心與壓力機的中心一致；

d.通過壓力機向長圓形缸體上的壓柱加壓，將長圓形缸體中一次加入的煤樣壓實，穩(wěn)壓半小時，確保煤中空氣完全逸出，繼續(xù)向長圓形缸體內(nèi)添加一次等量的煤樣并壓實，如此反復多次，直至將長圓形缸體內(nèi)逐次壓實的煤樣達到設(shè)定的厚度；

e.將壓力表與壓力表接口相連，設(shè)定壓力機的壓力，保持對壓柱繼續(xù)施壓，通過前后充氣口對長圓形缸體1中壓實的煤樣進行抽真空，之后向煤樣中充入瓦斯氣體至瓦斯氣體壓力穩(wěn)定，持續(xù)48小時，這時，施加在成型煤樣上的壓力機壓力相當于地應力，而煤層中的瓦斯氣體壓力相當于煤層的瓦斯壓力，長圓形缸體中的壓實的煤樣相當于一塊煤巷工作面前方的含瓦斯煤體；

f.在壓柱的兩個圓孔內(nèi)插入兩根承壓桿,并在承壓桿外露段與長圓形缸體上端面之間放入墊塊，保持兩者接觸但不受力的狀態(tài)；

g.擰開堵頭密封蓋，在T形管狀堵頭入口的螺紋連接安裝突出參數(shù)測定儀器，用麻花鉆桿穿過突出參數(shù)測定儀器插入到T形管狀堵頭內(nèi)，連接好煤電鉆帶動麻花鉆頭從T形管狀堵頭打鉆直至透過混泥土進入含瓦斯的煤樣中，鉆進的同時，通過突出參數(shù)測定儀器采集打鉆期間測定的煤層突出參數(shù)，直至鉆進至長圓形缸體盡頭，停止鉆進，獲得本次含瓦斯煤體的突出參數(shù)數(shù)據(jù)；