[發明專利]一種煤與瓦斯突出煤層采掘工作面危險性綜合評估系統

在審

• 申請號: 201910761602.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110458369A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 林海飛;李錦良;嚴敏;丁洋;秦雷;魏宗勇
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 11616 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳月婷<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開一種煤與瓦斯突出煤層采掘工作面危險性綜合評估系統，評估系統包括危險性預測鉆孔布置和利用復合指標法、鉆屑瓦斯解吸指標方法對煤與瓦斯突出煤層采掘工作面進行危險性預測；其中復合指標法中的指標包括鉆屑量S、瓦斯涌出初速度q兩個指標；鉆屑瓦斯解吸指標法包括鉆屑瓦斯指標K1和鉆屑瓦斯指標△h2兩個指標。工作流程為：(1)在采掘工作面前方煤體施工三個驗證鉆孔；(2)每一測試鉆孔，鉆進2m時，測定鉆屑瓦斯解吸指標K1值和鉆屑瓦斯指標△h2值；每米利用鉆孔多級流量計測定瓦斯涌出初速度q值，利用稱重法測定鉆屑量S值；(3)分析數據進行危險性預測。本發明可提供準確、詳、詳盡、全面的預測信息，具有重大意義。

技術領域

本發明涉及一種煤與瓦斯突出危險性的預測技術領域，具體為一種煤與瓦斯突出煤層采掘工作面危險性綜合評估系統。

背景技術

我國對能源需求量很大，其中煤炭占比超過70％，大量具有煤與瓦斯突出危險性的煤層必須堅持開采才能滿足國民生產需要。煤與瓦斯突出是我國煤礦開采過程中遇到的嚴重自然災害之一，是一種極其復雜的動力現象，發生時間短，煤和瓦斯向空間拋出或者放散的速度非常快，發生突出后人員很難迅速反應并逃生。所以突出事故對人員造成的威脅是十分嚴重的，是煤礦安全生產中的主要制約因素，嚴重的影響巷道掘進速度和采煤工作面的推進速度。目前我國實行了突出危險性預測、防突措施、防突措施效果檢驗、安全防護措施的的“四位一體”的綜合防突技術，有效的指導了突出災害的防治，但是尚不能完全杜絕突出災害的發生。

煤與瓦斯突出危險性的準確預測是防治煤與瓦斯突出最重要的一環。目前對煤層的煤與瓦斯突出危險性預測技術采取的測試指標都過于單一，雖然一些高校和科研單位研制的例如微震技術、聲發射技術等從一定程度上豐富了預測的信息量，但是這些技術目前還不夠成熟，測試的數據不夠準確，且搜集的信息不夠充分。由于煤與瓦斯突出受到地應力、瓦斯壓力、煤體強度、采掘過程中多方面的因素制約，目前任何一種預測技術都不能收集到足夠多的信息進行預測。因此需要提供一種綜合預測方法對煤與瓦斯突出煤層進行危險性預測。。

發明內容

為解決以上現有問題，本發明提供一種煤與瓦斯突出煤層采掘工作面危險性綜合評估系統。本發明通過以下技術方案實現。

一種煤與瓦斯突出煤層采掘工作面危險性綜合評估系統，所述評估系統包括危險性預測鉆孔布置和利用復合指標法、鉆屑瓦斯解吸指標方法對煤與瓦斯突出煤層采掘工作面進行危險性預測；其中復合指標法中的指標包括鉆屑量S、瓦斯涌出初速度q兩個指標；鉆屑瓦斯解吸指標法包括鉆屑瓦斯指標K₁和鉆屑瓦斯指標△h₂兩個指標。

優選的，所述評估系統的工作流程包括以下步驟：

(1)在采掘工作面前方煤體施工三個直徑為42mm、孔深為9.0m的驗證鉆孔，分別為第一鉆孔、第二鉆孔和第三鉆孔；

(2)每一測試鉆孔，鉆進2m時，利用測試瓦斯突出參數儀測定鉆屑瓦斯解吸指標K1值，利用鉆屑瓦斯解吸儀測定鉆屑瓦斯指標△h2值；每米利用鉆孔多級流量計測定瓦斯涌出初速度q值，利用稱重法測定鉆屑量S值；

(3)分析數據進行危險性預測：鉆屑瓦斯解吸指標K₁臨界值為0.50ml/g.min^0.5，△h₂臨界值為200pa，鉆孔瓦斯涌出初速度q臨界值為4.5L/min、鉆屑量S臨界值為5.5Kg/m，當復合指標法和鉆屑瓦斯解吸指標法的參數均低于臨界值時，且未出現噴孔、煤炮聲、頂鉆、夾鉆等異常情況時，可以判定該煤層無煤與瓦斯突出危險，反之則有危險性。

更優選的，步驟(1)所述鉆孔應當盡量布置在軟分層中，所述第一鉆孔位于掘進巷道斷面中部，所述第二鉆孔和第三鉆孔的開孔口分別靠近巷道兩幫0.5m處，所述第二鉆孔和第三鉆孔的終孔點位于巷道斷面兩側輪廓線外3m處。

更優選的，步驟(2)所述瓦斯突出參數儀為WTC瓦斯突出參數儀。