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煤与瓦斯突出实时诊断系统 重庆梅安森科技发展有限公司 2010.04 煤与瓦斯突出预警与预测 预测分两类 1. 静态预测 2. 动态预警 静态预测 静态即 用各种专用仪表来测定工作面各种参数，确定工作面煤层的突出危险性。 预测具有局部性，测定工作量大，劳动强度大，要占有工作面的工作时间，不能实现自动化 动态预测 动态预测称为预警，它测定工作面煤层的突出危险发展趋势。评价突出危险性较为全面。 如指标选择得当，可以实现全部自动化，智能化和具有自适应功能。是今后突出危险预测主要发展趋势 采用的预警与预测原理 预警原理采用综合假说。即突出是地应力，瓦斯和煤的物理力学性质综合作用的动力现象。 静态预测方法 1。用钻屑量确定地应力 2。用钻孔瓦斯涌出初速度法，钻屑解吸量法中的△h2与k1 或V30确定瓦斯因素。  动态预警方法 1。声发射，天然电磁辐射测量应力变化趋势。（目前仍处于静态预测状态） 2.用瓦斯浓度动态变化与应力、瓦斯与煤结构之间的关系，分析瓦斯与应力和煤结构的变化趋势。 动态预警 工作面连续预警预测是突出煤矿向往已久的事情，预警与预测的区别在于预警是预测工作面煤层突出危险发展的趋势，预测是预测工作面在一定范围内有无发生突出危险的可能。预警起到警示作用，预测则提示灾难即将发生，预警是前期工作，预测是后期措施。所以预警与预测必须配套使用，才能起到较好的作用。 煤与瓦斯突出发生前都会有突出预兆出现，突出预兆分为有声的和无声的两大类 有声的预兆有支柱的断裂声、支柱的被压缩声、煤炮声、闷雷声、机枪声等。无声预兆有煤层出汗、煤层变软、煤层产状变化（厚度、倾角、走向）、煤层温度下降、工作面气温下降，煤体外鼓与瓦斯忽大忽小变化等，其中以瓦斯忽大忽小变化较为普遍。 上述这些预兆的发生都与突出机理中的瓦斯突出三要素有关。比较密切的表现形式是瓦斯浓度的忽大忽小变化。 地压因素 突出前地压活动瓦斯浓度变化特征 从理论分析与实践情况我们可以知道工作面煤层厚度和强度的变化，将导致至采掘工作面附加应力重新分布，从而直接影响到煤层的渗透性能(即煤层透气性的变化)。当工作面应力降低时(煤层厚度增大或变软的条件下)，此时煤层的透气性或煤层的渗透断面有所增加，瓦斯流动阻力减小，流动性加强，工作面的风流瓦斯浓度(风量不变时)，应呈上升的趋势；反之煤层变薄渗透断面减小导致地应力增加，煤层透气性随之降低，此时煤层中的瓦斯流动阻力增加，阻碍了瓦斯向采掘空间流动，由于瓦斯流动阻力加大，瓦斯涌出量降低，风流中瓦斯浓度也将出现降低的现象。 接前页 从力学的观点来看，煤的抗压强度要远远大于煤的抗拉强度，抗拉强度约为抗压强度的1/15～1/１６。因而突出多发生在煤层遭受到拉引力阶段。即风流中瓦斯逐渐增大阶段。因而当风流中的瓦斯开始减少时 ，煤层就开始集聚能量，为突出做好准备。这种现象只要有应力重新分布，应力在工作面前方不断不等速移动，这种现象将会周而复始的重复出现，当其瓦斯条件具备，拉伸速度过快，超出煤层所能承受的抗拉范围时，由应力触发的突出将会出现，其强度要看煤的坚固性系数和煤层的瓦斯含量。 从以下实测突出前浓度的变化看出见（地压活动变化图集），突出前的地压活动基本上是符合上述描述的。 地压活动变化图集丰城矿务局 尚一矿 2.1.1.2.1.2 建新矿 图9 丰城矿务局建新矿06-8-17突出前风流瓦斯浓度变化图 图10 丰城矿务局建新矿06-5-22突出前风流瓦斯浓度变化图 图5 丰城矿务局建新矿06-5-22突出前风流瓦斯浓度变化图 晋城寺河矿 图6 晋城局寺河矿07-5-20突出前风流瓦斯浓度变化图 2.1.1.2.3 峰局大淑村矿 图12 峰局大淑村矿07-4-19突出前风流瓦斯浓度变化图 天府三汇矿 图7 天府矿务局三汇一矿07-03-30突出前风流瓦斯浓度变化图 淮南潘一矿 图8 淮南矿务局潘一矿突出前风流瓦斯浓度变化图 涟邵局 图9 涟邵矿务局2136机巷突出前风流瓦斯浓度变化图 平顶山十矿 图10 平顶山矿务局十矿突出前风流瓦斯浓度变化图 宜宾红星矿1992-11-15突出 图12 宜宾红星煤矿突出前风流瓦斯浓度变化图 图集小结 从上述11个图中可以看出，突出前共同的规律是瓦斯浓度呈下降趋势，但突出多发生在瓦斯浓度上升阶段，这是一个普遍现象。经过特殊处理后可以作为预警指标。 图13 工作面瓦斯来源示意图 图13 工作面瓦斯来源示意图 瓦斯因素与工作面瓦斯浓度变化规律 煤层的瓦斯含量是突出的主要因素之一，但不是绝对因素。在预警或预测工作中难以用绝对量作为判断指标，通常用其他形式的指标代替。从常识上讲，瓦斯含量高的煤层，其瓦斯涌