3預(yù)測敏感指標及其臨界值確定實例
水城礦業(yè)(集團)有限責任公司大灣煤礦11#煤層共發(fā)生了17次煤與瓦斯突出現(xiàn)象,最大突出強度703t。近年來的實踐表明,以前采用的預(yù)測指標臨界值未能反映11#煤層的實際突出危險情況,導(dǎo)致掘進過程中防突措施工程量較大,在一定程度上影響了掘進進度,制約了生產(chǎn)的進一步發(fā)展。為此,對礦井突出危險性預(yù)測敏感指標及其臨界值專門進行了研究。研究工作分兩個階段進行:第一階段為試驗研究階段,主要通過對歷史資料的統(tǒng)計分析和實驗室試驗,首先確定一個主要的敏感指標及其試驗臨界值初值,通過現(xiàn)場試驗,考察各個指標的敏感性,確定出敏感指標及其臨界值;第二階段為擴大應(yīng)用階段,通過增加試驗工作面?zhèn)€數(shù),用確定出的敏感指標及其臨界值指導(dǎo)生產(chǎn),以期進行擴大驗證,根據(jù)驗證結(jié)果可進行必要的修正和最終確定。
3.1敏感指標試驗初值的確定
在對礦井突出規(guī)律分析的基礎(chǔ)上,統(tǒng)計了多年來的歷史資料,經(jīng)過綜合分析初步認為鉆屑瓦斯解吸指標K1在11#煤層較敏感,決定作為試驗期間的主要考察指標。其試驗臨界值初值可通過以下3個方面確定。
3.1.1歷史預(yù)測資料的統(tǒng)計
對全礦所有掘進工作面的預(yù)測資料進行統(tǒng)計(共528次),結(jié)果見表1。1997-1999年來的所有掘進面的測定資料統(tǒng)計結(jié)果也具有大致相同的測值分布規(guī)律。在試驗初期,預(yù)測突出危險率可取20%以上,試驗初值可選用0.6。
表1
1999-01-2001-05全礦煤巷預(yù)測資料統(tǒng)計
3.1.2突出點附近指標值的大小
通過對10多次突出的分析,雖然突出前的個別測定值小于0.5,但突出點前后的預(yù)測資料顯示,絕大多數(shù)的K1指標值均大于0.6,說明K1值大于0.6時能在一定程度上反映煤層突出危險狀態(tài)的存在。所以,試驗初值可選用0.6。
3.1.3實驗室確定結(jié)果
煤層瓦斯壓p與K1值之間存在一定的相關(guān)關(guān)系,根據(jù)大量的破碎試驗和測試結(jié)果,煤層的最小突出瓦斯壓力與煤的堅固性系數(shù)等指標存在一定的函數(shù)關(guān)系,所以通過煤質(zhì)力學(xué)指標可確定煤層的突出臨界瓦斯壓力值,繼而通過實驗室測定的K1—p關(guān)系模型便可確定出煤層的K1指標臨界值。圖為11#煤層的K1—p關(guān)系模型。
圖111E專用回風巷煤樣K1—p關(guān)系模型實驗結(jié)果
通過上述方法,對不同地點煤樣的測定分析,分別確定出11#煤層的K1指標臨界值,見表2。在試驗初期,從安全的角度考慮,可以先取0.6作為K1指標臨界初值。