CN101598034A - 一种现场预测煤与瓦斯突出的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预测煤与瓦斯突出的方法，特别是一种现场预测煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤：第一步，采用AQ/T1065－2008规定的钻屑瓦斯解吸指标法测定方法测定出煤与瓦斯突出预测初步指标K₁；第二步，采用便携式煤的坚固性测量仪，在现场测定煤的坚固性系数；第三步，计算出煤与瓦斯突出预测指标K₂及预测值，其中，K₂就是预测煤与瓦斯突出指标，当K₂大于或等于2.5时，工作面具备突出危险，采用上述技术方案的现场预测煤与瓦斯突出的方法，由于在现场测定可以得到煤与瓦斯突出预测指标K₂，从而解决了现场预测煤与瓦斯突出的技术问题，能够及时满足现场突出预测作的需要，及时对突出作出预报，达到防突的作用。

Description

一种现场预测煤与瓦斯突出的方法

技术领域

本发明涉及一种预测煤与瓦斯突出的方法，特别是一种现场预测煤与瓦斯突出的方法。

背景技术

目前，煤与瓦斯突出预测多采用固定的指标的方式进行预测，煤与瓦斯突出预测前选用的判断指标参数有钻屑瓦斯解吸指标法，钻孔瓦斯涌出初速度法(q)，R值法等，上述这些方法都建立在瓦斯解吸原理上的，采用的是我国的法定判断指标。以中国公共安全行业标准，AQ/T1065-2008规定的钻屑瓦斯解吸法为例，预测指标K1值是采用5min内的解吸值(每0.5min测定一次)通过煤的解吸平方根方程式计算出的第一min内的瓦斯每克煤的瓦斯解吸量来判断，其计算公式如下：

$Q=K_1\sqrt{T}-W_L$

式中：

Q------时间T的瓦斯解吸总量，cm³/g

T----时间，min

W_L---测试前煤科煤的损失瓦斯量，cm³/g

K₁---常数，当T＝1时，为煤块暴露后第1min内的解吸量，cm³/g。

从K1定义来看，它与煤层的瓦斯含量有密切的关联，但研究了煤的解吸特征之后，不难看出上述K₁指标同时还要受到煤的解吸速度的影响，同样瓦斯含量的煤，解吸速度高会促使上述K₁判断指标增大，因而在使用上述K₁指标来判断时，会出现高指标煤层不突出低指标突出的反常现象，影响判断效果；为了更准确的预测煤与瓦斯的突出，现有技术对K₁指标作了详尽的分析，认为必须在K1值中引入煤的强度指标f后，方能提高预测的准确性，在K₁指标基础上引入强度指标后形成K₂指标，见公式

$K_2=\frac{K_1}{f}$

f----煤的坚固性系数

由于突出煤层强度比较低，煤样不能加工成型在试验机上进行抗压强度测定，只能用破碎法测定其坚固性系数f，而目前测定坚固性系数f只能取样在实验室中作落锤实验，在现场无法直接测定，但是坚固性系数f又是突出煤层的一个重要技术特征，实验室测定不能及时满足现场突出预测(工作面预测)工作的需要，现有的预测方法中都存在不能在现场方便预测煤与瓦斯突出的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种现场预测煤与瓦斯突出的方法，解决现有的预测方法中都存在不能在现场方便预测煤与瓦斯突出的缺陷的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种现场预测煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤：

第一步，采用AQ/T1065-2008规定的钻屑瓦斯解吸指标法测定出煤与瓦斯突出预测指标K₁；

其特征在于，第二步，采用便携式煤的坚固性系数测量仪，在现场测定煤的坚固性系数f，

1)将便携式煤的坚固性测量仪的底座拧开，将煤样放入活塞缸体内，关上底座，转动加压手轮，压紧上端盖一起旋转，通过与加压手轮连接的丝杠推动活塞体和油缸向压紧煤样方向移动，由于油缸与活塞体及仪表油路相通，可以从仪表上直接读出加压的压力大小，当达到4Mpa时，停下手轮，通过油缸上的标尺块移动的距离，对照活塞缸体上的刻度线，测出煤样长度变形量；

2)以测出煤样变形量在4Mpa恒压压强下长度变形量作为依据，用实验室测定的变形量与坚固性系数对照表，求出被测煤样的坚固性系数f；

第三步，计算出煤与瓦斯突出预测指标K₂及预测值，其计算公式是：

$K_2=\frac{K_1}{f}$

式中f----煤的坚固性系数

其中，K₂就是预测煤与瓦斯突出指标，当K₂大于或等于2.5时，工作面具备突出危险。

所述的便携式煤的坚固性测量仪的设计原理是根据松散物质在一定压强下被压缩变形量与松散物质强度之间的线性关系，包括有底座、活塞缸体、油缸、标尺块、油压表、端盖，底座活动连接在活塞缸体一端，活塞缸体一侧开槽，油缸置于所述槽内并与活塞缸体内孔滑套配合，油缸上设有标尺块，油缸内套装活塞体，活塞体与油缸之间设有密封圈，活塞体上设有与油缸沟通的油路，油路的另一端连接指示仪表，指示仪表外壳连接万向接头，万向接头连接在活塞体上，活塞体另一端通过螺纹连接丝杆，丝杆上设有加压手轮，丝杆端部还设有螺母，活塞缸体另一端设有外螺纹，与设有内螺纹的上端盖连接，加压手轮位于螺母与上端盖之间。

采用上述技术方案的现场预测煤与瓦斯突出的方法，由于采用了可以现场测定煤的坚固性系数的便携式煤的坚固性测量仪，在现场测定煤的坚固性系数，求得煤与瓦斯突出预测指标K₂，从而解决了现场预测煤与瓦斯突出的技术问题；同时，由于便携式煤的坚固性测量仪外形尺寸可以做得很小，方便随身携带，在任何现场都能解决预测煤与瓦斯的突出的技术问题，能够及时满足现场突出预测(工作面预测)工作的需要，及时对突出作出预报，达到防突的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

图1是本发明一种现场预测煤与瓦斯突出的方法中现场使用的便携式煤的坚固性系数测量仪的示意图。

具体实施方式

本发明一种现场预测煤与瓦斯突出的方法，首先要用到现场使用的便携式煤的坚固性测量仪，如图1所示，便携式煤的坚固性测量仪包括有底座1、活塞缸体2、油缸4、活塞体6、标尺块9、油压表，端盖13、底座1上加工有内螺纹11，活塞缸体2一端加工有与内螺纹相匹配的外螺纹21，底座1通过螺纹与活塞缸体2连接；活塞缸体2是中空的圆柱体结构，在活塞缸体2上开有槽3，油缸4也是中空的圆柱体结构，其外壁与活塞缸体2的内孔滑动配合，可沿其轴向长度方向移动；油缸4内孔底部装有油介质5(图中未示出)，油缸4内孔上还安装有活塞体6，活塞体6与油缸4之间设有两道O型密封圈61，活塞体6上加工有油路，油路的进口与油缸4内孔相通。活塞体6上加工有外螺纹，通过该外螺纹连接万向接头8，万向接头8通过外螺纹连接油压表(图中未示出)；油缸4上还通过螺钉41连接标尺块9，油路的出口处设置在万向接头8连接处。活塞体6另一端通过螺纹连接丝杆10，丝杆10上通过螺纹连接上加压手轮11，丝杆10端部还设有螺母12，活塞缸体2另一端设有外螺纹，与设有内螺纹的上端盖13连接，加压手轮11位于螺母12与上端盖13之间。使用时，拧开底座1，将煤样(图中未示出)放入活塞缸体2的筒体内，再上好底座1，转动右侧的加压手轮11，此时上端盖13顶住丝杆10上的凸台101，丝杆的轴向移动被限制，因此，通过螺纹副与丝杆10连接的活塞体6向左方移动，通过油缸4内孔底部的油介质推动油缸4向左方，也就是压紧煤样的方向移动，由于油缸4与活塞体6及油压表通过油路相通，因此可以从油压表上直接读出加压的压力大小，当达到1MPa时，停下手轮，通过油缸4上的标尺块上的标线对照在活塞缸体上的刻度线，可以读出压缩量的数值，在对照压缩长度与坚固性系数的对照表，就可以得出坚固性系数的数值。

整个预测方法包括以下步骤：

第一步，采用AQ/T1065-2008规定的钻屑瓦斯解吸指标法测定出煤与瓦斯突出预测指标K₁；

其特征在于，第二步，采用便携式煤的坚固性系数测量仪，在现场测定煤的坚固性系数f，

1)将便携式煤的坚固性测量仪的底座拧开，将煤样放入活塞缸体内，关上底座，转动加压手轮，压紧上端盖一起旋转，通过与加压手轮连接的丝杠推动活塞体和油缸向压紧煤样方向移动，由于油缸与活塞体及仪表油路相通，可以从仪表上直接读出加压的压力大小，当达到4MPa时，停下手轮，通过油缸上的标尺块移动的距离，对照活塞缸体上的刻度线，测出煤样长度变形量；

2)以测出煤样变形量在4Mpa恒压压强下长度变形量作为依据，用实验室测定的变形量与坚固性系数对照表，求出被测煤样的坚固性系数f；

第三步，计算出煤与瓦斯突出预测指标K₂及预测值，其计算公式是：

$K_2=\frac{K_1}{f}$

式中f----煤的坚固性系数

其中，K₂就是预测煤与瓦斯突出指标，当K₂大于或等于2.5时，工作面具备突出危险。

采用上述技术方案的现场预测煤与瓦斯突出的方法，由于在现场测定可以得到煤与瓦斯突出预测指标K₂，从而解决了现场预测煤与瓦斯突出的技术问题，能够及时满足现场突出预测作的需要，及时对突出作出预报，达到防突的作用。

Claims (2)

1.一种现场预测煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤：

第一步，采用A Q/T 1065-2008规定的钻屑瓦斯解吸指标法测定出煤与瓦斯突出预测指标K₁；

其特征在于，第二步，采用便携式煤的坚固性系数测量仪，在现场测定煤的坚固性系数f，

1)将便携式煤的坚固性测量仪的底座拧开，将煤样放入活塞缸体内，关上底座，转动加压手轮，压紧上端盖一起旋转，通过与加压手轮连接的丝杠推动活塞体和油缸向压紧煤样方向移动，由于油缸与活塞体及仪表油路相通，可以从仪表上直接读出加压的压力大小，当达到4MPa时，停下手轮，通过油缸上的标尺块移动的距离，对照活塞缸体上的刻度线，测出煤样长度变形量；

2)以测出煤样变形量在4Mpa恒压压强下长度变形量作为依据，用实验室测定的变形量与坚固性系数对照表，求出被测煤样的坚固性系数f；

第三步，计算出煤与瓦斯突出预测指标K₂及预测值，其计算公式是：

$K_2=\frac{K_1}{f}$

式中f----煤的坚固性系数

其中，K₂就是预测煤与瓦斯突出指标，当K₂大于或等于2.5时，工作面具备突出危险。

2.根据权利要求1所述的现场预测煤与瓦斯突出的方法，其特征在于：所述的便携式煤的坚固性测量仪，包括有底座、活塞缸体、油缸、标尺块、油压表，端盖，底座活动连接在活塞缸体一端，活塞缸体一侧开槽，油缸置于所述槽内并与活塞缸体内孔滑套配合，油缸上设有标尺块，油缸内套装活塞体，活塞体与油缸之间设有密封圈，活塞体上设有与油缸沟通的油路，油路的另一端连接指示仪表，指示仪表外壳连接万向接头，万向接头连接在活塞体上，活塞体另一端通过螺纹连接丝杆，丝杆上设有加压手轮，丝杆端部还设有螺母，活塞缸体另一端设有外螺纹，与设有内螺纹的上端盖连接，加压手轮位于螺母与上端盖之间。

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