3預測敏感指標及其臨界值確定實例

　　水城礦業(集團)有限責任公司大灣煤礦11#煤層共發生了17次煤與瓦斯突出現象，最大突出強度703t。近年來的實踐表明，以前采用的預測指標臨界值未能反映11#煤層的實際突出危險情況，導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，制約了生產的進一步發展。為此，對礦井突出危險性預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；第二階段為擴大應用階段，通過增加試驗工作面個數，用確定出的敏感指標及其臨界值指導生產，以期進行擴大驗證，根據驗證結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

　　在對礦井突出規律分析的基礎上，統計了多年來的歷史資料，經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歷史預測資料的統計

　　對全礦所有掘進工作面的預測資料進行統計(共528次)，結果見表1。1997-1999年來的所有掘進面的測定資料統計結果也具有大致相同的測值分布規律。在試驗初期，預測突出危險率可取20%以上，試驗初值可選用0.6。

　　表1

　　1999-01-2001-05全礦煤巷預測資料統計

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　　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，但突出點前后的預測資料顯示，絕大多數的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的存在。所以，試驗初值可選用0.6。

　　3.1.3實驗室確定結果

　　煤層瓦斯壓p與K1值之間存在一定的相關關系，根據大量的破碎試驗和測試結果，煤層的最小突出瓦斯壓力與煤的堅固性系數等指標存在一定的函數關系，所以通過煤質力學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關系模型。

　　圖111E專用回風巷煤樣K1—p關系模型實驗結果

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　　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。