專利名稱：一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，特別是一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦 斯突出的方法。
背景技術(shù)：
目前，煤與瓦斯突出預(yù)測多采用固定的指標(biāo)的方式進(jìn)行預(yù)測，煤與瓦斯 突出預(yù)測前選用的判斷指標(biāo)參數(shù)有鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法，鉆孔瓦斯涌出初速 度法(q) ，R值法等，上述這些方法都建立在瓦斯解吸原理上的，采用的是 我國的法定判斷指標(biāo)。以中國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，AQ / T 1 0 6 5 - 2 0 0 8規(guī)定的鉆屑瓦斯解吸法為例，預(yù)測指標(biāo)Kl值是采用5min內(nèi)的解吸值(每 0.5min測定一次)通過煤的解吸平方根方程式計(jì)算出的第一min內(nèi)的瓦斯每 克煤的瓦斯解吸量來判斷，其計(jì)算公式如下<formula>formula see original document page 3</formula>式中-0......時(shí)間r的瓦斯解吸總量,cm3 / g71----時(shí)間，min『1---測試前煤科煤的損失瓦斯量，cm3/g&---常數(shù)，當(dāng)r-塒，為煤塊暴露后第lmin內(nèi)的解吸量，cm3/g。從K1定義來看，它與煤層的瓦斯含量有密切的關(guān)聯(lián)，但研究了煤的解吸 特征之后，不難看出上述Id指標(biāo)同時(shí)還要受到煤的解吸速度的影響，同樣瓦 斯含量的煤，解吸速度高會(huì)促使上述Ki判斷指標(biāo)增大，因而在使用上述Id指 標(biāo)來判斷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高指標(biāo)煤層不突出低指標(biāo)突出的反?，F(xiàn)象，影響判斷效 果；為了更準(zhǔn)確的預(yù)測煤與瓦斯的突出，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)K指標(biāo)作了詳盡的分析， 認(rèn)為必須在Kl值中引入煤的強(qiáng)度指標(biāo)f后，方能提高預(yù)測的準(zhǔn)確性，在Id 指標(biāo)基礎(chǔ)上引入強(qiáng)度指標(biāo)后形成K2指標(biāo)，見公式/----煤的堅(jiān)固性系數(shù)由于突出煤層強(qiáng)度比較低，煤樣不能加工成型在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度 測定，只能用破碎法測定其堅(jiān)固性系數(shù)f，而目前測定堅(jiān)固性系數(shù)f只能取樣 在實(shí)驗(yàn)室中作落錘實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)場無法直接測定，但是堅(jiān)固性系數(shù)f又是突出煤 層的一個(gè)重要技術(shù)特征，實(shí)驗(yàn)室測定不能及時(shí)滿足現(xiàn)場突出預(yù)測(工作面預(yù) 測)工作的需要，現(xiàn)有的預(yù)測方法中都存在不能在現(xiàn)場方便預(yù)測煤與瓦斯突出 的缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，解 決現(xiàn)有的預(yù)測方法中都存在不能在現(xiàn)場方便預(yù)測煤與瓦斯突出的缺陷的技術(shù) 問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的^方法， 包括以下步驟第一步，采用AQ/T1065-200 8規(guī)定的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法測 定出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K1;其特征在于，第二步，采用便攜式煤的堅(jiān)固性系數(shù)測量儀，在現(xiàn)場測定 煤的堅(jiān)固性系數(shù)f，1)將便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀的底座擰開，將煤樣放入活塞缸體內(nèi)，關(guān) 上底座，轉(zhuǎn)動(dòng)加壓手輪，壓緊上端蓋一起旋轉(zhuǎn)，通過與加壓手輪連接的絲杠 推動(dòng)活塞體和油缸向壓緊煤樣方向移動(dòng)，由于油缸與活塞體及儀表油路相通， 可以從儀表上直接讀出加壓的壓力大小，當(dāng)達(dá)到4Mpa時(shí)，停下手輪，通過 油缸上的標(biāo)尺塊移動(dòng)的距離，對(duì)照活塞缸體上的刻度線，測出煤樣長度變形，2)以測出煤樣變形量在4Mpa恒壓壓強(qiáng)下長度變形量作為依據(jù)，用實(shí)驗(yàn) 室測定的變形量與堅(jiān)固性系數(shù)對(duì)照表，求出被測煤樣的堅(jiān)固性系數(shù)f; 第三步，計(jì)算出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K2及預(yù)測值，其計(jì)算公式是A丄 /式中/----煤的堅(jiān)固性系數(shù)其中，K2就是預(yù)測煤與瓦斯突出指標(biāo)，當(dāng)K2大于或等于2.5時(shí)，工作面 具備突出危險(xiǎn)。所述的便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀的設(shè)計(jì)原理是根據(jù)松散物質(zhì)在一定壓強(qiáng) 下被壓縮變形量與松散物質(zhì)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系，包括有底座、活塞缸體、 油缸、標(biāo)尺塊、油壓表、端蓋，底座活動(dòng)連接在活塞缸體一端，活塞缸體一 側(cè)開槽，油缸置于所述槽內(nèi)并與活塞缸體內(nèi)孔滑套配合，油缸上設(shè)有標(biāo)尺塊， 油缸內(nèi)套裝活塞體，活塞體與油缸之間設(shè)有密封圈，活塞體上設(shè)有與油缸溝 通的油路，油路的另一端連接指示儀表，指示儀表外殼連接萬向接頭，萬向 接頭連接在活塞體上，活塞體另一端通過螺紋連接絲桿，絲桿上設(shè)有加壓手 輪，絲桿端部還設(shè)有螺母，活塞缸體另一端設(shè)有外螺紋，與設(shè)有內(nèi)螺紋的上 端蓋連接，加壓手輪位于螺母與上端蓋之間。采用上述技術(shù)方案的現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，由于采用了可以現(xiàn) 場測定煤的堅(jiān)固性系數(shù)的便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀，在現(xiàn)場測定煤的堅(jiān)固性 系數(shù)，求得煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K2，從而解決了現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的 技術(shù)問題；同時(shí)，由于便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀外形尺寸可以做得很小，方 便隨身攜帶，在任何現(xiàn)場都能解決預(yù)測煤與瓦斯的突出的技術(shù)問題，能夠及時(shí)滿足現(xiàn)場突出預(yù)測(工作面預(yù)測)工作的需要，及時(shí)對(duì)突出作出預(yù)報(bào)，達(dá) 到防突的作用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本、發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法中現(xiàn)場使用的便攜式煤 的堅(jiān)固性系數(shù)測量儀的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，首先要用到現(xiàn)場使用的便攜 式煤的堅(jiān)固性測量儀，如圖1所示，便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀包括有底座l、 活塞缸體2、油缸4、活塞體6、標(biāo)尺塊9、油壓表，端蓋l 3、底座l上加 工有內(nèi)螺紋ll，活塞缸體2—端加工有與內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋21，底座l 通過螺紋與活塞缸體2連接；活塞缸體2是中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，在活塞缸體 2上開有槽3，油缸4也是中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，其外壁與活塞缸體2的內(nèi)孔滑 動(dòng)配合，可沿其軸向長度方向移動(dòng)；油缸4內(nèi)孔底部裝有油介質(zhì)5 (圖中未 示出)，油缸4內(nèi)孔上還安裝有活塞體6，活塞體6與油缸4之間設(shè)有兩道0 型密封圈61，活塞體6上加工有油路，油路的進(jìn)口與油缸4內(nèi)孔相通。活塞 體6上加工有外螺紋，通過該外螺紋連接萬向接頭8，萬向接頭8通過外螺 紋連接油壓表(圖中未示出)；油缸4上還通過螺釘41連接標(biāo)尺塊9，油路 的出口處設(shè)置在萬向接頭8連接處?；钊w6另一端通過螺紋連接絲桿10， 絲桿10上通過螺紋連接上加壓手輪11，絲桿10端部還設(shè)有螺母12，活塞缸 體2另一端設(shè)有外螺紋，與設(shè)有內(nèi)螺紋的上端蓋13連接，加壓手輪ll位于 螺母12與上端蓋13之間。使用時(shí)，擰開底座1,將煤樣(圖中未示出)放 入活塞缸體2的筒體內(nèi)，再上好底座l，轉(zhuǎn)動(dòng)右側(cè)的加壓手輪ll，此時(shí)上端 蓋13頂住絲桿10上的凸臺(tái)101，絲桿的軸向移動(dòng)被限制，因此，通過螺紋 副與絲桿10連接的活塞體6向左方移動(dòng)，通過油缸4內(nèi)孔底部的油介質(zhì)推動(dòng) 油缸4向左方，也就是壓緊煤樣的方向移動(dòng)，由于油缸4與活塞體6及油壓 表通過油路相通，因此可以從油壓表上直接讀出加壓的壓力大小，當(dāng)達(dá)到 lMPa時(shí)，停下手輪，通過油缸4上的標(biāo)尺塊上的標(biāo)線對(duì)照在活塞缸體上的刻 度線，可以讀出壓縮量的數(shù)值，在對(duì)照壓縮長度與堅(jiān)固性系數(shù)的對(duì)照表，就 可以得出堅(jiān)固性系數(shù)的數(shù)值。整個(gè)預(yù)測方法包括以下步驟第一步，采用AQ/T1 065-200 8規(guī)定的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法測 定出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K1;其特征在于，第二步，采用便攜式煤的堅(jiān)固性系數(shù)測量儀，在現(xiàn)場測定 煤的堅(jiān)固性系數(shù)f，1)將便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀的底座擰開，將煤樣放入活塞缸體內(nèi)，關(guān) 上底座，轉(zhuǎn)動(dòng)加壓手輪，壓緊上端蓋一起旋轉(zhuǎn)，通過與加壓手輪連接的絲杠推動(dòng)活塞體和油缸向壓緊煤樣方向移動(dòng)，由于油缸與活塞體及儀表油路相通，可以從儀表上直接讀出加壓的壓力大小，當(dāng)達(dá)到4MPa時(shí)，停下手輪，通過 油缸上的標(biāo)尺塊移動(dòng)的距離，對(duì)照活塞缸體上的刻度線，測出煤樣長度變形2)以測出煤樣變形量在4Mpa恒壓B&強(qiáng)下長度變形量作為依據(jù)，用實(shí)驗(yàn) 室測定的變形量與堅(jiān)固性系數(shù)對(duì)照表，求出被測煤樣的堅(jiān)固性系數(shù)f; 第三步，計(jì)算出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K2及預(yù)測值，其計(jì)算公式是/式中/----煤的堅(jiān)固性系數(shù)其中，K2就是預(yù)測煤與瓦斯突出指標(biāo)，當(dāng)K2大于或等于2.5時(shí)，工作面 具備突出危險(xiǎn)。采用上述技術(shù)方案的現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，由于在現(xiàn)場測定可 以得到煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K 2 ，從而解決了現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的技術(shù) 問題，能夠及時(shí)滿足現(xiàn)場突出預(yù)測作的需要，及時(shí)對(duì)突出作出預(yù)報(bào)，達(dá)到防 突的作用。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，包括以下步驟第一步，采用A Q/T 1065-2008規(guī)定的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法測定出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K1；其特征在于，第二步，采用便攜式煤的堅(jiān)固性系數(shù)測量儀，在現(xiàn)場測定煤的堅(jiān)固性系數(shù)f，1)將便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀的底座擰開，將煤樣放入活塞缸體內(nèi)，關(guān)上底座，轉(zhuǎn)動(dòng)加壓手輪，壓緊上端蓋一起旋轉(zhuǎn)，通過與加壓手輪連接的絲杠推動(dòng)活塞體和油缸向壓緊煤樣方向移動(dòng)，由于油缸與活塞體及儀表油路相通，可以從儀表上直接讀出加壓的壓力大小，當(dāng)達(dá)到4MPa時(shí)，停下手輪，通過油缸上的標(biāo)尺塊移動(dòng)的距離，對(duì)照活塞缸體上的刻度線，測出煤樣長度變形量；2)以測出煤樣變形量在4Mpa恒壓壓強(qiáng)下長度變形量作為依據(jù)，用實(shí)驗(yàn)室測定的變形量與堅(jiān)固性系數(shù)對(duì)照表，求出被測煤樣的堅(jiān)固性系數(shù)f；第三步，計(jì)算出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K2及預(yù)測值，其計(jì)算公式是<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>K</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>K</mi><mn>1</mn> </msub> <mi>f</mi></mfrac> </mrow>]]></math></maths>式中f----煤的堅(jiān)固性系數(shù)其中，K2就是預(yù)測煤與瓦斯突出指標(biāo)，當(dāng)K2大于或等于2.5時(shí)，工作面具備突出危險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，其特征在于 所述的便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀，包括有底座、活塞缸體、油缸、標(biāo)尺塊、 油壓表，端蓋，底座活動(dòng)連接在活塞缸體一端，活塞缸體一側(cè)開槽，油缸置 于所述槽內(nèi)并與活塞缸體內(nèi)孔滑套配合，油缸上設(shè)有標(biāo)尺塊，油缸內(nèi)套裝活 塞體，活塞體與油缸之間設(shè)有密封圈，活塞體上設(shè)有與油缸溝通的油路，油 路的另一端連接指示儀表，指示儀表外殼連接萬向接頭，萬向接頭連接在活 塞體上，活塞體另一端通過螺紋連接絲桿，絲桿上設(shè)有加壓手輪，絲桿端部 還設(shè)有螺母，活塞缸體另一端設(shè)有外螺紋，與設(shè)有內(nèi)螺紋的上端蓋連接，加 壓手輪位于螺母與上端蓋之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，特別是一種現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，包括以下步驟第一步，采用AQ/T1065-2008規(guī)定的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法測定方法測定出煤與瓦斯突出預(yù)測初步指標(biāo)K₁；第二步，采用便攜式煤的堅(jiān)固性測量儀，在現(xiàn)場測定煤的堅(jiān)固性系數(shù)；第三步，計(jì)算出煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K₂及預(yù)測值，其中，K₂就是預(yù)測煤與瓦斯突出指標(biāo)，當(dāng)K₂大于或等于2.5時(shí)，工作面具備突出危險(xiǎn)，采用上述技術(shù)方案的現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，由于在現(xiàn)場測定可以得到煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)K₂，從而解決了現(xiàn)場預(yù)測煤與瓦斯突出的技術(shù)問題，能夠及時(shí)滿足現(xiàn)場突出預(yù)測作的需要，及時(shí)對(duì)突出作出預(yù)報(bào)，達(dá)到防突的作用。
文檔編號(hào)E21F17/00GK101598034SQ200910104258
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者何金籌, 華福民, 渝 吳, 琪 吳, 東 徐, 李小榮, 渝 王, 蘇文叔 申請(qǐng)人:重慶俞科礦山設(shè)備有限公司