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急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究 随着煤炭开采难度的加大,瓦斯突出等安全问题日趋突出。其中,急倾斜厚煤层矿井由于地质条件复杂,存在较大的突出危险性,成为目前矿井安全管理的重点。预测其瓦斯涌出量及确定突出危险性,可为矿井安全管理提供决策依据。 一、急倾斜厚煤层地质特征及其瓦斯涌出规律 急倾斜厚煤层矿井的地质条件与普通矿井存在明显不同。主要表现为地面约束力大、硬岩层薄、煤体厚等特征,导致矿井采空区值较大,容易产生瓦斯聚积和突出等安全事故。此外,急倾斜厚煤层矿井局部地质构造复杂,煤炭层间断裂较多,易发生煤与横向井壁接触、失稳、滑移等。 根据急倾斜厚煤层地质特征,其瓦斯涌出规律常表现为异常高、快速、瞬间爆发等特点。其原因主要是由于巨大地应力对煤层的破坏,在自然断面或矿井中,煤体被迫开裂,使瓦斯聚积于破裂带中,当瓦斯压力超过煤体强度时,瓦斯便会突然涌出。 二、急倾斜厚煤层矿井瓦斯涌出量预测方法 预测急倾斜厚煤层矿井瓦斯涌出量,主要是通过采集矿井现场瓦斯浓度与压力数据,建立数学模型,结合矿井地质条件、采场等影响因素,计算预测瓦斯涌出量。 现有的预测模型主要包括基于等效突出面积法、基于奥斯曼公式法、基于数值模拟法等。其中,等效突出面积法假定突出面积对瓦斯涌出量起主导作用,并以突出面积大小作为预测瓦斯涌出量的量化指标;奥斯曼公式法以瓦斯涌出量密切相关的突出指数为预测指标;数值模拟法基于模拟煤层内部气体运动特征,计算预测瓦斯涌出量。 三、急倾斜厚煤层矿井突出危险性分析 急倾斜厚煤层矿井的突出危险性主要与采空区的大小有关。如果采空区超过煤层的固有支撑规律或受到外力干扰,将矿井牢固性变差,导致煤体失稳、滑移或塌陷。此外,若采空区中顶部煤层出现新的破裂带,则易发生顶板脱落,加剧突出危险性。 急倾斜厚煤层矿井的突出危险性大,其重要原因是采空区面积大、构造复杂,因此应采取预防为主的策略。预防突出事故可从以下几方面入手:加强采煤工作面管理、加强采空区支护、加强检测和监控、完善突出应急预案。 综上所述,急倾斜厚煤层矿井的瓦斯涌出量预测与突出危险性分析,对于保障矿井生产安全至关重要。随着先进测绘技术、传感器技术、数学模型等的应用,瓦斯涌出量预测及突出危险性分析的精度和准确性将不断提高,为矿井安全保障提供更加可靠的技术手段。