煤与瓦斯突出区域预测研究
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摘要
煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,是威胁煤矿安全生产的严重自然
灾害之一。区域预测是以煤与瓦斯突出机理的认识为基础的,由于突出的复杂性,目前
存在不同的侧重点和观点。目前国内外普遍接受的是煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤
的物理力学性质等因素综合作用的结果。国内外开采实践表明,煤与瓦斯突出的发生呈
区域性分布,瓦斯灾害发生区域只占整个开采区域的 8%～20%。文中通过地质动力区划
方法确定区域地质构造背景,通过井下地应力测量和数值模拟方法确定岩体应力状态,
分析确定井田范围内瓦斯压力、瓦斯含量和分布规律与其它重要因素的相互影响,采用
多因素概率预测方法完成煤与瓦斯突出危险性的区域预测。进而划分出煤与瓦斯突出危
险区、突出威胁区和无突出危险区,对煤与瓦斯突出危险性做出评估和预测,提高瓦斯
灾害预测的准确性。
Coal and gas outburst,which threatens coal mine safety production,is a kind of
complicated dynamical phenomena in minings and one of the most serious natural
disasters.Regional predictionis based on the cognition of mechanism of coal and gas outburst.
On account of complexity of outburst,different viewpoints are in concurrence.At present,
it is widely accepted in the world that Coal and gas outburst is the synthesized result of stress,
gas, coal physics mechanics etc. It is indicated by domestic and overseas mining practice that
coal and gas outburst is regional distribution and the disaster occurrence area accounts for
only 8%～20% of whole mine district. In this paper, geo-dynamic zoning method was used to
ascertain regional geology structure, geo-stress survey and numerical simulation were used to
make sure rock mass stress state, the influence between gas stress and content and others
factors affecting coal and gas outburst was analyzed. Based on which, multi-factor probability
prediction method was applied to predict regional coal and gas outburst danger. The mining
area was then divided into coal and gas outburst dangerous area、threat area and safety area.
By assessing and predicting the danger of coal and gas outburst, the accuracy of gas of coal
and gas outburst predict was improved.
灾害之一。区域预测是以煤与瓦斯突出机理的认识为基础的,由于突出的复杂性,目前
存在不同的侧重点和观点。目前国内外普遍接受的是煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤
的物理力学性质等因素综合作用的结果。国内外开采实践表明,煤与瓦斯突出的发生呈
区域性分布,瓦斯灾害发生区域只占整个开采区域的 8%～20%。文中通过地质动力区划
方法确定区域地质构造背景,通过井下地应力测量和数值模拟方法确定岩体应力状态,
分析确定井田范围内瓦斯压力、瓦斯含量和分布规律与其它重要因素的相互影响,采用
多因素概率预测方法完成煤与瓦斯突出危险性的区域预测。进而划分出煤与瓦斯突出危
险区、突出威胁区和无突出危险区,对煤与瓦斯突出危险性做出评估和预测,提高瓦斯
灾害预测的准确性。
Coal and gas outburst,which threatens coal mine safety production,is a kind of
complicated dynamical phenomena in minings and one of the most serious natural
disasters.Regional predictionis based on the cognition of mechanism of coal and gas outburst.
On account of complexity of outburst,different viewpoints are in concurrence.At present,
it is widely accepted in the world that Coal and gas outburst is the synthesized result of stress,
gas, coal physics mechanics etc. It is indicated by domestic and overseas mining practice that
coal and gas outburst is regional distribution and the disaster occurrence area accounts for
only 8%～20% of whole mine district. In this paper, geo-dynamic zoning method was used to
ascertain regional geology structure, geo-stress survey and numerical simulation were used to
make sure rock mass stress state, the influence between gas stress and content and others
factors affecting coal and gas outburst was analyzed. Based on which, multi-factor probability
prediction method was applied to predict regional coal and gas outburst danger. The mining
area was then divided into coal and gas outburst dangerous area、threat area and safety area.
By assessing and predicting the danger of coal and gas outburst, the accuracy of gas of coal
and gas outburst predict was improved.
引文
[1]于不凡主编.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册,北京:煤炭工业出版社,2000.8
[2]姚宝魁,孙广忠,尹代勋,等.煤与瓦斯突出的区域性预测.北京:中国科学出版社,1993
[3]柴兆喜.各国煤和瓦斯突出概况.世界煤炭技术,1984(4)
[4]何学秋著.含瓦斯煤岩流变动力学.徐州:中国矿业大学出版社,1995
[5]周世宁,何学秋.煤和瓦斯突出机理的流变假说.中国矿业大学学报,1990,19(2)
[6]蒋承林,俞启香.煤与瓦斯突出过程中能量耗散规律的研究.煤炭学报,1996,21(2).173-178
[7]梁冰,章梦涛.从煤和瓦斯的耦合作用及煤的失稳破坏看突出的机理.中国安全科学学
报.1997,7(1).6-9
[8]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概论.北京:煤炭工业出版社,1990
[9](前苏)艾鲁尼著,唐修义,等译.煤矿瓦斯动力现象的预测和预防.北京:煤炭工业出版社,
1992.9
[10]张玉功,王魁军,范启炜.北票矿区煤与瓦斯突出预测预报的研究与应用.煤矿安全,
1991(1)17-22
[11]彭立世.瓦斯地质研究现状及前景展望.焦作矿业学院学报,1995,14(1).5-7
[12]王恩元,何学秋,聂百胜,等.电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理.中国矿业大学学报,2000,
29(3):225-229
[13]聂百胜,何学秋,王恩元,等.用电磁辐射法非接触预测煤与瓦斯突出.煤矿安全,2000(2):
4l-43
[14]孙本凯.无线电波透视法在苏联煤矿中的试验研究.世界煤炭技术,1980(10)
[15]WuYanqing.Application of radio wave penetration coal mine disaster.COALMINE
SAFETYANDHEALTH.Proceedings of the International Mining Tech'98 Symposium,Chongqing,
China.14-16 October,1998
[16]焦作工学院瓦斯地质研究所.瓦斯突出煤体无线电波透视探测技术研究[科研报告].焦作工学
院,1996
[17]徐宏武.透视法预测煤与瓦斯突出的尝试.煤田地质勘探,1995,25(5)
[18]煤炭科学研究总院重庆分院.矿井突出危险区域预测技术及装备的研究[研究报告].重庆:煤
炭科学研究总院重庆分院,1999
辽宁工程技术大学硕士学位论文 54
[19]段克信. 北票矿区地质动力区划.煤炭学报.1995,20(4).337-341
[20]张宏伟. 活动断裂研究与矿井动力现象预测.煤炭学报,1998(2)
[21]张宏伟等. 北票矿区岩体应力状态的数值分析.阜新矿业学院学报,1996(3)
[22]张宏伟等. 构造应力与煤和瓦斯突出.辽宁工程技术大学学报,1998(4)
[23]张宏伟,李胜,等.淮南矿区地质动力区划,北京:煤炭工业出版社,2004.5
[24]张宏伟.岩体应力状态研究与矿井动力现象区域预测.辽宁工程技术大学博士论文,1999(5)
[25] 聂 百 胜 等 . 煤 与 瓦 斯 突 出 预 测 技 术 研 究 现 状 及 发 展 趋 势. 中 国 安 全 科 学 学 报 ,
Vol13,No6,Jun2003,-40-43
[26]周骏,曲云尧. 煤与瓦斯突出模式识别预测软件的设计原理 .山东矿业学院学报,
1996.015(001).61-66
[27]李念友,郭德勇,王新义.煤与瓦斯突出预测的模糊 ISODATA 聚类方法研究.矿业安全与环保,
2003,30(3).20-21,24
[28]陈秦生,蔡元龙.用模式识别方法预测煤矿突水.煤炭学报,1990,15(4).63-68
[29]陈立文,孙定铮.煤炭自然发火危险程度模式识别.工业安全与防尘,1995(4).28-30
[30]Zhang Hongwei, Chen Xuehua, Yue Nan. The Regional Prediction of Tectonic Stress State in Virgin
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[31]苏生瑞,黄润秋,王士天.断裂构造对地应力场的影响及其工程应用,北京:科学出版社,2002
[32] 程 瑞 端 , 许 江 . 矿 区 地 应 力 测 量 及 非 线 性 有 限 元 计 算 的 研 究 . 西 南 工 学 院 学 报 ,
1997.012(003).43-48
[33]张宏伟,张文军.地壳应力状态与地应力测量.赤峰:内蒙古科技出版社,1999.2
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[36]邬伦,刘瑜,等.地理信息系统――原理、方法和应用.北京:科学出版社,2001
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