巖漿巖圈閉區(qū)煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)敏感性研究

張 銳，王 亮，3，高 杰，王小蕾，陳大鵬，高 尚

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 安全工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.寧夏理工學(xué)院 建筑與環(huán)境學(xué)院，寧夏 石嘴山，753000；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 煤礦瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，中國(guó)東部含煤地層大多經(jīng)歷了不同時(shí)期、不同程度、不同形式的巖漿侵入[1]。在巖漿的烘烤作用下，煤體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了巨大的改變：煤的變質(zhì)程度增高、微孔結(jié)構(gòu)發(fā)育、瓦斯吸附能力增強(qiáng)、解吸速度加快，同時(shí)煤體堅(jiān)固性系數(shù)降低、煤體變軟，煤與瓦斯突出事故頻發(fā)。因此，對(duì)巖漿熱演化區(qū)域突出預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及其臨界值的研究，對(duì)于巖漿侵入?yún)^(qū)域煤層的安全生產(chǎn)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。王亮、陳二濤、程龍彪等以淮北煤田為研究背景研究了巨厚巖漿巖對(duì)煤層瓦斯賦存及突出的控制作用[2-5]；蔣靜宇以臥龍湖煤礦為研究背景研究了巖漿熱演化對(duì)煤體孔徑結(jié)構(gòu)及吸附特性的影響[6-8]；陳明義等以海孜煤礦為研究背景研究了巖漿巖入侵對(duì)煤層瓦斯賦存以及煤孔隙、瓦斯解吸和擴(kuò)散的影響[9]；Gurba以澳大利亞岡尼達(dá)盆地為研究背景研究了巖漿侵入對(duì)煤的變質(zhì)程度和瓦斯賦存規(guī)律的影響[10]；Li Xutuo，Chen Yun，Wang C Y等則分別都對(duì)巖漿巖進(jìn)行了深入的研究[11-13]。而劉軍、翟清偉、孔勝利等則分別對(duì)指定礦井的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)敏感性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)的研究[14-16]；孟絮屹、桂祥友、李國(guó)紅等研究了鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)在預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性應(yīng)用中的影響因素[17-19]；李新建、Shen，Sun等結(jié)合實(shí)測(cè)煤樣的相關(guān)參數(shù)，研究了鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)隨瓦斯含量的變化特征，總結(jié)了鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)與瓦斯含量的相關(guān)性[20-23]；賈東旭在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了多組煤樣的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析了鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)與煤的堅(jiān)固性系數(shù)的相關(guān)性[24]。但是，對(duì)于巖漿熱演化區(qū)域煤層的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的敏感性，國(guó)內(nèi)外還鮮有研究。文中以楊柳煤礦巖漿巖圈閉區(qū)的10煤層為研究背景，分別從實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)的角度對(duì)巖漿巖熱演化區(qū)域煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的敏感性進(jìn)行了研究，為10煤層的安全生產(chǎn)提供了技術(shù)保證，同時(shí)對(duì)相似地質(zhì)條件下煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的敏感性研究具有借鑒意義。

1 巖漿巖分布特征及煤樣的選取與制備

楊柳煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣境內(nèi)，井田主要含煤地層為二疊系的下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，共含9個(gè)煤組。主采煤層為3，5，7，8，10煤層，其中10煤層是首采煤層。在燕山期，深部的巖漿沿宿北斷裂上侵，由北向南侵入楊柳井田，由于楊柳煤礦的斷層構(gòu)造縱橫交錯(cuò)，巖漿運(yùn)移通道較多，導(dǎo)致巖漿在井田內(nèi)活動(dòng)較為劇烈，侵蝕范圍廣，幾乎井田內(nèi)的所有煤層都遭受到巖漿侵入的影響，其中7煤、8煤、10煤所受侵入影響最大。10煤層的原始層積發(fā)育良好，但由于后期巖漿的侵入，破壞了煤層的穩(wěn)定性和連續(xù)性，形成了部分不可采區(qū)，該區(qū)主要為巖漿侵蝕區(qū)。

從地勘鉆孔、三維地震和生產(chǎn)揭露所掌握的巖漿巖分布情況來(lái)看，楊柳煤礦10煤層104，106采區(qū)在平面上被沿順層侵入的巖漿巖所包圍，且5，7，8煤層頂板還分布著不同厚度的巖漿巖(圖1)，該區(qū)域的煤層被平面四周和上方的巖漿巖所圈閉，形成了獨(dú)特的巖漿巖圈閉環(huán)境。在巖漿巖的熱力烘烤和圈閉作用影響下，104，106采區(qū)實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力在2 MPa左右，實(shí)測(cè)最大煤層瓦斯含量12.0 m3/t，均大于《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》所要求的臨界值，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性大。

本次研究所選煤樣位于受巖漿巖影響嚴(yán)重的10煤層104采區(qū)的10416工作面的機(jī)巷和風(fēng)巷，所取煤樣具體位置如圖1(a)所示。取回煤樣之后，在實(shí)驗(yàn)室將煤樣粉碎，隨后用1和3 mm的煤樣篩，篩選出1～3 mm的煤樣。

圖1 104，106采區(qū)巖漿巖空間展布示意圖Fig.1 Space distribution schematic diagram of the magmatic rock in the No.104，106 mining area

2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定方法及物理意義

2.1 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的測(cè)定方法

本次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定分別使用煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的WTC瓦斯突出參數(shù)測(cè)定儀和撫順?lè)衷旱腗D-2型瓦斯解吸儀，針對(duì)每組煤樣，稱取預(yù)先制備好的粒徑1～3 mm煤樣5份，每份50 g，分別裝入5個(gè)不同的煤樣罐中，在60 ℃恒溫水浴中抽真空脫氣10～12 h，之后向煤樣罐中充入高純度甲烷氣體至不同平衡壓力。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在將煤樣罐閥門迅速打開的同時(shí)，啟動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，盡快打開煤樣罐，將煤樣裝入WTC瓦斯突出參數(shù)測(cè)定儀和MD-2瓦斯解吸儀，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AQ/T1065-2008進(jìn)行鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的測(cè)定。鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定所使用的實(shí)驗(yàn)儀器如圖2所示。

圖2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定儀實(shí)物圖Fig.2 Physical picture of the drilling cuttings gas desorption index determinator

2.2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1與煤樣瓦斯解吸量之間的關(guān)系

鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1是煤炭科學(xué)研究總院重慶分院在原西德破壞程度指標(biāo)Kt的基礎(chǔ)上提出的，它是反映煤的破壞程度和煤層瓦斯含量的綜合指標(biāo)。氣體累計(jì)吸附量和累計(jì)解吸量與時(shí)間的變化具有下式所示的變化關(guān)系

(1)

公式(1)可簡(jiǎn)化變形為

(2)

當(dāng)t=1時(shí)，則有

K1=Q1

(3)

因此，從理論上講，在巴雷爾式成立的情況下，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1數(shù)值上應(yīng)等于第1 min的瓦斯解吸量。

2.3 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2與煤樣瓦斯解吸量之間的關(guān)系

Δh2的物理意義為10 g煤鉆屑自煤體脫落暴露于大氣之中，第4 min和第5 min內(nèi)的瓦斯解吸總量。測(cè)定某一煤樣的Δh2，是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，將1～3 mm的煤鉆屑裝入煤樣罐內(nèi)，在總暴露時(shí)間為3 min時(shí)開始測(cè)試，2 min后的水柱計(jì)壓差即為所測(cè)得的Δh2值。

由MD-2型瓦斯解吸儀的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可知，單位質(zhì)量的煤樣與Δh2相對(duì)應(yīng)的第4和第5 min實(shí)際瓦斯解吸量Q的關(guān)系如公式(4)所示。

Q=0.008 3Δh2/10

(4)

式中10代表煤樣重量為10 g；0.008 3代表MD-2型瓦斯解吸儀的結(jié)構(gòu)常數(shù)。

2.4 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2之間的區(qū)別與聯(lián)系

由鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2值的物理意義來(lái)看，K1和Δh2同屬于一類指標(biāo)，都是用來(lái)測(cè)定煤樣解吸初始時(shí)刻一定時(shí)間內(nèi)的累計(jì)解吸量。根據(jù)公式(2)可以推導(dǎo)得到

(5)

由公式(4)和公式(5)聯(lián)立可以得到

K1=0.001 6Δh2

(6)

由以上的分析和公式的演算，可以看出，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2都是反映煤樣瓦斯解吸特性的，在煤樣的瓦斯解吸規(guī)律符合巴雷爾公式的假設(shè)下它們呈線性關(guān)系。

但是，兩者之間也有區(qū)別，這種區(qū)別主要在于

1)K1值反映的是煤樣第1 min內(nèi)的解吸量，而Δh2反映的是第3～5 min內(nèi)的解吸量；

2)Δh2是儀器測(cè)量后直接讀到的數(shù)據(jù)，而K1值是將解吸數(shù)據(jù)根據(jù)巴雷爾式擬合后得到的，是一個(gè)推算出來(lái)的數(shù)值。

3 煤樣解吸特性的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定

把制成的1～3 mm的煤樣分別進(jìn)行不同吸附平衡壓力下的高壓定容吸附解吸實(shí)驗(yàn)，解吸時(shí)間120 min.2組煤樣解吸過(guò)程中第1 min，3～5 min，前10 min的瓦斯解吸量以及120 min內(nèi)的瓦斯解吸量見(jiàn)表1.

表1 巖漿巖圈閉區(qū)煤層初始解吸量與累計(jì)量的關(guān)系Tab.1 Relationship between initial desorption amount and cumulative desorption volume ofthe coal seam in the igneous rock trap area

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，2組煤樣初始時(shí)刻解吸速度很快，前10 min的瓦斯解吸量很大，占120 min內(nèi)瓦斯解吸量的49.43%～55.56%，平均51.57%；第1 min的瓦斯解吸量占到了120 min內(nèi)瓦斯解吸量的20%左右，第3～5 min的瓦斯解吸量也占到了120 min內(nèi)瓦斯解吸量的7%左右，第1 min內(nèi)的瓦斯解吸量要大于第3～5 min的瓦斯解吸量。

由于第1 min和第3～5 min的解吸量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2有著密切的聯(lián)系，且國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)驗(yàn)證K1和Δh2與瓦斯壓力間存在著冪函數(shù)的關(guān)系，因此在這里將第1 min和第3～5 min的解吸量與壓力的關(guān)系做了冪函數(shù)曲線擬合的分析研究，擬合結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出

1)2組煤樣第1 min的瓦斯解吸量和第3～5 min的瓦斯解吸量與瓦斯壓力呈很好的冪函數(shù)關(guān)系，擬合度很高；

2)隨著瓦斯壓力的增大，第1 min的瓦斯解吸量和第3～5 min的瓦斯解吸量都明顯增大，說(shuō)明瓦斯壓力對(duì)第1 min的瓦斯解吸量和第3～5 min的瓦斯解吸量均有明顯的控制作用。

圖3 瓦斯解吸量隨吸附平衡壓力的變化關(guān)系Fig.3 Relationship between gas desorption volume and adsorption equilibrium pressure

4 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定

4.1 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)與吸附平衡壓力之間的關(guān)系

根據(jù)第2章所述的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的測(cè)試方法，作者在不同的吸附平衡壓力(0.9，2.0，3.0，4.0，5.0 MPa)下對(duì)所取煤樣進(jìn)行鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。用冪函數(shù)對(duì)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行擬合，擬合的結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖4 1#煤樣鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2隨吸附平衡壓力的變化關(guān)系Fig.4 Relationship between drilling cuttings gas desorption indexes K1 and Δh2 of the 1# coal sample and the adsorption equilibrium pressure

圖5 2#煤樣鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2隨吸附平衡壓力的變化關(guān)系Fig.5 Relationship between drilling cuttings gas desorption indexes K1 and Δh2 of the 2#coal sample and the adsorption equilibrium pressure

從圖4和圖5可以看出，1#煤樣和2#煤樣的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2隨吸附平衡壓力的增大而增大，這是由于鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2反映的都是煤樣的瓦斯解吸特性，吸附平衡壓力越大，瓦斯的吸附量越大，相同時(shí)間段內(nèi)的瓦斯解吸量也越大。從數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果看，1#煤樣和2#煤樣的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2與吸附平衡壓力具有很好的冪函數(shù)關(guān)系，擬合相關(guān)度很好，均在97%之上。

4.2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2之間的關(guān)系

由上面的研究結(jié)果得到鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2隨著吸附平衡壓力的增大而增大，同時(shí)前人的研究成果顯示鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2具有線性關(guān)系，因此文中把鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2進(jìn)行線性擬合。擬合結(jié)果如圖6所示。

圖6 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1隨Δh2的變化關(guān)系Fig.6 Relationship between the drilling cuttings gas desorption indexes K1 and Δh2

擬合結(jié)果顯示兩者呈現(xiàn)出比較好的線性相關(guān)性，這與前人的研究成果相一致。

5 巖漿巖圈閉區(qū)煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的敏感性分析

5.1 敏感指標(biāo)可靠性分析

在實(shí)驗(yàn)室條件下，測(cè)定了不同壓力下的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值，并對(duì)煤樣在第1 min和第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。根據(jù)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的物理意義：K1值的表征的是煤樣第1 min內(nèi)的瓦斯解吸量；Δh2表征的是煤樣在第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量。因此，將測(cè)得的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)分別按照公式(2)和公式(4)轉(zhuǎn)換為第1 min和第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量與實(shí)測(cè)的第1 min和第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量進(jìn)行對(duì)比，可以對(duì)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的可靠性進(jìn)行分析。分析結(jié)果見(jiàn)表2.

從表2可以得到，通過(guò)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值計(jì)算所得的煤樣第1 min的瓦斯解吸量遠(yuǎn)小于實(shí)測(cè)第1 min的瓦斯解吸量，兩者差別較大，誤差45.04%～67.67%之間，平均誤差56.22%；通過(guò)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2計(jì)算所得的第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量與實(shí)測(cè)的第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量之間雖然也存在一些誤差，但總體誤差控制在20%左右，基本能反應(yīng)第3～5 min內(nèi)的瓦斯解吸量。WTC型瓦斯突出預(yù)測(cè)儀所測(cè)得的K1值并不能很好的反映鉆屑自暴露第1 min的解吸量，測(cè)得鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值的可靠性較差；而由MD-2型瓦斯解吸儀所測(cè)得的Δh2值可靠性較好。究其原因，筆者認(rèn)為原因有以下幾點(diǎn)

1)WTC型瓦斯突出預(yù)測(cè)儀對(duì)K1值的測(cè)定是通過(guò)巴雷爾式和最小二乘法推導(dǎo)計(jì)算得到的，產(chǎn)生誤差在所難免；

2)楊柳煤礦巖漿巖圈閉下的10煤層瓦斯初始解吸速度快，解吸速度衰減迅速，所以推算第1 min瓦斯解吸量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)算解吸量嚴(yán)重小于實(shí)際解吸量的現(xiàn)象；而Δh2的測(cè)定是直接通過(guò)MD-2型瓦斯解吸儀讀出的第3～5 min解吸瓦斯所造成的水柱壓差，該法所測(cè)得的煤樣第3～5 min解吸量誤差較小，能夠較好的反映煤樣的瓦斯解吸特性。僅從實(shí)驗(yàn)室測(cè)得數(shù)據(jù)來(lái)看，可以得出以下結(jié)論：在采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)對(duì)楊柳巖漿巖圈閉10#煤層進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)時(shí)，K1指標(biāo)預(yù)測(cè)效果較差，誤差較大，K1指標(biāo)不敏感；而與K1指標(biāo)相比，指標(biāo)Δh2預(yù)測(cè)效果穩(wěn)定性較好，能較準(zhǔn)確反映煤樣初始時(shí)刻瓦斯解吸特性的特點(diǎn)。

表2 巖漿巖圈閉區(qū)煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)可靠性分析表Tab.2 Reliability analysis of the drilling cuttings gas desorption index of the coal seam in igneous rock trap area

5.2 現(xiàn)場(chǎng)考察

楊柳煤礦巖漿巖圈閉煤層鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)考察選取10416工作面機(jī)巷、風(fēng)巷以及工作面回采過(guò)程中測(cè)得的78組指標(biāo)值進(jìn)行分析論證。由于在工作面掘進(jìn)及回采之前已經(jīng)采取了很多瓦斯治理措施對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行治理，各指標(biāo)超標(biāo)的現(xiàn)象很少，無(wú)法使用三率法對(duì)各指標(biāo)的敏感性和準(zhǔn)確性進(jìn)行衡量。因此，文中采用方差極差法對(duì)楊柳煤礦的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析。

首先，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2的單位不同，為了消除單位對(duì)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的影響，文中先對(duì)K1和Δh22種鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理，引進(jìn)迫近度的定義。文中將突出預(yù)測(cè)指標(biāo)實(shí)測(cè)大小值與其在《防突規(guī)定》中的臨界值(K1指標(biāo)0.5 mL/(g·min0.5)，Δh2取200 Pa)的比值稱為該指標(biāo)相對(duì)臨界值的迫近度，則各指標(biāo)的測(cè)值大小經(jīng)過(guò)這樣的處理后所得數(shù)據(jù)均是一個(gè)無(wú)量綱的量，所得比值實(shí)際上是該指標(biāo)與突出危險(xiǎn)性的相對(duì)近似程度。當(dāng)對(duì)指標(biāo)及值進(jìn)行無(wú)量綱化處理后，兩者的迫近度即具有以下2個(gè)共同的特征。

1)迫近度是一個(gè)無(wú)量綱的量，且該值恒為介于0和1之間的正數(shù)；

2)迫近度能夠反映煤層突出危險(xiǎn)狀態(tài)，當(dāng)迫近度越接近于1時(shí)，表示工作面潛在突出危險(xiǎn)性越大。將搜集到的78組指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定數(shù)據(jù)求其臨界值的迫近度，計(jì)算結(jié)果如圖7所示。

圖7 10416工作面突出預(yù)測(cè)指標(biāo)臨界值迫近度分布圖Fig.7 Distribution of the projection index critical value proximity of the No.10416 working face

從圖7可以看出，2個(gè)指標(biāo)中，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2的迫近度整體上更加接近于1，也即采用這2個(gè)指標(biāo)對(duì)同一區(qū)域進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)時(shí)，指標(biāo)Δh2所呈現(xiàn)的突出危險(xiǎn)性更大。要比較K1和Δh2對(duì)預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性狀態(tài)變化的敏感程度，只需采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法比較兩者轉(zhuǎn)化為臨界值的迫近度后的三組數(shù)據(jù)樣本的離散度即可。在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，要比較樣本間的離散程度，一般常用有以下2個(gè)指標(biāo)：①極差，也稱全距，其含義是樣本總體中，最大值與最小值的差；②方差和標(biāo)準(zhǔn)差：方差是樣本中各數(shù)據(jù)與總體平均值之差的平方的平均數(shù)，對(duì)方差求算術(shù)平方根即為標(biāo)準(zhǔn)差。相比較極差，方差和標(biāo)準(zhǔn)差更能反映數(shù)據(jù)樣本整體的離散程度，即樣本的方差和標(biāo)準(zhǔn)差越大，說(shuō)明該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)更敏感。對(duì)10416工作面的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量指標(biāo)的臨界值迫近度進(jìn)行離散程度分析見(jiàn)表3.

表3 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)臨界值迫近度離散程度分析表Tab.3 Analysis of the drilling cuttings gas desorption index critical value proximity dispersion degree

從表3可以看出，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2臨界值迫近度的方差和標(biāo)準(zhǔn)差較大。這說(shuō)明，隨著采煤工作面的推進(jìn)，地應(yīng)力及突出危險(xiǎn)程度處于不斷變化中，而指標(biāo)Δh2對(duì)這種變化的發(fā)生反映能力更強(qiáng)，也即該指標(biāo)更加敏感。綜上可知：在采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和Δh2值對(duì)楊柳10煤采煤工作面進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)(效檢)的過(guò)程中，指標(biāo)Δh2的敏感性較好，指標(biāo)K1較差。

6 結(jié) 論

1)楊柳煤礦巖漿巖圈閉區(qū)煤層前10 min瓦斯解吸量占120 min解吸總量的49.43%～55.56%，平均51.57%，瓦斯初始解吸量大，初始解吸速度快；

2)楊柳煤礦巖漿巖圈閉煤層第1 min及第3～5 min瓦斯解吸量隨瓦斯壓力的變化符合冪指數(shù)關(guān)系，受瓦斯壓力的控制作用都比較明顯；

3)楊柳煤礦巖漿巖圈閉煤層Δh2指標(biāo)的可靠性強(qiáng)，利用Δh2指標(biāo)計(jì)算所得的第3～5 min瓦斯解吸量與實(shí)測(cè)的3～5 min瓦斯解吸量相差比較小，平均誤差20%左右，而利用K1值指標(biāo)計(jì)算的第1 min瓦斯解吸量與實(shí)測(cè)的第1 min瓦斯解吸量相差很大，平均誤差56.22%；

4)楊柳煤礦巖漿巖圈閉煤層10416工作面實(shí)測(cè)的78鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)中，Δh2指標(biāo)迫近度方差和標(biāo)準(zhǔn)差較大，更加敏感，可以作為主要敏感指標(biāo)，而K1指標(biāo)迫近度方差和標(biāo)準(zhǔn)差小，不敏感，作為輔助指標(biāo)。

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