GB/T 25216-2010
煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預(yù)測方法
Regional prediction methods for the danger of coal and gas outburst前言
本標(biāo)準(zhǔn)附錄A為規(guī)范性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國煤炭工業(yè)協(xié)會提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王魁軍、孫波、曹垚林、富向、王耀鋒、仇海生、杜澤生、何曉東、楊東煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預(yù)測方法
i范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了突出煤層區(qū)域預(yù)測的組織與實施、開拓前和開拓后的區(qū)域預(yù)測方法、區(qū)域 預(yù)測報告的內(nèi)容及格式要求等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于突出煤層的煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預(yù)測。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其 隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo) 準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新 版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T15663.8 煤礦科技術(shù)語第8部分：煤礦安全 GB/T 23249 地勘時期煤層瓦斯含量測定方法 GB/T 23250 煤層瓦斯含量井下直接測定方法 AQ/T 1047 煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法 AQ1080 煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（AP)測定方法MT 49 煤的堅固性系數(shù)測定方法
3術(shù)語和定義
GB/T15663.8中確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
區(qū)域預(yù)測 Regional prediction
在突出煤層中預(yù)測某一區(qū)域的突出危險性，其范圍由煤礦企業(yè)根據(jù)突出礦井的開拓方 式、巷道布置等情況劃定。
區(qū)域預(yù)測分為新水平、新采區(qū)開拓前的區(qū)域預(yù)測（以下簡稱開拓前區(qū)域預(yù)測）和新采區(qū) 開拓完成后的區(qū)域預(yù)測（以下簡稱開拓后區(qū)域預(yù)測）。
經(jīng)區(qū)域預(yù)測后，突出煤層劃分為突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。未進(jìn)行區(qū)域預(yù)測的區(qū)域視 為突出危險區(qū)。
4 區(qū)域預(yù)測的組織與實施
對已確切掌握煤層突出危險區(qū)域的分布規(guī)律（開采深度、地質(zhì)構(gòu)造、煤層軟分層、瓦斯 壓力、瓦斯含量、突出預(yù)測指標(biāo)等與突出危險性的關(guān)系），并有可靠的預(yù)測資料的，區(qū)域預(yù)測工作可由煤礦技術(shù)負(fù)責(zé)人組織實施。參數(shù)測定應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T 23249、GB/T 23250、AQ/T 1047、AQ1080、MT 49 等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
由有煤與瓦斯突出危險性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行的區(qū)域預(yù)測，在接受委托后，應(yīng)指派不少 于 2 名專業(yè)技術(shù)人員，嚴(yán)格按照 GB/T 23249、GB/T 23250、AQ/T 1047、AQ1080、MT 49等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行相關(guān)測試任務(wù)，在進(jìn)行現(xiàn)場勘查、相關(guān)資料收集、參數(shù)測定和綜合分析的基礎(chǔ)上， 編寫區(qū)域預(yù)測報告，其結(jié)論應(yīng)明確。
區(qū)域預(yù)測結(jié)果由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)確認(rèn)。
5 區(qū)域預(yù)測方法 5.1開拓前區(qū)域預(yù)測方法 5. 1. 1預(yù)測方法及預(yù)測結(jié)果應(yīng)用范圍新水平、新采區(qū)開拓前，當(dāng)預(yù)測區(qū)域的煤層缺少或者沒有實測瓦斯參數(shù)時，可以主要依 據(jù)地質(zhì)勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實測數(shù)據(jù)、煤與瓦斯突出記錄等進(jìn)行開拓前區(qū)域預(yù)測。 其預(yù)測方法可用煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法、多指標(biāo)綜合預(yù)測法等。
開拓前區(qū)域預(yù)測結(jié)果僅用于指導(dǎo)新水平、新采區(qū)的設(shè)計和新水平、新采區(qū)開拓工程的揭 煤作業(yè)。
5. 1. 2煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法
5. 1. 2. 1基本要求：
煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法的基本要求：
a)煤層瓦斯風(fēng)化帶為無突出危險區(qū)域；
b)根據(jù)已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造條件、突出分布的規(guī)律和對預(yù) 測區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測、預(yù)測結(jié)果，采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險區(qū)域。
當(dāng)突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布與構(gòu)造帶有直接關(guān)系時，則根據(jù)上部區(qū)域 突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系確定構(gòu)造線兩側(cè)突出危險 區(qū)邊緣到構(gòu)造線的最遠(yuǎn)距離，并結(jié)合下部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造分布劃分出下部區(qū)域構(gòu)造 線兩側(cè)的突出危險區(qū)；否則，在同一地質(zhì)單元內(nèi)，突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位 置以上20m (埋深）及以下的范圍為突出危險區(qū)(如圖1);1 一斷層；
2-突出點或具有明顯突出預(yù)兆的位置；
3-上部區(qū)域突出點在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離線；
4一推測下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險區(qū)邊界線；5-推測的下部區(qū)域突出危險區(qū)上邊界線；
6-突出危險區(qū)（陰影部分）
圖1根據(jù)瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險區(qū)域示意圖c)在上述a)、b)項劃分出的無突出危險區(qū)和突出危險區(qū)以外的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層 瓦斯壓力P進(jìn)行預(yù)測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據(jù)煤層瓦斯含 量W進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測所依據(jù)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表1預(yù) 測；表1根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測的臨界值d)預(yù)測所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)為地質(zhì)勘探資料、上水平及鄰近 區(qū)域的數(shù)據(jù)資料。其分析方法有瓦斯壓力梯度法和瓦斯含量分析法：
1)瓦斯壓力梯度法：在地質(zhì)條件不變的情況下，煤層瓦斯壓力隨深度變化的規(guī)律可 用式（1)描述：
式中P-在深度H處的瓦斯壓力，MPa;
Po-瓦斯風(fēng)化帶Hq深處的瓦斯壓力，取為0.15 MPa - 0.2MPa;H。一瓦斯風(fēng)化帶深度，m;
H-距地表垂深，m; m-瓦斯壓力梯度，MPa/ m。
按已有的地質(zhì)勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實測數(shù)據(jù)，利用式（1)推算 出未采區(qū)域的瓦斯壓力，繪制瓦斯壓力等值線圖，劃分出突出危險區(qū)域和無突出 危險區(qū)域。
2)瓦斯含量分析法：瓦斯含量分析法有地勘瓦斯含量統(tǒng)計法和瓦斯含量梯度法。 地勘瓦斯含量統(tǒng)計法：按已有的地勘瓦斯含量資料，繪制瓦斯含量等值線圖，劃 分出突出危險區(qū)域和無突出危險區(qū)域;地堪瓦斯含量的取值要求，應(yīng)符合GB/T 23249規(guī)定。
瓦斯含量梯度法:在同一地質(zhì)單元內(nèi)，瓦斯帶內(nèi)瓦斯含量與開采深度之間的關(guān)系， 呈近似線性關(guān)系。瓦斯含量梯度a數(shù)學(xué)關(guān)系式（2)為：
式中:
H1-瓦斯帶內(nèi)下水平的開采深度，
H2-瓦斯帶內(nèi)上水平的開采深度，
Wi-在氏深度的瓦斯含量，m3/t;
W2-在氏深度的瓦斯含量，m3/t。
按已有的瓦斯含量，利用（2)式推算出未采區(qū)域的瓦斯含量，繪制瓦斯含量等 值線圖，劃分出突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。
5. 1. 2. 2區(qū)域預(yù)測步驟
區(qū)域預(yù)測應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：
a)收集地質(zhì)資料：以礦井地質(zhì)勘探資料提供的井田范圍內(nèi)較大的地質(zhì)構(gòu)造為基礎(chǔ)， 在采掘過程中根據(jù)揭露的構(gòu)造情況，詳實收集構(gòu)造帶的位置、屬性(正斷層、逆 斷層、褶皺等)、規(guī)模(走向變化范圍、斷距、傾俯角、長度等)、展布方向等資料;b)收集煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及煤與瓦斯突出資料：包括瓦斯風(fēng)化帶深度；已測煤層瓦 斯壓力、瓦斯含量點位置及測值；突出地點概況；突出地點到附近基準(zhǔn)巷道的距 離、突出煤量、動力破壞情況；瓦斯涌出量及涌出狀況；突出孔洞及附近的地質(zhì) 構(gòu)造；煤層賦存狀況、煤的破壞類型；突出前的作業(yè)方式和防突措施；突出類型;突出點所處的坐標(biāo)及埋藏深度等；明顯突出預(yù)兆與瓦斯涌出、煤質(zhì)、煤層賦存狀 況；c)分析已采區(qū)域或鄰近區(qū)域的瓦斯壓力、瓦斯含量的變化規(guī)律，推測待預(yù)測區(qū)域的 瓦斯變化規(guī)律；d)編制區(qū)域預(yù)測圖：以采掘工程平面圖作為基礎(chǔ)圖，將收集到的地質(zhì)構(gòu)造、突出點 的位置與明顯突出預(yù)兆的位置繪制在基礎(chǔ)圖上，結(jié)合瓦斯參數(shù)分析結(jié)果，標(biāo)明突 出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。
5.1.3多指標(biāo)綜合預(yù)測法
多指標(biāo)綜合預(yù)測法，應(yīng)按已開采區(qū)域確切掌握的地質(zhì)、煤層、瓦斯和應(yīng)力等指標(biāo)與突出 的關(guān)系規(guī)律，應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法來劃分出未開采區(qū)域的突出危險區(qū)與無突出危險區(qū)。應(yīng)按以 下步驟進(jìn)行：
a)劃分預(yù)測單元：通過已開采區(qū)域建立突出預(yù)測綜合指標(biāo)與各種瓦斯、地質(zhì)和應(yīng)力等 因素之間的對應(yīng)關(guān)系；因素可包括：地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力、煤層瓦斯含量、瓦斯放散 初速度（Ap)、煤的堅固性系數(shù)（f)、煤厚變異系數(shù)、軟分層厚度、基巖厚度、含 砂率等；確定突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)臨界值；b)對比分析：按已開采區(qū)域確定的對應(yīng)關(guān)系，將相似構(gòu)造單元內(nèi)未開采區(qū)域各預(yù)測單 元影響因素與之對比分析，根據(jù)相似條件確定各預(yù)測單元突出危險性綜合指標(biāo)；c)確定區(qū)域突出危險性：按突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)臨界值，確定各預(yù)測單元的突出 危險性。
5.2開拓后區(qū)域預(yù)測方法 5.2.1預(yù)測方法及應(yīng)用范圍開拓后區(qū)域預(yù)測應(yīng)主要依據(jù)預(yù)測區(qū)域煤層的井下實測瓦斯資料，并結(jié)合地質(zhì)勘探資料、 上水平及鄰近區(qū)域的實測數(shù)據(jù)等進(jìn)行。
其預(yù)測方法可用煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法。也可采用單項指標(biāo)法和綜合指標(biāo)法 等，但應(yīng)由具有突出危險性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行預(yù)測，并在試驗前由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。
開拓后區(qū)域預(yù)測結(jié)果用于指導(dǎo)工作面的設(shè)計和采掘生產(chǎn)作業(yè)。
5. 2. 2煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法
開拓后的煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析法基本同本標(biāo)準(zhǔn)5. 1. 2的方法，但其參數(shù)的取 得應(yīng)符合以下要求：
a)預(yù)測所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)應(yīng)為井下實測數(shù)據(jù)；測定煤層瓦 斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測試點應(yīng)根據(jù)其范圍、地質(zhì)復(fù)雜程度等實際情況和條件 分別布置；同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向布置測試點不少于2個，沿傾向不少于3 個，并有測試點位于埋深最大的開拓工程部位；b)井下實測預(yù)測區(qū)域內(nèi)的瓦斯壓力或瓦斯含量，應(yīng)按AQ/T 1047和GB/T 23250的規(guī) 定進(jìn)行。
5. 2. 3單項指標(biāo)預(yù)測方法
預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性的指標(biāo)可用煤的破壞類型、瓦斯放散速度指標(biāo)（Ap)、煤的堅 固性系數(shù)（f)和煤層瓦斯壓力（P)，其判斷煤層區(qū)域突出危險性的臨界值，應(yīng)根據(jù)礦井的 實測資料確定，如無實測資料時，可參考表2、附錄A所列數(shù)據(jù)劃分，只有全部指標(biāo)達(dá)到突 出危險指標(biāo)值時方可劃為突出危險區(qū)域。
表2 預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性的單向指標(biāo)值
區(qū)域預(yù)測應(yīng)符合下列要求：
a)測點布置：測定煤層瓦斯壓力等參數(shù)的測試點應(yīng)根據(jù)其范圍、地質(zhì)復(fù)雜程度等實 際情況和條件分別布置；同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向布置測試點不少于2個，沿 傾向不少于3個，并有測試點位于埋深最大的開拓工程部位；b)各指標(biāo)取值：各指標(biāo)值取預(yù)測區(qū)域煤層各測點的最高煤層破壞類型、煤的最小堅 固性系數(shù)、最大瓦斯放散初速度指標(biāo)和最大瓦斯壓力值；c)施工現(xiàn)場煤樣采?。喝玳_拓工程已揭露煤層，取樣方法為：在煤層斷面內(nèi)盡量選 取軟分層；如沒有軟分層，則沿煤層斷面上、中、下各取煤樣混合在一起取樣。 如在鉆孔中取樣，則應(yīng)米取粒度為1mm~3mm的煤樣；d)煤的堅固性系數(shù)f和瓦斯放散初速度AP的測定：應(yīng)符合MT 49和AQxxxx-200x 規(guī)定。
5. 2. 4綜合指標(biāo)預(yù)測方法
預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性，可按下列兩個綜合指標(biāo)判斷：
式中D-煤層的突出危險性綜合指標(biāo)；
K-煤層的突出危險性綜合指標(biāo)；
H-煤層埋藏深度，m;
P-煤層瓦斯壓力，取各測點實測瓦斯壓力的最大值，MPa;A P-軟分層煤的瓦斯放散初速度； f-軟分層煤的平均堅固性系數(shù)。
綜合指標(biāo)D、K的突出臨界指標(biāo)值應(yīng)根據(jù)本礦區(qū)實測數(shù)據(jù)確定，如無實測資料，可參照 表3所列的臨界值，確定煤層區(qū)域突出危險性。
當(dāng)測定的指標(biāo)D、K值均大于等于臨界值，判定為突出危險區(qū)域；否則，判定為無突出 危險區(qū)域（當(dāng)公式3中兩個括號內(nèi)的計算值都為負(fù)值時，則不論D值大小，都為無突出危 險區(qū)域)。
表3用綜合指標(biāo)D和K預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性的臨界值綜合指標(biāo)法參數(shù)測定要求：
a)在每一測點應(yīng)至少向突出煤層施工兩個測壓鉆孔，測定煤層瓦斯壓力；b)在施工測壓鉆孔的過程中，每米煤孔采取一個煤樣，測定煤的堅固性系數(shù)（f);c)將兩個測壓鉆孔所得的堅固性系數(shù)最小值加以平均作為煤層軟分層平均堅固性系 數(shù)；d)將堅固性系數(shù)最小的兩個煤樣混合后，測定煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（AP)。
5.2.5開拓后區(qū)域預(yù)測方法的判定準(zhǔn)則
當(dāng)只用瓦斯壓力P及瓦斯含量W值進(jìn)行區(qū)域預(yù)測時，則按表1確定的臨界值劃分突出 危險區(qū)及無突出危險區(qū)；當(dāng)預(yù)測區(qū)域煤層瓦斯壓力P>0.74MPa時，并有充分的數(shù)據(jù)資料說明采用單項指標(biāo)法及 綜合指標(biāo)法預(yù)測、按表2及表3規(guī)定的臨界值確定的無突出危險區(qū)經(jīng)實踐證明是正確的，則 可采用本標(biāo)準(zhǔn)5. 2.3或5. 2.4規(guī)定的方法劃分突出危險區(qū)及無突出危險區(qū)。
6區(qū)域預(yù)測報告的內(nèi)容與格式 6.1區(qū)域預(yù)測報告內(nèi)容6. 1. 1煤層區(qū)域概況
煤層區(qū)域概況包括以下內(nèi)容：
a)煤層區(qū)域地質(zhì)概況：所屬煤田、成煤時代、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)情況、火成巖侵入 形態(tài)及其分布、鄰近礦井概況等；煤層賦存條件及其穩(wěn)定性、煤的結(jié)構(gòu)類型及工業(yè) 分析、煤層圍巖性質(zhì)及厚度、構(gòu)造類型及其特征、煤層瓦斯含量、煤層瓦斯成分以 及勘探過程中鉆孔透煤時的瓦斯涌出動力現(xiàn)象（頂鉆、夾鉆、噴孔等）；b)煤層區(qū)域生產(chǎn)概況：開拓方式、采煤方法、巷道布置、開采順序、頂板管理方法、 生產(chǎn)水平和開拓水平的標(biāo)高及垂深；c)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定情況；
d)礦井通風(fēng)瓦斯概況：通風(fēng)方式、風(fēng)量、瓦斯涌出量、瓦斯抽放方法、設(shè)計抽放能力 及抽放量等；e)煤與瓦斯動力現(xiàn)象及突出資料等。
6. 1. 2區(qū)域瓦斯地質(zhì)狀況分析
統(tǒng)計分析預(yù)測區(qū)域的瓦斯地質(zhì)資料，包括斷層、褶曲、火成巖侵入、瓦斯壓力、瓦斯含 量、瓦斯涌出量、抽放量及煤與瓦斯動力現(xiàn)象等，得出其與區(qū)域突出危險性的關(guān)系。
6. 1. 3區(qū)域突出危險性預(yù)測指標(biāo)測定
包括區(qū)域預(yù)測范圍的確定、測點布置、取樣、參數(shù)測定、數(shù)據(jù)分析等。
6. 1. 4區(qū)域預(yù)測結(jié)論
按區(qū)域內(nèi)煤層瓦斯地質(zhì)狀況、突出危險性預(yù)測指標(biāo)測定數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析論證，提出區(qū)域 預(yù)測結(jié)論。在采掘工程平面圖上標(biāo)定出突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。
6.2區(qū)域預(yù)測報告的格式
區(qū)域預(yù)測報告的格式應(yīng)符合以下要求：
a)應(yīng)采用A4紙張，報告內(nèi)容字體一般采用宋體字，字號為小四號，封面的報告名稱 應(yīng)采用二號黑體字；b)封面內(nèi)容應(yīng)包括：區(qū)域預(yù)測報告編號、名稱、完成單位和完成日期；c)封一頁上應(yīng)包括區(qū)域預(yù)測報告編號、名稱、鑒定單位法人代表和審批領(lǐng)導(dǎo)人姓名 及其職稱、工作人員姓名及職稱、完成單位和完成日期，并應(yīng)加蓋完成單位公章。
