[发明专利]石门及井筒揭煤突出危险性快速预测方法

权利要求书

1.一种石门及井筒揭煤突出危险性快速预测方法，其特征在于：首先对巷道或井筒工作面(A)前方的煤层(C)进行瓦斯压力测定，然后用取芯装置对煤层进行煤芯采集，以判断软分层的位置并取得软分层煤样，待完整煤芯采集结束后，将温度计通过取芯钻孔送入煤层(C)滞留半小时后取出，读取煤层温度，最后将采集到的煤芯中的软分层煤样进行初始释放瓦斯膨胀能指标Wp测定，根据测得的初始释放瓦斯膨胀能指标Wp的大小与已有的弱突出及强突出的临界值比较，即能确定石门或井筒揭开该煤层时是否会发生突出，以及突出强度的大小；

所述的瓦斯压力测定的步骤为：

a.在巷道或井筒工作面(A)两侧向煤层(C)方向打一个钻孔，在钻孔内插入带有法兰盘(2)的孔口管(1)，用聚氨脂或快干水泥固定，再注入掺有速凝剂的水泥浆，使得孔口管(1)与周围岩体(B)紧密结合为一体；

b.将钻孔钻进直至煤层(C)，将注浆泵上的胶管与孔口管(1)上的法兰盘(2)连接，向钻孔中注入一定压力的速凝水泥浆，凝固一段时间，以封堵钻孔周围的裂隙；

c.沿着原先的钻孔钻进，直至深入煤层(C)一定的深度；

d.用压风管清除钻孔内的煤屑；

e.迅速用瓦斯管(10)向钻孔中送入前后两个封孔胶囊(5、6)，迅速用水压泵(12)往前后两个封孔胶囊(5、6)中注入压力水，使前后两个封孔胶囊(5、6)膨胀，封住钻孔；

f.用粘液泵(13)向前后两个封孔胶囊(5、6)之间注入粘液；

g. 在穿过前后两个封孔胶囊(5、6)的瓦斯管(10)外端接上瓦斯压力表(11)；

h.保持水压泵(12)一定的压力，并大于粘液泵(13)的压力0.5MPa；保持粘液泵(13)一定的压力，并大于瓦斯压力表(11)上的压力0.5MPa；

i. 钻孔封好以后，记录瓦斯压力表(11)的压力值，开始时每隔10min记录一次，后面每隔30min～2h记录一次，直到瓦斯压力表(11)稳定10h以上，即可拆除钻孔中的前后两个封孔胶囊(5、6)，完成一个钻孔的瓦斯压力测定；

j. 在同一工作面再打一孔，重复上述测压步骤，取两个钻孔中压力较高者作为煤层的瓦斯压力；

所述的煤芯采集的步骤为：

a.在工作面向煤层(C)方向另打一个钻孔，钻孔到达煤层后，停下钻机，将钻杆及钻头取出；

b.将取芯装置与钻杆相连，送入钻孔，边转动边钻进，直达煤层；

c.继续钻进，并通过钻杆送入压风排屑； 

d.当取芯装置深入煤层的长度达到半合内管(16)的长度时，停止钻进，向外拉动取芯装置，此时取芯装置卡环座(19)上的卡环(20)向前滑动卡住煤芯，在钻杆拉力作用下，拉断煤芯；

e.将取芯装置拉出孔外，从钻杆上拧下，拧开连接头(14)，取出内管，将内管两端的内管接头(24)及卡环座(19)松开，打开半合内管(16)，取出煤芯，放入专用煤芯采样盒内，完成一次取芯工作；

f.将取芯装置组装好，重复b～e的步骤，直至取芯装置穿过煤层为止，完成全部的取芯工作；

g.在石门及井筒工作面的另一边另打一个取芯钻孔，重复a～f步骤，采集煤层的完整煤芯；

h.根据两个钻孔中取出的完整煤芯，确定软分层所在位置，并从两个完整煤芯中取出软分层煤样，以用于初始释放瓦斯膨胀能的测定；

所述初始释放瓦斯膨胀能测定步骤为：

a.从两个取芯孔取出的软分层煤样中挑选最软煤样(25)置于初始释放瓦斯膨胀能测定装置的煤样罐(33)中，抽真空一段时间；

b.充入与原煤层同样瓦斯压力的甲烷，在与原煤层同样的温度下恒温保持一段时间；

c.突然打开煤样罐(33)上与阀门(29)相连的阀把(31)，煤样罐(33)内的瓦斯气流迅速通过渐缩喷口(28)冲出罐外，煤样罐(33)中的压力与温度变化均由煤样罐(33)中的压力传感器和温度传感器(27)经控制电路(32)在计算机中记录下来，由此计算出渐缩喷口(28)喷出来的瓦斯气流动能随时间变化的能量曲线；

d.用与煤样同体积的铁块放入煤样罐(33)中，在同样的条件下测出另一条能量曲线，将两条能量曲线相减，得到一条由煤样(25)中涌出的瓦斯气流的能量曲线，即从煤体内释放出来的具备做功能力的瓦斯膨胀能曲线；

e.对瓦斯膨胀能曲线在0～10秒的时间内进行积分，并除以煤样(25)的重量，得到煤样的初始释放瓦斯膨胀能指标Wp。