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申请/专利权人：中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘要：本发明涉及一种煤层突出危险性区域预测临界值的确定方法及系统，属于煤层瓦斯突出危险性预测技术领域。该方法包括：S1：测定实验室瓦斯基本参数；S2：理论分析确定区域预测理论指标临界值：根据步骤S1测定出来的参数结合经验公式，确定区域预测理论指标临界值；S3：通过现场试验考察统计分析确定区域预测指标临界值；S4：确定区域预测最终指标临界值；将步骤S2确定的区域预测理论临界值和步骤S3确定的区域预测指标临界值交集作为区域预测最终指标临界值。本发明能提高煤层区域预测指标临界值的准确度，能够指导煤与瓦斯突出矿井高效、经济生产，同时又能保证安全。

主权项：1.一种煤层突出危险性区域预测临界值的确定方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：测定实验室瓦斯基本参数，包括测定瓦斯吸附常数、煤的工业分析参数、放散初速度ΔP和坚固性系数f；S2：理论分析确定区域预测理论指标临界值：根据步骤S1测定出来的参数结合经验公式，确定区域预测理论指标临界值；S3：通过现场试验考察统计分析确定区域预测指标临界值；S4：确定区域预测最终指标临界值；将步骤S2确定的区域预测理论临界值和步骤S3确定的区域预测指标临界值交集作为区域预测最终指标临界值；步骤S2中，通过实验室参数理论分析确定区域预测理论指标临界值，具体包括：煤层突出时临界瓦斯压力与煤体的坚固性系数之间存在如式1～4的关系：Pmin＝2.2×fmin1Pmin＝3.994×fmin-0.10.62Pmin＝0.5+0.085Vdaf×fmin3Pmin＝0.028fmin0.33ΔP-0.34Vdaf1.944其中，Pmin表示发生瓦斯突出的临界瓦斯压力；fmin表示软煤分层最小坚固性系数；Vdaf表示煤层的挥发分；ΔP表示煤的瓦斯放散初速度；利用朗格缪尔方程5反算临界瓦斯含量： 其中，W表示瓦斯含量；a、b表示瓦斯吸附常数；p表示绝对瓦斯压力；Aad表示灰分；Mad表示水分；n表示压力相关系数；ts表示吸附实验温度；t表示井下煤层温度；F表示孔隙率；ARD表示视密度；步骤S3中，通过现场试验考察统计分析确定区域预测指标临界值，具体包括以下步骤：S31：累计开展区域预测或效果检验试验次数不低于100次，试验过程中，需要确定软分层厚度、破坏类型、地质构造和突出预兆现象；S32：采用三率分析法确定煤层指标的临界值；三率是指预测突出率、预测突出准确率和预测不突出准确率，计算公式如下：1预测突出率η1＝nN10其中，η1表示预测突出率；n表示预测有突出危险次数；N表示预测总次数；2预测突出准确率η2＝n111其中，η2表示预测突出准确率；n1表示预测有突出危险次数中确实有突出危险的次数，其中包括：①实际发生了突出；②预测中严重突出征兆；③在断层或小褶皱地质构造带附近预测指标明显增大；3预测不突出准确率η3＝n2n312其中，η3表示预测不突出准确率；n2表示预测不突出次数中确实没有突出危险的次数；n3表示预测不突出次数；S33：分析瓦斯含量与突出预兆的关联性；S34：确定区域预测指标临界值；步骤S32中，采用三率分析法确定煤层指标的临界值，具体包括：根据预测指标取不同临界值时三率的变化情况，找到突出预测指标的临界区间，并确定出合理的临界值；根据三率要求，确定瓦斯含量临界值的步骤如下：S321：根据预测指标跟踪考察情况，分析预测指标临界值取值变化时，计算三率的表达式如下：η1＝f1xl6η2＝f2xl7η3＝f3xl8其中，η1表示预测突出率，η2表示预测突出准确率，η3表示预测不突出准确率，xl表示事件，fi·表示映射函数，i＝1,2,3；S322：根据三率变化情况，瓦斯含量临界值取值范围XL必须同时满足三率的要求；XL＝X1∩X2∩X39X1＝{xl|f1xl≤30％，即η1≤30％}X2＝{xl|f2xl≥40％，即η2≥40％}X3＝{xl|f3xl＝100％，即η3＝100％}其中，XL表示同时满足三率要求的指标临界值取值范围；X1表示η1满足不大于30％要求的临界值取值范围；X2表示η2满足不低于40％要求的临界值取值范围；X3表示η3满足达到100％要求的临界值取值范围。

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