摘要：随着国家经济的快速发展，各领域的发展越来越好。本文以概述，存在的主要问题和煤与瓦斯区域预测的可靠性分析以及展望进行分析。
关键词：煤与瓦斯突出区域；预测瓦斯地质方法；可靠性预计
引言
煤与瓦斯突出防治工作是我国煤矿安全技术研究的重要课题，煤与瓦斯突出预测是煤与瓦斯突出防治工作的首要环节。我国将突出预测划分为区域性突出预测和工作面预测，区域预测的任务是将突出危险区域划分出来，为后续工作面的防突设计以及防控措施的选择提供依据，煤与瓦斯突出区域预测瓦斯地质方法为常用的区域预测方法。如区域预测结果可靠性过低，会造成防突措施选择错误，相应地增加防止突出工程量。因此煤与瓦斯突出区域预测瓦斯地质方法的预测结果可靠性的研究对正确评估防突措施的选择具有重要作用。
1概述
煤与瓦斯突出是煤矿生产中最大的自然灾害之一，准确科学地预测矿井瓦斯突出危险区是确保煤矿安全高效生产的关键。煤与瓦斯突出是多因素综合作用的结果。目前，我国所采用的煤与瓦斯突出区域预测方法，主要考虑的是煤层瓦斯因素对突出的影响，对煤层地质构造和构造软煤影响突出的作用考虑的不够深入。应该说，这是造成煤与瓦斯突出区域预测准确率偏低的重要原因之一。国内外大量的煤与瓦斯突出实践证明，突出是受地质条件控制的，瓦斯突出区域预测要以瓦斯地质为基础，研究瓦斯赋存和构造煤的地质条件，这就是瓦斯突出区域预测的瓦斯地质方法。长期的突出区域预测实践表明，区域预测需要考虑突出矿井和突出煤层的地质条件，尤其是煤层瓦斯赋存和构造煤的发育条件。利用瓦斯地质理论实现瓦斯突出区域预测，关键的一个环节就是确定瓦斯地质指标。瓦斯地质指标选取正确与否，对瓦斯突出区域预测精度会产生重要的影响。
2存在的主要问题
1）由于目前尚未阐明突出的复杂动力机制，现有的预测方法大多建立在数据测试、资料统计分析和现场经验的基础上。各种方法所偏重的突出影响因素不同，对不同地质条件下方法的适应性和有效性考虑不足，普遍存在预测的精度和准确率不高、预测周期较长、获取预测信息途径单一、时效性较差等问题。2）由于不同矿区（矿井）地质条件和开采工艺的差异性，加之煤体性质和瓦斯赋存的不均衡性，使用指标预测法时现场工程量较大、成本较高，预测的准确程度容易受到数据的覆盖范围和可靠性的影响，且指标的临界值差异较大。瓦斯地质方法与突出机理结合不够紧密。地质动力区划方法实质是基于煤岩体应力分布的突出预测，没有考虑瓦斯、煤体结构对突出的影响作用。用物探法预测突出尚处于探索阶段，应用的矿区还较少，与地质综合分析结合不够紧密，同时存在结果的多解性等问题，其技术的普遍适应性尚待进一步研究，而传统的数学物理方法难以描述突出及其影响因素之间存在的复杂的非线性关系。此外，现行的《防治煤与瓦斯突出规定》对开拓前区域预测和开拓后区域预测2个阶段的界定和预测方法的时效性缺乏详细的规定，给现场技术人员应用带来一定的困难。3）深部煤炭开采是我国煤炭能源发展的大趋势，随着矿井开采深度和强度的不断增加，其应力分布及演化的力学环境日趋复杂，瓦斯高度聚集，影响突出的主要因素（瓦斯、煤体性质、地应力等）都与浅部发生明显变化。开采过程中突出灾害发生条件和发生机理都发生本质改变，一些深部矿井在突出方面存在许多用现有理论无法解释的现象，原有的适用于浅部的突出预测方法已不能完全适应深部矿井突出灾害预测。目前对开采扰动下的深部矿井突出机理和导致突出灾害的多种因素耦合与互馈、深部瓦斯赋存状态、深部瓦斯参数原位精确测定、深部地应力分布规律、深部突出诱发条件及演化机理等研究成果较少，对深部矿井的瓦斯突出规律和控制因素认识不足，尤其缺乏对深部复杂地质条件下突出预测指标及其临界值确定方法的研究。总体来看，现有突出区域预测理论与技术不能满足深部煤炭开采地质安全保障的需要。
3煤与瓦斯区域预测的可靠性分析
煤与瓦斯区域预测的可靠性是指根据区域预测所区划的区域在矿山开采过程中，能够保障不受突出煤层威胁的能力。这种能力可以利用概率表示，即预测的可靠度。煤与瓦斯区域预测可靠性预计是指在以往得到的突出数据和相关资料基础上，评估煤与瓦斯区域预测在煤矿开采过程中所能达到的可靠性水平。因此要想进行区域预测结果的可靠度预计，首要任务是进行煤与瓦斯区域预测的可靠性分析。对预测进行可靠性分析，煤岩材料受应力（包括地应力、瓦斯压力、构造应力等各种外界力）与煤岩强度存在小概率干涉区域造成的结果，而这小概率事件决定了煤与瓦斯突出过程预测结果的不可靠。预测结果出现不可靠的原因，一方面由于预测指标获得时的随机性和离散性，另一方面由于预测模型运算导致偏差积累。而从采样到运算得到预测结果的过程中都有可能存在不确定性。即包括采样过程中产生的不确定性，由于仪器和环境造成的不确定性，测量人员的不确定性，区域预测过程中产生的不确定性图如图2。在假定预测模型正确的条件下，预测结果的不确定性主要是由数据的不确定性决定。要想进行煤与瓦斯突出区域预测结果的可靠性预计，首先要对预测指标数据的不确定性进行描述，根据国家标准，采用不确定度来表示。
图2 区域预测过程中产生的不确定性图
4展望
因此我国煤与瓦斯突出区域预测研究的发展趋势集中体现在以下3个方面：①不断完善现有突出区域预测方法，克服各类预测方法在实际应用中的不足之处，综合考虑不同矿井地质类型的差异性，不断提高各类方法在不同地质条件下的适应性和有效性；②进一步加强瓦斯突出灾害基础理论研究，特别是加强对瓦斯突出机理研究和多因素耦合条件下突出灾害演化规律研究，同时应充分利用各种现代理论与探测技术手段，在全面考虑地应力、瓦斯和煤体性质等多种有关决定突出危险性的基本因素的基础上，构建基于多因素分析的综合突出区域预测方法体系；③针对我国深部煤炭资源开发的特殊背景，积极探索和研究深部矿井突出灾害演化规律和控制因素，研究深部复杂地质条件下突出区域预测的基本原则、操作步骤及指标体系，最终提出适用于深部煤炭开采的突出区域预测方法。
结语
我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重，现有的各类突出区域预测方法在矿井瓦斯突出灾害防治方面发挥了积极作用，但由于突出的发生是一个极其复杂的动力灾害演化过程，加之现有认识水平和技术的局限性，使得目前难以对各种突出现象做出全面、科学、完整的解释，总体来看单一预测指标所反映的突出危险因素较为有限，在实际应用过程中各种预测方法针对不同煤田地质条件的差异性考虑不足，存在一些亟待改进的地方。同时，近年来随着我国煤炭开采逐步进入深部阶段，对深部矿井特殊地质条件下突出区域预测方法的需求极为迫切。
参考文献：
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论文作者:杨远翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：瓦斯论文; 区域论文; 地质论文; 方法论文; 矿井论文; 深部论文; 灾害论文; 《基层建设》2019年第26期论文;