ICS 73.020 CCS D 09 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 11328—2023 煤巷煤与瓦斯突出预测敏感指标及 临界值的实验室测定方法 The laboratory determination method on the sensitive predictive index sensitivity and its critical value used in outburst in coal roadway 2023-10-11 发布 2024-04-11实施 国家能源局 发布 NB/T11328—2023 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 4 方法原理 5 仪器设备 6 煤样采集与制备 7 预测指标相对敏感度测定 8 最敏感指标及临界值的确定 9 试验报告 10 安全管理· 附录A（资料性） 待测煤层水分、视密度及成型压力测定记录表 附录B（资料性） 煤层突出预测指标敏感度测定记录表 附录C（资料性）待测煤层突出临界瓦斯压力测定记录表 10 附录D（规范性）待测煤层突出预测敏感指标及临界值测定报告 11 参考文献 12 NB/T-11328—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。 本文件由能源行业煤矿瓦斯治理与利用标准化技术委员会（NEA/TC27)归口。 本文件起草单位：中国矿业大学、准南大屯注浆工程有限公司、中煤科工集团沈阳研究院有限公司、 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、准南矿业（集团)有限责任公司、安徽省质量和标准化研究 院、华阳新材料科技集团有限公司、河南神火煤电股份有限公司、徐州恒安煤矿技术有限公司、浙江海洋 大学、平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司、安徽英酷重工科技有限公司。 本文件主要起草人：陈裕佳、孙怀亮、李鹏、吴志坚、曹垚林、唐俊、李晓伟、张惠青、张超杰、仇海生、 令狐建设、魏民涛、杨丁丁、俞启香、杨胜强、蒋承林、孙岚坤、黄睿、罗勇、段昌瑞、陈玉桂、周小雨。 Ⅱ NB/T 11328—2023 煤巷煤与瓦斯突出预测敏感指标及 临界值的实验室测定方法 1范围 本文件描述了实验室测定煤巷煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值的方法原理、仪器设备、煤样采 集与制备、预测指标相对敏感度测定最敏感指标及临界值的确定、试验报告、安全管理。 本文件适用于煤巷煤与瓦斯归预测敏感指标及临界值的实验室测定。 PRES 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅注日期对应文件的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T212 的工业分析方法 GB/T 474 的制备方法 AQ/T1065 屑瓦斯解吸指标测定 MT/T 639 钻孔 几瓦斯涌出初速度的测定方法 MT/T1021 Z煤 芯煤样视相对 密度测定 MA 3术语和定义 下列术语和定适用于本文件， 3. 1 成型压力the rorming stress 将煤样压制成视密度与 与现场软分层一致的模拟煤层所需的试验压力 3.2 相对敏感度 relative ensitlyity 同一煤样在某个突出危险范角内测得的预测指标最大值与最小值的比值。 3. 3 最敏感指标 most sensitive index 随着煤样的突出危险性增大而增长幅度最高的预测指标。 3. 4 预测指标临界值forecastindexcriticalvalue 按一次快速揭开整个预测范围内煤体的预测模型预测不发生突出的预测指标最大值。 4方法原理 根据视密度和水分相同的原则在实验室模拟复制两个与待测煤层相同的软分层并施加与现场相似 的地应力，分别充入低压瓦斯和高压瓦斯，构成两种突出危险性不同的煤层，再分别打钻测定煤巷的各 1 NB/T 11328—2023 种煤与瓦斯突出预测指标，得到各预测指标的相对敏感度，从而确定待测煤层的最敏感指标。敏感指标 的突出临界值可以通过突出模拟试验或测定与突出相关的参数来确定。通过突出模拟试验来确定时， 要找到发生突出的临界瓦斯压力，在重新模拟复制的软分层中充入临界瓦斯压力的气体，再测一次最敏 感指标，即得该指标的突出临界值。 5仪器设备 5.1仪器设备及要求 仪器设备及要求包括以下几项： a) 煤层模拟装置：包括长圆形压煤缸体和封孔测定装置：长圆形压煤缸体内长不小于1060mm， 内宽不小于220mm，内高不小于330mm；端头测煤口处的水泥密封压盖直径大于60mm； b） 千吨压力机：加压范围为1t1000t，停机后能保压，包含推车与轨道，内高可调，可将测试平 台或突出模拟装置整体推人； c) 突出模拟装置：包括缸体与应力转移支柱；缸体内径不小于600mm，内高不小于370mm，侧 面突出口直径达200mm； （P 煤电钻：钻杆直径38mm，钻头直径42mm； e）小型软分层压制装置：包括5t千斤顶、内径42mm的小缸体及压柱、手压泵、数字压力表 (60MPa)和数显千分表等； 高精度电子秤：量程为0g～500g，分辨率不大于0.01g； g）: 全自动密度仪：分辨率不大于0.0002g/cm； h） 煤样粉碎机； i）# 摇头筛分机：6mm孔径筛子； j） 磅秤：量程为0.0kg~100.0kg，分辨率不大于0.1kg； k） 搅拌机：400kg~500kg 1）秒表：分辨率不大于1s； m) 气压计：量程为80kPa～110kPa，分辨率不大于0.5kPa； n) 温度计：量程为0℃～50℃，分辨率不大于0.5℃； 。) 水分快速测定仪：量程为0.1%～30%，误差不大于0.05%； 钻屑解吸指标△h2测定仪：量程为0kPa～3kPa，误差士2%； (b 钻屑解吸指标K，值测定仪：压力范围为0kPa～10kPa，误差士2%； r） 钻孔瓦斯涌出初速度（q值）测定仪：量程为1.0L/min～30.0L/min，精度应优于2.5级； s) 真空泵：抽气量大于2L/min，真空度小于4Pa； t） 甲烷气源：压力大于1MPa，纯度大于99.9%； u) 数字压力表：量程大于2MPa，精度不低于0.1级； v） 四通截止阀。 5.2气密性检查 5.2.1对煤层模拟装置中的长圆形缸体和突出模拟装置的圆形缸体，进行气密性检查时，缸体中不装 煤样，关闭与钢瓶之间的充气阀门，接通真空泵抽气15min，停泵并放置60min后，与两个缸体相接的 电子压力表压力上升小于100Pa。 5.2.2对于使用过程中煤层模拟装置和突出模拟装置的气密性检查，应在每次试验充气后，利用肥皂 水，涂于各个接口处，1min内没有气泡产生，视为密封良好。 5.2.3系统气密性检查每三个月应至少进行一次。 2 NB/T11328—2023 6煤样采集与制备 6.1煤样的采集 在一个地质单元内的已揭露煤层区域寻找厚度不小于200mm的软分层。软分层煤样的采集分为 原煤样的采集和模拟煤样的采集。采集原煤样时清除表面煤体，从深部20cm～30cm处采集200g~ 300g块状煤样，放人密封瓶中保存带回。模拟煤样从新暴露的软分层中采集，质量为400kg～500kg。 6.2软分层成型压力测定 6.2.1原煤样视密度测定 S 按照 GB/T 474 煤样的制方,取 10g 左右的块状原煤样,采用全自动密度仪测定原煤样的视 6.2.2成型压力测定 成型压力测定装蛋见图1。在无煤样的情况 下用数显千分表测定无载荷下该测定装置的高度。取 15g～20g左右6 样，称重 放 小缸体 按照附录A表A.1 中所给定的压力， 由低到高加压11 到50MPa 每次稳定30 等松弛 in后，测定加煤样后成型压力测定装 置的高度，减去无 煤拌 半时该测定装置的高度，就是压制松弛后的煤样高度，乘以缸体内圆面积，得到压制 0 后煤样的体积，计 该压力下的视密度。 测定11次后，画出视密度随成型压力的变化曲线，见图2， 与原煤样的视密 化，即可确定压制软分层的成型压力 ，测定的数据填人附录A表 A.1中。 MAN ENCY 8 6 标引序号说明： 1- 一原煤样， 一底座， 2 一小缸体； 上梁； ? 一压柱； 立柱； 4——支撑梁； 螺钉； 10 数显千分表。 5- 千斤项； 图1 成型压力测定装置 3 NB/T 11328—2023 1. 40 (u. 1:3 1. 30 1. 25 1.20 10 20 30 40 50 压力/MPa 图2 煤样视密度随成型压力的变化曲线 6.3模拟煤样的处理 6.3.1原煤样与模拟煤样水分的测定 按照GB/T474煤样的制备方法，从原煤样和模拟煤样中分别取样，再按照GB/T212的要求测定 原煤样和模拟煤样的水分。测定的数据填入附录A的表A.1内。 6.3.2模拟煤样搅拌和存储 将现场采集来的模拟煤样粉碎并过筛至6mm以下，放入混合搅拌机中。根据原煤样和模拟煤样 的水分差值及模拟煤样的总重量，向搅拌机中的模拟煤样补充水分，确保模拟软分层水分与原煤样一 致。煤样在搅拌机中一次搅拌均匀后（时间不少于30min）放人塑料桶中密封保存。 6.4软分层的压制 从塑料桶中取15kg～20kg模拟煤样，放入煤层模拟装置的长圆形缸体中，压上长圆形压柱，见图 3，整体推人压力机内，按确定的成型压力值施加压力，保持30min。然后卸除压力，将长圆形缸体由压 力机推出，按同