煤与瓦斯突出防治技术

煤与瓦斯突出防治技术与管理体系内容：一、煤与瓦斯突出概述二、煤与瓦斯突出防治技术措施三、煤与瓦斯突出事故处理四、煤与瓦斯突出防治管理体系一、煤与瓦斯突出概述1.煤与瓦斯突出基本概念;2.煤与瓦斯突出的危害;3.突出煤的物理力学性质;4.煤与瓦斯突出的分类;5.煤与瓦斯突出的预兆;6.煤与瓦斯突出的规律;7.典型案例;1.煤与瓦斯突出基本概念●根据资料记载，世界上突出已有150多年的历史煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。

●1834年3月22日，法国鲁阿雷煤田依萨克煤矿，在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次煤与瓦斯突出。

●世界上最大一次突出发生在1969年7月13日，是前苏联的顿巴斯矿区加加林煤矿，当石门揭穿厚仅1.3米煤层时，发生了突出，突出煤（岩）14200吨，涌出瓦斯25万立方米。

●中国是世界上突出最为严重的国家，目前有270多个突出矿井，已发生突出15000余次，占世界各国突出总数的40%。

我国近10年突出死亡人数2000人。

我国突出的主要省份有四川、重庆、湖南、贵州、江西、河南、辽宁等。

●我国最大的一次突出发生在1975年8月8日，是四川天府矿务局三汇坝一矿在主平硐揭穿煤层时发生的，突出煤（岩）12780吨，涌出瓦斯近140万立方米。

2.煤与瓦斯突出的危害●煤与瓦斯突出是一种及其复杂的动力现象，它在短时间内向采掘空间抛出的大量煤(岩)和瓦斯能摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至充塞巷道，造成瓦斯窒息、燃烧和爆炸以及煤流埋人等。

请看下述几起案例：案例1：●1879年4月17日，比利时曾发生一次突出，突出强度为420吨，涌出瓦斯50万立方米，瓦斯喷出时，逆风流从提升井冲到地面，距井口23米的炉火导致瓦斯燃烧，火焰高达50米，井口建筑物烧成废墟。

两小时后，火焰将熄灭时，又引起瓦斯连续爆炸7次，每隔7分钟爆炸一次。

当时井下有209人，死亡121人，地面烧死3人，11人被烧伤。

案例2：●1971年六枝矿务局大用煤矿突出煤量2000余吨，死亡99人，风流逆转，造成人员窒息，遇害人员在距离突出地点700~800米。

案例3：●1972年2月20日，湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了突出，突出强度为4500吨，涌出瓦斯138.5万立方米，高浓度瓦斯从主井口喷出，井口附近瓦斯浓度高达15%，较长时间稳定在9%；从北翼风井口，喷出瓦斯被信号房内的炉火引燃，火柱高达30米，井口房和主扇被烧毁。

案例4：●1999年12月26日沈阳矿务局红菱矿揭煤时发生特大型突出，突出煤量2000吨，瓦斯逆流2000多米，死亡28人，遇害多为局矿级和基层单位领导，其中包括矿总工、副总、局通风处处长5名处级干部，其他人员除放炮施工人员外，也多为区队长和矿救护人员。

案例5：●2002年4月7日，安徽省淮北矿业集团公司芦岭煤矿发生了一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量5000余吨，涌出瓦斯30余万立方米。

突出的煤充填巷道700多米，其中400多米巷道被填实，造成13人死亡。

案例6：●平煤十二矿己15-17—16041风巷于1990年11月4日，在掘进到727m时曾发生煤与瓦斯压出，压出煤量19吨，涌出瓦斯量1400m3。

于1991年1月22日工作面掘进到865m 时又发生煤与瓦斯压出事故，压出煤量91吨，涌出瓦斯量4200m3，造成流煤埋人，1人死亡。

3. 突出煤的物理力学性质（1）●煤与瓦斯突出发生在煤层中，煤的结构特征对突出也有显著影响。

根据大量突出点的调查统计，在发生突出的地点及附近的煤层都具有层理紊乱、煤质松软的特点，人们习惯上把这种煤叫做软分层，或称软煤。

在突出矿井，煤质变软是突出的一种预兆。

●所谓软分层或者软团块、软煤，是与正常煤层相比而言的。

这种煤层比正常煤分层的强度明显降低，具有极端的松散性和易碎性，用手捻搓易成厘米、毫米级碎粒甚至煤粉。

从地质角度分析，软分层属于构造煤，它是煤层在构造应力作用下形变的产物。

3. 突出煤的物理力学性质（2）按照煤在构造作用下的破碎程度，构造煤分为三种类型：●碎裂煤：煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎块，这些碎块保持尖棱角状，相互之间没有多大的位移，仅在一些剪性裂隙表面煤被磨成细粉，原生结构可见。

●碎粒煤：煤已破碎成粒状，由于运动过程中颗粒间相互磨擦，大部分颗粒被磨去了棱角，并被重新挤压，主要粒级在1mm以上。

原生结构已破坏，构造镜面发育。

●糜棱煤：煤已破碎成细粒状或细粉状，并被重新压紧，其主要粒级在1mm以下，有时煤粒磨得很细，只相当于岩石的粉砂级。

由于这种煤是在强烈形变和发生塑性流动情况下造成的，肉眼和镜下常可看到流动构造，如长条状颗粒的定向排列等。

3. 突出煤的物理力学性质（3）●煤结构破坏程度的分类国内外不少研究者采用煤结构的破坏程度预测煤与瓦斯突出的危险性。

煤的结构与突出的关系主要表现在原生结构被破坏的构造结构上。

煤的结构破坏越严重，煤的机械强度也就越小，而且破坏后的煤增加了破裂面，煤内瓦斯的放散速度亦大为提高，因而，突出危险煤层的全部或大部分是由裂隙极多、镜面发育、层理紊乱、破碎严重的煤所组成，这就是所谓的“构造煤”。

苏联和我国一些单位对煤结构破坏程度的研究，进行了煤的破坏类型划分，从突出危险性区域预测的需要出发，对煤的破坏类型做了划分。

见下页煤的破坏类型表煤的破坏类型3. 突出煤的物理力学性质（5）煤的物理力学性质研究意义1.构造煤是引起突出的必要条件之一（发生突出的地点必须有构造或叫软分层的存在）。

2.突出煤层中构造煤厚度的增大，突出危险性也相应的增强。

3.对构造煤宏观、微观的研究，有助于我们认识突出发生的内在原因和机理。

4.构造煤的厚度变化和分布规律在一定程度上标志着突出发生的危险程度，对构造煤分布规律的研究有助于我们从地质角度进行突出预测。

4.煤与瓦斯突出的分类4.1按动力现象的力学特征分类按照动力现象的力学的基本特征，可分为三类，即：突出、压出、倾出。

4.2按突出的强度分类按照突出强度的大小可分为四类，即：小型、中型、大型和特大型。

4.1.1突出的基本特征● 1. 突出的煤向外抛出距离较远，具有明显的分选现象；● 2. 抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角；● 3. 抛出的煤破碎程度高，含有大量的块煤和手捻无粒感的煤粉；● 4. 有明显的动力效应，破坏支架，推倒矿车，破坏和抛出安装在巷道内的设施；● 5. 有大量的瓦斯（二氧化碳）涌出，瓦斯（二氧化碳）涌出量远远超过突出煤的瓦斯（二氧化碳）含量，有时会使风流逆转；● 6. 突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。

4.1.2 压出的基本特征● 1. 压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离较小；● 2. 压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；● 3. 压出的煤呈块状，无分选现象；● 4. 巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；● 5. 压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。

4.1.3 倾出的基本特征● 1. 倾出煤体按自然安息角堆积，并无分选现象；● 2. 倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂（厚煤层）方向发展；● 3. 无明显动力效应；● 4. 倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中；● 5. 巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量明显增加。

4.2 按突出的强度分类按突出强度的大小可分为：●①小型突出：突出强度在100吨以下（不含100吨）；●②中型突出：突出强度在100吨（含100吨）~500吨（不含500吨）之间；●③大型突出：突出强度在500吨（含500吨）~1000吨（不含1000吨）之间；●④特大型突出：突出强度在1000吨（含1000吨）以上。

5.煤与瓦斯突出的预兆（1）实践证明，大多数突出都有一些能为人的感官察到的预兆。

突出的预兆重要表现在以下三个方面：●地压显现方面的预兆：煤炮声、支架折裂声、煤岩开裂、自行剥落、掉渣、底鼓、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔、顶钻、夹钻等。

●瓦斯涌出方面的预兆：瓦斯涌出异常，瓦斯浓度忽大忽小，煤尘增大，气温和气味异常，打钻喷孔，出现哨声、风声和蜂鸣声等。

●煤层结构与构造方面的预兆：煤层层理紊乱，煤体干燥，煤体松软或强度不均匀，煤的色泽暗淡，煤厚与倾角变化，挤压褶曲、波状隆起，断层等。

概括起来，这些预兆可分为有声预兆和无声预兆。

5.煤与瓦斯突出的预兆（2）●有声预兆：地压活动剧烈，顶板来压，不断发生掉渣和支架断裂声；煤层中产生震动，手扶煤壁感到震动和冲击；听到煤炮声和闷雷声，突出时伴有巨雷般响声。

●无声预兆：工作面遇到地质变化，煤层厚度不一，煤层中软分层变化；瓦斯涌出量增大或忽大忽小；工作面气温降低；煤层层理紊乱；硬度降低，光泽暗淡，煤体干燥，煤尘飞扬，有时煤体碎片从煤壁上弹出，打钻时严重顶钻、夹钻或喷孔等。

6 . 煤与瓦斯突出的规律●①煤层突出危险性随开采深度增加而增加；●②绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面；●③煤层突出危险性随煤厚的增加而增加；●④突出大多发生在地质构造带；●⑤大多突出前有作业方式诱导；●⑥突出大多有突出预兆；●⑦石门突出危险性最大；●⑧煤层突出危险区常呈带状分布；●⑨煤与瓦斯突出具有明显的时间效应。

平煤矿区煤与瓦斯突出规律●①随着矿井开采深度的增加，突出危险性增大；●②绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面；●③突出多发生在地质构造带；●④大多数突出前有作业方式诱导；●⑤突出前大多数有预兆；●⑥煤与瓦斯突出危险呈条带分布；●⑦煤的碳化程度越高，其突出危险性增大；●⑧由西向东，突出的危险性随之增大。

突出与采掘工艺的关系突出地质构造关系采掘工作面突出次数及比例突出预兆工作面瓦斯突出区域预测效果平顶山十矿工作面瓦斯突出预测成果：减少瓦斯突出治理工程量50%以上7.典型案例7.1 1991年1月22日十二矿己15-17—16041风巷突出7.2 1991年9月16日八矿己15—13160综采工作面突出7.3 1996年12月27日十二矿己七轨道下山突出7.4 1998年12月4日八矿己15—13190机巷突出7.5 2000年10月15日八矿戊二皮带下延突出7.6 石门揭煤时的突出案例7.1 1991年1月22日十二矿己15-17—16041风巷突出突出前瓦斯情况及措施突出过程突出主要特征经验教训突出前瓦斯情况及措施●己15-17—16041风巷于90年4月份开始采用综掘机掘进，设计总长1300米，已掘进865米，掘进断面11.4m2，净断面9.92m2，煤厚达6米，分上下两分层回采，煤层倾角5~7度，顶、底板岩性为泥岩或砂质泥岩，用2.8×2.8工字钢梯形支护。

用两台28 KW局扇供风，正常风量279m3/min，正常工作面瓦斯浓度0.2~0.6%，回风流瓦斯浓度为0.3~0.98%。