煤与瓦斯突出及其防治
煤与瓦斯突出机理、监测及防治技术
煤与瓦斯突出机理、预测及防治技术摘要：煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种复杂的动力现象，是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一，随着世界各国科研工作者们对煤与瓦斯突出的深入研究，已经取得了重大进展。
本文从煤与瓦斯突出机理、预测和防治技术进行综述。
关键词：煤与瓦斯突出机理；预测；防治。
1.煤与瓦斯突出机理国内外针对煤与瓦斯突出现象提出了四种假说：瓦斯作用说，化学本质说，地应力作用说和综合假说。
1.1瓦斯作用假说“瓦斯包”假说：该假说认为突出造成的原因是高压的游离瓦斯，这些高压的游离瓦斯储存在“瓦斯包”中，“瓦斯包”周围的煤体的透气性差，这就为高压的游离瓦斯的储存创造了条件，在井下采掘的过程中，当“瓦斯包”周围的煤体遭到破坏或者周围的煤体厚度发生改变时，“瓦斯包”周围的煤壁强度不足以维持“瓦斯包”时，“瓦斯包”中的高压游离瓦斯得到释放，就会短时间内迅速携带煤粉喷出。
“瓦斯膨胀”假说：“瓦斯膨胀假说”认为突出发生在结构不均的高压瓦斯煤层，煤层外部为硬煤，透气性差，内部为软煤透气性好，在采掘的过程中，当外部透气性差的硬煤遭到破坏时，内部的软煤强度较低，高压瓦斯就会通过透气性差的软煤喷出，喷出的同时携带出大量煤粉。
1.2化学本质说瓦斯屏障假说：瓦斯屏障假说认为在煤层受到压力条件时，煤层的结构将会发生改变，空隙率会变小，从而降低了煤层的透气性，在压力增大的过程中，煤层的透气性迅速降低。
甚至随着压力的增大，煤层透气性可减小至零。
这样瓦斯就不能从煤体流向巷道，类似于一个屏障在两者之间起到了隔绝作用，称之为“瓦斯屏障”。
当“瓦斯屏障”消失时，煤层内部的高压瓦斯就会猛烈的像外涌出，造成瓦斯突出。
瓦斯水化物假说：这种假说认为在一定的气压，温度条件下，煤层内可生成瓦斯水化物，且生成瓦斯水化物的温度，气压跟煤层瓦斯重重炭氢气体联系密切，重炭氢气体含量高时，生成瓦斯水化物所需的温度压力都会降低很多。
由于瓦斯水化物状态不稳定，很容易受到外部的因素而发生变化，当瓦斯水化物的平衡发生改变时，瓦斯水化物将会迅速的转变为气态的瓦斯，在短时间内煤层瓦斯压力将会迅速增大，当煤层强度不足以抵抗高压瓦斯时，煤层将会发生突出。
煤与瓦斯突出的预测及防治措施
煤与瓦斯突出的预测及防治措施摘要在总结分析了国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上，重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施，指出神经网络是预测煤与瓦斯突出非线性问题的最有前景的方法。
关键词煤与瓦斯突出预测防治措施1煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律1.1煤与瓦斯突出的机理许多国家对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视，并取得了一定成果，但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性，目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。
国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。
我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了一系列的研究，根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探讨，提出了新的见解和观点，概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。
此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作，并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。
1.2煤与瓦斯突出的类型煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与突出、岩石与突出等。
由于突出时的原动力和所表现现象的不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出3种情况，各种情况比较见表1。
表1煤与瓦斯突出类型比较表（略）1.3煤与瓦斯突出的一般规律（1）突出的次数和强度随开采的深度增加而增加；（2）突出多发生在地质构造地区，如褶曲、断层处及岩浆侵入地区；（3）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大；（4）煤层中的厚度大、倾角大或其厚度和倾角发生变化以及煤层中的软分层由薄变厚的地区，容易发生突出；（5）掘进工作面应力集中的地区易发生突出；（6）在外力冲击作用下，如放炮或采煤机割煤时煤体受到震动，诱导瓦斯发生突出；（7）围岩的透气性越差、致密的岩层越厚，煤层的瓦斯含量越高，其突出的危险性也就越大；（8）突出多发生在揭煤和煤层掘进工作面；（9）在突出前大都出现预兆。
如何扎实做好煤与瓦斯突出的防治工作
如何扎实做好煤与瓦斯突出的防治工作1. 加强瓦斯监测：通过安装瓦斯检测仪器，定期对矿井进行瓦斯浓度监测，及时发现瓦斯超标情况，做好预防工作。
2. 确保通风系统畅通：通风系统是防治煤与瓦斯突出的关键，必须保证通风系统正常运行，及时疏通风道，确保矿井内空气流通。
3. 严格执行安全操作规程：制定科学合理的作业方案，规范生产操作，提高矿工的安全意识，确保生产作业过程中不发生煤与瓦斯突出事故。
4. 强化安全培训：定期开展煤与瓦斯突出防治的安全培训，提高矿工对煤与瓦斯突出防治的认识和应急处理能力。
5. 积极开展技术改造：引进先进的煤与瓦斯防治技术设备，加强矿井防治能力，提高矿山生产的安全性和效率。
总之，做好煤与瓦斯突出的防治工作是矿井安全生产的重中之重，需要各方共同努力，严格执行相关规定，加强技术更新，提高矿工的安全意识，以确保矿山生产的安全与稳定。
煤与瓦斯突出是矿山生产中的常见安全隐患，一旦发生突出事故就会给人员生命安全和财产造成严重威胁。
因此，加强煤与瓦斯突出的防治工作，对于矿山安全生产至关重要。
下面将继续探讨如何做好煤与瓦斯突出的防治工作。
6. 进行定期检查和维护：定期对矿井内的设备、管道、通风系统进行检查，及时发现和排除隐患，确保设备设施的正常运行，以减少突出事故发生的可能性。
7. 加强管理和监督：建立健全的安全管理体系，强化对生产过程中各项安全措施的监督和检查，确保各项安全措施的有效实施，并对违反安全规定的行为进行严肃处理。
8. 采取有效的防治措施：根据矿井的实际情况，制定科学、合理的煤与瓦斯突出防治方案，选择适当的防治措施，如注浆抽采、安装瓦斯抽放设备等，以降低煤与瓦斯突出的风险并加强防范。
9. 强化应急救援能力：建立健全的煤与瓦斯突出应急预案，开展应急演练和培训，提高矿工应对突发事故的应急救援技能和能力，确保一旦发生突出事故，能够迅速有效地进行救援和处理。
10. 推动科技创新：加大对煤与瓦斯突出相关技术的研发和应用，积极引进先进技术和设备，提高煤与瓦斯突出防治的科技含量，以提高矿山生产的安全水平和效率。
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施摘要：对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述，阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法和研究现状，分析影响煤与瓦斯突出的各种地质因素。
随着矿井开采深度逐渐增加，煤层瓦斯含量也逐渐增高，煤层的透气性越低，突出危险性也相应增大，所以研究防治突出措施有重要的现实意义，并提出煤与瓦斯突出的防治措施。
关键词：煤与瓦斯突出地质构造防治措施前言：煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重自然灾害之一，可在极短时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。
我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。
因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务之急。
对于煤与瓦斯突出机理，各国研究者经过长期得到努力提出了包括瓦斯主导作用、地应力主导作用、化学本质作用和综合作用等假说，基本定性的解释了煤与瓦斯突出现象。
1 国内外研究现状1.1 国外研究现状国外关于煤与瓦斯突出机理的研究成果可以归纳为以下4个方面[1~4]：a.瓦斯主导作用假说这类假说认为煤体内存储的高压瓦斯在突出中起主要作用。
其中“瓦斯包”说占重要地位，认为“瓦斯包”是突出的动力来源。
瓦斯主导作用假说主要有：“瓦斯包”说、粉煤带说、煤空隙结构不均匀说、突出波说、裂缝堵塞说、闭合空隙瓦斯释放说、瓦斯膨胀说、卸压瓦斯说、火山瓦斯说、地质破坏带说、瓦斯解吸说等11种假说。
b.地应力主导作用假说这种假说认为煤和瓦斯突出主要是高地应力作用的结果。
高地应力包括2个方面，一方面指自重应力和构造应力，另一方面指工作面前方存在的应力集中。
地应力主导作用假说主要有：岩石变形潜能说、应力集中说、塑性变形说、冲击式移近说、拉应力波说、应力叠加说、放炮突出说、顶板位移不均匀说等8种假说。
防治煤与瓦斯突出细则(二)2024
防治煤与瓦斯突出细则（二）引言概述：防治煤与瓦斯突出是矿山安全工作中的重要任务，对于确保矿工的生命安全和矿山生产的持续稳定至关重要。
本文将针对防治煤与瓦斯突出细则（二）进行详细阐述，包括煤与瓦斯突出的特点、防治措施、监测手段以及应急处理方法等多个方面，旨在指导矿山企业有效防治煤与瓦斯突出，提高矿山安全水平。
正文：一、煤与瓦斯突出的特点1. 煤与瓦斯突出的定义及原因分析2. 煤与瓦斯突出的表征特点及其对矿井的危害3. 煤与瓦斯突出的危险性评估方法4. 煤与瓦斯突出的发展趋势及预测手段5. 煤与瓦斯突出应对措施的调整与完善二、防治措施1. 煤与瓦斯突出的综合治理技术2. 煤与瓦斯突出的防治工程措施3. 多尺度、多参数的煤与瓦斯突出防治研究4. 煤与瓦斯突出防治装备的研发与应用5. 煤与瓦斯突出防治措施的标准与规范建设三、监测手段1. 煤与瓦斯突出的实时监测系统2. 煤与瓦斯突出的监测指标与方法3. 数据采集与处理技术在煤与瓦斯突出监测中的应用4. 煤与瓦斯突出监测与预警的智能化技术5. 煤与瓦斯突出监测手段的发展趋势四、应急处理方法1. 煤与瓦斯突出事故的应急预案制定与实施2. 煤与瓦斯突出应急处理的基本原则3. 煤与瓦斯突出事故的救援与处置措施4. 煤与瓦斯突出事故事后处理与善后工作5. 煤与瓦斯突出应急处理方法的优化与创新总结：通过对防治煤与瓦斯突出细则（二）的详细阐述，我们可以看到在矿山安全工作中，加强防治煤与瓦斯突出的技术手段和管理措施是非常重要的。
通过煤与瓦斯突出的特点分析、防治措施的制定、监测手段的应用以及应急处理方法的完善，我们可以做到及时发现和有效应对煤与瓦斯突出事故，保障矿工的安全和矿山的稳定生产。
然而，在实践中，我们还需要不断完善和创新防治煤与瓦斯突出的细则，不断提升矿山安全管理水平，以应对新形势下的挑战。
煤与瓦斯突出的防治专业知识
煤与瓦斯突出的防治专业知识煤与瓦斯突出是矿井安全中非常重要的问题，对于进行煤矿开采的人员来说，了解煤与瓦斯突出的防治专业知识十分必要。
这篇文章将重点介绍煤与瓦斯突出的防治专业知识，包括煤与瓦斯突出的原因、防治措施以及煤与瓦斯突出事故的处理方法。
一、煤与瓦斯突出的原因1. 煤与瓦斯突出是煤矿开采中常见的安全问题，其主要原因是煤层内存在一定的构造瑕疵和煤质异质性，同时也与开采方式、巷道支护等因素有关。
2. 煤与瓦斯突出是由于煤层内瓦斯与煤体之间的微小孔隙中瓦斯压力超过了煤体压力而导致的。
当煤层开采破坏破局了原有的孔隙结构时，瓦斯随之释放并逐渐聚集在采空区域，当瓦斯压力超过煤体中包气圈的抵抗力时，煤与瓦斯就会突出。
3. 煤与瓦斯突出还与煤层内部应力体系的变化有关。
当煤层开采时，煤层内部应力系统会发生变化，煤体受到的压力将发生变化，从而导致瓦斯从煤体中释放出来。
二、煤与瓦斯突出的防治措施1. 加强煤与瓦斯突出的预测和预警工作。
通过对煤层瓦斯含量、煤层裂隙、煤体应力等因素的监测和分析，及早发现煤与瓦斯突出的迹象，并采取相应的措施进行预防和控制。
2. 加强巷道支护的设计和实施。
巷道支护是控制煤与瓦斯突出的关键措施之一，采用合理的支护方式和材料，确保巷道的稳定性和密封性，防止瓦斯的逸散和突出。
3. 强化瓦斯抽放和排放措施。
通过设置抽放巷道和排放风巷，及时将瓦斯从煤矿井下抽出并排放到安全地点，减少瓦斯在井下的积聚和突出的可能性。
4. 控制煤层开采的速度和规模。
合理控制煤层开采的速度和规模，避免过快和过大的开采导致煤与瓦斯突出的风险增加。
5. 加强对瓦斯进行去除和利用。
通过瓦斯抽采装置，将瓦斯抽出井下后进行提炼和净化，然后利用瓦斯作为能源使用，避免瓦斯的积聚和突出。
三、煤与瓦斯突出事故的处理方法1. 发生煤与瓦斯突出事故后，应立即切断采区与井口的通道，避免瓦斯的扩散和危害的进一步发展。
2. 启动应急预案，迅速组织抢险救援力量，包括瓦斯抽采和排风设备的调运、现场救援人员的组织、瓦斯浓度的监测等。
防治煤与瓦斯突出细则(一)2024
防治煤与瓦斯突出细则（一）引言概述：防治煤与瓦斯突出是煤矿安全工作中的重要内容，它关系到煤矿生产的安全性和稳定性。
为了规范煤矿生产，减少煤与瓦斯突出事故的发生，制定了防治煤与瓦斯突出细则。
本文就防治煤与瓦斯突出细则的相关内容进行详细阐述。
一、煤层及瓦斯分析1. 对煤层进行详细的地质勘探和分析，了解煤层的结构、厚度、含瓦斯量等信息。
2. 使用合适的方法测定煤层中瓦斯体的含量和组成，为防治煤与瓦斯突出提供准确的数据。
二、瓦斯抽放管理1. 根据瓦斯的产生规律和矿井的情况，制定瓦斯抽放方案，确保瓦斯能够及时、有效地抽放出矿井。
2. 安装合适的瓦斯抽放设备，定期检查和维护设备的运行状态。
3. 建立完善的瓦斯抽放管理制度，明确责任，加强瓦斯抽放的监测和事故处理。
三、通风管理1. 建设完善的通风系统，确保矿井内空气的流通和新风的供应。
2. 根据矿井的情况，确定合适的通风模式和通风参数，确保矿井内的瓦斯浓度控制在安全范围内。
3. 设置风流观测点，定期检测矿井通风系统的运行情况，及时发现和处理通风异常问题。
四、煤与瓦斯突出预测与预警1. 根据煤层、矿井的情况，制定煤与瓦斯突出预测与预警方案，明确预警指标和预警措施。
2. 使用合适的方法和仪器对煤与瓦斯突出的危险性进行监测和预测，及时发出预警信号，采取措施保障生产安全。
五、煤与瓦斯突出应急管理1. 制定煤与瓦斯突出应急预案，明确应急组织和处置措施。
2. 建立应急管理制度，加强应急演练和培训，提高应对煤与瓦斯突出事故的能力。
3. 配备应急救援设备和器材，确保在事故发生时能够及时采取措施应对。
总结：防治煤与瓦斯突出是煤矿安全工作中的重要任务，通过煤层及瓦斯分析、瓦斯抽放管理、通风管理、煤与瓦斯突出预测与预警以及煤与瓦斯突出应急管理等方面的细则制定与实施，能有效减少煤与瓦斯突出事故的发生，保障煤矿生产的安全性和稳定性。
煤矿安全规程煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出防治
煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出防治第一节一般规定第二节煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验第三节区域性防治突出措施第四节局部防治突出措施第五节安全防护措施第一节一般规定第一百七十六条矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出，下同），该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。
突出矿井及突出煤层的确定，由煤矿企业提出报告，经国家煤矿安全监察局授权单位鉴定，报省(自治区、直辖市)负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。
对于突出煤层或突出矿井，只有在有充分依据证明不再有突出危险，由煤矿企业提出报告，经原鉴定单位确认和审批单位批准后，方可撤销，并报省级煤矿安全监察机构备案。
新建矿井的煤层突出危险性根据地质勘探部门提供的基础资料，由国家煤矿安全监察局授权单位鉴定，报省(自治区、直辖市)负责煤炭行业管理的部门审批。
新井建设期间必须根据揭穿各煤层的实际情况重新验证煤层的突出危险性，经验证与所定的煤层突出危险性不符时，由煤矿企业提出报告，报原审批部门审批。
【解读】本条是关于突出矿井和突出煤层的鉴定、撤销与审批权限的规定。
煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象，是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。
经鉴定具有煤与瓦斯突出危险性的矿井，对生产人员的安全威胁极大，需投入大量的人力与物力，导致开采成本的增加。
突出机理目前仍处于假说阶段。
由于影响它的因素多、随机性强，要完全控制还有一定的难度。
根据目前所掌握的规律，通过采取一些行之有效的措施，可以做到不发生突出或减少伤亡事故。
1．突出矿井鉴定在瓦斯动力现象出现的初期，缓倾斜煤层多以压出形式出现，它与片帮现象很难区另队急倾斜煤层多出现受媒体自重作用而诱发的倾出，而这种现象又与冒顶现象难以区分。
判断瓦斯动力现象的性质，需要经验丰富的专业机构通过实测煤层瓦斯压力、取样分析化验和现场勘察，综合判断该矿井是否具备煤与瓦斯突出的三大要素，才可做到避免判断失误。
煤与瓦斯突出预兆及其防治
煤与瓦斯突出预兆及其防治煤与瓦斯突出前一般都有预兆，没有预兆的突出是极少数的。
突出预兆伴随其突出过程按其主要特征大体可分为“三个阶段”，各阶段的显现程度和处理原则各不相同。
煤与瓦斯突出的防治措施煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力现象，因其具有突发性、不完全的可知性，很难完全防止它的产生。
但是如果开展突出预测并采取行之有效的防治措施，仍可做到不发生或减少伤亡事故的发生。
目前防治煤与瓦斯突出工作，已不是单一的技术措施，而是一套完整的综合防治突出的系统工程。
防治突出首先要摸清楚它发生的地区、范围，采取必要的防治措施，改变其发生突出应具备的基本条件，使其不发生或降低其突出强度，并采取必要的安全防护措施，重点要抓好以下几点工作。
揭煤防突目前国内大都采用远距离震动放炮的方法揭开煤层，揭煤防突主要是把好“七关”。
设计关：进行煤巷道的设计时，要避开地质构造带和应力集中区；施工关：巷道和抽放钻孔必须按设计施工，落实到实处；验收关：巷道和抽放钻孔必须有专人验收，确保质量；封孔关：凡有矿井系统抽放和局部抽放系统的矿井，应采用新设备、新技术、新工艺、新材料，确保封孔质量，提高抽放效果；抽放卸压关：应按表计算，掌握抽放量、抽放率、瓦斯压力和解突安全抽放期等重要参数；检验关：必须按照颁发的防突细则的有关规定进行效果检验，符合要求后方准揭煤；二次卸压关：揭煤前可再打一组卸压孔，进行二次卸压。
煤巷掘进防突国内外实践证明，煤与瓦斯突出多发生在煤巷掘进过程中。
为了有效地防治煤巷掘进突出，应用超前排放钻孔、浅孔松动爆破、深孔控制爆破、预抽瓦斯以及上述措施与边掘边抽相结合的综合防突措施。
在一般和中等程度突出危险区域，大部分采取打少数超前卸压钻孔的方法解突；在严重突出危险区域，大都采用超前钻孔、煤体固化和金属骨架等多种措施综合防治。
大倾角不稳定煤层防突在大倾角不稳定煤层中，重点采取超前密集钻孔和煤层注水防突措施。
超前密集钻孔是通过煤体前方的钻孔使煤体应力释放和转移，钻孔使煤体前方的高压瓦斯得以释放，使掘进头前方一定范围内形成低应力、低瓦斯区，达到防突或降低突出强度的目的。
防治煤与瓦斯突出的基本常识（4篇）
防治煤与瓦斯突出的基本常识煤与瓦斯突出是煤矿安全生产中的一种重要的危险事故，其泛指在煤矿开采过程中，由于地质、工艺等方面原因，煤体与瓦斯发生突出，导致煤层破坏释放大量的煤与瓦斯，给矿井的生产和人员的生命安全带来严重威胁。
为了防治煤与瓦斯突出事故,有必要了解一些基本的常识。
一、煤与瓦斯突出的原因（一）煤岩力学特性：煤层的物理力学性质是造成煤与瓦斯突出的基本原因之一。
煤的崩塌性、膨胀性以及分层、剪切裂隙的存在都是引起煤与瓦斯突出的因素。
（二）煤层构造：煤层构造是煤与瓦斯突出发生的重要因素。
煤层的断裂、倾向、倾角、褶皱、断裂带等形成对突出的发生有重要影响。
（三）矿井开采工艺：矿井开采工艺是煤与瓦斯突出的重要因素。
矿井开采中的爆破、掘进、支护以及煤与瓦斯的释放和抽采等工艺环节都可能导致煤与瓦斯突出的发生。
二、煤与瓦斯突出的表现（一）封闭小点突出：煤炭岩体向矿井内突出的最小表现形式，突出距离一般不超过5m。
（二）表层突出：煤岩体突出的表面在矿井内露出的情况，煤层向上突出的距离一般在5-10m范围内。
（三）块状突出：突出体的体积较大，突出距离可达几十米，突出体一般为恢复压力大的煤体。
（四）巨型突出：大规模的突出，突出距离可达几百米，煤层整体向上突出。
三、煤与瓦斯突出的预测和预警为了防范煤与瓦斯突出事故，需要进行煤与瓦斯突出的预测和预警工作。
煤与瓦斯突出的预测一般包括地质预测、地震预测和气体预测等。
地质预测：通过对煤层的地质条件进行综合分析，包括断裂和裂隙的发育情况、煤层的结构性地质因素、地下水位等方面的评估，来预测煤与瓦斯突出的可能性。
地震预测：通过监测地下煤与瓦斯突出过程中所产生的地面微震事件和地下地震波的传播情况，来预测煤与瓦斯突出的可能性。
气体预测：通过监测煤矿井下的瓦斯浓度和流量，以及地温、大气压力等参数的变化，来预测煤与瓦斯突出的可能性。
四、煤与瓦斯突出的防治措施（一）合理选煤：根据煤层的地质条件、煤与瓦斯突出的危险性，采取合理的选煤措施，减小突出的可能性。
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煤与瓦斯突出及其防治
作者：常建飞
来源：《科学与财富》2011年第04期
[摘要] 煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，也是煤矿中一种严重的自然灾害.从1950年至今,在我国不同类型的200多个矿井中已发生了一万多次突出,约占全世界总突出次数的三分之一.其强度最大的一次,突出煤量12780吨、瓦斯140万米~3.我国已成为突出最严重的国家之一.到目前为止，对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。
因此，必须把防治突出作为一项重要工作来抓。
[关键词] 煤与瓦斯突出；突出机理;防治
0前言
煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动,是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象; 可在极短的时间内, 由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯。
突出物会造成埋人,破坏设施,突出的瓦斯使人窒息,甚至引起瓦斯爆炸,造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。
我国煤与瓦斯突出矿井多,分布范围广, 并且突出频繁, 突出后，在煤体内形成各种奇异分岔形的突出空洞。
不同类别的突出，起主要动力原因不同，表现的特征不同，采取的防治措施也不同。
因此深入研究煤与瓦斯突出是非常必要的。
1 煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律
1.1 煤与瓦斯突出的机理
我国根据现场资料和试验研究对突出机理进行了探讨，提出了新的见解和观点,特别是近几年随着研究的深入及新技术手段的应用,产生了许多新认识。
目前已能对突出发生的原因、条件、能量来源作出定性的解释和近似的定量计算,为防治措施选择及效果检验提供理论依据。
概括起来主要有以下几方面:中心扩张学说、流变假说、二相流体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳观点。
国外关于煤与瓦斯突出机理的认识可归为4种观点:地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说[1,2]。
1.2 煤与瓦斯突出的类型
煤与瓦斯的突出包括:煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。
由于突出时的原动力和表现现象不同,煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出等3种情况。
1.3 煤与瓦斯突出的一般规律
突出的次数和强度随开采的深度增加而增加；突出多发生在地质构造地区,如褶曲、断层处及岩浆侵入地区；煤体破坏程度越严重,煤的强度越小,突出危险性越大；煤层中的厚度大、倾角大或其厚度和倾角发生变化以及煤层中的软分层由薄变厚的地区,容易发生突出；掘进工作面应力集中的地区易发生突出；在外力冲击作用下,如放炮或采煤机割煤时煤体受到震动,诱导瓦斯发生突出；围岩的透气性越差、致密的岩层越厚, 煤层的瓦斯含量越高,其突出的危险性也就越大；突出多发生在揭煤和煤层掘进工作面[3]。
2煤与瓦斯突出的预兆与预测
2.1 煤与瓦斯突出的预兆
煤与瓦斯突出前一般都有预兆,没有预兆的突出是极少数的。
突出预兆伴随其突出过程,按其主要特征大体可分为“三个阶段”
2.1.1早期预兆,煤变软、光泽暗、层理节理都紊乱
2.1.2中期预兆,钻沫多、钻进慢,夹顶、喷孔异常,预兆严重突出危险区域表现强烈
2.1.3临突预兆,工作面来压、煤炮响、瓦斯涌出异常
2.2 煤与瓦斯突出的预测
科学确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。
通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的方式,对各种煤与瓦斯突出预测指标进行敏感性分析研究,确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。
对部分防突指标检验值超过规定的或出现动力现象的煤层,应进行突出危险性鉴定或进行突出危险区域划分,未鉴定划分前要按突出煤层进行管理。
国内外煤与瓦斯突出的预测方法有以下几种:(1)微震技术预测突出危险性(2)煤层温度状况预测突出的危险性,温度状况预测突出危险性的理论根据是:瓦斯解吸时吸热,导致煤层温度降低。
温度降低越多, 说明煤层瓦斯解吸能力越强,则突出危险性越大。
(3)电磁辐射强度预测突出危险（4）煤层中涌出的氦或氡体积分数的变化预测突出[4]。
3 预防煤与瓦斯突出的措施
防治煤与瓦斯突出,在预测它发生的地区、范围后,采取必要的防治措施,改变其发生突出应具备的基本条件,从而可以使其不发生或降低其突出强度。
预防突出措施按作用范围来划分,有区域性措施和局部性措施。
3.1 预防突出的区域性措施
3.1.1优先开采保护层
开采具有煤和瓦斯突出危险的煤层群时,预先开采无突出危险或危险性较小的煤层,使有突出危险的煤层卸压,大量泄出瓦斯,从而使其减弱或失去煤和瓦斯突出危险。
对有条件进行保护层开采的突出煤层,坚定不移地实施保护层开采,对不具备保护层开采条件的突出煤层不安排采掘活动,同时创造条件研究解决保护层开采的新技术。
3.1.2煤层开采前瓦斯预先抽排
煤层开采前瓦斯预先抽排,消除高地应力,提高煤层透气性, 在回采前消除突出。
3.1.3煤层注水
水湿润的煤力学性能发生很大变化,塑性提高, 弹性模量减小,从而使地应力分布均匀化,地应力和瓦斯压力梯度都减小,弹性潜能降低,释放的速度变小,大大减小了突出释放弹性潜能的功率水平;水进入煤的孔隙,降低了瓦斯放散初速度,增加了瓦斯流动阻力,从而削弱了瓦斯在突出过程中的作用;抽排瓦斯降低了瓦斯压力和瓦斯含量,减小了瓦斯内能[5]。
3.2预防煤和瓦斯突出的局部性措施
3.2.1水力冲孔
在进行采掘工作之前,使用高压水射流,在有突出危险的煤层(或石门揭煤)中,冲出若干直径较大的孔洞。
冲孔过程中可排出大量瓦斯和一定数量的煤炭,因而在煤体中形成局部卸压区域,在这个区域内,则可防止发生突出。
水力冲孔常用于石门揭煤、煤层巷道掘进和回采工作面。
在石门揭煤时,采用水力冲孔在工作面前方应保留3~5m的安全岩性。
3.2.2排放钻孔
在预定的石门(井筒)揭穿煤层的断面轮廓外布置多排扇形穿层钻孔, 通过钻取煤炭与排放瓦斯来防止揭穿煤层时发生突出。
该法简便易行,效果显著,特别适用于急倾斜煤层条件。
3.2.3金属骨架
用于石门揭穿煤层、加固煤体、阻止突出的一种超前支护。
它一般适用于地应力和瓦斯压力不太大的急倾斜薄及中厚煤层。
采用金属骨架措施揭穿煤层后,严禁拆除或回收骨架。
3.2.4震动性放炮
为诱导突出所采用的一种特殊放炮方法。
当井巷要揭开突出危险煤层时,在工作面布置较多的炮眼,装较多的炸药,以强力全断面一次爆破,瞬间揭开突出煤层。
借助放炮时产生的强烈震动力使煤层中潜能和瓦斯得到迅速释放, 从而达到人为诱导突出的目的。
3.2.5超前钻孔
在煤巷掘进工作面的前方,打直径为75~300mm的钻孔,排放瓦斯,并在钻孔周围形成卸压带,以防止发生突出。
一般钻孔深15~20m。
超前钻孔常用于煤层较厚、赋质较软、透气性较好的情况下。
对于煤层较硬,可以与微差控制爆破结合使用。
3.2.6深孔松动爆破
在工作面前方存在有5m卸压煤体防护下,在前方5.5m以外引爆几个深炮眼形成煤体松动爆破。
炮眼周围煤体的破裂与松动形成卸压圈,使原有集中应力带与高压瓦斯带移向深部,为工作面的掘进创造了较长的安全区与防护区。
深孔松动爆破适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层[6]。
4 结论
煤与瓦斯突出具有突发性、不完全的可知性,完全防止它的发生是不现实的。
根据现实情况,只要采取通风与抽放瓦斯等综合防突措施,进行合理的采掘部署、突出危险性预测、防突措施的效果检验,正确处理好安全、生产、效益之间的关系,就可以减少甚至避免这种灾难性事故的发生。
参考文献:
[1]李军涛.煤与瓦斯突出的规律和特征[J].中国煤炭,2005,31(7) :4l-44.
[2]张仕和.煤与瓦斯突出机理的探讨[J].中国煤炭,2006,32(6):38- 40.
[3]于不凡,王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京: 煤炭工业出版社,2000.
[4]梁冰,章梦涛,潘一山等.煤和瓦斯突出的周流耦合失稳理论[J] .煤炭学报,1995,20(5):492-496.
[5]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州.中国矿业大学出版社,1992.
[6]煤炭工业部制定.防止煤与万斯突出细则.北京:煤炭工业出版社，1995. ■。