煤与瓦斯突出机理研究现状及分析
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策

煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策煤矿煤与瓦斯突出是煤矿安全生产中常见的一种危险现象,给煤矿生产和工人的生命财产安全带来了严重的威胁。
为了深入了解煤矿煤与瓦斯突出的现状及防治对策,我们需要从煤矿煤与瓦斯突出的原因、现状和防治措施等方面进行深入分析和讨论。
一、煤矿煤与瓦斯突出的原因1. 煤矿开采活动导致地质构造失稳,破坏了地下的瓦斯密封层,瓦斯逸散;2. 煤体分解释放出的甲烷气体,是致使煤矿瓦斯爆炸的主要因素之一;3. 长期的煤矿开采已经形成了一定的瓦斯压力,一旦受到外界的刺激就会造成瓦斯的自然涌出;4. 煤与瓦斯的比例关系,不同矿区、不同煤层瓦斯含量都不尽相同,这也会直接影响到煤与瓦斯突出的情况。
煤矿煤与瓦斯突出是由于地质构造、矿井工程等多方面的因素共同作用导致的,因此要全方位、综合分析各项因素,及时制定合理的防治措施。
煤矿煤与瓦斯突出已成为煤矿安全生产的一大隐患,给煤矿企业和矿工带来了巨大的安全风险。
据统计,国内煤矿煤与瓦斯突出的事故频发,造成了大量的人员伤亡和财产损失。
煤与瓦斯的突出现象始终是制约煤矿安全生产的一个难题,因此亟需加强煤与瓦斯突出的防治工作。
1. 严格落实各项安全制度,严格执行瓦斯防治措施。
在煤矿生产过程中,必须严格执行各项瓦斯防治措施,确保生产设备的良好运行,及时发现并排除隐患,杜绝任何不安全因素的存在。
还要加强对瓦斯防治工作的宣传教育,提高全体职工的安全意识和防范意识。
2. 完善瓦斯检测监控系统,及时发现和处理瓦斯突出隐患。
对于现有的煤矿瓦斯检测监控系统,需要进行升级改造,提高监控的准确性和灵敏度;并建立健全瓦斯突出的联合预警体系,确保瓦斯突出隐患得到及时发现和处理。
3. 推行煤层气抽放技术,减少瓦斯积聚。
煤层气抽放技术是当前煤矿瓦斯防治的一项重要技术手段,通过对煤层气进行抽放和利用,减少瓦斯的积聚,降低瓦斯突出的风险。
4. 加大科技研发力度,研究新型瓦斯防治技术和设备。
科技是生产力,只有不断创新,才能更好地解决煤矿瓦斯突出问题。
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策

煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策煤矿煤与瓦斯突出是一种常见的矿井灾害,给矿山生产和矿工安全造成了严重影响。
本文将介绍煤矿煤与瓦斯突出的现状以及防治对策。
我们来了解一下煤矿煤与瓦斯突出的概念。
煤炭是由母煤和富含瓦斯的煤层组成的,在采掘的过程中,煤与瓦斯之间的相互作用会导致瓦斯被释放出来。
当瓦斯释放量超过矿井处理能力时,就会发生煤与瓦斯的突出,造成瓦斯爆炸和煤尘爆炸等灾害。
煤矿煤与瓦斯突出的发生主要与以下几个因素有关:1.煤层的瓦斯含量:瓦斯释放量与煤层的瓦斯含量成正比,瓦斯含量高的矿井容易发生煤与瓦斯突出。
2.煤与瓦斯的相互作用:煤与瓦斯之间的相互作用会引起瓦斯释放,当作用力超过瓦斯的吸附力时,瓦斯就会释放出来。
3.矿井地质条件:地质构造和水文地质条件对瓦斯的发生和迁移有一定影响,地质条件复杂的矿井容易发生煤与瓦斯突出。
为了防治煤矿煤与瓦斯突出,需要采取以下防治措施:1.瓦斯抽放:通过安装瓦斯抽放设备,抽取矿井中的瓦斯,降低矿井瓦斯含量,减少煤与瓦斯突出的风险。
2.煤尘控制:煤尘是煤与瓦斯突出爆炸的重要因素之一,需要加强煤尘的控制措施,保持矿井的清洁度,减少煤尘爆炸的风险。
3.瓦斯检测与监测:安装瓦斯检测仪器,进行瓦斯浓度和瓦斯流量的实时监测,一旦发现异常,及时采取措施。
4.通风控制:通过合理的通风系统设计和运行,保持矿井内的气体质量,减少瓦斯的积聚和扩散,降低煤与瓦斯突出的风险。
5.安全教育与培训:加强矿工的安全教育,提高矿工的安全意识和技能,有效地预防和应对煤与瓦斯突出。
煤矿煤与瓦斯突出是一种常见的矿井灾害,对矿山生产和矿工安全造成严重影响。
要防治煤与瓦斯突出,需要采取瓦斯抽放、煤尘控制、瓦斯检测与监测、通风控制以及安全教育与培训等综合措施。
只有加强矿井管理,提高矿工的安全意识和技能,才能有效地预防和应对煤与瓦斯突出的发生。
煤与瓦斯突出机理研究现状及分析_李希建

第38卷 第1期 煤田地质与勘探Vol. 38 No.1 2010年2月COAL GEOLOGY & EXPLORA TIONFeb. 2010收稿日期:2009-06-06基金项目: 国家自然科学基金项目(50534090); 国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2005CB221506); 贵州省科技厅工业攻关项目(黔科合GY 字(2006)3029); 贵州省科技厅科技基金项目(黔科合J 字(2006)2109); 教育部春晖计划项目(Z2007-1-52010)作者简介: 李希建(1967—), 男, 湖南张家界人, 博士, 教授, 从事矿井瓦斯防治研究工作.文章编号: 1001-1986(2010)01-0007-07煤与瓦斯突出机理研究现状及分析李希建1, 2,林柏泉1(1. 中国矿业大学安全工程学院, 江苏 徐州 221008; 2. 贵州大学矿业学院, 贵州 贵阳550003) 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及其历史发展过程和研究现状;分析了这些研究成果的不足之处,提出了煤与瓦斯突出机理的研究方向。
研究表明,煤与瓦斯突出机理已经从单因素向多因素发展,综合作用假说得到了普遍认可,这为防突工作提供了理论依据。
认为,煤与瓦斯突出准备机理、失稳与平衡机理、发展机理、传播机理和煤与瓦斯突出带分布规律研究是煤与瓦斯突出机理需要深入研究的方向。
关 键 词:煤与瓦斯突出;机理;研究现状;研究方向中图分类号:TD713.1 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.002Status of research and analysis on coal and gas outburst mechanismLI Xijian 1, 2, LIN Baiquan 1(1. School of Safety Engineering , China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China ;2. School of Mining , Guizhou University , Guiyang 550003, China )Abstract: In order to discuss the orientation of research on coal and gas outburst mechanism, research findings of coal and gas outburst mechanism were presented in this paper, Different thoughts and methods of research on coal and gas outburst mechanism were expounded, so were the processes of development and current situation of re-search on coal and gas outburst mechanism. Limitations of existing research findings on coal and gas outburst mechanism were analyzed. Orientation of research on coal and gas outburst mechanism was proposed as well. Currently, research on coal and gas outburst mechanism has developed from single-factor level to multiple-factor level and hypothesis of comprehensive function of multiple-factor has received wide acceptance, which has built theoretical basis for outburst prevention measures in coal mine. Domestic researchers have made abundant achievements in the research on mechanism of coal and gas outburst, which has advanced and developed the mechanism. It was believed that the mechanisms of outburst preparation, outburst instability and balancing, out-burst development, outburst transmission of coal and gas, as well as the regularity of distribution of regions where coal and gas outburst tend to take place are the research orientation for deepened study of the mechanism of coal and gas outburst.Key words: coal and gas outburst ;mechanism ;research actuality ;orientation of research煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象,也是一种非常严重而又比较普遍的威胁煤矿安全生产的自然灾害。
煤与瓦斯突出机理研究现状及分析

煤与瓦斯突出机理研究现状及分析摘要:本文旨在系统研究和分析煤炭和瓦斯突出机理。
在该研究中,分析了煤炭和瓦斯突出过程中所涉及的物理化学变化、地质条件、煤层压力、煤体结构、气钻参数、工程技术参数等因素的影响。
根据具体的表征,给出了定量的分析和结果,为进一步研究煤炭和瓦斯突出机理提供了依据。
关键词:煤炭突出机理;瓦斯突出机理;物理化学变化;地质条件;工程技术参数正文:煤炭突出机理及其与瓦斯突出机理之间的关系,是深入研究煤炭开采常用的重要内容。
近年来,研究者们对煤的突出机理和瓦斯突出机理进行了大量研究。
研究表明,挖掘过程中煤体膨胀和瓦斯膨胀的作用不仅有助于增加绿色掘进的瓦斯释放速度,而且还可以促进煤炭突出提高开采效率。
具体来说,煤炭突出机理分析依赖于了解煤炭和瓦斯挖掘过程中所涉及的物理化学变化、地质条件、煤层压力、煤体结构、气钻参数、工程技术参数等各方面因素的影响。
基于此,本文将重点分析煤的突出机理和瓦斯突出机理之间的关系,并就机理的重要性和应用提出相关建议。
具体来讲,煤炭和瓦斯突出机理是由于发生了感应膨胀和非感应膨胀等煤体膨胀反应所引起的。
其中,感应膨胀是指煤炭在挖掘过程中受到外部力作用而产生的膨胀,而非感应膨胀则指煤炭瓦斯渗出引起的膨胀。
此外,压力、温度、固体标准热容等地质条件也会引起煤炭突出机理的变化。
瓦斯突出机理同样受到诸多因素的影响,其中最明显的因素是瓦斯压力,同时,地质条件和煤层推力也可能影响机理的变化。
总之,本文研究了煤炭突出机理及其与瓦斯突出机理之间的关系,并给出了定量分析结果,为煤炭开采提供了参考依据。
为了进一步开发出有效的煤炭突出机理,对气钻工程技术参数进行重新设计也是至关重要的。
例如,在气钻工艺设计中,考虑煤(或瓦斯)的突出机理,可以有效地提高开采效率。
这需要根据具体的煤层特征,综合考虑气钻参数,如气钻孔径、钻头长度、钻头转速、电极参数和爆破参数等参数,探讨其对煤(或瓦斯)突出机理的影响。
近距离煤层群煤与瓦斯突出机理及预警研究

3、未来的发展趋势
3、未来的发展趋势
未来在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面的发展趋势包括: (1)深入研究煤与瓦斯突出的内在机制,完善理论基础; (2)加强新技术、 新方法的研发和推广应用; (3)发展智能化、自动化的防突技术和装备,提高 防治效果和矿井安全水平。
3、未来的发展趋势
结论 本次演示对煤与瓦斯突出的机理及防治技术进行了深入探讨。通过分析突出 原因、危害、发生条件和影响因素,提出了相应的防治原则和常见防治技术,并 指出了当前存在的问题和未来的发展趋势。煤与瓦斯突出防治技术的研究和应用 对保障矿工生命安全和提高煤炭生产效益具有重要意义。
2、缺乏有效的预测和防治方法,难以从根本上降低煤与瓦斯突出的 风险。
研究方法 本研究采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,首先对煤层应力 状态进行理论分析,建立数学模型,并通过数值模拟方法模拟煤与瓦斯突出过程。 同时,结合现场实践,对防治方法进行验证和优化。
2、缺乏有效的预测和防治方法,难以从根本上降低煤与瓦斯突出的 风险。
2、煤与瓦斯突出的主要原因和危害
煤与瓦斯突出的主要原因包括:地应力、瓦斯压力、煤岩物理特性等。煤与 瓦斯突出会带来以下危害:
2、煤与瓦斯突出的主要原因和危害
(1)危及矿工生命安全,造成人员伤亡; (2)导致矿井生产中断,生产效 率下降; (3)突出的煤岩和瓦斯会对井下设备造成破坏,增加维修成本。
结果与讨论 1、煤层应力状态特征及影响因素:煤层应力状态受到多种因素的影响,如地 质构造、煤层厚度、埋深、岩性等。在特定的地质条件下,煤层应力状态会出现 异常,导致煤与瓦斯突出的发生。
2、缺乏有效的预测和防治方法,难以从根本上降低煤与瓦斯突出的 风险。
2、煤与瓦斯突出机理:煤与瓦斯突出是在煤层应力作用下,煤和瓦斯从煤层 中突然释放的过程。突出的原因是煤层中的瓦斯压力大于外部压力,同时煤层的 力学性质也起到重要作用。
我国煤与瓦斯突出事故现状及防治对策

防治对策及实践
3.1预防为主的原则
针对煤与瓦斯突出事故,应采取预防为主的原则,通过加强矿井地质工作、 合理选择采煤方法、完善通风系统、优化巷道布置等措施,降低事故发生的风险。 同时,应建立完善的应急预案,加强应急演练,提高应对突发事故的能力。
3.2具体的防治对策和实践
(1)加强矿井地质工作:在采掘过程中,应对矿井的地质条件进行详细勘 查和评估,掌握煤层厚度、煤层结构、顶底板岩性等关键信息。根据地质条件的 变化,及时调整采煤方法和巷道布置,以降低煤与瓦斯突出事故的风险。
(2)合理选择采煤方法:应根据矿井地质条件和生产能力要求,选择合理 的采煤方法。例如,可采用短壁式采煤法或充填采煤法等较为安全的采煤方法, 以降低煤与瓦斯突出事故的发生。
(3)完善通风系统:应建立完善的通风系统,确保矿井的瓦斯浓度得到有 效控制。同时,应定期对通风系统进行检查和维护,确保通风设备的正常运转。
(4)优化巷道布置:在采掘过程中,应根据矿井地质条件和采煤方法的要 求,合理布置巷道。例如,可采用大断面、直墙半圆拱形的巷道断面,以提高巷 道的稳定性,降低煤与瓦斯突出事故的风险。
结论
本次演示从我国煤与瓦斯突出事故现状、原因及影响因素和防治对策三个方 面进行了分析。通过加强矿井地质工作、合理选择采煤方法、完善通风系统和优 化巷道布置等措施,可以降低煤与瓦斯突出事故的风险。预防和控制煤与瓦斯突 出事故的发生对于保障矿工生命安全和煤炭生产的经济效益具有重要意义。
2.1煤与瓦斯突出的根本原因
煤与瓦斯突出的根本原因是地应力和瓦斯压力的共同作用。在煤矿开采过程 中,随着煤层的开采,地应力发生变化,使煤层中原本处于稳定状态的瓦斯气体 受到挤压,当瓦斯压力超过煤层的承受能力时,就会导致煤与瓦斯突出事故的发 生。
煤与瓦斯突出的研究

2023-10-28•煤与瓦斯突出概述•煤与瓦斯突出的理论基础•煤与瓦斯突出的研究方法目录•煤与瓦斯突出的实例分析•煤与瓦斯突出的对策建议•煤与瓦斯突出的未来展望01煤与瓦斯突出概述定义与特征定义煤与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯压力的共同作用下,在极短时间内,破碎的煤和瓦斯由煤体内部突然向采掘空间抛出的异常动力现象。
特征具有突发性、不完全的瞬时性、灾害的严重性以及可预防性等特征。
突出的危害性人员伤亡煤与瓦斯突出发生时,常常造成现场作业人员的伤亡。
设备损坏突出的煤和瓦斯对通风设备和采掘设备造成损坏,甚至导致整个矿井的瘫痪。
生产中断突出后需要封闭事故区域,进行灾后处理和修复工作,常常导致生产中断。
突出的历史与现状历史回顾煤与瓦斯突出是煤矿生产中的重大灾害之一,各国都有发生。
历史上发生过多次大规模的煤与瓦斯突出事故,造成了严重的人员伤亡和财产损失。
现状随着煤矿安全生产的重视和技术手段的提高,煤与瓦斯突出的发生率和危害程度有所降低。
然而,在一些复杂的地质条件下,煤与瓦斯突出仍然是煤矿生产中的重大风险。
02煤与瓦斯突出的理论基础突出发生的机理突出通常发生在煤层中的应力集中区域,如断层、褶曲等地质构造带,或者在采煤过程中形成的大面积悬顶或冒落带。
突出的发生与煤的物理力学性质密切相关,如煤的硬度、强度和弹性模量等。
一般来说,软煤易发生突出,而硬煤则不易发生。
突出是煤矿中的一种突发动力灾害,通常伴随有强烈的瓦斯释放。
其发生的机理主要是由于地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质等因素的共同作用。
突出危险性预测预测突出危险性的方法有很多种,包括地质力学分析、数值模拟、现场实测等。
通过分析煤层的应力分布和瓦斯压力状况,可以预测突出的危险区域和危险程度。
现场实测是一种直接的方法,通过在井下布置传感器,监测煤层的应力变化和瓦斯压力状况,从而预测突出的危险性。
010203突出的预防与控制优化采煤方法和开采顺序,避免大面积悬顶或冒落带的形成。
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策

煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策1. 引言1.1 煤矿煤与瓦斯突出现状在当今社会,煤矿煤与瓦斯突出一直是煤矿安全管理面临的重要问题之一。
煤矿煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中,由于地质构造、矿层瓦斯赋存及煤层开采方式等因素导致瓦斯在煤层中积聚、逐渐增压,突然释放出来,形成爆炸或瓦斯突出事故的现象。
煤矿煤与瓦斯突出严重威胁矿工的生命安全和煤矿生产的正常进行。
随着矿山开采深度的不断增加和煤矿开采规模的扩大,煤矿煤与瓦斯突出问题日益突出。
由于地质条件复杂、矿井深度加大、瓦斯赋存量大等原因,煤矿煤与瓦斯突出事件频发,给煤矿生产安全带来了巨大隐患。
在实际生产中,煤矿煤与瓦斯突出已成为制约矿井生产安全的主要因素之一。
为了有效应对煤矿煤与瓦斯突出的挑战,煤矿企业需要加强对煤矿煤与瓦斯突出现状的深入分析,科学制定防治措施,确保矿工的安全生产。
同时,应加强煤与瓦斯突出事故的调查研究,总结经验,提高煤矿生产安全水平,以实现煤炭生产的可持续发展。
1.2 煤矿瓦斯突出对安全的影响煤矿瓦斯突出是煤矿生产中常见的一种危险情况,对煤矿安全生产造成了严重的影响。
煤矿瓦斯突出会导致矿井内瓦斯浓度升高,进而引发瓦斯爆炸事故,对矿工的生命安全构成直接威胁。
瓦斯爆炸不仅能造成矿井内部设施设备的损坏,还会导致大范围的火灾蔓延,威胁矿工的生命。
煤矿瓦斯突出还会对矿井的通风系统造成严重干扰,影响矿井内部空气的流通,增加了瓦斯积聚的可能性,进一步加剧瓦斯爆炸的风险。
煤矿瓦斯突出还可能引发煤尘爆炸,从而给矿山带来更大的灾难。
煤矿瓦斯突出对安全的影响是极其严重的,必须采取有效的防治措施,确保矿工的生命安全和煤矿的安全生产。
加强瓦斯检测监测,完善瓦斯抽放系统,提高瓦斯利用率,建立健全的瓦斯防治体系,都是有效降低煤矿瓦斯突出对安全的影响的重要举措。
只有不断加强瓦斯治理,持续改进矿井安全生产管理,才能有效遏制煤矿瓦斯突出对安全的不良影响。
1.3 煤矿煤与瓦斯突防治对策重要性煤矿煤与瓦斯突出是煤矿安全生产的重要问题,其对安全生产造成的危害不可忽视。
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第38卷 第1期 煤田地质与勘探Vol. 38 No.1 2010年2月COAL GEOLOGY & EXPLORA TIONFeb. 2010收稿日期:2009-06-06基金项目: 国家自然科学基金项目(50534090); 国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2005CB221506); 贵州省科技厅工业攻关项目(黔科合GY 字(2006)3029); 贵州省科技厅科技基金项目(黔科合J 字(2006)2109); 教育部春晖计划项目(Z2007-1-52010)作者简介: 李希建(1967—), 男, 湖南张家界人, 博士, 教授, 从事矿井瓦斯防治研究工作.文章编号: 1001-1986(2010)01-0007-07煤与瓦斯突出机理研究现状及分析李希建1, 2,林柏泉1(1. 中国矿业大学安全工程学院, 江苏 徐州 221008; 2. 贵州大学矿业学院, 贵州 贵阳550003) 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及其历史发展过程和研究现状;分析了这些研究成果的不足之处,提出了煤与瓦斯突出机理的研究方向。
研究表明,煤与瓦斯突出机理已经从单因素向多因素发展,综合作用假说得到了普遍认可,这为防突工作提供了理论依据。
认为,煤与瓦斯突出准备机理、失稳与平衡机理、发展机理、传播机理和煤与瓦斯突出带分布规律研究是煤与瓦斯突出机理需要深入研究的方向。
关 键 词:煤与瓦斯突出;机理;研究现状;研究方向中图分类号:TD713.1 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.002Status of research and analysis on coal and gas outburst mechanismLI Xijian 1, 2, LIN Baiquan 1(1. School of Safety Engineering , China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China ;2. School of Mining , Guizhou University , Guiyang 550003, China )Abstract: In order to discuss the orientation of research on coal and gas outburst mechanism, research findings of coal and gas outburst mechanism were presented in this paper, Different thoughts and methods of research on coal and gas outburst mechanism were expounded, so were the processes of development and current situation of re-search on coal and gas outburst mechanism. Limitations of existing research findings on coal and gas outburst mechanism were analyzed. Orientation of research on coal and gas outburst mechanism was proposed as well. Currently, research on coal and gas outburst mechanism has developed from single-factor level to multiple-factor level and hypothesis of comprehensive function of multiple-factor has received wide acceptance, which has built theoretical basis for outburst prevention measures in coal mine. Domestic researchers have made abundant achievements in the research on mechanism of coal and gas outburst, which has advanced and developed the mechanism. It was believed that the mechanisms of outburst preparation, outburst instability and balancing, out-burst development, outburst transmission of coal and gas, as well as the regularity of distribution of regions where coal and gas outburst tend to take place are the research orientation for deepened study of the mechanism of coal and gas outburst.Key words: coal and gas outburst ;mechanism ;research actuality ;orientation of research煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象,也是一种非常严重而又比较普遍的威胁煤矿安全生产的自然灾害。
自从1834年3月22日,在法国的鲁阿雷煤田伊萨克矿井发生了世界上第一次煤与瓦斯突出开始,据报道,目前大约有18个国家有煤与瓦斯突出发生,分别是中国、法国、俄罗斯、波兰、日本、匈牙利、比利时、英国、捷克、保加利亚、澳大利亚、荷兰、德国、加拿大、罗马尼亚、南斯拉夫、印度和南非。
其中前5个国家的突出情况最为严重[1-9]。
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。
随着采掘深度不断增加,地应力与瓦斯压力不断加大,煤与瓦斯突出矿井的数目会不断增多,突出次数也将日益频繁。
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。
·8 ·煤田地质与勘探第38卷自从世界上第一次发生煤与瓦斯突出事故以来,世界各主要产煤国都投入了大量的人力、物力,开展煤与瓦斯突出的研究工作,取得了丰富成果。
对煤与瓦斯突出机理,各国研究者经过长期的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,基本定性地解释了煤与瓦斯突出现象,为煤与瓦斯突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供了依据。
但由于影响煤与瓦斯突出的主要因素中,煤岩物理力学性质是非线性假说性的,煤岩体破坏形式是多样性的,瓦斯赋存与运移过程是复杂性的,这导致对于突出的原因、过程及一些细节还不十分明确。
实际矿井观测资料表明,现有的这些突出机理还不能解释所有突出现象,还停留在定性或近似定量的假说阶段,没有形成定量的统一完整的理论体系。
本文旨在对现有的煤与瓦斯突出机理作一个总体评述,分析目前突出机理假说存在的问题,并提出关于煤与瓦斯突出研究方向的建议。
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[1-12]: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。
c. 化学本质作用假说 这种假说认为突出主要是在化学作用下形成高压瓦斯和产生热反应。
化学本质主导作用假说主要有:瓦斯水化物说、地球化学说、硝基化合物说等3种假说。
d. 综合作用假说这种假说认为,突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯及煤体自身物理力学性质等综合作用的结果。
但对各因素在突出中所起的作用没有统一认识。
综合作用假说主要有:振动说、分层分离说、破坏区说、游离瓦斯压力说、地应力不均匀假说、能量假说等6种假说。
1.2 国内研究现状我国从20世纪60年代起开始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研究,并根据现场资料和实验研究对煤和瓦斯突出机理进行了探讨。
特别是近几年随着研究的深入及新手段的应用,产生了许多新的认识。
1.2.1 代表人物及其主要观点[1-12]我国煤地质与煤矿安全科研工作者对煤与瓦斯突出机理进行了深入的研究,在前人研究的基础上提出了自己的观点,完善与发展了煤与瓦斯突出机理。
主要代表人物有:a. 于不凡(1975,1979)提出了中心扩张学说。
他认为,煤与瓦斯突出是从离工作面某一距离处的发动中心开始的,而后向四周扩散,由发动中心周围的煤−岩石−瓦斯体系提供能量并参与活动。
在煤和瓦斯突出地点,地应力场、瓦斯压力场、煤结构和煤质是不均匀的。
煤和瓦斯突出发动中心就处在应力集中点,且该点向各个方向的发展是不均匀的。
b. 郑哲敏(1982)从力学角度对突出问题进行研究,通过量纲分析给出了突出判据的一般形式。
认为高瓦斯是大型突出所需能量的主要提供者,突出煤层中瓦斯内能要比煤体的弹性潜能大1~3个量级。
c. 李中成(1987)认为,煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出是工作面煤壁盘形拉伸破坏的连锁反应过程,突出过程就是煤体所积存的弹性应变能和瓦斯内能突然释放的过程。
d. 李萍丰(1989)提出了二相流体假说。
认为突出的本质是在突出中心形成了煤粒和瓦斯的二相流体,这种二相流体受压积蓄能量,卸压膨胀放出能量,冲出阻碍区,从而导致突出。
突出的主要动力源是二相流体压缩积蓄、卸压膨胀放出的能量。