煤与瓦斯突出分类及其规律共30页文档
煤与瓦斯突出分类特点机理及规律课件
THANKS.
垂直分布规律
在垂直方向上，煤与瓦斯突出可能随着开采深度的增加而增 加，或者在特定深度范围内更为集中。
强度规律
单次突出强度规律
单次煤与瓦斯突出的强度可能与突出 的位置、地质构造、瓦斯压力等因素 有关。
累计突出强度Leabharlann 律长期观察和统计表明，煤与瓦斯突出 的累计强度可能随着开采时间的增加 而增加。
04
煤与瓦斯突出防治
瓦斯流动速度
瓦斯的流动速度对突出过程有重要影响。高流速的瓦斯能够更快地冲破煤层， 形成突出。因此，控制瓦斯的流动速度是预防突出的重要手段。
采矿因素
开采深度与采掘强度
随着开采深度的增加和采掘强度的增 大，煤层中的应力集中程度和瓦斯压 力逐渐增加，突出风险也随之增大。
采掘布置与工艺
不合理的采掘布置和工艺选择也可能 诱发煤与瓦斯突出。例如，采用不合 理的炮眼深度、装药量和爆破方式等 都可能增加突出的风险。
放。
震动放炮
通过震动放炮产生的冲击波，使 煤体产生裂隙，释放瓦斯压力。
钻孔控制
在煤层中钻孔，对瓦斯进行排放 或注入阻化剂，降低突出风险。
瓦斯抽采与利用
瓦斯抽采
利用抽采设备将煤层中的瓦斯抽出，减少煤层瓦斯压力和含量。
瓦斯利用
将抽采出的瓦斯进行净化处理，用于发电、供热等能源利用。
煤与瓦斯突出案例
05
分析
国内突出案例
贵州水城矿区
该矿区发生过多次煤与瓦斯突出事故，其中以汪家寨煤矿最为典型。该矿在开采过程中，由于煤层较 软、瓦斯含量高，容易发生突出。经过调查分析，发现该矿存在通风系统不完善、瓦斯抽放不充分等 问题。
山西焦煤集团
该集团下属的屯兰煤矿发生了一次特别重大煤与瓦斯突出事故。该矿在开采过程中，由于瓦斯治理措 施不到位、通风系统不完善等原因，导致了突出事故的发生。事故造成了多人伤亡和巨大的经济损失 。
煤与瓦斯突出分类、特点、机理及规律讲解
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
1989.3.27.1269-1煤巷突出
两突出点仅相距17m，
突出 2800t煤。
突出点距地表202m，地质构造复杂，煤 层顶板倾角8o，底板倾角38o，瓦斯压力 1.65Mpa，水平厚度45m，煤搓揉严重， 硬度低。煤巷掘进打钻喷孔、顶钻、响煤 炮。
一、煤与瓦斯动力现象的分类及其危险 程度的划分
煤体自重力：在铅垂方向t.z M gHM (0.013 ~ 0.016)HM（13-6）
自重应力：在铅垂方向 zq gH 0.025H（13-2） 在水平方向 zp (0.25 ~ 1.0) zq（13-3）
地质构造应力：在水平方向 gq (0 ~ 20) zp（13-4）
甚至更高
采动集中应力：在铅垂方向 c.p (1.5 ~ 3.0) z.q.（13-5）
南桐鱼田堡矿1406煤巷突出
1968.1.20.
在非爆破作业时突出，5000t煤, 瓦斯350万m3。堵塞巷道549m。 瓦斯逆流1621m直至进风量 3600m3/min的进风井井口,波及 全矿井，抽风井防爆门被冲开, 工人前来关门时被瓦斯熏倒.
突出点垂深315m，煤厚2.83m, 倾角30o,在保护范围内掘进时, 作业正常安全,但距保护层采止 线7.15m时,巷道煤壁变松,迎头 和两帮发生三次片帮,距采止线 2.85m时,发生这次强烈突出.
第二章煤与瓦斯突出分类及规律
第二章煤与瓦斯突出分类及其规律第一节煤与瓦斯突出的概念、分类及危害一、煤与瓦斯突出的相关概念和特点煤矿在采掘过程中，在地应力和瓦斯（含二氧化碳）的共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯由煤（岩）体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象，叫做煤与瓦斯突出。
它是矿井瓦斯涌出的一种形式。
突出矿井是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。
其中，突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。
煤与瓦斯突出的主要特点是：（1）煤与瓦斯突出后，会喷出大量的瓦斯和煤尘，突出时间极短，一般持续几分钟或几秒钟。
（2）破碎的煤（或岩石）常常被抛出一定的距离。
使突出地点人员窒息死亡或被掩埋、卷走，巷道被堵塞或冲垮。
（3）突出后在煤（岩）体内，往往形成大小不同、开关不一的孔洞。
（4）突出时，常常伴有猛烈响声和强大的动力效应。
所谓动力效应，就是突出所形成的冲击波能破坏支架、推倒矿车、移动巨石等的一种动力现象。
（5）喷出的瓦斯量大大超过煤层的瓦斯含量，往往有几千到几万甚至几百万立方米。
（6）突出过程中，不但能顺风流向回风方向冲击，而县常常发生瓦斯逆流现象，即瓦斯流沿着通风相反方向流动。
有的逆流很远，可达几百米甚至上千米；冲击波能破坏通风系统，改变风流方向造成通风混乱，不利于人员的撤退和救灾。
（7）煤与瓦斯突出后的高浓度瓦斯，开始不会立即爆炸，但在一定供氧条件下，遇火则能引起燃烧；待降到爆炸界限内，遇火源就会爆炸。
因此，突出矿井的火源管理非常重要。
（8）煤与瓦斯突出后，可能在同一地点发生第二次、第三次突出。
二、煤与瓦斯突出的分类煤与瓦斯突出的分类方法有两种，一是按突出现象的力学特征分类，二是按突出强度分类。
（一）按突出现象的力学特征分类1、煤与瓦斯突出（简称突出）发生突出的主要因素是地应力和瓦斯压力和联合作用，通常以地应力为主、瓦斯压力为辅。
实现突出的基本能量是煤体仙积蓄的高瓦斯能量。
判断突出现象的基本特征是：（1）突出的固体物具有气体搬运的特征。
煤与瓦斯突出分类PPT课件
❖ 我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。 1950年吉林省辽源矿务局富国西二坑在垂深280m煤 巷掘进发生第一次有记载突出。
❖ 我国最大突出是于1975年8月8日在天府矿务局三汇
坝一矿主平硐(+280 m)，震动性放占60％，矸占40％)、
甲烷40万m3。
煤层有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出 危险的，严禁采用放顶煤开采。
该条规定与《煤矿安全规程》183、186、 187条保持一致，主要强调了区域的概念。也 就是说，对于突出矿井的突出煤层，经区域 预测，鉴定为突出危险区、威胁区的，严禁 采用放顶煤开采；无突出危险区，可以采用 放顶煤开采。不允许在突出危险区、威胁区 布置放顶煤工作面后再采取局部消突措施进 行回采。
❖ 瓦斯涌出方面的预兆有，瓦斯涌出异常、瓦斯浓 度忽大忽小、煤尘增大、气温与气味异常、打钻 喷瓦斯、喷煤、哨声蜂鸣声等；
❖ 煤力学性能与结构方面的预兆有，层理紊乱、煤 强度松软或软硬不均、煤暗淡无光泽、煤厚变化 大、倾角变陡、波状隆起、褶曲、顶、底板阶状 凸起、断层、煤干操等等。
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煤矿安全规程对突出矿井的特殊要求
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总体概述
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2
❖ 1834年3月22日法国鲁阿尔煤田伊萨克矿井在急倾斜 厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载 的突出。支架工在架棚子时，发现工作面煤壁外移， 三个工人立即逃跑，巷道煤尘弥漫，一人被煤流埋 没死亡，一人被瓦斯窒息牺牲，一人逃跑得救。突 出煤沿巷道堆积13m长，煤粉散落15m长。
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（5）突出危险区呈带状分布，这是因为影响突出的主要因素 受地质构造控制的缘故，而地质构造具有带状分布的特征。 向斜轴部地区、向斜构造中局部隆起地区、向斜轴部与断 层或褶曲交汇地区、火成岩侵入形成变质煤与非变质煤交 混或邻近地区、煤层扭转地区、煤层倾角骤变、走向拐弯、 变厚特别是软分层变厚地区、压性、压扭性断层地带、煤 层构造分岔、顶、底板阶梯状凸起地区等都是突出点密集
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煤与瓦斯突出分类及其规律
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
Байду номын сангаас
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
第13章 煤与瓦斯突出分类、特点、机理及规律——【矿井瓦斯防治】
二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分
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二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分
2. 按照动力现象强度分类
小型突出
煤
中型突出
与
瓦
斯
次大型突出
突
出
大型突出
强度＜50t，突出后，经过几 十分钟瓦斯浓度可恢复正常
强度50-99t，突出后，经过 一个作业班瓦斯浓度可恢复 正常
强度100-499t，突出后，经 过一天瓦斯浓度可恢复正常
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五、瓦斯突出的一般规律
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五、瓦斯突出的一般规律
2. 煤巷掘进工作面发生突出最多，发生突出的概率由大 到小排序为：平巷、回采面、上山、石门、下山及其它
各类巷道突出情况
巷道 类别
石门 平巷 上山 下山 回采 其他 合计
统配煤矿 （1951～1991 年）
平均强 次%
度/t.次-1 336 5.2 586.1 2917 45.2 68.9 1172 18.2 70.3 180 2.8 61.4 1851 28.6 46.9
6456 100 89.5
南桐矿务局
（1955～1991 年） 平均强
次% 度/t.次-1
40 3.4 575
387 32.8 42.5
228 19.3 35.3
6 0.5 29.8
425 36 30.9
91 8
15.2
1180 100 70.7
六枝矿务局 （1961～1991）
平均强 次%
度/t.次-1 73 9.3 286.8 445 56.9 61.6 192 24.6 54.6 46 5.9 53.8 26 3.3 86.8
• 突出过程为39s。
煤与瓦斯突出机理及一般规律
煤与瓦斯突出机理及一般规律一、煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出给煤矿安全生产，特别是井下人员的生命财产安全造成了极其严重的威胁。
为了防止这类灾害事故的发生，保障煤矿井下安全生产．世界上各主要产煤国均投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理．以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。
但是，迄今为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。
人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了,对突出机理的假说不下40 种,尽管各有差别,但归纳起来有六类,主要的仍然是三大类:瓦斯主导学说;地压主导学说;综合作用假说.下面来介绍有代表性的几种假说.(一)瓦斯主导学说该类学说认为,瓦斯是突出的主要原因和能源,而地压和煤的物理力学性能则是为突出创造了有力条件.该类学说主要包括以下假说:1)"瓦斯包"说(前苏联贝可夫提出)突出的原因在于煤层中存在"瓦斯包".该瓦斯包中的瓦斯压力比邻近区域要高得多,且包围"瓦斯包"的煤体透气性极小,使高压瓦斯得以保存.当工作面接近这一"瓦斯包"时,高压瓦斯破坏了煤壁,瓦斯携带破碎煤猛烈喷出,发生瓦斯突出.2)突出波说(前苏联赫利斯特尔维切提出)突出是煤层中所含潜能的显现,每吨煤中所含瓦斯的潜能要比煤层储蓄的弹性变形能大10倍左右.在煤强度低的区域,煤层中的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度,在采掘工作面接近这些区域时,在瓦斯压力作用下,可产生连续破坏煤体的"突出波".3)瓦斯膨胀说(1)煤层中存在高压瓦斯含量地带,吸附瓦斯引起了煤体膨胀,增加了煤层应力,且在这样的煤层中透气系数接近于零.当巷道接近这一区域时,使应力急剧降低,造成煤的破坏和突出.(前苏联尼靠林提出)(2)突出是由于含有高压瓦斯的煤层,没结构不均匀.透气性低的硬煤包围着透气性高的软煤,当巷道工作面接近硬煤与软煤边界时,运动着的高压瓦斯就可以冲破煤壁夹带着随煤而喷出发生突出(别土哈夫提出).4)瓦斯水化物说(前苏联学者提出)在一定温度和压力下,空隙煤体中有可能形成瓦斯的水化物CH4.6H2O.当它与水结合时,在一立方米的水中可以含有200立方米的瓦斯.煤层中的瓦斯水化物以不稳定的化合物存在,储存着巨大的潜能,受到采动影响即能迅速分解,形成高压瓦斯,突破煤体而造成突出.5)瓦斯运移说煤是多孔裂隙物质，其中存在着大小不等的空隙，孔隙之间由若干大小裂隙沟通。
煤与瓦斯突出课件
⑷倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中；
⑸巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量明显增加。
3、煤与瓦斯突出的分类
三、按突地点分类：
（1）上山煤与瓦斯突出 （2）下山煤与瓦斯突出 （3）平巷煤与瓦斯突出 （4）石门煤与瓦斯突出 （5）工作面煤与瓦斯突出
4、煤与瓦斯突出的预兆
煤与瓦斯突出前一般都是有预兆的，煤与瓦斯 突出的预兆分为有声预兆和无声预兆两类 1、有声预兆 （1）响煤炮。煤层在变形过程中发生霹雳声、 机枪声、爆竹声、闷雷声。声音有远到近， 有小到大；有短暂的，有连续的，时间间隔 长短也不一样。在突出一瞬间伴有巨雷般的 响声。 （2）支架发出折裂声。突出前压力增大，支 架发出“嘎嘎”响声甚至折裂声。
第一、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、煤与瓦斯突出的分类及特征 4、煤与瓦斯突出的预兆 5、煤与瓦斯突出的规律
1、煤与瓦斯突出基本概念
煤与瓦斯突出是指：在煤矿井下开采过 程中，在地应力和瓦斯的共同作用下，破 碎的煤岩由煤体或岩体内突然向采掘空间 抛出，并伴随涌出大量瓦斯的一种很复杂 的异常动力现象，其中发生突出的煤层成 为突出煤层，发生突出的矿井成为煤与瓦 斯突出矿井，
预测工作面突出危险性的步骤和判 断的基本原则
1、用钻孔瓦斯涌出初速度测定仪测出3个预测钻孔的q值 （L/min）。 2、任意钻孔的q值等于或大于突出危险临界值qm（本矿规定 的值）时，煤巷掘进工作面应预测为突出危险工作面。 3、当各预测钻孔的q值小于突出危险临界值qm时，该工作面 应确定为无突出危险工作面，如预测为无突出危险工作面， 没预测循环应留有2m的预测钻孔超前距。 4、钻孔瓦斯涌出初速度的参考临界值是﹥5L/min，测量瓦 斯涌出初速度时，要保证测量室的长度为1m。 5、在测量钻孔瓦斯涌出初速度时，要在停止打钻到结束， 时间不超过2分钟。