煤与瓦斯突出机理及预测
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中常见的安全隐患之一，也是造成煤矿灾害的主要原因之一。
煤与瓦斯突出机理主要包括构造破裂、煤体应力破坏、瓦斯超临界释放等。
下面将详细介绍煤与瓦斯突出的机理。
1. 构造破裂机理煤与瓦斯突出的最主要原因之一是构造破裂。
地表构造活动以及地下矿层的构造应力分布不均匀，使得煤层和岩层受到巨大的压力，随着压力的积累和释放，煤层与岩层之间的接触面发生破裂，进而导致煤与瓦斯突出。
构造破裂机理主要包括构造力学效应和地下水力学效应。
构造力学效应是指地表构造活动对煤层和岩层施加的力学作用，例如断裂、褶皱等。
当构造活动达到一定强度时，会导致煤层和岩层界面发生破裂，使得煤与瓦斯突出。
地下水力学效应是指由地下水引起的构造破裂，沉积层中的水压力会使得岩土界面受到强烈的水力冲击，从而导致破裂。
2. 煤体应力破坏机理煤体应力破坏是造成煤与瓦斯突出的另一个重要原因。
在煤矿开采过程中，煤体会因为拱起、磨皮、光煤带等因素而形成应力集中区域。
当地压力达到一定强度时，会导致应力集中区域的煤体发生破坏，使得煤与瓦斯突出。
煤体应力破坏机理主要包括岩层倾向和倾角、采场空区、开采速度等因素。
岩层倾向和倾角是指煤层倾斜的方向和角度，当煤层倾角较大时，地压力的方向和大小会发生变化，导致煤体应力集中。
采场空区是指煤矿采出煤炭后形成的空隙，这些空隙会使得地压力重新分布，从而导致应力集中。
开采速度是指采煤机的工作速度，过快的开采速度会导致煤体应力集中。
3. 瓦斯超临界释放机理瓦斯超临界释放是煤与瓦斯突出的重要机理之一。
在煤层中，存在着吸附态和游离态两种形式的瓦斯。
在地下采矿过程中，因为采空区、采煤工作面的破坏等原因，会导致煤层中的瓦斯溢出。
瓦斯超临界释放主要是指煤层中的游离态瓦斯溢出。
瓦斯在煤体孔隙中的压力高于临界压力时，瓦斯就会释放出来。
超临界释放主要受到孔隙压力、煤体渗透率、煤体孔隙结构等因素的影响。
当孔隙压力升高时，瓦斯释放速度也会增加。
煤与瓦斯机理分析及预防对策
煤与瓦斯突出机理分析及预防对策煤与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体或岩体突然向采掘空间抛出的异常动力现象。
煤与瓦斯突出具有突发性、极大破坏性和瞬间携带大量瓦斯和煤冲出等特点。
能摧毁井巷设施，破坏通风系统造成人员窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火灾事故，是煤矿最严重的灾害之一。
煤与瓦斯突出的机理有许多种假设，但基本公认的是综合假说：即煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者共同作用的结果。
一、煤与瓦斯突出的一般规律（1）突出危险性随采掘深度的增加而增加。
（2）突出综合性随煤层厚度的增加而增加，尤其是软分层厚度。
（3）石门揭煤工作面平均突出强度最大，煤巷掘进工作面突出次数最多，爆破作业最易引发突出，采煤工作面突出防治技术难度最大。
（4）突出多数发生在构造带，煤层遭受严重破坏的地带，煤层产状发生变化地带，煤层硬度系数小于0.5的软煤层中。
（5）突出发生前通常有地层破坏、瓦斯涌出变化、煤层层理紊乱、钻空卡钻夹钻，煤壁温度降低、散发煤油气味，煤层产状发生变化等预兆。
二、煤与瓦斯突出预兆在我国煤与瓦斯突出预测可分为区域性预测和工作面预测两类。
（1）区域性预测。
区域性预测的任务是确定井田、煤层和煤层区域的危险性。
在地质堪探、新井建设和新水平开拓时进行。
区域性预测主要有以下3种方法：①单项指标法。
采用煤的的破坏类型、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力作为预测指标，各种指标的突出危险值应根据实测资料确定。
○2根据煤的变质程度。
煤层的突出危险程度与其挥发分之间是密切相关的，在烟煤的挥发分大于35%和无烟煤的比电阻的对数值小于3.3时，没有突出危险性；而挥发分在18%～22%时，突出危险性最高。
○3地质统计法。
根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，然后结合未采区域的地质构造条件来大致预测突出可能发生的范围。
（2）工作面预测。
工作面预测的任务是确定工作面附近煤体的突出危险性，即该工作面继续向前推进时有无突出危险。
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。
煤与瓦斯突出防治技术
煤与瓦斯突出防治技术煤矿是我国的主要能源资源，然而煤矿生产中经常会遇到煤与瓦斯突出事故。
煤与瓦斯突出是指在煤层开采过程中，由于地应力变化或煤层自身孔隙压力突然释放，导致煤与瓦斯向巷道内喷射，造成巷道坍塌和瓦斯爆炸等事故。
为了保障煤矿生产安全，需要加强煤与瓦斯突出防治技术研究。
煤与瓦斯突出形成机理煤与瓦斯突出的主要形成机理有以下几种：1.煤层围岩应力变化：当煤层开采时，周围岩体受到破坏和变形，岩层应力畸变加剧，导致煤层内部应力变化，进而引起煤与瓦斯的喷出。
2.深埋高压煤层的瓦斯释放：在深埋煤层中，瓦斯分子被压缩成极高的密度，当采空区压力下降时，瓦斯分子被释放，产生突出现象。
3.煤层内压力异常：煤层内部的孔隙压力异常，当采煤引起煤壁破裂，孔隙压力突然释放，也可能引发煤与瓦斯突出。
煤与瓦斯突出防治技术防治煤与瓦斯突出是保障煤矿生产安全的重要措施。
目前主要的防治技术如下：岩层控制技术通过采用合理的采矿方法和支护方式延缓和降低煤层应力变化，减少岩层松动、塌落和形成空腔的可能性，达到岩层控制的目的。
主要采用的岩层控制技术有支柱法、割缝法、钻孔贴片法、煤岩结构的利用等。
工作面瓦斯抽采技术在采煤的同时，采用瓦斯抽采技术抽取煤层瓦斯，减少瓦斯积聚，降低瓦斯浓度，避免煤与瓦斯突出的发生。
瓦斯抽采技术主要包括水封井、排放井、孔路和管道等。
预抽放技术在开采高瓦斯煤层时，通过提前对煤层瓦斯进行抽放，降低煤层内部瓦斯含量。
这样在采掘过程中，瓦斯含量不会达到突出危险值，从而避免煤与瓦斯突出的发生。
瓦斯抑制技术采用各种方法降低煤层瓦斯含量，避免突出的发生。
主要瓦斯抑制技术有瓦斯抑爆剂和封隔剂的使用、降低采煤速度、减小采煤工作面面积、提高开采通风和加强煤层封闭等。
安全监测技术通过安全监测技术对煤矿的工作面、通风系统、瓦斯抽采、煤层压力、煤层自燃等进行实时监测，及时预警和处理突出事故。
结语煤与瓦斯突出是煤矿生产中常见的危险事件，给煤矿生产带来严重的危害。
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。
煤与瓦斯突出的预测及防治措施
具有突发性、极大破坏性和灾难性。
煤与瓦斯突出的危害
人员伤亡
造成矿工中毒、窒息、烧伤和爆炸等直接危 害，以及由冲击地压、煤尘爆炸和火灾等次 生灾害引起的间接危害。
生产中断
造成煤矿生产中断，影响煤炭安全供应和经济效益 。
资源浪费
大量煤炭被抛出，造成资源浪费。
煤与瓦斯突出的历史与现状
历史
煤与瓦斯突出是煤矿生产中常见的自然灾害之一，各国都有发生。我国自20世纪50年代以来，随着开 采深度的增加和开采强度的加大，煤与瓦斯突出的频率和强度也在不断增加。
VS
地震波法
利用地震波探测煤层内部结构，识别煤层 中的断层、褶皱等地质构造，评估其对煤 与瓦斯突出的影响。
钻屑法
通过在煤壁上钻孔，收集钻屑样品，分析其粒度和组成，以判断煤层的破坏程度和应力状态，从而预 测煤与瓦斯突出的危险性。
瓦斯压力测量：通过测量煤层中的瓦斯压力，了解煤层中瓦斯的赋存状态和运移规律，为预测煤与瓦 斯突出提供依据。
安全管理措施
加强人员培训
对矿工进行防突知识培训，提高其对煤与瓦斯 突出的认识和应对能力。
建立防突管理制度
建立完善的防突管理制度，确保各项防突措施 的落实和执行。
强化安全检查
定期对矿井进行安全检查，发现和整改存在的突出隐患。
04
煤与瓦斯突出防治的实践 与案例
国内典型矿井的防治实践
淮南矿业集团的“四位一 体”综合防突措施
瓦斯涌出量预测法
根据矿井瓦斯涌出量的大小和变化趋势，分析煤与瓦斯突出的可能性。通常瓦斯涌出量较大的矿井，发生煤与瓦斯突出的风险 也较高。
瓦斯地质单元法：将矿区划分为不同的瓦斯地质单元，分析各单元的瓦斯赋存条件和运移规律，为预测煤与瓦斯突出提供依据 。
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开采过程中常见的安全隐患之一，对于矿工的生命财产安全造成严重威胁。
为了预防和控制煤与瓦斯突出事故的发生，需要掌握一定的防治专业知识。
接下来，我将详细介绍煤与瓦斯突出的防治方法。
一、煤与瓦斯突出的原因煤与瓦斯突出是由于矿井内部地应力与煤岩的物理力学性质的相互作用，使煤层内部的瓦斯及其他可溶性气体随着煤体失去约束而释放，从而形成突出现象。
主要原因包括矿井地应力的改变、煤层构造断裂的变形、煤与瓦斯突出危险区域的变化等。
二、煤与瓦斯突出的预测与预防1.地质勘探：通过对煤层地质情况的详细勘探，了解矿井煤层的结构、裂隙、含气性以及厚度等参数，进而预测煤与瓦斯突出的危险性。
2.瓦斯涌出预测：瓦斯涌出是煤与瓦斯突出的前兆，通过监测矿井瓦斯涌出量的变化，可以提前判断煤与瓦斯突出的可能性。
3.煤与瓦斯突出危险区域划定：根据地质勘探和监测数据，划定煤与瓦斯突出危险区域，制定相应的防治措施。
4.支护与采掘方式选择：采用合适的支护和采掘方式，增强煤层的稳定性，减少煤与瓦斯突出的风险。
常用的支护方式包括木材支护、钢筋混凝土支护、锚杆支护等。
5.瓦斯抽采与通风：通过瓦斯抽采和通风系统的建设和运行，及时清除煤层内积聚的瓦斯，保持矿井通风畅通，减少煤与瓦斯突出的发生。
三、常见的煤与瓦斯突出事故防治措施1.固定煤层的措施：（1）使用锚杆支护等固定煤层的方式，增强煤层的稳定性。
（2）通过矿压观测与煤层应力分析，及时调整支护参数，保持煤层的稳定。
（3）在地质构造破碎带、断层附近更加注重煤层的固定，避免煤与瓦斯突出的发生。
2.提高通风效果：（1）增加井口风量，提高矿井的通风效果，保持矿井内的瓦斯浓度在安全范围内。
（2）合理设置风门、瓦斯抽采设备等瓦斯控制装置，及时清除矿井内积聚的瓦斯，减少煤与瓦斯突出的风险。
3.瓦斯抽采：（1）开展瓦斯抽采工程，通过利用瓦斯抽采设备，将煤层内积聚的瓦斯抽采到地面，减少瓦斯对煤层稳定性的影响。
煤与瓦斯突出致灾机理与防治研究的手段和方法的创新
煤与瓦斯突出致灾机理与防治研究的手段和方法的创新一、煤与瓦斯突出的机理煤与瓦斯突出是指在煤矿井下开采过程中，由于地质构造、采动影响等因素，导致煤层和岩层之间的应力分布不均衡，从而使得瓦斯和煤与岩层之间的接触面积增大，压力降低，从而引发气体和岩屑的喷出现象。
其机理主要包括以下几个方面：1. 地质构造因素：地质构造是影响突出的主要因素之一。
在复杂地质条件下，如断层、褶皱、岩溶等地质构造形态下，易发生突出。
2. 采动因素：采动是导致突出的另一个重要因素。
在开采过程中，由于掏空了原有的支撑体系，使得周围岩体对煤体施加的约束力减小，从而增加了突出事故发生的概率。
3. 瓦斯含量：瓦斯是导致突出事故发生的另一个重要因素。
当瓦斯含量超过安全限值时，在采掘过程中就容易发生瓦斯爆炸，从而引发突出事故。
二、煤与瓦斯突出的防治手段为了有效地预防和控制突出事故的发生，需要采取一系列的防治措施。
主要包括以下几个方面：1. 采用合理的采矿方法：通过改变采矿方法，如改变开采顺序、调整工作面宽度等方法，可以减少对岩体和煤体的影响，从而降低突出事故发生的概率。
2. 加强通风管理：通风是预防和控制突出事故的重要手段之一。
通过加强通风系统建设和管理，提高通风效果，可以有效地降低瓦斯含量和温度，从而降低突出事故发生的概率。
3. 加强监测预警：通过加强对地质构造、岩层应力、瓦斯含量等因素的监测和预警工作，及时掌握井下情况，并及时采取相应措施进行调整。
4. 强化安全培训：通过加强安全培训工作，提高矿工的安全意识和技能，从而降低突出事故发生的概率。
三、煤与瓦斯突出防治方法的创新为了更好地预防和控制突出事故的发生，需要不断创新防治方法。
主要包括以下几个方面：1. 采用智能化技术：通过采用智能化技术，如无人驾驶采矿设备、智能化通风系统等，可以有效地降低对岩体和煤体的影响，从而降低突出事故发生的概率。
2. 加强数据分析：通过加强对地质构造、岩层应力、瓦斯含量等因素的数据分析工作，可以更准确地预测突出事故的发生时间和位置，并及时采取相应措施进行调整。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《煤与瓦斯突出机理及预测》试卷1、简述瓦斯的成因类型及其形成机制。
（15分）1、生物成因气生物成因煤层气是指在微生物作用下，有机质（泥炭、煤等）部分转化为煤层气的 过程。
按形成阶段可划分为原始生物成因气和次生生物成因气，1） 原生生物成因气：形成阶段：早期生物成因气形成于泥炭 化作用和成岩作用阶段。
成分来源：⑴ CO2 ⑵ 醋酸（CH3COOH ）、甲醇和甲胺等发酵转化成 CH4。
物作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，进而在产酸 菌和产氢菌作用下，变为挥发性有机酸、H 2和C02;H 2和CO2在甲烷菌作 用下生成CH4。
2） 次生生物成因气形成阶段：煤层后期抬升阶段。
原生与次生生物成因气的阶段划分取决于有没有 抬升。
在煤层形成并被埋藏后，如果没有进入成熟阶段（R o vO.5%）,同时又没有发生 抬升，形成的生物气为原生生物成因气；如果发生抬升，不管煤阶如何，再生成的生 物气即为次生生物成因气。
形成条件：a 、通过补给区由大气降水由煤层气露头带入煤层的微生物； b 相对低温条件下56°;C 、有机质的供给。
低分子有机质的来源是煤，大分子的煤 要通过腐生菌作用才能降解为可供甲烷菌作用的低分子有机质。
2、热成因气煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态 物质。
由于煤隶属III 型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷 为主。
原生热成因气：指由煤生成并就地储存的热成因气，保持了煤层气原始的组分和同位素组成 。
从烃 源岩的角度，可将煤级演化阶段分为未成熟阶段（泥炭 一褐煤ROV0.5% ），以生物气 形成为主；成熟阶段（长焰煤 一瘦煤，0.5%VROV2.0% ），以热降解气生成为主；高 成熟阶段（贫煤一无烟煤，RO>2.0% ），以热裂解气形成为主（1）热降解气（0.5%VROV2.0% ）该阶段发生的化学反应，主要是官能团和侧链的裂解及其产生的大分子烃类（油、湿气)的裂解与聚合，据反应进行程度可分早、中、晚三期。
2、试述国内外关于煤与瓦斯突出机理的主要假说及其主要论点。
(20 分)姓名:班级: 学号:—褐煤阶段，即泥炭 还原生成CH4 ； 形成过程：通过微生1)瓦斯为主导作用的假说这类假说认为，煤体内储存的高压瓦斯是突出中起主要作用的因素。
其代表有“瓦斯包说”、“粉煤带说”、“煤孔隙结构不均匀说”、“突出波说”、“瓦斯膨胀说”等等。
如“瓦斯包说”认为，煤层内存在着积聚高压瓦斯的空洞，其压力超过煤层强度减弱地区煤的强度极限，当工作而接近这种瓦斯包时，煤壁会发生破坏并抛出煤炭。
(5) 突出空洞发生变形(体积缩小)；2)地应力为主导作用的假说这类假说认为，突出主要是高地应力作用的结果。
这类假说的主要代表有“岩石变形潜能说”、“应力集中说”、“剪切应力说”、“应力叠加说” 等等。
当巷道接近积聚有高构造应变潜能的岩层时，弹性岩石会像弹簧一样伸张开来，将煤体粉碎，引起煤与瓦斯突出。
3)化学本质假说这类假说认为突出是由于煤中发生的化学反应引起的。
这类假说的主要代表有“瓦斯水化物说”、“地球化学说”、“重煤说”等等。
有关化学本质的假说以推测居多，缺乏现场实践或实验室研究。
例如，“瓦斯水化物说”，最早在1945 年提出，并没有得到多大的支持。
到1969 年，由于在多年冻土带中发现了以固体状态存在的天然瓦斯后，曾一度提高了这一假说的地位，但迄今尚未在矿井中找到瓦斯水化物的实物。
4) 综合假说这类假说认为，突出是由地应力、瓦斯压力及煤的物理-力学性质等因素综合作用的结果。
这一类假说由于全面考虑了突出发生的作用力和介质两个方面的主要因素，得到了国内外大多数学者的普遍承认。
在这类假说中，有代表性的是“震动说”、“分层分离说”、“游离瓦斯压力说”、“能量假说”、“应力分布不均匀说”等等。
“能量假说”认为，含瓦斯煤层发生煤和瓦斯突出的条件，即可能造成突出式破碎的条件，可近似地用下式描述：A=Wt+ 入式中Wt——煤的弹性能；入一一瓦斯的膨胀能；5 神经网络方法进行突出预测3、简述煤与瓦斯突出的类型及其各自的特征。
（15 分）按预测预报范围和时间的不同， 预测方法可分为 井田、煤层和采掘区域性的突出危险性；第二是局部预测， 采掘工程等资料，进一步对局部地区或要点的突出危险性作出判断；第三是日常预测，它是在区 域性预测、局部预测的基础上，根据突出预兆的各种异常效应，对突出危险发出警告。
1 微震技术预测突出危险性研究表明，煤和围岩受力破坏过程中发生破裂和震动，当从震源传出震波或声波的强度和频 率增加到一定数值时，可能出现煤的突然破坏，发生突出。
突出是由连续的多起断裂引起的，而 且异常的微震发射通常在断裂之前5〜45s 内产生，故微震法作为突出预报方法， 有其广阔的应用前景。
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 煤层中涌出的氦或氡浓度的变化预测突出研究表明在地震之前不仅有氡的反常涌出现象，而且有氦的反常涌出。
前苏联学者考察了顿 涅茨煤田中 2个不突出煤层和 4 个突出煤层的氦含量后指出：自由释放的瓦斯中，氦含量高，瓦 斯压力也相应的高。
煤中涌出的氦可以作为预测突出的一个指标，该项目正在继续进行。
4 电磁辐射强度预测突出危险电磁辐射（EME ）是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或物理现象， 与煤岩体 的受载状况及变形破裂过程密切相关。
采用电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的优点是：电磁辐射信 息综合反映了煤与瓦斯突出等灾害动力现象的主要影响因素；可实现真正的非接触预测，无需打 钻，对生产影响小，易于实现定向及区域性预测，不受含瓦斯煤体分布不均匀的影响；可实现动 态连续监测及预报，能够反映含瓦斯煤体的动态变化过程；既能探测煤壁附近的突出危险性及突 出危险带的方位，又能检验防突措4、试述煤与瓦斯突出预测的类型及方法。
15 分）3 类：第一是区域性预测， 主要是确定煤田、它是在区域性的基础上，根据钻探、施的效果。
5 神经网络方法进行突出预测煤与瓦斯突出，其发生是由地应力、高压瓦斯、煤的结构性能、地质构造、煤厚变化、煤体 结构及围岩特征诸多因素决定的。
突出灾害的发生是极不规则的，其所处的系统是一个不断变化 的系统，各种力学作用与这些作用所形成的地质体，大多数都处于复杂的非线性状态。
人工神经网络方法的出现， 为解决这一问题开辟了一条新途径。
神经网络具有通过样本来 “学习”的能力，一方面区别于传统的各种预测方法，实际应用时无须做出因素与突出相关关系的任 何假设，只需将实际数据直接提供给网络来训练；另一方面训练完成后的网络能以任何精度逼近 真值（只要训练数据足够多），能够抽提、捕捉隐藏在历史数据中的规律，尤其是那些尚未被人类 认识和揭示的规律，这些优点是传统方法无法比拟的。
5、简述矿井瓦斯涌出量的分源预测方法。
（20分）技术特点：该预测方法以煤层瓦斯含量为基础数据，通过对地质构造带瓦斯赋存规律、不同采煤方法的瓦斯涌出规律、煤的残存瓦斯量、围岩和采空区瓦斯涌出规律及掘进巷道瓦斯涌出和瓦斯排放带宽度的研究，提出了地质构造单元分源预测矿井瓦斯涌出量的方法。
结合我国煤层采掘条件，系统地研究了影响矿井瓦斯涌出量的各种因素，并从煤田地质、矿井开采条件、层位关系等诸多因素入手，得出了矿井瓦斯涌出量与其实质性联系。
根据矿井瓦斯涌出来源及涌出规律，结合矿井煤层配产方案计算矿井不同生产时期各瓦斯涌出源的瓦斯涌出大小，来确定矿井瓦斯涌出量。
技术关键：第一是分析研究煤层瓦斯含量测值的准确性，找出适合校准系数；第二是分源预测法中影响预测精度的各种系数的研究，从而找出相应条件下的适合系数值。
该成果紧密结合我国煤田的实际情况，煤层瓦斯含量测定从手工测定实现自动化；从技术上克服原来矿山统计法、类比法的应用局限性，使矿井瓦斯预测方法更加具体化，由原来的定性分析实现定量分析、由原来手工计算及绘图实现计算机图文一体化，并使矿井瓦斯涌出量预测工作规范化、科学化。
6、谈谈你对《煤与瓦斯突出预测及机理》课程的认识或建议。
7、综述煤与瓦斯突出机理研究的现状。
（20分） 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，为突出危险性预测预报、防突措施的选择及防突效果的检验提供了理论依据。
煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质 （10 分）3者综合作用的结果，是积聚在围岩和煤体中大量潜能的高速释放，并认为高压瓦斯在突出的发展过程中起决定性的作用；地应力（构造应力、自重应力、采动应力、温度应力等）突变和采矿活动扰动是激发突出的因素；而煤的物理力学性质则是阻碍突出的因素。
我国煤地质与煤矿安全科研工作者对煤与瓦斯突出机理研究取得了丰富成果，完善与发展了煤与瓦斯突出机理。
主要成果体现在以下方面：a.将参与煤与瓦斯突出的煤体、岩石、瓦斯和应力场看成一个统一体系，并且认为它们是不均匀的，突出是气固两相流运动。
b.进一步明确了煤与瓦斯突出的动力来源。
煤（岩）体所积存的弹性应变能和瓦斯内能是突出发生的能量，并且高压瓦斯是大型突出所需能量的主要提供者，地应力和瓦斯压力增加使突出危险性增大。
c.进一步明确了煤与瓦斯突出的准备、激发、发展和终止过程。
突出是煤体破坏、地应力突变与瓦斯渗流耦合作用下发生失稳的过程，是卸压膨胀和煤（岩）体阻碍共同作用的结果。
地应力突变和采掘活动扰动是激发突在应力波的作出的因素，而足够的卸压区宽度可以抑制高能量体的失控。
用下，煤岩体中交替出现拉应力和压应力，并出现应力波峰值。
d.进一步明确了煤与瓦斯突出的失稳破坏过程，解释了延期突出、大强度突出及突出伴生大量瓦斯问题。
从蠕变破坏到裂隙网发育，从裂隙扩张到失稳破坏，从内部延续到终止条件，考虑了时间因素。
煤体破坏分为层裂和层裂片的粉碎2 个阶段，破裂是不连续的并呈破裂阵面跳跃式发展。
层裂体的形成和失稳破坏是突出发动的基本环节，最大有效拉应力准则为破裂准则。
e.进一步明确了地质构造在煤与瓦斯突出中的作用，及不同地质构造中地应力分布、煤体结构特征和瓦斯赋存规律。
全球板块构造运动控制着区域构造块体；区域地质构造及其活动决定着矿区构造应力场。
煤层及顶底板岩层的原岩应力基本由垂直的重力和近水平的构造应力叠加作用形成，构造应力场是形变场，并主要体现在坚硬稳定的顶底板岩层中。
采动应力取决于上覆岩层强度性质的压力角所圈定的充分移动区范围。
地质构造带往往具备高地应力、高瓦斯压力（含量）和构造煤发育等3 个因素。
f.进一步明确了地应力与瓦斯之间的相互关系。
当地应力增大时，煤体微结构中的孔隙、裂隙闭合，对瓦斯的吸附作用增加，使渗透率减小；当地应力减小时，随孔隙、裂隙增大，煤体吸附容积加大，并产生向外膨胀变形。