防治煤与瓦斯突出基础知识讲义Word下载.docx

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２．瞬间突出的瓦斯、碎煤流带有暴风般的性质，能使通风系统破坏，造成风流紊乱和短时逆转。

３．突出造成一定的动力效应，可以摧毁支架、破坏设备、设施。

４．突出的煤炭能堵塞巷道、破坏生产系统，增加巷道通风阻力，在清理突出煤炭和突出孔洞时，有可能造成连续突出，造成人员伤亡。

三．煤与瓦斯突出的一般规律

１．开采深度增加，突出的危险性增大，主要体现在突出次数增多，突出强度增大，突出煤层层数增加，危险区域扩大，浅部不突出的煤层，深部就有可能突出。

２．突出往往发生在地质构造区，主要体现在褶曲，断层及岩浆岩侵入的地区，因受挤压扭曲严重，易发生突出。

３．瓦斯含量和瓦斯压力愈大，突出危险越严重，大多数突出发生在瓦斯压力大于0.6Mｐａ的情况下。

４．煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出的危险性越大，主要是煤层厚度大，倾角大或煤厚、倾角由小到大时以及软分层由薄变厚时容易发生突出。

５．采掘应力集中区容易发生突出，如接近邻近层的上、下煤柱区或两巷相向采掘等，突出一般以煤层掘进居多，回采次之，但在深部不一定。

６．突出常发生在有外力冲击作用下的诱导突出，少量存在延期突出，如爆破、风镐与手镐落煤、打钻、水力冲刷等，一般将爆破突出以外的突出，称为延期突出。

７．围岩的透气性越差，突出越严重，若煤层上覆和下部的岩层越致密，利于瓦斯的储存，突出危险性越大，相反，突出危险性小。

８．若煤层较湿润，含水量高，矿井涌水量大，则突出危险性较小。

第二节瓦斯动力现象分类及预兆

一．瓦斯动力现象和分类

１．按动力现象的力学特征分类

按照瓦斯动力现象的力学特征，可分为三类，即突出、压出、倾出。

１）煤与瓦斯突出（沼气或二氧化碳）突出，简称突出，其主要特征是：

①煤向外抛出距离较远，具有明显的分选现象

②有大量的瓦斯涌出，有时会使风流逆转

③突出孔洞呈口小腔大的梨形、瓶形、葫芦形或其它分岔形

２）煤与瓦斯压出，简称压出，主要特征是：

①压出有两种形式，即煤的整体位移和有一定距离的抛出，在煤层与顶板之间有细煤粉

②压出的煤呈块状，无分选现象

③巷道瓦斯涌出量增大，造成风流中瓦斯浓度超限

④压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形、舌型等孔洞形状

３）煤与瓦斯倾出，简称倾出，主要特征是：

①倾出的煤就地按自然安息角堆积，无分选现象

②巷道瓦斯涌出量明显增加，造成短时瓦斯超限

③倾出的孔洞呈口大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜方向发展

④倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中

２．按突出强度分类：

突出强度指每次突出抛出的煤（岩）数量和瓦斯量，主要以数量划分为依据。

１）小型突出：

强度小于10t

２）中型突出：

强度为10-100t之间（不含100）

３）次大型突出：

强度为100-500t之间（不含500）

４）大型突出：

强度为500-1000t之间（不含1000）

５）特大型突出：

强度等于或大于1000t

二．煤与瓦斯突出前的征兆

煤与瓦斯突出主要表现在地压显现、瓦斯涌出异常、煤层结构和地质构造发生变化三个方面，概括起来，可分为有声预兆和无声预兆。

有声预兆：

①地压活动剧烈、顶板来压、不断发生掉碴和支架断裂声，深部岩层或煤层出现破裂声。

②煤层中产生震动，手扶煤壁感到震动和冲击。

③响煤炮或闷雷声，一般是先远后近、先小后大、先单响后连响的煤炮声和机枪声、鞭炮声、劈裂声。

２．无声预兆：

①煤层结构发生变化，如层理紊乱，煤强度松软或不均匀，强度降低、光泽暗淡、干燥、易粉碎、煤尘飞扬，②地质变化、煤厚不均、软分层增厚、倾角变陡，出现挤压褶曲、波状隆起、断层、煤岩破坏严重等。

③工作面压力增大，出现掉碴、片帮煤壁外鼓、有时煤体碎片从煤壁弹出。

④工作面瓦斯涌出量增大，忽大忽小，打钻时，顶板、夹钻、喷孔、有压风声、哨声、蜂鸣声等，煤壁发冷，工作面气温发冷。

第三节煤与瓦斯突出机理

一．突出机理概述

解释突出原因和突出过程的理论，称为突出机理。

煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象。

世界上各国根据现场实际突出和实验室模拟研究等方法进行了研究，提出了各种假说，概括起来有“以瓦斯为主导向的假说”、“以地压为主导作用的假说”、“化学本质假说”及“综合假说”目前国内外大多数学者比较统一的是“综合假说”。

综合假说是认为，煤与瓦斯突出是地压，高压瓦斯和煤体结构性能三个因素综合作用的结果，是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中起决定性的作用，地压是激发突出的因素。

二．煤与瓦斯突出经历的阶段

煤与瓦斯突出的全过程，一般可分为四个阶段：

准备、发动、发展和停止阶段。

１．突出的准备阶段

即能量向积聚阶段。

由于地应力的变化，瓦斯向某处运移，集中形成高压瓦斯，储存大量的弹性潜能。

２．突出的发动阶段

由于外力作用（如爆破式或钻进等），煤体应力状态发生突然变化，岩石和煤的弹性潜能迅速释放，这时可听到从煤体或岩体中发生的破裂声，并观察到煤层发生压缩变形，还出现掉碴、支架压力增大，煤中出现劈裂声及闷雷声等预兆。

３．突出的发展阶段

依靠释放的弹性能和激离瓦斯的膨胀能，使煤体破坏并由瓦斯流把碎煤抛出。

随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低、瓦斯解吸，解崐吸瓦斯的膨胀加剧了这一过程，又促进煤进一步破碎，如此反复进行，直到煤被粉碎为粉煤并形成粉煤瓦斯流。

这种粉煤瓦斯流具有很大的能量，可以将煤抛出数十米甚至数百米的距离，可使风流逆转，推翻矿车，搬运岩石等。

造成一定的动力效应。

４．突出的停止阶段

当激起突出的能量已经耗尽，继续放出的能量不足以粉碎煤体，突出孔洞受到堵塞，不能继续在突出孔洞壁建立起高的应力梯度和瓦斯压力梯度时，突出立即停止。

突出过程中，煤体变形变化的延续时间为0.1-64秒，一般只有几秒，瓦斯压力变化时间一般只有2-7秒，煤与瓦斯突出全过程一般只延续几十秒时间，少数突出可能长达1-2.5分钟。

总之，地应力，瓦斯压力是突出发生，发展的动力。

即作用力，而煤的结构（坚固性）阻碍突出的作用，相应地产生抵抗煤体破碎的阻力，即反作用力。

当作用力大于反作用力时，突出就会发生；

，反之，就不会突出，因此，降低地应力和瓦斯压力或设法增强煤（岩）体强度，是防止煤与瓦斯突出的关键。

第二章突出矿井的管理措施

第一节突出矿井及煤层的概念

矿井在采掘过程中只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即定为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。

突出矿井和突出煤层的确定，由所在矿务局提出报告，经部授权的煤炭科研单位鉴定后，报省（区）煤炭局批准，并报部备案。

凡经鉴定属于突出动力现象的，即可定为突出矿井；

当其特征不明显时，可在现场考察或实验室中进行有关参数的测定后，进行综合分析，作出最后的鉴定结论。

第二节突出矿井的管理

一．组织管理：

（１）认真落实各级人员的责任制

有突出矿井的矿务局长及突出矿井矿长对防突管理工作负全面责任，应定期检查平衡防突工作，解决防突所需的人、财、物，保证防突工作的实施；

矿务局、矿的总工程师对防突工作负技术责任，负责组织编制、审批、检查防突工作规划计划和措施，付局长、付矿长负责落实所分管的防突工作，安监局、处长负责监督检查。

矿务局、矿的各职能部门负责人对本职范围内的防突工作负责。

区、队、班组长对管辖内的防突工作负直接责任，防突人员对所在岗位的防突工作负责。

（２）建立严密的组织机构和专业队伍

开采突出煤层的矿务局、矿都应设置专门机构，负责掌握突出动态和规律，填写突出卡片，积累资料，总结经验教训，制定防突措施。

（３）充分发挥各部门在防突工作中的作用

有突出矿井的矿务局和突出煤层的矿井在编制年度、季度、月度生产建设计划的同时，必须编制年度、季度、月度的防突措施计划，计划内容应包括：

Ａ：

保护层开采计划Ｂ：

抽放煤层瓦斯计划Ｃ：

石门揭穿突出煤层计划Ｄ：

采掘工作面局部防突措施Ｅ：

防突措施的工程量，完成时间以及所需设备、资金、劳动力等

（４）建立健全各项规章制度

编制各部门、各层次人员的防突责任制；

打钻、抽放、防突管理办法、制度，矿井防突实施细则及相应各工种操作规程，建立防突奖惩制度

二．技术管理

①认真执行“四位一体”的综合防突措施，开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施的“四位一体”综合措施。

在采取防突措施时，应优先选择区域性防突措施，如果不具备区域防突条件时，必须采取局部防突措施。

②编制突出煤层防突的专门设计

新建矿井的初步设计或有突出矿井新水平，新采区设计中对突出煤层都必须编制防突的专门设计，内容详见《防治煤与瓦斯突出细则》，（以下简称《细则》）第10条。

③优化采掘布署，减少防突工程量和瓦斯灾害的机率突出矿井的巷道布置应符合下列要求：

主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中

Ｂ：

煤层巷道应尽可能布置在卸压范围内，如采用沿空留巷或沿空送巷，被保护层保护范围等

Ｃ：

井巷揭穿突出煤层的次数应尽可能减少

Ｄ：

井巷揭穿突出煤层的地点应避开地质构造破坏带

Ｅ：

突出煤层中的掘进工程量应尽可能减少

Ｆ：

开采保护层的矿井，应充分利用被保护层的保护范围

Ｇ：

井巷揭穿突出煤层前，必须具有独立的、可靠的通风系统

Ｈ：

在突出煤层中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风及相向采掘

④把好防突措施的各个关口

各防突头面必须制订专门防突措施，防突措施的编制、审批、贯彻、执行、监督、检查工作，必须遵守《细则》第12条规定。

⑤加强对防突现象的总结、分析

每次发生突出后，矿防突机构指派专人进行现场调查，收集资料，填写突出卡片，进行原因分析和事故追查。

强度大于1000T的突出，必须附专题调查报告。

矿务局每年应对全年的突出卡片进行专门分析总结，并填写矿井突出基本情况调查表和矿井突出现象调查汇总表，连同总结资料一并报告省、区煤炭局。

矿地测部门和防突专门机构一起绘制各突出煤层瓦斯地质图。

⑥依靠科技进步搞好防突工作

针对防突的难点、疑点，组织工程技术人员和工人协同攻关，每年在制定矿井科研计划时，要以防突为重点，并装备先进的防突抽放瓦斯监控设备仪器、仪表。

三．现场管理

（１）搞好现场人员培训

突出矿井的职工，凡是从事井下作业的人员，都必须接受防突知识培训和自救、互救知识培训、熟悉突出的预兆和