防治煤与瓦斯突出讲座

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防治煤与瓦斯突出讲座 防治煤与瓦斯突出讲座一、煤与瓦斯突出概念及机理 1、煤与瓦斯突出—— 煤(岩)与瓦斯突出 在地应力和瓦斯的共同作用下， 破碎的煤、岩和瓦斯由煤体岩体内突然向采掘空间抛出 的 异 常 的 动 力 现 象 。 这里所指的突出是煤与瓦斯突出、煤的突然倾出、 煤的突然压出、岩石与瓦斯突出的总称。 2、煤与瓦斯突出的机理。 突出的机理是关于解释突出的原因和过程的理论。突出 是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解， 假说很多。目前世界上存在着煤与瓦斯突出机理的有4 大类27种假说。即：

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(一)瓦斯为主导作用的假说1、“瓦斯包”说； 2、突出波说； 3、裂缝堵塞说； 4、闭合孔隙说； 5、瓦斯膨胀说； 6、卸压瓦斯说：认为突出煤层的透气性较低，瓦斯难 以流出。由于采掘而使之卸压，迅速压的瓦斯造成瓦 斯压力升高，将分散的煤迅速抛出或向巷道挤出； 7、瓦斯说； 8、瓦斯粉煤说：认为突出时的粉煤原来就存在煤层中。 当有瓦斯时，这些粉煤就象流体一样，瓦斯压力不大 时就能引起突出。 9、地质破坏带说：认为由于有地质破坏带的存在，潜 藏着一定数量的高压瓦斯。 10、瓦斯解吸说：认为卸压时煤的微孔隙扩张，孔隙 吸附潜能降低，吸附、吸着瓦斯解吸，使瓦斯压力增 高，可破坏不坚硬的煤，而引起突出。

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(二)地压为主导作用的假说1、 岩石变形潜能说：认为突出是由于积聚在煤层周围 的变形的弹性岩石的潜能所引起的，而这种潜能则是以 往发生过的地质构造变动所造成的。 2、 集中应力说 3、 塑性变形说 4、振动波动说 5、 应力叠加说：认为瓦斯突出是由于地质构造应力、 火山与岩浆活动的热力变形应力、自重应力、采掘压力 和放顶作用而造成的； 6、 放炮突出说 7、 顶板位移不均匀说

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(三) 化学本质说

1、 瓦斯水化物说 2、 “爆炸的煤”说 3、 “重煤”说 4 4、 地球化学说 5、 硝基化合物说 以上各种单项假说往往与突出的实际情 况不符，或不能对井下煤瓦斯突出现象作 出解释。

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(四)综合假说1、能量说：它是苏联B。B霍多特提出的，认为突出是 煤的变形潜能和瓦斯内能所引起的。 2、 应力分布不均匀说； 3、 破坏区说：日本的矶部俊郎认为，突出是瓦斯压 力和地应力共同作用的结果。在高压力作用下，由强 度最小点首先发生破坏在其周围造成应力集中，使破 坏向邻点扩展而形成破坏区，由于煤体破坏释放的弹 性能供给热量使吸着瓦斯得到解吸，并使煤的内摩擦 力下降，变成易流动状态而发生煤与瓦斯突出。 4、 动力效应说 5、游离瓦斯压力说：法国的

耿代尔等人认为，突出 是综合作用的结果，但游离瓦斯压力是发动突出的力 量，解吸的吸着瓦斯只是参与了煤搬运过程。

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上述各种综合他说，虽然“瓦斯” 上述各种综合他说，虽然“瓦斯”说、“地压”说和“化 地压”说和“ 说等单项假说有所进步。但是， 学”说等单项假说有所进步。但是，除应力分布不均匀说 外，其它假说最大的弱点是没有考虑构造应力在突出中的 作用。因此，不能圆满地解释突出的区域性分布、 作用。因此，不能圆满地解释突出的区域性分布、煤层自 行揭开，过煤门的大强度突出等问题， 行揭开，过煤门的大强度突出等问题，而应力分布不均匀 则对瓦斯的作用考虑不够，对过煤门时的大强度突出， 说，则对瓦斯的作用考虑不够，对过煤门时的大强度突出， 突出的时瓦斯量超过煤层瓦斯含量数十倍的现象， 突出的时瓦斯量超过煤层瓦斯含量数十倍的现象，同样不 能解释。 能解释。 突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解， 突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解， 假说很多。多数人认为，突出是地压、瓦斯、 假说很多。多数人认为，突出是地压、瓦斯、煤的力学性 质和重力综合作用的结果。 质和重力综合作用的结果。 我国比较赞同的是瓦斯压力和地应力的综合作用学说 的观点。所以，煤矿安全规程把煤( 与瓦斯( 的观点。所以，煤矿安全规程把煤(岩)与瓦斯(二氧化 突出解释为：在地应力和瓦斯(二氧化碳) 碳)突出解释为：在地应力和瓦斯(二氧化碳)的共同作 用下，破碎的煤( 和瓦斯(二氧化碳) 用下，破碎的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)由煤体或岩体 内突然向采掘空间抛出的动力现象。 内突然向采掘空间抛出的动力现象。

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二、煤与瓦斯突出的分类及其特征 (一)分类 按照煤与瓦斯动力现象的成因进行分类：分为煤的突 然倾出、煤的突然压出、煤和瓦斯突出。 (二)各类煤与瓦斯动力现象的特征 1、煤的突然倾出的特征： 主要动力源是由重力引起，瓦斯压力促进重力作用 的显现，所以煤的倾出能引起或转化为煤和瓦斯突出。 ●倾出空洞具有较规则的几何形状(椭圆形、梨形等 ),在上山的空洞常沿煤层倾斜延伸、多为梨形；在平 巷，空洞多分布在上方及上隅角，椭圆形较多，一般空 洞的上部带自然拱的稳定形状。 ●倾出的煤主要是碎煤，有时也能见到少量粉煤，无 分选现象；

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1、煤的突然倾出的特征：其主要动力源是由重力引起，瓦斯压力促进重力 作用的显现，所以煤的倾出能引起或转化为煤和瓦斯 突出。 ● 倾出空洞具有较规则

的几何形状(椭圆形、梨形等), 在上山的空洞常沿煤层倾斜延伸、多为梨形；在平巷， 空洞多分布在上方及上隅角，椭圆形较多，一般空洞的 上部带自然拱的稳定形状。 倾出的煤主要是碎煤，有时也能见到少量粉煤，无分选 现象； 煤的抛出距离及堆积情况，取决于煤量的多少。一般不 超过50米；堆积坡面角，一般近于自然安息角，沿倾斜 空洞发生强大的倾出时，堆积坡面角可能小于自然安息 角； 倾出的煤量由数十吨到数百吨，但多数情况不超过100吨

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●煤倾出的瓦斯涌出量取决于煤层瓦斯含量，每吨倾 出煤的瓦斯涌出量小于或近于煤层瓦斯含量。瓦斯不 会逆风流运行，在正常通风条件下，一般经1小时左右 能降至正常； ●动力效应一般不大，可以推倒空矿车、折断木支架 等； ●在倾出前经常出现的预兆是煤的硬度降低，煤体开 裂，从工作面掉煤渣，支架压力增加，有时煤体上也 出现劈裂声和闷雷声； ●倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中。

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2、煤的突然压出的特征：煤的突然压出是由构造应力或开采集中应力引起的， 煤的突然压出是由构造应力或开采集中应力引起的， 瓦斯起次要作用。 瓦斯起次要作用。 压出有两种形式， ● 压出有两种形式，整体位移或煤有一定距离的 抛出，但位移或抛出的距离很小； 抛出，但位移或抛出的距离很小； 压出后， ● 压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中常留有粉 整体位移的煤有大量的裂隙； 煤，整体位移的煤有大量的裂隙； 压出的煤是块状，无分选现象； ● 压出的煤是块状，无分选现象； 巷道瓦斯涌出量增大； ● 巷道瓦斯涌出量增大； 压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。 ● 压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。

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3、煤与瓦斯突出(简称突出)的特征：煤与瓦斯突出(简称突出),实现的基本能源是煤内积 煤与瓦斯突出(简称突出),实现的基本能源是煤内积 ), 蓄的高压瓦斯能。 蓄的高压瓦斯能。

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