1、煤与瓦斯突出防治技术演示文稿 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,投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理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。早期关于煤与瓦斯突出机理的假说单因素作用假说 单因素作用假说主要有：瓦斯主导作用假说，地压主导作用假说以及化学本质作用假说，其主要
2、特点是强调单因素起主导作用。瓦斯主导作用假说：以瓦斯为主导作用的假说。（一）有“瓦斯包说 ,“瓦斯包说认为，煤层内存在着可以积聚高压瓦斯的空洞，其压力超过煤层强度减低区的煤体强度极限，当工作面接近这种瓦斯包时，煤壁就会发生破坏，产生突出。(2)粉煤带说认为，由于地质构造或矿山压力的作用，原生煤层被破碎成粉状这些粉煤极易放出瓦斯。当巷道接近这一地带时，粉煤在较小的瓦斯压力作用下，就能与瓦斯一起喷出。(3)煤孔隙结构不均匀说认为煤层中有透气性变化剧烈的区域，在这些区域的边缘，瓦斯流动速度变化很大。如透气性小的恰好是坚硬的煤而透气性大的又是不坚硬的煤，那么当巷道接近这两种煤的边界时，瓦斯潜能就有可能
3、使煤突出。(4)突出波说认为，瓦斯潜能要比煤的弹性变形能大十倍左右，在煤的强度低的地区，煤的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度。当巷道接近这一地区时，在瓦斯压力的作用下，可产生连续的破碎煤体的突出波，引起突出。(5)裂缝堵塞说认为由于均匀排放瓦斯的裂缝被封闭和堵塞，在煤层中形成增高的瓦斯压力带，从而引起突出。(6)闭合孔隙瓦斯释放说认为：近工作面地带，由于煤吸收和解吸瓦斯的周期性，使其机械强度降低，包含在闭合孔隙中的瓦斯、在孔隙闭合面与敞开面之间产生了很大的压力差。当煤体被破坏时，使被解吸的瓦斯抛向巷道。(7)瓦斯膨胀说认为在煤层中存在着瓦斯含量增高带因而引起煤体膨胀和煤层应力增高，此处煤层的透气性
4、接近于零。当巷道掘进到该处时，其应力急剧降低，造成煤的破碎和突出 (8)卸压瓦斯说认为突出煤层富含瓦斯，但透气性低瓦斯难以流出。而采掘工作可使局部卸压，迅速卸压的瓦斯涌向煤壁、造成煤壁局部瓦斯压力升高，使粉碎的煤迅速抛出或向巷道挤出。(9)火山瓦斯说认为，瓦斯突出的动力来源于煤层中的游离瓦斯，突出时瓦斯压力能达到一千几百个大气压。由于火山的活动、煤受到了二次热力变质，产生瓦斯和热流体带来的岩浆瓦斯，从而在煤层内，待别是在断层内，形成高压瓦斯区，当进入这一地区进行采掘作业时，即能引起突出。(10)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。当巷道或工作面接近该带时，在爆破
5、及地压的影响下，煤、岩壁裂缝增多如覆盖层的阻力与瓦斯压力的平衡遭到破坏时，将会发生突出。它的中心点在于：由于地质破坏带的存在，增加了周围岩体的异常拱压，当工作面接近这一破坏带时、工作面与地质破坏带之间的煤层会被迅速破坏从而引起突出。(11)瓦斯解吸说认为，卸压时煤的微孔隙扩展、孔隙吸附潜能降低，吸附和吸着瓦斯解吸潜伏的压力(吸附瓦斯的内能)转化为“游离瓦斯”压力，使瓦斯压力增高，可破坏不坚硬的煤体而引起突出。瓦斯说能解释突出中的一些现象、但与下面一些情况不符或不能解释：迄今为止在煤层内从未发现过上述的“瓦斯包”或持定的粉煤带，人们在后来的实践中统计的资料表明：突出危险性与煤层瓦斯含量之间没有直
6、接的联系；在突出孔洞周围出现过重复突出 岩石错动的强烈声响往往发生在突出之前的煤体深处 打小直径排放钻孔，并不能有效地防治突出；大多数平巷的突出空洞位于上隅角；煤层的自行揭开；过煤门时的突出；突出孔洞发生变形(体积缩小)。地压主导作用假说：以地压为主导作用的假说。主要有：（1）岩石变形潜能说认为突出的发生是变形的弹性岩石所积聚的潜能引起的这些岩石位于煤层周围，而这种潜能是以往的地质构造运动造成的。当巷道掘到该处时，弹性岩石便像弹笛一样伸张开来，从而破坏和粉碎煤体而引起突出，(2)应力集中说认为在采煤工作面前方的支撑压力带，由于厚弹性顶板的悬顶和突然沉降引起附加应力、煤体在此集中应力的作用下产生
7、移动相遇到破坏。如果再施加动载荷，煤体就会冲破工作面煤壁而发生突出。煤突出时伴随有大量的瓦斯涌出。(3)塑性变形说地压作用下，突出煤层发生弹塑性交形，使巷道周围煤体突然破碎，引起突出。(4)冲击式移近说认为，在突出中起主导作用的是地压，具体地说是顶底板的冲击式移近。冲击式移近发生的可能性和大小取决于岩体的性质、巷道参数、掘进方式和速度。其条件是：第一、煤层紧张程度增大；第二，煤层边缘有脆性破坏；第三，从破坏的煤中涌出的瓦斯有一定的压力。(5)拉应力波说认为，突出煤层的力量是拉应力波。而这个拉应力波是脆性材料在地压的作用下储蓄了大量的弹性能当巷道工作面附近的煤体由三向受压状态转为复杂应力状态时掘
8、进工作面破坏了平衡，造成能量释放而产生突出的。在拉应力波作用下煤体破碎并抛出，而瓦斯的迅速排放又使动力效应更加猛烈。(6)应力叠加说认为，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、采掘应力和放顶动压等叠加而引起的。突出危险煤层具有持殊的“分支性裂隙”的显微结构。(7)放炮突出说认为大多数瓦斯突出(包括冲击地压)主要是由于爆破的应力作用而造成的。他们认为：如果突出是由地压引起的话那么采煤工作面应该比巷道突出次数多，但事实与此相反。(8)顶板位移不均匀说认为，瓦斯突出是由于煤层顶底板不规则和不连续移动而引起的一种动力现象。并指出顶底板移近速度值增加又下降后，才发生突出。以地压
9、为主导作用的假说同样也能解释相当一部分突出现场的现象、但也还有许多观象不能解释，如：1.在瓦斯不大的矿井，即使开采深度很深(400一500 m)，也不会发生突出。2.二氧化碳参与突出的平均强度比甲烷参与突出的平均强度大。3.突出前出现风流中的瓦斯浓度增大或忽大忽小的预兆，也出现工作面煤壁或空气温度下降的预兆。4.煤与瓦斯突出时，从突出煤的分选现象中可见到大量的细尘状粉煤。5.如果突出的发生是由地压引起的，那么突出的孔洞应该是圆锥形，而实际的突出孔洞常常是一些口小腔大特殊形状的孔洞(如梨形、椭球形)。6.在一些特大型的突出中，每吨喷出煤的瓦斯涌出量比煤层瓦斯含量高得多即可以在短时间内涌出数十万以
10、致上百万立方米瓦斯气体逆风流运行并可充满数干米的巷道。7.准备巷道中地压显现不如回采巷道明显，但准备巷道的突出次数与强度均比回采巷道工作面的大。8.在乎巷及下山也发生突出。9.在进行工作面支护甚至无人作业时，地压作用并不大，也有突出发生。10.当增加煤体水分降低煤体强度时，煤的突出危险性反而降低。化学本质作用假说：以化学本质为作用的假说。主要有：1.瓦斯水化物说认为在某些地质构造活动区，在一定的温度压力下，有可能生成瓦斯水化物(CH4 6H20)，并以介稳状态保存在煤层和岩石渗透孔隙内，它具有很大的潜能受到采掘工作影响后即迅速分解形成高压瓦斯(可达数百个大气压)，破坏煤体而造成突出。2.地球化
11、学说认为瓦斯突出现象是煤层中不断进行的地球化学过程煤层中的氧化还原过程。由于活性氧及放射性气体的存在而加剧、生成一些活性中间物，导致高压瓦斯的形成。中间产物和煤中有机物的相互作用，使煤分子遭到破坏。3、硝基化合物说认为：突出煤中积蓄有硝基化合物，只要有不大的活化能量(如活动着的岩石应力不均匀、瓦斯压力等)就能产生热反应。当其热量超过分子的话化能时，反应将自发地加速 发生突出。化学本质说没有得到多大的支持和拥护，其原因是迄今为止在矿井中尚未发现瓦斯的水化物的实物。综合作用假说 综合作用假说认为：煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说观
12、点的学者都承认，煤与瓦斯突出是综合因素作用的结果，但对各种因素在突出中所起的作用却说法不一。例如，法国学者入伯兰等认为瓦斯因素是主要的；而前苏联学者B比霍多持、日本学者肌部俊郎等许多学者则认为地应力是主要的，即地应力是发动突出、发展突出的主要因素，瓦斯是帮助突出发展的因素。目前，具有代表性的综合作用假说主要有：(1)振动说认为，煤与瓦斯突出的形成不是一个单独的过程，而是由围岩对煤层的振动作用有关的三个连续阶段组成的：第一阶段煤受到来自围岩方面的压力作用而破坏，煤的体积缩小，游离瓦斯压力增大，并有一部分转化为吸附瓦斯；第二阶段、卸压，煤层体积膨胀，瓦斯压力降低，瓦斯解吸；第三阶段，包含粉碎的煤和
13、大量的游离瓦斯的煤层又再次受压，瓦斯压力再次增大。当巷道工作面接近上述破坏带时。处于高压的粉煤和瓦斯混合物就有可能冲破煤壁而发生突出。因此该假说认为：瓦斯是造成突出的主体。而煤粉碎、瓦斯解吸和瓦斯粉煤混合物的喷出所需的能量是由煤层的围岩通过振动来传递的。(2)分层分离说 认为突出是由地应力和瓦斯共同作用的结果突出过程分三个阶段：准备阶段。工作面附近的煤层始终处于地应力的作用下，造成了发生突出的条件、增加了瓦斯向巷道方向渗透的阻力，促使煤层保持高的瓦斯压力，煤体强度降低，煤校易于从煤体中分离。颗粒分离波的传播阶段。突出时，颗粒的分离过程是一层一层进行的。当突出危险带表面急剧暴露时由于瓦斯压力梯度
14、作用使分层承受拉力，当拉力大于分层强度时、即发生分层从煤体上的分离。分层分离是一切突出的重要组成部分，影响着突出的主要待征，但并没有全面反映突出过程的多种形式。例如，分层分离波统过部分的压碎带，通常决定于地压作用，伴随声响激发此时暴露面上约分层分离。突出常常是重复的破坏组合一部分是瓦斯参与下的分层分离而破坏，另一部分是地应力破坏。在急倾斜煤层的某些部分，则在自身的重力作用下分离。瓦斯和颗粒混合物的运动阶段。从煤体分离的煤颗粒和瓦斯急速冲向巷道随着混合物运动，瓦斯进一步膨胀，速度继续加快。当其遇到阻碍时，速度降低而压力升高、直到增高的压力不能超过破坏条件时，过程才停止。(3)破坏区说认为、典型的
15、冲击地压是由于集中应力所造成的破坏现象，而典型的瓦斯突出是瓦斯作用的结果。介于二者之间的现象称为冲击地压式突出，或叫做突出式的冲击地压。它是瓦斯压力和地应力共同作用的结果。他们认为：不论是突出还是冲击地压，首先必须破坏煤体。而煤体的破坏过程是一致的在不均质的煤内各点的强度不同，在高压力的作用下，由强度最低的点先发生破坏，并在其周围造成应力集中，如邻点的强度小于这个集中应力，就会被破坏成破坏区。在这种破坏区中，煤的强度显著下降，变成弱应力区。此区内的吸附瓦斯由于煤体破坏时释放的弹性能供给热量而解吸、煤粒子间的瓦斯使煤的内摩擦力下降，变成易于流动的状态。当这种粉碎的煤流喷射出时，便形成了突出。(4
16、)游离瓦斯压力说认为，突出是煤质、地应力、瓦斯压力综合作用的结果、但瓦斯因素是主要的，煤体内游离瓦斯压力是发动突出的主要力量，解吸的瓦斯仅参与突出煤的搬运过程。如果工作面在突出危险区是逐渐推进的，那么工作面前方煤体处于匀速动态的状态；如果工作面前方的过载应力区的围岩突然变化将出现加速的动态而突出。有利的突出条件是：煤的结构紊乱，瓦斯压力高，煤和固岩的应力大。上述的综合假说比前面的单向因素的假说大大进了一步，它们能解释的突出现象也比其它各种单项因素的假说多。但是，还有其它一些突出现象不能解释、如：突出的区域性分布；石门的自行揭开；过煤门时的大强度突出；震动放炮揭开煤层时的延期突出；突出时瓦斯喷出
17、量超过煤层的瓦斯含量几十倍甚至几百倍。通过大量的实验室实验。从能量的角度出发用数学分析的方法计算了煤层的变形潜能、围岩的动能、瓦斯的内能以及造成突出所需要的动能。研究人员提出了能量“假说”。对突出的解释为煤层应力状态突然改变,煤体内的各种潜能突然释放所引起煤层的高速破碎。对突出全过程的解释是当煤体由一种应力状态迅速转向另一种应力状态时，煤的变形跟不上应力的变化在岩石对煤层的直接破碎的同时，增添了弹性恢复所引起的破碎和移动功、使破碎煤的孔隙串增加，瓦斯压力作用的面积增大。当煤相当破碎且煤的瓦斯含量足够大时，瓦斯涌出的速度急剧增大，形成瓦斯流把已粉碎的煤带入巷道。煤体的破碎是由弹性潜能释放引起的，
18、瓦斯在煤体破碎后才得以释放、释放的瓦斯能只参与了突出的发展过程。同一时期的还有在进行了大量的现场观测的基础上提出了“应力分布不均匀”说，认为，在突出危险煤层的围岩中，由于地质构造应力的作用，造成了煤体深部应力不均匀，由此使围岩产生不均匀的移动。在突出发生前，围岩的移动发生“停滞”，使工作面附近的媒体处于一种不稳定的状态，其特点是起保护层作用的压出带尺寸大大减少压缩带缺失，离工作面不远处的煤体就具有较高的稳定的瓦斯压力。当工作面受机械作用破坏了不稳定平衡时，岩石产生移动和伸直，引起突出。突出的首要原因是围岩应力的释放。“能量假说”和“应力分布不均匀”说将突出机理的研究推向了一个新的阶段从实验室试
19、验到现场观测都进行了大量细致的工作，得出了一些有价值的具有普遍意义的观点和论断，直到目前这些观点相论断仍然对瓦斯突出的防治具有指导作用。但是需要指出的是，这二种假说对瓦斯突出机理的研究也还是处于经验的摸索阶段，从研究方法和实验过程中可以看出来。确定了地应力在发动突出时的作用，但对瓦斯在突出中的作用，突出过程中的阶段划分等细节问题说明的还比较粗略。对过煤门时的大强度突出、突出时瓦斯喷出量远超过煤层瓦斯含量及延期突出现象同样也不能解释。由于煤与瓦斯突出是极其复杂的动力现象，故而对突出机理的认识目前仍然处于定性综合作用假说阶段，即煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果，是聚集
20、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国内外多数研究人员认为，煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果在实践中、多数人认为综合假说能比较客观地解释一些突出动力现象，在防突工作中，其效果基本令人满意突出机理，迄今为止尚未得到根本解决突出的发展过程及各因素的作用 突出的发展过程 突出煤体经历着能量的积聚过程，使之逐渐发展到临界破坏甚至过载的脆弱平衡状态。突出的发展过程一般可划分为四个阶段，即：(1)准备阶段 该阶段的特点是：在工作面附近的煤壁内形成高的地应力与瓦斯压力梯度。
21、即在有利的约束条件(石门岩柱，煤巷的硬煤包裹体)下，煤内地应力梯度急剧增高，能够叠加着各种地应力，形成很高的应力集中，积聚着很大的变形能；同时由于孔隙裂隙的压缩，使瓦斯压力增高瓦斯内能也增大。在这个阶段，会显现多种有声的与无声的突出预兆。准备阶段的时间可在很大范围内变化，也可在几秒钟内完成(如在震动放炮或顶板动能冲击条件下)。(2)激发阶段 该阶段的特点是地应力状态突然改变，即极限应力状态的部分煤体突然破坏，卸载(卸压)并发生巨响和冲击；向巷道方向作用的瓦斯压力的推力由于煤体的破裂，顿时增加几倍到十几倍，伴随着裂隙的生成与扩张，膨胀瓦斯流开始形成大量吸附瓦斯进入解吸过程而参与突出。大量的突出实
22、例表明，工作面的多种作业都可以引起应力状态的突变而激发突出。例如各种方式的落煤、打眼、刨柱窝、修整工作面煤壁等都可以人为激发突出，而且统计表明，应力状态变化越剧烈，突出的强度越大。因此，震动放炮、一般爆破是容易引发突出的工序 (3)发展阶段 该阶段具有两个互相关联的特点，一是突出从激发点起向内部连续剥离并破碎煤体，二是破碎的煤在不断膨胀的承压瓦斯风暴中边运送边粉碎。前者是在地应力与瓦斯压力共同作用下完的，后者主要是瓦斯内能作功的过程。煤的粉化程度、游离瓦斯含量、瓦斯放散初速度、解吸的瓦斯量以及突出孔周围的卸压瓦斯流，对瓦斯风暴的形成与发展起着决定作用。在该阶段中煤的剥离与破碎不仅具有脉冲的特征
23、而且有时是轮回的过程。这可以从突出物的多轮回堆积特征中得到证实，也可以从突出过程实测记录中找到依据。造成脉冲与轮回性的原因主要是地应力、瓦斯压力与煤的强度的不均匀分布等所致。连续剥离并破碎煤体以及突出孔周围的卸压瓦斯流是产生瓦斯风暴的前提而瓦斯风暴连续不断地把破碎的煤及时运走，是使剥离与破碎煤体连续向内部发展的必要条件，因为这样才能使突出孔壁近处煤体保挎着一个较高的地应力梯度和瓦斯压力梯度。4)终止阶段 突出的终止有以下两种情况：一是在剥离和破碎媒体的扩展中遇到了较硬的煤体或地应力与瓦斯压力降低不足以破坏煤体；二是突出孔道被堵塞其孔壁由突出物支撑建立起新的供平衡或孔洞瓦斯压力因其被堵塞而升高、
24、地应力与瓦斯压力梯度不足以剥离和破碎煤体。但是，这时突出虽然停止了，而突出孔周围的卸压区与突出的煤涌出瓦斯的过程并没有停止，异常的瓦斯涌出还要持续相当长时间。国外情况1834年3月22日，法国鲁阿雷煤田伊萨克矿平巷掘进时发生世界上第一次煤与瓦斯突出到2008年为止，世界19个主要产煤国家发生突出次数在4万次左右世界第一大突出1969年7月13日前苏联顿巴斯加加林矿石门揭煤突出煤(岩)14000t，瓦斯25万m3国外情况1879年4月17日，比利时阿拉波二号井发生一次强度4200t，瓦斯50万m3的突出,瓦斯逆流从提升井冲至地面，距井口23m的绞车房附近的火炉引燃了瓦斯，火焰高达50m，井口建筑
25、烧成一片废墟,2h后，火焰快要熄灭时，井下又连续发生7次瓦斯爆炸,井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧伤国外情况60年代末70年代初，法国、比利时已停止开采突出煤层日本、美国、英国等，也先后停止或关闭了突出矿井国内情况 第一次煤与瓦斯突出1950年11月20日，吉林省辽源矿务局富国二矿。我国最大的一次突出(世界第二)1975年8月8日，天府矿务局三汇一矿+280m水平，平峒揭开K1煤层时，突出煤岩12780t，瓦斯140万m3。突出在爆破作业炮响34s后发生突出，峒口一阵狂风，将小碎石卷起，吹到50m以外，大量瓦斯携带煤粉涌出，呈黑浓烟状，持续40min才逐渐下降，井下距突出点7
26、00多m远的三道风门被毁，风门外装有钎子和矸石的矿车冲出30多m远，1t多重的一块巨石被冲走120多m，另一块重达3t的巨石冲出60余m，拐两个90的急弯进入变电所；距突出点110m，煤矸基本封顶，堆积高度缓慢下降，整个堆积长度1170m，直到峒口。我国最大的一次突出突出煤矸堆积情况国内情况我国煤与瓦斯突出特点l突出矿井分布广，部分地区较严重。18个省(区)。四川、重庆、贵州、湖南、江西、辽宁、河南等省较严重，全国3284处高瓦斯和名与瓦斯突出矿井，只有1938处进行了瓦斯抽采，瓦斯抽采率仅约30%。l突出分布在不同类型的煤层n单一突出煤层的矿井占突出矿井总数的1/3n相当一部份矿井的所有可采
27、煤层均属突出煤层，无保护煤层可采n全国有近一半的突出矿井，需采用本煤层防突措施毕节市基本情况毕节市基本情况 全市现有煤矿487个（设计能力11328万吨/年），其中生产矿井301个（设计能力6762万吨/年），进入试运转的煤矿7个（设计能力174万吨/年），在建煤矿57个（设计能力2916万吨/年），因政策停建煤矿122个（设计能力1416万吨/年）。毕节市煤矿瓦斯含量较高，随着煤矿开采深度加大，煤层瓦斯含量亦将会逐渐增大。2011年瓦斯等级鉴定情况统计，全市参与瓦斯等级鉴定的煤矿314个，其中高瓦斯的矿井165个，煤与瓦斯突出的矿井77个，低瓦斯的矿井72个。煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井占矿
28、井总数高达77.1%。2008年2012年全国煤矿共发生重特大瓦斯事故58起，死亡1294人（其中瓦斯矿井发生2起），分别占重特大事故总量的48.7%和54.6%；全国煤矿共发生较大瓦斯事故249起（其中瓦斯矿井发生96起）。2008年年17起重特大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事起重特大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事故故10起，死亡起，死亡172人，分别占人，分别占58.8%和和51.5%，在，在重特大瓦斯事故中所占比重最高。重特大瓦斯事故中所占比重最高。2011年年30万万T以下矿井发生以下矿井发生较大以上事故大以上事故15起，死亡起，死亡148人，人，占小煤矿占小煤矿较大以上事故死亡人数的大以上事
29、故死亡人数的38.5%。2012年全国年全国 煤矿发生事故煤矿发生事故504起，死亡起，死亡899人，人，较大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事故较大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事故8起起，死亡，死亡55人；人；2013年年110月，煤与瓦斯突出较大事故月，煤与瓦斯突出较大事故8起，起，我国煤与瓦斯突出特点l始突深度不一始突深度不一n 5060m500600mn 始突深度浅，特大型突出的深度浅，在南方煤田中是一明显特点l中小型突出占绝大多数，大强度突出次数也不少中小型突出占绝大多数，大强度突出次数也不少n50t以下的小型突出占73.77%n50100t的中型突出占13.45%n100500t的次大型突出占
30、11.15%n5001000t的大型突出占0.91%n1000t的特大型突出占0.7%n大型和特大型突出比例虽小，但次数仍有100多次，多数发生在石门揭煤时有个别矿井发生过岩石与二氧化碳突出及岩石与甲烷突出矿井瓦斯动力现象分类煤与瓦斯突出分类及特征煤与瓦斯突出喷出（简称突出）l孔洞为口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形等l抛出距离较远，且有分选现象l堆积角自然安息角l煤的破碎程度高，含有大量粉煤和极细的粉尘l有大量瓦斯涌出，吨煤瓦斯涌出量远远大于煤层原始瓦斯含量，往往出现瓦斯逆流现象，其距离可达数十米乃至千米以上，瓦斯波及范围可达全井l有明显的动力效应，破坏井巷设施，推翻矿车，搬运巨石等煤的突然压出伴
31、随瓦斯涌出（简称压出）l煤的整体位移或抛出距离不远l没有孔洞或呈口大腔小的锲行孔洞l压出的煤呈块状，无分选现象l巷道瓦斯涌出量增大l动力效应一般不严重l预兆：工作面掉渣，支架来压，煤体内出现劈裂声、闷雷声等 煤的突然倾出伴随瓦斯涌出（简称倾出）l孔洞口大腔小l主要是碎煤，无分类现象l多数情况下，煤量不大于100tl煤抛出的距离一般较小l堆积角近于自然安息角l瓦斯涌出量明显增加，但吨煤瓦斯涌出量少于煤层原始瓦斯含量l无明显动力效应l预兆：煤硬度变低，工作面掉渣，支架来压等u矿井瓦斯动力现象按突出煤量分类小型突出：强度50t中型突出：强度5099t次大型突出：强度100499t大型突出：强度500
32、999t特大型突出：强度1000t 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（1 1）煤层突出危险性随采深增加而增大）煤层突出危险性随采深增加而增大 在浅部开采为高瓦斯甚至为低瓦斯的矿井在浅部开采为高瓦斯甚至为低瓦斯的矿井，开采到深部后，由于煤层赋存条件的变化，开采到深部后，由于煤层赋存条件的变化，煤层瓦斯压力增大，可能转变为突出矿井；一煤层瓦斯压力增大，可能转变为突出矿井；一些在浅部开采突出危害较轻的突出矿井，开采些在浅部开采突出危害较轻的突出矿井，开采到深部后，可能转变为严重突出矿井。矿井或到深部后，可能转变为严重突出矿井。矿井或煤层一般有一个始突深度，当大于该深度时，煤层一般有一个始
33、突深度，当大于该深度时，就有发生突出的危险。就有发生突出的危险。（2 2）煤层突出危险性随煤厚增加而加大）煤层突出危险性随煤厚增加而加大以某矿务局三号井为例：以某矿务局三号井为例：5 5号煤厚号煤厚0.70.70.8m0.8m，平均突出强度，平均突出强度3838吨吨/次，最大突出强度次，最大突出强度138138吨吨/次；次；6 6号煤厚号煤厚1 11.5m1.5m，平均突出强度，平均突出强度4343吨吨/次次，最大突出强度，最大突出强度450450吨吨/次；次；4 4号层，煤厚号层，煤厚2.52.53.2m3.2m，平均突出强度，平均突出强度8888吨吨/次，最大突出强度次，最大突出强度500
34、05000吨吨/次，该局所有特次，该局所有特大型突出都发生在该煤层。大型突出都发生在该煤层。（3 3）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面 在统计的在统计的98459845次突出中，煤巷掘进工作面突出次突出中，煤巷掘进工作面突出74827482次，占次，占76%76%，石门揭煤工作面突出，石门揭煤工作面突出567567次，占次，占5.76%5.76%，回采工作面突出，回采工作面突出15561556次，占次，占15.8%15.8%。（4 4）突出大多数发生在地质构造带）突出大多数发生在地质构造带 在在30823082次有地质构造情况详细记录的突出中次有地质构造情况详
35、细记录的突出中，25252525次突出地点有断层、褶曲、火成岩侵入、次突出地点有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等地质构造，占煤层厚度变化等地质构造，占81.9%81.9%；557557次突出次突出无地质构造，仅占无地质构造，仅占18.118.1%。1.封闭向斜轴附近 2.帚状构造收敛端 收敛端常常是地应力集中的地点 3.煤层扭转区 4.煤层产状变化区 煤层走向，倾斜发生变化 5.煤包及煤厚变化带 煤层厚度急剧变化带是构造应力集中的地带 6.分岔煤处 7.压性、压扭性小断层带 8.岩浆岩浸入带 岩浆岩浸入引起煤层局部变质力学性质变化应力分布不均（5 5）大多数突出前有诱导作业方式）大多数突
36、出前有诱导作业方式 84808480次突出事例统计表明，有次突出事例统计表明，有82538253次有放炮、支次有放炮、支护、落煤、打钻等作业方式诱导了突出，占护、落煤、打钻等作业方式诱导了突出，占97.3%97.3%，其，其中放炮作业突出中放炮作业突出54815481次，占次，占64.6%64.6%，风镐落煤突出，风镐落煤突出676676次，占次，占8%8%，手镐落煤突出，手镐落煤突出11021102次，占次，占13%13%。（6 6）突出前大多有预兆）突出前大多有预兆 在我国统计的在我国统计的50295029次有明确突出预兆记载的突出事例次有明确突出预兆记载的突出事例中，有中，有449344
37、93次突出发生前有突出预兆，占次突出发生前有突出预兆，占89.3%89.3%，无突出，无突出预兆仅有预兆仅有536536次，占次，占10.7%10.7%。n有声预兆：煤炮声、机枪声、闷雷声、劈裂声、支柱折断声等n无声预兆煤层结构变化，层理紊乱，煤变软、光泽变暗，煤层由薄变厚，倾角由小变大工作面煤体和支架压力增大，煤壁外鼓、掉渣等瓦斯增大或忽大忽小，煤壁温度降低（7 7）煤体破坏程度越高，突出危险性越大）煤体破坏程度越高，突出危险性越大 突出煤层多发生在为突出煤层多发生在为、类煤中，此类煤的类煤中，此类煤的共同特点是坚固性系数共同特点是坚固性系数f f值小、煤层瓦斯放散初速度值小、煤层瓦斯放散初
38、速度PP大大、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉皱的构造煤。皱的构造煤。（8 8）石门突出危险性最大）石门突出危险性最大 在统计的在统计的98459845次突出中，尽管石门突出次数少，但突次突出中，尽管石门突出次数少，但突出强度大，平均突出强度为出强度大，平均突出强度为316.5316.5吨吨/次，是平巷平均突出次，是平巷平均突出强度（强度（5050吨吨/次）的次）的6 6倍以上。倍以上。防突技术的发展历程 从一百多年来发展历程来看，分三个阶段：以震动性放炮为主被动诱导以单一消突措施为主开采保护层、预抽煤层瓦斯、超前排放钻孔、松动
39、爆破、金属骨架等四位一体的综合防突措施 突出危险性预测突出危险性预测 防治突出措施防治突出措施 措施效果检验措施效果检验 安全防护措施安全防护措施防治煤与瓦斯突出规定 防治煤与瓦斯突出规定 年月日国家安全生产监督管理总局19号令 公布，自年月日起施行，原煤炭工业部年月日发布的防治煤与瓦斯突出细则同时废止。现行煤矿安全规程、规范、标准现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与、规定等有关突出防治的内容与防治煤与瓦斯防治煤与瓦斯突出规定突出规定不一致的，依照不一致的，依照防治煤与瓦斯突出防治煤与瓦斯突出规定规定执行执行。防治煤与瓦斯突出规定共七章124条。2013年安监总局组织了对防
40、治煤与瓦斯突出规定的修定，修订了其中13条。防突的目标是防止或杜绝突出，而不仅仅防突的目标是防止或杜绝突出，而不仅仅是不伤人是不伤人 要显著地、大幅度地降低煤矿突出事故要显著地、大幅度地降低煤矿突出事故 就是让不具备技术、装备、人员条件的矿就是让不具备技术、装备、人员条件的矿井无法生产井无法生产 原则：（一）进一步强化区域防突措施的作用。区域防突措施是防突的根本性措施，应该作为全国防突工作的主要措施。虽然考虑到受技术水平的限制，我国的区域防突技术还不能做到对突出煤层的全面、准确覆盖，因而，还需要在个别或局部区域用局部综合防突措施进行补充，但加大区域防突措施作用的趋势必须进一步强化。与此同时加大
41、对区域防突措施各项技术的研究，提高区域防突措施实施的能力和控制准确性、效果可靠性，使本规定的要求得到技术支撑。（二）既反映技术发展，又考虑煤矿实际条件。新技术能够带动生产进步和安全面貌的改变。比如，当前煤矿信息化水平普遍提高，在突出的预测、安全防护手段等方面，就应充分利用好这一条件。而与此同时，在穿层钻孔施工方面的技术发展就不够快，面对区域防突的要求越来越高，应该从改变工艺过程的角度来实现区域防突的较高要求。（三）进一步从严管理。技术和管理是实现防突的两个重要环节。再好的技术方法也需要人去实施，而实施中的效果就需要用管理的方式去保证。一、高度重视一、高度重视防突规定防突规定，增强贯彻落实的紧迫
42、感责任感，增强贯彻落实的紧迫感责任感 要充分认识要充分认识防突规定防突规定的重要性，充分认识贯彻执行的重要性，充分认识贯彻执行防突规定防突规定，做好防治煤与瓦斯突出工作的重要性，进一步提升防范突出事故的技术，做好防治煤与瓦斯突出工作的重要性，进一步提升防范突出事故的技术和 管 理 水 平，进 一 步 加 强 煤 矿 安 全 生 产 工 作。和 管 理 水 平，进 一 步 加 强 煤 矿 安 全 生 产 工 作。二、全面学习二、全面学习防突规定防突规定，认真落实各项措施、规定和标准，认真落实各项措施、规定和标准 防突规定防突规定内容丰富，规定具体，技术性强。一定要逐章逐条学习，内容丰富，规定具体
43、，技术性强。一定要逐章逐条学习，全 面 正 确 把 握 相 关 标 准、指 标 和 规 定，准 确 贯 彻 落 实。全 面 正 确 把 握 相 关 标 准、指 标 和 规 定，准 确 贯 彻 落 实。三、深入理解三、深入理解防突规定防突规定，提升防治煤与瓦斯突出的工作水平，提升防治煤与瓦斯突出的工作水平 学习学习防突规定防突规定，既要全面把握具体规定，还要领会有关规定的内，既要全面把握具体规定，还要领会有关规定的内涵，提升防突工作理念，不断推进提升煤矿防突工作水平。把防治煤与瓦涵，提升防突工作理念，不断推进提升煤矿防突工作水平。把防治煤与瓦斯突出工作推向源头治理，区域防突，区域消除突出危险性后
44、再安排采掘斯突出工作推向源头治理，区域防突，区域消除突出危险性后再安排采掘，从根本上防治突出事故的层面。从根本上防治突出事故，从根本上防治突出事故的层面。从根本上防治突出事故.四、认真贯彻四、认真贯彻防突规定防突规定，做好防治煤与瓦斯突，做好防治煤与瓦斯突出的各项工作出的各项工作 一是严格矿井安全准入。按一是严格矿井安全准入。按防突规定防突规定核核准煤矿新建项目。准煤矿新建项目。二是严格矿井二是严格矿井“三同时三同时”。突出矿井及新水。突出矿井及新水平、新采区，必须平、新采区，必须 按按防突规定防突规定实现防突工实现防突工程程“三同时三同时”。三是要严格安全许可。突出矿井必须达到三是要严格安全
45、许可。突出矿井必须达到防防突规定突规定要求方要求方 准许生产。准许生产。四是严格监管监察。对违反四是严格监管监察。对违反防突规定防突规定的依的依法查处。法查处。深入理解防突规定防治煤与瓦斯突出的工作理念 一是把瓦斯作为资源与煤炭共采、先采气后采煤的理念。强化抽采利用，化害为利、变废为宝，二是 区域防治，源头治本的理念。区域防突措施先行，确保措施到位，源头防治突出，把握防突工作的主动权。三是“不掘突出头、不采突出面”的理念。强调对突出煤层采取区域综合防突措施，经效果检验达到规定标准后方进行采掘作业，不与突出煤层“拼刺刀”。深入理解防突规定关于区域防突措施的新要求 一是充分认识防突规定对区域防突措
46、施规定的严格性。总则规定有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当在区域综合防突措施先到位再进行采掘活动，并设一章专门规定了区域“四位一体”防突措施。防突规定更加强调防突工作要首先把区域防突措施做到位，把防突工作的主要防线设在区域防突上。二是二是充分认识落实区域防突措施是防突工作重中之重。近几年，一些煤矿强化区域治理，使瓦斯突出得到了有效控制。而一些矿井发生重大煤与瓦斯突出事故，都是存在未采取区域防突措施，或区域措施不到位问题。经验教训充分证明，落实区域性措施才能有效的防止突出事故。贯彻防突规定重点要从强化区域综合防突措施入手，突破工作难点，提升防突工作水平。深入理解防突规定关于区域防突与局部防突的关
47、系 一是要全面实施两个综合防突措施。两个综合防突措施都要到位。二是必须首先实施区域防突措施。突出矿井必须先实施区域防突措施，区域验证消突后，方可安排采掘活动。不能用局部防突措施代替区域防突措施，在未区域消突的煤层进行采掘。三是还要重视实施好局部防突措施。在区域验证消突的煤层进行采掘过程中，仍要采取局部“四位一体”防突措施，以确保安全。防突工作始终坚持：多措并举可保必保应抽尽抽效果达标 抽、掘、采平衡抽、掘、采平衡1、多措并举：就是采用多种技术措施加强区域防突。要优先开采保护层；要采用多种措施并有效结合起来抽放瓦斯，提高措施效果；要采用多种技术和工艺抽采瓦斯，提升技术水平；要采用先进的抽采装备抽
48、采瓦斯，提高工作效率。2、可保必保：就是把开采保护层这一防突的最有效措施用好用足。一是要尽力开采保护层，多煤层可采的必须开采保护层，可选择不可采煤层作为保护层开采。二是要尽力提高保护层效果，积极采用沿空留巷无煤柱开采保护层技术。三是要尽力卸放突出层的瓦斯，通过保护层最大限度地卸放突出层的瓦斯量和瓦斯压力，把保护层的作用发挥到最大。3、应抽尽抽：就是尽最大可能的提高煤层瓦斯的抽出率。一是尽可能多预抽煤层瓦斯，充分利用空间、时间，充分采用各种方法，努力实现最好的预抽采效果。二是尽可能多降低煤层的瓦斯含量和压力，并尽量减少采掘工作面开采时的瓦斯涌出量。4、效果达标：就是保护层开采和瓦斯抽采要达到防突
49、规定、煤矿瓦斯抽采基本指标的规定。一是保护层开采后被保护层的膨胀变形要达到0.3%。二是将瓦斯含量降到始突深度含量(8立方米/吨以下)以下或将瓦斯压力降到始突深度的压力以下(0.74兆帕以下)。抽、掘、采平衡：矿井实施防突措施抽、掘、采平衡：矿井实施防突措施，实现抽采达标的环节与掘进、回采等生，实现抽采达标的环节与掘进、回采等生产环节关系平衡。第一，要把抽采达标、产环节关系平衡。第一，要把抽采达标、区域消突、局部消突作为生产的首要环节区域消突、局部消突作为生产的首要环节，超前计划，强化措施，确保投入和采取，超前计划，强化措施，确保投入和采取措施的时间、空间。第二，要按照先抽后措施的时间、空间。
50、第二，要按照先抽后采的要求合理生产布局，只在消除突出危采的要求合理生产布局，只在消除突出危险的区域、工作面布置采掘工作面和安排险的区域、工作面布置采掘工作面和安排采掘活动，并按照采掘活动，并按照“抽、掘、采抽、掘、采”平衡的平衡的要求适度组织生产，不超能力、超强度组要求适度组织生产，不超能力、超强度组织生产。织生产。第六条 防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。突出煤层必须按本规定的要求采取区域综合防突措施，严禁在区域性防突措
