煤与瓦斯突出问题研究

煤与瓦斯突出问题研究煤与瓦斯突出问题研究关于开展煤与瓦斯突出机理大讨论公开信（第三封修改稿）通过二十多年的研究以及最近两个阶段的讨论，煤与瓦斯突出问题已经全部明朗。

突出是在以瓦斯为主导作用下发生的。

地应力不是突出的主导因素。

如果说煤与瓦斯突出机理研究是个世界性的难题，那么现在这个难题已经完全被攻克。

一、地质构造阻碍瓦斯释放导致煤与瓦斯突出突出只是瓦斯的一个释放形式。

如果煤层的透气能力大于采掘工作面推进的速度，那么突出永远都不会发生；如果煤层的透气能力一点也没有，那么工作面每前进一米，外部的煤体就会处在很高的瓦斯压力差之下，它无疑又将成为“爆炸的煤”。

正是由于煤层毕竟有一定的释放能力，所以发生突出是煤矿开采过程中特有的，也是必然的结果。

由于煤层顶、底板岩石的不透气，煤层就是瓦斯后期释放的通道。

然而煤层毕竟是作为实体存在，它本身又在严重地阻碍着瓦斯的释放。

造成瓦斯的卸压带一般只在十米左右。

2.2MPa瓦斯压力的情况下大致为13米左右。

如果是1MPa以下时，那会小于十米（这与煤层的透气性和瓦斯压力的不同会有一定的变化）。

在那些具备突出的区域，煤层本身的透气能力一般都要小于工作面推进的速度。

如果不打钻，突出有时也会发生。

一旦有地质构造，由于地质构造位置的煤层变薄，势必造成了瓦斯释放通道的减小或大幅度地减小，它会使工作面前方的瓦斯卸压带进一步变窄，所以其发生突出是理所当然的。

突出是地质构造的存在阻碍和影响了瓦斯释放。

而根本不是构造应力起了作用。

地质构造的存在尤如在河道中筑起一道水坝，使瓦斯象闸起的水一样聚起了一定的势能；地质构造的存在尤如在巷道中放置了一个大的障碍物，他当然会阻碍巷道的回风；地质构造又如堵在瓶子上的塞子，使里面的气体无法正常向外释放，形成了类似的瓦斯包。

但这个瓦斯包绝对是后期形成的。

而不是先期就有的。

并且那也是不可能的。

二、关于煤与瓦斯突出其它几个问题的答疑1、瓦斯的释放通道是否可以简单套用物理流量公式？早在1990年，在跟一位教授说起地质构造阻碍瓦斯释放导致突出的原理时，那位教授的回答是“地质构造不存在阻碍瓦斯的释放，按照物理流量公式，当压力一定时，流速与断面成反比，断面变小时，瓦斯的流速会加快”。

我们认为他的这个解释是不对的。

因为那不是空的管道。

那是煤层作为介质充满于整个释放通道，它会阻碍着瓦斯的释放。

假设煤层这个物质的密度很大，那它会阻碍瓦斯一点也不向外释放；假设煤层的密度尤如空气。

那它一点也不会阻碍瓦斯释放。

正是由于煤层的密度介于二者之间，所以它肯定会在一定程度上阻碍瓦斯的释放，简单的套用这个物理公式是错误的。

2、瓦斯的释放通道为什么还会表现出瓦斯的自然释放特性？煤层是瓦斯后期的释放通道。

那么在压力的驱使下它就应该象排放的管路一样，无论是管口向上还是向下，其释（排）放瓦斯的效果都应该是一样的。

而绝不可以再表现出瓦斯更容易自下向上释放的特性。

比如工作面由断层的下降盘向上升盘方向推进时不利于瓦斯释放，工作面在小的褶曲中由向斜向背斜方向推进时不利于瓦斯释放，这些似乎都是矛盾的。

煤层是瓦斯的后期释放通道。

但煤层又在极大地阻碍着瓦斯的释放。

它只释放那些在高的瓦斯压力驱使下阻挡不了的瓦斯，而剩余部分则基本不再释放。

煤层阻碍瓦斯释放是靠一定的宽度来实现的。

当满足了这个宽度时，里部煤体的瓦斯已基本不再具有向外的穿透能力，这时外部煤体中的瓦斯则呈自然溢出状态，其自下向上的释放特性才能表现出来。

巷道断面的上帮容易突出，突出多发生在工作面的上隅角，工作面作上山容易突出，这些都是因为其形态的原因，在那里积存了更多的瓦斯，而不是在那里先天就存在着较高的地应力。

3、关于“防突培训教材”文稿中断层的统计数量在“防突培训教材”中，参与统计的断层数量只有几十条，对于统计而言其数量是偏少的。

但那已经是二十年的观察结果，作为一个矿，不可能有那么多的断层。

作为一个基层的工程技术人员，也很难有机会接触到外矿的大量突出资料。

但我们坚信这个结论是成立的。

也是不会被推翻的。

因为瓦斯的释放特性无论在哪都肯定是一样的。

同行们如有机会接触到其它矿的突出资料时，不妨也作个类似的统计来进行验证。

4、关于瓦斯应力与采掘应力的迭加影响了突出过去有观点认为突出是瓦斯压力与采掘应力迭加原因造成的。

我们认为这个观点是不对的。

在某一个标高，瓦斯压力早已是存在的。

当工作面每天或每班几架棚向前推进时，它基本成了匀速，也成为了一个常量。

那么它们什么时候会迭加？为什么有时候它会发生突出？为什么更多的时间它并没有发生突出？怎么能证明突出时就是发生了迭加？煤与瓦斯突出是变量因素引起的。

工作面推进的速度大多只是一个常量，一个早已存在的正常的量，所以它不是导致突出的原因。

5、关于开放性和封闭性的断层对煤与瓦斯突出的影响有观点认为开放性的断层容易造成瓦斯的释放，而那些压性及压扭性的断层容易造成瓦斯的封闭。

在煤层埋藏的很浅部，这个论点似乎还能说的过去。

但到了深部，煤层的埋藏已达数百米，这种可能性是不存在的。

即便是开放性的断层，在断层的交界面也会塞满了充填物，说其还能释放瓦斯那是不可能的。

至今为止，并没有人对这两类断层进行过实际的突出统计。

这个观点纯属是主观认为。

6、关于帚状构造的收敛端容易突出问题过去，地质界一直认为帚状构造的收敛端，即一组或几个断层的交汇处容易聚集着较大的应力，容易发生突出。

但这其实只是主观认为，地质构造是由于阻碍和影响了瓦斯的释放才导致了突出。

而帚状构造收敛端位置煤层是连续的，顶、底板并没有断开，那么它就不存在阻碍和影响瓦斯的释放。

过去的那种认为是错误的。

7、关于突出作用在煤壁以里的起始位置突出作用是从煤壁以里的某个深度（只有几米）开始，向里部呈递进式发展的。

每一次剧烈的煤炮声，都是突出集中作用的结果。

煤壁或孔底与里部煤体中瓦斯的压力差，及瞬间解吸出来的大量瓦斯气流是搬运突出煤体的动力。

没有地应力因素的参与，仅瓦斯作用完全可以完成。

8、关于各地突出的原因是否相同问题时常会听到有人说：“你那的突出是这种情况，而其它地方的突出则可能不是这种情况”！通过多年的研究，我们越来越感受到煤与瓦斯突出其实都是一样的。

它们都是在瓦斯压力的驱使下发生的。

它们也都会表现出瓦斯的自然释放特性。

因为瓦斯的基本属性是一样的。

如果说还有不一样，那只是我们对某个地方的突出没有去调查，或者是还没有完全调查清楚。

而您听到的事故原因，有些是因为人员对事故的恐惧，没有敢讲出其真正的原因。

所以，对你听说的事故原因，有时需要保留一份谨慎。

9、关于突出来的煤体温度较高问题煤与瓦斯突出后，突出来的煤体温度有时存在着比较高的问题。

其原因要么是煤体里部的温度本身就比较高；要么是突出瞬间作用造成的，或者是二者共同作用的结果，而不可能再有其它的原因。

10、关于高的构造应力控制了高的瓦斯压力某矿误揭煤层发生了突出，有观点认为是那里存在着高的构造应力。

但我们要问：“即便是那里没有高的构造应力，石门误揭开煤层，尤如一罐没有释放的瓦斯瞬间打开了盖子，在那么大的瓦斯压力差的作用之下，它不是也会突出吗”？其次，瓦斯不可能存在先天的异常，因为瓦斯是流动的，煤层中并没有容器来封闭它们。

如果高的地应力真能够控制高的瓦斯压力，那得有多高的地应力才能控制着瓦斯在小范围内也“不敢”流动，这可能吗？三、地应力不是煤与瓦斯突出的主导因素地应力在井下几乎是无所不在的。

在那些压力大的巷道如果不及时扩修，用不了多少天就会严重变形甚至于坍塌。

但是，这个地应力基本上是以缓慢、匀速运移的。

它往往是早已存在的常量，而不可能是陡然升高的变量。

许多人都相信构造应力影响了突出。

但这个理论却一次也没有在现场被证明过。

工作面向前方多推进一米就发生了突出，但从来就没有人实测到工作面前方构造应力发生增大的实例。

如何预测到前方某个地质构造的应力有所增大？如何预测前方地质构造是什么性质的？是否具有突出的危险性？这些都从来没有人做到过。

更不可能预测或者推断出在某一个标高点有多高的构造应力？我们应该在哪个标高之下注意防范？这个构造应力突出理论是个只能说一说，而根本无法进行定点、定性、定量和实际操作的理论。

当一条断层发生突出以后，人们很容易会怀疑那里有构造应力，而发生在平煤十矿丁组煤层采面的24次突出中，基本上都没有地质构造。

发生第一次突出时，工作面刚采第二米。

应该说地应力几乎没有比它更小了，如果用地应力突出理论是根本无法解释的。

如果你还要坚持相信地应力在突出中起了主导或者是较大的作用，那就至少需要解释下面的所有问题，否则你相信的理论就是空洞无力的，是不能让人信服的。

也是自己骗自己的。

1、为什么突出只在有煤层的中、小断层发生，而那些深部没有煤层的大断层却从来不突出？2、为什么冲击地压只在有煤层的巷道中发生？而在煤层顶、底板的岩巷中从来不会发生？3、综合作用突出理论中的煤层瓦斯压力、地应力和煤的硬度是先天就已经存在的，但为什么工作面由断层的下降盘向上升盘方向推进更容易突出？地质构造突出的方向性当如何解释？4、为什么回采工作面的大顶来压，即地应力最大时从来没有发生过大突出？5、为什么回采工作面的突出会与推进的速度呈反比例关系？6、为什么回采工作面地应力大却不容易发生突出？而准备工作面地应力小却容易发生突出？7、为什么突出主要发生在小型褶曲的背斜和大型褶曲的向斜两翼？而小型褶曲的向斜和大型褶曲的背斜却不容易发生突出？相信用地应力突出理论永远也不可能解释上述问题，因为地应力与突出原本就没有那么大的关联性。

是人的主观认为把它们强拉硬扯到了一起。

四、瓦斯压力是煤与瓦斯突出的主导因素过去，由于以瓦斯为主导的理论解释不了突出为什么大多在地质构造位置发生；而地应力为主导的理论又解释不了突出的更多现象，无奈之下大家认可了综合作用假说。

然而在对待突出的具体问题上，仍是意见不一。

综合作用假说是个折中的理论，当然也是个存在诸多错误的理论。

许多煤与瓦斯突出的问题它仍是无法解释，有些甚至于还是非常矛盾的。

近百年来全世界都在研究着煤与瓦斯突出的机理。

都说煤与瓦斯突出机理是极其复杂的，都认为那是个世界性的难题。

通过对1988年平煤十矿最初两起突出实例的观察与分析，我们提出了地质构造阻碍瓦斯释放的理论。

这个理论成功的解释了过去瓦斯作用突出说一直未能解释的核心问题，即为什么突出大多在地质构造附近发生？它使煤与瓦斯突出机理研究获得了重大突破。

同时也对综合作用中的地应力因素提出了质疑和否定，确立了瓦斯压力作用是突出的主导因素。

煤与瓦斯突出的机理其实很简单，那就是煤层里部的高压瓦斯透不出来气。

没有地质构造有时也会发生突出，而当有地质构造时，它更加剧了瓦斯释放的难度。

所有的突出和冲击地压都是在有煤和瓦斯的情况下发生的。

二氧化碳和岩石的突出也是因为有气体在里面承压着。