防治煤与瓦斯突出基本知识介绍

防治煤与瓦斯突出基本知识

一、煤与瓦斯突出的概念

1、煤与瓦斯突出的概述

在煤矿井下采掘过程中，在极短的时间内（几秒或几十秒），在瓦斯和地应力的作用下，突然从煤岩体内喷出大量的煤岩与瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出。是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，是煤矿最为严重的灾害之一。

根据资料记载，世界上煤与瓦斯突出已有150多年的历史。1834年3月22日法国鲁阿尔煤田依萨克煤矿在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了第一次有记载的突出。当时支架工在架棚子时发现工作面煤壁外移，三个人立即外撤，撤退时一人被煤流埋没，一人被瓦斯窒息死亡，一人逃跑得救。突出煤沿巷道堆积13米长，煤粉散落15米长，迎头支架倾倒。

世界上最大的一次突出发生在1969年7月13日原苏联的顿巴斯加加林矿井710米水平主石门揭穿厚度仅有1.03米的煤层时，突出煤量14200吨，瓦斯25万立方米以上。

中国早在1939年吉林辽源矿务局就发生动力现象。有记载第一次的突出发生在1950年4月20日吉林辽源矿务局富国西二坑在掘进垂深280米的煤巷掘进工作面。

我国最大的一次突出发生在1975年8月8日四川天府局三汇坝一矿主平硐（+280米），震动性放炮揭穿6号煤层时，突出煤岩12780吨，瓦斯140万立方米以上。

2、煤与瓦斯突出的危害

1879年4月17日比利时阿拉波二号井，向上掘进580~610米水平之间的上山眼时，发生了世界上最猛烈的一次突出，突出煤量420吨，喷出瓦斯50万立方米以上。瓦斯喷出时，瓦斯逆风流从提升井冲至地面，距井口23米的绞车房附近的炉火引燃了瓦斯，火焰高达50米，井口建筑物烧成一片废墟，2小时后火焰将熄灭时，又连续发生了7次瓦斯爆炸（每隔7分钟左右1次），井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧伤。

1972年湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了突出，突出煤量4500t，喷出瓦斯138.5万立方米，高浓度瓦斯从主井口喷出，井口附近瓦斯浓度达15%，较长时间稳定在9%左右，从北翼井口喷出的瓦斯，被信号房的炉火点燃，火柱高达30m，进口房和主扇被烧毁。

总之，突出的危害可以概括为：

1）破坏通风设施，通风系统，摧毁采掘空间，损坏机电设备；

2）喷出大量的煤岩能堵塞巷道，造成煤岩埋人事故；

3）涌出的瓦斯造成人员窒息，瓦斯燃烧和爆炸事故；

4）严重影响单产单进，造成经济效益大幅下降。

3、煤与瓦斯突出的一般规律

1）、突出发生在一定的深度。随着开采深度的增加，突出危险性逐渐增大，主要表现在突出次数增多，突出强度增大，突出煤层数增多，突出危险区域扩大。如我公司在浅部开采时无突出，随着开采深度的增加，发生了突出。我公司在-250米以上时只发生了4次突出，在-300米以下时突出了93次。

2）、突出多发生在地质构造区。如断层、褶曲、岩浆岩侵入的地区

3）、突出的气体主要是瓦斯，少数情况下突出CO2。（吉林营城、甘肃窑街）。

4）、突出煤层的特点是：煤的力学强度低，且变化大；透气性差；瓦斯放散初速度高；湿度小；层理紊乱、遭受过地质构造力严重破坏的“构造煤”。

即煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大。

5）、突出危险区呈带状分布，因为突出的主要因素受地质构造控制的缘故。地质构造具有呈带状分布的特征。如向斜轴部地区、向斜轴部与断层、褶曲交汇处、岩浆岩侵入地区形成变质煤与非变质煤交混或邻近地区、煤层受挤压扭曲严重地区、煤层倾角骤变、走向拐弯、变厚、特别是煤层中软分层由薄变厚的地区，压性、压扭性断层地带易发生突出。还有采掘工作面应力集中地带，易发生突出。在地质构造区，软分层变厚处突出强度最大；其次是倾角变化、褶曲部位；“无构造”的突出强度较小。一般拉应力产生的张扭性断层，突出强度小；压扭性断层突出强度较大，而褶曲多为压应力形成。

6）、采掘工作往往可激发突出（即突出常发生在外力冲击作用下）。如落煤与震动作业、爆破、割煤、打钻、手镐作业、挖柱窝等。

7）、突出危险性随着硬而厚的围岩（硅质灰岩、砂岩等）存在而增高。

围岩透气性越差，致密的岩层越厚，且所占的比重越大，煤层的瓦斯含量越高，越有利于煤层瓦斯的储存，其突出危险性也越大。

8）、在煤与瓦斯突出之前大部分有预兆。

9）石门突出次数较多，强度较大。大于下山、平巷、上山、回采工作面突出强度最小。

4、煤与瓦斯突出的分类

A、按动力现象的力学特征分类，包括煤与瓦斯突出、煤与瓦斯压出、煤与瓦斯倾出。

1) 突出的基本特征：①突出的煤向外抛出的距离较远，具有明显的分选现象；②抛出煤的堆积角小于煤的自然安息角；③抛出煤的破碎程度高，含有大量的碎煤和手捻无粒感的煤粉；④有明显的动力效应，破坏支架，推倒矿车，破坏和抛出安装在巷道内的设施；⑤有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转；⑥突出的孔洞呈口小腔大的犁形、舌形、倒瓶形及其它分岔形。主要是地应力和瓦斯压力，煤岩的弹性变形能瓦斯潜能共同作用的结果。

2）压出的基本特征：①压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移抛出的距离较小；②压出后在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；③压出的煤呈块状，无分选现象；④巷道内的瓦斯涌出量增大，造成短时间内风流中瓦斯浓度超限；

⑤压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。主要是地应力，煤岩的弹性变形能共同作用的结果。

3）倾出的基本特征：①按自然安息角堆积，无分选现象；②孔洞呈口大腔小；③无明显的动力效应；④常发生在煤质松软的急倾斜煤层中；⑤巷道内的瓦斯涌出量明显增大。主要是地应力和煤自重及煤岩的位能和弹性变形能共同作用的结果。

B、按动力现象强度分类

强度指每次动力现象抛出的煤岩数量（吨或立方米）和瓦斯量（立方米）。