新景矿瓦斯突出机理分析

慧聪消防网讯煤与瓦斯突出系指煤矿中这样一种煤体动力现象，即在极短时间内，由煤体向巷道(包括采场)中突然喷出巨量的瓦斯和粉碎的煤，并在煤体中形成某种特殊形状的空洞，喷出的粉煤被瓦斯流所携带运动，并造成一定的动力效应(推倒矿车，巨石，破坏支架等)，大突出时粉煤可以充填数百米巷道，而喷出的瓦斯-粉煤流有时带有暴风般的性质，逆风流充满数千米长的巷道。

煤与瓦斯突出一般是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后随即发生的。这样的突出称之为正常突出。还有一种突出是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后延迟一定时间才发生，称之为延期突出。延期突出由于延期时间有长有短，难以确定，不好预防。今年羊场曾经发生过一次延期突出。那么，煤与瓦斯突出的机理是如何的呢?讨论瓦斯抽放和突出治理的资料很多，但对突出机理进行详细描述的资料却很少，因此了解这方面知识对于研究和治理突出显得很有必要。

人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了，对突出机理的假说不下40种，尽管各有差别，但归纳起来有六类，主要的仍然是三大类：瓦斯主导学说；地压主导学说；综合作用假说。本文介绍有代表性的几种假说。

新景矿瓦斯突出机理分析

点击此处查看全部新闻图片

(一)瓦斯主导学说

(二)地应力为主导作用的假说

(三)能量假说

(四)应力分布不均匀假说

(五)化学本质假说

新景矿瓦斯突出保护层开采

保护层：在突出矿井中，预先开采的、能使其它相邻有危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层。

被保护层：后开采的煤层称为被保护层。

新景矿瓦斯突出保护层开采

点击此处查看全部新闻图片

开采保护层并辅以综合抽放被保护煤层瓦斯,是综合防治煤与瓦斯突出事故的一项重要措施。但是,目前对开采保护层这一问题的认识尚存在偏差,如给企业增加负担、耗费资金、没有经济效益、开采技术难度大等。

开采有煤与瓦斯突出危险的煤层时，应根据突出危险性预测，选择合适的防治突出措施，并应符合下列规定：

1在突出矿井中开采煤层群时，应首先开采保护层。保护层的选择，应优先选择无突出危险的煤层作为保护层；当突出危险煤层的上、下均有保护层时，应优先选择上保护层；当矿井中所有煤层都有突出危险时，应选择突出危险程度较小的煤层作为保护层；

2保护层的有效保护范围，应根据邻近矿井的经验确定；若无邻近矿井参考时，可按《防治煤与瓦斯突出细则》设计；

3开采保护层的矿井，被保护层的巷道必须布置在保护范围内；开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件；

4开采单一煤与瓦斯突出危险煤层和保护层开采后的未保护区，当煤层透气性系数大于或等于0.001mD(毫达西)时—，应采用预抽煤层瓦斯防治突出措施。

新景矿瓦斯突出瓦斯涌出量

矿井瓦斯涌出量：单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）涌入矿井风中的气体总量，矿井进行瓦斯抽放时，包括抽放瓦斯量。

矿井瓦斯涌出量：又分为绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量

新景矿瓦斯突出瓦斯涌出量

点击此处查看全部新闻图片

瓦斯涌出由于受到采动影响的煤层、岩层，以及由采落的煤、矿石向井下空间均匀的放出瓦斯的现象。

煤与瓦斯突出的动力现象不是从煤层在地面上的出露线开始的,而是煤层在一定深度下的某一标高开始发生突出的。这个开始突出的标高,叫开始突出点或开始突出的标高,简称始突点或始突标高。在一个建设、生产的矿井中掌握始突标高不独有其理论意义,而且更重要的是在于它的生产现实意义。因此找出一个新井的始突标高是科研中的一个重要课题。突出是煤矿在采掘过程中发生于煤层—地质体里的一种动力现象。突出分布特征与构造形变量(或形变的强弱、应力的积累和释放)有明显关系,而构造形迹展布的位置却是由构造应力的分配和岩石的力学性质决定的,所以我们认为运用地质力学的观点,抓住影响突出的主要应力因素是找出始突点的关键。我国卓越科学家李四光同志对构造应力场的论述就是研究这一问题的一把钥匙—“在构造应力的作用仅仅影响地层上层一定厚度的情况下,水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量”,“主应力即最大应力的作用方向,处处是水平和接近水平的”。从四十年代,特别是六、七十年代以来,地应力的实地测量工作在全世界范围内很快的开展起来,虽然因地点、岩石的不同测得的自然应力值不同,但总的说起来,大多数地区水平应力的值要比垂直应力大得多。

新景矿瓦斯突出的地质条件

大量实际资料表明，煤与瓦斯突出多分布在地质构造破坏带，地质构造是控制煤与瓦斯突出的主要地质因素。有些突出点，虽然其附近地质条件无明显异常，但却处于某些封闭型构造圈闭的范围内，或受某些特殊的构造边界所控制。

新景矿瓦斯突出的地质条件

点击此处查看全部新闻图片

井田地质构造：煤层倾角标注差，变形系数，小断层密度，断层力学性质及封闭性

向斜是由水平侧压力作用形成的，在其中性面的下部产生张应力，在中性面上部产生压应力。在轴部地带，上面受到强大的压应力作用，而下面受到深部地层的阻力，是地应力较高的地带。因此，封闭向斜的轴部地带往往是突出点分布密集的区域。

断裂构造是地应力达到或超过岩石断裂强度时，岩石连续发生破坏的产物，总的表现为地应力的释放。同时，两侧的媒体结构遭到破坏，因而常常是突出集中的地点。

煤层厚度及其变化：平均厚度，煤厚标准差，煤厚变异系数，煤厚变化指数。

煤层厚度由6-7米增至10米左右，并造成次一级的压扭性小断层发育。

煤体构造：煤体结构类型，褶皱系数，裂隙频率，微观超微观结构，坚固性系数。

原生结构：煤层原始沉积时的结构。

构造结构：受构造应力作用，煤的原生结构遭受破坏后所表现出的结构称为构造结构。

软媒：在发生突出的地点及附近的煤层都具有层理絮乱，煤质松软的特点。人们习惯上把这种煤叫做软分层煤，或简称软煤。地质角度分析，软分层煤应属于构造煤，它是煤层在构造力下形变的产物。在突出矿井，构造煤的存在时发生突出的一个必要条件。

构造煤发育是发生突出的必要条件

1.构造煤是一种高分散性多孔介质

2.煤的孔隙裂隙十分发育，比表面积增大

3.媒体强度低，f均在0.5以下，一般0.2-0.3

4.高应力条件下，孔隙一闭合形成“煤砖”

5.构造挤压、剪切作用形成的压扭性构造是煤层发生强烈韧塑性变形和破坏。