浅析煤与瓦斯突出的预测及防治措施.doc

浅析煤与瓦斯突出的预测及防治措施作者：颜文星2012-12-03引言煤与瓦斯突出是一个能量释放过程在这一过程中首先是能量的积聚这个能量包括瓦斯、地应力等。煤层内的瓦斯含量、瓦斯压力和地应力随地质构造复杂程度的不同存在着较大的差异。由于地质构造带存在着一定的构造应力所以在构造带储存有较高的煤岩弹性应变能突出危险性较大；并且在这些区域煤层裂隙较为发育瓦斯含量和压力往往较高所以瓦斯内能较大突出危险性较大。同时在地质构造带由于煤岩层受到不同程度的破坏煤层的坚固性系数往往较低软分层较为发育相对而言抵抗突出破坏的能力较差所以成为突出的多发区域。江西建新煤矿（90万吨/年）为高瓦斯突出矿井9#煤层为高瓦斯威胁煤层2916工作面属于地质构造复杂区域所以在该区域中的瓦斯预测、防突技术和防突管理是矿井安全掘进的重要保障。摘要煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出是煤矿井下最重的自然灾害之一它严重制约着煤炭的正常生产同时也危及工作人员的生命安全。煤与瓦斯突出预测是煤矿瓦斯安全管理的前提和基础。开展煤与瓦斯突出方面的研究能有效地加强瓦斯危机预警和防治工作的针对性从而减少瓦斯灾害的发生。在总结分析煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上重点分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施神经网络是预测煤与瓦斯突出非线性问题是最有前景的方法。关键词煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出预测防治措施一、煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律1、煤与瓦斯突出的机理世界国对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视也取得了一定成果但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。一般对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为四种：地应力论、瓦斯作用论、化学本质论和综合作用论。我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了一系列的研究根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探讨提出了新的见解和观点概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。2、煤与瓦斯突出的类型煤与瓦斯的突出包括：煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。由于突出时的原动力和所表现现象的不同煤与瓦斯突出可分为突然涌出、急速倾出、较慢压出三种情况。除压出主要是瓦斯或CO2气体外前二种为煤尘固体和瓦斯或CO2气体同时涌出。3、煤与瓦斯突出的一般规律1）、突出的次数和强度随开采的深度增加而增加；2）、突出多发生在地质构造地区如褶曲、断层处及岩浆侵入地区；3）、煤体破坏程度越严重煤的强度越小突出危险性越大；4）、煤层厚度大、倾角大或其厚度和倾角发生变化以及煤层中的软分层由薄变厚的地区容易发生突出；5）、掘进工作面应力集中的地区易发生突出；6）、在外力冲击作用下如放炮或采煤机割煤时煤体受到震动诱导瓦斯发生突出；7）、围岩的透气性越差、致密的岩层越厚煤层的瓦斯含量越高其突出的危险性也就越大；8）、突出多发生在揭煤和煤层掘进工作面；9）、在突出前大多数都会出现预兆。二、煤与瓦斯突出的预测1、突出预测方法的分类按预测预报范围和时间的不同预测方法可分为3类：第一是区域性预测主要是确定煤田、井田、煤层和采掘区域性的突出危险性；第二是局部预测它是在区域性的基础上根据钻探、采掘工程等资料进一步对局部地区或要点的突出危险性作出判断；第三是日常预测它是在区域性预测、局部预测的基础上根据突出预兆的各种异常效应对突出危险发出警告。2、目前对煤与瓦斯突出的预测方法1）、微震技术预测突出危险性研究表明煤和围岩受力破坏过程中发生破裂和震动当从震源传出震波或声波的强度和频率增加到一定数值时可能出现煤的突然破坏发生突出。突出是由连续的多起断裂引起的而且异常的微震发射通常在断裂之前5～45s内产生故微震法作为突出预报方法有其广阔的应用前景。俄罗斯在地震声学预测方法中取得了较好的研究成果。2）、煤层温度状况预测突出的危险性温度状况预测突出危险性的理论根据是：瓦斯解吸时吸热导致煤层温度降低。温度降低越多说明煤层瓦斯解吸能力越强则突出危险性越大。国外对采掘工作面近工作面地段的煤体温度状况进行了考察研究用于突出危险性日常预测并对掘进中发生的6次突出全部作出了预报。原苏联学者采用近工作面地带的温度与煤体原始温度之差作为突出预测指标该预测方法被原苏联防突委员会推荐使用。3）、煤层中涌出的氦或氡浓度的变化预测突出研究表明在地震之前不仅有氡的反常涌出现象而且有氦的反常涌出。前苏联学者考察了顿涅茨煤田中2个不突出煤层和4个突出煤层的氦含量后指出：自由释放的瓦斯中氦含量高瓦