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[摘 要]煤與瓦斯突出，是指在采掘过程中煤与瓦斯的突然喷出现象。这种喷出是在短时间内（几分钟甚至几秒钟）产生很大的冲击力量，破坏工作面煤壁，从煤层深处排出大量煤和瓦斯并伴右强列声响。
[关键词]防止煤与瓦斯、突出、地质。
中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0124-01
（一）煤与瓦斯突出的地质因素
煤—与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，突出的发生是各种自然因素综合影响的结果。这些因素是：地压（地层静压力、地质构造残余应力和矿山压力）；瓦斯含量和瓦斯压力；煤的物理力学性质等。不难看出，这些因素大都与地质条件有密切关系。现分别介绍如下。
1.煤层埋藏深度
地层静压力是随着深度增加而增加的，地层静压力越大突出的可能性也越大。我国一般矿井在垂深200m左右即开始有突出发生。有个别矿井由于其他因素的综合影响，第一次突出深度较浅。如湖南马田和立新矿垂深仅100 m就发生了突出。突出矿井随着采掘深度增加突出次数增多、突出强度加人。
2.地质构造和地应力
许多矿井的突出主要集中在某些地质构造带内。突出点发生的位置多与某些小型地质构造有关。
突出集中带和突出点的位置与地质构造为什么关系这样密切呢？可以用地应力作用来解释。煤系地层具有高度弹性，由于地壳不断运动，地应力在煤系地层中不断聚积，在同一应力场中各个部位的应力分布是不平衡的，有的部位应力聚积比较集中，由于采掘工程破坏了原来平衡而形成残余应力的突然释放，这是引起煤与瓦斯突出的重要原因。
3.煤层厚度变化
煤层厚度变化带往往也是容易发生突出的地点。如湖南马田煤矿6层煤内的30多次突出就发生在凸镜状煤包附近。有一次突出50一60 t煤量，相当于小煤包的全部煤量。江西新华煤矿两次突出皆发生在同一个大煤包内。湖南红卫煤矿坦家冲井，80.2%的突出点在厚煤带。在我国多数瓦斯矿井中，煤与瓦斯突出大都发生在厚煤层和中厚煤层中，这可能是由于在厚煤层中瓦斯含量和瓦斯压力相对要大些的缘故。
4.煤的物理力学性质
有突出危险的煤层一般均具有下列特征：
①煤的弹性应变超过全部应变的70%；
②煤的结构孔隙较多，当煤层破裂时瓦斯能够迅速扩散而形成瓦斯流，冲破煤体、运送煤炭；
③煤层的透气性较低，煤层瓦斯扩散困难，因而在煤层中能够保持较高的瓦斯压力和瓦斯含量；
④煤质疏松呈颗粒状结构，容易破碎；
⑤煤的显微结构中有大量空洞并多由毛细管联通。
（二）防止煤与瓦斯突出的地质工作
防止煤与瓦斯突出的地质工作，应重点应放在为预测预报服务上。根据预测预报工作的范围和精度煤与瓦斯突出预测预报可划分为三类：一是区域预测，简称预测。主要是确定井田、采区和煤层的突出危险程度，圈定煤田内可能发生突出的范围。二是局部预测，简称预报。是在预测基础上根据地质勘查和矿井地质资料对井田和采区内的局部地点的突出危险程度作出预报。三是突出警报，简称警报。是在预测预报基础上根据突出前兆的各种效应及时对突出危险发出警报。根据一些矿井的初步实践具体工作内容有以下各项：
1.作好突出点地质描述和记录
在已发生突出的矿井，突出以后地质人员应与其他部门配合进入突出地点进行观测并作文字记录和素描图。记录的内容包括基本情况和地质描述两大部分。基本情况包括：突出时间、突出地点、突出点标高、突出点距地表垂深、突出强度、煤层类别、巷道类别、突出前所采取的措施和突出前的作业方式、突出类型、突出前预兆等。
2.编制突出点分布图
突出点应及时地填绘到有关采掘工程平面图和地质图上，作为分析突出点分布规律的基础图件。突出点分布图有两种：一种是一个井田或井田的某一部分突出点分布图，从井田范围反映突出点与地质构造的关系，另一种是矿区的突出点集中带分布图，将突出集中带与区域构造联系起来，以便进一步从区域应力场分布作出分析，作为突出预测的基础图件。
3.提供可能发生突出的地质资料
突出矿井做好地质预报具有特别重要的意义。不仅采区应有地质预报资料，掘进工作面也应有地质预报资料。地质预报应针对矿井可能发生突出的地质因素确定，这些因素包括以下各项：
①石门揭露煤层的位置——揭露突出煤层时必须在掘进前方打钻控制，根据钻孔资料和掘进过程中对岩层层位的观测及时掌握距煤层的位置，控制岩柱不小于规定厚度。
②煤层厚度变化特征和变化带的具体位置——对于容易发生突出的厚煤变薄、薄煤变厚、煤层分叉点和分叉线等尽可能提出具体资料。
③构造变化特征——褶曲轴位置和煤层倾角变化的转折点、断层交会处和尖灭点等。
④煤质变化——煤层结构、煤层各小分层的煤岩和物理特征及其变化。
⑤岩浆侵入体的具体位置。
4.分析突出与地质的关系，查明突出危险区
煤与瓦斯突出是各种因素综合影响的结果，通过对各因素的分析并找出突出规律才有可能进行预测。查明煤与瓦斯突出危险区的工作有以下两项：
①鉴别煤层突出危险性增大的标志——如煤层厚度和产状急剧变化、结构变疏松破碎、孔隙增多等。
②查明突出前预兆——如响煤炮、工作面压力增大、煤壁外鼓、瓦斯含量增大或忽大忽小等，分析和掌握这些前兆标志也就是查明突出危险性。
5.编制突出预测图
突出预测图综合反映预测的成果，编制突出预测图应着以下两点：一是要充分反映已掌握的突出规律；二是要将突出危险程度进行分类。
（三）煤与瓦斯突出的防止措施 1.區域性防突措施
①开采保护层——在突出矿井中预先开采的并能使其他相邻有突出危险煤层受到采动影响而减少或失去突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称被保护层。
②预抽煤层瓦斯——预抽突出危险煤层瓦斯是另一项区域性防止突出措施。抽放瓦斯的方式有本煤层抽放、邻近煤层穿层抽放、采空区抽放和地面定向钻孔抽放。这些措施的实质是利用均匀布置在突出危险煤层内的大量钻孔，经过一定时间（数个月至数十个月）预先抽放瓦斯，以降低其瓦斯压力和瓦斯含量，并利用由此引起的煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度增高等效应而使抽放瓦斯的煤体失去或减弱煤与瓦斯突出的危险性。
③煤层注水——作为区域性防突措施的煤层注水，是在大面积范围均匀布置顺层长钻孔来实现的。通过钻孔向煤体中大面积均匀注水，使煤层湿润（水分含量不低于5%）、增加煤的可塑性，使煤层随后开采时减小工作面前方的应力集中。
2.局部性防突措施
（1）石门揭煤防突措施如下：
①震动性放炮——震动性放炮是一种人为诱导突出的措施。采用增加掘进工作面炮眼数目、加大装药量、全断面一次爆破、人为激发突出等措施，以避免一般爆破法发生延期突出。爆破前全部人员应按时撤离现场。
②水力冲孔——是利用钻机打钻时喷射的水射流在突出煤层内冲出煤炭和瓦斯或诱导可控制的小型突出，以造成煤体卸压、排放瓦斯从而消除采掘突出危险的方法。这种方法当前已在许多瓦斯严重矿井中推广使用。
③钻孑州[放瓦斯——是指由岩巷或煤巷向有煤与瓦斯突出危险的煤层打钻孑L，使煤层中赋存的瓦斯经过钻孔自然地排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时再进行开采的方法。
（2）煤巷掘进工作面防突措施如下：
①超前钻孔——是在工作面向前方煤体打一定数量钻孔，始终保持钻孑L有一定超前 距，使工作面前方煤体卸压、排放瓦斯，达到减弱和防止突出的一种方法。超前钻空能使工作面附近的应力集中带和高瓦斯压力带向远处推移，减少应力和瓦斯压力梯度，使工作面前方形成一个较长的卸压和排放瓦斯带。
②深孔爆破——是在进行普通放炮时同时爆破几个7～lo m以上的深炮孔，以破裂和松动深部煤体，使应力集中带和高压瓦斯带移向深部，以便在工作面前方造成较长的卸压和排放瓦斯区，从而预防突出发生。此外，深孑L爆破可在炮眼周围形成50～200 mm直径的破碎圈，有助于消除煤的软硬不均而引起的应力集中并形成瓦斯排放通道，从而降低瓦斯压力和应力梯度，这对于防止突出的发生也是有利的。这种措施适用于突出危险性小、煤质坚硬、顶板较好的煤层区。
[关键词]防止煤与瓦斯、突出、地质。
中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0124-01
（一）煤与瓦斯突出的地质因素
煤—与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，突出的发生是各种自然因素综合影响的结果。这些因素是：地压（地层静压力、地质构造残余应力和矿山压力）；瓦斯含量和瓦斯压力；煤的物理力学性质等。不难看出，这些因素大都与地质条件有密切关系。现分别介绍如下。
1.煤层埋藏深度
地层静压力是随着深度增加而增加的，地层静压力越大突出的可能性也越大。我国一般矿井在垂深200m左右即开始有突出发生。有个别矿井由于其他因素的综合影响，第一次突出深度较浅。如湖南马田和立新矿垂深仅100 m就发生了突出。突出矿井随着采掘深度增加突出次数增多、突出强度加人。
2.地质构造和地应力
许多矿井的突出主要集中在某些地质构造带内。突出点发生的位置多与某些小型地质构造有关。
突出集中带和突出点的位置与地质构造为什么关系这样密切呢？可以用地应力作用来解释。煤系地层具有高度弹性，由于地壳不断运动，地应力在煤系地层中不断聚积，在同一应力场中各个部位的应力分布是不平衡的，有的部位应力聚积比较集中，由于采掘工程破坏了原来平衡而形成残余应力的突然释放，这是引起煤与瓦斯突出的重要原因。
3.煤层厚度变化
煤层厚度变化带往往也是容易发生突出的地点。如湖南马田煤矿6层煤内的30多次突出就发生在凸镜状煤包附近。有一次突出50一60 t煤量，相当于小煤包的全部煤量。江西新华煤矿两次突出皆发生在同一个大煤包内。湖南红卫煤矿坦家冲井，80.2%的突出点在厚煤带。在我国多数瓦斯矿井中，煤与瓦斯突出大都发生在厚煤层和中厚煤层中，这可能是由于在厚煤层中瓦斯含量和瓦斯压力相对要大些的缘故。
4.煤的物理力学性质
有突出危险的煤层一般均具有下列特征：
①煤的弹性应变超过全部应变的70%；
②煤的结构孔隙较多，当煤层破裂时瓦斯能够迅速扩散而形成瓦斯流，冲破煤体、运送煤炭；
③煤层的透气性较低，煤层瓦斯扩散困难，因而在煤层中能够保持较高的瓦斯压力和瓦斯含量；
④煤质疏松呈颗粒状结构，容易破碎；
⑤煤的显微结构中有大量空洞并多由毛细管联通。
（二）防止煤与瓦斯突出的地质工作
防止煤与瓦斯突出的地质工作，应重点应放在为预测预报服务上。根据预测预报工作的范围和精度煤与瓦斯突出预测预报可划分为三类：一是区域预测，简称预测。主要是确定井田、采区和煤层的突出危险程度，圈定煤田内可能发生突出的范围。二是局部预测，简称预报。是在预测基础上根据地质勘查和矿井地质资料对井田和采区内的局部地点的突出危险程度作出预报。三是突出警报，简称警报。是在预测预报基础上根据突出前兆的各种效应及时对突出危险发出警报。根据一些矿井的初步实践具体工作内容有以下各项：
1.作好突出点地质描述和记录
在已发生突出的矿井，突出以后地质人员应与其他部门配合进入突出地点进行观测并作文字记录和素描图。记录的内容包括基本情况和地质描述两大部分。基本情况包括：突出时间、突出地点、突出点标高、突出点距地表垂深、突出强度、煤层类别、巷道类别、突出前所采取的措施和突出前的作业方式、突出类型、突出前预兆等。
2.编制突出点分布图
突出点应及时地填绘到有关采掘工程平面图和地质图上，作为分析突出点分布规律的基础图件。突出点分布图有两种：一种是一个井田或井田的某一部分突出点分布图，从井田范围反映突出点与地质构造的关系，另一种是矿区的突出点集中带分布图，将突出集中带与区域构造联系起来，以便进一步从区域应力场分布作出分析，作为突出预测的基础图件。
3.提供可能发生突出的地质资料
突出矿井做好地质预报具有特别重要的意义。不仅采区应有地质预报资料，掘进工作面也应有地质预报资料。地质预报应针对矿井可能发生突出的地质因素确定，这些因素包括以下各项：
①石门揭露煤层的位置——揭露突出煤层时必须在掘进前方打钻控制，根据钻孔资料和掘进过程中对岩层层位的观测及时掌握距煤层的位置，控制岩柱不小于规定厚度。
②煤层厚度变化特征和变化带的具体位置——对于容易发生突出的厚煤变薄、薄煤变厚、煤层分叉点和分叉线等尽可能提出具体资料。
③构造变化特征——褶曲轴位置和煤层倾角变化的转折点、断层交会处和尖灭点等。
④煤质变化——煤层结构、煤层各小分层的煤岩和物理特征及其变化。
⑤岩浆侵入体的具体位置。
4.分析突出与地质的关系，查明突出危险区
煤与瓦斯突出是各种因素综合影响的结果，通过对各因素的分析并找出突出规律才有可能进行预测。查明煤与瓦斯突出危险区的工作有以下两项：
①鉴别煤层突出危险性增大的标志——如煤层厚度和产状急剧变化、结构变疏松破碎、孔隙增多等。
②查明突出前预兆——如响煤炮、工作面压力增大、煤壁外鼓、瓦斯含量增大或忽大忽小等，分析和掌握这些前兆标志也就是查明突出危险性。
5.编制突出预测图
突出预测图综合反映预测的成果，编制突出预测图应着以下两点：一是要充分反映已掌握的突出规律；二是要将突出危险程度进行分类。
（三）煤与瓦斯突出的防止措施 1.區域性防突措施
①开采保护层——在突出矿井中预先开采的并能使其他相邻有突出危险煤层受到采动影响而减少或失去突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称被保护层。
②预抽煤层瓦斯——预抽突出危险煤层瓦斯是另一项区域性防止突出措施。抽放瓦斯的方式有本煤层抽放、邻近煤层穿层抽放、采空区抽放和地面定向钻孔抽放。这些措施的实质是利用均匀布置在突出危险煤层内的大量钻孔，经过一定时间（数个月至数十个月）预先抽放瓦斯，以降低其瓦斯压力和瓦斯含量，并利用由此引起的煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度增高等效应而使抽放瓦斯的煤体失去或减弱煤与瓦斯突出的危险性。
③煤层注水——作为区域性防突措施的煤层注水，是在大面积范围均匀布置顺层长钻孔来实现的。通过钻孔向煤体中大面积均匀注水，使煤层湿润（水分含量不低于5%）、增加煤的可塑性，使煤层随后开采时减小工作面前方的应力集中。
2.局部性防突措施
（1）石门揭煤防突措施如下：
①震动性放炮——震动性放炮是一种人为诱导突出的措施。采用增加掘进工作面炮眼数目、加大装药量、全断面一次爆破、人为激发突出等措施，以避免一般爆破法发生延期突出。爆破前全部人员应按时撤离现场。
②水力冲孔——是利用钻机打钻时喷射的水射流在突出煤层内冲出煤炭和瓦斯或诱导可控制的小型突出，以造成煤体卸压、排放瓦斯从而消除采掘突出危险的方法。这种方法当前已在许多瓦斯严重矿井中推广使用。
③钻孑州[放瓦斯——是指由岩巷或煤巷向有煤与瓦斯突出危险的煤层打钻孑L，使煤层中赋存的瓦斯经过钻孔自然地排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时再进行开采的方法。
（2）煤巷掘进工作面防突措施如下：
①超前钻孔——是在工作面向前方煤体打一定数量钻孔，始终保持钻孑L有一定超前 距，使工作面前方煤体卸压、排放瓦斯，达到减弱和防止突出的一种方法。超前钻空能使工作面附近的应力集中带和高瓦斯压力带向远处推移，减少应力和瓦斯压力梯度，使工作面前方形成一个较长的卸压和排放瓦斯带。
②深孔爆破——是在进行普通放炮时同时爆破几个7～lo m以上的深炮孔，以破裂和松动深部煤体，使应力集中带和高压瓦斯带移向深部，以便在工作面前方造成较长的卸压和排放瓦斯区，从而预防突出发生。此外，深孑L爆破可在炮眼周围形成50～200 mm直径的破碎圈，有助于消除煤的软硬不均而引起的应力集中并形成瓦斯排放通道，从而降低瓦斯压力和应力梯度，这对于防止突出的发生也是有利的。这种措施适用于突出危险性小、煤质坚硬、顶板较好的煤层区。