| 标题：煤与瓦斯突出防治知识讲座 | ||
| 煤与瓦斯突出防治知识讲座 目 录 第一章 煤与瓦斯突出基本知识 - 1 - 第一节 煤与瓦斯突出及其危害 - 1 - 第二节 煤与瓦斯突出动力现象的分类与特征 - 3 - 第三节 煤与瓦斯突出的机理 - 5 - 第四节 突出的一般规律与突出预兆 - 11 - 第二章 煤与瓦斯突出防治措施 - 18 - 第一节 防突技术的发展 - 18 - 第二节 综合防突体系概述 - 19 - 第三节 区域性防突措施 - 22 - 第四节 局部防突措施 - 39 - 第三章 瓦斯抽放管理 - 67 - 第一节 地面抽放系统 - 67 - 第二节 抽放监控与数据测定 - 68 - 第三节 瓦斯抽放管理 - 69 - 第四章 矿井防突管理 - 72 - 第一节 防突管理程序 - 72 - 第二节 防突队伍建设 - 73 - 第三节 管理制度 - 74 - 第四节 主要安全技术措施 - 76 - 第五节 各类台帐 - 78 - 第六节 突出矿井管理要求 - 86 - 第五章 突出矿井通风系统 - 88 - 第一章 煤与瓦斯突出基本知识 第一节 煤与瓦斯突出及其危害 一、突出的概念 煤矿地下采掘过程中，在地应力和瓦斯(或二氧化碳)的共同作用下，在极短的时间内(几秒到几分钟)，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然喷出到采掘空间的现象叫煤与瓦斯突出。 二、突出的危害 突出时所产生的高速瓦斯流(含煤粉或岩粉)能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；喷出的瓦斯由几百到几万m3，能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人；猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。 ●中国是世界上突出最为严重的国家，目前有270多个突出矿井，已发生突出15000余次，占世界各种突出总数的40%以上。突出的主要省份有四川、重庆、湖南、贵州、江西、河南、辽宁、黑龙江等。 ●国有重点煤矿有记载的最早的一次突出发生于1950年4月20 日，是吉林辽源矿务局富国矿西二坑。 ●我国最大的一次突出发生在1975年8月8日，是四川天府矿务局三汇坝一矿在主平硐揭穿煤层时发生的，突出煤（岩）12780吨，涌出瓦斯近140万立方米。 ●1972年2月20日，湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了突出，突出强度为4500吨，涌出瓦斯138.5万立方米，高浓度瓦斯从主井口喷出，井口附近瓦斯浓度高达15%，较长时间稳定在9%；从北翼风井口，喷出瓦斯被信号房内的炉火引燃，火柱高达30米，井口房和主扇被烧毁。 ●1999 ……（快文网http://www.fanwy.cn省略1949字，正式会员可完整阅读）……
采掘工作面地应力状况及对突出的影响： 采煤工作面前方存在一个集中应力区，其峰值距离采面煤壁的距离越小，越容易破坏采面煤体而引发煤与瓦斯突出。因此，必须加强工作面支护，使采面煤体的集中应力向煤体深部推移，或在采面采取人为卸压措施，如打排放钻孔、实施浅孔爆破等。 掘进工作面前方的地应力，可分为三个带，即：卸压带、集中应力带和常压带，亦叫做原始应力区。从防突角度讲，集中应力区距离工作面越近，工作面煤体越易发生破坏而引发煤与瓦斯突出。解决该问题的措施，就是在突出危险区域采取人为卸压措施，如打排放钻孔、实施深孔爆破和放慢掘进速度等，使集中应力带向深部推移。 以上情况说明，具有较高的地应力是发生煤与瓦斯突出的先决条件，即起着发动突出的作用。在地质构造带，由于构造应力的存在，就是采深不大也可能发生突出。 因此，发生煤与瓦斯突出的第一个充分必要条件是： 煤层和围岩具有较高的地应力和瓦斯压力，并且在近工作面地带煤层的应力状态发生突然变化，使潜能有可能突然释放。 应力状态的变化一般有下列原因： 巷道进入地质破坏区； 石门揭开煤层时； 巷道从硬煤进入软煤带； 煤的冒落等。 另外还有工作面迅速推进时；煤层突然加载，如巷道顶板下沉；煤层突然卸压，如悬臂梁断裂等。 2、瓦斯的作用 瓦斯是成煤过程中的产物，以游离状态和吸附状态存于煤裂隙和孔隙中，促使煤体产生潜能，降低煤的强度。 煤体中瓦斯含量是指每吨煤所含的瓦斯量，也就是煤体中游离和吸附两种状态瓦斯量的总和。其中吸附瓦斯量占瓦斯含量的80─90%以上。瓦斯压力决定煤层中瓦斯含量的多少，是造成瓦斯突出的重要能源。 在卸压带瓦斯压力梯度是平缓的，在集中应力带瓦斯压力梯度显著增大，形成作用于压力降低方向（掘进迎头）的力，参与突出的发展。 在掘进巷道揭露煤层引起瓦斯流动后，随着煤壁暴露时间 ｔ 的不断增长，流动场范围 Ｌ 不断扩大，工作面附近瓦斯压力梯度不断下降变缓。最危险的是在ｔ→０时，即爆破见煤的瞬时，瓦斯压力梯度最大，此时最容易发生突出。 因此，煤与瓦斯突出发展的第二个必要和充分条件是：有足够的瓦斯流把碎煤抛出，并且突出孔道要畅通，以便在空洞壁形成较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，从而使煤破碎向深部扩展 3、煤的物理力学性质与突出的关系 煤结构和力学性质，与发生突出的关系很大。一般来说，煤愈硬、裂隙愈小，所需的破坏功愈大，要求的地应力和瓦斯压力愈高。反之亦然。因此，在地应力和瓦斯压力为一定值时，软煤分层易被破坏，突出往往沿软煤分层发展。 4、外部因素的影响 外部因素（工作面推进度、爆破等）对煤与瓦斯突出的发生和发展也有重要影响。工作面快速推进时，有助于应力状态发生突然变化，从而激发突出。反之，工作面缓慢推进时，应力状态变化是平缓的，发生突出的可能性就小。 工作面若快速推进时，由于工作面前方煤体中集中应力带没有向深部推移时间，高压瓦斯没有有效排放，造成集中应力带距离工作面的正常距离Ｌ1大于异常距离Ｌ2，使工作面突出危险性增加，特别是在爆破瞬间的突出危险性最大。 二、突出发展过程 突出煤体经历着能量的积聚过程，使之逐渐发展到临界破坏甚至过载的脆弱平衡状态。突出的发展过程一般可划分为四个阶段，即： (1)准备阶段 该阶段的特点是：在工作面附近的煤壁内形成高的地应力与瓦斯压力梯度。即在有利的约束条件(石门岩柱，煤巷的硬煤包裹体)下，煤内地应力梯度急剧增高，能够叠加着各种地应力，形成很高的应力集中，积聚着很大的变形能；同时由于孔隙裂隙的压缩，使瓦斯压力增高．瓦斯内能也增大。在这个阶段，会显现多种有声的与无声的突出预兆。准备阶段的时间可在很大范围内变化，也可在几秒钟内完成(如在震动放炮或顶板动能冲击条件下)。 (2)激发阶段 该阶段的特点是地应力状态突然改变，即极限应力状态的部分煤体突然破坏，卸载(卸压)并发生巨响和冲击；向巷道方向作用的瓦斯压力的推力由于煤体的破裂，顿时增加几倍到十几倍，伴随着裂隙的生成与扩张，膨胀瓦斯流开始成．大量吸附瓦斯进入解吸过程而参与突出。大量的突出实例表明，工作面的多种作业都可以引起应力状态的突变而激发突出。例如各种方式的落煤、打眼、刨柱窝、修整工作面煤壁等都可以人为激发突出，而且统计表明，应力状态变化越剧烈，突出的强度越大。因此，震动放炮、一般爆破是容易引发突出的工序 (3)发展阶段 该阶段具有两个互相关联的特点，一是突出从激发点起向内部连续剥离并破碎煤体，二是破碎的煤在不断膨胀的承压瓦斯风暴中边运送边粉碎。前者是在地应力与瓦斯压力共同作用下完的，后者主要是瓦斯内能作功的过程。煤的粉化程度、游离瓦斯含量、瓦斯放散初速度、解吸的瓦斯量以及突出孔周围的卸压瓦斯流，对瓦斯风暴的形成与发展起着决定作用。在该阶段中煤的剥离与破碎不仅具有脉冲的特征．而且有时是客轮回的过程。这可以从突出物的多轮回堆积特征中得到证实，也可以从突出过程实测记录中找到依据。 ⑷终止阶段 突出的终止有以下两种情况：一是在剥离和破碎媒体的扩展中遇到了较硬的煤体或地应力与瓦斯压力降低不足以破坏煤体；二是突出孔道被堵塞．其孔壁由突出物支撑建立起新的供平衡或孔洞瓦斯压力因其被堵塞而升高、地应力与瓦斯压力梯度不足以剥离和破碎煤体。但是，这时突出虽然停止了，而突出孔周围的卸压区与突出的煤涌出瓦斯的过程并没有停止，异常的瓦斯涌出还要持续相当长时间。 三、突出发展过程中各因素的作用 地应力、瓦斯压力和煤强度在突出过程中各个阶段所起的作用可以是不同的。在通常情况下，突出的激发阶段，破碎煤体的主导力是地应力(包括重力应力、地质构造应力、采动引起的集中应力以及煤吸附瓦斯引起的附加应力等)。因为地应力的大小，通常比瓦斯压力高几倍；而在突出的发展阶段，剥离煤体靠地应力与瓦斯压力的联合作用，运送与粉碎煤炭是靠瓦斯内能。根据对若干典型突出实例的统计数据进行计算。在突出过程中瓦斯提供的能量比地应力弹性能高3—6倍以上。压出和倾出时煤体的最初破碎的主导力也是地应力。 在极少数突出实例中也可以看到瓦斯压力为主导力发动突出的现象，这时需要很大的瓦斯压力梯度与非常低的煤强度。突出煤的重要力学特征是强度低和具有揉皱破碎结构、即所谓“构造煤” 这种煤处于约束状态时可以储存较高的能量，并使透气性锐减形成危险的瓦斯压力梯度；而当处于表面状态时，它极易破坏粉碎，放散瓦斯的初速度高、释放能量的功率大．因此当应力状态突然改变或者从约束状态突然变为表面状态时容易激发突出。 地应力在突出过程中的主要作用有三：一是激发突出；二是在发展阶段中与瓦斯压力梯度联合作用对煤体进行剥离、破碎；三是影响煤体内部裂隙系统的闭合程度和生成新的裂隙、控制着瓦斯的流动、卸压瓦斯流和瓦斯解吸过程，当煤体突然破坏时，伴随着卸压过程、新旧裂隙系统连通起来并处于开放状态，顿时显现卸压流动效应，形成可以携带破碎煤的有压头的膨胀瓦斯风暴。 瓦斯在突出过程中的主要作用有三：一是在某些场合，当能形成高瓦斯压力梯度(例如2MPa／cm)时，瓦斯可独立激发突出，在自然条件下，由于有地应力配合．可以不需要这样高的瓦斯压力梯度就可以激发突出；二是发展与实现突出的主要因素。在突出的发展阶段中、瓦斯压力与地应力配合连续地剥离破碎煤体使突出向探部传播；三是膨胀着的具有压头的瓦斯风暴不断地把破碎的煤运走、加以粉碎，并使新暴露的突出孔壁附近保持着较高的地应力梯度与瓦斯压力梯度．为连续别离煤体准备好必要条件。就这个意义上说．突出的发展或终止将取决于破碎煤炭被运出突出孔的程度，及时而流畅的运走突出物会促进突出的发展、反之突出孔被堵塞时，突出孔壁的瓦斯压力梯度骤降，可以阻止突出的发展．以致使突出停止下来。 第四节 突出的一般规律与突出预兆 1、突出发生在一定的采掘深度以后。对于一个矿区、矿井或煤层来说，有一个发生突出的距地表最小深度，当小于该深度时不会发生突出，该深度简称始突深度，一般取为实际发生突出的最小深度。自此以下，突出的次数增多，强度增大。因为开采深度越深，发动突出的两个因素即瓦斯压力和地应力也相应增大。 不同矿区差别很大。 最小，50m，（湖南郴州罗卜安矿） 最大，640m，（抚顺老虎台矿） 一般地，矿井始突深度均大于瓦斯风化带深度；随着开采深度增加，煤层突出危险性增高。 五峰县三板桥煤矿突出基本情况 突出时间 突出点标高（m） 突出强度（t） 突出前作业方式 2009年7月9日 ＋1134 85 不详 2010年8月30日 ＋1138 75 手镐 2010年12月24日 ＋1146 54 手镐 湖北省近些年突出矿井数量急增，其主要原因是开采深度的增加，部分低瓦斯矿井升格为突出矿井。如秭归县皮老荒矿区冷家湾煤矿。从五峰县三板桥煤矿发生的三次突出基本情况表可以看出，煤与瓦斯突出强度随着开采深度的增加而增加，即开采深度增加，突出的危险性加大。 2、突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。据南桐矿务局统计，95％以上的突出(石门突出除外)发生在向斜轴部、扭转地带、断层和褶曲附近。北票矿务局统计，90％以上的突出发生在地质构造区和火成岩侵入区。 因为在 ……（未完，全文共14033字，当前只显示5067字，请阅读下面提示信息。收藏煤与瓦斯突出防治知识讲座） 上一篇：林业局贯彻落实县委十三届十二次全委（扩大）会议暨县委经济工作会议、城镇工作会议精神情况汇报 下一篇：市城管执法监察支队全体党员开展“两学一做”学习教育实施方案 相关栏目：共青团 党团知识 知识竞赛 |