(四)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出及預防

　　煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是指在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象。煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點，能摧毀井巷設(shè)施、破壞通風系統(tǒng)、造成人員窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火災事故，是煤礦最嚴重的災害之一。

　　煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的機理有許多種假設(shè)，但基本公認的是綜合假說，即：煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是由地應力、瓦斯和煤的物理力學性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。

　　1.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的一般規(guī)律

　　(1)突出危險性隨采掘深度的增加而增加;

　　(2)突出危險性隨煤層厚度的增加而增加，尤其是軟分層厚度;

　　(3)石門揭煤工作面平均突出強度最大，煤巷掘進工作面突出次數(shù)最多，爆破作業(yè)最易引發(fā)突出、采煤工作面突出防治技術(shù)難度最大;

　　(4)突出多數(shù)發(fā)生在構(gòu)造帶、煤層遭受嚴重破壞的地帶、煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化的地帶、煤層硬度系數(shù)小于0.5的軟煤層中;

　　(5)突出發(fā)生前通常有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度降低、散發(fā)煤油氣味、煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化等預兆;

　　(6)突出按動力源作用特征可分為3種類型：突出、壓出和傾出;按突出物分類可分為4種類型：煤與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與瓦斯突出、巖石與二氧化碳突出。

　　2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預測

　　我國煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預測分為區(qū)域性預測和工作面預測兩類。

　　(1)區(qū)域性預測。區(qū)域性預測的任務是確定井田、煤層和煤層區(qū)域的危險性，在地質(zhì)勘探、新井建設(shè)和新水平開拓時進行。區(qū)域性預測主要有如下幾種方法：

　�、賳雾椫笜朔�。采用煤的破壞類型、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數(shù)和煤層瓦斯壓力作為預測指標，各種指標的突出危險臨界值應根據(jù)實測資料確定。

　�、诎凑彰旱淖冑|(zhì)程度。煤層的突出危險程度與其揮發(fā)分之間是密切相關(guān)的：在煙煤的揮發(fā)分大于35%和無煙煤的比電阻的對數(shù)值小于3.3時，沒有突出危險;而揮發(fā)分在18%～22%時突出危險最高。

　　③地質(zhì)統(tǒng)計法。根據(jù)已開采區(qū)域突出點分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，然后結(jié)合未采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造條件來大致預測發(fā)生突出可能發(fā)生的范圍。

　　(2)日常預測。日常預測也稱工作面預測，其任務是確定工作面附近煤體的突出危險性，即該工作面繼續(xù)向前推進時有無突出危險。

　　1)石門揭煤突出危險性預測。石門揭煤突出危險性預測的方法主要有：

　�、倬C合指標法。在石門向煤層至少打2個測壓孔，測定煤層瓦斯壓力，并在打鉆過程中采樣，測定煤的堅固性系數(shù)和瓦斯放散初速度，按綜合指標進行預測。

　　②鉆屑指標法。在距煤層最小垂距3～5m時至少向煤層打2個預測鉆孔，用1—3mm的篩子沖洗液中的鉆屑，測定其瓦斯解吸指標。鉆屑瓦斯解吸指標的臨界值應根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)確定。

　�、坫@孔瓦斯涌出初速度結(jié)合瓦斯涌出衰減系數(shù)。當石門距煤層3m以外時，至少打2個穿透煤層全厚的預測鉆孔，打鉆結(jié)束后馬上用充氣式膠囊封孔器封孔，充氣壓力0.5MPa。打鉆結(jié)束到開始測量的時間不應超過5min。封孔后先測第1min的瓦斯涌出初速度，第2min測定解吸瓦斯壓力，如果瓦斯涌出初速度超過預定的工作指標，還須測定第5min的鉆孔涌出速度，以便算出瓦斯涌出衰減系數(shù)。

　　2)煤巷突出危險性預測。煤巷突出危險性預測的方法主要有：

　�、巽@孔瓦斯涌出初速度法。在距巷道兩幫0.5m處，各打一個平行于巷道掘進方向的鉆孔，用充氣式膠囊封孔器封孔，測定鉆孔瓦斯涌出初速度，從打鉆結(jié)束到開始測量的時間不應超過2min。

　�、阢@屑指標法。在工作面打2個或3個鉆孔。鉆孔每打1m測定一次鉆屑量，每打2m測一次鉆屑解吸指標。根據(jù)每個鉆孔沿孔深每米的最大鉆屑量和鉆屑解吸指標預測工作面突出危險性。

　　3.防治煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的措施

　　(1)防治突出的技術(shù)措施。防治突出的技術(shù)措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。區(qū)域性措施是針對大面積范圍消除突出危險性的措施，局部性措施主要在采掘工作面執(zhí)行，針對采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險性的措施。目前區(qū)域性措施主要有3種，即預留開采保護層、大面積瓦斯預抽放、控制預裂爆破;局部性措施有許多種，如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔等。

　　(2)“四位一體”綜合防治突出措施。所謂“四位一體”綜合防治突出措施，就是說首先應對開采煤層及其對開采煤層構(gòu)成影響的鄰近煤層進行突出危險性預測。對確認的突出危險區(qū)域，應采取區(qū)域性防治突出技術(shù)措施，對確認的突出危險工作面，必須采取防治突出技術(shù)措施。在采取防治突出技術(shù)措施后，必須對防治突出技術(shù)措施和消除突出危險性的效果進行檢驗，如果檢驗有效，在采取安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè);如果檢驗無效，必須補充防治突出技術(shù)措施，直至再次檢驗為有效時方可在采取安全防護措施前提下進行采掘作業(yè)。否則，必須繼續(xù)補充技術(shù)措施。

　　(3)安全防護措施。安全防護措施是控制突出危害程度的措施，也就是說即使發(fā)生突出，也要使突出強度降低，對現(xiàn)場人員進行保護不致危及人身安全。如震動性放炮、遠距離放炮、反向防突風門、壓風自救器、個體自救器等。

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