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《煤與瓦斯突出機理、監(jiān)測及防治技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、煤與瓦斯突出機理、預測及防治技術摘要：煤與瓦斯突出是發(fā)生在煤礦井下的一種復雜的動力現(xiàn)象，是威脅煤礦安全生產的重大災害之一，隨著世界各國科研工作者們對煤與瓦斯突出的深入研究，已經取得了重大進展。本文從煤與瓦斯突出機理、預測和防治技術進行綜述。關鍵詞：煤與瓦斯突出機理；預測；防治。1.煤與瓦斯突出機理國內外針對煤與瓦斯突出現(xiàn)象提出了四種假說：瓦斯作用說，化學本質說，地應力作用說和綜合假說。1.1瓦斯作用假說“瓦斯包”假說：該假說認為突出造成的原因是高壓的游離瓦斯，這些高壓的游離瓦斯儲存在“瓦斯包”中，“瓦斯包”周圍的煤體的透氣性差，這就為高壓的游離瓦斯的儲存創(chuàng)造了條件，在井下采掘的過程中，當“瓦斯
2、包”周圍的煤體遭到破壞或者周圍的煤體厚度發(fā)生改變時，“瓦斯包”周圍的煤壁強度不足以維持“瓦斯包”時，“瓦斯包”中的高壓游離瓦斯得到釋放，就會短時間內迅速攜帶煤粉噴出?！巴咚古蛎洝奔僬f：“瓦斯膨脹假說”認為突出發(fā)生在結構不均的高壓瓦斯煤層，煤層外部為硬煤，透氣性差，內部為軟煤透氣性好，在采掘的過程中，當外部透氣性差的硬煤遭到破壞時，內部的軟煤強度較低，高壓瓦斯就會通過透氣性差的軟煤噴出，噴出的同時攜帶出大量煤粉。1.2化學本質說瓦斯屏障假說：瓦斯屏障假說認為在煤層受到壓力條件時，煤層的結構將會發(fā)生改變，空隙率會變小，從而降低了煤層的透氣性，在壓力增大的過程中，煤層的透氣性迅速降低。甚至隨著壓力的
3、增大，煤層透氣性可減小至零。這樣瓦斯就不能從煤體流向巷道，類似于一個屏障在兩者之間起到了隔絕作用，稱之為“瓦斯屏障”。當“瓦斯屏障”消失時，煤層內部的高壓瓦斯就會猛烈的像外涌出，造成瓦斯突出。瓦斯水化物假說：這種假說認為在一定的氣壓，溫度條件下，煤層內可生成瓦斯水化物，且生成瓦斯水化物的溫度，氣壓跟煤層瓦斯重重炭氫氣體聯(lián)系密切，重炭氫氣體含量高時，生成瓦斯水化物所需的溫度壓力都會降低很多。由于瓦斯水化物狀態(tài)不穩(wěn)定，很容易受到外部的因素而發(fā)生變化，當瓦斯水化物的平衡發(fā)生改變時，瓦斯水化物將會迅速的轉變?yōu)闅鈶B(tài)的瓦斯，在短時間內煤層瓦斯壓力將會迅速增大，當煤層強度不足以抵抗高壓瓦斯時，煤層將會發(fā)生突
4、出。1.3地應力為主導的假說這類假說把突出發(fā)生的原因歸結為局部地應力的增大。在這類假說中,構造應力論占有重要的地位。構造應力說又可分為殘余構造應力說和現(xiàn)代構造應力說兩種。地層中產生的地質構造須有巨大的力量,即構造應力。殘余構造應力說認為,盡管在久遠的年代以前,地質構造已經形成,但在地質構造帶附近煤層的圍巖中,仍殘存著部分構造應力,即殘余構造應力,其值遠大于自重應力值。當采掘工作面接近這些含有殘余構造應力的巖層時,會像彈簧一樣張開,釋放其中貯存的大量彈性潛能,引起突出。但在漫長的地質年代中,殘余構造應力是否能保存下來,引起了較大的爭議,所以又有人提出了現(xiàn)代構造應力說,即認為現(xiàn)代構造應力大的區(qū)域即
5、為突出危險區(qū)域。另一種學說認為采掘工作面前方存在著應力集中,當厚層頂板懸頂過長或突然冒落時,可能產生附加的集中應力。在集中應力作用下,煤發(fā)生破壞和破碎時,會伴隨大量瓦斯涌出而構成突出。1.4綜合作用假說該假說認為突出是地應力、瓦斯和煤的物理力學性質等因素綜合作用的結果。綜合假說較全面的考慮了突出動力(地應力、瓦斯)和阻力(煤強度)兩方面的主要因素,因而得到了國內外學者的普遍認可。若某區(qū)域地應力越大,瓦斯含量(壓力)越高,則該區(qū)域突出危險性越大。對采掘工作面突出而言,突出不僅與地應力、瓦斯和煤物理力學性質各參數(shù)的原始值有關,在很大程度上還取決于近工作面各參數(shù)的變化,即工作面附近煤巖應力,瓦斯壓力
6、的分布狀況和煤強度性質的變化。工作面前方應力和瓦斯壓力梯度越大,煤強度越不均質,則工作面突出危險性也就越大。2.煤與瓦斯突出的預測根據突出的特征和種類又有針對性的突出預測方法?？偟膩碚f分為兩大類：區(qū)域預測、局部預測。區(qū)域預測主要方法：（1）七因素綜合預測法，該法是把與突出有關的七種因素以等量線的方式繪制在煤層采掘工程圖上，并把實際突出點也填在該圖上，制成突出預測圖。各因素的突出界限指標值以及諸因素的綜合指標可根據各礦井實際突出規(guī)律經考察確定。這七因素是：等深線及始突深度；地質構造線；煤層瓦斯壓力與含量等值線圖；煤層厚度與軟分層厚度的等值線圖；堅硬厚層直接頂（底）板的等厚線；底板等高線；鄰近煤層
7、煤柱對該煤層的影響范圍線。（2）瓦斯地質單元法：該法是以綜合假說為理論基礎，以地質分析為依據，以實驗模擬為參照，運用可信的瓦斯地質指標綜合預測煤與瓦斯突出的重要理論和實踐。2）局部預測主要方法①石門揭煤突出預測；②煤巷掘進工作面突出預測；③回采工作面突出預測。3.煤與瓦斯突出防治技術基本措施基本措施是施工鉆孔抽排瓦斯，是進一步降低瓦斯含量、徹底消除煤層突出危險必須采取的措施，是決定性的，是必須實施
