資源描述：
《淺析煤與瓦斯突出防治方法》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、淺析煤與瓦斯突出防治方法：我國煤與瓦斯突出災(zāi)害嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)。但是煤與瓦斯突出機(jī)理還沒有被完全認(rèn)識，煤與瓦斯突出現(xiàn)象還沒有得到完全控制。目前，我國煤炭生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，開采水平不斷加深，煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性在增大。因此必須加大科研力度，加強(qiáng)對煤與瓦斯突出的認(rèn)識，提高煤礦安全水平?！ ￡P(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出；突出機(jī)理；防突措施 ?。篢D76：B：1009-9166（2011）0014(C)-0212-02 引言：煤礦地下采掘過程中，在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象，稱為煤與瓦斯突出，簡稱突出。它是礦井瓦斯特殊涌出的一種形式，是煤礦嚴(yán)重
2、的自然災(zāi)害之一。它是煤體在地應(yīng)力和高壓瓦斯的共同作用下發(fā)生的一種異常動力現(xiàn)象，表現(xiàn)為幾頓至數(shù)千噸、甚至達(dá)數(shù)萬噸以上的破碎煤在數(shù)秒至幾十秒的極短時(shí)間內(nèi)由煤體向巷道、工作面等采掘空間拋出，并伴有大量瓦斯涌出?！ ∫?、煤與瓦斯突出機(jī)理假說 煤與瓦斯突出機(jī)理是解釋突出原因和描述突出發(fā)生、發(fā)展過程的理論。對于開展瓦斯突出預(yù)測預(yù)報(bào)和正確的采取有效防突措施均具有重要的理論和實(shí)際意義。突出發(fā)生的突然性和危險(xiǎn)性使得直接觀測突出的發(fā)生和發(fā)展過程極為困難。目前對突出機(jī)理的研究，只能是根據(jù)突出統(tǒng)計(jì)資料、突出后的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)以及采用實(shí)驗(yàn)室模擬方法，通過對不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析進(jìn)行。國內(nèi)外關(guān)于煤與瓦斯突出機(jī)理的研究很廣泛，
3、由于突出的區(qū)域性和復(fù)雜性，已對突出機(jī)理形成眾多假說。目前，綜合作用假說較具有代表性。 綜合作用假說認(rèn)為，煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、包含在煤體中的瓦斯以及媒體自身物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。雖然支持綜合作用假說的學(xué)者都認(rèn)為煤與瓦斯突出是綜合因素作用的結(jié)果，但對各種因素在突出中所起的作用卻持不同觀點(diǎn)。目前，具有代表性的綜合作用假說主要有 ?。ㄒ唬┱駝诱f 煤與瓦斯突出的形成不是一個單獨(dú)的過程，而是由圍巖對煤層的振動作用有關(guān)的三個連續(xù)階段做成的：第一階段，煤受到來自圍巖方面的壓力作用而破壞，煤的體積縮小，游離瓦斯壓力增大，并有一部分轉(zhuǎn)化為吸附瓦斯；第二階段，卸壓，煤層體積膨脹，瓦斯壓力降低，瓦斯
4、解吸；第三階段，包含粉碎煤和大量游離瓦斯的煤層又再次受壓，瓦斯壓力再次增大。當(dāng)巷道工作面接近上述破壞帶時(shí)，處于高壓的粉煤和瓦斯混合物就有可能沖破煤壁而發(fā)生突出。因此該假說認(rèn)為：瓦斯是造成突出的主體。而煤粉碎、瓦斯解吸和粉煤瓦斯混合物的噴出所需的能量是由圍巖通過振動來傳遞的?！ 。ǘ┓謱臃蛛x說 突出是由地應(yīng)力和瓦斯共同作用的結(jié)果，突出過程分為三個階段：準(zhǔn)備階段。工作面附近的煤層始終處于地應(yīng)力的作用下，造成了發(fā)生突出的條件，增加了瓦斯向巷道方向滲透的阻力，促使煤層保持高的瓦斯壓力，煤體強(qiáng)度降低，煤易于從煤體中分離；顆粒分離波的傳播階段。突出時(shí)，顆粒的分離過程是一層一層進(jìn)行的。當(dāng)突出危險(xiǎn)帶表面急
5、劇暴露時(shí)由于瓦斯壓力梯度作用使分層承受拉力，當(dāng)拉力大于分層強(qiáng)度時(shí)，即發(fā)生分層從煤體上的分離。分層分離是一切突出的重要組成部分，影響著突出的主要特征，但并沒有全面反映突出過程的多種形式；瓦斯和顆?；旌衔锏倪\(yùn)動階段。從煤體分離的煤顆粒和瓦斯急速沖向巷道，隨著混合物運(yùn)動，瓦斯進(jìn)一步膨脹，速度繼續(xù)加快，但其遇到阻礙時(shí)，速度降低而壓力升高，直到增高的壓力不能超過破壞條件時(shí)過程才停止?！ 。ㄈ┢茐膮^(qū)說 典型的沖擊地壓是由于集中毅力所造成的破壞現(xiàn)象，典型的瓦斯突出是瓦斯作用的結(jié)果。介于兩者之間的現(xiàn)象，稱為沖擊地壓式突出。它是瓦斯壓力和地應(yīng)力共同作用的結(jié)果。不論是突出還是沖擊地壓，首先必須破壞煤體。而煤體
6、得破碎過程是一致的。在不均質(zhì)的煤內(nèi)，各點(diǎn)的強(qiáng)度不同，在高壓力的作用下，由強(qiáng)度最低的點(diǎn)先發(fā)生破壞，并在其周圍造成應(yīng)力集中，如鄰點(diǎn)的強(qiáng)度小于這個集中應(yīng)力就會破壞成破壞區(qū)。在這種破壞區(qū)中，煤的強(qiáng)度顯著下降，變成弱應(yīng)力區(qū)。此區(qū)內(nèi)的吸附瓦斯由于煤體破壞時(shí)釋放的彈性能供給熱量而解吸，煤粒子間的瓦斯使煤的內(nèi)摩擦力下降，變成易流動的狀態(tài)。當(dāng)這種粉碎的煤流噴射出時(shí)，便形成了突出?！ 。ㄋ模┯坞x瓦斯壓力說 突出時(shí)煤質(zhì)、地應(yīng)力、瓦斯壓力綜合作用的結(jié)果，但瓦斯因素是主要的，煤體內(nèi)游離瓦斯壓力是發(fā)動突出的主要力量，解吸的瓦斯僅參與突出煤的搬運(yùn)過程。如果工作面在突出危險(xiǎn)區(qū)是逐漸推進(jìn)的，則工作面前方煤體處于勻速流動的狀態(tài)
7、。如果工作面前方的過載應(yīng)力區(qū)得圍巖突然變化，將出現(xiàn)加速的動態(tài)而突出。游離的突出條件是：煤的結(jié)構(gòu)紊亂，瓦斯壓力高，煤和圍巖的應(yīng)力大。 二、防治煤與瓦斯突出的技術(shù)措施 防突措施一般分為兩類：區(qū)域性防突措施和局部防突措施?！ 。ㄒ唬﹨^(qū)域性防突措施 區(qū)域性防突措施的作用在于使煤層一定區(qū)域消除突出危險(xiǎn)。屬于該類措施的有開采保護(hù)層。預(yù)抽煤層瓦斯和煤層注水等措施。區(qū)域性防突措施的優(yōu)點(diǎn)是在突出煤層采掘工作開
