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 摘要:煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动,是一种伴

有声响和猛烈力能效应的动力现象

;可在极短的时间内,由煤体内部向采场、巷道等采掘空间

喷出大量的煤和瓦斯。突出物会造成埋人

,破坏设施,突出的瓦斯使人窒息,甚至引起瓦斯爆炸,

造成严重的人员伤亡。作者分析了中国煤与瓦斯突出防治技术现状、提出了煤与瓦斯突出区
域的防治措施,最后阐述了煤与瓦斯突出防治技术发展及趋势。

 

  

 关键词:煤与瓦斯突出 防治技术 现状 趋势 

  

 1 引言 

  

 煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业,煤炭工业的可持续发展直接关系着全面

建设小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤矿均为有瓦斯涌出的矿井,全国煤矿的年
瓦斯涌出量在

100 亿立方米以上。随着开采深度的不断增加,瓦斯涌出量不断加大,煤与瓦

斯突出危险也不断增加,煤与瓦斯突出已成为我国煤矿灾害中危害最大的自然灾害之一。下

1 为 2001- 2008 年全国发生的煤与瓦斯突出简表。 

  

 

  

 

  

 我国是世界上煤与瓦斯突出很严重的国家,因此防治煤与瓦斯突出刻不容缓。 

  

 2 中国煤与瓦斯突出防治技术现状 

  

 煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一。自从我国 1950 年辽源矿

务局富国西二矿首次发生突出以来,国内防突科技人员先后试验应用了松动爆破、超前排放
钻孔、深孔控制卸压爆破、水力化等多项防突措施,有效的降低了突出强度和突出粗疏,取
得了明显的防突效果,选择合理有效的防突技术是突出矿井实现高产高效的关键。

 

  

 2.1 煤与瓦斯突出区域防治措施 

  

 2.1.1 危险煤层的抽放和湿润 

  

 对突出煤层的瓦斯预抽,可以降低煤层的瓦斯潜能。由于煤层瓦斯得到排放,煤体发

生收缩变形,因此缓和了煤体的应力紧张状态,可以部分地释放煤体的弹性潜能。煤体瓦斯
的排出,提高了煤的强度。因此,总体来说增大了突出的阻力,从而降低了突出威胁。而煤
层湿润使裂隙和煤层空隙中的瓦斯局部封闭并提高煤的塑性,因此阻止了吸附瓦斯向自由
状态的转变,从而共同起到防突的作用。

 

  

 2.1.2 超前开采保护层 

  

 保护层超前开采后,被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参数发生显著变化,

从发生变化的时间看,卸压作用是最早出现的,有些卸压过程甚至在保护层工作面前方

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20m 处开始,一般在工作面后方。当膨胀变形速度加快时,瓦斯动力参数才发生显著变化。

开采保护层防突机理可表述如下:开采保护层

→岩层移动→被保护层卸压(地应力降低、煤

层膨胀变形)

→透气性增加、瓦斯解吸→煤(岩)层瓦斯排放能力增高→瓦斯排放、钻孔瓦

斯流量增大

→瓦斯压力降低→瓦斯含量减少→煤机械强度提高→应力进一步降低→降低煤

与瓦斯突出威胁

 

  

 2.2 煤与瓦斯突出局部防治措施 

  

 2.2.1 煤层水力松动 

  

 水力松动的实质是在回采工作面或准备巷道工作面施工钻孔,通过钻孔向煤层压入特

殊的水溶液,通过水对煤体结构的破坏作用改变工作面附近煤层的瓦斯动力状态和应力应
变状态。当向煤层以水力压裂方式注入水溶液时,液体在压力的作用下通过裂隙渗入煤层,
形成的裂隙大多平行煤层暴露面。进行水力松动是在工作面附近煤层形成裂隙,导致煤层失
去支撑能力,引起集中应力带向煤体深部转移。由于煤层失去支撑能力,在工作面附近形成
卸压带,同时伴有瓦斯向外排放。

 

  

 2.2.2 超前钻孔