【摘

 要】某矿为高瓦斯矿井，所采煤层有自燃发火倾向和煤尘爆炸危险性，矿井原设计生产

能力为

300 万吨。11 煤层为主采煤层，具有突出危险性，该文通过对该矿煤与瓦斯异常涌

出动力现象的分析，提出了有针对性的预防煤与瓦斯突出措施，为类似条件的矿井提供借
鉴。

 

　　【关键词】矿井；煤与瓦斯；突出规律

 

　　

1.某矿煤与瓦斯突出规律 

　　某矿为高瓦斯矿井，所采煤层有自燃发火倾向和煤尘爆炸危险性，矿井原设计生产能
力为

300 万吨。11 煤层为主采煤层，具有突出危险性，2006 年 11 月～2007 年 5 月共发生 4

起瓦斯异常涌出动力现象（压出型小型突出）随着开采水平的延深，煤与瓦斯的动力现象
出现频率会有所增强。

 

　　

1.1 该矿煤与瓦斯突出的特点 

　　（

1）已发生的几起煤与瓦斯突出均发生在 11 煤层中，而且都发生在掘进工作面。11 煤

为主采煤层，上部有一厚度

0.3～0.1m 的软煤，煤层坚固性系数 f=0.17，节理发育，断口

参差多角，瓦斯异常涌出量远远大于

30m3/min。 

　　（

2）突出危险性随开采深度的增加而增大。主要表现在突出次数增多，强度增大，其

突出的瓦斯涌出量由最初的

448m3 增加到 1222 m3。 

　　（

3）突出危险性随煤层厚度增加而增大，尤其是在煤体较为松软时，煤体破坏越严重，

强度越小，突出的危险性也越大。

 

　　（

4）突出多发生在地质构造地带，掘进工作面受断层影响或煤层变厚，而发生突出占

有很大的比例，所有的突出地点都有煤层赋存状态如厚度，倾角，走向，层理变化。

 

　　（

5）瓦斯异常涌出通常都发生在巷道底部煤割完后，开始割上部煤体时，原因是造成

了上部煤体悬空，煤体在自重力的作用下片帮，诱导瓦斯涌出。

 

　　（

6）在瓦斯富集区施工，煤与瓦斯异常涌出的频率明显增加。 

　　（

7）发生突出的煤尘顶底板多为泥岩，细粉砂岩，页岩等透气性较差的岩层，该类岩

石为瓦斯的封闭及赋存提供了较好的条件。

 

　　（

8）上山作业施工，突出危险性加大，除自燃因素外，对于突出来说，采掘作业是一

个诱导因素，但上山施工远比平巷及下山施工导致突出的威胁要大的多。

 

　　

1.2 煤与瓦斯的突出预兆 

　　煤与瓦斯突出预兆现场发现主要有：

 

　　无声预兆：掘进时出现片帮、掉碴、支架来压、煤层开裂、外鼓、底鼓、煤层层理紊乱、煤变
松软、暗淡无光泽、煤变干燥、煤尘增大、打钻时顶钻、喷煤、喷瓦斯、钻头冰泠、吸钻、有时钻屑
量增多，钻孔变形、风流中的瓦斯忽大忽小、有时在突出前还会出现煤壁和工作面迎头温度
降低、有特殊气味等。

 

　　有声预兆：煤体中发出闷雷声，似从很远处传来；爆竹声，特别是响声连成一片时易
发生突出，可缩性支架摩擦声，煤层断裂声。

 

　　当然每次突出这些征兆不尽相同。现场也正是依据这些征兆及时采取措施从而避免了人
员伤亡事故的发生。

 

　　

2.煤与瓦斯突出球壳失稳机理[1] 

　　煤与瓦斯突出球壳失稳机理：每一个煤体质点在突出过程中共经历了

6 个不同的变化

过程，这就是应力集中过程；地应力破坏过程；瓦斯撕裂裂纹过程；煤壳失稳抛出过程；
煤体搬运过程和静止解吸过程，由此认识到突出过程的实质是地应力首先破坏煤体，在煤
体内产生

“I”型裂纹，煤体内的瓦斯向这个“I”型裂纹释放，致使“I”型裂纹扩展，形成一个

个球盖状的煤壳，然后这些球盖状的煤壳又在瓦斯压力的作用下抛出，推动地应力峰移向
煤体深部，继续破坏煤体，形成连续的突出现象。当煤体内部残余应力集中煤体原生状态受