淺談煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及防治

1、淺談煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及防治 【摘要】煤與瓦斯突出是煤礦中一種嚴(yán)重的動(dòng)力災(zāi)害，本文簡(jiǎn)要介紹幾種煤與瓦斯突出機(jī)理假說(shuō)，對(duì)煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了評(píng)述，提出一些常用的防治突出技術(shù)措施，對(duì)我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)具有一定的意義。 【關(guān)鍵詞】煤與瓦斯突出；機(jī)理；預(yù)測(cè)；防治 引言 煤與瓦斯突出是煤礦中一種極其復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象，它能在很短的時(shí)間內(nèi)，由煤體向巷道或采場(chǎng)突然噴出大量的瓦斯和碎煤，在煤體中形成特殊形狀的空洞，并形成一定的動(dòng)力效應(yīng)，如推倒礦車、破壞支架等。噴出的瓦斯粉煤流有時(shí)帶有暴風(fēng)般的性質(zhì)，煤粉可以充填數(shù)百米長(zhǎng)的巷道，瓦斯可以逆風(fēng)流運(yùn)行充滿數(shù)千米長(zhǎng)的巷道。煤與瓦斯突出是威脅煤礦安全生產(chǎn)的嚴(yán)重自然災(zāi)害之

2、一。 1煤與瓦斯突出機(jī)理假說(shuō) 目前，研究煤與瓦斯突出機(jī)理的假說(shuō)主要有以下幾種，即“以瓦斯為主導(dǎo)作用的假說(shuō)”，“以地應(yīng)力為主要作用的假說(shuō)”，“化學(xué)本質(zhì)假說(shuō)”和“綜合假說(shuō)”。 上述假說(shuō)都是從某一角度來(lái)對(duì)突出機(jī)理進(jìn)行分析研究，各有一定的局限性和片面性。目前我國(guó)大多數(shù)研究者認(rèn)為，煤與瓦斯突出是地壓、高壓瓦斯和煤體結(jié)構(gòu)三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，是聚集在圍巖和煤體中大量潛能的高速釋放。 2煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法 2.1靜態(tài)突出預(yù)測(cè)方法 靜態(tài)突出預(yù)測(cè)方法主要是煤體結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo)法，包括煤的篩分指數(shù)c，煤的堅(jiān)固性系數(shù)f，煤的瓦斯放散指數(shù)p，綜合指標(biāo)k和揉皺系數(shù)r。 2.2動(dòng)態(tài)非接觸式突出預(yù)測(cè)技術(shù) 動(dòng)態(tài)突出預(yù)測(cè)方法主

3、要是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法、微震技術(shù)預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性、煤層溫度狀況預(yù)測(cè)突出的危險(xiǎn)性、煤層中涌出的氦或氡濃度的變化預(yù)測(cè)突出、電磁輻射強(qiáng)度預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)五種預(yù)測(cè)技術(shù)。 3煤與瓦斯突出防治技術(shù) 3.1“四位一體”綜合防突技術(shù) 目前我國(guó)在工作面突出防治主要采用以“四位一體”為核心的突出預(yù)測(cè)綜合防突措施，其中突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和防突措施效果檢驗(yàn)是非常重要的2個(gè)環(huán)節(jié)。常用的指標(biāo)主要包括鉆屑量s.鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)kl或h2.鉆孔瓦斯涌出初速度q及其衰減指標(biāo)cq、綜合指標(biāo)r等。現(xiàn)這些預(yù)測(cè)指標(biāo)大多數(shù)都有一套比較嚴(yán)格和成熟的預(yù)測(cè)方法，為預(yù)防突出事故發(fā)揮了非常重要的作用。 3.2區(qū)域防突技術(shù) 開(kāi)采解放層抽放瓦斯6。若煤層間距小于20m

4、，且有保護(hù)層或解放層時(shí)，優(yōu)先選擇開(kāi)采保護(hù)層，進(jìn)行煤層的區(qū)域防突。處理開(kāi)采解放層附帶產(chǎn)生卸壓瓦斯的根本措施是在開(kāi)采解放層同時(shí)抽放被解放層的卸壓瓦斯。尾巷排放也是處理卸壓瓦斯較好的措施在瓦斯涌出量不大的情況下，可以采取尾巷排放方法。實(shí)踐證明，在工作面瓦斯涌出量大于10m3/min時(shí)，使用尾巷排放是解決不了卸壓瓦斯問(wèn)題的，必須采取抽放和尾巷排放的綜合措施治理。 3.3局部防突技術(shù) 3.3.1石門(mén)揭煤防突技術(shù)措施 （1）金屬骨架 在揭開(kāi)具有軟煤和軟圍巖的薄及中厚突出煤層時(shí)，可采用金屬骨架；揭煤工作面金屬骨架措施一般在石門(mén)上部和兩側(cè)或立井周邊外0.51.0m范圍內(nèi)布置骨架孔；骨架鉆孔應(yīng)穿過(guò)煤層并進(jìn)入煤層

5、頂（底）板至少0.5m，當(dāng)鉆孔不能一次施工至煤層頂板時(shí)，則進(jìn)入煤層的深度不應(yīng)小于15m；鉆孔間距一般不大于0.3m，對(duì)于松軟煤層要架兩排金屬骨架，鉆孔間距應(yīng)小于0.2m；骨架材料可選用8kg/m的鋼軌、型鋼或直徑不小于50mm鋼管，其伸出孔外端用金屬框架支撐或砌入碹內(nèi)；插入骨架材料后，應(yīng)向孔內(nèi)灌注水泥砂漿等不燃性固化材料；采用金屬骨架防治突出措施時(shí)，應(yīng)與瓦斯抽放、水力沖孔或排放鉆孔等措施配合適用。 （2）預(yù)抽瓦斯或排放鉆孔 煤層透氣性較好，有足夠的抽放時(shí)間（一般不少于3個(gè)月）或排放時(shí)間；揭煤工作面采用預(yù)抽瓦斯、排放鉆孔防突措施時(shí)，鉆孔直徑一般為75120mm；石門(mén)揭煤工作面鉆孔的控制范圍是：石

6、門(mén)的兩側(cè)和上部輪廓線外至少5m，下部至少3m；立井揭煤工作面鉆孔控制范圍是：近水平、緩傾斜、傾斜煤層為井筒四周輪廓線外至少5m；急傾斜煤層沿走向兩側(cè)及沿傾斜上部輪廓線外至少5m，下部輪廓線外至少3m；揭煤工作面施工的鉆孔應(yīng)當(dāng)盡可能穿透煤層全厚。當(dāng)不能一次打穿煤層全厚時(shí)，可分段施工，但第一次實(shí)施的鉆孔穿煤長(zhǎng)度不得小于15m，且進(jìn)入煤層掘進(jìn)時(shí)，必須至少留有5m的超前距離（掘進(jìn)到煤層頂或底板時(shí)不在此限）；預(yù)抽瓦斯和排放鉆孔在揭穿煤層之前應(yīng)當(dāng)保持自然排放或抽采狀態(tài)。 （3）水力沖孔 （5）煤體固化 石門(mén)揭煤工作面煤體固化措施適用于松軟煤層，用以增加工作面周圍煤體的強(qiáng)度；向煤體注入固化材料的鉆孔應(yīng)施工至煤層頂板0.5m以上，一般鉆孔間距不大于0.5m，鉆孔位于巷道輪廓線外0.52.0m的范圍內(nèi)，根據(jù)需要也可在巷道輪廓線外布置多排環(huán)狀鉆孔；當(dāng)鉆孔不能一次施工至煤層頂板時(shí)，則進(jìn)入煤層的深度不應(yīng)小于10m；各鉆孔應(yīng)當(dāng)在孔口封堵牢固后方可向孔內(nèi)注入固化材料，可以根據(jù)注入壓力升高的情況或注入量決定是否停止注入，固化操作時(shí)，所有人員不得正對(duì)孔口；在巷道四周環(huán)狀固化鉆孔外側(cè)的煤體中，預(yù)抽或排放瓦斯鉆