第一部分、煤与瓦斯突出概述介绍资料.ppt
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1、上页上页下页下页第一部分、煤与瓦斯突出概述介绍上页上页下页下页 煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出防治技术与管理体系防治技术与管理体系第一部分、第一部分、煤与瓦斯突出概述煤与瓦斯突出概述第二部分、第二部分、防治突出综合技术措施防治突出综合技术措施第三部分、第三部分、煤与瓦斯突出事故处理煤与瓦斯突出事故处理第四部分、第四部分、煤与瓦斯突出防治管理体系煤与瓦斯突出防治管理体系上页上页下页下页第一部分、突出概述第一部分、突出概述一一.煤与瓦斯突出基本概念煤与瓦斯突出基本概念二、二、煤与瓦斯突出简史煤与瓦斯突出简史三三.煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出的危害四四.突出煤的物理力学性质突出煤的物理力学性质五五.煤与
2、瓦斯突出的分类煤与瓦斯突出的分类六六.煤与瓦斯突出的预兆煤与瓦斯突出的预兆七七.煤与瓦斯突出的规律煤与瓦斯突出的规律八八.典型案例典型案例上页上页下页下页一、煤与瓦斯突出的基本概念一、煤与瓦斯突出的基本概念l 煤与瓦斯突出是在煤矿井下煤与瓦斯突出是在煤矿井下开采过程中,在地应力和瓦斯的开采过程中,在地应力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤岩由煤体共同作用下,破碎的煤岩由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出,或岩体内突然向采掘空间抛出,并伴随涌出大量瓦斯的一种很复并伴随涌出大量瓦斯的一种很复杂的异常动力现象。杂的异常动力现象。上页上页下页下页二二.煤与瓦斯突出简史(煤与瓦斯突出简史(1)l根据资料记载,世界
3、上突出已有根据资料记载,世界上突出已有170多年的历史。多年的历史。1834年年3月月22日,法国鲁阿雷煤田依萨克煤矿,在急日,法国鲁阿雷煤田依萨克煤矿,在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次煤倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次煤与瓦斯突出。与瓦斯突出。l据不完全统计,世界上约有据不完全统计,世界上约有20多个国家和地区发生多个国家和地区发生煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出30000多次。其中中国、俄罗斯、法国、多次。其中中国、俄罗斯、法国、波兰和日本五个国家突出比较严重。波兰和日本五个国家突出比较严重。l世界上最大一次突出发生在世界上最大一次突出发生在1969年年7月月13日,是前苏
4、日,是前苏联的顿巴斯矿区加加林煤矿,当石门揭穿厚仅联的顿巴斯矿区加加林煤矿,当石门揭穿厚仅1.3米米煤层时,发生了突出,突出煤(岩)煤层时,发生了突出,突出煤(岩)14200吨,涌出吨,涌出瓦斯瓦斯25万立方米。万立方米。返回上页上页下页下页煤与瓦斯突出简史(煤与瓦斯突出简史(2)中国)中国l中国是世界上突出最为严重的国家,目前有中国是世界上突出最为严重的国家,目前有270多个突多个突出矿井,已发生突出出矿井,已发生突出15000余次,占世界各种突出总数余次,占世界各种突出总数的的40%以上。突出的主要省份有四川、重庆、湖南、贵以上。突出的主要省份有四川、重庆、湖南、贵州、江西、河南、辽宁、黑
5、龙江等。州、江西、河南、辽宁、黑龙江等。l国有重点煤矿有记载的最早的一次突出发生于国有重点煤矿有记载的最早的一次突出发生于1950年年4月月20 日,是吉林辽源矿务局富国矿西二坑。日,是吉林辽源矿务局富国矿西二坑。l我国最大的一次突出发生在我国最大的一次突出发生在1975年年8月月8日,是四川天府日,是四川天府矿务局三汇坝一矿在主平硐揭穿煤层时发生的,突出煤矿务局三汇坝一矿在主平硐揭穿煤层时发生的,突出煤(岩)(岩)12780吨,涌出瓦斯近吨,涌出瓦斯近140万立方米。万立方米。上页上页下页下页煤与瓦斯突出简史(以平顶山矿为例)煤与瓦斯突出简史(以平顶山矿为例)l平顶山原为非突出矿区,但随着矿
6、井开采深度的增加,平顶山原为非突出矿区,但随着矿井开采深度的增加,特别是特别是89年以来,突出矿井不断增加,范围不断扩大。年以来,突出矿井不断增加,范围不断扩大。目前,全公司有突出矿井目前,全公司有突出矿井5对(四矿、五矿、八矿、十对(四矿、五矿、八矿、十矿和十二矿),有突出预兆矿井矿和十二矿),有突出预兆矿井5对(一矿、六矿、十对(一矿、六矿、十一矿、十三矿和香山公司)。一矿、十三矿和香山公司)。l平顶山矿区有文字记载的第一次突出于平顶山矿区有文字记载的第一次突出于1984年年10月月13日日发生在八矿戊二沿煤皮带下山。发生在八矿戊二沿煤皮带下山。l平顶山最大一次突出于平顶山最大一次突出于2
7、000年年10月月15日发生在八矿戊二日发生在八矿戊二沿煤皮带下山,突出煤量沿煤皮带下山,突出煤量551吨,涌出瓦斯吨,涌出瓦斯30103立方米立方米。l到到2002年底,共计发生各类突出年底,共计发生各类突出125次,总突出煤量次,总突出煤量6763吨,总涌出瓦斯吨,总涌出瓦斯442178立方米。发生突出死亡事立方米。发生突出死亡事故故3起起8人。人。上页上页下页下页三三.煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出的危害l煤与瓦斯突出是一种及其复杂的动力现象,它在短煤与瓦斯突出是一种及其复杂的动力现象,它在短时间内向采掘空间抛出的大量煤时间内向采掘空间抛出的大量煤(岩岩)并涌出大量的并涌出大量的瓦斯,给
8、矿井安全生产造成严重威胁。瓦斯,给矿井安全生产造成严重威胁。l(1)突出煤流充塞巷道,能摧毁巷道设施,机电设备,破坏通突出煤流充塞巷道,能摧毁巷道设施,机电设备,破坏通风系统;风系统;l(2)突出煤流埋人死亡,高浓度瓦斯造成人员窒息死亡;突出煤流埋人死亡,高浓度瓦斯造成人员窒息死亡;l(3)遇火源引发瓦斯燃烧和爆炸等。遇火源引发瓦斯燃烧和爆炸等。上页上页下页下页案例案例1:l1879年年4月月17日,比利时曾发生一次突出,突日,比利时曾发生一次突出,突出强度为出强度为420吨,涌出瓦斯吨,涌出瓦斯50万立方米,瓦斯万立方米,瓦斯喷出时,逆风流从提升井冲到地面,距井口喷出时,逆风流从提升井冲到地
9、面,距井口23米的炉火导致瓦斯燃烧,火焰高达米的炉火导致瓦斯燃烧,火焰高达50米,井口米,井口建筑物烧成废墟。两小时后,火焰将熄灭时,建筑物烧成废墟。两小时后,火焰将熄灭时,又引起瓦斯连续爆炸又引起瓦斯连续爆炸7次,每隔次,每隔7分钟爆炸一次。分钟爆炸一次。当时井下有当时井下有209人,死亡人,死亡121人,地面烧死人,地面烧死3人,人,11人被烧伤。人被烧伤。上页上页下页下页案例案例2:l1971年六枝矿务局大用煤矿突出煤量年六枝矿务局大用煤矿突出煤量2000余余吨,死亡吨,死亡99人,风流逆转,造成人员窒息,人,风流逆转,造成人员窒息,遇害人员在距离突出地点遇害人员在距离突出地点70080
10、0米。米。上页上页下页下页案例案例3:l1972年年2月月20日,湖南红卫煤矿石门揭煤远距日,湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了突出,突出强度为离放炮时发生了突出,突出强度为4500吨,涌吨,涌出瓦斯出瓦斯138.5万立方米,高浓度瓦斯从主井口喷万立方米,高浓度瓦斯从主井口喷出,井口附近瓦斯浓度高达出,井口附近瓦斯浓度高达15%,较长时间稳,较长时间稳定在定在9%;从北翼风井口,喷出瓦斯被信号房内;从北翼风井口,喷出瓦斯被信号房内的炉火引燃,火柱高达的炉火引燃,火柱高达30米,井口房和主扇被米,井口房和主扇被烧毁。烧毁。上页上页下页下页案例案例4:l1999年年12月月26日沈阳矿务局红菱
11、矿揭煤时发生日沈阳矿务局红菱矿揭煤时发生特大型突出,突出煤量特大型突出,突出煤量2000吨,瓦斯逆流吨,瓦斯逆流2000多米,死亡多米,死亡28人,遇害多为局矿级和基层单位人,遇害多为局矿级和基层单位领导,其中包括矿总工、副总、局通风处处长领导,其中包括矿总工、副总、局通风处处长5名处级干部,其他人员除放炮施工人员外,也名处级干部,其他人员除放炮施工人员外,也多为区队长和矿救护人员。多为区队长和矿救护人员。上页上页下页下页案例案例5:l2002年年4月月7日,安徽省淮北矿业集团公司芦日,安徽省淮北矿业集团公司芦岭煤矿发生了一次煤与瓦斯突出事故,突出岭煤矿发生了一次煤与瓦斯突出事故,突出煤量煤量
12、5000余吨,涌出瓦斯余吨,涌出瓦斯30余万立方米。突余万立方米。突出的煤充填巷道出的煤充填巷道700多米,其中多米,其中400多米巷道多米巷道被填实,造成被填实,造成13人死亡。人死亡。上页上页下页下页案例案例6:l1990年年11月月4日平煤集团十二矿己日平煤集团十二矿己15-1716041风巷,风巷,在掘进到在掘进到727m时曾发生煤与瓦斯压出,压出煤量时曾发生煤与瓦斯压出,压出煤量19吨,吨,涌出瓦斯量涌出瓦斯量1400m3。1991年年1月月22日该工作面掘进到日该工作面掘进到865m时又发生煤与瓦斯压出事故,压出煤量时又发生煤与瓦斯压出事故,压出煤量91吨,涌吨,涌出瓦斯量出瓦斯量
13、4200m3,造成流煤埋人,造成流煤埋人,1人死亡。人死亡。返回上页上页下页下页案例案例7:l97年年10月月3日,辽宁抚顺矿务局老虎台矿日,辽宁抚顺矿务局老虎台矿-880m首采区首采区-780水平中央运输石门掘进工作面发生煤与瓦斯突出,水平中央运输石门掘进工作面发生煤与瓦斯突出,突出煤量突出煤量1017吨,涌出瓦吨,涌出瓦40337立方米,造成立方米,造成7人死亡。人死亡。其中在工作面作业的其中在工作面作业的6人被煤流与瓦斯冲出人被煤流与瓦斯冲出15m后被煤后被煤流埋住死亡,另有一人在距离工作面约流埋住死亡,另有一人在距离工作面约80m以外的中央以外的中央进风石门拐弯处被瓦斯窒息死亡。工作面
14、装岩机和两台进风石门拐弯处被瓦斯窒息死亡。工作面装岩机和两台矿车被冲出矿车被冲出13到到15m远,部分支架扭曲变形。突出煤堆远,部分支架扭曲变形。突出煤堆积长度积长度85米,发生突出时有连续米,发生突出时有连续2分钟左右的轰隆声,分钟左右的轰隆声,并有大量瓦斯涌出,进风石门口瓦斯瞬间达到并有大量瓦斯涌出,进风石门口瓦斯瞬间达到10%,石,石门口以里瓦斯达到门口以里瓦斯达到40%以上,造成风流逆转以上,造成风流逆转300米以上。米以上。上页上页下页下页案例案例8:l2002年年8月月13日,平煤五矿己日,平煤五矿己1723200机巷在机巷在掘进机割煤、架棚子时发生突出,造成掘进机割煤、架棚子时发
15、生突出,造成6人死亡,人死亡,其中其中5人被突出煤流埋住,另有一人在撤退中缺人被突出煤流埋住,另有一人在撤退中缺氧窒息。突出煤抛出长度氧窒息。突出煤抛出长度20.7米,煤量米,煤量123吨,吨,涌出瓦斯涌出瓦斯9800立方米。立方米。上页上页下页下页四四.突出煤的物理力学性质(突出煤的物理力学性质(1)l煤与瓦斯突出发生在煤层中,煤的结构特征对突出也煤与瓦斯突出发生在煤层中,煤的结构特征对突出也有显著影响。根据大量突出点的调查统计,在发生突有显著影响。根据大量突出点的调查统计,在发生突出的地点及附近的煤层都具有层理紊乱、煤质松软的出的地点及附近的煤层都具有层理紊乱、煤质松软的特点,人们习惯上把
16、这种煤叫做软分层,或称软煤。特点,人们习惯上把这种煤叫做软分层,或称软煤。在突出矿井,煤质变软是突出的一种预兆。在突出矿井,煤质变软是突出的一种预兆。l所谓软分层或者软团块、软煤,是与正常煤层相比而所谓软分层或者软团块、软煤,是与正常煤层相比而言的。这种煤层比正常煤分层的强度明显降低,具有言的。这种煤层比正常煤分层的强度明显降低,具有极端的松散性和易碎性,用手捻搓易成厘米、毫米级极端的松散性和易碎性,用手捻搓易成厘米、毫米级碎粒甚至煤粉。从地质角度分析,软分层煤属于构造碎粒甚至煤粉。从地质角度分析,软分层煤属于构造煤,它是煤层在构造应力作用下形变的产物。煤,它是煤层在构造应力作用下形变的产物。
17、上页上页下页下页 突出煤的物理力学性质(突出煤的物理力学性质(2)l按照煤在构造作用下的破碎程度,构造煤分为三种类型:按照煤在构造作用下的破碎程度,构造煤分为三种类型:l碎裂煤:碎裂煤:煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎块,这些碎块保持尖煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎块,这些碎块保持尖棱角状,相互之间没有多大的位移,仅在一些剪性裂隙表面煤被磨棱角状,相互之间没有多大的位移,仅在一些剪性裂隙表面煤被磨成细粉,原生结构可见。成细粉,原生结构可见。l碎粒煤:碎粒煤:煤已破碎成粒状,由于运动过程中颗粒间相互磨擦,大部煤已破碎成粒状,由于运动过程中颗粒间相互磨擦,大部分颗粒被磨去了棱角,并被重新挤压,主
18、要粒级在分颗粒被磨去了棱角,并被重新挤压,主要粒级在1mm以上。原生以上。原生结构已破坏,构造镜面发育。结构已破坏,构造镜面发育。l糜棱煤:糜棱煤:煤已破碎成细粒状或细粉状,并被重新挤压,其主要粒级煤已破碎成细粒状或细粉状,并被重新挤压,其主要粒级在在1mm以下,有时煤粒磨得很细,只相当于岩石的粉砂级。由于这以下,有时煤粒磨得很细,只相当于岩石的粉砂级。由于这种煤是在强烈形变和发生塑性流动情况下造成的,肉眼和镜下常可种煤是在强烈形变和发生塑性流动情况下造成的,肉眼和镜下常可看到流动构造,如长条状颗粒的定向排列等。看到流动构造,如长条状颗粒的定向排列等。上页上页下页下页 突出煤的物理力学性质(突
19、出煤的物理力学性质(3)l煤结构破坏程度的分类煤结构破坏程度的分类国内外不少研究者采用煤结构的破坏程度预测煤与瓦斯突出的危国内外不少研究者采用煤结构的破坏程度预测煤与瓦斯突出的危险性。险性。煤的结构与突出的关系主要表现在原生结构被破坏的构造结构上。煤的结构与突出的关系主要表现在原生结构被破坏的构造结构上。煤的结构破坏越严重,煤的机械强度也就越小,而且破坏后的煤增加煤的结构破坏越严重,煤的机械强度也就越小,而且破坏后的煤增加了破裂面,煤内瓦斯的放散速度亦大为提高,因而,突出危险煤层的了破裂面,煤内瓦斯的放散速度亦大为提高,因而,突出危险煤层的全部或大部分是由裂隙极多、镜面发育、层理紊乱、破碎严重
20、的煤所全部或大部分是由裂隙极多、镜面发育、层理紊乱、破碎严重的煤所组成,这就是所谓的组成,这就是所谓的“构造煤构造煤”。苏联和我国一些单位对煤结构破坏程度的研究,进行了煤的破坏苏联和我国一些单位对煤结构破坏程度的研究,进行了煤的破坏类型划分,从突出危险性区域预测的需要出发,对煤的破坏类型做了类型划分,从突出危险性区域预测的需要出发,对煤的破坏类型做了划分,见下页煤的破坏类型表划分,见下页煤的破坏类型表上页上页下页下页煤的破坏类型煤的破坏类型突出煤的物理力学性质(突出煤的物理力学性质(4)上页上页下页下页 突出煤的物理力学性质(突出煤的物理力学性质(5)煤的物理力学性质研究意义煤的物理力学性质研
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