矿井瓦斯防治(1).ppt

《矿井瓦斯防治(1).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井瓦斯防治(1).ppt（84页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2023/5/20矿井瓦斯防治(1)（2）其他烃类如乙烷、丙烷，以及CO2 H2、CO等气体 瓦斯从安全角度可以将这些组分划分为四类。可燃性气体：甲烷等同系烷、烃、H2、CO H2S等 有毒性气体：如H2S CO SO2 NH3 NO NO2 窒息性气体：N2 CH4 CO2 H2 放射性气体：氡气2、瓦斯的基本性质（1）瓦斯是无色、无味、无臭、无毒的气体。（2）甲烷分子非常小 其分子的直径为0.375810-9 m，可以在微小的煤体孔隙和裂隙里流动。（3）瓦斯具有扩散性，其扩散速度是空气的1.34倍，从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散到巷道空间。（4）甲烷的比重为0.554，比空气轻，如果巷道上部

2、有瓦斯涌出源，且风速低时，容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。（5）瓦斯具有窒息性。甲烷虽然无毒，但其浓度增加，可相对地使氧气浓度下降。当空气中瓦斯浓度达19%时，氧气下降为17%，在劳动时使人感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到43%时，氧气下降为12%，使人发生窒息；当瓦斯浓度超过57%时，氧气降低至10%以下，使人立即死亡。（6）瓦斯具有燃烧和爆炸性。一般情况下，瓦斯浓度在5%16%时，遇火即爆炸。当瓦斯浓度在5%以下或在16%以上时，遇火不爆炸只燃烧。瓦斯是一种可燃性气体，浓度达到一定范围还会爆炸，按瓦斯在空气中发生燃烧的性状不同，可将它分为三个区间：助燃区间 瓦斯浓度0 5%之间，能发生氧化燃烧反

3、应，不能形成持续火焰，只能起到助燃作用。爆炸区间 浓度5%16%之间，遇火发生爆炸。扩散燃烧区间 浓度大于16%，此区间内瓦斯瓦斯空气的混合气体无法直接被点燃，但与新鲜空气混合时，可在混合界面上被点燃并形成稳定的火焰，称为扩散燃烧。(二)煤层瓦斯赋存与含量 1.矿井瓦斯的生成在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O；在以后的煤化变质过程中，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2。据粗略估计，每生成一吨烟煤同时可伴生600m3以上的甲烷。由长烟煤变成无烟煤时，每吨又可伴生240m3的甲烷。煤的变质程度越高，瓦斯

4、含量越高。2.瓦斯在煤层中的赋存状态 煤是一种复杂的多孔性固体，有着由十分发达的、大小不同的孔隙和裂隙形成的巨大的自由空间和空隙表面积，瓦斯以游离和吸附两种状态存在于煤体内。游离状态(也称自由状态)：是指瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的孔隙、裂缝与空洞中。吸附状态(也称结合状态)：按其结合的形式不同，分为吸着和吸收两种。吸着状态：是在孔隙表面的团体分子引力作用下，气体分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层；吸收状态：是瓦斯分子已深入到煤分子团内部，如同气体溶解于液体中的状态。游离状态与吸附状态的瓦斯不是固定不变的，在一定条件下，二者是可以相互转化的。当外界压力降低或温度升高时，一部

5、分吸附瓦斯可转化为游离瓦斯，这种现象叫做解吸；当外界压力增加或温度降低时，一部分游离瓦斯可转化为吸附瓦斯，这种现象叫做吸附。在现今开采深度内，煤层中的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10%左右。随着开采，大量的吸附瓦斯会转变为游离瓦斯，且这一过程不断重复，因此，回采时瓦斯会不断涌出。3.煤层瓦斯含量（1）定义：煤层瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所有的瓦斯的数量，其单位为m3/m3或m3/T。（2）煤层瓦斯含量的大小取决于两方面：一是成煤和变质过程中瓦斯生成量的多少；二是瓦斯能被保存下来的条件。（起主要作用，决定煤层中 瓦斯含量的大小）（3）影响煤层瓦斯含量的因素

6、煤田地质史 煤田地层上升，增加瓦斯向地表扩散，煤层瓦斯含量小。煤田地层下沉，缓解瓦斯向地表扩散，煤层瓦斯含量大。地质构造 封闭型的，有利于瓦斯存储。开放型的，有利于瓦斯排放。煤层的赋存条件 埋藏深度、倾角、有无露头对瓦斯含量有重要影响。同一煤层内瓦斯含量随深度增加而增大，倾角越小，瓦斯运移路程越长，煤层瓦斯含量越大，有露头，易排放，含量低。煤的变质程度 变质程度越高，生成瓦斯量越大，其他条件相同时，瓦斯含量就越大。煤层围岩的性质 围岩致密、完整不透气，易保存瓦斯。水文地质条件 地下水活跃的地区，裂隙比较发育，且处于开放状态，为瓦斯排放提供了通道，地下水在漫长的地质历史时期，也可以带走大量瓦斯，

7、降低煤 层瓦斯含量。地下水对矿物质的溶解和侵蚀，会造成底层的天然卸压，使得煤层及围岩的透气性增大，增大瓦斯的散失量。(三)矿井瓦斯涌出量 1.矿井瓦斯涌出形式（1）普通涌出 在时间与空间上比较均匀、普遍发生的不间断涌出，它是矿井正常状态下的涌出。（2）特殊涌出 是指在时间上突然，在空间上集中、大量的瓦斯涌出，主要有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。（3）矿井瓦斯的来源 煤（岩）壁涌出的瓦斯；临近层涌出的瓦斯；采落煤炭放散的瓦斯；采空区涌出的瓦斯。2.瓦斯涌出量 瓦斯涌出量是指矿井在生产过程中，从巷道、工作面、煤层、岩层以及采空区实际涌入巷道内的瓦斯量。其大小有两种表示方法：（1）绝对瓦斯涌出量指矿井或采

8、区在单位时间内涌出的瓦斯量，一般用QCH4表示，单位为m3/min或m3/d。QCH4=QC%式中QCH4矿井或采区绝对瓦斯涌出量，m3/min；Q矿井或采区总回风量，m3/min;C该回风流中的瓦斯浓度，%。（2）相对瓦斯涌出量指矿井在正常生产情况下，月平均日产一吨煤的瓦斯涌出量，一般用qCH4表示，单位为mt。qCH4=1440QCH4n/T 式中qCH4矿井相对瓦斯涌出量，m3/t;QCH4矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min;n矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/m;T矿井瓦斯鉴定月的煤炭产量，t/m。两者之间关系如下：qCH4=QCH4/A A 矿井日产量 t/d 3.影响瓦斯涌出因素（1）煤

9、层的瓦斯含量及特性 含量大、涌出量大，煤层的透气好涌出大。（2）煤层的埋藏特性 深度增加，瓦斯含量增多，涌出量增多。相邻煤层越多，含有的瓦斯量越大，距离开采层越近，则矿井的瓦斯涌出量就越大。（3）地面大气压力变化 大气压力主要对采空区、老空区影响大。大气压力下降，瓦斯积聚区的压力高于巷道风流压力，瓦斯涌出就会加大。反之减少。（4）开采顺序和回采方法 厚煤层分层开采或开采有临近煤层涌出瓦斯的煤层时，首先开采的煤层瓦斯涌出量较大。采用陷落法管理顶板或放顶煤开采时，瓦斯涌出量较大。如使用采空区充填法，顶板产生裂隙少，瓦斯涌出量少。（5）开采强度和产量 矿井的绝对瓦斯涌出量与回采速度或矿井产量成正比，

10、而相对瓦斯涌出量变化较小。因此，矿井瓦斯涌出量与产量的关系不能笼统地下结论。一般来说，当矿井开采具有一定规模后，如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤炭，产量变化时，绝对瓦斯涌出量变化明显，产量大，绝对涌出量大，而相对涌出量变化较小。如果瓦斯主要来源于采空区，产量变化时，绝对涌出量变化较小，而相对涌出量则有明显的变化，产量增加，相对瓦斯涌出量变小。（6）风量变化 风量增加时，由于负压增大，采空区漏风加大，一部分高浓度瓦斯被漏风从采空区带出，绝对瓦斯涌出量迅速增加，风流中瓦斯浓度可能急剧上升，然后开始下降，经过一段时间，恢复到或接近原值。风量减少时，情况相反。（7）采空区密闭质量 密闭质量差，瓦斯

11、涌出量大。4.矿井瓦斯涌出量的一般规律 封闭性断层两侧、岩溶陷落柱周围(封闭的)、背斜地区瓦斯涌出量大。煤层由湿变干、由薄变厚、倾角小、煤质由硬变软时，瓦斯涌出量大。煤层顶板为致密完整的岩层，其煤层瓦斯涌出量大。地面大气压力下降或温度升高时，井下瓦斯涌出量普遍增大。开采深度越深、开拓与开采范围越大，矿井产量越大，瓦斯涌出量越大。一组近距离煤层先开采层瓦斯涌出量大。开采上分层煤比下分层煤瓦斯涌出量大。工作面顶板周期来压，瓦斯涌出量大。煤层掘进巷道送的越长，暴露面积越大，瓦斯涌出量越大。开采工序不同，瓦斯涌出量也不同，爆破落煤、放顶时，瓦斯涌出量都大。采空区丢煤多，采出率低的采煤方法，采区瓦斯涌出

12、量大。5.矿井瓦斯等级划分 世界主要产煤国家对矿井瓦斯等级划分不同。德国划分为6个级别，波兰分5个级别，印度3级，日本2级，美国只是分为瓦斯矿井和非瓦斯矿井。我国在20世纪5060年代用的是前苏联的划法，将瓦斯矿井分为四个等级，即一级、二级、三级和超级。超级包括瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出矿井。80年代以后，将一级、二级合并为低瓦斯矿井，将三级和超级瓦斯矿井中的非突出矿井合并为高瓦斯矿井，将具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井划分为突出矿井 划分依据：大多国家多采用相对瓦斯涌出量作为划分依据。我国2001年以前也用的是相对瓦斯涌出量。但相对涌出量受产量影响大，仅用这一指标作为划分依据，不能

13、直观的反映出矿井瓦斯涌出量的真实大小和灾害程度。绝对涌出量很小、相对涌出量较大的矿井可能被定为高瓦斯矿井；绝对涌出量很大、相对涌出量较小的矿井可能被定为低瓦斯矿井。如，绝对涌出量仅为3.0 m3/min 时，产量为15万吨t/a以下的矿井的相对涌出量大都大于10m3/t 日产量：150000/12/30=417(t)相对涌出量：14403417=10.359m3/t 而绝对涌出量为40 m3/min 时，产量为210万吨t/a以上的矿井的相对涌出量大都小于10m3/t 日产量：2100000/12/30=5833(t)相对涌出量：1440405833=9.87m3/t规程规定：一个矿井中只要一

14、个煤(岩)层发现瓦斯。该矿即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。（1）矿井瓦斯等级划分的依据 根据矿井相对瓦斯涌出量 矿井绝对瓦斯涌量 瓦斯涌出形式（2）矿井瓦斯等级 低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省(自治区、直辖市)煤炭管理部门审批，并报省(自治区、直辖市)煤矿安全监察机构备案。新矿井设计文件中，应有各煤层的瓦斯含量资料。规程176

15、条对突出矿井进行了定义：矿井在采掘过程中，只要发生过1次煤（岩）与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。规程134条规定：低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯喷出的个别区域(采区或工作面)为高瓦斯区，该区应按高瓦斯管理。（3）等级鉴定时间 根据矿井生产和气候变化的规律，可以选在瓦斯涌出较大的一个月份进行，一般为七月或八月份。矿井鉴定工作在正常的条件下进行，按每一矿井的全矿井，煤层，一翼，水平和采区分别计算月平均日产一吨煤瓦斯的用处量，在测定时，应采取各项测定中的最大值作为确定矿井瓦斯等级的依据。二、矿井瓦斯爆炸事故的预防和治理(一)瓦斯爆炸过程及其危害 1、

16、瓦斯爆炸是一个极复杂的激烈氧化过程，近年来的研究认为，矿井瓦斯爆炸是一种链式反应。2、矿井瓦斯爆炸的有害因素是：高温、冲击波和有害气体。（1）瓦斯爆炸时的瞬间温度在自由空间内可达1850，在封闭空间可达21502650。（2）瓦斯爆炸时，高温高压气体以很大的压力从爆源向外扩张，形成强大的爆炸冲击波。（3）瓦斯爆炸后，由于大量的氧气参与燃烧，使井下氧气大量减少，一般可降低到12%以下。同时产生2%4%的一氧化碳有毒气体。(二)瓦斯爆炸条件及其影响因素 瓦斯爆炸必须同时具备三个基本条件:a 一定浓度的瓦斯 b 一定温度的引火源 c 足够的氧气。1.瓦斯浓度 在新鲜空气中，瓦斯的爆炸界限一般认为是5

17、16%。瓦斯浓度为78%时最容易发生爆炸.浓度为9.1%时爆炸威力最强。这种瓦斯爆炸界限不是固定不变的，它受到很多因素的影响，主要是：(1)氧的浓度 氧浓度降低时，爆炸下限变化不大(BE线)，爆炸上限则明显降低(CE线)。当氧浓度低于12%时，混合气体就失去爆炸性。(2)混入可燃性气体 瓦斯空气混合气体中混入其它可燃气体时，其爆炸界限决定于各可燃气体的爆炸界限和它们的浓度。如果井下发生火灾时，瓦斯与其它可燃性气体的生成量增加，即使平时瓦斯涌出量较小的矿井，也可能发生瓦斯爆炸。有1%的硫化氢、0.5%的丁烷存在，3%的瓦斯遇火即可爆炸。(3)混入煤尘 具有爆炸性的煤尘在300400时，能挥发出多

18、种可燃性气体，使瓦斯爆炸下限降低，危险性增加。空气中的煤尘浓度达到 5g/m3时，瓦斯爆炸下限为3%；浓度达到8g/m3时，瓦斯爆炸下限为2.5%.(4)混入惰性气体 混入少量惰性气体(如CO2、N2等)可缩小瓦斯爆炸的界限范围，加入大量的惰性气体时，可使瓦斯失去爆炸性。(5)火源温度 较高温度能引燃较低浓度的瓦斯。810 的火（电火）可引燃2%的瓦斯，温度超过700时，瓦斯爆炸下限为3.25%。2.引火温度(1)瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯爆炸的最低温度，一般常压下为650750。最低点燃能量为0.28mJ。井下出现的各种明火、煤炭自燃、电器火花、赤热的金属表面以及撞击和摩擦火花、采空区内砂岩

19、悬顶冒落时产生的碰撞火花等，都能点燃瓦斯。(2)引火延迟性 瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是延迟一个很短的时间，这种现象叫引火延迟性，从接触热源到引燃的这段时间称为感应期。感应期的长短与瓦斯浓度和引火温度有关.火源温度升高，感应期迅速下降。瓦斯浓度增加，感应期略有增加。(三)煤矿瓦斯爆炸事故分析 从瓦斯爆炸条件可知，瓦斯爆炸的原因是瓦斯浓度超限和火源。1.瓦斯积聚原因(1)掘进工作面瓦斯积聚原因 局部通风管理不善，造成瓦斯积聚。现场管理失控，不按规定检查瓦斯或瓦斯检查员脱岗。遇地质条件变化工作面瓦斯异常涌出。(2)采煤工作面瓦斯积聚原因 矿井通风能力不足，工作面配风量满足不了生产

20、要求；矿井通风系统不合理，采掘工作面采用不合理串联通风。巷道贯通，新工作面准备过程中没及时调整通风系统，造成风流短路、混乱，致使作业地点和巷道中微风。非正规采煤工作面使用局部通风机通风、扩散通风、老塘通风等无正规通风系统通风，瓦斯积聚现象十分严重。2.引爆火源(四)预防瓦斯爆炸的措施 1.防止瓦斯积聚与超限 1)加强通风 2)严格瓦斯管理 严格瓦斯检查制度。每一矿井必须建立瓦斯检查制度。充分发挥甲烷自动监测的作用。矿井必须装备安全监控系统、甲烷断电仪、风电瓦斯闭锁等装置。严格执行规程对井下各点瓦斯浓度的规定，检查发现瓦斯超限，要及时采取措施进行处理。及时封闭采空区和旧巷道。要保证密闭质量，加强

21、管理和维护。3)及时处理局部积聚的瓦斯（1）所谓局部瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%，其体积超过0.5m3的现象。（2）生产过程中容易形成局部瓦斯积聚的地点有：采煤工作面的上隅角，顶板冒落的空洞内，综采、综掘机附近，低风速巷道中的顶板附近，停风的独头巷，综放工作面放煤口等。（3）处理局部积聚的方法有：采煤工作面上隅角瓦斯积聚的处理。一般采取风幛引导风流法，尾巷排放法，移动泵站排放采空区瓦斯。综采工作面瓦斯积聚的处理。适当加大综采工作面的风量；在采煤机的切割部或牵引部安装局部通风机。顶板冒落空洞内瓦斯积聚的处理。通常用黄土充填空洞、用导风板或风筒接岔引入风流吹散瓦斯。顶板附近瓦斯层状积聚的处理。提高

22、巷道风速，使瓦斯与空气充分地紊流混合。一般认为防止瓦斯层状积聚的风速应大于0.51m/s；采用导风板和风筒三通向层状带引入风流。盲巷瓦斯积聚的处理。实行分级排放瓦斯。瓦斯排放管理 1.排放瓦斯要实行分级管理(1)停风时间短，瓦斯浓度不超过3%的采掘面，由通风区队和瓦斯检查员就地排放。（2）巷道瓦斯浓度超过3%，排放瓦斯风流途经路线短，直接进入回风系统，不影响其它采掘工作面的排放措施必须由矿总工程师组织会审后批准。(3)巷道瓦斯聚积或贯通已封闭的停工区，瓦斯浓度超过3%，排放路线长，影响范围大，排放瓦斯风流切断其它采掘面的安全出口，排放措施由矿总工程师组织会审，报上级总工程师批准。2.制定排放瓦

23、斯措施根据瓦斯排放分级管理的规定制定排放瓦斯措施:控制排放瓦斯。估算瓦斯积聚量、供风量和排放时间，采用正确的排放方法，严禁“一风吹”，确保排放风流和全风压风流汇合处瓦斯浓度不超过1.5%。确定排放瓦斯的流经路线和方向。绘图并标明电器设备、通讯电话、瓦斯探头、通风设施的位置。明确停电撤人范围。受排放瓦斯风流影响的地点和被其切断安全出口的采掘工作面，必须停电撤人，停止作业，指定警戒人员的位置，禁止其他人员进入。指定专人切断和看管电源，并设警示牌。排完瓦斯后，指定专人检查瓦斯、供电系统和电器设备，经检查证实，巷道中瓦斯浓度不超过1%，才可恢复局部通风机的正常通风，供电系统和电器设备完好，方准指定专人

24、恢复供电。加强排放瓦斯的组织领导，明确排放瓦斯人员名单，责任落实到人。3.排放方法 排放方法是指限量供风、分段排放。限制送入排放巷道的风量可采用：在局部通风机排风测的风筒上捆上绳索，收紧或放松绳索控制排风量；把风筒接头断开，改变风筒接头对合空隙大小，调节送入风量；局部通风机排风口安装三通调节器等。4）瓦斯抽放（一）瓦斯抽放的必要性 规程规定有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统。（1）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。（2）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：大于或等于40

25、m3/min；年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/min；年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min；年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min；年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。（3）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。（二）常用瓦斯抽放泵 我国煤矿通常采用的瓦斯抽放泵主要有：水环式真空泵 高压离心式鼓风机 回转式鼓风机等。（三）规程对瓦斯抽放的有关规定（1）设置井下临时抽放瓦斯泵时应遵守的规定：临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯可引到地面、总回风巷、一翼回风巷或分区回风巷，但必须保证稀释后风流中瓦斯浓度不超限。抽出的瓦斯

26、排入回风巷时，在排瓦斯管路出口必须设置栅栏，悬挂警戒牌等。在下风侧栅栏外必须设置甲烷断电仪或矿井安全监控系统的甲烷传感器，巷道风流中瓦斯浓度超限时，实现报警、断电，并进行处理。（2）抽放瓦斯必须遵守下列规定；利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30，且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯，采用干式抽放瓦斯设备时，抽放瓦斯浓度不得低于25。抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化，发现有自然发火征兆时，应立即采取措施。井上下敷设的瓦斯管路，不得与带电物体接触，并应有防止砸坏管路的措施。（3）抽放瓦斯设施应符合下列要求

27、：地面泵房必须用不燃性材料建筑，并必须有防雷电装置。其距进风井口和主要建筑物不得小于50m，并用栅栏或围墙保护。地面泵房和泵房周围20m范围内，禁止堆积易燃物和有明火。抽放瓦斯泵及其附属设备，至少应有一套备用。地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪表都应采用矿用防爆型；否则必须采取安全措施 泵房必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表或自动监测系统 干式抽放瓦斯泵吸气侧管路系统中，必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置，并定期检查，保持性能良好。2.防止瓦斯引燃 主要措施有：防止明火。防止电火花。防爆破引燃瓦斯。防止机械摩擦、冲击火花。3.防止瓦斯爆炸灾害事故扩

28、大 应做好以下工作：(1)每年要编制切实可行的灾害预防和处理计划，并对有关人员贯彻这个计划。增强职工的抗灾和救灾意识。(2)矿井实行分区通风。(3)主要通风机井口必须安设防爆门。(4)井下设置水棚，岩粉棚进行隔爆。(5)矿领导在安全技术措施项目的资金上应给予必要的投入，解决安全装备和施行必须的措施工程，以增强矿井的抗灾和救灾能力。(6)救护队要迅速搞清灾区和遇难人员情况，选择抢救路线，用最有效的方法迅速把人员救出和完成救灾任务。三、煤与瓦斯突出及其防治 定义：煤矿井下采掘过程中，在很短的时间内(几秒到几分钟)，从煤(岩)内部以极快的速度向采掘空间喷出大量的煤(岩)和瓦斯(CO2)并伴有巨大的声

29、响和强大冲击波的现象，称为煤与瓦斯突出。（一）煤与瓦斯突出的分类 1.按动力现象的力学特征，可分为突出、压出和倾出。2.按突出强度可分为：（1）小型突出：强度小于 100t。（2）中型突出：强度等于或大于100t、小于500t。（3）大型突出：强度等于或大于500t、小于1000t。（4）特大型突出：强度等于或大于1000t。（二）煤与瓦斯突出的预兆 1.有声预兆（1）响煤炮。（2）其他声音预兆。2.无声预兆（1）煤层结构构造上面表现为：煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、无光泽，煤层干燥和煤尘增大，煤层受挤压褶曲变粉碎、厚度变大、倾角变陡。（2）地压显现方面表现为：压力增大使支架变形，煤壁外鼓、片

30、帮、掉渣，顶底板出现凸起台阶、断层、波状鼓起，手扶煤壁感到震动和冲击，炮眼变形装不进药，打眼时垮孔、顶夹钻等。其他方面的预兆有：瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，有时变热。3.煤与瓦斯突出的一般规律(1)突出发生在一定深度下，突出的危险性随着煤层埋藏深度的增加而加大，突出次数增多，突出强度增大。(2)突出多发生在地质构造附近，即断层、褶曲、挤压、扭转和火成岩侵入区。(3)突出多发生在应力集中区，如邻近层的煤柱上下方，相向采掘接近区等。(4)发生突出的煤层特点是强度低，光泽暗淡，层理紊乱，有易搓碎的软分层，透气性低，瓦斯初放速度高。煤层倾角越大，突出的危险性也越大。(5)突出

31、大多发生在爆破和落煤工序。(6)煤巷掘进突出次数最多，石门揭穿煤层时突出强度最大。(7)突出前常出现预兆。(三)预防煤与瓦斯突出的措施 在开采突出煤层时，必须采取以防止突出措施为主同时有避免人身事故的“四位一体”的综合性防突措施，综合措施的内容包括突出危险性预测；防治突出措施；防治突出措施的效果检验和安全防护措施。1.突出危险性预测 突出危险性预测的主要任务是查明与突出有关主要影响因素在空间上的分布，依次划定突出危险区。当预测有突出危险时，可采取防突措施，并对其防突效果进行检验、确定措施有效时，可采取安全防护措施进行采掘作业。当预测无突出危险时，可采取安全防护措施直接进行采掘作业。突出预测可分

32、为以下两类：（l）区域突出危险性预测 区域预测是预测矿井、煤层和煤层区域的突出危险性。（2）工作面突出危险性预测 在突出危险区域内，工作面进行采掘作业前，必须进行突出危险预测，依据预测结果划分为突出危险工作面和突出威胁工作面。2.防突措施(1)区域性防突措施 开采保护层：在突出矿井的煤层群中，首先开采的、并能使其它相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或失去突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。预抽煤层瓦斯：是指在突出危险煤层进行采掘工作之前进行大面积的预先抽放瓦斯，它主要用于单一煤层或无保护层可采的突出危险煤层。(2)局部防突措施 钻孔排放瓦斯：它是一种石门揭煤常用的防突措施

33、。松动爆破：是向采掘工作面前方应力集中区，布置几个长钻孔装药爆破，使煤体松动，集中应力区向煤体深部移动，加快瓦斯排出，因而在工作面前方形成较长卸压带，以预防突出发生。超前钻孔：是在煤巷掘进工作面前方始终保持一定数量的排放瓦斯钻孔。震动爆破：是采用增加炮眼数量和装药量，在石门揭煤时诱导煤与瓦斯突出的安全防护措施，不是抑制瓦斯突出的方法。水力冲孔：是利用钻机打钻时喷射的水射流，在突出煤层内冲击煤炭和瓦斯或诱导可控制的小型突出，以造成煤体卸压，排放瓦斯，消除采掘突出危险的方法。金属骨架：当石门接近煤层时，通过岩柱在巷道顶部和两帮上侧打钻，钻孔穿过煤层全厚，进入岩层0.5m，孔间距一般为0.2m左右。

34、孔径75100mm。然后把长度大于孔深0.40.5m的钢管或钢轨，作为骨架插入孔内，再将骨架尾部固定，最后用震动爆破揭开煤层。超前支架：多用于有突出危险的急倾斜厚煤层平巷掘进。为了防止因工作面顶部煤体松软垮落而导致突出，在工作面前方巷道顶部事先打上一排超前支架，增加煤层的稳定性。3.防治突出措施效果检验 对防治突出采取的措施进行效果检验,相当于对已经采取了防突措施的采掘工作面，在原来预测的基础上，再进行一次突出危险性预测。4.安全防护 为了防止因突出预测失误或防突措施失效而造成伤害，无论是揭穿突出危险煤层，还是在突出危险煤层中进行采掘作业，都必须采取安全防护措施。安全防护措施包括石门揭煤时的震动爆破、采掘工作面的远距离爆破、反向风门、在井下设避难所或急救袋、人员必须佩戴隔离式自救器等内容。