煤與瓦斯突出及其預(yù)防措施

1、安全技術(shù)煤與瓦斯突出及其預(yù)防措施1.瓦斯噴出及其預(yù)防 瓦斯噴出是在開采過程中，從巖石或巖層裂縫、空洞中突然涌出大量瓦斯的現(xiàn)象。在噴出時(shí)經(jīng)常發(fā)出聲響和動(dòng)力效應(yīng)，能使風(fēng)流方向逆轉(zhuǎn)，噴出的瓦斯量大，時(shí)間長。 (1)瓦斯噴出的緣由及規(guī)律 1)緣由 瓦斯噴出的內(nèi)因是煤層成巖層的構(gòu)造裂縫中貯存有大量高瓦斯;外因是在開采過程中，由于放炮透穿或機(jī)械震驚、地壓活動(dòng)使煤巖層所造成卸壓縫隙構(gòu)成瓦斯外噴的通道。 2)規(guī)律 a瓦斯噴出與地質(zhì)構(gòu)造有親密關(guān)系，一般噴動(dòng)身生在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶內(nèi)。如斷層、溶洞、斷裂和褶曲軸部四周。 b瓦斯噴出量有大有小，從幾立方米到幾十萬立方米，噴出的持續(xù)時(shí)間從幾分鐘到幾年，甚至十幾年。它與蓄積

2、的瓦斯量和瓦斯來源有親密關(guān)系。 c瓦斯噴出前往往消失預(yù)兆，如巖壓活動(dòng)顯著，底板突然鼓起，支架破壞，煤層變軟、潮濕，瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂?，發(fā)出嘶嘶聲等。 (2)瓦斯噴出的預(yù)防措施 預(yù)防處理瓦斯噴出的措施，應(yīng)依據(jù)瓦斯噴出量的大小和瓦斯壓力的凹凸來制定。一般實(shí)行"探、排、引、堵'等措施。 1)"探'就是探明地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯用氣狀況。 2)"排'就是排放和抽放瓦斯。如探明斷層、裂隙、溶洞大小或瓦斯量不多時(shí)，則可讓它自然排放。如瓦斯量大，噴出強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長，則可插管進(jìn)行抽放。 3)"引'就是引導(dǎo)瓦斯到回風(fēng)巷。 4)"堵

3、9;就是堵塞裂隙。噴出瓦斯的裂隙范圍較廣，但噴出量很小時(shí)，可用黃泥或水泥堵住裂隙，防止瓦斯噴出，以保證掘進(jìn)工作面的平安。 同時(shí)，對(duì)于瓦斯噴出的工作面要有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)并加大供風(fēng)量，以保證瓦斯?jié)舛炔怀蕖?2.瓦斯突出的緣由及其規(guī)律 煤與瓦斯突出是指地下開采過程中，在很短的時(shí)間(幾分鐘或幾秒鐘)內(nèi)，突然由煤體內(nèi)大量噴出煤和瓦斯，并伴隨著劇烈的聲響和強(qiáng)大機(jī)械效應(yīng)的一種現(xiàn)象。上山、石門和平巷內(nèi)以及放炮落煤時(shí)最簡單發(fā)生突出。 (1)緣由 1)瓦斯作用假說。認(rèn)為突出主要?jiǎng)恿碓从谕咚埂?2)地壓作用假說。認(rèn)為突出主要?jiǎng)恿碓从谠焐竭\(yùn)動(dòng)后地壓和仍停留在部分構(gòu)造帶內(nèi)的殘余彈性潛能突然的釋放 3)綜合作用假說

4、。認(rèn)為突出是由于地壓、瓦斯、煤的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等綜合作用的結(jié)果。 最近的討論，一般都趨向于綜合作用假說。 (2)規(guī)律。 1)隨著深度增加、突出危急性增大。這表現(xiàn)在突出次數(shù)增多、突出強(qiáng)度增大、突出煤層數(shù)增加及突出的危急區(qū)域擴(kuò)大等。 2)突出在煤層中的分布是不勻稱的。突出多集中在地質(zhì)構(gòu)造帶，突出危急區(qū)的面積只占突出層總面積的5%10%。 3)易于發(fā)生突出的常見構(gòu)造類型有：壓扭性逆斷層帶，向斜軸部，煤層扭轉(zhuǎn)地區(qū)，煤層走向突變和傾角突變地區(qū)，煤層突然變厚、特殊是軟分層變厚等。 4)突出的次數(shù)和強(qiáng)度隨著煤層厚度的增加，特殊是軟分層厚度的增加而增多和增高。突出最嚴(yán)峻的煤層一般是最厚的主采煤層。 5)采掘工作面

5、形成的應(yīng)力集中區(qū)是突出點(diǎn)密集地區(qū)。 6)突出可以發(fā)生在各種類型的巷道中。其中，煤層平巷突出次數(shù)最多，石門揭開煤層時(shí)的突出次數(shù)雖然不多，但強(qiáng)度最大(平均突出強(qiáng)度為317 t)。 7)突出的發(fā)生同外力沖擊誘發(fā)有關(guān)。采掘工作中，絕大多數(shù)突動(dòng)身生在落煤時(shí)。 8)在煤和瓦斯突出時(shí)，都要在煤層中形成特別外形的孔洞(橢圓形、梨形等)，噴出的煤具有分選性。 3.突出的預(yù)兆 突出前的預(yù)兆可分為有聲預(yù)兆和無聲預(yù)兆。 (1)有聲預(yù)兆 1)煤層內(nèi)發(fā)生劈裂聲、機(jī)槍聲、爆竹聲，有時(shí)發(fā)出像打悶雷一樣巨響，俗稱"煤炮' 1)煤壁發(fā)生震驚或沖擊; 2)頂板來壓，煤體和支架壓力增大，巷道支架發(fā)出斷裂聲; 3)打

6、鉆時(shí)消失噴煤粉、噴瓦斯和水現(xiàn)象，并伴有哨聲、蜂鳴聲等。 (2)無聲預(yù)兆 1)工作面頂板壓力加大，煤開裂，外鼓，有時(shí)消失頂板下沉或底板凸起; 2)工作面壓力突然增大，煤壁塌落、片幫，掉碴; 3)煤塵變大，煤質(zhì)干燥，煤光澤變暗，層理紊亂，煤厚變大(特殊是軟分層增大); 4)工作面瓦斯涌出特別，瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂? 5)煤的硬度發(fā)生變化; 6)地質(zhì)變化，如煤層傾角變陡，擠壓褶曲，波狀隆起; 7)打鉆時(shí)頂鉆、夾鉆，裝藥時(shí)頂藥卷。 在每一次突出前并非全部預(yù)兆同時(shí)消失。 4.突出的預(yù)防措施 (1)預(yù)防煤和瓦斯突出的區(qū)域性措施 開采解放層是最經(jīng)濟(jì)、最有效的預(yù)防煤和瓦斯突出的區(qū)域性防治措施。 開采解放層就是在煤

7、層群中首先選擇沒有突出危急的鄰近層開采，然后再采具有突出危急的煤層。首先開采的非突出層稱為解放層，后開采的突出層稱為被解放層。解放層位于被解放層上部的稱為上解放層，位于下部的稱為下解放層。 1)開采解放層的作用：緩和和降低地壓;排放瓦斯，降低煤層瓦斯壓力;轉(zhuǎn)變了煤的物理機(jī)械性質(zhì)，使煤的強(qiáng)度增加。 2)開采解放層應(yīng)留意的問題： (a)最好選擇上解放層。 (b)解放層的采煤工作面必需超前被解放層的掘進(jìn)工作面，超前距離一般不小于層間垂距的2倍，并不小于30 m。 (c)采空區(qū)內(nèi)不得留有煤柱，以免造成應(yīng)力集中，引起瓦斯突出。如遇特別狀況，非留煤柱不行時(shí)，在這個(gè)范圍內(nèi)要實(shí)行防止瓦斯突出的局部措施。 (d)開采解放層時(shí)，要同時(shí)抽放被解放層的瓦斯。開采近距離解放層時(shí)，要特殊留意防止被解放層的卸壓瓦斯突然涌入解放層的采掘工作面造成事故。 (e)開采解放層、特殊是開采薄煤層時(shí)，應(yīng)盡可能地采納機(jī)械采煤以加快采煤進(jìn)度。 (f)無解放層可采的厚煤層，采納分層采煤時(shí)，對(duì)上分層要實(shí)行防止突出措施。 (2)預(yù)防煤和瓦斯突出的局部性措施 局部性措施是指突出危急煤層采掘時(shí)采納的影響范圍較小的預(yù)防措施。主要作用是排出瓦斯，增大卸壓范圍，加固煤體，增加