揭煤

摘要本文主要介绍朱集煤矿东翼北盘区提料斜巷揭11煤工作面概况对工作面防突措施、揭煤方法、安全防护措施做了一定介绍。

立足于煤炭开采技术的前沿，立足于朱集矿煤炭所必要的技术储备，立足于煤炭工程实际安全生产问题的解决，对11煤揭煤工作面基础数据进行了详细的系统的整理归纳分析前言朱集项目部是一个设计年产400万吨的特大型矿井，井深960M,属于“双突”矿井。

瓦斯、地压、地热是煤矿主要自然灾害之一，随着矿井开采深度的增加，地压大，通风阻力大。

易导致瓦斯突出等重大事故。

，本文根据朱集矿实际情况通过对矿井实际调查，决定选用东一北盘区提料斜巷揭11煤工作面做为设计蓝本，对掘进防突做一次深入探讨。

设计程序严格按照毕业大纲的要求进行搜索组织材料。

在论述过程中，回顾所学理论知识结合现场实际，整个过程力求系统化，为以后的工作打好基础。

设计（论文）完成过程中，得到学院老师以及单位技术人员的支持和指点，为完成设计提供了很多宝贵的意见，在此表示感谢。

受设计人水平有限，加之时间紧迫，缺点和错误在所难免，恳请评委批评、指正。

绪论课题研究背景和意义煤与瓦斯突出是煤矿生产和掘进过程中的一种复杂的自然灾害，是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，它能摧毁井巷设施，破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤岩抛出物，能造成人员窒息，甚至可以引起瓦斯爆炸，是煤矿最严重的自然灾害之一，严重威胁着煤矿的安全和生产。

在煤矿的建设初期以及生产过程中，对瓦斯灾害进行有效的预测与防治工作是煤矿安全的重要部分。

近几年来，我国煤矿的安全生产形势日益严峻，煤矿安全事故层出不穷，80%以上都是瓦斯事故，造成了大量的人员伤亡和财产损失。

为此对瓦斯突出现象进行了大量的研究，但因煤与瓦斯突出是一种影响因素非常多，且非常复杂的动力过程，虽然进行了长期研究，在生产过程中采取了一定的措施并取得显著的成效，但从总体上来看,距彻底认识及有效控制发生煤与瓦斯突出的条件方面来看，还存在相当的差距。

所以，致力于煤与瓦斯突出机理、预测预报和预处理的理论以及方法的研究(特别是对预测预报的研究)就显得格外重要。

在立井掘进过程中，同样存在着煤与瓦斯突出危险，尤其是穿越突出危险地层时，给煤矿生产建设带来阻碍。

本课题旨在对立井掘进过程中，预测瓦斯突出，分析研究立井煤与瓦斯突出机理，研究掘进中立井工作面前方的应力分布及对突出影响，在立井中发生煤与瓦斯突出的条件分析，运用四位一体防突技术对立井瓦斯突出进行模拟，从而尽量找出立井煤与瓦斯突出发生的一些规律，为立井掘进过程中，安全生产提供一些依据课题国内外研究现状煤矿采掘过程中，在很短时间内(几秒或几分钟)，突然从煤(岩)体内部大量喷出煤(岩)和瓦斯，并伴有强烈的声响和强大的机械效应的一种动力现象，人们称为煤(岩)与瓦斯突出，简称瓦斯突出或突出。

喷出的煤(岩)由几顿到几百吨以至上万吨，喷出的瓦斯由几百立方米到几万甚至几十万立方米。

短时间内这样大量的煤和瓦斯突然喷出，可以造成极严重的后果：摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统、造成人员窒息、导致生产中断等。

因此煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产最严重的自然灾害之一。

自1834年法国鲁阿尔煤田依萨克矿井发生了世界上有记载的第一次突出至今，发生突出的国家有法国、日本、前苏联、中国、美国等20多个国家。

据相关资料统计，发生突出的次数已超过3万次，其中最大一次突出发生在1969年7月13日前苏联顿巴斯矿区加加林矿井，突出煤14000t，喷出瓦斯达250万立方米。

我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一，突出总次数在2万次左右，最大突出发生在1975年8月8日的天府矿务局三汇坝一矿主平硐，振动性放炮揭穿6号煤层时发生的，突出煤岩12780吨、瓦斯140万立方米。

由于突出的复杂性及对煤矿安全生产危害的严重性，世界各国对此都很重视，一些国家还专门设立了防突委员会和研究机构，负责突出的研究工作。

以下是国内外的对煤与瓦斯突出研究现状。

(1) 突出煤层的突出危险性与煤层瓦斯含量没有确定性的联系；(2) 有时，突出会在突出空洞周围重复发生突出；(3) 煤层的自行揭开；(4) 突出空洞发生变形(体积减小)；(5) 突出地点煤和岩石的温度升高，抛出的煤温度也升高；(6) 大多数平巷的突出空洞位于上隅角；(7) 突出前，在岩体深处发生强烈的响声，等等。

迄今为止，根据国内外所采用的对突出实例的统计分析、现场观测和实验室模拟等方法，对煤与瓦斯突出机理展开了广泛的研究，从而提出了众多的假说，归纳起来，这些假说主要有如下几类：瓦斯作用说、地应力作用说、综合作用说。

1.瓦斯作用这类假说认为煤内存储的高压瓦斯是突出中起主要作用的因素。

在这个前提下，出现了以下几种假说：(1) “瓦斯包”说前苏联的专家提倡的“瓦斯包”说认为，煤层内存在着积聚高压瓦斯的孔洞，其压力超过煤层强度减弱区域内煤的强度极限，当工作面接近这种“瓦斯包”时，煤壁会发生破坏,并抛出煤。

(2) 粉煤带该假说认为，由于地质构造或矿山压力作用，把煤破碎成粉状，这些粉煤极易放出瓦斯，粉煤在不大的瓦斯压力作用下也能与瓦斯一起喷出。

(3) 突出波说该假说认为，瓦斯潜能要比煤的弹性变形大10倍，故在煤强度低的地区，煤层中瓦斯压力大于煤的极限破坏签订，在瓦斯压力作用下，产生连续破碎煤体的“突出波”，引起突出。

(4) 裂缝堵塞说假说认为，由于均匀排放瓦斯的裂隙系统被封闭和堵塞，在煤层中便形成增高的瓦斯压力带，从而引起突出。

(5) 瓦斯解吸说假说认为，卸压时煤的微孔隙扩张，孔隙吸附潜能降低，吸附和吸着瓦斯解吸，“潜伏的”压力便转化为“游离瓦斯”压力，使瓦斯压力增高，可破坏不太坚硬的煤体从而引起突出。

(6) 卸压瓦斯说前苏联的B.B.里热夫斯基提出的该假说，认为突出煤层富含瓦斯，但大多透气性低，瓦斯很难涌出。

采掘工作的进行使其局部卸压，迅速卸压的瓦斯造成涌出的瓦斯压力升高，使破碎的煤迅速抛出或者向自由空间挤出。

(7) 闭合孔隙瓦斯释放说该假说认为，近工作面地带，由于煤吸收何解吸瓦斯的周期性，使其机械强度降低，包含在闭合孔隙中的瓦斯，在孔隙壁的闭合面与敞开面之间可产生很大的压力差。

当煤体破坏时，就会被解吸的瓦斯抛出。

虽然上述的各种瓦斯主导作用假说，在其特定区域内有说明性，但以瓦斯为主导作用的假说对下面情况不能做出合理解释：(1) 突出煤层的突出危险性与煤层瓦斯含量没有确定性的联系；(2) 有时，突出会在突出空洞周围重复发生突出；(3) 煤层的自行揭开；这类假说认为，突出主要是高地应力作用的结果。

对于高地应力的构成有不同的说法，有些专家认为除自重应力外还存在着地质构造应力，当巷道接近存储构造应变能高的硬而厚的岩层时，后者将会伸张，将煤破坏和粉碎，引起瓦斯剧烈涌出而形成突出，这种假说称为岩石变形潜能说。

还有些专家认为采掘工作面前方存在着应力集中，当弹性厚顶板悬顶过长或突然冒落时，可能产生附加的应力。

在集中应力作用下，煤发生破坏和破碎时，会伴随大量瓦斯涌出而形成突出，这种假说称为应力集中说。

当然在以地应力作用说的前提下，还有剪切应力说、塑性变形说、拉应力波说、顶板位移不均匀说、应力叠加说、震动波说等。

以地应力为基础的这些假说同样是在特定的区域有一定的说明性，但对与以下情况也不能做出合理解释：(1) 在瓦斯不大的矿井，即使开采深度很深，也不发生突出；(2) 有二氧化碳参与的突出平均强度比仅为瓦斯参与的突出平均强度要大；(3) 准备巷道中地压显现不如回采工作面明显，但准备巷道的突出次数与强度比回采工作面的要大；(4) 突出前出现风流中瓦斯浓度增大或者忽大忽小的预兆，也会出现工作面煤壁或空气温度下降的预兆；(5) 模拟显示，如果突出的发生是完全由地应力引起，那么，突出空洞应呈圆锥形，但突出空洞通常是一些口小腹大的特殊形状的空洞(梨形。

椭球形等)；(6) 在进行工作面支护甚至无人作业时地应力作用并不大，但也会发生突出；(7) 煤的水分增加，会造成煤的强度降低，煤的突出危险性反而降低，等等。

煤与瓦斯突出预测研究现状煤与瓦斯突出预测的基础是人们对突出过程及其影响因素的认识。

在对煤与瓦斯突出进行研究的一个多世纪中，各国的研究者经过不懈的努力，提出了各种各样的突出预测方法，突出预测按预测预报范围和时间的不同，国内外将预测方法分为三类：第一是区域性预测，主要是确定煤田、井田、煤层和采掘区域的突出危险性；第二是局部性预测，是在区域性预测基础上，根据钻探或物探、采掘工程等资料，进一步对局部地区或地点的突出危险性作出评价；第三是日常预测，是在上述二者的基础上，根据突出预兆的各种异常效应，对突出危险性发出警报。

其实在我国突出危险性预测只分为区域突出危险性预测和工作面预测两大类。

突出预测机理主要是以突出的综合作用假说来进行的。

区域性预测多以瓦斯地质动力因素、现场测定瓦斯压力及实验室煤的突出倾向性参数、采掘集中应力等作为判断突出危险性和划分突出危险性的主要手段。

在工作面预测方面，主要以当时的地应力、瓦斯与煤物理力学性质的分布状态作为判断依据。

实践证明，这些是可行的，对安全生产起到了重要的保障作用。

对于预测来说，确定预测方法和预测指标是最重要的。

以下是我国目前常用的一些预测方法及其指标。

单项指标法该方法主要用于煤层突出危险性预测，以划分突出煤层和非突出煤层。

其基本思想是根据煤与瓦斯突出机理，用煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度p∆、煤的坚固性系数以及煤层的瓦斯压力P等四个指标来进行预测。

表1给出了四个单项指标的具体划分标准煤矿通风系统优化问题研究摘要：随着经济的发展，市场煤炭需求量逐年增加，矿井生产规模也在逐渐扩大，这就要求通风、运输、排水等系统能力必须随之增加，以满足安全生产的需要。

矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，它对矿井的稳产高产、防灾抗灾能力和矿井的经济效益有着重大的影响。

矿井通风系统由多个要素组成，各要素之间存在着有机的联系，彼此又相互影响。

为使矿井通风系统整体最优，必须使各要素之间相互协调，而要使其高度协调，必须首先对通风系统运行现状进行分析，找出存在的问题，以寻求改进途径。

为制定现有通风系统的科学管理方案和选择通风系统改造方案提供依据。

因此，本论文针对矿井通风系统存在的问题，对其如何优化的问题进行了研究，采取有效措施，不断提高矿井通风系统的安全性、可靠性，保证煤矿实现高产高效的安全生产。

关键：煤矿通风系统优化问题研究前言矿井通风系统是保障矿井安全生产的根本，瓦斯、煤尘、火灾的防治都是建立在通风系统管理之上的。

然而，随着矿井生产的进行，回采范围的扩大，通风路线的加长、通风阻力的增大，矿井通风系统不断变化，原有的通风系统和装置会出现不能适应矿井安全生产需要的情况。

因此，定期对矿井通风系统进行测定和优化改造，保障井下通风系统的畅通和矿井通风能力，保障生产能力扩大和采掘区域延伸带来通风需求得以满足，是矿井通风工作的重要一环。