第5章 煤与瓦斯突出的基础知识

第五章 煤与瓦斯突出的基础知识
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律 第二节 影响煤与瓦斯突Baidu Nhomakorabea的地质条件 复习思考题
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
一、 煤与瓦斯突出基础知识 1.煤与瓦斯突出 煤与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯的共同 作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内 突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。它是 煤与瓦斯突出、煤的突然倾出、煤的突然压出、 岩石与瓦斯突出的总称。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
（1） 突出的煤（岩）碎块掩埋人员和设备。 突出发生时，喷出的煤（岩）碎块被抛出数十 米甚至数千米，数量由数千吨到数万吨，有的 可能堵塞满巷道断面，造成人员掩埋致死，生 产设备、设施被埋，给矿井造成人员伤亡、财 产损失，迫使矿井生产中断。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
① 小型突出：突出煤（岩）量小于50 t。 ② 中型突出：突出煤（岩）量在50（含50）～ 100 t。 ③ 次大型突出：突出煤（岩）量在100（含 100）～500 t。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
④ 大型突出：突出煤（岩）量在500（含 500）～1 000 t。
( 1） 煤层有瓦斯动力现象的。 （2） 相邻矿井开采的同一煤层发生突出的。 （3） 突出矿井开采的非突出煤层以及有突 出煤层的煤田内高瓦斯矿井的开采煤层，在矿 井延深和开拓新采区（盘区）的过程中测定的 煤层瓦斯压力达到或者超过0.74 MPa的。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
3.煤与瓦斯突出危害性 我国是世界上煤与瓦斯突出现象最为 严重、危害性最大的国家之一。煤与瓦斯 突出有6个方面的危害：
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
（2） 煤与瓦斯突出按照突出强度分类。煤 与瓦斯突出强度是指每次煤与瓦斯突出抛出的煤 （岩）数量和瓦斯量。由于煤与瓦斯突出发生过 程中瓦斯量难以准确计量，一般以突出的煤（岩） 量作为分类依据。按照突出强度可将煤与瓦斯突 出分为小型突出、中型突出、次大型突出、大型 突出、特大型突出5类。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
其突出的基本特征有：突出的煤向外抛出的 距离较远，具有分选现象；抛出煤的堆积角小于 自然安息角；抛出煤的破碎程度较高，含有大量 碎煤和一定数量的手捻无粒感的煤粉；
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
有明显的动力效应，如破坏支架，推倒矿车， 损坏或移动安装在巷道内的设施等；有大量的瓦 斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量， 有时会使风流逆转；突出孔洞呈口小腔大的梨形、 舌形、倒瓶形、分岔形或其他形状。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
2.突出煤层 突出煤层是指在矿井范围内发生过突出的或 经鉴定有突出危险的煤层。 煤矿发生生产安全事故，经事故调查认定为 突出事故的，发生事故的煤层即为突出煤层。 矿井有下列情况之一的必须立即进行突出煤 层鉴定，鉴定未完成前按照突出煤层管理：
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④ 岩石与瓦斯突出。岩石与瓦斯突出是在地 应力和外界动力作用下，岩层瞬间被破坏向巷道 空间抛出，同时涌出大量瓦斯的现象，基本特征 是：在炸药直接作用范围外，发生破碎岩石被抛 出现象；抛出的岩石中，含有大量的砂粒和粉尘；
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
产生明显动力效应；巷道二氧化碳（瓦斯） 涌出量明显增大；在岩体中形成孔洞；有突出危 险的岩层松软，呈片状、碎屑状，其岩芯呈凹凸 片状，并具有较大的孔隙率和二氧化碳（瓦斯） 含量。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
② 煤的突然压出。煤的突然压出并涌出大 量瓦斯简称压出。诱发与实现煤的压出主要因 素是受采动影响所产生的地应力，瓦斯压力与 煤的重力是次要的因素。
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压出的基本特征：压出有煤的整体位移和煤 有一定距离的抛出两种形式，但位移和抛出的距 离都较小；压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中 常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量裂隙； 压出的煤呈块状，无分选现象。巷道瓦斯涌出量 增大，抛出煤的吨煤瓦斯涌出量大于30 m3/t；压 出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形、半圆形孔洞。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
倾出具有的特征：倾出的煤按自然安息角堆 积、无分选现象，倾出的孔洞多为口大腔小，孔 洞轴线沿煤层倾斜或铅垂（厚煤层）方向发展； 无明显动力效应；常发生在煤质松软的急倾斜煤 层中；巷道瓦斯涌出量明显增加，抛出煤的吨煤
瓦斯涌出量大于30 m3/t。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
（2） 突出时产生的巨大动力效应，可能摧 毁巷道支架导致冒顶事故的发生，摧毁矿车、 生产设备，造成矿井生产局面混乱。
（3） 突出产生的高浓度瓦斯和二氧化碳气 体由数百立方米到数百万立方米，能使井巷充 满，造成井下人员因氧气浓度下降而发生窒息 死亡。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
（4） 突出产生的高浓度瓦斯经风流稀释后 达到爆炸界限时，遇到火源就会发生瓦斯爆炸事 故，影响更为严重。
（5） 突出强度较大时，煤与瓦斯突出所产 生的含煤粉或岩粉的高速瓦斯流能够造成风流逆 转现象，危险性更大。
（6） 突出发生后，破坏矿井通风设施，造 成矿井通风系统紊乱，使灾害进一步扩大。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
4.煤与瓦斯突出分类 （1） 煤与瓦斯突出按动力现象力学特征分 类。
① 煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出。煤 （岩）与瓦斯(二氧化碳)突出简称突出。诱发突 出的主要因素是地应力和瓦斯压力的联合作用， 通常以地应力作用为主、瓦斯压力作用为辅。
⑤ 特大型突出：突出煤（岩）量大于或等于1 000 t。
第一节 煤与瓦斯突出及其基本规律
二、 煤与瓦斯突出基本规律 大量煤与瓦斯突出资料的统计分析表明，煤 与瓦斯突出具有一定的规律性。了解这些规律， 对于制定防治煤与瓦斯突出的措施，有一定的参 考价值。
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③ 煤的突然倾出。煤突然倾出并涌出大量瓦 斯简称倾出，诱发倾出的主要因素是地应力，即 结构松软、饱含瓦斯、内聚力小的煤，在较高的 地应力作用下突然破坏，失去平衡，为其位能的 释放创造了条件。实现突然倾出的主要力是失稳 煤体的自身重力，瓦斯在一定程度上也参与了倾 出过程，在急倾斜煤层中较为多见。