第六章 煤与瓦斯突出基本知识

煤与瓦斯突出基本知识
我国煤矿瓦斯突出的几个特点
• 1、突出矿井的分布广 在部分地区比较严重。湖南、四川、重庆、辽宁、 河南、贵州、云南等，特别是湖南省的突出矿井数和 突出总次数均占全国总数的1/3以上，而特大型突出 的比例更大，占全国该类型突出次数的一半以上。 • 2、突出分布在不同类型的煤层 在我国突出矿井中，煤层赋存情况比较复杂，有 煤层群，也有单一煤层，有急倾斜煤层，也有倾斜和 缓倾斜煤层，有薄煤层也有中厚煤层及厚煤层，特别 是单一突出煤层的矿井占突出矿井的1/3。
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• 3、突出矿井的始突深度不一样 我国各煤矿由于受地质条件和其它一些因素 的影响，开始发生煤与瓦斯突出的深度差别很大。 有的矿井距地表垂深50—60米就开始发生突出。 如在湖南省的邵阳地区距地表垂深50米就开始发 生突出，而一次1300T的特大突出，垂深仅为95 米。 表现为南方始突深度较浅，北方较深。 • 4、中小型突出占绝大多数，大强度突出次数 也不少 。据统计，突出总数中突出强度在50T以 下的小型突出约占73%；突出强度在50—100T之 间的中型突出约占14%；
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核心教训： 1、遇到地质构造带没有认真的进行预测与分 析； 2、总回风严重堵塞，回风不畅； 3、正反向风门的关闭效果较差； 4、没有在通风大系统内考虑到出现重大灾害 后的预防体系及措施； 5、工人防范意识差，没有打开自救器，没有 采用自救压风设备进行自救。
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几个突出实例
一、焦作煤业集团1．23事故 焦煤集团朱村煤矿2003年1月23日发生的一 起大型煤与瓦斯突出事故，突出煤量达650吨， 涌出瓦斯5万立方米，瓦斯逆风达500多米，导致 19人死亡。 该事故发生在一个从下顺槽向上掘进的一个联 络巷内，在向上掘进约80米处，遇见一断层变化 带，煤层先由厚变薄再由薄变厚，在变厚地点发 生了突出。
二、郑煤集团大平矿10．20事故 郑煤集团大平矿2004年10月20日发生了一起煤与 瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故，导致148人死亡。 该事故发生在21下山岩巷掘进头，距地表垂深约 500米左右，距主采二1煤层底部约20到25米，掘进 过程中遇煤层向斜轴部，在掘进头正前方又遇到一个 落差为13到15米的逆断层。掘进过程中掘进头已进 入到断层破碎带的影响范围内，没有引起各级领导干 部及有关责任科室的高度重视，无人监管，认为岩巷 掘进无瓦斯，没有特别技术措施，按一般的岩巷掘进 办法施工。在放炮掘进时引起了这一起特大瓦斯事故 （相当于揭开石门）。见示意图6所示：
煤与瓦斯突出基本知识 核心教训是： 1、遇构造带无人汇报，技术管理不到位； 2、回风道严重堵塞，回风不畅； 3、各级领导责任制层层衰减； 4、职工缺乏必要的安全基本常识； 5、各级干部的工作作风飘浮，长期不下井； 6、安全监管失控，无应急救援体系。
煤与瓦斯突出基本知识 三、平煤集团两个实例 1、平煤八矿2005年3月14日在做开切眼时遇 到一小构造，在未采取防突措施的情况下 擅自放炮掘进，导致了瓦斯超限达到了4% 以上，压出煤量5吨，瓦斯涌出60立方米的 事故。 2、平煤五矿2005年3月21至23日连续发生掘 进头瓦斯超限事故，该掘进头在掘进过程 中遇一小构造，煤层由薄变厚，煤层正常 后未按防突细则要求进行检验，擅自掘进， 放炮后引发了压出，煤量达20吨，涌出瓦 斯大约300立方米的事故。
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3、突出需具有一定的瓦斯含量和瓦斯压力 同一煤层，其瓦斯压力越高，突出危险性越大。 安全规程：取 0.74 MPa。 可按下式估算： Pmin A(0.1 BVf ) 式中：f----软分层厚度； V----软分层挥发份含量； A、B----系数。 所以，f 愈小，煤变质程度愈高（V愈小），Pmin越小。 4、突出煤层的强度低，而且变化大。 5、突出危险区呈带状分布。
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四.2008年的几起突出事故 平煤集团十三矿1.20掘进突出6人死亡;郑煤 集团龙岗煤业5.26掘进突出6人死亡;平煤集团平 禹四矿8.1掘进突出23人死亡;郑州市登封新丰二 矿9.21掘进突出37人死亡;鹤煤集团六矿10.13采 煤工作面遇断层突出9人死亡。五起事故共死亡 81人。 从事故看,主要是在掘进时引发的突出,国有 煤矿,小煤矿都有发生突出。几起事故分析我们 目前对煤与瓦斯突出的认识是不够的,重视程度 是不到位的,急于掘进,急于生产出煤,导致了事故 的频发。
煤与瓦斯突出基本知识
什么是煤与瓦斯突出？ 煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘过程中，在很短 时间内（数分钟），从煤（岩）壁内部向采掘空 间突然喷出煤（岩）和瓦斯的现象，简称瓦斯突 出或突出。突出是一种伴有声响和猛烈力能效应 的动力现象。 突出煤层和突出矿井 突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出 的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有 突出煤层的矿井。
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0
10m
20m 0° 煤与瓦斯突出基本知识
-260
二 1煤
-270
2121
10.20突出位置 21轨道下山
二1煤
-280
轨17
20°
-290
2121轨道下山掘进头前方断层推测和10.20
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突出导致瓦斯流逆流近2000多米， 在大巷电机车运行至大巷与21下山入 口处由于电机车取电弓产生的火花引 发了瓦斯爆炸事故，波及全矿井，范 围大，人员死亡多。本次突出煤岩量 达到1894吨，瓦斯涌出量约25万立方 米，造成148人死亡的重特大恶性事故。
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核心教训是： 1、在当前的市场环境中，市场好，煤价高，企业从领 导到工人，都不同程度的存在“重生产，轻安全”的 思想。重点照顾生产进度与产量，而对安全生产有漠 视行为及现象。事故充分反映了这一情况。 2、安全管理是一种网络式管理，这种网络是相互制约 的，也是共同促进的，起到一个全面涵盖各个角落安 全管理工程的作用。而从这两个事故中我们这个网络 已经崩溃，体系已被打破，层层设防不起作用。有放 弃指挥、不行使职能、不负责任的现象出现。从干部 到工人安全责任制不落实，“严不起来，落实不下去” 导致了这两起侥幸事故的发生。
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核心教训是：
1、对煤与瓦斯突出的机理认识不够。 2、在采取措施不到位的情况下急于生产,掘进。 3、防突方法落后,采取的技术不先进,不到位。 4、在有煤与瓦斯突出矿井遇到地质构造带如断层, 褶皱,煤层厚薄变化,煤层十分松软,瓦斯忽大忽小, 卡钻,喷孔,煤炮增多或进入煤柱孤岛区等等没有 采取更有效,更严格的防范措施。 5、对瓦斯突出的重大危害认识不够。 6、采用一般的煤矿管理方法来管理突出矿井。
– 地质构造呈带状； – 采动形成集中应力带
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6、上山掘进比下山掘容易突出，突出次数随着煤层倾角 增大而增多。 7、采掘工作往往可以激发突出。 8、突出大多有预兆。 地压呈现：煤炮声、支架声响、掉碴、巷道底鼓、煤 壁外鼓、等。 瓦斯涌出：瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小，使煤 尘增大，工作面气温下降，气味异常。
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• 我国目前平均采深已达540米，每年以10— 20米的速度往下延伸。 • 部分矿井采深达800—1000米，在全国已达 20多对。 • 垂深大，压力高，瓦斯含量高，易引发煤与 瓦斯突出灾害。 • 在新规程中，专列一章瓦斯突出防治，在世 界上是没有的。为了治理好瓦斯我国专门出台 了《瓦斯防突规定》,2009年8月1日正式实施。 这充分说明了瓦斯突出防治在我国的重要性， 各类煤矿只有把瓦斯治理好，才能从根本上杜 绝煤矿重特大事故的发生。
煤与瓦斯突出基本知识
一、概述
•
煤与瓦斯突出是矿井中一种复杂的动力现象, 也是煤矿一种严重的自然灾害。1834年在法国鲁 阿雷煤田依萨克矿井发生了第一次煤与瓦斯突出。 随后在世界上的主要产煤国都发生了煤与瓦斯突 出的动力现象。据不完全统计，各国突出次数共 约五万次，突出次数超过 1000次的有中国、法国、 前苏联、波兰、日本等五个国家。突出强度最大 的是1969年7月13在苏联顿巴斯矿区加加林矿发 生的一次14200吨的特大突出，突出瓦斯量为 25 万立方米。
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• 每年我国大约有100次的突出，统计到2007年 底我国发生突出16400次。 • 而在我国煤炭开采史上，最大的一次突出是 1975年8月8日发生在四川省天府矿务局三江坝一 矿，突出煤岩量12780吨、瓦斯140万立方米。 • 由于煤与瓦斯突出严重影响安全生产，许多产 煤国，如法国、比利时、日本等国在七十年代初 期已停止开采突出危险煤层。 • 为防治煤与瓦斯突出，长期以来，世界各国进 行了大量的工作，取得了很大的成效，已建立起 了一套综合防治突出的措施，从而使煤与瓦斯突 出得到了较好的控制。
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我 国是煤与瓦斯突出最为严重的国家 之一，从南到北都发生了突出现象，突出 累计数占了全世界的70—80%（现国外突 出矿井基本已关闭，不再生产）。 • 我国煤炭成本的四分之一（25%）是 用于防治瓦斯费用，突出最严重的矿井是 原苏联顿巴斯煤矿，目前产量已减少了 70%。 • 我国突出矿井较多，全国有20—21% 的煤矿为突出矿井。而从低瓦斯矿井上升 为高瓦斯矿井、高瓦斯矿井上升为突出矿 井的速度在不断增加。
1、突出发生在一定深度以后。 始突深度：矿井开始发生突出的最浅深度。 不同矿区差别很大， 最小，50m，（郴州罗卜安矿）
最大，640m，（抚顺老虎台矿）
一般地，矿井始突深度均大于瓦斯风化带深度； 随着开采深度增加，煤层突出危险性增高。
2、突出的次数和强度随着煤层厚度，特别是软分层厚度 的增加而增加。
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所以，从以上的几起事例中我们可 以这样认识：
大事故、大事件的背后一 定存在有重大的管理漏洞,技术 管理不到位,日常监管缺失,主体 责任不落实。 而小事件、小事故中个体 的习惯性违章违规行为多一些。
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危害： 1、产生的高压瓦斯流，能摧毁巷道，造 成风流逆转、破坏矿井通风系统。 2、井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起 瓦斯燃烧或爆炸。 3、喷出的煤岩，造成煤流埋人。 4、猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾 事故的发生。
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•
5、突出强度在100—500T之间的大型突出 约占11%；突出强度在500—1000T之间的特大型 突出约占1.2%；突出强度超过1000T的特别大型 突出占0.8% • 6、我国煤矿中所发生的突出,以中小型突出 为主,占绝大多数。大型和特大型突出的比例小,但 绝对次数仍有100多次,并且多数发生在石门揭煤 时,这仍应予重视。
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• 二、瓦斯突出规律和条件 • （Ⅰ） 构造煤的发育是煤与瓦斯突出的必 备条件 • （Ⅱ） 压性、压扭性构造活动和部位是造 成煤与瓦斯突出的根源 • (Ⅲ) 深层构造陡变带、深层活动断裂带、逆 冲推覆构造带、强度变形带是发生煤与瓦 斯突出的敏感地带
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突出发生的一般规律
煤的力学性能与结构：层理紊乱、煤强度松软、煤质 暗淡无光，煤厚变化，煤干燥等。
9、突出危险性随着有硬而厚的围岩存在而增高。
10、石门突出危险性最高。
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• 煤与瓦斯突出的条件 • 第一，煤层瓦斯含量高是瓦斯突出发生的 基础。 • 第二，煤体结构的破坏是一种地质构造破 坏标志和发生瓦斯突出的必要条件。 • 第三，构造应力相对集中的地带是瓦斯突 出发生的主要位置。
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• 三、煤与瓦斯突出类型
(一)按力学特征分类 1、煤（岩）与瓦斯突然喷出----突出 主要特点： 突出物的搬运特征：形成固体与气体两相混合流， 可以流动到很远处。 突出物的堆积特征：分选、沉积轮回，堆积角α＜ 安息角（35°~40°） 突出物的破碎特征：产生大量手捻无颗粒的微尘。 瓦斯量：突出瓦斯量（m3/t煤）≥瓦斯含量； 喷孔孔形状：口小内大的犁形， 倒并形（与应力分布一致） 作用力：地应力（弹性变形能） 瓦斯压力（瓦斯潜能） 重力。