煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中常见的安全隐患之一，也是造成煤矿灾害的主要原因之一。
煤与瓦斯突出机理主要包括构造破裂、煤体应力破坏、瓦斯超临界释放等。
下面将详细介绍煤与瓦斯突出的机理。
1. 构造破裂机理煤与瓦斯突出的最主要原因之一是构造破裂。
地表构造活动以及地下矿层的构造应力分布不均匀，使得煤层和岩层受到巨大的压力，随着压力的积累和释放，煤层与岩层之间的接触面发生破裂，进而导致煤与瓦斯突出。
构造破裂机理主要包括构造力学效应和地下水力学效应。
构造力学效应是指地表构造活动对煤层和岩层施加的力学作用，例如断裂、褶皱等。
当构造活动达到一定强度时，会导致煤层和岩层界面发生破裂，使得煤与瓦斯突出。
地下水力学效应是指由地下水引起的构造破裂，沉积层中的水压力会使得岩土界面受到强烈的水力冲击，从而导致破裂。
2. 煤体应力破坏机理煤体应力破坏是造成煤与瓦斯突出的另一个重要原因。
在煤矿开采过程中，煤体会因为拱起、磨皮、光煤带等因素而形成应力集中区域。
当地压力达到一定强度时，会导致应力集中区域的煤体发生破坏，使得煤与瓦斯突出。
煤体应力破坏机理主要包括岩层倾向和倾角、采场空区、开采速度等因素。
岩层倾向和倾角是指煤层倾斜的方向和角度，当煤层倾角较大时，地压力的方向和大小会发生变化，导致煤体应力集中。
采场空区是指煤矿采出煤炭后形成的空隙，这些空隙会使得地压力重新分布，从而导致应力集中。
开采速度是指采煤机的工作速度，过快的开采速度会导致煤体应力集中。
3. 瓦斯超临界释放机理瓦斯超临界释放是煤与瓦斯突出的重要机理之一。
在煤层中，存在着吸附态和游离态两种形式的瓦斯。
在地下采矿过程中，因为采空区、采煤工作面的破坏等原因，会导致煤层中的瓦斯溢出。
瓦斯超临界释放主要是指煤层中的游离态瓦斯溢出。
瓦斯在煤体孔隙中的压力高于临界压力时，瓦斯就会释放出来。
超临界释放主要受到孔隙压力、煤体渗透率、煤体孔隙结构等因素的影响。
当孔隙压力升高时，瓦斯释放速度也会增加。
煤与瓦斯突出分类特点机理及规律课件
THANKS.
垂直分布规律
在垂直方向上，煤与瓦斯突出可能随着开采深度的增加而增 加，或者在特定深度范围内更为集中。
强度规律
单次突出强度规律
单次煤与瓦斯突出的强度可能与突出 的位置、地质构造、瓦斯压力等因素 有关。
累计突出强度Leabharlann 律长期观察和统计表明，煤与瓦斯突出 的累计强度可能随着开采时间的增加 而增加。
04
煤与瓦斯突出防治
瓦斯流动速度
瓦斯的流动速度对突出过程有重要影响。高流速的瓦斯能够更快地冲破煤层， 形成突出。因此，控制瓦斯的流动速度是预防突出的重要手段。
采矿因素
开采深度与采掘强度
随着开采深度的增加和采掘强度的增 大，煤层中的应力集中程度和瓦斯压 力逐渐增加，突出风险也随之增大。
采掘布置与工艺
不合理的采掘布置和工艺选择也可能 诱发煤与瓦斯突出。例如，采用不合 理的炮眼深度、装药量和爆破方式等 都可能增加突出的风险。
放。
震动放炮
通过震动放炮产生的冲击波，使 煤体产生裂隙，释放瓦斯压力。
钻孔控制
在煤层中钻孔，对瓦斯进行排放 或注入阻化剂，降低突出风险。
瓦斯抽采与利用
瓦斯抽采
利用抽采设备将煤层中的瓦斯抽出，减少煤层瓦斯压力和含量。
瓦斯利用
将抽采出的瓦斯进行净化处理，用于发电、供热等能源利用。
煤与瓦斯突出案例
05
分析
国内突出案例
贵州水城矿区
该矿区发生过多次煤与瓦斯突出事故，其中以汪家寨煤矿最为典型。该矿在开采过程中，由于煤层较 软、瓦斯含量高，容易发生突出。经过调查分析，发现该矿存在通风系统不完善、瓦斯抽放不充分等 问题。
山西焦煤集团
该集团下属的屯兰煤矿发生了一次特别重大煤与瓦斯突出事故。该矿在开采过程中，由于瓦斯治理措 施不到位、通风系统不完善等原因，导致了突出事故的发生。事故造成了多人伤亡和巨大的经济损失 。
突出机理与规律
2.4 2.4
突出发生规律
2.4 2.4
突出发生规律
突出危险区呈带状分布。 5）突出危险区呈带状分布。 上山掘进比下山掘容易突出， 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。 随着煤层倾角增大而增多。 采掘工作往往可以激发突出。 7）采掘工作往往可以激发突出。 突出大多有预兆。 8）突出大多有预兆。 9）突出危险性随着有硬而厚的围岩存在而 增高。 增高。 10）石门突出危险性最高。 10）石门突出危险性最高。
2.3 2.3
突出发生条件及过程
d、突出煤层，地应力处于紧张状态； 突出煤层，地应力处于紧张状态； 突出主要发生在地质构造带内； e、突出主要发生在地质构造带内； 围岩地应力不均是突出危险性的一种标志。 f、围岩地应力不均是突出危险性的一种标志。 因此， 因此，围岩的应力状态变化和能量的释放是造 成突出的首要原因，瓦斯是突出的基本能源之一， 成突出的首要原因，瓦斯是突出的基本能源之一，瓦 斯压力决定了突出的强度。 斯压力决定了突出的强度。
2.2 2.2
煤与瓦斯突出机理
1、突出原因思考
怎样发生？原因何在？过程如何？ 怎样发生？原因何在？过程如何？
2、突出假说 1）瓦斯作用说 认为煤内存在高压瓦斯是突出中起主要作用的 因素。 因素。
2.2 2.2
煤与瓦斯突出机理
瓦斯包” “瓦斯包”： 多聚甲烷” “多聚甲烷”：CH4在煤中形成不稳定的多聚甲 或结晶水合（ 烷（（ CH4 ）n）或结晶水合（ 斯并夹带大量煤炭而喷出。 斯并夹带大量煤炭而喷出。
500 450 416
突出发生规律
400
突出次数 平均突出强度/t
350
百分比/%
300 示值
煤与瓦斯突出分类、特点、机理及规律讲解
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
煤层
巷道掘进
2002年4月7日，淮北芦岭煤矿 发生特大型突出
煤与瓦斯突出案例
1989.3.27.1269-1煤巷突出
两突出点仅相距17m，
突出 2800t煤。
突出点距地表202m，地质构造复杂，煤 层顶板倾角8o，底板倾角38o，瓦斯压力 1.65Mpa，水平厚度45m，煤搓揉严重， 硬度低。煤巷掘进打钻喷孔、顶钻、响煤 炮。
一、煤与瓦斯动力现象的分类及其危险 程度的划分
煤体自重力：在铅垂方向t.z M gHM (0.013 ~ 0.016)HM（13-6）
自重应力：在铅垂方向 zq gH 0.025H（13-2） 在水平方向 zp (0.25 ~ 1.0) zq（13-3）
地质构造应力：在水平方向 gq (0 ~ 20) zp（13-4）
甚至更高
采动集中应力：在铅垂方向 c.p (1.5 ~ 3.0) z.q.（13-5）
南桐鱼田堡矿1406煤巷突出
1968.1.20.
在非爆破作业时突出，5000t煤, 瓦斯350万m3。堵塞巷道549m。 瓦斯逆流1621m直至进风量 3600m3/min的进风井井口,波及 全矿井，抽风井防爆门被冲开, 工人前来关门时被瓦斯熏倒.
突出点垂深315m，煤厚2.83m, 倾角30o,在保护范围内掘进时, 作业正常安全,但距保护层采止 线7.15m时,巷道煤壁变松,迎头 和两帮发生三次片帮,距采止线 2.85m时,发生这次强烈突出.
煤与瓦斯突出防治技术
煤与瓦斯突出防治技术煤矿是我国的主要能源资源，然而煤矿生产中经常会遇到煤与瓦斯突出事故。
煤与瓦斯突出是指在煤层开采过程中，由于地应力变化或煤层自身孔隙压力突然释放，导致煤与瓦斯向巷道内喷射，造成巷道坍塌和瓦斯爆炸等事故。
为了保障煤矿生产安全，需要加强煤与瓦斯突出防治技术研究。
煤与瓦斯突出形成机理煤与瓦斯突出的主要形成机理有以下几种：1.煤层围岩应力变化：当煤层开采时，周围岩体受到破坏和变形，岩层应力畸变加剧，导致煤层内部应力变化，进而引起煤与瓦斯的喷出。
2.深埋高压煤层的瓦斯释放：在深埋煤层中，瓦斯分子被压缩成极高的密度，当采空区压力下降时，瓦斯分子被释放，产生突出现象。
3.煤层内压力异常：煤层内部的孔隙压力异常，当采煤引起煤壁破裂，孔隙压力突然释放，也可能引发煤与瓦斯突出。
煤与瓦斯突出防治技术防治煤与瓦斯突出是保障煤矿生产安全的重要措施。
目前主要的防治技术如下：岩层控制技术通过采用合理的采矿方法和支护方式延缓和降低煤层应力变化，减少岩层松动、塌落和形成空腔的可能性，达到岩层控制的目的。
主要采用的岩层控制技术有支柱法、割缝法、钻孔贴片法、煤岩结构的利用等。
工作面瓦斯抽采技术在采煤的同时，采用瓦斯抽采技术抽取煤层瓦斯，减少瓦斯积聚，降低瓦斯浓度，避免煤与瓦斯突出的发生。
瓦斯抽采技术主要包括水封井、排放井、孔路和管道等。
预抽放技术在开采高瓦斯煤层时，通过提前对煤层瓦斯进行抽放，降低煤层内部瓦斯含量。
这样在采掘过程中，瓦斯含量不会达到突出危险值，从而避免煤与瓦斯突出的发生。
瓦斯抑制技术采用各种方法降低煤层瓦斯含量，避免突出的发生。
主要瓦斯抑制技术有瓦斯抑爆剂和封隔剂的使用、降低采煤速度、减小采煤工作面面积、提高开采通风和加强煤层封闭等。
安全监测技术通过安全监测技术对煤矿的工作面、通风系统、瓦斯抽采、煤层压力、煤层自燃等进行实时监测，及时预警和处理突出事故。
结语煤与瓦斯突出是煤矿生产中常见的危险事件，给煤矿生产带来严重的危害。
煤和瓦斯突出机理的流变假说
煤和瓦斯突出机理的流变假说
煤和瓦斯突出是煤矿安全中的一种危险现象，其机理涉及多个因素。
在流变学中，有几种假设被用来解释煤和瓦斯突出的机制。
1. 渗透-变形耦合假说：根据这个假设，煤层内的瓦斯渗透可以改变煤体的物理性质，如渗透能力、应力分布等。
当煤层受到外部扰动（如开采活动）时，由于瓦斯压力和应力的耦合作用，煤体中的瓦斯会迅速释放，导致煤和瓦斯的突出。
2. 渗流-剪切耦合假说：根据这个假设，煤层中的瓦斯渗透会引起渗流通道的形成和演化。
当煤层内部存在高渗透性的通道或裂隙时，瓦斯会通过这些通道快速聚集，并且在煤体受到剪切力作用时，瓦斯的聚集会进一步增强，最终导致煤和瓦斯的突出。
3. 煤层应力解耦假说：根据这个假设，煤层中的应力分布会受到瓦斯渗透的影响而发生变化。
瓦斯的渗透会导致煤层内部的压力分布不均匀，使得煤层中存在高应力区域和低应力区域。
当煤层中的应力达到一定程度时，煤体就可能发生破裂和突出。
这些流变假设并不是孤立存在的，实际情况下，煤和瓦斯突出的机理是复杂的，并且可能涉及多种因素的综合作用。
因此，对于煤矿安全管理来说，需要综合考虑地质条件、瓦斯渗透特性、煤体物理性质以及开采工艺等方面的因素，以制定有效的预防措施和安全管理策略。
1。
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是指在煤矿开采中，由于煤层中存在大量瓦斯、煤层结构紧密等因素，导致煤体与瓦斯同时突出到井下，严重威胁矿工的生命安全和矿井的正常生产。
煤与瓦斯突出机理是指研究引起煤与瓦斯突出现象的原因和过程的科学理论。
本文将从煤层结构、瓦斯赋存状态和压力变化三个方面来探讨煤与瓦斯突出机理。
首先，煤层结构是引起煤与瓦斯突出的主要因素之一。
煤层由于长期的受力作用，会形成不同程度的应力集中区，从而引发煤层的断裂和滑动。
当瓦斯从孔隙中扩散到断层面时，会因断层面的阻塞而形成瓦斯积聚，并增加了煤与瓦斯突出的危险性。
此外，煤层中存在的裂隙和缝隙也是煤与瓦斯突出的通道，使得瓦斯聚集并形成高压。
其次，瓦斯赋存状态是影响煤与瓦斯突出的重要因素。
瓦斯可以以游离态、吸附态和胶结态存在于煤体中，其中吸附符合作用最为关键。
煤层中的瓦斯主要通过两种方式释放出来，一是通过瓦斯扩散到煤与瓦斯突出通道，二是煤层的应力调节造成煤和瓦斯突出。
当煤层应力超过瓦斯吸附力时，瓦斯会从煤体中逸出，形成积聚的瓦斯在一定条件下会发生爆炸。
最后，煤与瓦斯突出也与压力的变化有关。
在煤矿开采过程中，巷道和回采工作面的开采会导致煤层应力分布的变化，进而影响煤与瓦斯的运移和突出。
当煤层应力发生剧烈变化时，煤层中的瓦斯会迅速扩散到煤与瓦斯突出通道，从而引发煤与瓦斯突出。
此外，煤层中存在的地质构造也会引起煤层的应力集中和压力变化，进而增加煤与瓦斯突出的风险。
总之，煤与瓦斯突出是煤矿开采中常见的危险现象，它与煤层结构、瓦斯赋存状态和压力变化密切相关。
深入研究煤与瓦斯突出机理，可以为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持，减少煤与瓦斯突出事故的发生。
煤与瓦斯突出致灾机理与防治研究的手段和方法的创新
煤与瓦斯突出致灾机理与防治研究的手段和方法的创新一、煤与瓦斯突出的机理煤与瓦斯突出是指在煤矿井下开采过程中，由于地质构造、采动影响等因素，导致煤层和岩层之间的应力分布不均衡，从而使得瓦斯和煤与岩层之间的接触面积增大，压力降低，从而引发气体和岩屑的喷出现象。
其机理主要包括以下几个方面：1. 地质构造因素：地质构造是影响突出的主要因素之一。
在复杂地质条件下，如断层、褶皱、岩溶等地质构造形态下，易发生突出。
2. 采动因素：采动是导致突出的另一个重要因素。
在开采过程中，由于掏空了原有的支撑体系，使得周围岩体对煤体施加的约束力减小，从而增加了突出事故发生的概率。
3. 瓦斯含量：瓦斯是导致突出事故发生的另一个重要因素。
当瓦斯含量超过安全限值时，在采掘过程中就容易发生瓦斯爆炸，从而引发突出事故。
二、煤与瓦斯突出的防治手段为了有效地预防和控制突出事故的发生，需要采取一系列的防治措施。
主要包括以下几个方面：1. 采用合理的采矿方法：通过改变采矿方法，如改变开采顺序、调整工作面宽度等方法，可以减少对岩体和煤体的影响，从而降低突出事故发生的概率。
2. 加强通风管理：通风是预防和控制突出事故的重要手段之一。
通过加强通风系统建设和管理，提高通风效果，可以有效地降低瓦斯含量和温度，从而降低突出事故发生的概率。
3. 加强监测预警：通过加强对地质构造、岩层应力、瓦斯含量等因素的监测和预警工作，及时掌握井下情况，并及时采取相应措施进行调整。
4. 强化安全培训：通过加强安全培训工作，提高矿工的安全意识和技能，从而降低突出事故发生的概率。
三、煤与瓦斯突出防治方法的创新为了更好地预防和控制突出事故的发生，需要不断创新防治方法。
主要包括以下几个方面：1. 采用智能化技术：通过采用智能化技术，如无人驾驶采矿设备、智能化通风系统等，可以有效地降低对岩体和煤体的影响，从而降低突出事故发生的概率。
2. 加强数据分析：通过加强对地质构造、岩层应力、瓦斯含量等因素的数据分析工作，可以更准确地预测突出事故的发生时间和位置，并及时采取相应措施进行调整。
煤与瓦斯突出的预防
煤与瓦斯突出的预防煤与瓦斯突出是矿井开采过程中常见的安全问题之一，对于保证矿工的生命安全和矿井的正常开采具有重要意义。
本文将从预防煤与瓦斯突出的机理、预防措施和应对突出事故等方面进行详细介绍。
一、煤与瓦斯突出的机理煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中，由于开采压力和采动工作面的煤与岩层的瓦斯解吸压力之间的不平衡，导致煤与瓦斯突然释放而引发的危险情况。
具体来说，煤与瓦斯突出的机理主要包括以下几个方面：1. 煤层的力学性质：煤层具有较低的抗压、抗剪和抗拉强度，容易受到采动压力的作用下发生变形和破裂。
2. 煤与岩层的固结释放：采动过程中，煤与岩层的前部会因采动压力而发生固结变形，而后部则会受到释放作用。
这种变形和释放的不平衡导致了煤与瓦斯的突出。
3. 瓦斯的解吸压力：煤层中的瓦斯主要以吸附态和自由态存在。
开采过程中，采动工作面对煤层施加的压力会导致瓦斯解吸，并产生一定的解吸压力。
4. 动态采动压力：采动工作面的进刀速度和开采压力的增加，使得采动压力趋于平衡，进而引发煤与瓦斯的突出。
二、煤与瓦斯突出的预防措施为了预防煤与瓦斯突出事故的发生，矿井管理部门和矿井工程技术人员需要采取一系列预防措施，以确保矿井的安全生产。
主要措施如下：1. 严格执行瓦斯防治制度：矿井管理部门应组织制定和严格执行瓦斯防治制度，明确工作责任和要求，加强对矿井的瓦斯监测和检查。
2. 加强瓦斯抽放和防治措施：矿井需要安装并保证有效运行瓦斯抽放设备，采取必要的瓦斯抽放措施，如钻孔抽放、动力抽放等，以降低矿井中瓦斯含量。
3. 建立完善的通风系统：合理设计和建设矿井的通风系统，确保通风良好，及时排出瓦斯和煤尘，减少瓦斯积聚和煤尘爆炸的风险。
4. 采取安全开采工艺：选择相应的采煤工艺，减少煤与岩层的破坏，控制采动压力，避免煤与瓦斯的突出发生。
5. 加强瓦斯监测和预警：建立瓦斯传感器网络，实时监测矿井中的瓦斯含量和压力，及时预警和采取相应的措施，以减少突出事故的发生。
煤与瓦斯突出机理及一般规律
煤与瓦斯突出机理及一般规律一、煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出给煤矿安全生产，特别是井下人员的生命财产安全造成了极其严重的威胁。
为了防止这类灾害事故的发生，保障煤矿井下安全生产．世界上各主要产煤国均投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理．以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。
但是，迄今为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。
人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了,对突出机理的假说不下40 种,尽管各有差别,但归纳起来有六类,主要的仍然是三大类:瓦斯主导学说;地压主导学说;综合作用假说.下面来介绍有代表性的几种假说.(一)瓦斯主导学说该类学说认为,瓦斯是突出的主要原因和能源,而地压和煤的物理力学性能则是为突出创造了有力条件.该类学说主要包括以下假说:1)"瓦斯包"说(前苏联贝可夫提出)突出的原因在于煤层中存在"瓦斯包".该瓦斯包中的瓦斯压力比邻近区域要高得多,且包围"瓦斯包"的煤体透气性极小,使高压瓦斯得以保存.当工作面接近这一"瓦斯包"时,高压瓦斯破坏了煤壁,瓦斯携带破碎煤猛烈喷出,发生瓦斯突出.2)突出波说(前苏联赫利斯特尔维切提出)突出是煤层中所含潜能的显现,每吨煤中所含瓦斯的潜能要比煤层储蓄的弹性变形能大10倍左右.在煤强度低的区域,煤层中的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度,在采掘工作面接近这些区域时,在瓦斯压力作用下,可产生连续破坏煤体的"突出波".3)瓦斯膨胀说(1)煤层中存在高压瓦斯含量地带,吸附瓦斯引起了煤体膨胀,增加了煤层应力,且在这样的煤层中透气系数接近于零.当巷道接近这一区域时,使应力急剧降低,造成煤的破坏和突出.(前苏联尼靠林提出)(2)突出是由于含有高压瓦斯的煤层,没结构不均匀.透气性低的硬煤包围着透气性高的软煤,当巷道工作面接近硬煤与软煤边界时,运动着的高压瓦斯就可以冲破煤壁夹带着随煤而喷出发生突出(别土哈夫提出).4)瓦斯水化物说(前苏联学者提出)在一定温度和压力下,空隙煤体中有可能形成瓦斯的水化物CH4.6H2O.当它与水结合时,在一立方米的水中可以含有200立方米的瓦斯.煤层中的瓦斯水化物以不稳定的化合物存在,储存着巨大的潜能,受到采动影响即能迅速分解,形成高压瓦斯,突破煤体而造成突出.5)瓦斯运移说煤是多孔裂隙物质，其中存在着大小不等的空隙，孔隙之间由若干大小裂隙沟通。
防突细则解读
序号
名 称
抛出煤量
预抽防突措施
1
小型突出
＜100t
2
中型突出
100t～500t (含100t)
3
大型突出
500t～1000t (含500t)
不准用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施。
4
特大突出
1000t及以上
二、煤层瓦斯赋存 1、瓦斯大量排放 成煤形成的瓦斯通过各种通道向大气排放 通道（面源释放和集中点源释放）： 煤体中的间隙渗透；地壳运动或高压地应 力形成的破碎带、开放性断层，水体浸蚀 等带出。 2、瓦斯赋存状态（ 两类三种状态） 煤是孔隙直径0.5nm至数百微米的多微孔性 固体（微孔表面积占97%以上）。 内表面积可高达200 m2/g 微孔容积、内表面积随煤的变质程度 （褐煤→无烟煤）而增大。
朗缪尔方程式 a—吨煤极限吸附瓦斯量 （一般为13 ～ 60 m3/t ） b—吸附敏感梯度 （当煤含50%的 a时，瓦斯压力的倒数，0.5 ～ 5.0 Mpa-1 ） p—吸附平衡时的瓦斯压力， Mpa
煤层含可燃基的比例 Ad——煤的灰分（%） Mad——煤的水分（%）
四、煤层突出的影响因素及临界指标 1、煤层瓦斯压力（P） ——封闭环境下受地应力的影响较大,主要做煤层 、区域的突出参数指标。 煤层瓦斯压力临界值——统计方法确定（0.7～1.0Mpa,普遍认同0.75Mpa ） △最先：煤层瓦斯绝对压力0.74Mpa——P →放宽：煤层瓦斯相对压力0.74Mpa ——PCY →随煤硬度再次放宽：煤层瓦斯相对压力0.74Mpa +↗ 突出预测：低变质、低孔隙率的（肥、焦）煤层效果较好
真空泵
阀门
阀门
三通阀
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿开采中常见的一种危险现象，主要是由于煤中的瓦斯在矿井中聚集形成高浓度，当煤面受到作业活动的刺激时，瓦斯会突然释放并迅速蔓延，导致矿井发生爆炸事故。
煤与瓦斯突出的机理主要包括瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面。
首先，瓦斯解吸是煤与瓦斯突出的主要原因之一。
在煤矿采矿过程中，煤层受到机械力的压缩和摩擦，导致煤中的瓦斯从煤体中解吸出来。
瓦斯解吸是一个复杂的物理过程，主要包括扩散、渗流和吸附解吸等环节。
当瓦斯压力超过一定临界值时，瓦斯会突然解吸并迅速蔓延到矿井中。
其次，应力释放也是煤与瓦斯突出的重要因素之一。
在煤矿开采过程中，由于采空区、岩层移动等原因，煤层会受到应力的积累和积聚。
当煤层中的应力达到一定临界值时，应力会突然释放，并伴随着瓦斯的爆炸释放。
应力释放会导致煤体的破裂和瓦斯的集中释放，从而引发煤与瓦斯突出事故。
最后，动力破坏是煤与瓦斯突出的另一个重要机制。
在煤矿开采过程中，当矿工进行钻孔、爆破等工作时，会产生巨大的冲击波和振动力，这些力量可以导致煤层的破碎和溃塌，从而释放出大量的瓦斯。
尤其是在采高厚矿层中，由于爆破力的作用更加显著，煤与瓦斯突出的风险更大。
在煤与瓦斯突出机理中，瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面相互作用，并相互促进。
瓦斯解吸和应力释放是煤与瓦斯突出的物理基础，通过动力破坏作用，可以加速瓦斯的释放和扩散，从而引发煤与瓦斯突出。
针对煤与瓦斯突出的机理，煤矿安全防范工作需要采取一系列的措施，包括瓦斯抽放、通风排瓦斯、瓦斯浓度监测等。
首先，要加强对煤矿瓦斯解吸、应力释放和动力破坏机理的研究和分析，提前预防煤与瓦斯突出事故的发生。
其次，要加强煤矿通风系统的建设和运行管理，保证矿井中的瓦斯浓度在安全范围内。
同时，要加强瓦斯抽放工作，及时排除矿井中的瓦斯，减少突出事故的发生可能性。
总之，煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中面临的重要安全问题，其机理主要包括瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面。
煤与瓦斯突出机理
区域性防范措施
要点一
优化采掘布置
合理安排采掘工作面，避免形成高应力集中区，降低煤与 瓦斯突出的风险。
要点二
加强瓦斯抽采
通过加大瓦斯抽采力度，降低煤层瓦斯压力，从而降低突 出的发生。
局部性防范措施
实施超前钻孔
在工作面实施超前钻孔，释放煤层内部应力，降低突出 的发生。
使用防突挡板
在工作面安装防突挡板，防止突出的煤和瓦斯冲出工作 面，保障作业人员的安全。
围岩应力
围岩应力的大小和分布可能影响煤体的稳定 性和瓦斯的压力，从而影响突出的发生。
04
煤与瓦斯突出的预防措施
预测预报
综合指标法
利用煤与瓦斯突出的危险性预测指标，对工 作面进行危险性评估，预测可能发生突出的 区域。
地球物理法
利用地震波、声波等方法探测煤层内部结构 ，分析煤层应力分布，预测煤与瓦斯突出的
突出煤量
抛出的煤量，单位为t。
突出瓦斯量
抛出的瓦斯量，单位为m³。
突出强度
突出煤量和突出瓦斯量的总和，单位为t·m³。
特征
突发性
突出发生前无明显征兆，具有极大的隐蔽性和 危险性。
复杂性
突出类型多样，影响因素众多，发生机理复杂。
灾难性
破坏巷道，造成人员伤亡和财产损失，影响矿井安全生产。
突出分类
按动力现象分类 按突出强度分类 按发生机理分类 按发生地点分类
地质构造作用
断层
断层处的煤体结构较为破碎，且瓦斯 含量较高，因此容易发生突出。
褶皱
褶皱处的煤体受到较大的水平应力， 容易发生突出。
水文地质作用
地下水
地下水对煤体的软化作用可以降低煤体的强度，同时水压也可以对煤体产生一定的冲击力，从而增加 突出的风险。
煤与瓦斯突出的防治专业知识
煤与瓦斯突出的防治专业知识煤与瓦斯突出是煤矿井下矿井灾害的重要形式之一，指的是在煤矿开采过程中，煤层中的瓦斯和煤层气体大量突出到工作面或井筒中，危害矿工安全的一种现象。
煤与瓦斯突出与矿井开采方法、煤层地质条件、采煤速度、瓦斯含量等因素有关。
下面将从煤与瓦斯突出的形成机理、突出防治措施等方面进行阐述。
一、煤与瓦斯突出的形成机理煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中，煤层中的瓦斯和煤层气体突然释放并迅速窜出的现象，主要是由于以下几个原因造成的：1. 煤层内部应力的改变：煤层开采后，煤体受到应力释放，煤体中原有的应力分布状态发生改变，这种改变会导致煤体内部的瓦斯和煤层气体重新排列，从而引发煤与瓦斯突出。
2. 煤体变形和破裂：煤层开采过程中，采煤工作面上的煤体受到巨大的压力，导致煤体变形和破裂，煤体破碎释放的空隙会形成通道，使瓦斯和煤层气体快速释放。
3. 瓦斯扩散和积聚：煤层开采过程中，工作面上的采煤机、风机等设备产生的风流和振动会推动瓦斯和煤层气体的扩散，煤层中的瓦斯和煤层气体很容易在采煤工作面或井筒中积聚，导致煤与瓦斯突出。
4. 煤与瓦斯共存特性：瓦斯是煤层中常见的气体，与煤体有一定的吸附和吸附解吸规律。
煤与瓦斯的相互作用会使瓦斯在煤层中积聚，而且在采煤过程中，随着煤体的破裂和变形，煤层中的瓦斯和煤层气体会释放出来，形成突出。
二、煤与瓦斯突出的防治措施为了有效防治煤与瓦斯突出，保障矿工安全，需要采取一系列的防治措施，包括预防、控制和救援等方面的工作。
下面将从开采方法调整、瓦斯抽采、通风控制、监测预警和事故救援等方面介绍常用的防治措施。
1. 开采方法调整：通过调整开采方法，减少煤层开采对煤层构造、瓦斯分布等产生的影响，避免煤与瓦斯突出的发生。
常用的方法包括：控制采场的长度和宽度，减少采煤工作面的推进速度，合理布置支护和通风设施等。
2. 瓦斯抽采：通过合理设置和使用瓦斯抽采设备，将瓦斯从煤层中抽采出来，减少煤层中的瓦斯积聚。
煤与瓦斯突出机理范文
煤与瓦斯突出机理范文一、引言煤与瓦斯突出是煤矿井下最常见的一种灾害，其频繁发生给煤矿生产带来了极大的危害。
煤与瓦斯突出是由于煤层瓦斯压力过高，当井下开采过程中煤层压力释放不畅而导致的突发性释放现象。
本文将从煤与瓦斯的形成机理、突出过程与机理以及防治措施几个方面展开论述。
二、煤与瓦斯的形成机理煤与瓦斯的形成与煤层的气体生成及保存有关。
首先，煤层中的有机质经过成煤过程逐渐转化为煤，其中蕴藏了大量的瓦斯。
其次，由于地壳活动、构造变动等因素使煤体显露在地表上，煤层中的瓦斯逐渐被释放出来。
最后，煤矿开采过程中煤层压力释放不畅，使得瓦斯压力逐渐升高，最终达到瓦斯突出的临界值。
三、煤与瓦斯突出的过程与机理煤与瓦斯突出是一个动态的过程，其机理可以分为四个阶段：预突过程、临界过程、突出过程和尾突过程。
（一）预突过程预突过程是指煤与瓦斯突出前的准备阶段。
在这个阶段，井下煤层的应力、瓦斯压力逐渐升高，煤与瓦斯突出的危险性逐渐增大。
煤层中的瓦斯逐渐被释放到矿井中，形成了瓦斯体积膨胀的背景。
（二）临界过程临界过程是指煤与瓦斯突出即将发生的过程，也是煤与瓦斯突出最危险的时期。
在这个阶段，煤层的应力达到了峰值，瓦斯压力也达到了峰值。
煤层中的瓦斯无法得到有效释放，压力积累到一定程度时，瓦斯将突然释放出来，形成煤与瓦斯突发现象。
（三）突出过程突出过程是指煤与瓦斯释放的阶段，也是煤与瓦斯突出最具爆炸性的阶段。
在这个阶段，煤层中的瓦斯突然释放出来，形成了瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸会导致煤层的破壁，释放出大量的煤与瓦斯混合物，对井下人员和设备造成严重危害。
（四）尾突过程尾突过程是指突出过程结束后瓦斯释放减弱的阶段。
在这个阶段，煤层中的瓦斯释放逐渐减弱，瓦斯压力回落到一个相对稳定的状态。
此时，煤矿井下的安全风险也逐渐减小。
四、煤与瓦斯突出的防治措施为了防止煤与瓦斯突出的发生，需要采取一系列的防治措施。
（一）加强通风管理通风是防止煤与瓦斯突出的关键措施。
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理1.突出机理的定义，研究突出机理的目的。
2.突出假说：①瓦斯为主；②地压为主；③化学本质；④综合假说3.突出的区域分布⑴图4－22－1（图1）、表4－22－1（表1），说明突出主要是构造应力引起，煤层折断处，煤强度低，但应力释放，突出强度反而小。
表1 鱼田堡煤矿6层突出情况图1南桐矿务局鱼田堡矿＋150水平八石门6号层突出点分布图⑵突出重点发生在构造带，图4－22－2～图4－22－10（2～10），表4－22－2（2）。
图2南桐矿突出点分布图图3华蓥山南段矿区构造图图4 鱼田堡矿扭转区6号层突出点分布图5 洪山殿矿蛇形山井4采区突出点分布图图6 红卫煤矿坦家冲井突出点分布图图7 红卫煤矿坦家冲井126采区＋140水平零横硐薄煤带突出点分布图图9 六枝煤矿东二采区压扭性小断层带突出点分布图图8 红卫煤矿里王庙井＋0水平西南6横硐分岔煤突出点分布图图10 南桐矿一井0504二段回采工作面小断层与突出点分布图表4-22-24.地应力场⑴如图1－2（图10），表1－1（表2），①实测垂直应力随深度线增加，基本上等于上覆岩层重量；图11 岩体地应力与岩体埋藏深度关系曲线②水平应力普遍大于垂直应力； 2个水平应力的评均值与垂直应力之比为0.53～3.0，大都为0.8～1.5。
表2 v GV h σσ/.（或v h σσ/）的统计百分率（％）⑵表4－22－3～4－22－12（表3～12），①在突出煤层围岩中存在较高的水平应力，其值可能超过垂直应力；②水平应力场的分布是不均匀的，应力25.3~37.0/=nz nx σσ。
表3 顿巴斯煤田突出矿井岩体应力状态表4 顿巴斯煤田突出矿井突出危险砂岩应力状态表5 美国库尔阿郎矿区岩体应力状态表6 北票煤田突出煤层委员应力状态表7 天府煤田磨心破矿突出煤层围岩应力状态表8 中梁山煤田北矿突出煤层围岩应力状态表9 南桐煤田鱼田堡煤矿突出围岩应力状态表11 营城煤矿突出危险砂岩应力状态表12 芙蓉煤田白皎矿岩体应力状态无表4－22－105.瓦斯地应力场⑴图4－22－20（图12），表4－22－14（表13），①瓦斯压力随深度线形增加，并且小于同水平静水压力；②在地质构造带，由于构造应力高，瓦斯压力可能超过同水平静水压力。
矿井煤与瓦斯突出防治
矿井煤与瓦斯突出防治（一）煤与瓦斯突出机理煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出是指在地应力和瓦斯（二氧化碳）的共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）由煤体内突然喷出到采掘空间的现象。
以下简称为煤与瓦斯突出。
煤与瓦斯突出是煤矿生产中一种极其复杂的动力现象，它能在极短的时间内由煤体向巷道或采场突然喷出大量的煤炭及涌出大量的瓦斯，并造成一定的、有时是十分巨大的动力效应，是严重威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。
当发生煤与瓦斯突出时，采掘工作面的煤壁将遭到破坏，大量的煤与瓦斯将从煤层内部以极快的速度向巷道或采掘空间喷出，充塞巷道，煤层中会形成空洞，同时会伴随着强大的冲击力，巷道设施会被摧毁，通风系统会遭到破坏，甚至会发生风流逆转，还可能造成人员窒息和发生瓦斯爆炸、燃烧及煤流埋人事故，严重时可导致整个矿井正常生产系统的瘫痪。
煤与瓦斯突出的机理是指突出的起因和突出过程中各主要因素的作用及相互关系。
解释煤与瓦斯突出机理的假说有很多种，其中被多数人公认的是综合作用假说。
综合作用假说认为，煤与瓦斯突出是地压、瓦斯和煤的物理力学性质综合作用的结果。
其中，地压是发动突出的因素，是破坏煤体的主要动力;瓦斯是完成突出过程的主要因素，是抛出煤体并进一步破碎煤体的主要动力;而煤的物理力学性质，决定了突出发生、发展的难易程度，起着阻碍突出的作用。
（二）突出特征我国按照煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的成因，将突出现象分为四类，即煤与瓦斯突出、煤的突然压出、煤的突然倾出和岩石与瓦斯（CO2）突出。
由于4类突出成因不同，所以具有不同的基本特征。
（1）煤与瓦斯突出的基本特征：突出的煤向外抛出很远，具有分选现象;抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角;抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉;有明显的动力效应，破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道中的设施;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;突出空洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其他分岔形等。
煤与瓦斯突出机理及防治技术研究
在理论分析方面，研究者运用弹性力学、流体力学等理论对瓦斯煤的力学特性 进行了研究。例如，吕祥锋等1]建立了考虑吸附和解吸的瓦斯煤力学模型，并 分析了瓦斯压力对煤体变形和破坏的影响。张勇等2]则运用流体力学理论对煤 与瓦斯延期突出的流动行为进行了研究，并提出了相应的预测模型。
在实验研究方面，研究者们通过不同类型的实验手段研究了瓦斯煤的力学特性 和煤与瓦斯延期突出的机理。例如，刘少伟等3]通过岩石力学实验研究了不同 瓦斯压力下煤岩的强度和变形特性，并分析了其对瓦斯煤突出的影响。此外， 研究者们还通过模拟实验研究了煤与瓦斯延期突出的形成条件和演化过程4]。
防治技术
1、引言
防治煤与瓦斯突出技术是煤炭工业生产中的重要环节。针对煤与瓦斯突出的机 理，应采取一系列有效的防治措施，以降低突出事故的发生率和危害程度。
2、防止煤与瓦斯突出的基本原 则
防止煤与瓦斯突出的基本原则是采取综合性措施，包括：合理设计采掘顺序， 避免应力集中；加强矿井通风，降低瓦斯浓度；采取抽放瓦斯等预抽措施，降 低煤层瓦斯压力。
2、存在的问题及挑战
尽管在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面取得了一定的成果，但仍存在以下问 题和挑战：
（1）对煤与瓦斯突出的内在机制认识尚不充分； （2）现有防治技术尚未完 全达到安全生产的要求； （3）对新技术、新方法的推广应用还需进一步加强。
3、未来的发展趋势
未来在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面的发展趋势包括：
4、煤与瓦斯突出防治技术的选 择依据
在选择煤与瓦斯突出防治技术时，应综合考虑以下因素：
（1）矿井的煤岩层赋存条件、地质构造等； （2）矿井生产过程中的采掘顺 序、通风系统等因素； （3）技术可行性、经济成本及施工周期等因素。
研究现状
煤与瓦斯突出机理范本
煤与瓦斯突出机理范本煤与瓦斯突出是煤矿工作面上常见的一种危险事故。
煤与瓦斯突出是指在采煤工作过程中，由于岩石内煤层瓦斯积聚过多，在一定条件下突然释放出来的现象。
煤与瓦斯突出机理的研究对于煤矿安全生产具有重要意义。
本文将探讨煤与瓦斯突出的机理和预防措施，以提高煤矿安全生产水平。
一、煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿工作面上由于地质构造和煤层条件等多种因素综合作用下，煤与岩石中积存的瓦斯在一定条件下突然释放出来的现象。
其突出机理可以从以下几个方面进行阐述：1.煤层与瓦斯含量煤层是煤与瓦斯突出的主要来源，煤层中的煤质、构造以及含瓦斯和含水量等都会对突出有较大影响。
煤层中的煤质、构造、孔隙度等因素直接影响瓦斯的吸附量和扩散能力，进而影响突出的危险性。
2.瓦斯含量与压力差瓦斯含量是决定突出的重要因素之一。
在煤炭开采过程中，地下岩层的围压会引起煤层中瓦斯的释放。
当瓦斯释放速度大于采煤工作面的瓦斯抽放速度时，就会引发煤与瓦斯突出事故。
3.地质构造与应力分布煤矿工作面周围的地质构造和应力分布对突出的形成、发展和预测具有重要影响。
当存在较强的构造应力集中区域时，地下岩层中的瓦斯释放速度会增加，突出的危险性相应增加。
4.矿井通风系统矿井通风系统对突出的形成和发展起到重要作用。
通风系统可以提供充足的新鲜空气，降低瓦斯浓度，控制突出的危险性。
通风系统中的瓦斯抽放设备和排放管道的设计和施工质量直接影响瓦斯抽放效果和突出的危险性。
二、煤与瓦斯突出的预防措施针对煤与瓦斯突出的危险性，煤矿企业需要采取一系列的预防措施，以确保煤矿的安全生产。
1.加强瓦斯抽放工作面上设置瓦斯抽放孔，通过引导瓦斯流向抽放孔，减少瓦斯在采煤区域的积聚，降低突出的危险性。
同时，加强瓦斯抽放设备的维修和管理，确保抽放通道畅通。
2.控制工作面采煤速度合理控制工作面的采煤速度，避免过度采动引起瓦斯积聚和突出的危险性增加。
采用合理的采煤工艺，减小工作面掘进速度，控制瓦斯释放速度，提高突出的预测和预警能力。
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瓦斯压力
西小茅口灰岩巷 西二半抬高石门
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
1.4 揭煤突出过程实测结果
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
1.4 揭煤突出过程实测结果
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
1.5 对突出过程的认识
震动放炮诱导突出不是炮后立刻发生，有一个短暂的 准备期；
瓦斯潜能的释放是从自由面的浅部向煤体深部扩展， 扩展速度约3～4m/s，突出过程中煤体的破坏先于瓦斯 压力下降； 参与突出的瓦斯量不仅来自突出煤本身，还包括突出 孔周围的卸压部分的煤体；
突出过程的总时间一般几十秒。
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.1 研究区矿山地质特征
“红色国际工会”矿K3煤层是顿巴斯突出最危险的煤 层。自1915到1959年，该煤层共突出221次，选择西翼 突出最严重区进行研究。 k3煤层在537m水平产状稳定，倾角65～70°，厚度 1.35～1．75m，平均l.5m；煤层为复杂结构，由五个 分布较稳定不同厚度的分层组成，揉皱煤分层呈带状。 煤层顶板为1.0m的泥岩和0.5m的细砂岩，再往上是 20m的细、粗粒砂岩。底板主要是6m左右的砂岩。区内 无其它地质构造。
谢谢大家！
煤的突然压出：由构造应力或开采集中引起，瓦斯起次
要作用。按形式不同，压出分为两类：
突然移动，煤体整体移动，不抛出煤、不形成孔洞
突然挤出，发生在构造应力大，有软分层等条件下 煤与瓦斯突出：地应力和瓦斯压力共同参与。
2、按动力现象强度分类
小 型 突 出：强度<50t/次
中 型 突 出：强度50～99t/次
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.2 研究方法
沿不突出的，厚度仅0.3m的查洛塔尔卡煤层布置考 察平巷，该巷距K3突出煤层底板10m。考察巷道长 90m，考察范围75m，从考察巷沿走向每隔2~4m向 K3煤层打3个穿层钻孔，共布置40个钻孔（直径为 45～50mm）测瓦斯压力、16个钻孔（直径为54～ 56mm）测量煤层压缩变形、在距煤层0.5m底板内安 设仪器记录震动、在突出层巷道内安装仪器记录放炮 和突出时煤块抛射速度，煤巷掘进过程中观察记录地 质构造。 5个钻孔在打钻穿煤时发出破裂声，强烈闷雷声，夹 钻和喷煤等现象。
瓦斯—煤溶体说
3、地压为主导作用的假说
地压为主导作用的假说主要有：
岩石变形潜能说；
应力集中说；
剪应力说； 振动波说； 冲击式移近说； 顶板位移不均匀说；
应力叠加说
4、化学本质说
化学本质说主要有：
“爆炸的煤”说；
重煤说；
地球化学说； 硝基化合物说
5、综合假说
综合假说有：
能量说；
应力分布不均匀说；
1.2 突出测点布置
采用四参数仪对瓦斯浓度、温度、瓦斯流量和瓦斯 压力进行遥测。
瓦斯流量 煤层温度
瓦斯压力
西小茅口灰岩巷 西二半抬高石门
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
1.3 初始测定参数
一号孔瓦斯压力1.85MPa，二号孔为1.55MPa，三 号孔瓦斯流量0.7L/min，四号孔煤层温度21℃。
瓦斯流量 煤层温度
2.0×8
3.5×2
4.0×15
2.0
9c-1c 4c 10c-2c 0c 11c-3c 0c 12c-5c 13c 14c-7c 25-26
23-22
19-20
17-16
14-13
12-10
8-7
4-5
18
15
11
3
2-1
24
21
9
6
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.3 考察结果
煤体透气性（38个测点）
分层分离说； 破坏区说
三、煤与瓦斯突出的条件
1、突出发生的条件
煤与瓦斯突出是在地应力、瓦斯及煤结构 力学性质综合作用下产生的。 地应力、瓦斯压力是突出的动力，煤结构 及力学性质是阻碍突出发生的因素。
2、地应力条件
地应力作用有3个：
围岩或煤层弹性变形潜能做功，使煤体破坏和位移；
地应力控制瓦斯瓦斯压力场；
放炮未引起突出的煤壁内 瓦斯压力有升更有降，存 在卸压排放瓦斯带（长达 5m以上）； 放炮引起突出的煤壁内瓦 斯压力有升但没有降，缺 失卸压排放瓦斯带。
瓦斯压力变化
瓦斯压力变化
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.3 考察结果
震动放炮时顶底板变形和瓦斯压力变化
发生突出前，煤壁前方出现顶底板接近停滞、瓦斯压 力无下降现象
次大型突出：强度100～499t/次
大 型 突 出：强度500～999t/次 特大型突出：强度>1000t/次
3、按作业地点分类分类
煤巷掘进突出：平巷、上山、下山
石门揭煤突出：次数不多，但强度最大
回采工作面突出
竖井突出 岩巷突出
二、煤与瓦斯突出机理
1、煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理：是煤与瓦斯突出的原因、条件及 发生、发展过程。
无突出地段,存在三带:卸压排放带,长5～8m；压力集 中带，长2～12m；原始煤体带。 有突出地段,不存在三带： 缺失卸压排放带, 即使距 工作面2～8m, 也不见围岩接近和瓦斯压力下降,个别 情况还测出瓦斯压力稍有升高。 爆破引发突出后,恢复三带,但长度增加：卸压带为 5～10m, 压力集中带为5.3～19.5m。
震动爆破未引起突出， 突出前震动爆破， 瓦斯压力不降低 瓦斯压力增加和降低
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.3 考察结果
工作面前方煤体分带
p
无突出
爆破引发突出后
p
突出
原始瓦 斯压力
卸压排放带(5～8m)
压力集中带(2～12m)
原始煤体带 距离/m
巷道
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.3 考察结果
突出与否地段特征
地应力控制着煤层透气性。
3、瓦斯条件
瓦斯作用有3个：
压缩煤的骨架，使煤体产生潜能；
吸附在微孔表明瓦斯，起楔子作用，降低煤强度；
形成瓦斯压力梯度。
4、煤结构和力学性质条件
煤体和煤的强度性质(抵抗破坏的能力)、瓦斯解 吸和放散能力、透气性等对突出的发动和发展都有 重要的作用。
四、煤与瓦斯突出现场测定
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.2 研究方法
考察巷、考察钻孔及仪表安装布置
2、红色国际工会矿煤巷突出
2.3 考察结果
瓦斯压力(40个测点)
煤层原始瓦斯压力沿走向分布比较均匀； 瓦斯压力比较高，其值介于2.6～3.0MPa。
36 32 28 24 20 16 12 8 4 0 3.5 Ⅰ Ⅲ Ⅱ
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
中梁山煤矿于1977年11月4日现场实测到一次石门 突出，突出817t煤(矸)，瓦斯38540m3，瓦斯涌出量 最大时1200m3/min，全过程延续39s。
1.1 试验地点及煤层参数
地点：南井＋290m水平南西二半抬高石门 煤层：K10煤层 垂深：320m
1、中梁山煤矿石门揭煤突出
煤与瓦斯突出及其防治技术讲座
煤与瓦斯突出及其防治技术 程远平 教授、博导
中 国 矿 业 大 学 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
第二讲
煤与瓦斯突出机理
目
一、煤与瓦斯突出分类
录
二、煤与瓦斯突出机理
三、煤与瓦斯突出的条件
四、煤与瓦斯突出现场测定
一、煤与瓦斯突出分类
1、按突出动力现象分类
煤的突然倾出：主要由重力引起，瓦斯在一定程度上参 与倾出过程。
目前的突出机理理论大部分是根据现场统计资料及实 验室研究提出的各种假说，主要有以下几种： 瓦斯为主导作用的假说
地压为主导作用的假说
化学本质说
综合假说
2、瓦斯为主导作用的假说
瓦斯为主导作用的假说主要有：
瓦斯包说； 粉煤带说；
煤透气性不均匀说；
突出波说； 裂缝堵塞说； 闭合裂隙瓦斯释放说； 瓦斯膨胀应力说； 火山瓦斯说； 瓦斯解吸说； 瓦斯水化物说；
煤层原始透气性低， 0.46～22.0×10-4m2/（MPａ· d）； 沿走向与倾向变化都较大，可达两个数量级； 最大的透气性系数与煤的鳞片化揉皱最高类型一致； 在煤层透气性急剧变化地带，多数产生突出。
透气性系数
2引起突出与未引 起突出，煤壁内瓦斯 压力的升和降是不一 样的