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煤和瓦斯突出防治研究 　　【摘 要】对煤与瓦斯突出的机理进行了研究，并对煤与瓦斯突出的规律和预兆做出了分析，同时还指出了预测突出的方法和有效的防突措施，为防治矿井的煤与瓦斯突出提供借鉴经验。 　　【关键词】煤与瓦斯突出；机理；防治 　　0.前言 　　煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动，是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象；可在极短的时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯。突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，甚至引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。我国煤与瓦斯突出矿井多，分布范围广，并且突出频繁，所以深入研究煤与瓦斯突出是非常必要的。 　　1.煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律 　　1.1煤与瓦斯突出的机理。我国根据现场资料和试验研究对突出机理进行了探，提出了新的见解和观点，特别是近几年随着研究的深人及新技术手段的应用，产生了许多新认识。目前已能对突出发生的原因、条件、能量来源作出定性的解释和近似的定量计算，为防治措施选择及效果检验提供理论依据。概括起来主要有以下几方面：中心扩张学说I网、流变假说、二相流体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳观点。国外关于煤与瓦斯突出机理的认识可归为4种观点：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。 　　1.2煤与瓦斯突出的类型 　　煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO，突出、岩石与CO，突出等。由于突出时的原动力和表现现象不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出等三种情况。 　　1.3煤与瓦斯突出的一般规律 　　（1）突出的次数和强度随开采的深度增加而增加。（2）突出多发生在地质构造地区，如褶曲、断层处及岩浆侵人地区。（3）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险陛越大。（4）煤层中的厚度大、倾角大或其厚度和倾角发生变化以及煤层中的软分层由薄变厚的地区，容易发生突出。（5）掘进工作面心力集中的地区易发生突出。（6）在外力冲击作用下，如放炮或采煤机割煤时煤体受到震动，诱导瓦斯发生突出。（7）围岩的透气性越差、致密的岩层越厚，煤层的乩斯含量越高，其突出的危险性也就越大。（8）突出多发生在揭煤和煤层掘进工作面。（9）在突出前大都出现预兆。 　　2.煤与瓦斯突出的预兆与预测 　　2.1煤与瓦斯突出的预兆 　　煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出是极少数的。突出预兆伴随其突出过程，按其主要特征大体可分为“三个阶段”：（1）早期预兆，煤变软、光泽暗，屋理节理都紊乱；（2）中期预兆，钻沫多、钻进慢，夹、顶、喷孔异常，预兆严重突出危险区域表现强烈；（3）临突预兆，工作面来压、煤炮响、瓦斯涌出异常。 　　2.2煤与瓦斯突出的预测 　　科学确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的方式，对各种煤与瓦斯突出预测指标进行敏感性分析研究，确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。对部分防突指标检验值超过规定的或出现动力现象的煤层，应进行突出危险性鉴定或进行突出危险区域划分，未鉴定划分前要按突出煤层进行管理。国内外煤与瓦斯突出的预测方法有以下几种：（1）微震技术预测突出危险性。煤和围岩受力破坏过程中发生破裂和震动，当从震源传出震波或声波的强度和频率增加到一定数值时，可能出现煤的突然破坏，发生突出。突出是由连续的多起断裂引起的，而且异常的微震发射通常在断裂之前5～45s内产生，故微震法作为突出预报方法，有其广阔的应用前景。（2）煤层温度状况预测突出的危险性。温度状况预测突出危险性的理论根据是：瓦斯解吸时吸热，导致煤层温度降低。温度降低越多，说明煤层瓦斯解吸能力越强，则突出危险l生越大。（3）电磁辐射强度预测突出危险。电磁辐射（EME）是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或物理现象，与煤岩体的受载状况及变形破裂过程密切相关。电磁辐射信息综合反映了煤与瓦斯突出等灾害动力现象的主要影响因素；可实现真正的非接触预测，无需打钻，对生产影响小，易于实现定向及区域性预测，不受含瓦斯煤体分布不均匀的影响；可实现动态连续监测及预报，能够反映含瓦斯煤体的动态变化过程；既能探测煤壁附近的突出危险性及突出危险带的方位，又能检验防突措施的效果。（4）煤层中涌出的氦或氡休积分数的变化预测突出。在地震之前不仅有氡的反常涌小现象，而且有氦的反常涌出。前苏联学卉考察了顿涅茨煤田中2个不突出煤层和4个突出煤层的氦含量后指出：自由释放的瓦斯中，氦含量高，瓦斯压力也相应的高。煤中涌出的氦叫以作为预测突出的一个指标，该项目正在继续进行。（5）神经网络方法进行突出预测。神经网络。有通过样本来“学习”的能力，一方面区别于传统的各种预测方法，实际应用时无须做出因素与突出相关关系有任何假设，只需