煤与瓦斯突出预测及防治.ppt

第一页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出预测及防治 煤与瓦斯突出机理 煤与瓦斯突出分类 煤与瓦斯突出特征与规律 煤与瓦斯突出预测方法 煤与瓦斯突出防治措施 第二页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出机理 单因素假说 综合假说 流变假说（周世宁，何学秋） 球壳失稳理论（蒋成林，俞启香） 固流偶合失稳理论（章梦涛，梁冰） 第三页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出机理 综合作用假说 该类假说最早由前苏联的Я.Э.聂克拉索夫斯基教授在50年代提出，他认为煤与瓦斯突出是由于地压和瓦斯的共同作用引起的。到50年代中期，А.А.斯科钦斯基院士根据开采突出危险煤层的经验，以及当时的科研工作成果，提出突出是由于下列因素综合作用的结果： （1）地压； （2）包含在煤体中的瓦斯； （3）煤的物理力学性质，煤的微结构和宏观结构及煤层结构； （4）在急倾斜煤层中，煤层工作面附近的煤的自重。 这些为综合假说奠定了基础。 综合作用假说认为：煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说观点的学者都承认，煤与瓦斯突出是综合因素作用的结果。 第四页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出分类 1、按动力现象的力学(能量)特征分类 根据动力现象的力学(能源)特征不同，煤与瓦斯突出可分为突出、压出与倾出三类。 （1）发动突出的主要作用力是地应力和瓦斯压力的联合作用，通常以地应力为主，瓦斯压力为辅，重力不起决定作用；实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯潜能。 （2）发动与实现压出的主要作用力是地应力，瓦斯压力与煤的自重是次要因素，压出的基本能源是煤岩所积蓄的弹性变形能。 （3）发动倾出的主要因素是地应力，即结构松软、含有瓦斯致使内聚力降低的煤，在较高地应力作用下，突然破坏、失去平衡，为其位能的释放创造了条件，实现倾出的主要力是失稳煤的自重。 这三类力现象的发动都以地应力为主，所以它们的预兆相似(如有声响预兆等)，对震动以及引起应力集中的各因素都非常敏感，在应力 集中地带、地质构造带、软煤带等处都易发生这三类现象。 第五页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出分类 2、按动力现象的强度分类 （1）小型突出：强度50t/次（突出后，经过几十分钟瓦斯浓度可恢复正常）； （2）中型突出：强度50～99t／次(突出后，经过一个工作班以上瓦斯浓度可逐步恢复正常)； （3）次大型突出：强度100～499t/次(突出后，经过一天以上瓦斯浓度可逐步恢复正常)； （4）大型突出：强度500—999t/次（突出后，经过几天回风系统瓦斯浓度可逐步恢复正常）； （5）特大型突出：强度1000t／次（突出后，经过长时间排放瓦斯，回风系统瓦斯浓度才恢复正常）。 第六页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出特征与规律 根据我国主要突出矿区如天府、南桐、里王庙、焦作、六枝等的统计资料表明，突出发生的一般规律有： （1）突出发生在一定的深度上，开始发生突出的最浅深度称为始突深度，一般它比瓦斯风化带的深度深一倍以上。 （2）突出的次数和强度随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。突出最严重的煤层一般是最厚的主采煤层。 （3）突出的气体种类主要是甲烷，个别矿井(吉林营城、甘肃窑街)突出二氧化碳。 （4）突出煤层的特点是煤的力学强度低，而且变化大；透气性差(透气性系数〈10m2／(Mpa2.d)〉；瓦斯故散初速度高；湿度小；层理紊乱、遭受过地质构造力严重破坏的“构造煤”。 第七页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出特征与规律 （5）突出危险区呈带状分布，这是因为影响突出的主要因素受地质构造控制的缘故，而地质构造具有带状分布的特征。 （7）采掘工作往往可激发突出，特别是落煤与震动作业，不仅可引起应力状态的变化，而且可使动载荷作用在新暴露煤体上造成煤的突然破碎。 （8）绝大多数突出都有预兆。 （9）煤与瓦斯突出主要发生在掘进工作面，但石门突出强度最大。 第八页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出预测方法 煤层突出危险性预测 区域突出危险性预测 工作面突出危险性预测 《防治煤与瓦斯突出细则》、《煤矿安全规程》、《煤与瓦斯突出鉴定方法》、《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》 第九页，共三十二页，2022年，8月28日 煤与瓦斯突出预测方法 1、煤层突出危险性预测 （1）突出煤层 （2）非突出煤层 （3）预测指标 A、动力现象：在采掘过程中发生过煤与瓦斯突出的煤层。 B、单项指标：煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力。 煤层