煤矿瓦斯灾害防治研究

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1、煤与瓦斯突出危险性预测及防治摘要：我国是世界第一大产煤国，煤炭在我国一次能源消费中约占70%左右，因而煤炭行业是关系我国国家经济命脉的重要基础产业。然而，煤炭行业又是我国安全生产形势最为严峻的行业之一。在所有煤矿灾害事故中，尤以瓦斯事故为重，其中主要以煤与瓦斯突出以及由瓦斯超限而造成的瓦斯爆炸为最主要的衣现形式。近年來，虽然煤矿瓦斯防治工作U取得阶段性成效，但仍没有从根本上遏制亜大瓦斯事故的发牛，2008年全国共煤矿发牛瓦斯事故182起，死亡778人，其中较大瓦斯事故63起，死亡290人；重特大瓦斯事故18起，死亡352人。乩斯灾害已成为制约烏效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素

2、，常规或单一的瓦斯灾害防治技术己不能满足煤矿高效安全生产的需要，强化瓦斯抽采才是防止瓦斯灾害爭故最有效的根本途径。因此必须做好矿井内瓦斯监测安全管理工作，随时做好监控涌出量并对瓦斯作抽排放工作，保证矿井安全生产。关键词：煤与瓦斯突出、瓦斯抽放、瓦斯监测、安全生产0引言我国煤储层构造复杂，口煤层多强烈变形，多数煤□□煤体构造破碎严重，111、IV类煤所占比例较亜，煤质松软、坚固性系数偏小，煤层透气性低，渗透率-•般在（0.001〜0.1）X10-3um范围内，瓦斯抽采效果不佳，造成瓦斯治理困难。而且随着采掘活动向纵深延仲，煤层瓦斯赋存以“三高一低”（高应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量及低渗透

3、性）为主要特征，常规的瓦斯抽采技术难以发挥作川，抽采率低下，抽采效果不明显，瓦斯事故仍时有发生，I大1此，采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施势在必行。新版的《防治煤与瓦斯突出规定》第6条明确规定：“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措就补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头，不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。”目前，煤与瓦斯突出防治主要有开采保护层、水力压裂和钻孔抽采3种技术措施。根据规定，对具有保护层开采条件的煤层应优先开采保护层使煤层整体卸压、消突；但对于不具备保护层开采条件的、单一、低透气性煤层，在实施防突措施吋，水力压裂与井

4、下常规瓦斯抽采技术相结合就显的尤为重要了。1煤与瓦斯突出危险性预测1.1煤与瓦斯突出的分类按动力现象的力学（能源）特征不同可分为突出、压出、与倾出三类。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，重力不起决定作川实现突出的基木能源是煤内积蒂的离压瓦斯潜能，英雌突出的各皐木特征缘于此。发动与实现压出的作用力是地应力，瓦斯压力与煤是次要因索，压岀的基本能源是煤岩所积蓄的艸性变形能。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，在较高的地应力作川下，突然破坏、失去平衡，为其位能的释放创造条件，实现倾出的主要力是失煤的煤車。这三类动力

5、现象的发动都是以地应力为主。瓦斯突出按强度分类是每次动力现象抛出的煤（岩）的数量（以t或n?为单位）和瓦斯量（以m3为单位）。由于在动力现象发生过程中瓦斯量的计量工作尚存在一些技术问题（如自动记录仪表，统一计算标准等），现在分类主要依据抛出的煤（岩）重量，据此可分为：小型突岀：强度＜501/次（突出后，经过几十分钟瓦斯浓度可恢复正常）；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恢复正常）:次人型突出：强度100~499t

6、/次（突出后，经过一沢以上瓦斯浓度可逐步恢复正常）;大型突出：强度500〜999t

7、/次（突出后，经过儿天回风系统瓦斯浓度可逐步恢复止常）；

8、特大型突出：强度＞1000t

9、/次（突出后，经过长时间排放瓦斯，冋风系统瓦斯浓度才恢复止常）；1.2控制煤与瓦斯突出的因素（1）地应力对突出的影响影响突出的地应力有自重应力和残余构造应力。发生煤与瓦斯突出时地应力主要起破碎煤体、激发突出作用，起主导作用的地应力是残余构造应力，即残余构造应力的存在极大地增加了煤与瓦斯突出的危险性。是否有地应力参与，力能相差很人。在石门揭煤、顶层煤巷或全层放顶煤的沿底煤巷掘述过程中，如杲工作而附近存在岩柱或硬煤等有利的约束条件,煤体承载为三维圧缩应力状态，煤体内地应力急剧增高，形成较高的地应力集中。在放炮落煤时，约束条件突然消火，煤体由三维应力变为二维其至

10、一维应力状态。由于约束条件突然消火，煤体受力状态瞬时变化，地应力梯度及瓦斯梯度急剧增窩，当煤体强度小于瞬时地应力时，在瓦斯压力参与下，煤体将发牛第二类破坏，此时向巷道方向作用的瓦斯压力对煤体的推力顿时增加儿倍甚至儿I-倍。伴随着裂隙的生成与扩张，膨胀瓦斯流开始形成，人塑吸附瓦斯解吸成游离瓦斯，发生煤与瓦斯突出。如果不采川放炮落煤，煤体不遭受突然剧烈震动，在地应力持续作川下，约束条件发生流变或蠕变破坏也可能造成瓦斯突出。（2）瓦斯压力对突出的影响