煤与瓦斯突出基础知识教案.doc

煤与瓦斯突出基础知识 一、煤与瓦斯突出的基本概念 1、煤与瓦斯突出概述 在煤矿井下采掘过程中，在极短时间内（数秒至几分钟）突然从煤（岩）体内喷出大量的煤（岩）与瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。 世界上首例煤与瓦斯突出事例发生在1843年法国。1879年4月17日比利时阿拉波二号井上山眼掘进时发生了世界上第一例大强度突出，突出强度420吨煤，喷出50万立方米以上的瓦斯。世界上最大的一次突出发生在1969年7月13日苏联顿巴斯加加林矿710m水平主石门揭穿L3煤层时，煤层厚仅1.03m，突出煤量1.42万吨，瓦斯25万立方米。 迄今为止，世界各主要产煤国家几乎都发生煤与瓦斯突出，这些国家主要有中国、前苏联、波兰、日本、法国、美国、匈牙利、比利时、德国、英国、澳大利亚等。其中，中国、苏联、法国、波兰、日本是突出在千吨以上的较严重的国家。 追溯我国煤矿煤与瓦斯突出的历史，最早有记载的突出是1950年5月2日辽源矿务局富国二井在垂深280m煤巷掘进时发生的。1915年8月8日在天府矿务局三汇坝，一矿主平硐揭6#煤层震动放炮时突出煤岩量12780吨，瓦斯量140万立方米，这是目前为止所发生的的最大的一次突出事例，也是世界上第二大突出事例。尽管我国煤与瓦斯突出历史比较短，但是，是世界上第一个突出次数超万次的国家，因此是世界上突出最严重的国家。突出特点是突出矿井比较多，强度大，突出频繁。 2、煤与瓦斯突出的危害 煤与瓦斯突出是煤矿严重的自然灾害之一，是煤、岩和瓦斯参与下的一种复杂的动力现象。具体表现为在数秒至几十秒钟极短的时间内向巷道、采面等采掘空间抛出大量的煤岩，并喷出大量的瓦斯。煤量从几吨到上万吨，瓦斯量从几十立方米到数百万立方米。危害轻的摧毁巷道支架，推倒矿车，破坏通风设施，引起局部地区风流反风，严重的使井巷充满煤岩和瓦斯，造成人员窒息、埋人，甚至可能引起矿井瓦斯爆炸等煤矿恶性伤亡事故。 如1879年4月17日比利时阿拉波二号井上山眼掘进时发生了世界上第一例大强度突出，突出强度420吨煤，喷出50万立方米以上的瓦斯，逆流瓦斯从提升井口23m处绞车房附近的火炉引燃瓦斯，火焰高达50m，井口建筑一片废墟，在2小时后火焰将要熄灭时，又连续发生了7次恶性瓦斯爆炸，造成124人丧生，其中地面烧死3人，烧伤11人的特大恶性煤与瓦斯突出事故。 3、煤与瓦斯突出发生的一般规律 (1)? 煤层突出危险性随采深增加而加大。 (2) ? 突出多发生在地质构造带。如在断层、褶曲和火成岩侵入的地区，受挤压扭曲严重易发生突出。见下面示意图。 突出的气体主要是CH4，少数情况下为CO2。一般情况下，瓦斯压力和瓦斯含量越大，突出危险越严重。 煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大。 采掘工作面应力集中区容易发生突出。 突出常发生于外力冲击作用下。如放炮、支护、落煤等作业方式诱导。 ? 突出多数有突出予兆。 ? 石门突出危险性最大。 ? 煤层突出危险区常呈带状分布。统计表明在突出煤层中，突出危险区占突出煤层总区域面积不到10％，即突出煤层并非处处都危险，相反大多数地区无突出危险，这也是突出预测工作的意义所在。 二、瓦斯动力现象分类及预兆 1、瓦斯动力现象分类 按瓦斯动力现象力学的基本特征，可分为：突出、压出和倾出； 按参与突出特种类分为：煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与二氧化碳突出。原在东德发生过岩盐与CO2突出，窑街局三矿发生了特大强度的煤、岩石、CO2和瓦斯突出。 按突出发生地点分为：石门突出、平巷突出、上山突出、下山突出以及回采面突出等。见示意图 按突出强度一般可分为：小型突出100t，中型突出100～500t，大型突出500～1000t，特大型突出大于1000t。 煤与瓦斯突出的基本特征 突出的基本特征 突出的煤向外抛出距离较远，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内的设施； 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； 突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形。 压出的基本特征 具有两种形式：煤的整体位移和一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小； 在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙； 压出的煤呈块状，无分选现象； 巷道瓦斯涌出量增大； 压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。 倾出的基本特征 倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象； 倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂方向发展； 无明显的动力效应； 倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中； 巷道瓦斯涌出