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第五章 矿井瓦斯地质 第一节 瓦斯地质概述 第二节 影响煤层瓦斯含量的地质因素 第三节 矿井瓦斯涌出 第四节 煤与瓦斯突出及其防治 第五节 矿井瓦斯地质工作方法 第四节 煤与瓦斯突出及其防治 煤与瓦斯突出：在井下采掘过程中，在极短时间内（几秒或几分钟），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。 一、煤与瓦斯突出概述 煤与瓦斯突出主要指标 ： 1．突出强度 2．突出频度 3．突出压力 4．始突深度（始突标高） 5．突出类型 突出强度用煤（岩）和瓦斯的突出数量来衡量。一般情况下，以突出煤量（岩石量）表示突出强度。 突出强度可分为： ①小型突出，突出煤量小于100 t； ②中型突出，突出煤量在100 t（含100 t）至500 t； ③大型突出，突出煤量在500 t（含500 t）至1 000 t； ④特大型突出，突出煤量大于或等于1 000 t。 突出额度是以单位时间（一般为年）内突出的平均次数来衡量。 突出压力是指突出点在临突前的瓦斯压力。瓦斯压力大于6 atrn(大气压)时，才有发生突出的可能。但近期在我国出现了低于这个数字的突出实例。 始突深度是指某地开始突出的深度（标高），也就是该地突出的最浅深度（或最大标高）。它并不等于某地第一次突出的深度（有时巧合）。 煤与瓦斯突出分为突出、压出和倾出三种类型。 二、煤与瓦斯突出特征及其阶段 (1)突出的煤向外抛出距离较远，具有明显的分选现象。 (2)抛出煤的堆积角小于煤的自然安息角。 (3)抛出的煤破碎程度高，含有大量的块煤和手捻无粒感的煤粉。 (4)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。 (5)有大量的瓦斯涌出，其涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，会使风流逆转。 (6)突出孔洞呈口小肚大的梨形、舌形及倒瓶形以及其他分岔形等。 2.煤与瓦斯压出基本特征 （一）煤与瓦斯突出类型及特征 1．煤与瓦斯突出基本特征 (1)压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小。 (2)压出后，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。 (3)压出的煤呈块状，无分选现象。 (4)巷道瓦斯的涌出量增大，造成短时间内风流中瓦斯浓度超限。 (5)压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。 (1)倾出的煤就地按自然安息角堆积，无分选现象。 (2)倾出的孔洞呈口大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂（厚煤层）方向发展。 (3)无明显动力效应。 (4)倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中。 (5)巷道瓦斯涌出量明显增加。 （二）煤与瓦斯突出经历的阶段：准备、发动、发展和停止 1．突出的准备阶段 2．突出的发动阶段 3．突出的发展阶段 4．突出的停止阶段 即能量的积聚阶段。在此阶段，由于地应力的变化，瓦斯向某处运移、集中，形成高压瓦斯区，储存大量的弹性潜能。 3．煤与瓦斯倾出基本特征 由于外力作用（如爆破或钻进等），煤体应力状态发生突然变化，岩石和煤的弹性潜能迅速释放，这时，可听到从煤或岩体中发出的破裂声，并观察到煤层发生压缩变形，还出现掉碴、支架压力增大、煤中发出劈裂声及闷雷声等预兆。 依靠释放的弹性能和游离瓦斯的膨胀能，使煤体破坏并由瓦斯把碎煤抛出。随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低，瓦斯解吸。解吸瓦斯的膨胀加剧了这一过程，又促使煤进一步破碎。如此反复进行，直到煤被粉碎为粉煤并形成粉煤瓦斯流。这种粉煤瓦斯流具有很大的能量，可把煤抛出数十米甚至数百米的距离，它可逆着风流运动或沿拐弯的巷道运动，能推翻矿车、搬运岩石等，造成一定的动力效应。 当激起突出的能量已经耗尽，继续放出的能量便不足以粉碎煤体；如果突出孔道受到堵塞，就不能继续在突出空洞壁建立高的应力梯度和瓦斯压力梯度等。以上任何一种情况出现时，突出市即停止。 突出停止后，碎煤及粉煤沉降，其中的瓦斯继续解吸并涌向巷道。同时，由于煤的喷出，在煤体形成一些特殊形状的空洞，使其周围参与突出的煤体继续破碎，加剧了瓦斯放散。 三、煤与瓦斯突出机理及其规律 我国大多数研究者认为，煤与瓦斯突出是地压、高压瓦斯和煤体结构性能等因素综合作用的结果，是聚集在围岩和煤体中大量潜能的高速释放，并认为高压瓦斯在突出的过程中起决定作用，地压是激发突出的因素。有人认为，地质构造是引起突出的决定因素，高压瓦斯是突出的主要动力，煤层破坏是突出的有利条件，采掘活动是突出的诱发原因。 （一）煤与瓦斯突出机理概述 （二）煤与瓦斯突出的一般规律 1．突出受地质构造影响，呈现明显的分区分带性 2．开采深度增加，突出的危险性增大 3．突出的气体主要是甲烷，少数情-兄下为一氧化碳 4．突出煤层走都具有软煤分层，而且突出危险性随软煤分层的增厚而增加 5