《煤矿防突工》PPT课件.ppt

煤与瓦斯突出机理及防治技术 工作面采掘应力正常分布示意图 突出前工作面应力分布示意图 煤与瓦斯突出机理及防治技术 瓦斯动力现象分类与鉴别 瓦斯动力现象可以分成如下4类型： 煤的突然倾出、煤的突然压出、煤与瓦斯突出、岩石和瓦斯突出。 分类的基本原则是： (1)动力现象造成的空洞位置及形状; (2)喷出煤(或岩石)的粒度及其分选情况; (3)煤(或岩石)的抛出距离及堆积坡度; (4)强度(喷出的煤量及岩石量)； (5)喷出{的瓦斯量及瓦斯流运行方向} (6)动力效应； (7)现象发生前的预兆 煤与瓦斯突出机理及防治技术 煤的突然倾出 突出物的搬运特征：煤沿倾斜下落，碎体抛出不远距离； 突出物的堆积特征： 就地堆积（or很近距离）、 无分选性、无沉积轮回， α＜安息角（35°~40°） 突出物的破碎特征： 大小不同的块体与碎末混杂。 瓦斯量： 瓦斯量（m3/t煤）≈瓦斯含量； 喷孔孔形状：口小内大、舌形 作用力：地应力（围岩弹性变形能）、重力。 多发生于急倾斜煤层，低强度时，易与冒落和突出混淆 煤与瓦斯突出机理及防治技术 煤的突然压出 突出物的搬运特征： 煤呈整体外移，碎体抛出一定距离。 突出物的堆积特征：就地堆积（or很近距离）、无分选性、无沉积轮回，α＜安息角（35°~40°） 突出物的破碎特征：大小不同的块体与碎末混杂。 瓦斯量：瓦斯量（m3/t煤）≥瓦斯含量； 喷孔孔形状：口大内小、外宽内窄、楔形 作用力：由应力或开采层集中压力引起的，瓦斯只起次要作用。 晋城市平山煤矿3号煤层3201进风巷的突然压出示意图 煤与瓦斯突出机理及防治技术 煤与瓦斯突出 突出物的搬运特征：形成固体与气体两相混合流，可以流动到很远处。 突出物的堆积特征：分选、沉积轮回，堆积角α＜安息角（35°~40°） 突出物的破碎特征：产生大量手捻无颗粒的微尘。 瓦斯量：突出瓦斯量（m3/t煤）≥瓦斯含量； 喷孔孔形状：口小内大的犁形，倒并形（与应力分布一致） 作用力： 地应力（弹性变形能）、瓦斯压力（瓦斯潜能）、重力。 煤与瓦斯突出机理及防治技术 判断规则 确定矿井是否为突出矿井主要以实际发生瓦斯动力现象为主要依据。 根据抛出煤炭的吨煤瓦斯涌出量确定 当瓦斯动力现象基本特征不明显，沿不能确定为或排除煤与瓦斯突出现象时，依据吨煤瓦斯涌出量确定：抛出的吨煤瓦斯涌出量大于（或等于）30m3/t 或为本区域瓦斯含量的 2 倍以上的瓦斯动力现象，定为煤与瓦斯突出。 煤与瓦斯突出机理及防治技术 根据煤层突出危险性指标判定 根据上述规则不能判定性质的瓦斯动力现象，应根据测定的煤层突出危险性指标或典型突出预兆，进行综合分析，突出危险性指标临界值应根据实测资料，无实测资料，可参考经验值。只有全部指标达到或超过临界值时，方可将发生动力现象的煤层定为突出煤层，矿井定为突出矿井。当生产过程中出现过喷孔或其它典型突出预兆时，也应将发生动力现象的煤层定为突出煤层，矿井定为突出矿井。 煤与瓦斯突出机理及防治技术 （二）发生突出的条件： a、突出煤层具有不同的地质构造与煤的结构； b、突出煤与非突出煤层的特性不同； c、突出区：瓦斯压力大，煤层透气性低，煤质松软，地质构造复杂。 d、突出煤层，地应力处于紧张状态； e、突出主要发生在地质构造带内； f、围岩地应力不均是突出危险性的一种标志。 因此，围岩的应力状态变化和能量的释放是造成突出的首要原因，瓦斯是突出的基本能源之一，瓦斯压力决定了突出的强度。 煤与瓦斯突出机理及防治技术 （三）突出过程及特点 1、突出发生过程 （1）准备阶段----能量积蓄 由于地质、采矿原因，煤体内的能量积聚逐渐发展到临界破坏，或过载的脆弱平衡状态。 特点：工作面煤壁内形成高 σ 和 ，呈现出多种有声或无声的预兆。时间有长，有短。 P p0 P σ 煤与瓦斯突出机理及防治技术 （2）激发阶段 特点：地应力状态突然改变。 表现为：极限应力状态的部分煤体突然破坏；发生巨响和冲击；向巷道方向作用的瓦斯压力的推力由于煤体的破裂，大大增加；膨胀瓦斯流形成，大量瓦斯解吸。 引发原因：落煤、打钻、修整工作面等 突出发生发展过程中应力变化设想图 煤与瓦斯突出机理及防治技术 （3）发展阶段 特点： a）突出从激发点起向内部连续剥离并破碎煤。 （由地应力和瓦斯压力共同作用） b）破碎的煤在不断膨胀的承压瓦斯风暴中边运送，边粉碎，此过程主要是瓦斯内能作功的过程。 c）煤的剥离与破碎具有脉