浅谈煤与瓦斯突出及预测技术

[摘要]针对煤矿煤与瓦斯突出发生的一般规律突出机理进行综合防突体系的建设和发展，“四位一体”综合防突措施的应用，煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验，区域预测，单指标预测技术，有效的防治煤与瓦斯突出的发生，使煤与瓦斯突出矿井达到安全生产，杜绝煤与瓦斯突出的发生。

中图分类号：TD712+.5

[关键词] 煤矿 煤与瓦斯突出 预测技术

一、 突出发生的一般规律

危险性随开采深度增加而增大；

危险性随煤层（特别是软分层）厚度的增大而增大；

大多数发生掘进工作面，掘进面占80%（其中石门占6.75%）以上，采面占15.8%；

石门突出平均强度最大；

突出前作业方式以放炮为主：放炮占64.6%， 手、风镐落煤占21%， 其它占12.1%；

多发生在地质构造带和应力集中带；

多数突出有突出预兆。

二、突出机理

世界上尚未形成完整的公认的突出机理，目前机理研究尚停留在各种假说阶段，各种假说可概括为3种类型：应力学说、瓦斯学说、综合学说，其中综合学说得到较多支持。综合学说认为突出是应力、瓦斯和煤岩物理力学性质三者综合作用的结果。

三、 综合防突体系

防突技术的发展历程

大致可归纳为3个发展阶段。

第一阶段：在20世纪50年代以前，以安全防护措施为主，避免人员伤亡。主要措施是采取震动放炮；

第二阶段：20世纪50至70年代，以防止突出措施为主，普遍采取防突措施（区域和局部措施），辅以安全防护措施；

第三阶段：综合防突措施，增加了突出预测和措施效果检验内容，形成了包括突出危险性预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施的“四位一体”综合防突措施。

四、 “四位一体”综合防突措施

《规程》规定： “ 开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施”。

五、 煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验

煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验的目的和意义在于保障安全生产，判识区域或工作面突出危险性、确定防突措施的有效性，为预防突出事故提供依据，同时提高安全管理效率；提高防突措施的针对性，减少防突措施工程量，减少防突成本，提高采掘进度，从而在安全的前提下解放生产力，提高矿井经济效益。所以，《规程》规定：“突出矿井必须对突出煤层进行区域突出危险性预测（简称区域预测）和工作面突出危险性预测（简称工作面预测）。……

六、 区域预测

突出危险区域预测可在地质勘探时期和矿井生产时期进行。煤层经区域预测可分为突出煤层和非突出煤层，突出煤层经区域预测可划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。不同区域的管理制度有所不同。

七、 单指标预测技术

指标有深度、变质程度、瓦斯压力或瓦斯含量、瓦斯放散初速度ΔP、煤层的结构破坏类型、煤的坚固性系数f、地质构造复杂系数KK、氧化（还原）程度、能量指数等。

预测方法有的是以单指标进行判断，如始突深度；有的则是以几个指标综合判断，如我国采用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标（P） 、煤的坚固性系数（f）和煤层瓦斯压力（P）综合判断煤层突出危险性。综合判断的临界值应根据矿井的实测资料确定，如无实测资料时，可参考表1所列数据划分，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层。

我国从七十年代开始研究煤层突出危险性区域预测，国家“七五”期间重点研究了综合指标预测技术。煤炭科学研究总院抚顺分院利用煤层的物理力学特征和瓦斯参数研究地勘时期煤层突出危险性预测技术，和北票矿务局一起利用石门揭煤时打钻孔测定煤层的瓦斯压力和煤的瓦斯放散初速度指标P以及煤的坚固性系数f值，结合开采深度综合分析矿井生产时期采区的突出危险性。

综合指标D、K的突出临界指标值应根据实测数据确定，如无实测资料，可参照表2所列的临界值，确定区域突出危险性。并提出了采用综合指标法对煤层进行区域预测时应符合的要求：在岩石工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔， 测定煤层瓦斯压力；在打测压孔的过程中，每米煤孔采取一个煤样， 测定煤的坚固性系数（f）；将两个测压孔所得的坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数；将坚固性系数最小的两个煤样混合后， 测定煤的瓦斯放散初速度指标（P）。