矿井瓦斯防治 文档 (3)

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1、煤与瓦斯突出及其防治陈少辉（安全09-3班10号）摘要：瓦斯防治技术的研究主要从两方面入手。一方面是瓦斯涌出和突出预测，包括对煤岩层中瓦斯含量的预测、采掘过程中瓦斯涌出量和涌出形式的预测、煤与瓦斯突出危险性的预测等，根据预测结果确定合理的采掘部署及防治瓦斯灾害的措施;另一方面是瓦斯突出预防，包括对采煤工作面的瓦斯进行泄压、以提高煤的孔隙率，提高抽采率，采掘空间的合理通风、消除煤与瓦斯突出危险性等，其目的是减少瓦斯涌出量、消除瓦斯异常涌出、将采掘空间中瓦斯浓度稀释到可爆炸限以下，保证充足的氧气供给。关键词：矿井安全瓦斯突出突出预测突出防治1.突出机理：许多国家对煤与瓦

2、斯突出机理的研究都很重视，并取得了一定成果，但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性，目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。　2.煤与瓦斯突出的预兆与预测      2.1煤与瓦斯突出的预兆。煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出是极少数的。突出预兆伴随其突出过程，按其主要特征大体可分为“三个阶段”：（1）早期预兆，煤变软、光泽暗，屋理节理都紊乱；（2）中期预兆，钻沫多、钻进慢，夹、顶、喷孔异常，预兆严重突出危险区域表现强烈；（3）临突预兆，工作面来压、煤炮响、瓦斯

3、涌出异常。      2.2煤与瓦斯突出的预测。科学确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的方式，对各种煤与瓦斯突出预测指标进行敏感性分析研究，确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。对部分防突指标检验值超过规定的或出现动力现象的煤层，应进行突出危险性鉴定或进行突出危险区域划分，未鉴定划分前要按突出煤层进行管理。国内外煤与瓦斯突出的预测方法有以下几种：（1）微震技术预测突出危险性。煤和围岩受力破坏过程中发生破裂和震动，当从震源传出震波或声波的强度和频率增加到一定数值时，可能出现煤的突然破坏，发生突出。突出是由连续的多起断裂引起的，而且异常的

4、微震发射通常在断裂之前5~45s内产生，故微震法作为突出预报方法，有其广阔的应用前景。（2）煤层温度状况预测突出的危险性。温度状况预测突出危险性的理论根据是：瓦斯解吸时吸热，导致煤层温度降低。温度降低越多，说明煤层瓦斯解吸能力越强，则突出危险性越大。（3）电磁辐射强度预测突出危险。电磁辐射是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或物理现象，与煤岩体的受载状况及变形破裂过程密切相关。电磁辐射信息综合反映了煤与瓦斯突出等灾害动力现象的主要影响因素；可实现真正的非接触预测，无需打钻，对生产影响小，易于实现定向及区域性预测，不受含瓦斯煤体分布不均匀的影响；可实现动态

5、连续监测及预报，能够反映含瓦斯煤体的动态变化过程；既能探测煤壁附近的突出危险性及突出危险带的方位，又能检验防突措施的效果。（4）煤层中涌出的氦或氡休积分数的变化预测突出。在地震之前不仅有氡的反常涌小现象，而且有氦的反常涌出。前苏联学卉考察了顿涅茨煤田中2个不突出煤层和4个突出煤层的氦含量后指出：自由释放的瓦斯中，氦含量高，瓦斯压力也相应的高。煤中涌出的氦叫以作为预测突出的一个指标，该项目正在继续进行。（5）神经网络方法进行突出预测。神经网络具。有通过样本来“学习”的能力，一方面区别于传统的各种预测方法，实际应用时无须做出因素与突出相关关系有任何假设，只需将实际数据直

6、接提供给网络来训练；另一方面训练完成后的网络能以任何精度逼近真值，能够抽提、捕捉隐藏在历史数据中的规律，尤其是那些尚未被人类认识和揭示的规律，这些优点是传统方法无法比拟的。  3．1预防突出的区域性措施。       （1）优先开采保护层。开采具有煤和瓦斯突出危险的煤层群时，预先开采无突出危险或危险性较小的煤层，使有突出危险的煤层卸压，大量泄出瓦斯，从而使其减弱或失去煤和瓦斯突出危险。对有条件进行保护层开采的突出煤层，坚定不移地实施保护层开采，对不具备保护层开采条件的突出煤层不安排采掘活动，同时创造条件研究解决保护层开采的新技术。（2）煤层开采前瓦斯预先抽排。煤层开

7、采前瓦斯预先抽排，消除高地应力，提高煤层透气性，在回采前消除突出。（3）煤层注水。被水湿润的煤力学性能发生很大变化，塑性提高，弹性模量减小，从而使地应力分布均匀化，地应力和瓦斯压力梯度都减小，弹性潜能降低，其释放的速度变小，大大减小了突出释放弹性潜能的功率水平；水进入煤的孔隙，降低了瓦斯放散初速度，增加了瓦斯流动阻力，从而削弱了瓦斯在突出过程中的作用；抽排瓦斯降低了瓦斯压力和瓦斯含量，减小了瓦斯内能。     3．2预防煤和瓦斯突出的局部性措施。       （1）水力冲孔。在进行采掘工作之前，使用高压水射流，在有突出危险的煤层（或石门揭煤）中，冲出若干直径较大