煤与瓦斯突出机理

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1、煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出机理研究概况煤与瓦斯突出给煤矿‘安全生产，特别是井下人员的生命财产安全造成了极其严重的威胁。为了防止这类灾害事故的发生，保障煤矿井下安全生产．世界上各主要产煤国均投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理．以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。但是，迄今为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。目前这些关于煤与瓦斯突出机理的假说归纳起来主要有如下几类

2、：单因素作用假说单因素作用假说主要有：瓦斯主导作用假说，地压主导作用假说以及化学本质作用假说，其主要特点是强调单因素起主导作用。1)瓦斯主导作用假说：以瓦斯为主导作用的假说。主要有“瓦斯包’’说前苏联的比1I．沙留金和英国的R．威廉姆等提倡的“瓦斯包’’学说认为，煤层内存在着可以积聚高压瓦斯的空洞，其压力超过煤层强度减低区的煤体强度极限，当工作面接近这种瓦斯包时，煤壁就会发生破坏，产生突出。(2)粉煤带说前苏联的几比贝可夫、德国的M．鲁夫、英国的H．布列斯克以及日本的植木七郎提倡的粉煤带说认为，由于地质构造或矿山压力的作用，原生煤层被破碎成粉状．这些粉煤极易

3、放出瓦斯。当巷道接近这一地带时，粉煤在较小的瓦斯压力作用下，就能与瓦斯一起喷出。(3)煤孔隙结构不均匀说前苏联的P．M．克里切夫斯基等人提出了这一假说，这一假说认为．煤层中有透气性变化剧烈的区域，在这些区域的边缘，瓦斯流动速度变化很大。如透气性小的恰好是坚硬的煤．而透气性大的又是不坚硬的煤，那么当巷道接近这两种煤的边界时，瓦斯潜能就有可能使煤突出。(4)突出波说前苏联的c．儿赫里斯基阿诺维奇提倡的这一假说认为，瓦斯潜能要比煤的弹性变形能大十倍左右，在煤的强度低的地区，煤的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度。当巷道接近这一地区时，在瓦斯压力的作用下，可产生连续的破碎

4、煤体的突出波，引起突出。(5)裂缝堵塞说前苏联的H．L1．阿莫索夫提倡这一假说，他认为由于均匀排放瓦斯的裂缝被封闭和堵塞，在煤层中形成增高的瓦斯压力带，从而引起突出。(6)闭合孔隙瓦斯释放说前苏联的儿比合尔巴尼提出了这一假说，他认为：近工作面地带，由于煤吸收和解吸瓦斯的周期性，使其机械强度降低，包含在闭合孔隙中的瓦斯、在孔隙闭合面与敞开面之间产生了很大的压力差。当煤体被破坏时，使被解吸的瓦斯抛向巷道。(7)瓦斯膨胀说前苏联的B．LL尼柯林等人提倡这一假说，他们认为在煤层中存在着瓦斯含量增高带．因而引起煤体膨胀和煤层应力增高，此处煤层的透气性接近于零。当巷道掘

5、进到该处时，其应力急剧降低，造成煤的破碎和突出(8)卸压瓦斯说前苏联的g．K里热夫斯基提出的这一假说认为．突出煤层富含瓦斯，但透气性低．瓦斯难以流出。而采掘工作可使局部卸压，迅速卸压的瓦斯涌向煤壁、造成煤壁局部瓦斯压力升高，使粉碎的煤迅速抛出或向巷道挤出。(9)火山瓦斯说日本的栗原一雄提倡这一假说，他认为，瓦斯突出的动力来源于煤层中的游离瓦斯，突出时瓦斯压力能达到一千几百个大气压。由于火山的活动、煤受到了二次热力变质，产生瓦斯和热流体带来的岩浆瓦斯，从而在煤层内，待别是在断层内，形成高压瓦斯区，当进入这一地区进行采掘作业时，即能引起突出。(10)地质破坏带说

6、日本的兵库倍一郎提倡的这一假说认为，由于有地质破坏带的存在，潜藏着一定数量的高压瓦斯。当巷道或工作面接近该带时，在爆破及地压的影响下，煤、岩壁裂缝增多．如覆盖层的阻力与瓦斯压力的平衡遭到破坏时，将会发生突出。它的中心点在于：由于地质破坏带的存在，增加了周围岩体的异常拱压，当工作面接近这一破坏带时、工作面与地质破坏带之间的煤层会被迅速破坏从而引起突出。(11)瓦斯解吸说原民主德国的K．克歇尔倡导这一假说、他认为，卸压时煤的微孔隙扩展、孔隙吸附潜能降低，吸附和吸着瓦斯解吸．潜伏的压力(吸附瓦斯的内能)转化为“游离瓦斯”压力，使瓦斯压力增高，可破坏不坚硬的煤体而引

7、起突出。瓦斯说能解释突出中的一些现象、但与下面一些情况不符或不能解释：①迄今为止在煤层内从未发现过上述的“瓦斯包”或持定的粉煤带，②人们在后来的实践中统计的资料表明：突出危险性与煤层瓦斯含量之间没有直接的联系；③在突出孔洞周围出现过重复突出④.岩石错动的强烈声响往往发生在突出之前的煤体深处⑤.打小直径徘放钻孔，并不能有效地防治突出；⑥.突出地点煤和岩石的温度升高，抛出的煤体温度也有⑦.煤层的自行揭开；⑧.过煤门时的突出；⑨.突出孔洞发生变形(体积缩小)；⑩.大多数平巷的突出空洞位于上隅角。地压主导作用假说：以地压为主导作用的假说。主要有：（1）岩石变形潜能说

8、前苏联的11．M．别楚克和D．1’．阿尔沙瓦、法国的