煤与瓦斯突出防治技术研究现状及发展趋势

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1、煤与瓦斯突出防治技术研究现状及发展趋势河南城建学院，河南平顶山467036摘要：简要说明某一研究领域（范围）的目前国内外研究现状、存在的问题和不足及发展趋势。“摘要”煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中发生的严重自然灾害之一，而我国是世界上煤与瓦斯突出很严重的国家，目前我国采用四位一体与综合防突措施，但随着矿井开采深度逐渐增加，煤层瓦斯含量也逐渐增高，煤层的透气性越低，突出危险性也相应增大，所以研究防突措施有重要的现实意义，本文在分析煤矿安全科技工作现状和趋势的基础上，介绍了近年来我国煤与瓦斯突出防治技术研究取得的进展和新成果，另外还分析了在煤与瓦斯防突方

2、面所面临的挑战和急需开展的科技研究工作。关键词：煤与瓦斯突出；防治；灾害治理0引言煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业，煤炭工业的可持续发展直接关系着全面建设小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤矿均为有瓦斯涌出的矿井，全国煤矿的年瓦斯涌出量在100亿以上[1]。随着开采深度的不断增加，瓦斯涌出量不断加大，煤与瓦斯突出危险也不断增加，煤与瓦斯突出已成为我国煤矿灾害中危害最大的自然灾害之一。表1：2001-2008年全国发生的煤与瓦斯突出简表20012002200320042005200620072008总计事故次数414358404140352

3、73258死亡人数1953142363321802522482221979我国是世界上煤与瓦斯突出很严重的国家，因此防治煤与瓦斯突出刻不容缓[2]。2中国煤与瓦斯突出防治技术现状煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一。自从我国1950年辽源矿务局富国西二矿首次发生突出以来，国内防突科技人员先后试验应用了松动爆破、超前排放钻孔、深孔控制卸压爆破、水力化等多项防突措施，有效的降低了突出强度和突出粗疏，取得了明显的防突效果，选择合理有效的防突技术是突出矿井实现高产高效的关键。2.1煤与瓦斯突出区域防治措施危险煤层的抽放和湿润对突出煤层的瓦斯

4、预抽，可以降低煤层的瓦斯潜能。由于煤层瓦斯得到排放，煤体发生收缩变形，因此缓和了煤体的应力紧张状态，可以部分地释放煤体的弹性潜能。煤体瓦斯的排出，提高了煤的强度。因此，总体来说增大了突出的阻力，从而降低了突出威胁。而煤层湿润使裂隙和煤层空隙中的瓦斯局部封闭并提高煤的塑性，因此阻止了吸附瓦斯向自由状态的转变，从而共同起到防突的作用。保护层超前开采后，被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参数发生显著变化，从发生变化的时间看，卸压作用是最早出现的，有些卸压过程甚至在保护层工作面前方10~20m处开始，一般在工作面后方[3]。当膨胀变形速度加快时，瓦斯

5、动力参数才发生显著变化。开采保护层防突机理可表述如下:开采保护、层岩层移动、被保护层卸压(地应力降低、煤层膨胀变形)、透气性增加、瓦斯解吸、煤(岩)层瓦斯排放能力增高、瓦斯排放、钻孔瓦斯流量增大、瓦斯压力降低、瓦斯含量减少、煤机械强度提高、应力进一步降低、降低煤与瓦斯突出威胁。2.2煤与瓦斯突出局部防治措施8水力松动的实质是在回采工作面或准备巷道工作面施工钻孔，通过钻孔向煤层压入特殊的水溶液，通过水对煤体结构的破坏作用改变工作面附近煤层的瓦斯动力状态和应力应变状态。当向煤层以水力压裂方式注入水溶液时，液体在压力的作用卜通过裂隙渗入煤层，形成的裂隙大

6、多平行煤层暴露面。进行水力松动是在工作面附近煤层形成裂隙，导致煤层失去支撑能力，引起集中应力带向煤体深部转移。由于煤层失去支撑能力，在工作面附近形成卸压带，同时伴有瓦斯向外排放。在煤巷掘进工作面的前方，打直径为75~300mm的钻孔，排放瓦斯，并在钻孔周围形成卸压带，以防比发生突出。一般钻于L深15~20m。超前钻孔常用于煤层较厚、赋质较软、透气性较好的情况卜。对于煤层较硬，可以与微差控制爆破结合使用[4]。煤层的水力爆破处理：水力爆破可以理解为炸药在充水钻孔中的爆破。煤层的水力爆破处理可以与煤层预先注水一起进行，或不注水。在煤层水力爆破处理时，通

7、过煤的松动和由此引起的工作面附近煤层应力重新分布和瓦斯排放，达到防比煤与瓦斯突出的作用，所以煤层爆破作用参数应保证煤必需的松动程度和卸压排放结果。采用以煤体水力爆破处理为基础的措施，与打孔有密切关系，同时打钻可能引起煤与瓦斯突出[5]。当打直径60mm以下的钻孔时，煤与瓦斯突出的概率很小，所以煤体水力爆破处理时，钻孔直径应限制在60mm以下。2.3“四位一体”综合防突技术“四位一体”综合防突技术充分考虑了美誉外的复杂性和不确定性，本着以人身安全为主、防比突出事故发生、避免防突工作的自目性、减少人力和财力的浪费、提高突出矿井生产效率的目的[6]，把防

8、突工作分为4个环节，即突出预测、防突措施、措施效果检验和安全防护措施。“四位一体”综合防突措施。3煤与瓦斯突出防治技术发展