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1、第14卷第2期地质力学学报Vol114No122008年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun.2008文章编号:100626616(2008)0220117218煤瓦斯突出研究现状及其研究方向探讨1223222孙叶,谭成轩,孙炜锋,王瑞江,吴树仁,汪西海,陈群策(1.国土资源部实物地质资料中心,燕郊101601;2.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081;3.中国地质科学院矿产资源研究部,北京100037)摘要:本文通过学习总结煤炭行业近200年来对煤瓦斯突出的研究成果和工作经验,了解其具体的研究思
2、路方法、研究历史发展过程、研究现状及存在的关键问题,探讨采用地质力学理论方法进行煤瓦斯突出研究的可能性与可行性。关键词:煤瓦斯突出;煤瓦斯地质;煤瓦斯突出预测预报;地质力学中图分类号:P694文献标识码:A0引言煤瓦斯突出灾害目前仍然是我国煤炭安全事故中的“头号杀手”,也是世界级的科研难题。尽管世界各国对之十分重视,制订了各种规章、细则,管理也非常严密,但仍然难免重复发生类似的重大矿难,是当前急需探索且十分紧迫的重大研究课题。作者曾讨论了这一重[1]大课题,在学习总结各国相关资料和经验后,本文再次讨论这个问题。1煤瓦斯突出
3、的基本定义和认识我国2006年出版《煤与瓦斯突出防治技术手册》中指出:“煤瓦斯突出是煤矿生产中遇到的一种极其复杂的矿井瓦斯动力现象。它能在极短的时间内,由煤体向巷道或采场空间抛[2]出大量的煤炭,并喷出大量的瓦斯,不仅会造成人员伤亡,还会造成国家财产损失”。因此,煤瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的重大自然灾害之一。中华人民共和国煤炭工业部制定的《防治煤与瓦斯突出细则》(1995年5月起执行,以下简称《细则》)中指出:“煤瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象,到目前为止,对各[3]种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌
4、握”。因此,更须严格执行本《细则》各项规定。《苏联煤、岩和瓦斯突出危险层安全开采规程》(1989年)中指出:“瓦斯动力现象包括煤和瓦斯突出(突出压出)、煤的突然冒落(倾出)伴随瓦斯涌出、岩石和瓦斯突出等,煤[4]和瓦斯突出是复杂的瓦斯动力现象”。收稿日期:2008207201作者简介:孙叶(19322),男,研究员,长期从事地质力学、地应力场、地壳稳定性等研究工作。118地质力学学报20082煤瓦斯突出概况211世界各国煤瓦斯突出概况根据记录资料,自1834年法国鲁阿雷煤田阿克矿井发生第一次煤瓦斯突出以来,先后发生突出灾害
5、的国家有:前苏联、中国、法国、波兰、日本、英国等19个国家和地区(表1),据不完全统计已经发生突出总数达4万次左右,最大的突出发生在1969年前苏联的顿3巴斯煤矿,突出煤(岩)量达1142万t,瓦斯涌出量达25万m,造成众多人员伤亡,资产[2,5～8]损失严重。212中国煤瓦斯突出概况中国是产煤大国,占全部能源中的70%以上,由于世界石油持续涨价,已经启动“煤炼油”的批量生产,预示今后将仍有扩大开采的趋势。同时我国也是世界上煤瓦斯突出最严重的国家之一,据1990年不完全统计已经发生突出约115万次,占世界总数的37%左右,
6、3强度在千吨以上特大型突出100多次,最大突煤岩约113万t,涌出瓦斯140万m。煤矿是我国各种矿难中死伤人数最多,财产损失最大的矿种,据1981～1999年近20年的统计资料表明:每产百万吨煤炭平均死亡6～715人,每年平均死亡5000～7000人,其中煤瓦斯平均死亡始终保持在每年平均死亡2400～2500人的水平。建国50年来(1949～1999年),我国煤矿发生一次死亡100人以上特别重大矿难14起,死亡2300余人,其中与煤瓦斯相关者占10起、煤尘爆炸3起、电气火灾1起,可见绝大多数特大型事故均为煤瓦斯灾害,[9～
7、11]由此成为我国煤矿生产中的“头号杀手”。应该特别指出,建国50年来煤矿死亡率以乡镇煤矿最高,平均达10135人Πmt,其次地方国有煤矿平均为6117人Πmt,国有重点煤矿仅为2113人Πmt。特别是近年来,村镇小矿违纪开采,基本处于失控状态,死亡人数剧增,甚至无法获得确切统计人数。两年来尽管国家关闭小矿政策执行不力,但也取得了明显下降效果,如2006年与2005年相比,死亡人数减少了20%左右。3煤瓦斯突出研究的主要内容概述煤瓦斯突出防治研究已经成为一门分支学科,其内容十分丰富,涉及面也很广,获得了众多基础学科的支持,
8、特别是已经积累了很多实际材料,也总结许多规律性认识,主要由煤炭采矿工作者和煤炭地质工作者为主进行研究,特别是结合生产实践、安全生产的实地情[2]况,取得了系统的学科成就,为经济建设作出了重大贡献。研究内容可以分为几个方面:①瓦斯的赋存;②煤瓦斯突出的规律与机理;③综合防治;④预防煤瓦斯突出的措施;⑤煤瓦
