防治煤与瓦斯突出知识.ppt

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1、全员防突知识培训讲义恒宇公司通风部庾健第一讲：防突理论基础一、煤与瓦斯突出的概念：所谓煤（岩）与瓦斯突出，就是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。第一讲：防突理论基础二、煤与瓦斯突出的危害：一但发生突出，将会使风流发生逆转、推翻矿车、破坏支架、突出的煤、岩、瓦斯堵塞巷道或采掘空间，给瓦斯和煤尘爆炸创造条件，极易造成人员伤亡，导致生产中断，它是煤矿安全生产压制的自然灾害之一。第一讲：防突理论基础三、突出煤层：《防治煤与瓦斯突出规定》中的填土煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或经

2、鉴定有突出危险的煤层《梨园坝井田地质精查报告》对井田内各煤层突出危险性评价：M8煤层：突出～严重突出煤层M6煤层：突出煤层M12煤层：弱突出煤层第一讲：防突理论基础四、突出分类小型煤与瓦斯突出，强度小于10t；中型煤与瓦斯突出，强度10～99t；次大型煤与瓦斯突出，强度100—499t；大型煤与瓦斯突出，强度500—999t；特大型煤与瓦斯突出，强度等于或大于1000t。第一讲：防突理论基础六、煤与瓦斯突出的一般规律突出危险性随开采深度增加而增大。突出危险性随突出煤层的厚度增加而增大，突出最严重的往往是矿井的主采层。突出往往呈带状分布，突出

3、一般发生在地质构造变化区域。突出的气体大部分是瓦斯，同一煤层中瓦斯压力高的区域突出危险性越大。大多数突出都有预兆。突出往往有硬而厚的顶底板存在。由于受自重影响，由下向上掘进比由上向下突出危险性大。石门揭煤的突出强度比掘进、回采时大。七、突出机理阐述煤与瓦斯突出发生的原因、条件极其发生、发展的过程叫突出机理。瓦斯为主导作用的假说；地应力为主导作用的假说；化学本质假说；综合假说。目前，世界各国普遍持综合假说观点。第一讲：防突理论基础第一讲：防突理论基础综合假说防突理论：该观点认为，煤和瓦斯突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质等因素综合作用的结

4、果。即煤与瓦斯突出必须具备的三个要素：地应力、瓦斯和煤的物理力学性质。A.地应力：地应力是指煤岩层的静压力、构造应力、采掘附加应力。第一讲：防突理论基础地应力在突出中的作用主要有：围岩或煤层的弹性变形潜能作功，使煤体产生突然破坏和位移。地应力场对瓦斯压力帐起到控制作用，围岩中高的地应力决定了煤的高瓦斯压力，从而促进了瓦斯压力梯度在破坏煤体中的作用。煤层的透气性也取决于地应力状态，当地应力增加时，煤层透气性按负指数规律降低。第一讲：防突理论基础B.瓦斯：矿井有毒有害气体的总称，一般指甲烷（沼气：CH4），它以游离状态和吸附状态存在于煤裂隙和孔

5、隙中。瓦斯在突出中的作用：全面压缩煤的骨架，促使煤体中产生潜能。吸附在微孔表面的瓦斯分子，对微孔起楔子作用，因而降低煤的强度。具有很大的瓦斯压力梯度，从而造成作用于压力降低方向的力。第一讲：防突理论基础由以上三点得出：无论是游离瓦斯还是吸附瓦斯，都参与突出的发展。突出时，依靠潜能的释放，使煤体破碎并发生移动，瓦斯的解吸使破碎和移动进一步加强。并由瓦斯流不断地把碎煤抛出，使突出空洞壁始终保持着一个较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，致使煤的破碎不断向深部发展。第一讲：防突理论基础C.煤的物理力学性质（煤结构）指煤的机械强度，其主要指标有：1.破坏

6、类型（Ⅰ～Ⅴ类）2.煤的坚固性系数（普氏系数，即f值）在突出中的作用：煤结构和力学性质，与发生突出的关系很大，一般来说，煤的强度越大，受破坏程度越小，则突出的可能就越小，在突出中它将阻止突出的发生；反之，煤的强度越低，受破坏程度越高，则会协助高的瓦斯压力和地应力造成更大的突出。第一讲：防突理论基础发生煤和瓦斯突出的必要和充分条件：煤层和围岩具有较高的地应力和瓦斯压力，并且在近工作面地带煤层的应力状态发生突然变化，使潜能有可能突然释放。有足够的瓦斯流把碎煤抛出，并且突出孔道要畅通，以便在空洞壁形成较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，从而使煤破碎向

7、深部扩展。第一讲：防突理论基础煤和瓦斯突出的全过程：一般可以分成三个阶段，即发动、发展和停止阶段。1.在突出的发动阶段，由于外力作用（爆煤、割煤、钻进等），煤体应力状态突然变化，岩石和煤的弹性潜能迅速释放。当释放的岩石和煤的弹性潜能以及瓦斯压力足够高时，即可把煤破碎，激发突出。第一讲：防突理论基础2.在突出的发展阶段，依靠释放的弹性潜能和瓦斯的膨胀能，使煤进一步破碎并由瓦斯流把破煤抛出。随着碎煤的抛出，使突出的空洞壁始终保持着较高的应力梯度和瓦斯压力梯度，使煤的破碎过程得以由发动中心向周围发展。3.在突出的发展阶段，依靠释放的弹性潜能和瓦斯

8、的膨胀能，使煤进一步破碎并由瓦斯流把破煤抛出。随着碎煤的抛出，使突出的空洞壁始终保持着较高的应力梯度和瓦斯压力梯度，使煤的破碎过程得以由发动中心向周围发展。第一讲：防突理论基础3