刍议煤与瓦斯突出的预测及防治措施

许慧聪，张书铭，闫振国西安科技大学能源学院

刍议煤与瓦斯突出的预测及防治措施

许慧聪，张书铭，闫振国
西安科技大学能源学院

煤矿井中最严重的灾害之一就是煤与瓦斯突出，它不仅影响正常煤炭的生产作业，同时也严重危及工作人员的生命安全。因此，我们要加强煤与瓦斯突出预测方面的工作，从而保证安全生产。而加强对煤与瓦斯突出的研究，无疑可以增加我们对煤与瓦斯突出发生的了解，在熟知煤与瓦斯突出的机理、类型、条件、规律、影响因素等方面知识的基础上，从而有效提出防治措施。本文即对煤与瓦斯突出的相关信息进行了探讨，供参考。

煤与瓦斯突出；预测；防治

1　煤与瓦斯突出的机理、类型及规律

1.1煤与瓦斯突出的机理

世界各国都非常重视对煤与瓦斯突出机理的研究，在大家的重视下，相关机理研究也取得了一定的成果，但是由于突出的复杂、多样，导致并没有透彻了解机理，还处于假说阶段，总体来说，目前官员煤与瓦斯突出机理的假说有4种，分别是：地应力论、化学本质论、瓦斯作用论和综合作用论。

我国也非常重视对煤与瓦斯突出机理的研究，于上个世纪60年代开始就开展了相关研究，并经过大量的研究工作后，提出了新的观点，主要有中心扩张学说、二相液体假说、流变假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论。

1.2煤与瓦斯突出的类型

根据煤与瓦斯突出发生时的原动力和表现现象不同，可以将突出类型划分为3种，分别是突然涌出、急速倾出、较慢压出。前二种主要是煤尘固体和瓦斯或二氧化碳气体同时涌出，第三种则主要是瓦斯或二氧化碳气体。

1.3煤与瓦斯突出的规律

在突出前都会出现预兆；突出大多都发生在揭煤和煤层掘进面；随着开采深度的增加突出的次数和强度也会增加；突出危险性会随着媒体破坏程度的增加而增大；在地址构造地区突出发生可能性越大；突出危险性会随着煤层瓦斯含量的增加而增大，即围岩的透气性差、致密的岩层厚，导致煤层瓦斯含量高；掘进工作面应力集中的地方容易发生突出。

2　煤与瓦斯突出的预测

2.1预测方法的类型

依据预测的时间和范围，可以将预测方法分为3个类型，分别是：区域性预测、局部预测、日常预测。其中，区域性预测，主要是对整体的井田、煤田、煤层及采掘区进行大面积的预测；局部预测，主要是对一些重点地区的针对性预测，它是建立在区域性预测的基础上，有目的性的对易发生突出的地方进行预测；日常预测，顾名思义，在平常工作中进行的一种安全性预测监督方式，对发生预兆的地方进行突出危险预警。

2.2预测方法

2.2.1微震技术

根据相关研究，得知当震源传出震波或声波的强度和频率达到一定数值时，就可能造成煤的突然破坏，从而引发突出产生。但是，一次断裂并不会引起突出，只有连续的多次断裂才会引起突出，而在断裂之前5-45秒内微震发射就会出现异常，无疑微震可以作为突出的预测预警方法。

2.2.2煤层温度技术

利用煤层温度技术预测突出的依据是：瓦斯解吸时需要吸收热量，从而导致煤层温度下降，当温度降低特别多的时候，在一定程度上表明瓦斯解吸能力越来越强，则很容易引发突出发生。该方法非常适合日常预测中，据资料显示，该方法的预测预报准确程度非常高，被世界一些国家防突委员会推荐使用。

2.2.3煤层涌出的氦或氡的浓度

据相关研究表明，在地震前会有氦和氡的异常涌出，通过检测氦和氡涌出的浓度可以预报突出的发生。该检测方法还在进一步的研究中，希望能够得出更恰当的数值和监测手段。

2.2.4电磁辐射强度

电磁辐射是煤岩体手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。利用该方法的优势有：非接触预测，不用钻，不影响生产，能够准确定向预测；能够动态连续监测；能够检测出突出发生的方位及危险性，同时也能够检测防治措施的效果。基于以上优势，电磁辐射强度预测方法被广泛应用，另外煤炭科学研究总院重庆分院也利用这个原理研制出了相关的仪器，更加便捷。

3　煤与瓦斯突出预兆及防治措施

3.1煤与瓦斯突出预兆

生煤与瓦斯发突出前在通常情况下都会有预兆，没有预兆的情况极罕见。预兆主要分为3个阶段：第一个阶段即瓦斯在煤体内聚集能量的阶段，第二个阶段即少量瓦斯在大突出前的演出阶段，第三个阶段即瓦斯与煤尘涌出阶段。

3.2防治措施

煤与瓦斯突出是非常复杂的动力现象，到目前为止我们还不够了解它的发生机理，并且由于它的突发性、不完全的可知性等更增加了防止它发生的难度。但是经过大量的研究与实践，我们通过行之有效的预测方法，再加上有针对性的防治措施，防止突出的发生或者减少伤亡损失都是可能的。防治措施主要是在了解突出易发生情况、地区的基础上，改变突出发生的条件，从而降低突出发生的强度或阻止其发生，防治措施主要要做好以下几方面工作：

3.2.1揭煤防突

揭煤防突主要是要把好“七关”，即“设计关、施工关、验收关、封孔关、抽放卸压关、检验关、二次卸压关”，把握好这七关，则可以做到揭煤防突。

设计关：设计煤巷道的时候要避开易发生突出的地方，例如：地质构造带和应力集中区；施工关：一定要严格按照设计施工，巷道和抽放钻孔的施工不能有一丝马虎；验收关：施工完毕，一定要严格按照设计验收，不能出现一处纰漏；封孔关：对于有系统抽放或局部抽放系统的矿经，一定要严把封孔质量关，要采用先进的设备、先进的技术、先进的材料，从而提高工作质量，保证抽放效果；抽放卸压关：要进过精确的计算，掌握某些重要参数，如：抽放量、抽放率、瓦斯压力和解突安全抽放期；检验关：依据相关规定细则对效果进行检验，只有完全合格后才准许揭煤；二次卸压关：这是必须保证的一个工作环节，在揭煤前再打一组卸压孔。

3.2.2煤巷掘进防突

由于煤与瓦斯突出经常发生在煤巷掘进的过程中，因此，要加强在煤巷掘进过程中的防突工作。一般采用超前排放孔、浅孔松动爆破、深孔控制爆破、欲抽瓦斯等措施边掘进边抽取。

3.2.3大倾角不稳定煤层防突

在大倾角不稳定煤层中，重点采取超前密集钻孔和煤层注水防突措施。超前密集钻孔是通过媒体前方的钻孔使煤体应力释放和转移，钻孔使煤体前方的高压瓦斯得以释放，使掘金头前方一定范围内形成低应力、低瓦斯区，达到防突或降低突出强度的目的。

许慧聪（1995-），男，陕西蒲城人，西安科技大学能源学院，本科在读，研究方向：采矿工程。