煤与瓦斯突出机理研究现状及分析
第38卷 第1期 煤田地质与勘探
Vol. 38 No.1 2010年2月
COAL GEOLOGY & EXPLORA TION
Feb. 2010
收稿日期:
2009-06-06
基金项目: 国家自然科学基金项目(50534090); 国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2005CB221506); 贵州省科技
厅工业攻关项目(黔科合GY 字(2006)3029); 贵州省科技厅科技基金项目(黔科合J 字(2006)2109); 教育部春晖计划项目(Z2007-1-52010)
作者简介: 李希建(1967—), 男, 湖南张家界人, 博士, 教授, 从事矿井瓦斯防治研究工作.
文章编号: 1001-1986(2010)01-0007-07
煤与瓦斯突出机理研究现状及分析
李希建1, 2，林柏泉1
(1. 中国矿业大学安全工程学院, 江苏 徐州 221008; 2. 贵州大学矿业学院, 贵州 贵阳550003) 摘要: 对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述；阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法及其历史发展过程和研究现状；分析了这些研究成果的不足之处，提出了煤与瓦斯突出机理的研究方向。研究表明，煤与瓦斯突出机理已经从单因素向多因素发展，综合作用假说得到了普遍认可，这为防突工作提供了理论依据。认为，煤与瓦斯突出准备机理、失稳与平衡机理、发展机理、传播机理和煤与瓦斯突出带分布规律研究是煤与瓦斯突出机理需要深入研究的方向。 关 键 词：煤与瓦斯突出；机理；研究现状；研究方向
中图分类号：TD713.1 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.002
Status of research and analysis on coal and gas outburst mechanism
LI Xijian 1, 2, LIN Baiquan 1
(1. School of Safety Engineering , China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China ;
2. School of Mining , Guizhou University , Guiyang 550003, China )
Abstract: In order to discuss the orientation of research on coal and gas outburst mechanism, research findings of coal and gas outburst mechanism were presented in this paper, Different thoughts and methods of research on coal and gas outburst mechanism were expounded, so were the processes of development and current situation of re-search on coal and gas outburst mechanism. Limitations of existing research findings on coal and gas outburst mechanism were analyzed. Orientation of research on coal and gas outburst mechanism was proposed as well. Currently, research on coal and gas outburst mechanism has developed from single-factor level to multiple-factor level and hypothesis of comprehensive function of multiple-factor has received wide acceptance, which has built theoretical basis for outburst prevention measures in coal mine. Domestic researchers have made abundant achievements in the research on mechanism of coal and gas outburst, which has advanced and developed the mechanism. It was believed that the mechanisms of outburst preparation, outburst instability and balancing, out-burst development, outburst transmission of coal and gas, as well as the regularity of distribution of regions where coal and gas outburst tend to take place are the research orientation for deepened study of the mechanism of coal and gas outburst.
Key words: coal and gas outburst ；mechanism ；research actuality ；orientation of research
煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，也是一种非常严重而又比较普遍的威胁煤矿安全生产的自然灾害。自从1834年3月22日，在法国的鲁阿雷煤田伊萨克矿井发生了世界上第一次煤与瓦斯突出开始，据报道，目前大约有18个国家有煤与瓦斯突出发生，分别是中国、法国、俄罗斯、波兰、日本、匈牙利、比利时、英国、捷克、保加利亚、澳大利亚、荷兰、德国、加拿大、罗马尼亚、南斯拉夫、印度和南非。其中前5个国家的突出情况最为严重[1－9]。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家，自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。随着采掘深度不断增加，地应力与瓦斯压力不断加大，煤与瓦斯突出矿井的数目会不断增多，突出次数也将日益频繁。因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务 之急。
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自从世界上第一次发生煤与瓦斯突出事故以来，世界各主要产煤国都投入了大量的人力、物力，开展煤与瓦斯突出的研究工作，取得了丰富成果。对煤与瓦斯突出机理，各国研究者经过长期的努力提出了包括瓦斯主导作用、地应力主导作用、化学本质作用和综合作用等假说，基本定性地解释了煤与瓦斯突出现象，为煤与瓦斯突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供了依据。但由于影响煤与瓦斯突出的主要因素中，煤岩物理力学性质是非线性假说性的，煤岩体破坏形式是多样性的，瓦斯赋存与运移过程是复杂性的，这导致对于突出的原因、过程及一些细节还不十分明确。实际矿井观测资料表明，现有的这些突出机理还不能解释所有突出现象，还停留在定性或近似定量的假说阶段，没有形成定量的统一完整的理论体系。
本文旨在对现有的煤与瓦斯突出机理作一个总体评述，分析目前突出机理假说存在的问题，并提出关于煤与瓦斯突出研究方向的建议。
1国内外研究现状
1.1国外研究现状
国外关于煤与瓦斯突出机理的研究成果可以归纳为以下4个方面[1-12]：
a. 瓦斯主导作用假说这类假说认为煤体内存储的高压瓦斯在突出中起主要作用。其中“瓦斯包”说占重要地位，认为“瓦斯包”是突出的动力来源。
瓦斯主导作用假说主要有：“瓦斯包”说、粉煤带说、煤空隙结构不均匀说、突出波说、裂缝堵塞说、闭合空隙瓦斯释放说、瓦斯膨胀说、卸压瓦斯说、火山瓦斯说、地质破坏带说、瓦斯解吸说等11种假说。
b. 地应力主导作用假说这种假说认为煤和瓦斯突出主要是高地应力作用的结果。高地应力包括2个方面，一方面指自重应力和构造应力, 另一方面指工作面前方存在的应力集中。
地应力主导作用假说主要有：岩石变形潜能说、应力集中说、塑性变形说、冲击式移近说、拉应力波说、应力叠加说、放炮突出说、顶板位移不均匀说等8种假说。
c. 化学本质作用假说 这种假说认为突出主要是在化学作用下形成高压瓦斯和产生热反应。
化学本质主导作用假说主要有：瓦斯水化物说、地球化学说、硝基化合物说等3种假说。
d. 综合作用假说这种假说认为，突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯及煤体自身物理力学性质等综合作用的结果。但对各因素在突出中所起的作用没有统一认识。
综合作用假说主要有：振动说、分层分离说、破坏区说、游离瓦斯压力说、地应力不均匀假说、能量假说等6种假说。
1.2 国内研究现状
我国从20世纪60年代起开始对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了研究，并根据现场资料和实验研究对煤和瓦斯突出机理进行了探讨。特别是近几年随着研究的深入及新手段的应用，产生了许多新的认识。
1.2.1 代表人物及其主要观点[1-12]
我国煤地质与煤矿安全科研工作者对煤与瓦斯突出机理进行了深入的研究，在前人研究的基础上提出了自己的观点，完善与发展了煤与瓦斯突出机理。主要代表人物有：
a. 于不凡(1975，1979)提出了中心扩张学说。他认为，煤与瓦斯突出是从离工作面某一距离处的发动中心开始的，而后向四周扩散，由发动中心周围的煤?岩石?瓦斯体系提供能量并参与活动。在煤和瓦斯突出地点，地应力场、瓦斯压力场、煤结构和煤质是不均匀的。煤和瓦斯突出发动中心就处在应力集中点，且该点向各个方向的发展是不均匀的。
b. 郑哲敏(1982)从力学角度对突出问题进行研究，通过量纲分析给出了突出判据的一般形式。认为高瓦斯是大型突出所需能量的主要提供者，突出煤层中瓦斯内能要比煤体的弹性潜能大1~3个量级。
c. 李中成(1987)认为，煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出是工作面煤壁盘形拉伸破坏的连锁反应过程，突出过程就是煤体所积存的弹性应变能和瓦斯内能突然释放的过程。
d. 李萍丰(1989)提出了二相流体假说。认为突出的本质是在突出中心形成了煤粒和瓦斯的二相流体，这种二相流体受压积蓄能量，卸压膨胀放出能量，冲出阻碍区，从而导致突出。突出的主要动力源是二相流体压缩积蓄、卸压膨胀放出的能量。
e. 丁晓良(1989)对煤在瓦斯渗流作用下的破坏与持续发展进行了研究，认为突出的发生是煤体的破坏与瓦斯渗流耦合的结果。
f. 周世宁和何学秋(1990)提出了流变假说。认为煤与瓦斯突出是含瓦斯煤受采动影响后地应力与孔隙瓦斯气体耦合的一种流变过程。在突出准备阶段，含瓦斯煤体在采动影响区域内就开始了蠕变破
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坏，使煤体进一步被切割，形成发育的裂隙网。在某区域加速破坏发生时，如果该区域瓦斯能量足够冲跨已遭破坏的煤体，则突出发生和发展，突出过程中的瓦斯气体部分由前一蠕变区域通过发育的裂隙网补给。流变假说除考虑瓦斯、地应力和煤的物理力学性质外,还考虑了时间因素。
g. 俞善炳(1992)首次建立了煤层暴露面外气固两相各以不同速度做一维运动，两相间有质量输运的气相质量守恒与动量守恒方程。在一维模型中将煤体破坏分为层裂和层裂片的粉碎2个阶段，并将最大有效拉应力准则作为破裂准则。他认为破裂是不连续的，破裂阵面跳跃式发展，层裂片的形态在运动中不稳定并可进一步的粉碎[11]。
h. 林柏泉(1992)提出了煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤的物理力学性质和卸压区宽度4部分作用的结果。由于采掘工作面前方卸压区的存在，在远离采掘工作面处的煤体，即使处于高地应力、高瓦斯和煤破碎的突出危险区，也不会发生突出现象。因为，足够的卸压区宽度抑制了高能量体的失控。因此，如果适当加大卸压区的宽度，可有效预防煤与瓦斯突出的发生。
i. 蒋承林和俞启香(1995)提出球壳失稳假说。认为煤和瓦斯突出过程的实质是地应力破坏煤体，煤体释放瓦斯，瓦斯使煤体裂隙扩张并使形成的煤壳失稳破坏。煤体的破坏以球盖状煤壳的形成、扩展及失稳为主要特点，破坏的煤体抛向巷道后，煤体内部继续破坏。
j. 梁冰和章梦涛(1995)提出煤与瓦斯突出固流耦合失稳理论。认为突出是含瓦斯煤体在采掘活动影响下，局部发生迅猛、突然破坏而造成的，是地应力、瓦斯及煤体3个主要因素作用的结果。采深和瓦斯压力的增加都将使突出的危险增大。
1.2.2 近几年的研究进展
虽然煤与瓦斯突出机理的研究由于其复杂性而仍未能取得突破性进展，尚未形成完整的统一理论体系，但科研工作者一直在努力地探索，并不断取得一些成果，继续完善与发展煤与瓦斯突出机理。
a. 封富[13](2003)指出，矿井动力现象一般都要经历弹性变形—非弹性变形—应变软化—失稳破坏过程。构造活动和应力场变是不同规模的地质构造在活动过程中的伴生现象，是次级断裂裂隙发育、形成以及应力场变化的结果。
b. 徐学锋[14](2003)阐述了区域活动断裂及构造应力场分布的地质动力区划方法。全球板块构造运动控制着区域构造块体及构造应力场的分布，区域地质构造及其活动性制约着矿区构造应力场，而构造应力是煤与瓦斯突出的主要因素。
c. 张国辉[15](2005)提出煤层及其顶底板岩层的原岩应力基本由垂直的重力和近水平的构造应力叠加作用形成。构造应力场是一种形变场，并主要体现在坚硬稳定的顶底板岩层中。煤层采动与支承压力产生于重力作用，取决于上覆岩层强度性质的压力角所圈定的充分移动区范围。
d. 蔡峰[16](2005)利用数值模拟方法，分别用隐式和显式计算方法对地应力和煤与瓦斯突出进行了模拟研究，再现了煤与瓦斯突出的全过程，指出了煤与瓦斯突出的条件及影响因素，验证了煤与瓦斯突出的“球壳失稳”机理。
e. 韩光[17](2005)提出了煤与瓦斯突出的耦合动力学模型，并采用有限元法进行了数值求解。当岩体围压增大时，煤体微结构发生变化，孔隙、裂隙闭合对瓦斯的吸附作用增加，使渗透率减小；而随孔隙增大，煤样吸附容积加大，吸附应力使其煤样产生向外膨胀变形，变形量增加。
f. 高雷阜[18](2006)提出了动态反演假说，将煤与瓦斯突出过程看成是一个动力演化的过程。假设在不同时空，各个因素对突出的影响是不断变化的，对各个指标在突出前的历史数据，按时间序列分别重构相空间，对各个指标未来时刻(突出时刻)的值进行预测。
g. 穆朝民[19](2006)采用煤与瓦斯突出“固流耦合”理论，利用有限元程序(RFPA)动态模拟了掘进工作面煤与瓦斯突出孕育、启动及其发生过程。提出了失稳判据，即突出是否发生，主要以拉应力破坏为主，由去除约束后的总刚度的行列式值的大小来确定。
h. 程建圣[20](2006)构造了突变势函数，应用突变理论对立井煤与瓦斯突出动力现象发生过程进行解释。利用尖点突变模型对突出的启动和终止进行系统定性分析，找出影响突出的因素。
i. 张玉贵[21](2006)提出构造煤的分布受地质构造逐级控制。强挤压剪切构造破坏带、高应力区是煤与瓦斯突出发生的背景环境；高能瓦斯和构造煤控制着煤与瓦斯突出。探讨了构造煤结构演化和力化学作用演化过程，提出了构造煤形成过程中的力化学作用机制，明确地提出构造煤是煤力化学作用的产物。
j. 刘志伟[22](2006)提出地应力是煤与瓦斯突出的动力条件。随着工作面向前推进，煤岩体破坏了
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原岩应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，出现支承压力，并且最终形成采动应力场。支承压力的峰值强度和影响范围对顶底板活动及煤与瓦斯突出的发生具有决定作用。
k. 赵玉林[23](2007)认为，根据量子力学理论，煤岩体破裂产生的电磁波在一定频率范围内能够被煤与甲烷吸附伴生分子体系以量子化形式吸收，导致该体系由基态变为激发态。大量瓦斯由吸附态突然转变为游离态，导致煤与瓦斯突出。
l. 赵志刚[24](2007)提出在应力波的作用下，巷道围岩中交替出现拉应力和压应力，随着应力波峰值的增大，巷道围岩的应力数值出现不同程度的增大。层裂体的形成和失稳破坏是煤与瓦斯突出发动的基本环节。煤与瓦斯突出的过程可简化为层裂体在地应力与瓦斯压力的耦合作用下发生失稳的过程。层裂体的演化经历了从3个周期到混沌的过程。
m. 郭德勇[25-26]采用构造物理学的理论和方法，对地质构造控制煤与瓦斯突出机理及分布规律进行了研究。指出煤与瓦斯突出的构造物理环境由构造组合特征、构造应力场、构造煤和煤层瓦斯4因素组成。发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘滑失稳现象，其特征受多种因素影响，提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理。
n. 徐涛[27-28]建立了含瓦斯煤岩突出过程固气耦合作用的RFPA2D Flow模型。利用该模型对石门掘进诱发的含瓦斯煤岩突出进行了初步的数值模拟，再现了煤岩介质在瓦斯压力、地应力和煤岩力学性质等因素综合作用下，由裂纹萌生、扩展、相互作用、贯通直至失稳抛出的突出全过程。揭示了采动影响下煤岩介质渐进破坏诱致突变的非线性本质，包括含瓦斯煤岩破裂过程中应力场的演化。
o. 马中飞[29]将突出煤体视为煤与瓦斯承压散体，提出了煤与瓦斯承压散体失控突出机理；导出了煤与瓦斯承压散体的动量方程；结合突变理论导出了煤与瓦斯承压散体运动突变势函数；分析了突出过程、运动突变条件、影响煤与瓦斯突出因素。
p. 颜爱华[30]通过物理试验，发现瓦斯压力越大，突出强度越大；当瓦斯压力相近时，吸附和解吸能力大的瓦斯突出强度大。通过数值模拟对煤与瓦斯突出进行研究，再现了煤矿开采过程中诱发煤与瓦斯突出的全过程，验证了煤与瓦斯突出是瓦斯压力、地应力及煤岩体的力学性质综合作用的结果。
q. 王继仁[31]构建了煤表面与CH4的吸附模型，提出了煤与瓦斯突出微观机理。煤与瓦斯的吸附为物理吸附，煤与CH4吸附形成的伴生分子体系以量子化形式吸收宽频电磁波。采掘等活动导致分子体系由基态变为激发态，使得瓦斯由吸附态脱附变为游离态，形成大量的游离态瓦斯，在弱面发生煤与瓦斯突出。
r. 韩军[32]分析了煤层与围岩组成的软硬互层系统的层间滑动特征和应力?应变特征、煤体宏观与微观结构特征、瓦斯压力与瓦斯含量分布特征。
s. 彭苏萍[33]和张许良等[34]研究了三维地震勘探探测瓦斯突出危险带的技术。通过对断层破坏和褶皱变形程度的定量评定划分出瓦斯突出危险带。研究了不同结构煤层的测井曲线特征及其与煤层气富集之间的关系。首次明确指出煤层气富集区和煤矿瓦斯突出灾害区有本质不同，并在地球物理标志中有明显的分辨特征。
2存在问题及分析
2.1 各类假说难以解释的煤与瓦斯突出现象[1-12]
已有的煤与瓦斯突出机理虽然能够对突出发生的原因、条件、过程和能量来源作定性的解释和近似定量计算，但由于各种假说都是针对某类具体条件提出的，而实际资料说明其都有一定的局限性，难以用某种假说来解释所有的矿井突出现象。
2.1.1 瓦斯主导作用假说
瓦斯主导作用假说难以解释以下煤和瓦斯突出现象：a. 在煤层中从未发现可以积聚瓦斯的空洞，即“瓦斯包”或特定的粉煤带；b. 突出危险性与煤层瓦斯含量之间没有直接的联系；c. 在突出空洞周围出现过重复突出；d. 强烈声响往往发生在突出之前的煤体深处；e. 打小直径排放钻孔，并不能有效地防治突出；f. 突出地点煤和岩石的温度升高，抛出的煤体温度也有上升；g. 煤层的自行揭开；h. 过煤门时的突出；i. 突出空洞发生变形(体积缩小)；j. 大多数平巷的突出空洞位于上隅角。
2.1.2地应力主导作用假说
地应力主导作用假说难以解释以下突出现象：a. 在瓦斯不大的矿井，即使开采深度很深(400~500 m)，也不会发生突出；b. 二氧化碳参与突出的平均强度比甲烷参与突出的大；c. 突出前出现回风流中瓦斯浓度增大或忽大忽小预兆；d. 从突出煤的分选现象中可见到大量的细尘状粉煤；e. 突出空洞常常是一些口小腔大的特殊形状空洞(如梨形、椭球形等)；f. 在一些大型、特大型突出中，每t喷出煤的瓦斯涌出量比煤层瓦斯含量高得多，即可以在短时间内涌出数十万至上百万m3瓦斯气体，逆风流运行并可充满数千m的巷道；g. 准备巷道中地压显现不如回采巷道明显，但准备巷道的突出次数与
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强度均比回采巷道的大；h. 在平巷及下山也发生突出；i. 在进行工作面支护甚至无人作业时，地压作用并不大，也有突出发生。
2.1.3 化学本质作用假说
化学本质作用假说难以解释地质构造破坏带、采动影响带、煤层埋深大的区域易发生突出等现象，也从未在现场发现瓦斯水化物和硝基化合物。
2.1.4综合作用假说
综合作用假说难以解释以下突出现象：a. 突出的区域性分布；b. 过煤门时的大强度突出；c. 震动爆破诱发突出；d. 突出发生时的突出时间很短；e. 当增加煤体水分降低煤体强度时，煤的突出危险性反而降低；f. 难以定量评价地应力、瓦斯及煤的物理力学特性各自在突出中起的作用。
2.2 现有研究成果总体评述
煤与瓦斯突出机理已经从单因素向多因素发展，综合作用假说得到了普遍认可，为突出危险性预测预报、防突措施的选择及防突效果的检验提供了理论依据。煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质3者综合作用的结果，是积聚在围岩和煤体中大量潜能的高速释放。并认为高压瓦斯在突出的发展过程中起决定性的作用；地应力(构造应力、自重应力、采动应力、温度应力等)突变和采矿活动扰动是激发突出的因素；而煤的物理力学性质则是阻碍突出的因素。
我国煤地质与煤矿安全科研工作者对煤与瓦斯突出机理研究取得了丰富成果，完善与发展了煤与瓦斯突出机理。主要成果体现在以下方面：
a. 将参与煤与瓦斯突出的煤体、岩石、瓦斯和应力场看成一个统一体系，并且认为它们是不均匀的，突出是气固两相流运动。
b. 进一步明确了煤与瓦斯突出的动力来源。煤(岩)体所积存的弹性应变能和瓦斯内能是突出发生的能量，并且高压瓦斯是大型突出所需能量的主要提供者，地应力和瓦斯压力增加使突出危险性增大。
c. 进一步明确了煤与瓦斯突出的准备、激发、发展和终止过程。突出是煤体破坏、地应力突变与瓦斯渗流耦合作用下发生失稳的过程，是卸压膨胀和煤(岩)体阻碍共同作用的结果。地应力突变和采掘活动扰动是激发突出的因素，而足够的卸压区宽度可以抑制高能量体的失控。在应力波的作用下，煤岩体中交替出现拉应力和压应力，并出现应力波峰值。
d. 进一步明确了煤与瓦斯突出的失稳破坏过程，解释了延期突出、大强度突出及突出伴生大量瓦斯问题。从蠕变破坏到裂隙网发育，从裂隙扩张到失稳破坏，从内部延续到终止条件，考虑了时间因素。煤体破坏分为层裂和层裂片的粉碎2个阶段，破裂是不连续的并呈破裂阵面跳跃式发展。层裂体的形成和失稳破坏是突出发动的基本环节，最大有效拉应力准则为破裂准则。
e. 进一步明确了地质构造在煤与瓦斯突出中的作用，及不同地质构造中地应力分布、煤体结构特征和瓦斯赋存规律。全球板块构造运动控制着区域构造块体；区域地质构造及其活动决定着矿区构造应力场。煤层及顶底板岩层的原岩应力基本由垂直的重力和近水平的构造应力叠加作用形成，构造应力场是形变场，并主要体现在坚硬稳定的顶底板岩层中。采动应力取决于上覆岩层强度性质的压力角所圈定的充分移动区范围。地质构造带往往具备高地应力、高瓦斯压力(含量)和构造煤发育等3个因素。
f. 进一步明确了地应力与瓦斯之间的相互关系。当地应力增大时，煤体微结构中的孔隙、裂隙闭合，对瓦斯的吸附作用增加，使渗透率减小；当地应力减小时，随孔隙、裂隙增大，煤体吸附容积加大，并产生向外膨胀变形。
g. 探讨了影响煤与瓦斯突出各因素的作用关系，在突出的动力演化时空过程中，各个因素对突出的影响是不断变化的，并通过按时间序列对影响因素分别重构相空间进行突出预测。
h. 探讨了构造煤结构演化和力化学作用演化过程，提出了构造煤形成过程中的力化学作用机制，明确了构造煤是煤受力化学作用的产物。构造煤的分布受地质构造逐级控制，强挤压剪切构造破坏带、高应力区是煤与瓦斯突出发生的背景环境，高能瓦斯和构造煤控制着煤与瓦斯突出。构造煤破碎、裂隙多、大孔和中孔发育，但渗透性较差。
i. 通过物理实验与数值模拟，再现了煤岩介质在瓦斯压力、地应力和煤岩力学性质等因素综合作用下由裂纹萌生、扩展、相互作用、贯通直至失稳抛出的突出全过程；揭示了采动影响下煤岩介质渐进破坏诱发突变的非线性本质，包括含瓦斯煤岩破裂过程中应力场的演化；得出了吸附和解吸能力大时突出强度大的结论。
j. 利用构造物理学、量子化学、突变理论等探讨了煤与瓦斯突出机理。研究认为，煤与瓦斯突出构造物理环境由构造组合特征、构造应力场、构造煤和煤层瓦斯4因素组成，其综合作用控制着地质构造带煤与瓦斯突出，并存在粘滑失稳现象；煤岩
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体破裂产生的电磁波在一定频率范围内能够被煤与甲烷吸附伴生分子体系以量子化形式吸收，采掘等活动导致分子体系由基态变为激发态，使得瓦斯由吸附态脱附变为游离态，形成大量的游离态瓦斯，在弱面发生煤与瓦斯突出；突出是煤与瓦斯承压散体失控，导出了散体动量方程和运动突变势函数，并利用尖点突变模型对突出的启动和终止进行系统定性分析，找出影响突出的因素。
k. 研究了利用三维地震勘探探测瓦斯突出危险带的技术。通过定量评定断层破坏和褶皱变形程度划分瓦斯突出危险带，并通过分析测井曲线特征区分煤层气富集区和煤矿瓦斯突出灾害区。
随着煤与瓦斯突出机理研究的逐步深入，对煤与瓦斯突出发生的原因、条件、过程和能量认识也逐步深入。但目前仍对突出的一些细节缺乏全面了解，还基本停留在定性解释和近似定量计算阶段，没有形成统一的完整理论体系。地应力、瓦斯、煤的物理力学性质是影响突出的3个方面，而每个方面又受很多因素作用。且突出是一个动态的时空演变的过程，从而决定了煤与瓦斯突出机理研究的困难性。这主要有以下方面研究不足：
a. 现有的研究往往从地应力、瓦斯、煤的物理力学性质和突出条件的单一方面研究其对突出的影响，缺乏将其作为一个统一整体进行研究，导致各因素在突出中的作用阐述不清。
b. 对突出过程研究较多，而对突出物及其运动规律和动力学破坏特征缺乏深入研究。
c. 深部矿井条件下，地应力与瓦斯对突出的作用，及煤与瓦斯突出与冲击地压的演化等，缺乏深入系统地研究。
d. 对突出影响因素地应力、瓦斯、煤的物理力学性质和突出条件，不能用数学模型定量地描述各因素的作用和突出判据。
e. 目前将煤与瓦斯突出与冲击地压等其他动力现象分别进行研究，由于其动力现象的动力学特征相似，从而缺乏对井下动力现象的统一认识，并不能从量化的角度予以定量区分。
3 研究方向及建议
从现有研究成果看，对煤与瓦斯突出机理研究主要有5个方面：一是通过突出事故调查和现场观测对突出原因、条件、过程及突出特征进行定性解释；二是利用数学和力学对突出物理模型进行近似定量研究；三是对突出数值模型进行计算机模拟研究；四是通过现场试验评价防突措施效果；五是通过物理、化学、构造地质学等对瓦斯赋存、地质构造和构造煤特性进行研究。采用的研究手段主要有：理论分析、物理模拟、数值模拟、现场测试和现场试验等。
从现有煤与瓦斯突出机理存在的问题和目前现场需求出发，笔者提出了以下研究方向和建议：
a. 对煤与瓦斯突出准备机理进行研究。将煤体、岩体、瓦斯和应力场看成一个统一时空体系，研究煤体、岩体、瓦斯和应力场之间的耦合关系；地应力、瓦斯压力与煤岩特性之间的演化规律；及煤岩体物理力学特性(包括宏微观结构、煤岩组分、力学性质与化学性质等)。
b. 对煤与瓦斯突出失稳与平衡机理进行研究。研究煤与瓦斯突出的失稳激发条件和平衡终止条件，确定发生突出与终止突出的临界力学条件、能量条件和突出体的物理力学特性条件，及卸压区的合理宽度。
c. 对煤与瓦斯突出发展机理进行研究。研究突出体(岩和煤的粒、层、体)破坏微观过程，煤岩体物理力学特性、瓦斯特性(包括突出体与邻近体的瓦斯含量、瓦斯压力、吸附与解吸)、瓦斯运移通道(空隙与裂隙)、应力场和能量(包括煤岩体弹性能、瓦斯内能和瓦斯膨胀能)之间的耦合关系及动态演化规律。
d. 对煤与瓦斯突出传播机理进行研究。研究突出物及其运动规律和动力学破坏特征；气固两相流的时空动态演化规律及伴生物理现象(如冲击波、高速运动等)产生的物理本质。
e. 对煤与瓦斯突出带分布规律进行研究。研究原岩应力场(包括构造应力场、自重应力场、温度应力场等)、采动应力场(由采矿活动引起的原岩应力和支护应力重新分布，即应力集中)的发生与演变规律，及其动态耦合关系。研究瓦斯赋存与涌出规律，及煤体物理化学特性与吸附和解吸的关系。研究瓦斯参数(包括瓦斯含量、瓦斯压力、解吸能力、渗透性等)与地质构造、围岩特性、煤体特性和煤质等之间的关系。研究构造活动和采矿活动与构造煤和破碎煤的时空演化规律，与煤岩体空隙、裂隙的动态耦合关系，及构造煤与破碎煤的成因、分布规律及其物化特性。研究利用三维地震、微震、声发射、电磁辐射等物探技术，定量评定断层破坏和褶皱变形程度、煤岩物理化学力学特性、瓦斯富集程度等的探测方法，进而划分瓦斯突出危险带。
4 结 论
煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，经过长期对大量矿井煤和瓦斯突出现象的观测和研究，已
第1期李希建等: 煤与瓦斯突出机理研究现状及分析·13 ·
基本掌握了突出发生的原因、条件和过程；明确了参与突出的煤体、岩石、瓦斯和应力场是一个统一体系；煤(岩)体所积存的弹性应变能和瓦斯内能是突出发生的能量，地应力突变和采掘活动扰动是激发突出的因素。
突出机理研究仍然停留在定性解释和近似定量计算的假说阶段，还需要更深入地研究其物理本质，从而定量地描述突出现象。尤其要研究煤与瓦斯突出的准备机理、失稳与平衡机理、发展机理、传播机理和煤与瓦斯突出带的分布规律，确定煤体、岩体、瓦斯和应力场之间的时空能耦合关系及其动态演化规律，突出失稳激发条件和平衡终止条件，定量评价煤与瓦斯突出危险性。
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基于人工神经网络的煤与瓦斯突出预测正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 基于人工神经网络的煤与瓦斯突出预测正式版
基于人工神经网络的煤与瓦斯突出预 测正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 随着我国煤炭科学技术的迅速发展，在煤与瓦斯突出预测方面取得了突出进展，提出了许多预测煤与瓦斯突出的方法和指标，如基于煤体破裂过程中的声发射和电磁辐射现象的非接触式预测方法；根据工作面打钻时的钻屑量、瓦斯涌出量及解吸量进行的接触式预测方法；以及其它预测指标等。但是这些方法和指标主要是使用回归分析的方法得出的，它考虑的是影响煤与瓦斯突出的个别是或重要因素，没有全面考虑影响煤与瓦斯突出的因素，致使突出敏感指标因地而异，突出临界值
随矿井不同而变化。因此，预测结果常常不很准确。 人工神经网络技术（ANN）的飞速发展，基于人工神经网络的预测煤与瓦斯突出预测已经能够达到很高的预测精度，优于其它预测方法，完全可以满足煤矿煤与瓦斯突出预测精度的要求。 1 影响煤与瓦斯突出事故的因素 （1）煤层瓦斯压力。原始瓦斯压力越高，煤体内的瓦斯含量越大，煤体破裂时单位面积裂隙上涌出的瓦斯量就越多，裂隙中就越可能积聚起较高的瓦斯压力，从而越可能撕裂煤体，并将撕裂形成的球盖状煤壳抛向巷道。 （2）围岩的透气性系数。围岩的透气
煤矸石国外现状
煤矸石国外现状 1、国外固体废弃物开发利用现状[1] 1.1、制定了有关固废利用法律法规 国外固体废物污染治理技术起步较早，14世纪英国即已出现车裁焚烧炉。美国于1826年即已大量利用高炉渣。但因固体废物污染不象废水、废气污染那样直观，至椰年代固体废物的污染治理已远远落后于废水、废气的治理水平。由于发生了震惊世界的美国农药污染的“拉福运河案”，日本的东京都铬渣污染事件等，迫使他们于70年代开始重视固体废物对地下水的污染。同时迅速制订有关政镱、法律和相应的技术措旖，加强对固体废物的污染治理，特别把危险废物的污染控制列为当代最严重的全球性环境问题之一。制定的政策对固体废物减量化、资源化和无害化方面作了一系列的明文规定。推行这些政策，对减轻环境污染、节省天然瓷潭、降低成本等方面收到了显著的成效。 美国政府通过多项政策鼓励发展煤矸石发电和土地复垦，严格执行露天开采控制和复田法(1970年颁布)，要求采矿权必须配以相应的复垦任务，煤炭公司要交纳环保复垦保证金，开采结束后经验收观察5～10年，确认后再返还。在德国煤矸石利用的主要措施是：一部分利用风力充填井下采空区，另一部分通过加工筛选作为建筑材料。在俄罗斯除作为井下采空区的充填材料及用于道路工程、生产建筑材料外，还对有机质2o％以上的煤矸石生产有机矿物肥料，可使农作物稳产15％～4o％。波兰水泥工业采用海尔得克斯公司的选煤矸石作 水泥原料。用煤矸石作水泥原料有很多优点：矸石含可燃物质，其热值约为1 000×4．19～1 500×4．19kJ／kg(可使燃料消耗降低10％左右；矸石中含氧化铁熔剂，煅烧过程中可以降低熟料烧成温度，并在窑衬上形成玻璃层，起到保护作用，延长窑衬寿命，使耐火材料耗量降低10％～20％,增加窑的运转时间。总之，各国的煤矸石利用的程度因组成、环境要求及各国的政策而异，同时也制定了一些保护性政策，比较典型的是政府要求用于洁净能源并进行立法。 1.2、推行无壤低腹清洁工艺 许多发达国家把推行清洁工艺作为基本政策。例如：荷兰为采用无废、低废技术的企业提供15-40％的更新设备费用；法国为清洁工艺示范工程贴补10％的投资和50％的科研费用。经济合作与发展组 1.3、企业内部回收与循环利用睦物 美、日等发达国家大多将钢渣返回高炉或烧结矿中作为炼铁熔剂利用，不
煤与瓦斯突出机理简述
煤与瓦斯突出机理简述 【摘要】煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未充分认识和较好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。煤与瓦斯突出机理是煤与瓦斯研究的重要方法，掌握煤与瓦斯突出机理发生的过程特征以及突出发生的影响因素，对于煤矿煤与瓦斯的治理具有重要作用。 【关键词】煤与瓦斯；现象；空隙；煤体；突出 1.煤与瓦斯概述 煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未能充分认识和很好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。自1843年3月22法国鲁阿雷煤田伊萨克煤矿，在急倾斜厚煤层平巷掘进是发生世界上第一次煤与瓦斯突出以来，据不完全统计到目前为止世界共有20多个国家发生过煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，它具有极大的破坏性。每次突出前都有预兆出现，但出现预兆的时间和种类是不同的，熟悉和掌握预兆，对于及时撤出人员、减少伤亡具有重要的意义。煤与瓦斯突出给煤矿的生产安全，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。 2.煤与瓦斯突出假说 目前认为的突出机理概括起来主要有两方面，一个是单一因素作用假说，一个是综合作用假说。单因素假说又分好几多种，包括瓦斯主导作用假说，地压主导作用假说，化学本质作用假说。其中以瓦斯为主导作用的假说：瓦斯包说，煤孔隙结构不均匀说，粉煤带说，突出波说，裂缝堵塞说，地质破坏带说，闭合空隙说，瓦斯膨胀说，瓦斯解吸说等等假说。以地压为主要作用的假说包括：岩石变形潜能说，应力叠加说，顶板位移不均匀说，集中应力说，塑形变形说，振动波动说，放炮突出说等等假说。化学本质作用假说包括：瓦斯水化物说，地球化学说，硝基化合物说。 这些假说都是从单一方面看突出，都有一定的局限性和片面性。目前我过大多数研究者认为，煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说观点的学者都承认，煤与瓦斯突出是综合因素作用的结果，但对各种因素在突出中所起的作用却各说纷纭。 3.突出发生过程特征
煤与瓦斯突出的预测及防治措施详细版
文件编号：GD/FS-4282 （解决方案范本系列） 煤与瓦斯突出的预测及防 治措施详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
煤与瓦斯突出的预测及防治措施详 细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 1 煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律 1 1 煤与瓦斯突出的机理 许多国家对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视，并取得了一定成果，但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性，目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。 我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了一系列的研究，根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探
讨，提出了新的见解和观点，概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作，并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。 1 2 煤与瓦斯突出的类型 煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。由于突出时的原动力和所表现现象的不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出3种情况。 1 3 煤与瓦斯突出的一般规律 （1）突出的次数和强度随开采的深度增加而增加； （2）突出多发生在地质构造地区，如褶曲、断层处及岩浆侵入地区；
煤矸石综合利用现状及前景
煤矸石综合利用现状及前景 关杰李英顺上海第二工业大学环境工程系上海中国矿业大学北京化学与环境工程学院北京【摘要】煤矸石是煤在开采和洁净煤生产过程中的一种固体废弃物长期堆积不仅占用大量耕地而且严重污染环境。对其有效利用和资源化已成为一个新的经济增长点。本文在阐述煤矸石综合利用现状的同时指出了存在的问题、解决方法及发展前景。【关键词】固体废弃物煤矸石综合利用可持续发展中图分类号文献标识码文章编号—一一∞为了保证国民经济的高速发展我国煤炭的生产量逐年增加目前已占到全世界的三分之一年我国煤炭产量达到亿【¨其中煤矸石占当年煤炭产量的一。目前累计堆有煤矸石山多座约亿占地万以上而且每年约以亿的速度递增每年形成新增占地多甜。因为大量的煤矸石堆积未能利用和处置给环境带来了巨大的污染如侵占耕地自燃所产生的有毒有害气体对大气的污染风蚀扬尘及淋溶水污染等。因此合理利用煤矸石既可以保护环境又可以利用其富含的有价能源和资源。煤矸石的化学组成煤矸石的矿物成分以粘土矿物和石英为主常见矿物为高岭土、蒙脱石、伊利石、石英、长石、云母和绿泥石类。除石英和长石外以上矿物均属于层状结构硅酸盐这是煤矸石矿物成分的一个特点。煤矸石常规的主要化学成分见表。表煤矸石的常规化学组成业№埯№——一—煤矸石的利用途径国外现状世
界各国越来越重视煤矸石的处理和利用并制定了一些保护性政策。美国政府通过多项政策鼓励发展煤矸石发电和土地复垦严格执行露天开采控制和复田法年颁布要求采矿权必须配以相应的复垦任务煤炭公司要交纳环保复垦保证金开采结束后经验收观察年确认后再返还。在德国煤矸石利用的主要措施是一部分利用风力充填井下采空区另一部分通过加工筛选作为建筑材料。在俄罗斯除作为井下采空区的充填材料及用于道路工程、生产建筑材料外还对有机质以上的煤矸石生产有机矿物肥料可使农作物稳产。波兰水泥工业采用海尔得克斯公司的选煤矸石作水泥原料。用煤矸石作水泥原料有很多优点矸石含可燃物质其热值约为×一×】可使燃料消耗降低左右矸石中含氧化铁熔剂煅烧过程中可以降低熟料烧成温度并在窑衬上形成玻璃层起到保护作用延长窑衬寿命使耐火材料耗量降低一。增加窑的运转时间。总之各国的煤矸石利用的程度因组成、环境要求及各国的政策而异同时也制定了一些保护性政策比较典型的是政府要求用于洁净能源并进行立法。我国煤矸石资源及综合利用现状据统计目前我国煤矸石保守存量为亿主要分布在山西、山东、黑龙江、河北、辽宁、安徽等产煤区。利用率最高的是山东省年全国煤矸石综合利用量【达到万比年增加万综合利用率由年的上升到提高了个百分点结束了“八五”时期在左右长期徘徊的局面。五年累计综合利用煤矸石【亿年均增长
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
应用技术 煤与瓦斯突出预测敏感指标及其 临界值的确定方法 赵旭生1,2,董银生3,岳超平2 (1.山东科技大学资源与环境学院,山东青岛266510; 2.煤炭科学研究总院重庆分院,重庆400037; 3.宁夏煤矿安全监察局银南分局,宁夏银川751411) 摘 要:论述了突出预测敏感指标及其临界值的概念、判断原则和确定方法,结合大湾矿的实践,介绍了一种集历史资料统计、实验室和现场试验相结合的突出预测敏感指标及其临界值的确定过程、步骤和方法,对钻屑瓦斯解吸指标K 1、钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减指标、钻粉量、炮后30min 吨煤瓦斯涌出量指标V 30和综合指标R 的敏感性进行了考察,并在此基础上研究和确定了K 1指标和V 30指标的临界值。 关键词:突出危险性预测;敏感指标;临界值;确定方法 中图分类号:T D713+.2 文献标识码:C 文章编号:1008-4495(2007)03-0028-03 收稿日期:2006-09-05 工作面煤与瓦斯突出(以下简称突出)危险性预 测和防突措施效果检验是突出矿井进行防突管理的 两项关键工作。目前我国大多数突出矿井,在进行 突出危险性预测时所采用的预测指标及其临界值基 本上都是按照《防治煤与瓦斯突出细则》所推荐的。 但是,针对不同的矿井或煤层,突出预测指标的敏感 性及其临界值可能是不同的,甚至存在很大的差异。 矿井在使用中应通过现场试验,摸索和确定适合本 矿煤层实际情况的突出预测指标及其临界值。否 则,可能因为指标不敏感或临界值不合适而造成预 测结果的不准确,导致误判,结果发生突出事故或增 加不必要的防突措施工程。所以,确定矿井突出预 测敏感指标及其临界值是防突工作中一项十分重要 的内容。1 预测敏感指标的概念及确定方法突出预测敏感指标是指针对某一煤层进行突出危险性预测时,在目前技术水平条件下能够较为明显地区分突出危险和非突出危险的指标[1]。煤与瓦斯突出是一种复杂的瓦斯动力现象,是由地应力、瓦斯及煤的物理力学性质3种因素综合作用的结果。理想的预测指标应是能够完全反映引发突出的3个因素,而实际上,目前常用的预测指标 仅是间接和部分反映这3个突出预测因素。对不同矿井、煤层或区域,突出的主导因素有所不同,3种因素在导致突出作用中的贡献比重有所不同。所以,主要反映突出3因素中某1个因素或两方面因素的不同指标,其预测突出危险的敏感性会有所不同。同时,预测指标还在一定程度上或多或少地受到现场测试条件、仪器性能、操作人员责任心等外部条件和人为因素的影响,使测定出的指标值影响因素复杂,从而影响指标的敏感性。判断一种指标是否敏感,主要考虑两个方面的因素:一是指标值的大小是否随着突出危险性的大小明显变化;二是影响指标值大小的突出危险因素是否大于测定误差等外部条件和人为因素。具体确定时可根据在有无突出危险时的指标值大小及其变 化幅度,以及测试环境、手段、人员水平等引起的测 定误差大小等判断,如在突出危险区与非危险区、突 出点附近与正常带、打钻时喷孔等动力现象(严重度 与频度等)与正常时、措施前后等测值的变化情况, 以及测值统计结果分布规律、指标与其他敏感指标 的对比等进行判断。所以预测敏感指标,必须通过 对各种指标的实际考察,结合本矿煤层或区域的具 体测试条件来确定,其敏感指标既能体现出本矿煤 层的突出主导因素,又适应矿井的具体测试条件, 从而较好地符合矿井实际。 ? 82?
煤矿煤与瓦斯突出安全事故案例学习心得体会记录
煤矿安全事故案例学习心得体会记录 2018年6月28日
学习事故案例、吸取经验教训 学习事故案例 2015年8月11日15分，普安县楼下镇政忠煤矿发生一起重大煤与瓦斯突出事故，造成13人死亡，5人受伤，直接经济损失2980.6万元。 事故原因 1、直接原因 (1)12172下山掘进工作面区域防突措施缺失、局部防突措施不到位,未消除煤体突出危险; (2)8月5日,工作面发生突出事故后没有立即停止作业、查明原因,采取有效的瓦斯治理措施,将事故消灭在萌芽状态 (3)8月6日盲目施工瓦斯排放钻孔时出现顶钻、卡钴、喷孔等突出预兆后,该矿有关负责人仍然违章指挥、冒险组织作业,放炮后诱导煤与瓦斯延时突出，从而导致事故发生。 2、间接原因 (1)该矿未采取区域、局部两个“四位一体”综合防突措施,冒险组织掘进,发生突出的12172探煤巷掘进工作面(煤巷掘进工作面)未进行瓦斯抽采: (2)该矿井下生产布局不合理,通风系统不可靠,掘进工作面未实现专用回风,导致事故发生时灾区扩大; (3)2006年该矿井田范围内曾发生过煤与瓦斯突出事故,但该矿未
认真吸取事故教训:特别是12172探煤巷掘进工作面在事故前曾发生过卡钻、顶钻、喷孔等突出预兆,但未采取安全措施,冒险作业; (4)该矿安全管理混乱,矿井监测监控系统运行不正常,人员定位系统损坏后未及时维护,不能正常使用;未严格执行人员出入井登记等制度,出入井人员情况不清; (5)事故发生后,该矿未按照规定及时报告事故,迟报约5小时,导致救援不及时。 事故教训及防范措施 此次事故反映我省部分煤矿企业仍然存在重生产、轻安全、冒险蛮干违章作业的现象,各地、各煤矿企业要深刻吸取事故教训,引以为戒。各级煤矿安全监管监察部门要继续以重典治乱、猛药去疴的高压手段给非法违法行为以雷霆打击,确保我省安全生产形势稳定好转。 1、切实落实瓦斯防治责任。各级煤矿安全监管监察部门要加强对瓦斯防治工作的组织领导,完善制度、强化责任、加强管理、严格监管,特别是对煤与瓦斯突出矿井坚持“一矿一策”、“一面一策”,集中力量开展定向攻坚。组织所有煤矿健全完善瓦斯防治责任制,由煤矿主要负责人负总责,确保瓦斯防治机构、人员、计划、措施、资金“五落实” 2、扎实开展安全隐患大排查大整治。各地、各相关部门要按照《省安全监管局关于印发贵州省安全隐患大排查大整治专项行
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施 摘要：对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述，阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法和研究现状，分析影响煤与瓦斯突出的各种地质因素。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，所以研究防治突出措施有重要的现实意义，并提出煤与瓦斯突出的防治措施。 关键词：煤与瓦斯突出地质构造防治措施 前言： 煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重自然灾害之一，可在极短时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务之急。 对于煤与瓦斯突出机理，各国研究者经过长期得到努力提出了包括瓦斯主导作用、地应力主导作用、化学本质作用和综合作用等假说，基本定性的解释了煤与瓦斯突出现象。 1 国内外研究现状 1.1 国外研究现状 国外关于煤与瓦斯突出机理的研究成果可以归纳为以下4个方面[1~4]： a.瓦斯主导作用假说这类假说认为煤体内存储的高压瓦斯在突出中起主要作用。其中 “瓦斯包”说占重要地位，认为“瓦斯包”是突出的动力来源。 瓦斯主导作用假说主要有：“瓦斯包”说、粉煤带说、煤空隙结构不均匀说、突出波说、裂缝堵塞说、闭合空隙瓦斯释放说、瓦斯膨胀说、卸压瓦斯说、火山瓦斯说、地质破坏带说、瓦斯解吸说等11种假说。 b.地应力主导作用假说这种假说认为煤和瓦斯突出主要是高地应力作用的结果。高地 应力包括2个方面，一方面指自重应力和构造应力，另一方面指工作面前方存在的应力集中。 地应力主导作用假说主要有：岩石变形潜能说、应力集中说、塑性变形说、冲击式移近说、拉应力波说、应力叠加说、放炮突出说、顶板位移不均匀说等8种假说。 c.化学本质作用假说这种假说认为突出主要是在化学作用下形成高压瓦斯和产生热反 应。 化学本质主导作用假说主要有：瓦斯水化物说、地球化学说、硝基化合物说等3种假说。 d.综合作用假说这种假说认为，突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯及煤体自身物 理力学性质等综合作用的结果。但对各因素在突出中所起的作用没有统一认识。 综合作用假说主要有：振动说、分层分离说、破坏区说、游离瓦斯压力说、地应力不均匀说、能量假说等6种假说。 1.2 国内研究现状 我国从20 世纪60 年代起开始对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力
2021版浅析煤与瓦斯突出的预测及防治措施
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021版浅析煤与瓦斯突出的预 测及防治措施 Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
2021版浅析煤与瓦斯突出的预测及防治措 施 摘要在总结分析了国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上，重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施，指出神经网络是预测煤与瓦斯突出非线性问题的最有前景的方法。 关键词煤与瓦斯突出预测防治措施 1煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律 1.1煤与瓦斯突出的机理 许多国家对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视，并取得了一定成果，但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性，目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用
假说。 我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等开展了一系列的研究，根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探讨，提出了新的见解和观点，概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作，并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。 1.2煤与瓦斯突出的类型 煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。由于突出时的原动力和所表现现象的不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出3种情况，各种情况比较见表1。 表1煤与瓦斯突出类型比较表（略） 1.3煤与瓦斯突出的一般规律 （1）突出的次数和强度随开采的深度增加而增加；
基于人工神经网络的煤与瓦斯突出预测(最新版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 基于人工神经网络的煤与瓦斯 突出预测(最新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
基于人工神经网络的煤与瓦斯突出预测 (最新版) 随着我国煤炭科学技术的迅速发展，在煤与瓦斯突出预测方面取得了突出进展，提出了许多预测煤与瓦斯突出的方法和指标，如基于煤体破裂过程中的声发射和电磁辐射现象的非接触式预测方法；根据工作面打钻时的钻屑量、瓦斯涌出量及解吸量进行的接触式预测方法；以及其它预测指标等。但是这些方法和指标主要是使用回归分析的方法得出的，它考虑的是影响煤与瓦斯突出的个别是或重要因素，没有全面考虑影响煤与瓦斯突出的因素，致使突出敏感指标因地而异，突出临界值随矿井不同而变化。因此，预测结果常常不很准确。 人工神经网络技术（ANN）的飞速发展，基于人工神经网络的预测煤与瓦斯突出预测已经能够达到很高的预测精度，优于其它预测
方法，完全可以满足煤矿煤与瓦斯突出预测精度的要求。 1影响煤与瓦斯突出事故的因素 （1）煤层瓦斯压力。原始瓦斯压力越高，煤体内的瓦斯含量越大，煤体破裂时单位面积裂隙上涌出的瓦斯量就越多，裂隙中就越可能积聚起较高的瓦斯压力，从而越可能撕裂煤体，并将撕裂形成的球盖状煤壳抛向巷道。 （2）围岩的透气性系数。围岩的透气性系数越大，越有利于煤层中瓦斯泄漏，在同样瓦斯压力下，煤层中赋存的瓦斯越小。 （3）构造煤的类型。构造煤是煤与瓦斯突出的必要条件，不同类型构造煤具有不同的突出危险性。 （4）瓦斯放散初速度。煤样放散瓦斯快慢的程度用△P值表示，其大小与煤的微孔隙结构，孔隙表面性质和孔隙大小有关，随构造煤破坏类型的增高，△P值也增高。 （5）软分层煤厚。由下式可以看出，煤体撕裂后形成的球盖状煤壳曲率半径Ri 及煤壳所对的中心角Φi
2020年煤矸石项目可行性研究报告
煤矸石项目 可行性研究报告规划设计 / 投资分析
摘要 该煤矸石项目计划总投资12331.73万元，其中：固定资产投资 10090.01万元，占项目总投资的81.82%；流动资金2241.72万元，占项目 总投资的18.18%。 达产年营业收入19841.00万元，总成本费用15135.35万元，税金及 附加240.45万元，利润总额4705.65万元，利税总额5595.16万元，税后 净利润3529.24万元，达产年纳税总额2065.92万元；达产年投资利润率38.16%，投资利税率45.37%，投资回报率28.62%，全部投资回收期4.99年，提供就业职位320个。 本报告是基于可信的公开资料或报告编制人员实地调查获取的素材撰写，根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）的要求，依照“科学、客观”的原则，以国内外项目产品的市场需求为前提，大量 收集相关行业准入条件和前沿技术等重要信息，全面预测其发展趋势；按 照《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》的具体要求，主要从技术、经济、工程方案、环境保护、安全卫生和节能及清洁生产等方面进行充分 的论证和可行性分析，对项目建成后可能取得的经济效益、社会效益进行 科学预测，从而提出投资项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见， 因此，该报告是一份较为完整的为项目决策及审批提供科学依据的综合性 分析报告。
总论、项目背景研究分析、市场分析、项目规划方案、项目选址规划、土建方案、工艺先进性、项目环保分析、安全经营规范、风险应对评估、 节能概况、进度计划、项目投资方案分析、经济效益、总结评价等。
煤与瓦斯突出预测防治技术的发展与展望参考文本
煤与瓦斯突出预测防治技术的发展与展望参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
煤与瓦斯突出预测防治技术的发展与展 望参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1 综述 我院是我国最早从事瓦斯突出防治研究的专业研究 院，研究领域涉及突出预测、防突出措施、措施效果检验 和人身防护安全措施、突出机理等各方面。在国内首先开 展了开采保护层、大、小直径超前钻孔、钻孔水力冲刷、 水力冲孔、深孔松动爆破、石门金属骨架等多种防突措施 研究；率先在国内开展了煤层与瓦斯突出区域性预测和工 作面预测科研工作，提出了区域预测煤和瓦斯突出危险性 综合指标P和K、煤层突出危险性指标△P、工作面预测钻 屑量指标S、钻屑瓦斯解吸指标△h?、C及钻孔瓦斯涌出初
速度指标g；建立了区域预测综合防突技术思想，并在现场投入应用；率先开展了AE声发射、瓦斯涌出特征非接触连续预测突出研究，以及机掘面防突措施研究。 20世纪50年代，我院于1956——1960年首先在北票、红卫、涟邵、焦作、梅田、六盘水等矿井进行瓦斯突出调查，建立了全国重点突出矿井卡片；1958年率先在北票煤田台吉三井、冠山二井开采保护层，并获得成功，为最初的防突提供了最为有效的技术手段；1959年继续在天府磨心坡井推广应用开采保护层，并结合瓦斯抽放综合防突。 20世纪60代初，我院即建立区域预测单项指标△P、f 值，1960年——1965年进行了全国突出煤层△P、f值普查；1961年——1963年在红卫、蛇形山矿进行开采保护
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理 煤与瓦斯突出系指煤矿中这样一种煤体动力现象，即在极短时间内，由煤体向巷道(包括采场)中突然喷出巨量的瓦斯和粉碎的煤，并在煤体中形成某种特殊形状的空洞，喷出的粉煤被瓦斯流所携带运动，并造成一定的动力效应(推倒矿车，巨石，破坏支架等)，大突出时粉煤可以充填数百米巷道，而喷出的瓦斯-粉煤流有时带有暴风般的性质，逆风流充满数千米长的巷道。 因此，煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的最严重的自然灾害。自从1834年法国发生世界上第一次煤和瓦斯突出以来，40多个产煤国家发生了突出。我国的瓦斯突出极为严重，至今为止，已发生突出万次以上。今年1--8月全国发生较大以上的突出31起，死亡182人，其中有14起发生在非突出矿井，占45.2%。对云南来说，近年随着煤炭开采的向地下深部延伸和开发力度的加大，煤与瓦斯突出也随之加剧。东源集团的羊场煤矿，田坝煤矿，恩洪煤矿均是突出矿井，恩洪突出还很严重。云南在建的最大规模井工煤矿---白龙山煤矿也已经发生瓦斯突出。因此瓦斯突出灾害的严重性云南已经凸现。研究和掌握治理技术已经很迫切。 煤与瓦斯突出一般是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后随即发生的。这样的突出称之为正常突出。还有一种突出是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后延迟一定时间才发生，称之为延期突出。延期突出由于延期时间有长有短，难以确定，不好预防。今年羊场曾经发生过一次延期突出。那么，煤与瓦斯突出的机理是如何的呢?讨论瓦斯抽放和突出治理的资料很多，但对突出机理进行详细描述的资料却很少，因此了解这方面知识对于研究和治理突出显得很有必要。
人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了，对突出机理的假说不下40种，尽管各有差别，但归纳起来有六类，主要的仍然是三大类：瓦斯主导学说；地压主导学说；综合作用假说。本文介绍有代表性的几种假说。 (一)瓦斯主导学说 该类学说认为，瓦斯是突出的主要原因和能源，而地压和煤的物理力学性能则是为突出创造了有力条件。该类学说主要包括以下假说： 1)“瓦斯包”说(前苏联贝可夫提出) 突出的原因在于煤层中存在“瓦斯包”。该瓦斯包中的瓦斯压力比邻近区域要高得多，且包围“瓦斯包”的煤体透气性极小，使高压瓦斯得以保存。当工作面接近这一“瓦斯包”时，高压瓦斯破坏了煤壁，瓦斯携带破碎煤猛烈喷出，发生瓦斯突出。 2)突出波说(前苏联赫利斯特尔维切提出) 突出是煤层中所含潜能的显现，每吨煤中所含瓦斯的潜能要比煤层储蓄的弹性变形能大10倍左右。在煤强度低的区域，煤层中的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度，在采掘工作面接近这些区域时，在瓦斯压力作用下，可产生连续破坏煤体的“突出波”。(1)煤层中存在高压瓦斯含量地带，吸附瓦斯引起了煤体膨胀，增加了煤层应力，且在这样的煤层中透气系数接近于零。当巷道接近这一区域时，使应力急剧降低，造成煤的破坏和突出。(前苏联尼靠林提出) (2)突出是由于含有高压瓦斯的煤层，煤结构不均匀。透气性低的硬煤包围着透气性高的软煤，当巷道工作面接近硬煤与软煤边界时，
煤与瓦斯突出的预测及防治措施正式版
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.煤与瓦斯突出的预测及防治措施正式版
煤与瓦斯突出的预测及防治措施正式 版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 1 煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律 1 1 煤与瓦斯突出的机理 许多国家对煤与瓦斯突出机理的研究都很重视，并取得了一定成果，但由于突出机理的复杂性及突出现象的多样性，目前对突出机理的认识仍处于假说阶段。国外对煤与瓦斯突出机理的认识可归纳为4种：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。 我国从60年代起就对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能
等开展了一系列的研究，根据现场资料和实验研究对突出机理进行了探讨，提出了新的见解和观点，概括起来主要有中心扩张学说、流变假说、二相液体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳理论等。此外中国科学院力学研究所从力学角度对突出过程做了大量的研究工作，并提出了突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程。 1 2 煤与瓦斯突出的类型 煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO2突出、岩石与CO2突出等。由于突出时的原动力和所表现现象的不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出3种情况。 1 3 煤与瓦斯突出的一般规律
煤与瓦斯突出机理及预测
《煤与瓦斯突出机理及预测》试卷 1、简述瓦斯的成因类型及其形成机制。（15分） 1、生物成因气 生物成因煤层气是指在微生物作用下，有机质（泥炭、煤等）部分转化为煤层气的 过程。按形成阶段可划分为原始生物成因气和次生生物成因气， 1） 原生生物成因气：形成阶段：早期生物成因气形成于泥炭 化作用和成岩作用阶段。 成分来源：⑴ CO2 ⑵ 醋酸（CH3COOH ）、甲 醇和甲胺等发酵转化成 CH4。 物作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机 质，进而在产酸 菌和产氢菌作用下，变为挥发性有机酸、H 2和C02;H 2和CO2在甲烷菌 作 用下生成CH4。 2） 次生生物成因气 形成阶段：煤层后期抬升阶段。原生与次生生物成因气的阶段划分取决于有没有 抬升。在煤层形成并被埋藏后，如果没有进入成熟阶段（R o vO.5%）,同时又没有发生 抬升，形成的生物气为原生生物成因气；如果发生抬升，不管煤阶如何，再生成的生 物气即为次生生物成因气。 形成条件：a 、通过补给区由大气降水由煤层气露头带入煤层的微生物； b 相对低温条件下56°; C 、有机质的供给。低分子有机质的来源是煤，大分子的煤 要通过腐生菌作用才能降解为可供甲烷菌作用的低分子有机质。 2、热成因气 煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态 物质。由于煤隶属III 型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷 为主。 原生热成因气： 指由煤生成并就地储存的热成因气，保持了煤层气原始的组分和同位素组成 。从烃 源岩的角度，可将煤级演化阶段分为未成熟阶段（泥炭 一褐煤ROV0.5% ），以生物气 形成为主；成熟阶段（长焰煤 一瘦煤，0.5%VROV2.0% ），以热降解气生成为主；高 成熟阶段（贫煤一无烟煤，RO>2.0% ），以热裂解气形成为主 （1）热降解气（0.5%VROV2.0% ） 该阶段发生的化学反应，主要是官能团和侧链的裂解及其产生的大分子烃类（油、湿 气)的裂解与聚合，据反应进行程度可分早、中、晚三期。 2、试述国内外关于煤与瓦斯突出机理的主要假说及其主要论点。 (20 分) 姓名: 班级: 学号: —褐煤阶段，即泥炭 还原生成CH4 ； 形成过程：通过微生
煤与瓦斯突出的动态过程研究
煤与瓦斯突出的动态过程研究 一. 研究背景 目前对煤与瓦斯突出机理的定性认识已经明确为地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质、重力等四方面因素综合作用的结果。煤与瓦斯突出实质上是一种力学现象,在地应力作用下受压状态的含瓦斯煤层受开采的卸压扰动后有可能破坏,甚至流化而突出。煤与瓦斯突出的预测、防治均是以这种定性的理论为基础的。定量计算预测和判断煤与瓦斯突出发生与否的最大障碍在于对煤的力学性质及其灾变动力过程规律的研究还不够充分和完善。比如,流变假说指出了煤与瓦斯突出过程与煤的流变性质密切相关,是煤与瓦斯突出机理研究的一个新方向。但岩石力学目前对煤岩流变现象的研究还只建立在各种组合体模型的基础上,对流变本质还没有完全认识,从而限制了流变假说从定性上升为定量。煤与瓦斯突出是一种复杂的力学现象,由于瓦斯参与作用,它比其它岩石力学现象更为复杂。研究煤与瓦斯突出必须以煤岩的力学性质和其动力破坏过程为基础。 二.煤岩强度的讨论 在岩石力学中,岩石强度被视为岩石的一个重要性质并成为岩石力学研究的主要内容之一。岩石损伤力学与传统的岩石力学相比,最主要的区别在于将岩石强度为核心转为以损伤演化过程为中心,是思维方式的突破和发展。根据煤岩无因次损伤演化方程及应力应变方程,对于力学性质相似的一类煤岩,应力峰值点的无因次应力L均相同,其强度大小取决于弹性模量和损伤耗能率。表1为砂岩在不同围压下的损伤耗能率及强度。 强度与损伤耗能率关系曲线,由图1可知:强度随损伤耗能率的增大也呈增大趋势,但增大的幅度是先减小后增大,关系较为复杂,其原因是强度不仅仅是损伤耗能率的函数。无因次分析表明:当本构方程中的几个指数相同时,力学性质是相似的,此时强度与损伤耗能率的j/(j+l)次方成正比j为指数,与弹性模型的1/（j+1)次方成正比。试验结果则说明,不同围压下,指数j、l、m也发生变化,比如围压越大j越小,越接近于线性弹性;同时弹性模量也发生变化,所以使得强度与损伤耗能率为复杂的函数关系。但无论怎样,随着围压的增大,损伤耗能率和强度同时随之增大的趋势是固定不变的。
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值的确定方法 工作面煤与瓦斯突出(以下简称突出)危险性预测和防突措施效果检验是突出矿井进行防突管理的两项关键工作。目前我国大多数突出矿井，在进行突出危险性预测时所采用的预测指标及其临界值基本上都是按照《防治煤与瓦斯突出细则》所推荐的。但是，针对不同的矿井或煤层，突出预测指标的敏感性及其临界值可能是不同的，甚至存在很大的差异。矿井在使用中应通过现场试验，摸索和确定适合本矿煤层实际情况的突出预测指标及其临界值。否则，可能因为指标不敏感或临界值不合适而造成预测结果的不准确，导致误判，结果发生突出事故或增加不必要的防突措施工程。所以，确定矿井突出预测敏感指标及其临界值是防突工作中一项十分重要的内容。 1预测敏感指标的概念及确定方法 突出预测敏感指标是指针对某一煤层进行突出危险性预测时，在目前技术水平条件下能够较为明显地区分突出危险和非突出危险的指标。 煤与瓦斯突出是一种复杂的瓦斯动力现象，是由地应力、瓦斯及煤的物理力学性质3种因素综合作用的结果。理想的预测指标应是能够完全反映引发突出的3个因素，而实际上，目前常用的预测指标仅是间接和部分反映这3个突出预测因素。对不同矿井、煤层或区域，突出的主导因索有所不同，3种因素在导致突出作用中的贡献比重有所不同。所以，主要反映突出3因素中某1个因素或两方面因素的不同指标，其预测突出危险的敏感性会有所不同。同时，预测指标还在一定程度
上或多或少地受到现场测试条件、仪器性能、操作人员责任心等外部条件和人为因素的影响，使测定出的指标值影响因素复杂，从而影响指标的敏感性。 判断一种指标是否敏感，主要考虑两个方面的因素：一是指标值的大小是否随着突出危险性的大小明显变化；二是影响指标值大小的突出危险因素是否大于测定误差等外部条件和人为因素。具体确定时可根据在有无突出危险时的指标值大小及其变化幅度，以及测试环境、手段、人员水甲等引起的测定误差大小等判断，如在突出危险区与非危险区、突出点附近与正常带、打钻时喷孔等动力现象(严重度与频度等)与正常时、措施前后等测值的变化情况，以及测值统计结果分布规律、指标与其他敏感指标的对比等进行判断。所以预测敏感指标，必须通过对各种指标的实际考察，结合本矿煤层或区域的具体测试条件来确定，其敏感指标既能体现出本矿煤层的突出主导因素，又适应矿井的具体测试条件，从而较好地符合矿井实际。 2敏感指标临界值的确定方法 对于一个敏感指标而言，希望存在一个理想的临界值，超过该值一般会发生突出，否则就不发生突出。但是，实际情况并不是这样，突出危险性是一个概率的概念，一般随着指标测定值的增高，发生突出的概率会增大。所以理想的临界值并不存在，实际存在的是一个临界范围。当测定值小于此范围时没有突出危险。高于时大多都会发生突出，而在该范围内时，可能发生突出，也可能不发生突出。为便于生产管
安阳矿务局龙山煤矿“11.20”煤与瓦斯突出事故案例分析
安阳矿务局龙山煤矿“11.20”煤与瓦斯突出事故案例分析 一、矿井简介 龙山煤矿隶属于安阳矿务局，系国有地方矿井。矿井位于安阳县水冶镇南约6km，井田东起F163断层，西至F172、F174两断层，南以煤层露头和老窑开采为界，北以-500m煤层底板等高线为界，走向长7.2km，倾斜宽1.5～4.0km，面积11.0km2。1969年元月建井，1978年12月投产，原设计生产能力0.50Mt/a，实际生产能力0.28Mt/a。 矿井开拓方式为斜井多水平上、下山开拓，第一水平标高-220m，第二水平标高-500m。矿井开采煤层为二1煤，煤层走向300○～350○,倾向6○～10○，煤层厚度4～6m，倾角5～40○，煤层自燃倾向为不易自燃，煤尘爆炸指数为6.33～6.42%。煤层直接顶以泥岩、砂质泥岩为主，厚0.19～22.18%，变化较大；底板为中粒砂岩。井田东翼构造简单，西翼构造复杂，以高角度斜交正断层为主，断层走向为北北东～南南西，北西～南东，东～西三组不同方向，褶曲分布有龙山向斜、谢家庄向斜等。 矿井通风方式为混合抽出式，主斜井、副斜井、23采区专用斜井进风，冯家洞立井、天喜镇斜井回风。矿井总进风量5329m3/min，总回风量5405m3/min，绝对瓦斯涌出量22.55m3/min，相对瓦斯涌出
量83.71m3/t。 矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井，至2002年11月共发生煤与瓦斯突出106次，最大突出煤量1070t，瓦斯量167435m3。 发生事故的地点为11采区11081下顺槽掘进工作面45m处（详见安阳矿务局龙山煤矿11.20煤与瓦斯突出事故图）。下顺槽设计长度400m，沿煤层顶板布置，巷道支护方式为2.4×2.4m梯形木支架，巷道断面积6.44m2。掘进采用爆破落煤，矿车运输。采用2台（自动倒台）28kW风机供风，其回风经11采区轨道运输巷至总回风巷。2002年5月底11采区轨道上山一车场揭石门后，转入11081下顺槽掘进。6月27日，鹤壁煤矿安全监察办事处在龙山煤矿安全检查时因11采区无专用回风巷责令11081下顺槽掘进工作面立即停止作业，9月份经矿务会议研究制定了有关安全措施后又开始掘进，至事故发生时共进尺45m。 11081下顺槽掘至外平台41.5m处煤层顶板下沉，排放钻孔施工较为困难，事故发生前共打排放钻孔27个（41.5m），钻孔深度为2.4～7.2m。经措施效果检验（2个检验孔，孔深分别为3.5m、3m），△h2max=97.8Pa，至事故发生共进尺3.5m。 二、防突措施