浅谈煤与瓦斯突出预测及防治
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【摘要】煤与瓦斯突出是煤矿中一种严重的动力灾害，本文简要介绍几种煤与瓦斯突出机理假说，对煤与瓦斯突出的预测方法进行了评述，提出一些常用的防治突出技术措施，对我国煤矿的安全生产具有一定的意义。
【关键词】煤与瓦斯突出；机理；预测；防治
引言
煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象，它能在很短的时间内，由煤体向巷道或采场突然喷出大量的瓦斯和碎煤，在煤体中形成特殊形状的空洞，并形成一定的动力效应，如推倒矿车、破坏支架等。喷出的瓦斯―粉煤流有时带有暴风般的性质，煤粉可以充填数百米长的巷道，瓦斯可以逆风流运行充满数千米长的巷道。煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。
1煤与瓦斯突出机理假说
目前，研究煤与瓦斯突出机理的假说主要有以下几种，即“以瓦斯为主导作用的假说”，“以地应力为主要作用的假说”，“化学本质假说”和“综合假说”。
上述假说都是从某一角度来对突出机理进行分析研究，各有一定的局限性和片面性。目前我国大多数研究者认为，煤与瓦斯突出是地压、高压瓦斯和煤体结构三个因素综合作用的结果，是聚集在围岩和煤体中大量潜能的高速释放。
2煤与瓦斯突出预测方法
2.1静态突出预测方法
静态突出预测方法主要是煤体结构参数指标法，包括煤的筛分指数C，煤的坚固性系数F，煤的瓦斯放散指数P，综合指标k和揉皱系数R。
2.2动态非接触式突出预测技术
动态突出预测方法主要是地质统计法、微震技术预测突出危险性、煤层温度状况预测突出的危险性、煤层中涌出的氦或氡浓度的变化预测突出、电磁辐射强度预测突出危险五种预测技术。
3煤与瓦斯突出防治技术
3.1“四位一体”综合防突技术
目前我国在工作面突出防治主要采用以“四位一体”为核心的突出预测综合防突措施，其中突出危险性预测和防突措施效果检验是非常重要的2个环节。常用的指标主要包括钻屑量S.钻屑瓦斯解吸指标Kl或h2.钻孔瓦斯涌出初速度q及其衰减指标Cq、综合指标R等。现这些预测指标大多数都有一套比较严格和成熟的预测方法，为预防突出事故发挥了非常重要的作用。
3.2区域防突技术
开采解放层抽放瓦斯[6]。若煤层间距小于20m，且有保护层或解放层时，优先选择开采保护层，进行煤层的区域防突。处理开采解放层附带产生卸压瓦斯的根本措施是在开采解放层同时抽放被解放层的卸压瓦斯。尾巷排放也是处理卸压瓦斯较好的措施在瓦斯涌出量不大的情况下，可以采取尾巷排放方法。实践证明，在工作面瓦斯涌出量大于10m3/min时，使用尾巷排放是解决不了卸压瓦斯问题的，必须采取抽放和尾巷排放的综合措施治理。
3.3局部防突技术
3.3.1石门揭煤防突技术措施
（1）金属骨架
在揭开具有软煤和软围岩的薄及中厚突出煤层时，可采用金属骨架；揭煤工作面金属骨架措施一般在石门上部和两侧或立井周边外0.5～1.0m范围内布置骨架孔；骨架钻孔应穿过煤层并进入煤层顶（底）板至少0.5m，当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层的深度不应小于15m；钻孔间距一般不大于0.3m，对于松软煤层要架两排金属骨架，钻孔间距应小于0.2m；骨架材料可选用8kg/m的钢轨、型钢或直径不小于50mm钢管，其伸出孔外端用金属框架支撑或砌入碹内；插入骨架材料后，应向孔内灌注水泥砂浆等不燃性固化材料；采用金属骨架防治突出措施时，应与瓦斯抽放、水力冲孔或排放钻孔等措施配合适用。
（2）预抽瓦斯或排放钻孔
煤层透气性较好，有足够的抽放时间（一般不少于3个月）或排放时间；揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时，钻孔直径一般为75～120mm；石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m；立井揭煤工作面钻孔控制范围是：近水平、缓倾斜、倾斜煤层为井筒四周轮廓线外至少5m；急倾斜煤层沿走向两侧及沿倾斜上部轮廓线外至少5m，下部轮廓线外至少3m；揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时，可分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离（掘进到煤层顶或底板时不在此限）；预抽瓦斯和排放钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽采状态。
（3）水力冲孔
（5）煤体固化
石门揭煤工作面煤体固化措施适用于松软煤层，用以增加工作面周围煤体的强度；向煤体注入固化材料的钻孔应施工至煤层顶板0.5m以上，一般钻孔间距不大于0.5m，钻孔位于巷道轮廓线外0.5～2.0m的范围内，根据需要也可在巷道轮廓线外布置多排环状钻孔；当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层的深度不应小于10m；各钻孔应当在孔口封堵牢固后方可向孔内注入固化材料，可以根据注入压力升高的情况或注入量决定是否停止注入，固化操作时，所有人员不得正对孔口；在巷道四周环状固化钻孔外侧的煤体中，预抽或排放瓦斯钻孔自固化作业到完成揭煤前应保持抽采或自然排放状态，否则，应打一定数量的排放瓦斯钻孔。从固化完成到揭煤结束的时间超过5天时，必须重新进行工作面突出危险性预测或措施效果检验。
（6）震动放炮