煤与瓦斯突出的预防

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煤与瓦斯突出的预防

（一）几个案例

1．世界上第一次有记载的突出

1834年3月22日，法国鲁阿尔煤田伊萨克矿在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了突出。支架工在架设支护时，发现工作面煤壁外移，3个工人赶忙撤离，巷道中瞬时充满煤粉13米长，煤尘弥漫，1人被煤流埋没死亡，1人窒息死亡，只有1人幸免于难。煤突出后迎头支架倾倒，煤粉散落长度15米。无瓦斯浓度记录。

2.世界第一次瓦斯与煤猛烈突出

1897年4月17日，比利时的阿格拉波2号井，在向上掘进580米至610米水平之间的联络眼时，突然发生瓦斯与煤突出，突出强度420吨煤，瓦斯50万米（立方）以上。最初瓦斯喷出量高达每分钟3000米（立方）以上。瓦斯逆风流从入风提升井反冲至地面，距该井口23米处绞车房附近的火炉引燃了瓦斯，火焰高出井口50米，井口附近的地面建筑物烧成一片废墟，2小时后，火焰将要熄灭之时，又连续发生7次瓦斯爆炸，约每隔

7分钟爆炸一次，井下209人中死亡121人；井口地面上烧死3人，烧伤11人。

3.世界上迄今强度最大的突出

世界上迄今为止强度最大的突出灾害发生在1969年7月13日原苏联加加林煤矿，在深710米水平主要石门揭露仅1.03米薄煤层时，突然发生煤突出14000吨，瓦斯25米（立方）的大灾害。

4.我国有记载的第一次煤与瓦斯突出

1950年吉林省辽源矿务局富国西二坑，在垂深280米煤巷掘进时发生突出。此前约在1938年前后该矿曾发生过突出现象，但无记载。

5.中国迄今强度最大的煤与瓦斯突出

1975年8月8日重庆天府矿务局三汇坝一矿主平硐，一次突出演示12780吨，突出煤8000吨，瓦斯140万米（立方）。这次大灾是主屏硐揭穿6号煤层放震动炮时发生的。

我国属多瓦斯突出矿井的国家之一，在统配煤矿中至上世纪80年代末共有矿井624对，其中有煤和瓦斯突出危险的矿井有293对，占46%。发生煤与瓦斯突出总次数累计已有9000次左右。 （二）预防煤与瓦斯突出的技术措施

1．开采解放层

在有煤与瓦斯突出危险的矿井中，在开采煤层群的条件下，矿工们应首先开采没有突出危险，或突出危险性较小的煤层。由于受采动影响，距离它一定范围内的突出危险煤层便失去突出危险。这个先采的煤层成为解放层，位于突出危险层的上方，称为上解放层，位于下方的成为下解放层。

凡是有解放层的所有发生煤与瓦斯突出的国家，如法国、前苏联、德国、波兰、匈牙利、比利时等国，都采用这种措施。我国从1958年起成功地推广了这一技术。目前开采解放层的矿井占全国有煤和瓦斯突出危险矿井的26%。这是一种有效的区域性防治突出的措施。

天府矿务局磨心坡矿和南桐矿务局一井开采上解放层的30多年的实践经验说明：解放层开采后，由于采空区的演示冒落和移动，引起开采煤层周围地应力的重新分布，采空区的上、下形成应力降低区（卸压区），在这个区域内的未开采煤层（即被解放层——突出危险层）发生了下列变化： ①地压减小，弹性潜能得以缓慢释放；

②煤层因卸压而膨胀变形，透气性增大，又因层间岩石移动，形成裂隙与孔道。所以，被解放层内的瓦斯能大量排放到解放层内的采空区内，突出危险层开采时瓦斯压力和瓦斯含量都会明显

下降。天府矿区磨心坡矿由于开采了解放层，被解放层的瓦斯压力降低了75%；南桐一井瓦斯压力由23kg/cm(平方)下降到4kg/cm(平方)。

③被解放层支柱所承受的地压急剧下降，现场称为卸压。南桐一井支柱压力由28kg/cm(平方)下降到15kg/cm(平方)。 ④由于被解放层瓦斯排往解放层的采空区，煤的强度增加，南桐一井突出危险层的煤硬度系数由0.3-0.5增加到1.0-1.5。煤的机械强度增加，这就使得在卸压区范围内开采被解放层时，不再会有发生煤与瓦斯突出的可能性。 开采解放层必须注意以下各点：

①如果煤层群具有几个解放层时，应首先考虑开采上解放层，这不但符合由上往下的开采顺序，而且突出层同水平的巷道都能位于解放带内。如果不得不首先开采下解放层时，要注意防止因层间距太小而破坏突出煤层，造成回采时的困难或带来其它灾害，如引起内因火灾。

②解放层内尽可能不留煤柱或少留煤柱，以免造成几种压力区，增加被解放层在该区的突出危险。

③开采解放层时可以同时抽放被解放层的瓦斯，以防卸压后被解放层内的瓦斯大量涌入回采工作面，造成瓦斯爆炸事故。 2.预先抽放突出危险煤层的瓦斯

我国采用预抽瓦斯的矿井占突出危险矿井总数的21%。 用均匀布置在突出危险煤层内的大量钻孔来进行几个月至十几个月的预抽瓦斯，不仅降低了瓦斯压力与瓦斯含量，而且使地应力下降，煤的强度增加。我国的实践证明，只要能预先抽出20%-30%的瓦斯，即可防止煤与瓦斯突出。 3.煤层注水

近年国外研究成功在回采工作面注水可防止煤与瓦斯突出。 我国山西阳泉一矿北头咀矿井在综采工作面进行浅孔煤体注水，使工作面煤压出的次数减少82%，瓦斯涌出量减少28%，煤尘降低了49%。 4.超前钻孔

在工作面前方一定距离的煤体内，始终保有一定数量的较大直径的钻孔，用以预防突出的发生。我国有近40%的突出危险矿井使用这种措施。我国超前钻孔的经验数据为：孔径不少于120海米，超前距离不少于5米，孔数不少于4-5个。南桐鱼田堡矿孔径为300毫米。 5．水力冲孔

利用钻机打钻时喷射的水射流，在突出煤层内冲出煤炭和瓦斯，或诱导可以控制的小型突出，以造成煤体卸压，排放瓦斯，消除采掘突出危险的方法。此法最早在南桐矿务局试验成功。 据不完全统计，应用此法在我国已经安全地揭开突出危险煤层（指石门掘进揭穿突出层）100多次，掘进煤巷1万多米，水冲区采出煤炭100万吨。 6.震动放炮

用比普通爆破多的炸药量和炮眼数，一次炸出巷道全新面的爆破，称为震动放炮。

震动放炮用强大的震动力和深揭作用使地应力作用下的高压瓦斯煤体突然暴露，造成人为最有利的可控制的发成冲突的条件。所以，它是一种诱导突出的方法，也是在人员不在现场的条件下完成最危险的落煤或解开煤层工序的一种安全措施。 震动放炮时揭盖的炮眼数比一般爆破约多两倍；煤眼和岩眼的比例1：2；煤、岩眼交错排列，毫秒爆破时，先爆岩眼，后爆煤眼，最大延迟时间应在100毫秒以内。