煤與瓦斯突出特點(diǎn)分析及預(yù)控措施

胡昌貴

貴州省六盤水市鐘山區(qū)能源局 貴州六盤水 553000

1 煤與瓦斯突出的特點(diǎn)

煤與瓦斯突出的發(fā)生雖然具有瞬發(fā)性和多樣性，但它也有很多的相關(guān)特點(diǎn)，這些特點(diǎn)可以作為預(yù)防煤與瓦斯突出的基礎(chǔ)。（1）煤與瓦斯突出多發(fā)生于水文地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖層分層不清呈漩渦狀或箕斗狀區(qū)域、接近斷層或煤層厚度變化劇烈處。（2）隨著礦井開采深度變大，礦山壓力增強(qiáng)，煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性變強(qiáng)，發(fā)生的概率增加。（3）瓦斯含量大的煤層發(fā)生突出的可能性就大。通常煤體中瓦斯量大，蘊(yùn)含的瓦斯壓力就大，容易受到采動(dòng)影響發(fā)生突出。若煤層的瓦斯含量少且壓力低，只有在煤的物理力學(xué)參數(shù)極差及地應(yīng)力不穩(wěn)定的情況下，才會(huì)發(fā)生噴出。（4）煤體自身的堅(jiān)固性系數(shù)低，抗壓強(qiáng)度差，煤體重心在暴露面，很容易從受到擠壓破壞的軟弱分層處突出。（5）煤與瓦斯突出和礦井的采掘方法及采掘關(guān)系也有很大的關(guān)系，因礦井開采破壞了煤巖體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，應(yīng)力重新分布，也加大了突出的可能性，尤其是在煤體下方或是相向開采的情況下，更易發(fā)生突出[1]。

2 煤與瓦斯突出的防治措施

2.1 聲發(fā)射頻

該方式是瓦斯地質(zhì)法在煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)運(yùn)用過(guò)程中，常見的一種形式，主要指地下煤層和巖石內(nèi)部大量縫隙和裂痕是彈性應(yīng)力波存在的一種現(xiàn)象，并且彈性應(yīng)力波可以產(chǎn)生輻射能量，這也就是聲發(fā)射。那么，在該方式運(yùn)用的過(guò)程中，主要是通過(guò)利用物理現(xiàn)象將信號(hào)的頻率范圍，進(jìn)行一定程度上的擴(kuò)大，由原來(lái)的幾赫茲擴(kuò)大到30赫茲左右，根據(jù)這樣的情況可以及時(shí)的了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的狀態(tài)，為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作的展開提供了相對(duì)便利的條件。另外，該方式也可以根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)和巖石裂縫結(jié)構(gòu)的變化，以及屬性的不同，進(jìn)行一定程度上的調(diào)整，這樣可以在一定程度上保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 局部瓦斯聚集處理方法

（1）引導(dǎo)巷道風(fēng)流穿過(guò)瓦斯聚集局部，稀釋瓦斯?jié)舛?，這是一種操作方面，且行之有效的方法。需要特別提醒的是，對(duì)于瓦斯?jié)舛容^高的局部處理時(shí)，要檢測(cè)其出風(fēng)側(cè)，如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，要馬上降低風(fēng)量或停止；（2）有關(guān)封閉墻前的瓦斯聚集處理，需要從兩方面入手：其一，提高堵漏措施效率，從根本上消除；其二，利用伸縮骨架風(fēng)筒，通過(guò)礦井風(fēng)壓導(dǎo)風(fēng)方法進(jìn)行處理；（3）關(guān)于開采工作面采煤機(jī)周圍的處理，需要提高工作面進(jìn)風(fēng)量，基于對(duì)應(yīng)降塵手段實(shí)施的基礎(chǔ)上，最大限度提升工作面風(fēng)速，但要保證低于4m/s；（4）巷道頂板四周的處理，可以通過(guò)提高巷道風(fēng)速的方式，將風(fēng)速控制在1m/s以內(nèi)。

2.3 區(qū)域防突措施

（1）開采保護(hù)層。在高瓦斯礦井，開采有突出危險(xiǎn)的煤層時(shí)，先開采保護(hù)層，破壞保護(hù)層內(nèi)部煤巖體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，減小或解除保護(hù)層內(nèi)部瓦斯壓力，使煤巖體可以提前卸壓，內(nèi)部蘊(yùn)藏的瓦斯提早涌出，降低煤巖體的應(yīng)力，增強(qiáng)煤體的抗壓強(qiáng)度和透氣性，以達(dá)到減小和消除突出的效果。但開采保護(hù)層，并不能對(duì)所有的突出煤層都起到保護(hù)作用，是有一定的保護(hù)范圍的。保護(hù)范圍的大小主要由保護(hù)層與突出煤層的相互位置、保護(hù)層的開采厚度以及煤層傾角等因素決定。而不同的地質(zhì)條件，保護(hù)的范圍大小也不相同，主要還取決于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件。（2）預(yù)抽放煤層瓦斯。在未開采保護(hù)層和單一突出危險(xiǎn)煤層的高瓦斯礦井，可以采取預(yù)抽放煤層瓦斯來(lái)減小或消除突出危險(xiǎn)。預(yù)抽放煤層瓦斯可分為地面井預(yù)抽放煤層瓦斯、井下穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽放煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽放條帶煤層瓦斯三種方式。

2.4 電磁輻射

電磁輻射是瓦斯地質(zhì)法在煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)運(yùn)用中，不可缺少的一項(xiàng)內(nèi)容，主要是與煤巖體的荷載量相對(duì)較高，地下煤層和巖體的變形以及破裂程度，也會(huì)相對(duì)較為明顯，因此，瓦斯地質(zhì)法在煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)運(yùn)用的過(guò)程中，通過(guò)利用電磁輻射可以將煤層的危險(xiǎn)性，進(jìn)行一定程度上的突出[2]。另外，該方式與其它傳統(tǒng)的方式相比，其操作流程相對(duì)較為簡(jiǎn)單，工作環(huán)節(jié)也相對(duì)較為簡(jiǎn)單，并且也在一定程度上保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)和闡述的準(zhǔn)確性。

2.5 煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)

我國(guó)出臺(tái)的相關(guān)規(guī)程中有規(guī)定，出現(xiàn)過(guò)一次突出的礦井就屬于煤與瓦斯突出礦井。對(duì)于預(yù)測(cè)存在突出危險(xiǎn)的礦井開采煤層，同樣將其劃分為突出危險(xiǎn)礦井。我國(guó)煤礦中煤層的基礎(chǔ)事故預(yù)防，多在地質(zhì)勘查中便開始布局，并以周邊礦井或環(huán)境相似礦井為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其中存在危險(xiǎn)性的信息分別統(tǒng)計(jì)和歸類，并對(duì)其詳細(xì)分析，從而獲得有關(guān)該礦井危險(xiǎn)性的信息。

2.6 局部防突措施

（1）超前支架。在巷道掘進(jìn)工作面的前方范圍布置一定數(shù)目的瓦斯探孔，用來(lái)排放煤層瓦斯，減少煤層中瓦斯含量和壓力，但只適用于賦存條件好的煤層。（2）深孔預(yù)裂爆破。是利用鉆機(jī)在煤巖體的應(yīng)力集中范圍內(nèi)鉆出一定數(shù)量的深孔，利用爆破技術(shù)，通過(guò)沖擊震動(dòng)使煤體松動(dòng)碎裂釋放瓦斯、降低瓦斯壓力，使應(yīng)力集中區(qū)向深部轉(zhuǎn)移，從而形成一條瓦斯卸壓帶。（3）金屬骨架。當(dāng)石門掘進(jìn)到煤層周邊范圍內(nèi)，使用鋼管或鋼軌作為金屬骨架插入提前鉆進(jìn)好的煤層鉆孔中，利用振動(dòng)使煤層破開，釋放瓦斯壓力[3]。（4）煤層注水。利用高壓水向具有自噴能力的煤層注水，使煤體濕潤(rùn)，脆性變小、塑性增強(qiáng)，煤體中瓦斯的逸散初速度減慢，同時(shí)煤體中的瓦斯壓力得到釋放，減小了煤體突然破碎的可能，達(dá)到消突的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前在瓦斯治理方面已經(jīng)有了一定的進(jìn)步，但還未徹底解決，因此我們不能局限于目前的小成績(jī)，應(yīng)該進(jìn)一步分析研究煤礦瓦斯治理技術(shù)。