煤與瓦斯突出特點分析及預控措施

胡昌貴

貴州省六盤水市鐘山區能源局 貴州六盤水 553000

1 煤與瓦斯突出的特點

煤與瓦斯突出的發生雖然具有瞬發性和多樣性，但它也有很多的相關特點，這些特點可以作為預防煤與瓦斯突出的基礎。（1）煤與瓦斯突出多發生于水文地質構造復雜、巖層分層不清呈漩渦狀或箕斗狀區域、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，煤與瓦斯突出的危險性變強，發生的概率增加。（3）瓦斯含量大的煤層發生突出的可能性就大。通常煤體中瓦斯量大，蘊含的瓦斯壓力就大，容易受到采動影響發生突出。若煤層的瓦斯含量少且壓力低，只有在煤的物理力學參數極差及地應力不穩定的情況下，才會發生噴出。（4）煤體自身的堅固性系數低，抗壓強度差，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系也有很大的關系，因礦井開采破壞了煤巖體原有的應力平衡狀態，應力重新分布，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，更易發生突出[1]。

2 煤與瓦斯突出的防治措施

2.1 聲發射頻

該方式是瓦斯地質法在煤與瓦斯突出預測運用過程中，常見的一種形式，主要指地下煤層和巖石內部大量縫隙和裂痕是彈性應力波存在的一種現象，并且彈性應力波可以產生輻射能量，這也就是聲發射。那么，在該方式運用的過程中，主要是通過利用物理現象將信號的頻率范圍，進行一定程度上的擴大，由原來的幾赫茲擴大到30赫茲左右，根據這樣的情況可以及時的了解地質結構變化的狀態，為預測預報工作的展開提供了相對便利的條件。另外，該方式也可以根據煤層結構和巖石裂縫結構的變化，以及屬性的不同，進行一定程度上的調整，這樣可以在一定程度上保證各項數據的準確性。

2.2 局部瓦斯聚集處理方法

（1）引導巷道風流穿過瓦斯聚集局部，稀釋瓦斯濃度，這是一種操作方面，且行之有效的方法。需要特別提醒的是，對于瓦斯濃度較高的局部處理時，要檢測其出風側，如果瓦斯濃度過高，要馬上降低風量或停止；（2）有關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，利用伸縮骨架風筒，通過礦井風壓導風方法進行處理；（3）關于開采工作面采煤機周圍的處理，需要提高工作面進風量，基于對應降塵手段實施的基礎上，最大限度提升工作面風速，但要保證低于4m/s；（4）巷道頂板四周的處理，可以通過提高巷道風速的方式，將風速控制在1m/s以內。

2.3 區域防突措施

（1）開采保護層。在高瓦斯礦井，開采有突出危險的煤層時，先開采保護層，破壞保護層內部煤巖體原有的應力平衡狀態，減小或解除保護層內部瓦斯壓力，使煤巖體可以提前卸壓，內部蘊藏的瓦斯提早涌出，降低煤巖體的應力，增強煤體的抗壓強度和透氣性，以達到減小和消除突出的效果。但開采保護層，并不能對所有的突出煤層都起到保護作用，是有一定的保護范圍的。保護范圍的大小主要由保護層與突出煤層的相互位置、保護層的開采厚度以及煤層傾角等因素決定。而不同的地質條件，保護的范圍大小也不相同，主要還取決于現場的實際條件。（2）預抽放煤層瓦斯。在未開采保護層和單一突出危險煤層的高瓦斯礦井，可以采取預抽放煤層瓦斯來減小或消除突出危險。預抽放煤層瓦斯可分為地面井預抽放煤層瓦斯、井下穿層鉆孔或順層鉆孔預抽放煤層瓦斯、穿層鉆孔預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法在煤與瓦斯突出預測運用中，不可缺少的一項內容，主要是與煤巖體的荷載量相對較高，地下煤層和巖體的變形以及破裂程度，也會相對較為明顯，因此，瓦斯地質法在煤與瓦斯突出預測運用的過程中，通過利用電磁輻射可以將煤層的危險性，進行一定程度上的突出[2]。另外，該方式與其它傳統的方式相比，其操作流程相對較為簡單，工作環節也相對較為簡單，并且也在一定程度上保證各項數據和闡述的準確性。

2.5 煤與瓦斯突出危險性的預測預報技術

我國出臺的相關規程中有規定，出現過一次突出的礦井就屬于煤與瓦斯突出礦井。對于預測存在突出危險的礦井開采煤層，同樣將其劃分為突出危險礦井。我國煤礦中煤層的基礎事故預防，多在地質勘查中便開始布局，并以周邊礦井或環境相似礦井為標準，對其中存在危險性的信息分別統計和歸類，并對其詳細分析，從而獲得有關該礦井危險性的信息。

2.6 局部防突措施

（1）超前支架。在巷道掘進工作面的前方范圍布置一定數目的瓦斯探孔，用來排放煤層瓦斯，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）深孔預裂爆破。是利用鉆機在煤巖體的應力集中范圍內鉆出一定數量的深孔，利用爆破技術，通過沖擊震動使煤體松動碎裂釋放瓦斯、降低瓦斯壓力，使應力集中區向深部轉移，從而形成一條瓦斯卸壓帶。（3）金屬骨架。當石門掘進到煤層周邊范圍內，使用鋼管或鋼軌作為金屬骨架插入提前鉆進好的煤層鉆孔中，利用振動使煤層破開，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，脆性變小、塑性增強，煤體中瓦斯的逸散初速度減慢，同時煤體中的瓦斯壓力得到釋放，減小了煤體突然破碎的可能，達到消突的目的。

3 結語

我國目前在瓦斯治理方面已經有了一定的進步，但還未徹底解決，因此我們不能局限于目前的小成績，應該進一步分析研究煤礦瓦斯治理技術。