对煤与瓦斯突出机理的研究
对于煤与瓦斯突出机理研究，国内外近年来已有很大进展，通过观测不少关于煤与瓦斯突出事件,积累了大量的突出纪录,并总结了防治突出的经验和教训,并提出了许多假说,
1认为瓦斯是诱发煤与瓦斯突出的主要原因
这类假说认为煤内存储的高瓦斯是突出中起主要作用的因素。在这类假说中提出了“瓦斯包”的概念，。它认为在煤层中存在着瓦斯压力和瓦斯含量比邻近区域高得多的煤窝,即瓦斯包,并且认为“瓦斯包”在突出过程中占有主要地位。该假说认为在瓦斯包附近其煤质松软,孔隙与裂隙发育,且被透气性差，因此具有较强的存储瓦斯能力,当巷道揭穿“瓦斯包”时,在瓦斯压力作用下将松软的煤窝破碎并抛出,从而诱发突出。
在抚顺煤研分院王佑安的煤与瓦斯突出模拟实验中，当瓦斯压力为零即不存在瓦斯的情况下，即便地应力再大也不会发生突出。在金洪伟煤与瓦斯突出发展过程的实验中，在只有瓦斯压力的作用下，煤块周围瓦斯压力的突然卸载瞬间会出现喷出雾状煤尘的现象，虽然会媒体表面出现碎粒迸出甚至整体断裂，但不会出现强烈的粉化破坏。
2化学本质说
化学本质说主要包括：“爆炸的煤说”、“重煤（原子量13）说”、“地球化学说”、“硝基化合物说”。该类别假说应用较少。
3认为地应力是诱发诱发煤与瓦斯突出的主要原因
该假说认为煤体局部地应力增大时诱发突出的主要原因，并且认为构造应力占主导地位，其中包括残余构造应力说和现在构造应力说以及应力集中说。残余构造应力说认为在地质构造形成以后，虽然经历的很长的时间，但还会有残余的部分构造应力，其值要远大于自重应力，一旦经过采掘作业，残余构造应力所引起的巨大弹性能会突然释放诱发突出。但在漫长的地质年代中,残余构造应力是否能保存下来还未有定论，所以又有人提出了现代构造应力说,即认为现代构造应力大的区域即为突出危险区域。另有人认为在采掘工作面前方存在着应力集中,当厚层顶板悬顶过长或突然冒落时,可能产生附加的集中应力。在集中应力作用下,煤发生破坏和破碎时,会伴随大量瓦斯涌出而构成突出。
在成新龙等研究地应力对突出作用时认为地应力场对瓦斯压力场起控制作用，高的地应力决定高的瓦斯压力的存在,从而促进了瓦斯在突出中的作用。在段东等煤与瓦斯突出过程中地应力作用机理研究中，通过建立气固耦合数学模型进行数值模拟，当地应力较小时，开挖后煤体中的水平拉应力，垂直拉应力以及剪切应力随地应力的增大而减小，此时，地应力对瓦斯突出起阻碍作用。当地应力叫大过一定范围，开挖后煤体中的水平拉应力，垂直拉应力以及剪切应力随地应力的增大而增大，地应力产生的水平拉应力一方面增强了煤体抵抗破坏的能力，另一方面水平剪切应力增大促进了煤体的破坏。
4综合作用假说
该假说认为突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质等因素综合作用的结果。综合假说较全面的考虑了突出动力(地应力、瓦斯)和阻力(煤强度)两方面的主要因素,因而得到了国内外学者的普遍认可。在综合作用假说的提前下，很多学者又提出了一系列突出假说和突出机理。
1）前苏联学者B.B.霍多特的能量说，突出能量说认为,突出是煤的变形潜能和瓦斯内能突然释放引起的近工作面煤体的高速破碎现象。
2）巴浦洛夫等人的地应力分布不均说，地应力分布不均说认为,突出煤层的煤岩具有增高和不均匀的应力分布，当工作面前方煤体中的应力不均匀分布时，就会产生围岩的不均匀位移，产生冲击和煤的破碎，发生突出。该学说认为围岩应力状态的变化和能量的释放是造成突出的首要原因。
3）中国矿业大学提出的球壳失稳假说，他认为在石门揭穿瓦斯突出煤层时所发生的动力现象过程中,煤体的破坏以球盖状球壳的形成、扩展及失稳抛出为其典型特征,突出过程中煤体在应力作用下破坏是突出的必要条件而不是充分条件,并指出在理想石门揭煤条件下,煤层能否突出及突出强度的大小只取决于地应力、瓦斯压力、煤体强度及软分层厚度。而地应力、瓦斯压力和煤体强度只影响煤体破裂后的初始释放瓦斯膨胀能，所以只要测定煤样的初始释放瓦斯膨胀能和软煤厚度,就可以判断煤体是否会发生突出及突出的类型。
4）周世宁和何学秋两位教授提出了煤与瓦斯的流变机理，流变假说认为含瓦斯的煤在外力作用下,当达到或超过其屈服载荷时,明显的表现出变形衰减、均匀变形和加速变形三个阶段。
5）西安矿业学院的李萍丰提出了瓦斯突出机理的二相流体假说，该假说认为由于工作面受采场应力的作用，工作面前方煤体可分为突出阻碍区、突出控制区、突出积能区(或突出中心)和突出能量补给区。
对于低瓦斯矿井煤与瓦斯突出的研究，应该综合考虑瓦斯作用，地应力以及煤的物理力学因素。对于低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出我们提出了两种假设，一种是在低瓦斯矿井存在局部高瓦斯区域，在这种情况下，瓦斯可能起到了主导作用，但必须在一定的地应力条件下。针对这一假设，主要对低瓦斯矿井存在局部高瓦斯区域的产生机理进行定性分析。另一种情况是低瓦斯矿井整体瓦斯偏低，却存在地应力异常大的区域，比如地质构造非常复杂或者受采掘影响的应力集中区，即便是在非常低的瓦斯压力下，地应力增大也可能导致煤与瓦斯突出。针对这一假设，应该首先建立数学模型进行数值分析，模拟在一定的瓦斯条件下，逐级增大地应力直至突出发生，得出突出最小地应力；然后进行现场采样加工，实验室进行型煤实验并验证模拟结论。通过对第一类假设的定性分析以及第二类假设的定量以及实验分析，从而深入了解低瓦斯矿井煤与瓦斯突出的产生机理以及突出特征。
对低瓦斯矿井煤与瓦斯突出两种假设的研究：
一瓦斯可能不是突出发生的主要动力；
异常地应力或者其他地质条件可能是主导因素，但该过程中还有瓦斯作用，因此与冲击地压不尽相同。
异常地应力产生主要有两个方面：在采掘过程中，受采掘工艺的影响可能导致的应力集中；另一方面受地质构造的影响，煤层附近可能存在残余构造应力或者现代构造应力，由于其值远大于自重应力，所以在其作用下很可能诱发突出。这种情况在低瓦斯矿井更应该得到充分关注，属于实质性的低瓦斯矿井在较少瓦斯参与的情况下，由于地应力场的主导作用诱发的突出。
1）应力集中影响煤与瓦斯突出
①当采掘工作面处于临近层保护煤柱以及邻近层采掘工作面影响范围以内，即该层工作面进入临近层应力集中区从而产生应力叠加诱发突出。
②当采掘工作面处于相邻层巷道，采空区的应力集中区域内易产生应力集中
从而诱发突出。
③同一区段工作面相向推进到另一工作面的应力集中区产生应力叠加诱发突出。或者相邻工作面追尾至前方工作面的应力集中区也容易诱发突出。
④同一层位或者相邻层位两巷道相互交叉，在相交部位易产生应力集中，或者巷道与回采面交叉都易诱发突出。
⑤当采掘方向与最大主应力方向呈90 °的时候突出危险性最小，我国最大主应力方向近东西方向，所以突出危险区域内巷道尽量成南北布置。除此之外，采掘工艺对煤与瓦斯突出也有一定影响，炮采相比普采综采突出危险性更大。
2）构造应力对煤与瓦斯突出的影响
地质构造影响区存在残余构造应力，地质构造使煤体产生搓揉和层间滑动，形成构造弱面。构造应力一方面使煤被高度破坏控制了煤的物理力学性质，另一方面地质构造产生的构造应力场对煤与瓦斯突出提供了潜在能量。由于构造应力场的存在，使煤层附近地应力显著增大，从而也影响了煤层对瓦斯的放散能力。总结影响地应力大小的地质构造主要有：封闭向斜轴部，煤层产状变化部位，煤厚变化带，煤包及分叉煤，压扭性断层带，岩浆岩侵入带，煤层的扭转区以及菷状构造收敛等。
地应力对煤与瓦斯突出有双重作用：一方面地应力增大在一定程度内增大了构造煤的强度，另一方面阻碍的瓦斯的逸散并且为突出积聚了大量的弹性势能。段东等在研究地应力对煤与瓦斯突出的作用机理时发现：当地应力小于1MPa 时，地应力对瓦斯突出具有阻碍作用；当地应力在0.1～1MPa范围内时，开挖后煤体中的水平拉应力、垂直拉应力及剪切应力随着地应力的增大而减小，煤体的破坏程度随着地应力的增大而减弱。当地应力大于1MPa时，地应力对瓦斯突出具有双重作用：一方面其产生的水平压应力增强了煤体抵抗破坏的能力；另一方面其产生的剪切应力促进煤体发生破坏。当地应力大于1MPa时,开挖后煤体中的水平应力、垂直应力表现为压应力，且随着地应力的增大而增大，剪切应力亦随地应力的增大而变大。显而易见，水平压应力的增大增强了煤体抵抗破坏的能力，剪切应力的增大促进了煤体的破坏。
并且随地应力的增大，媒体呈现出不同的破坏形式：当瓦斯压力较小时，拉应力主要由瓦斯压力提供，地应力产生的剪切应力较小，煤体呈现拉破坏；地应
力较大时，剪切应力随之增大，媒体呈现出拉-剪破坏，瓦斯压力与地应力共同作用；随着地应力再次增大，煤体的拉-剪破坏会过度到剪切破坏，地应力的破坏作用更加突出明显；当地应力达到一定程度后，地应力产生的剪切应力足够大，其破坏作用优先于拉应力以及瓦斯压力破坏媒体，呈现出单纯的剪切破坏。
二存在局部高瓦斯赋存源区；
该区域瓦斯运移和赋存规律复杂，瓦斯条件和地质条件很有可能是突变的。
以上两种假设都与地质条件有密切关系。在一定地质构造发育带，地应力明显升高，瓦斯压力明显增大。从两个方面都有可能导致低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出现象。
地质条件的差异控制瓦斯的赋存状况，影响煤层瓦斯含量的地质条件因素有很多，主要包括煤的变质程度，地质构造，煤层露头与埋藏深度，围岩透气性，煤层倾角以及水文地质条件；其中地质构造为最重要的影响因素。一般的，高瓦斯区域都存在有非常复杂的地质构造。
1 岩浆岩侵入
在低瓦斯矿井中，如果所采掘部分曾遭受岩浆岩的侵入，则该范围内有可能存在局部高瓦斯区域。一方面，岩浆岩侵入的过程中产生高温高压并携带一些高温气体，使煤层变质程度加深，产生更多新的瓦斯气体；另一方面，当岩浆岩冷却后，形成一道密闭岩墙，极差的透气性阻碍了瓦斯的扩散。通过两个方面影响产生了瓦斯富集区。
2 顶板及围岩性质
如果围岩为致密完整的地透气性岩层，如泥岩，石灰岩等，煤层中的瓦斯就易于保存下来；反之，围岩由中粗砂岩，砾岩或者裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量较小。
3 煤层特性
通常产状比较稳定的煤层瓦斯分布比较均衡，但在部分低瓦斯矿井中，煤层产状变化较大，比如煤层厚度突然变大或者变小，煤层倾角突然变大或者变小，以及煤层分叉与合并处，瓦斯含量都会增大。另外煤层埋深，煤层厚度以及煤层倾角大小对煤层瓦斯的含量都有一定的影响。
4 煤体结构
煤与瓦斯突出基本都发生在构造煤发育的地方，在以此为突破口，安徽理工大学的张荣飞等通过将构造煤与正常煤的特征进行对比，探究了构造煤与瓦斯突出的关系。研究认为煤的孔隙是瓦斯的储集场所和运移通道，按孔隙的空间尺度可将煤分为大孔，中孔，小孔，微孔；而微孔是煤比表面积的主要贡献者，也成为甲烷富集的主要场所。煤的吸附能力与总孔体积无明显关系，而与微孔体积呈正相关关系。因此构造煤和正常煤对瓦斯的吸附量差别不大。但是构造煤与正常煤的瓦斯放散初速度相差甚远，媒体破坏程度越大，瓦斯放散初速度越大，煤层放散瓦斯的能力越强。构造煤具有快速解吸，高储能，低强度以及低渗透性的特点，因此其对煤与瓦斯突出起到至关重要的作用。
构造煤的层位对煤与瓦斯突出也有一定影响，李云波在构造煤层位对煤与瓦斯突出影响分析中通过数值模拟，认为构造煤层位影响煤层应力分布状态和煤层瓦斯梯度变化，并且还决定了煤与瓦斯突出的始突位置。该研究认为两软夹一硬的情况下更容易突出，并且以原生结构煤作为突出主体，两硬夹一软的情况下突出强度较大，并且以构造煤为突出主体。
在低瓦斯矿井，当采掘部分构造普遍存在，并且构造煤在一定程度上形成了有利于突出的煤体以及瓦斯条件从而诱发突出。
5 地质构造
断层对于煤层瓦斯保存的影响比较复杂。一方面要看断层的封闭性，另一方面还要看与断层接触的对盘岩层透气性。开放性断层易引起煤层在断层附近瓦斯含量降低；封闭性断层，一般是压性、压扭性、不导水、现在仍受挤压而处于封闭状态，当煤层对盘岩层透气性低时，可以阻止煤层瓦斯的排放。在断层处一般会出现一定宽度的瓦斯含量降低区，而稍远离断层，由于断层应力集中带的影响，地应力增加，透气性变差，故出现瓦斯含量增高区。由两条封闭断层与致密岩层圈闭的地堑或地垒往往形成瓦斯含量增高区，特别是地堑，由于深部瓦斯补给，瓦斯含量会明显增大。
褶皱类型和褶皱复杂程度对瓦斯赋存均有影响。如果背斜轴部破坏微弱,或由致密岩层覆盖时,背斜轴部常常是瓦斯的主要积聚地带。向斜构造一般是轴部的瓦斯含量比翼部高,这是由于轴部岩层受到强力挤压,强烈的挤压使顶部煤岩层的透气性变小,有利于封闭煤层瓦斯。复式褶皱和紧闭褶皱,盖层封闭良好时,有利于
造成瓦斯分布的不均衡和相对富集。重庆地质矿产研究院程军等通过相似模拟实验得出结论，认为煤系的背斜翼部挤压区和转折区是煤与瓦斯突出的最危险地带，当向斜变形比较大时向斜轴部区也是一个危险的突出区，而背斜轴部相对比较安全。
黄德生在地质构造控制煤与瓦斯突出的探讨中指出，突出点主要集中分布在向斜轴部，背斜的倾伏端，扭褶带以及压扭性断层附近，而背斜轴部很少有突出发生。该研究认为地质构造是逐级控制煤与瓦斯突出的，较大的构造形迹逐级控制次一级构造形成。由于地质构造规模的不同，对瓦斯控制的情况也不同。大型构造是控制瓦斯突出及赋存的区域性构造；中型构造则是带状控制；小型和微型构造常是局部点的控制。并且通过各级构造的关系可以通过微小型构造提前预测和推断大构造的产状特征，从而及时的预测和控制突出。
对低瓦斯矿井煤与瓦斯突出实验方法的研究
针对低瓦斯矿井煤与瓦斯突出的第二种假设，我们应进行数值模拟和实验研究。早在20世纪50年代，原苏联进行了一位突出模拟实验实验表明，只有在较大的瓦斯压力梯度下煤才有可能被破碎和抛出。60年代初，日本氏平增之进行了模拟抛射煤实验,利用CO2的结晶冰、松香、水泥、煤粒制作模型,并模拟“掘进”作业，但模型吸附性能与煤相差较大。煤炭科学研究总院抚顺分院王佑安教授在国内首先开展了煤与瓦斯突出一维模拟实验研究，现场采集煤样，模拟Ⅳ、Ⅴ类煤，得出了突出强度与垂直应力、瓦斯压力的定量关系。90年代，蒋承林博士用一维实验模拟了理想条件下石门揭开煤层时煤与瓦斯突出过程，提出了石门揭穿煤层的球壳失稳机理。孟祥跃等学者自行设计加工了二维突出模拟实验装置和数据采集记录设备，进行了一系列实验，发现煤样破坏存在开裂和突出两种形式。河南理工大学的蔡成功从力学模型入手，按相似理论设计了三维煤与瓦斯突出模拟实验装置，实验模拟了不同型煤强度、三向应力、瓦斯压力条件下的煤与瓦斯突出过程，得出了突出强度与瓦斯压力、型煤强度、三向应力、瓦斯压力关系数学模型。
孟祥跃等对煤与瓦斯突出进行了二位模拟实验，在一维模拟实验研究中,我们已经做了大量的工作，但它只能研究瓦斯压力这一个因素对突出的作用，无法考
察地应力的影响。二维模拟实验既可以改变地应力，又可以改变瓦斯压力，从而能够更接近实际的研究煤与瓦斯突出。
重庆大学的许江等在非均布载荷条件下进行煤与瓦斯突出模拟实验，该实验模拟采掘工作面前方的应力分布，划分为三带：卸压区，应力集中区和原始应力区。在保持卸压区和原始应力区地应力不变的条件下，模拟集中应力区不同地应力水平时煤与瓦斯突出的演化规律，从而验证了应力集中与煤与瓦斯突出关系密切。
邓全封基于石门揭煤对煤与瓦斯突出就行了实验研究，实验将煤样就行加压成型，当成型压力达到30MPa以上是，成型煤样的空隙率与容重与Ⅳ，Ⅴ类型煤大致相似。对煤样进行脱气，充气，先从较低瓦斯压力开始逐渐增大瓦斯压力的情况下突然释放，检测突出最小瓦斯压力。并且在控制瓦斯压力一定的情况下，研究地应力对突出影响，以及地应力一定的情况下研究瓦斯压力对突出的影响。
这一方式值得学习，在低瓦斯矿井突出研究中，针对第二类假设，我们可以采用上述实验的思想，在控制较小瓦斯压力一定的情况下，逐级增大地应力大小从而得出突出最小地应力，从而对第二类假设进行验证，但要对实验装置进行改进和对实验操作进行完善。
河南理工大学蔡成功从力学模型入手，按相似理论设计了三维煤与瓦斯突出模拟实验装置，实验模拟了不同煤型强度、三向应力、瓦斯压力条件下的煤与瓦斯突出过程，得出了突出强度同瓦斯压力、煤型强度、三向应力、瓦斯压力关系数学模型，分析认为，应力和煤的力学性质是决定突出强度的主要因素。
瓦斯地质规律与低瓦斯矿井煤与瓦斯突出
1）煤层局部高瓦斯是低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出的基础；
煤与瓦斯突出集中发生在煤层瓦斯含量相对富集的地带，该区域瓦斯含量不仅决定着发生突出的难易程度，而且还影响着突出的强度。
2）媒体结构的破坏是发生煤与瓦斯突出的必要条件；
煤与瓦斯突出的过程必须有构造煤的存在，低瓦斯矿井也不例外。煤体结构破坏是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的结果，构造破坏煤别称之为构造煤，构造煤可以分为碎裂煤，碎粒煤，粉粒煤和糜棱煤。河南理工大学把受构造破坏严重的煤层，并具有发生瓦斯突出的瓦斯能介质条件的煤体称作为瓦斯突出煤体。所以低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出无疑也要有构造煤的存在。并且构造煤厚度也常常被用作为判定煤层是否突出的重要指标之一。
3）构造应力相对集中的地带是低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出的主要位置；
低瓦斯矿井瓦斯涌出量较小，不足以诱发突出，但在局部区域构造应力相对集中，即使在瓦斯含量不高的情况下也能诱发煤与瓦斯突出。构造应力相对集中是一些地质构造的作用，特别是压型，压扭性构造。一方面，这些构造有利于造成构造煤形成和发育，另一方面，在这些构造发育的地带构造应力比较集中，地应力显著增大，从而增大了低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出的可能性。
突出煤层鉴定规范 煤与瓦斯突出是煤矿井下最严重的灾害之一。对新建矿井和原来非突出的生产矿井中所发生的煤与瓦斯动力现象进行科学的定性，准确地鉴定煤层和矿井是否具有煤与瓦斯突出的危险，是对矿井按突出危险实施管理，保证安全生产的前提条件。制定突出矿井鉴定方法的行业标准，对规范突出矿井的鉴定方法与鉴定程序，保证对突出矿井给予及时、准确的定性，提高行业管理水平有重要意义。 突出矿井鉴定规范的编制主要是依据能源部92年颁发的《煤矿安全规程》及其执行说明和煤炭工业部95年颁发的《防治煤与瓦斯突出细则》。 本标准的附录A和B为标准的附录。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：孙重旭。 本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分会负责解释。
1 范围 本标准规定了煤与瓦斯突出矿井的鉴定方法及审批程序。 本标准适用于全国井工开采煤矿进行煤与瓦斯突出矿井的鉴定。 2 定义 本标准采用下列定义。 2．1 煤与瓦斯突出 coal and gas outburst 在地应力和瓦斯压力的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然喷出到采掘空间的动力现象。 2．2 煤与瓦斯突出煤层 coal and gas outburst seam 在采掘过程中发生过煤与瓦斯突出的煤层。 2．3 煤与瓦斯突出矿井 coal and gas outburst mine 开采煤与瓦斯突出煤层的矿井。
3 煤与瓦斯突出的基本特征 煤与瓦斯突出分为煤与瓦斯突然喷出(简称突出)、煤的压出伴随瓦斯涌出(简称压出)和煤的倾出伴随瓦斯涌出(简称倾出)三种类型，其基本特征如下。 3．1 突出的基本特征 a)突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象； b)抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角； c)抛出的煤破碎程度较高，含有大量碎煤和一定数量手捻无粒感的煤粉； d)有明显的动力效应，破坏支架，推倒矿车，损坏和抛出安装在巷道内的设施； e)有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转； f)突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形、分岔形以及其他形状。 3．2 压出的基本特征 a)压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；
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
整体解决方案系列 煤与瓦斯突出及其预防措 施 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-41713煤与瓦斯突出及其预防措施 Coal and gas outburst and preventive measures 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目 标管理科学化、制度化、规范化，特此制定 一、概述 含义:煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内(几秒到几分钟)，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤(岩)和瓦斯(CH4、CO2)的现象，称为煤与瓦斯突出 危害:它所产生的高速瓦斯流(含煤粉或岩粉)能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转;喷出的瓦斯由几百到几万m3，能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸;喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人;猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。 二、突出的机理 突出的机理是关于解释突出的原因和过程的理论。突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解，假说很多。多数人认为，突出是地压、瓦斯、煤的力学性质和重
力综合作用的结果。 三、突出的一般规律 1、突出发生在一定的采掘深度以后。每个煤层开始发生突出的深度差别很大，最浅的矿井是湖南白沙矿务局里王庙煤矿仅50m，始突深度最大的是抚顺矿务局老虎台煤矿，达640m。自此以下，突出的次数增多，强度增大。 2、突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。据南桐矿务局统计，95%以上的突出(石门突出除外)发生在向斜轴部、扭转地带、断层和褶曲附近。北票矿务局统计，90%以上的突出发生在地质构造区和火成岩侵入区。 3、突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近时，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处，回采工作面的集中应力区内掘进时，等等。 4、突出次数和强度，随煤层厚度、特别是软分层厚度的增加而增加。煤层倾角愈大，突出的危险性也愈大。 5、突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系。瓦斯压力低、含量小的煤层可能发生突出;压力高，含
防治煤与瓦斯突出规定(国家安全生产监督管理总局) 2009年5月
防治煤与瓦斯突出规定 (国家安全生产监督管理总局令第19号) 《防治煤与瓦斯突出规定》已经2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自2009年8月1日起施行，原煤炭工业部1995年1月25日发布的《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。 局长：骆琳 二○○九年五月十四日
防治煤与瓦斯突出规定 第一章总则 第一条为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。 第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）的防治工作，适用本规定。 现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。 第三条本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 第四条有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。 有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。 第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。 区域综合防突措施包括下列内容： （一）区域突出危险性预测；
（二）区域防突措施； （三）区域措施效果检验； （四）区域验证。 局部综合防突措施包括下列内容： （一）工作面突出危险性预测； （二）工作面防突措施； （三）工作面措施效果检验； （四）安全防护措施。 第六条防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。 第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，并立即分析、查找突出原因；在采取措施消除突出隐患、强化实施综合防突措施后，方可恢复生产。 非突出矿井首次发生突出的必须立即停产，按本规定的要求建立防突机构和管理制度，编制矿井防突设计，配备安全装备，完善安全设施和安全生产系统，补充实施区域防突措施，达到本规定要求后，方可恢复生产。
防治煤与瓦斯突出细则 第一章总则 第一条为加强防治煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）工作（以下简称防突工作），预防煤矿事故，保障从业人员生命安全，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《煤矿安全规程》等，制定本细则。 第二条煤矿企业、煤矿和有关单位的防突工作，适用本细则。 第三条突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出或者经鉴定、认定有突出危险的煤层。 突出矿井是指在矿井开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 第四条煤矿企业主要负责人、矿长是本单位防突工作的第一责任人。 有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。 突出矿井应当建立突出预警机制，逐步实现突出预兆、瓦斯和地质异常、采掘影响等多元信息的综合预警、快速响应和有效处理。 第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当依据本细则，结合矿井开采条件，制定、实施区域和局部综合防突措施。 区域综合防突措施包括下列内容： ㈠区域突出危险性预测； ㈡区域防突措施； ㈢区域防突措施效果检验； ㈣区域验证。 局部综合防突措施包括下列内容： ㈠工作面突出危险性预测； ㈡工作面防突措施； ㈢工作面防突措施效果检验； ㈣安全防护措施。 突出矿井应当加强区域和局部（以下简称两个“四位一体”）综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控，确保质量可靠、过程可溯。
第六条防突工作必须坚持“区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充”的原则，按照“一矿一策、一面一策”的要求，实现“先抽后建、先抽后掘、先抽后采、预抽达标”。突出煤层必须采取两个“四位一体”综合防突措施，做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标，否则严禁采掘活动。 在采掘生产和综合防突措施实施过程中，发现有喷孔、顶钻等明显突出预兆或者发生突出的区域，必须采取或者继续执行区域防突措施。 第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，并分析查找原因；在强化实施综合防突措施、消除突出隐患后，方可恢复生产。 非突出矿井首次发生突出的必须立即停产，按本细则的要求建立防突机构和管理制度，完善安全设施和安全生产系统，配备安全装备，实施两个“四位一体”综合防突措施并达到效果后，方可恢复生产。 第八条具有冲击地压危险的突出矿井，应当根据本矿井条件，制定防治突出和冲击地压复合型煤岩动力灾害的综合技术施，强化保护层开采、煤层瓦斯抽采及其他卸压措施。 第九条鼓励煤矿企业、煤矿和科研单位开展防突新技术、新装备、新工艺、新材料的研究、试验和推广应用。 第二章一般规定 第一节突出煤层和突出矿井鉴定 第十条突出煤层和突出矿井的鉴定工作应当由具备煤与瓦斯突出鉴定资质的机构承担。 除停产停建矿井和新建矿井外，矿井内根据本细则第十三条按突出煤层管理的，应当在确定按突出煤层管理之日起6个月内完成该煤层的突出危险性鉴定；否则，直接认定为突出煤层。鉴定机构应当在接受委托之日起4个月内完成鉴定工作，并对鉴定结果负责。 按照突出煤层管理的煤层，必须采取区域或者局部综合防突措施。 煤矿企业应当将突出矿井及突出煤层的鉴定或者认定结果、按照突出煤层管理的情况，及时报省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门和煤矿安全监察机构。 第十一条突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行，瓦斯动力现象特征基本符合煤与瓦斯突出特征或者抛出煤的吨煤瓦
第二章煤与瓦斯突出分类及其规律 第一节煤与瓦斯突出的概念、分类及危害 一、煤与瓦斯突出的相关概念和特点 煤矿在采掘过程中，在地应力和瓦斯（含二氧化碳）的共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯由煤（岩）体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象，叫做煤与瓦斯突出。它是矿井瓦斯涌出的一种形式。 突出矿井是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。其中，突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 煤与瓦斯突出的主要特点是： （1）煤与瓦斯突出后，会喷出大量的瓦斯和煤尘，突出时间极短，一般持续几分钟或几秒钟。 （2）破碎的煤（或岩石）常常被抛出一定的距离。使突出地点人员窒息死亡或被掩埋、卷走，巷道被堵塞或冲垮。 （3）突出后在煤（岩）体内，往往形成大小不同、开关不一的孔洞。 （4）突出时，常常伴有猛烈响声和强大的动力效应。所谓动力效应，就是突出所形成的冲击波能破坏支架、推倒矿车、移动巨石等的一种动力现象。 （5）喷出的瓦斯量大大超过煤层的瓦斯含量，往往有几千到几万甚至几百万立方米。 （6）突出过程中，不但能顺风流向回风方向冲击，而县常常发生瓦斯
逆流现象，即瓦斯流沿着通风相反方向流动。有的逆流很远，可达几百米甚至上千米；冲击波能破坏通风系统，改变风流方向造成通风混乱，不利于人员的撤退和救灾。 （7）煤与瓦斯突出后的高浓度瓦斯，开始不会立即爆炸，但在一定供氧条件下，遇火则能引起燃烧；待降到爆炸界限内，遇火源就会爆炸。因此，突出矿井的火源管理非常重要。 （8）煤与瓦斯突出后，可能在同一地点发生第二次、第三次突出。 二、煤与瓦斯突出的分类 煤与瓦斯突出的分类方法有两种，一是按突出现象的力学特征分类，二是按突出强度分类。 （一）按突出现象的力学特征分类 1、煤与瓦斯突出（简称突出） 发生突出的主要因素是地应力和瓦斯压力和联合作用，通常以地应力为主、瓦斯压力为辅。实现突出的基本能量是煤体仙积蓄的高瓦斯能量。判断突出现象的基本特征是： （1）突出的固体物具有气体搬运的特征。突出的煤有明显的分选性，由外向突出点的煤的颗粒度从粉末状到煤块逐渐增加（即先是煤粉，其后是细颗粒的煤，再后是粗颗粒的煤或煤块）；煤（岩）被高瓦斯气流运至远处，随巷道而拐弯，煤炭规程的坡度小于煤的自然安息角。 （2）突出的固体物具有被高压气体粉碎的特征。大量的极细的煤炭粉末是突出时煤炭被高压瓦斯膨胀粉碎的结果，有时突出固体物被捣固压实，需要人员用风镐或手镐来清理。
煤与瓦斯突出矿井鉴定规范 AQ 1024－2006 国家安全生产监督管理总局2006－11－02发布 2006－12－01实施 前言 本标准依据原国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2004年颁布的《煤矿安全规程》、原煤炭工业部1995年颁发的《防治煤与瓦斯突出细则》和国家煤矿安全监察局2005年下发的《关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知》文件，对原煤炭行业标准MT 637—1996进行的修订。 本标准代替MT 637-1996《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》。 本标准与MT 637-1996相比主要变化如下： a) 对范围进行了扩展(本标准1)； b) 增加了“规范性引用文件”(本标准2)； c) 修改了“煤与瓦斯突出矿井”的定义(本标准3.3；MT 637-1996的2.3)； d) 将“鉴定报告的审批程序”(MT 637-1996的8)完善为“鉴定与审批程序”(本标准 4)； e) 将判据与判定规则(MT 637-1996的3、4、5)合并到鉴定方法一章中(本标准5)； f) 增加了用抛出煤的吨煤瓦斯涌出量判定突出的指标、计算方法和判断规则(本标准 5.1.2和5.2.2)；增加了用突出预兆判定煤层突出危险性的指标(本标准5.1.3)，细化了原有指标的采用、测定方法和测点要求(本标准5.1.3、附录A和附录B；MT 637—1996的4)；增加了判定非突出煤层的范围界定(本标准5.2.3)； g) 增加了对突出矿井鉴定报告的格式要求(本标准7.2)； h) 按照GB/T 1.1-2000(标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则)的要求，对MT 637-1996的部分内容编写格式进行了规范(本标准5、6、7、8；MT 637—1996的3、 6、7、9)： i) 对附录C的部分术语和错别字进行了修改，将“突出”改为“瓦斯动力现象”(附录C)； j) 增加了附录A和附录B。 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为规范性附录。 本标准由国家煤矿安全监察局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：胡千庭、赵旭生、邹银辉、李秋林、康建宁、张庆华、雷红艳。 1 范围 本标准规定了煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的鉴定方法、审批程序和鉴定报告内容等。 本标准适用于井工开采煤矿进行煤与瓦斯突出矿井鉴定和突出煤层鉴定，也适用于岩石与二氧化碳(瓦斯)突出矿井的鉴定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 MT/T 638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法 MT/T 49 煤的坚固性系数测定方法
《防治煤与瓦斯突出规定》专家解读 煤炭工业出版社
防治煤与瓦斯突出规定 国家安全生产监督管理总局令 第19号 《防治煤与瓦斯突出规定》已经2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自2009年8月1日起施行，原煤炭工业部1995年1月25日发布的《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。 局长骆琳 二○○九年五月十四日
目录 前言 第一章总则 第二章一般规定 第一节突出煤层和突出矿井鉴定 第二节建设和开采基本要求 第三节防突管理及培训 第三章区域综合防突措施 第一节区域综合防突措施基本程序和要求第二节区域突出危险性预测 第三节区域防突措施 第四节区域措施效果检验 第五节区域验证 第四章局部综合防突措施 第一节局部综合防突措施基本程序和要求第二节工作面突出危险性预测 第三节工作面防突措施 第四节工作面措施效果检验 第五节安全防护措施 第五章防治岩石与二氧化碳（瓦斯）突出措施第六章罚则 第七章附则 附录A 煤与瓦斯突出矿井基本情况调查表 附录B 煤与瓦斯突出记录卡片 附录C 矿井煤与瓦斯突出汇总表 附录D 保护层保护范围的确定 附录E 防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图
前言 《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《规定》）已于2009年4月30日经国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，自2009年8月1日起施行，原煤炭工业部1995年1月25日颁发的《防治煤与瓦斯突出细则》同时废止。 《规定》是我国指导煤矿安全生产、管理的技术规章之一，是指导煤矿煤与瓦斯突出灾害防治的一部专项的权威的技术规章。是贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”方针和《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等安全生产法律法规的具体体现。是煤矿设计、建设、生产和管理必须遵守的安全准则。同时也是各级煤矿安全监察机构、各级人民政府和行业管理部门开展安全生产检查和行政执法的依据。 1988年原煤炭工业部颁发实施了《防治煤与瓦斯突出细则》（以下简称《细则》），这是我国煤炭行业第一个关于煤矿煤与瓦斯突出灾害防治的专门文件，并在1995年修订后再次颁发。《细则》的颁发，是对我国防治煤与瓦斯突出科学技术成果和管理经验的总结，为推动我国防治煤与瓦斯突出技术、管理和科研的深入起到了很好的指导的作用，为保障煤矿安全生产、保护煤矿职工人身安全发挥了重要作用。《规定》的颁布，既是对《细则》颁发以来我国防治煤与瓦斯突出工作的总结，同时在《细则》的基础上提升了法律约束力，对防突工作将起到更好的推动作用。 我国煤炭资源丰富，“煤为基础，多元发展“是我国长期坚持的能源发展战略。煤矿安全生产是煤炭行业可持续发展的重要前提条件。瓦斯是煤矿安全生产
《防治煤与瓦斯突出规定》分析讲解 第一章、总则 1、《防治煤与瓦斯突出规定》施行时间：2009年8月1日，《防 2、治煤与瓦斯突出细则》同时废止时间：2009年8月1日。 3、有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状 况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。 4、区域综合防突措施包括下列内容： <1）区域突出危险性预测； <2）区域防突措施； <3）区域措施效果检验； <4）区域验证。 局部综合防突措施包括下列内容： <1）工作面突出危险性预测； <2）工作面防突措施； <3）工作面措施效果检验； <4）安全防护措施。 5、鉴定煤厚的确定：0.3m以上的煤层进行突出危险性评估，进行突出危险性鉴定。 6、突出煤层管理的确定 <1）煤层有瓦斯动力现象的； <2）相邻矿井开采的同一煤层发生突出的； <3）煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的； 7、突出煤层鉴定的两个指标：应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。 煤层最大瓦斯压力P、煤的瓦斯放散初速度Δp和煤的坚固性系数f 等指标进行鉴定。全部指标均达到或者超过表1所列的临界值的，确定为突出煤层。 鉴定单位也可以探索突出煤层鉴定的新方法和新指标。 表1 突出煤层鉴定的单项指标临界值
第二节建设和开采基本要求 1、有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编 制防突专项设计。设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施<设备）、区域综合防突措施和局 部综合防突措施等内容。 2、所有突出煤层外的掘进巷道<包括钻场等）距离突出煤层的最小法向距离小于10m时<在地质构造破坏带为小于20m时），必须边探边掘，确保最小法向距离不小于5m。 3、突出煤层采掘工作面每班必须设专职瓦斯检查工并随时检查瓦斯；发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止作业，协助班组长立即组 织人员按避灾路线撤出，并报告矿调度室。 在突出煤层中，专职爆破工必须固定在同一工作面工作。 第二章区域综合防突措施 1、突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测<以下简称区域预测）。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。 未进行区域预测的区域视为突出危险区。 区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测<以下简称开拓前 区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测<以下简称开拓后区域预测）。 第一节区域突出危险性预测 1、区域突出危险性预测 表2 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值
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
防治煤与瓦斯突出知识考试题 1、压风自救装置吊挂高度为距巷道底板( B ),但在同一条巷道内的吊挂高度必须统一、整齐。 A、— B、— C、— D、— 2、在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于（ C ）。 A、2m B、3m C、4m D、6m 3、采煤工作面放炮地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于（ B ）。 A、50m B、100m C、150m D、200m 4、发现煤与瓦斯突出预兆，必须立即（ B ），并向调度室汇报。 A、加快工作 B、停止工作撤出人员 C、正常工作 5、瓦斯突出时，瓦斯浓度达到（ A ）时会引发爆炸事故。 A、5%-16% B、0、1%-64% C、5%-12% D、16%-40% 6、矿井瓦斯是井下从煤岩中涌出的以（ D ）为主的有毒、有害气体的总称。 A、一氧化碳（CO） B、氮气（N2） C、一氧化碳（CO） D、甲烷（CH4） 7、煤与瓦斯突出是在地应力和（ C ）的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体突然向采掘空间抛出的异常的动力现象，对矿井安全生产威胁极大。 A、一氧化碳 B、二氧化碳 C、瓦斯 D、氮气 8、采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定，孔深不小于（ A ）。 A、4m B、5m C、6m D、8m 9、突出煤层的掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围( A )内的巷道应加强支护。A、10m B、15m C、20m D、30m 10、穿层钻孔的封孔段长度不得小于（ D ）。A、2m B、3m C、4m D、5m 11、煤与瓦斯突出次数和强度，随煤层厚度，特别是软分层厚度的增加而增加。煤层倾角愈大，突出危险性也（ B ）。 A、愈小 B、愈大 C、没有明显 12、下列现象中煤与瓦斯突出的前兆是（ A ）。 A、瓦斯涌出量增大，工作面温度降低 B、有水气 C、煤壁挂红 D、钻孔有水流出 13、回采工作面采用超前排放钻孔和浅孔卸压抽放作为工作面防突措施时，钻孔直径一般为（ B ），钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。 A、40～65mm B、75～120mm C、130～160mm 14、回采工作面中高压注水措施注水参考的参数值为：钻孔间距 3.0m，孔径42mm，孔长（ C ），封孔深度2～4m，注水压力8～12MPa，并以注水时煤壁或相邻钻孔出水为准。 A、～ B ～ C、～10m 15、煤与瓦斯突出频率低而强度高，下列选项哪个不是可能的原因（ C ）。 A、围岩破碎不严重 B、地应力相对集中 C、煤层酥松 D、煤质坚硬 16、矿井瓦斯积聚常常在巷道上部是由于（ C ）的原因。 A、风流速度小 B、巷道有冒高 C、瓦斯比空气轻 D、风流速度大 17完整可靠的（ A ）是煤矿安全生产的先决条件。 A、通风系统 B、机电运输 C 、防治水系统 18、煤与瓦斯突出的有声预兆下列哪项不是（ C ）。 A、响煤炮 B、机枪声 C、水叫声 19、瓦斯是（ B ）、无毒、无嗅的气体。 A、有色、无味 B、无色、无味 C、臭鸡蛋味 20、风门墙要用不燃性材料建筑，厚度不应小于（ B ），防突门不应小 于。 A、 B、 C、 二、多选题（每题3分，共45分） 1、煤与瓦斯突出的危害（ ABCD ）。 A、突出煤流充塞巷道，能摧毁巷道设施，机电设备，破坏通风系统，影响矿井正常生产 B、突出煤流埋人死亡，高浓度瓦斯造成人员窒息死亡 C、遇火源引发瓦斯燃烧和爆炸 D、污染环境 2、煤与瓦斯突出发生爆炸的条件是（ ABC ）。 A、瓦斯与空气混合气体中氧气含量达到12％以上 B、瓦斯浓度达到5％至16％之间 C、是遇到明火，点火温度达到650度以上 3、煤与瓦斯突出的无声预兆为（ ABCD ） A、气温降低 B、硬度降低、光泽暗淡 C、煤体干燥、煤尘飞扬 D、打钻时严重顶钻、夹钻或喷孔 4、煤与瓦斯突出的有声预兆为：地压活动剧烈、顶板来压、( B )；煤层产生震动（ A ）；听到煤炮声或闷雷声（ D ） A、手扶煤壁感到震动和冲 B、不断发生掉渣和支架断裂声 C、瓦斯含量超过0、5%； D、突出时伴有巨雷般响声 5、突出矿井的通风系统应当符合下列要求的是（ ABCDE ）
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/a516242228.html, 煤与瓦斯突出及其防治 作者：常建飞 来源：《科学与财富》2011年第04期 [摘要] 煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，也是煤矿中一种严重的自然灾害.从1950年至今,在我国不同类型的200多个矿井中已发生了一万多次突出,约占全世界总突出次数的三分之一.其强度最大的一次,突出煤量12780吨、瓦斯140万米~3.我国已成为突出最严重的国家之一.到目前为止，对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。因此， 必须把防治突出作为一项重要工作来抓。 [关键词] 煤与瓦斯突出；突出机理;防治 0前言 煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动,是一种伴有声响和 猛烈力能效应的动力现象; 可在极短的时间内, 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,甚至引起瓦斯爆炸,造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。我国煤与瓦斯突出矿井多,分布范围广, 并且突出频繁, 突出后，在 煤体内形成各种奇异分岔形的突出空洞。不同类别的突出，起主要动力原因不同，表现的特征不同，采取的防治措施也不同。因此深入研究煤与瓦斯突出是非常必要的。 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 我国根据现场资料和试验研究对突出机理进行了探讨，提出了新的见解和观点,特别是近 几年随着研究的深入及新技术手段的应用,产生了许多新认识。目前已能对突出发生的原因、 条件、能量来源作出定性的解释和近似的定量计算,为防治措施选择及效果检验提供理论依 据。概括起来主要有以下几方面:中心扩张学说、流变假说、二相流体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳观点。 国外关于煤与瓦斯突出机理的认识可归为4种观点:地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说[1,2]。 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表现现象不同,煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出等3种情 况。
《防治煤与瓦斯突出的规定》选学试题 一、填空 1、《防治煤与瓦斯突出规定》已经2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自2009年8月1日起施行。 2、采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施的确定，孔深不小于4m，向煤体注水压力不得低于 8MPa。当发现水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时，即可停止注水。 3、采煤工作面的松动爆破防突措施一般2～3m，孔深不小于5m，炮泥封孔长度不得小于1m。应当适当控制装药量，以免孔口煤壁垮塌。 4、矿企业违反本规定第七条规定，责令停止施工或停产整顿，处150万元以上200万元以下的罚款，对煤矿企业负责人处10万元以上15万元以下的罚款。 5、矿井采掘工作面，当出现喷孔、顶钻等动力现象，明显的突出预兆情况时，应判定为突出危险工作面。 6、突出煤层采掘工作面每班必须设专职瓦斯检查工并随时检查瓦斯；发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止作业，协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出，并报告矿调度室。在突出煤层中，专职爆破工必须固定在同一工作面工作。 7、突出矿井的管理人员和井下工作人员必须接受防突知识的培训，经考试合格后方准上岗作业。 8、突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 9、煤矿发生瓦斯动力现象造成生产安全事故，经事故调查认定为突出事故的，该煤层即为突出煤层，该矿井即为突出矿井。 10、石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施。 11、突出矿井是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 12、突出矿井发生突出的必须立即停产，并立即分析、查找突出原因。在强化实施综合防突措施消除突出隐患后，方可恢复生产。非突出矿井首次发生突出的必须立即停产，按本规定的要求建立防突机构和管理制度，编制矿井防突设计，配备安全装备，完善安全设施和安全生产系统，补充实施区域防突措施，达到本规定要求后，方可恢复生产。 13、突出煤层的采掘作业时，掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在爆破时不得有人。
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，
防治煤与瓦斯突出规定 第一章总则 第一条为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。 第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）的防治工作，适用本规定。 现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。 第三条本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 本规定所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 第四条有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。 有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。 第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的
实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。 区域综合防突措施包括下列内容： （一）区域突出危险性预测； （二）区域防突措施； （三）区域措施效果检验； （四）区域验证。 局部综合防突措施包括下列内容： （一）工作面突出危险性预测； （二）工作面防突措施； （三）工作面措施效果检验； （四）安全防护措施。 第六条放突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。 第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，并立即分析、查找突出原因；在强化实施综合防突措施、消除突出隐患后，方可恢复生产。 非突出矿井首次发生突出的必须立即停产，按本规定的要求建立防突机构和管理制度，编制矿井防突设计，配备安全装备，完善安全设施和安全生产系统，补充实施区域防突措施，达到本规定要求后，
( 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；
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。