(四)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出及预防

　　煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出具有突发性、极大破坏性和瞬间携带大量瓦斯(二氧化碳)和煤(岩)冲出等特点，能摧毁井巷设施、破坏通风系统、造成人员窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火灾事故，是煤矿最严重的灾害之一。

　　煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的机理有许多种假设，但基本公认的是综合假说，即：煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果。

　　1.煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的一般规律

　　(1)突出危险性随采掘深度的增加而增加;

　　(2)突出危险性随煤层厚度的增加而增加，尤其是软分层厚度;

　　(3)石门揭煤工作面平均突出强度最大，煤巷掘进工作面突出次数最多，爆破作业最易引发突出、采煤工作面突出防治技术难度最大;

　　(4)突出多数发生在构造带、煤层遭受严重破坏的地带、煤层产状发生显著变化的地带、煤层硬度系数小于0.5的软煤层中;

　　(5)突出发生前通常有地层微破坏、瓦斯涌出变化、煤层层理紊乱、钻孔卡钻夹钻、煤壁温度降低、散发煤油气味、煤层产状发生变化等预兆;

　　(6)突出按动力源作用特征可分为3种类型：突出、压出和倾出;按突出物分类可分为4种类型：煤与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与瓦斯突出、岩石与二氧化碳突出。

　　2.煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出预测

　　我国煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出预测分为区域性预测和工作面预测两类。

　　(1)区域性预测。区域性预测的任务是确定井田、煤层和煤层区域的危险性，在地质勘探、新井建设和新水平开拓时进行。区域性预测主要有如下几种方法：

　　①单项指标法。采用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力作为预测指标，各种指标的突出危险临界值应根据实测资料确定。

　　②按照煤的变质程度。煤层的突出危险程度与其挥发分之间是密切相关的：在烟煤的挥发分大于35%和无烟煤的比电阻的对数值小于3.3时，没有突出危险;而挥发分在18%～22%时突出危险最高。

　　③地质统计法。根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，然后结合未采区域的地质构造条件来大致预测发生突出可能发生的范围。

　　(2)日常预测。日常预测也称工作面预测，其任务是确定工作面附近煤体的突出危险性，即该工作面继续向前推进时有无突出危险。

　　1)石门揭煤突出危险性预测。石门揭煤突出危险性预测的方法主要有：

　　①综合指标法。在石门向煤层至少打2个测压孔，测定煤层瓦斯压力，并在打钻过程中采样，测定煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度，按综合指标进行预测。

　　②钻屑指标法。在距煤层最小垂距3～5m时至少向煤层打2个预测钻孔，用1—3mm的筛子冲洗液中的钻屑，测定其瓦斯解吸指标。钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据现场实测数据确定。

　　③钻孔瓦斯涌出初速度结合瓦斯涌出衰减系数。当石门距煤层3m以外时，至少打2个穿透煤层全厚的预测钻孔，打钻结束后马上用充气式胶囊封孔器封孔，充气压力0.5MPa。打钻结束到开始测量的时间不应超过5min。封孔后先测第1min的瓦斯涌出初速度，第2min测定解吸瓦斯压力，如果瓦斯涌出初速度超过预定的工作指标，还须测定第5min的钻孔涌出速度，以便算出瓦斯涌出衰减系数。

　　2)煤巷突出危险性预测。煤巷突出危险性预测的方法主要有：

　　①钻孔瓦斯涌出初速度法。在距巷道两帮0.5m处，各打一个平行于巷道掘进方向的钻孔，用充气式胶囊封孔器封孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度，从打钻结束到开始测量的时间不应超过2min。

　　②钻屑指标法。在工作面打2个或3个钻孔。钻孔每打1m测定一次钻屑量，每打2m测一次钻屑解吸指标。根据每个钻孔沿孔深每米的最大钻屑量和钻屑解吸指标预测工作面突出危险性。

　　3.防治煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的措施

　　(1)防治突出的技术措施。防治突出的技术措施主要分为区域性措施和局部性措施两大类。区域性措施是针对大面积范围消除突出危险性的措施，局部性措施主要在采掘工作面执行，针对采掘工作面前方煤岩体一定范围消除突出危险性的措施。目前区域性措施主要有3种，即预留开采保护层、大面积瓦斯预抽放、控制预裂爆破;局部性措施有许多种，如卸压排放钻孔、深孔或浅孔松动爆破、卸压槽、固化剂、水力冲孔等。

　　(2)“四位一体”综合防治突出措施。所谓“四位一体”综合防治突出措施，就是说首先应对开采煤层及其对开采煤层构成影响的邻近煤层进行突出危险性预测。对确认的突出危险区域，应采取区域性防治突出技术措施，对确认的突出危险工作面，必须采取防治突出技术措施。在采取防治突出技术措施后，必须对防治突出技术措施和消除突出危险性的效果进行检验，如果检验有效，在采取安全防护措施的前提下进行采掘作业;如果检验无效，必须补充防治突出技术措施，直至再次检验为有效时方可在采取安全防护措施前提下进行采掘作业。否则，必须继续补充技术措施。

　　(3)安全防护措施。安全防护措施是控制突出危害程度的措施，也就是说即使发生突出，也要使突出强度降低，对现场人员进行保护不致危及人身安全。如震动性放炮、远距离放炮、反向防突风门、压风自救器、个体自救器等。

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