【正文】 些在淺部開采突出危害較輕的突出礦井 ， 開采到深部后 ， 轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重突出礦井 。 始突深度一般取決于發(fā)生突出的最小瓦斯壓力和井田構(gòu)造狀況 ， 一般是瓦斯風(fēng)化帶的深度深一倍以上 。 需要指出的是石門揭煤工作面突出次數(shù)少 ， 并不代表石門揭煤突出危險(xiǎn)小 ， 危害輕 ， 而是礦井石門揭煤次數(shù)少 。 我國的特大型突出幾乎都是在石門揭煤工作面發(fā)生的 。 巷道類型 平巷 上山 下山 采面 石門 平均突出強(qiáng)度 (t/次 ) 突出次數(shù)（次） 4652 2455 375 1556 567 統(tǒng)計(jì)次數(shù) 9845 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 50 ? 煤與瓦斯突出一般規(guī)律 石門突出危險(xiǎn)性最大 在統(tǒng)計(jì)的 9845突出中，盡管石門突出次數(shù)少，但突出強(qiáng)度大，平均突出強(qiáng)度為， 是平巷平均突出強(qiáng)度 50t的 6倍以上，瓦斯噴出量超過數(shù)萬立方米，波及范圍廣，易造成非常嚴(yán)重的重大事故。 在各種突出中，采面突出強(qiáng)度最小 ，平均突出強(qiáng)度為 。 南桐礦務(wù)局三號(hào)煤煤層厚度 ～ ， 平均突出強(qiáng)度 2噸，最大突出強(qiáng)度 5噸；五號(hào)煤煤厚 ~， 平均突出強(qiáng)度 38噸，最大突出強(qiáng)度 38噸；六號(hào)煤厚 ~，平均突出強(qiáng)度 43噸，最大突出強(qiáng)度 450噸；而煤層厚度較大的 4號(hào)層，煤厚為~， 平均突出強(qiáng)度 88噸，最大突出強(qiáng)度 5000噸。 類 別 三號(hào)煤層 四號(hào)煤層 五號(hào)煤層 六號(hào)煤層 煤層厚度（ m） ～ ～ ～ ～ 突出次數(shù)（次） 9 325 86 97 平均突出強(qiáng)度（ t/次） 2 88 38 43 突出最大強(qiáng)度（ t/次） 5 5000 766 450 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 52 ? 煤與瓦斯突出一般規(guī)律 突出大多數(shù)發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶 在有嚴(yán)重突出危險(xiǎn)的礦務(wù)局的 3082次有明確有無地質(zhì)構(gòu)造記錄的突出中 ， 有2525次突出突出地點(diǎn)有斷層 、 褶曲 、 火成巖侵入 、 煤層厚度變化等地質(zhì)構(gòu)造 ， 無地質(zhì)構(gòu)造的突出有 557次 ， 僅占 %。 構(gòu)造類型 斷層 褶曲 煤厚 變化 軟分層 變厚 煤傾角 變化 火成 巖侵入 無構(gòu)造 其它 統(tǒng)計(jì) 次數(shù) 平均突出強(qiáng)度 (t/次 ) 突出次數(shù)（次） 882 342 574 7 100 356 557 264 2525 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 53 ? 煤與瓦斯突出一般規(guī)律 大多數(shù)突出前有作業(yè)方式誘導(dǎo) 在對(duì)我國 8480次有明確作業(yè)方式記錄的突出事例統(tǒng)計(jì)表明 ， 有 8253次有放炮 、支護(hù) 、 落煤 、 打鉆等作業(yè)方式誘導(dǎo)了突出 ， 占 %,其中放炮作業(yè)突出 5481次 ， 占%。盡管風(fēng)鎬落煤和手鎬落煤突出強(qiáng)度一般不大 ， 僅 10～ 20噸 ， 但施工人員在現(xiàn)場(chǎng) ， 一旦發(fā)生突出 ， 勢(shì)必造成人身傷亡事故 。 在統(tǒng)計(jì)的我國 5029次有明確突出預(yù)兆記載的突出事例中 ， 有 4493次突出發(fā)生前有突出預(yù)兆 ，占 %， 無突出預(yù)兆僅有 536次 ， 占 %。 突出 預(yù)兆 響煤炮 瓦斯 異常 瓦斯忽 大忽小 片幫 掉碴 煤結(jié)構(gòu) 變化 噴頂 夾鉆 兩種以 上預(yù)兆 無預(yù)兆 其它 統(tǒng)計(jì) 次數(shù) 平均突出強(qiáng)度 (t/次 ) 57. 6 突出次數(shù) （次） 1415 471 101 740 819 182 462 536 303 5029 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 55 ? 煤與瓦斯突出一般規(guī)律 煤體破壞程度越高突出危險(xiǎn)性越大 突出煤層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是是破壞程度高 ， 多為 Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ 類煤 ， 煤的堅(jiān)固性系數(shù) f一般小于 ， 煤層瓦斯放散初速度 Δ P大 ， 煤層透氣性系數(shù)小 ， 層理紊亂 ， 多為遭受到地質(zhì)構(gòu)造揉皺的構(gòu)造煤 。 煤強(qiáng)度的減小 ,連結(jié)力和內(nèi)摩擦角減小 ， 使得煤在地壓和瓦斯壓力作用下更易于破碎 ， 減少了破碎煤所需要的功 。 以上這些因素都為煤和瓦斯突出創(chuàng)造了有利條件 。究其原因，目前的觀點(diǎn)是突出危險(xiǎn)區(qū)受到地質(zhì)構(gòu)造控制，而地質(zhì)構(gòu)造具有帶狀分布的特征，如斷層、向斜軸部、火成巖侵入地區(qū)、煤層扭轉(zhuǎn)地區(qū)、煤層產(chǎn)狀急劇變化、壓性及壓扭性斷層地帶、煤層構(gòu)造分岔、頂?shù)装咫A梯狀凸起地區(qū)，特別是軟分層變厚地區(qū)和各種地質(zhì)構(gòu)造交匯處都是突出點(diǎn)密集地區(qū)，發(fā)生大型甚至特大型突出地區(qū)。 這些地區(qū)往往也有帶狀分布的特點(diǎn) ， 在這些地帶不僅突出頻繁 ， 而且極易發(fā)生大強(qiáng)度煤與瓦斯突出 。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 57 ? 煤與瓦斯突出一般規(guī)律 突出危險(xiǎn)性隨著有硬而厚的圍巖存在而增大 主要是硅質(zhì)灰?guī)r和砂巖等堅(jiān)硬巖層的存在，有時(shí)造成巷道或工作面支架大面積不接頂，給彈性潛能的積聚創(chuàng)造條件，同時(shí)增大工作面前方應(yīng)力梯度。 ② 地應(yīng)力場(chǎng)對(duì)瓦斯壓力場(chǎng)起控制作用 。 煤結(jié)構(gòu)和 力學(xué)性質(zhì)條件 瓦斯條件 地應(yīng)力條件 ① 高壓游離瓦斯產(chǎn)生的瓦斯膨脹能； ② 高壓瓦斯分子全面縮煤的骨架 ， 促使煤體中產(chǎn)生彈性潛能 ③ 吸附在微孔表面的瓦斯分子降低煤的強(qiáng)度 。 ① 強(qiáng)度條件：煤愈硬 ， 所需的破碎功愈大 。 ③ 煤層透氣性能。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 59 ? 煤與瓦斯突出發(fā)生條件 煤與瓦斯突出發(fā)生充要條件 形成瓦斯流 誘發(fā)因素 能量積聚 放炮落煤 、 石門揭開煤層 、 工作面進(jìn)入地質(zhì)造帶 、 打鉆 、架棚 、 冒頂?shù)仁构ぷ髅娓浇鼞?yīng)力狀態(tài)突然改變 ， 導(dǎo)致煤體的突然破壞 ， 這是突出得以發(fā)生的激發(fā)條件 。 煤體連續(xù)破碎 突出的煤體和以破碎的煤能快速涌出瓦斯 ，足以形成能拋出已破碎煤的瓦斯流 ， 這也是突出得以發(fā)展的必要條件 。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 60 ? 煤與瓦斯突出發(fā)展過程 發(fā)展階段的特點(diǎn)是煤體依靠釋放的彈性能和游離瓦斯的膨脹能使發(fā)生連續(xù)破碎 ， 形成破碎波， 已破碎的煤巖體在高速瓦斯流的攜帶下向巷道拋出 。 準(zhǔn)備階段使工作面處于突出危險(xiǎn)狀態(tài) , 這樣的工作面會(huì)顯現(xiàn)各種的有聲或無聲的突出預(yù)兆 。 煤與瓦斯突出發(fā)展過程 即突出的發(fā)動(dòng)階段 。 停止階段 激發(fā)階段 準(zhǔn)備階段 發(fā)展階段 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出機(jī)理 61 ? “ 四位一體 ” 綜合防突體系 “ 四位一體 ” 防突產(chǎn)生背景 “ 四位一體 ” 綜合防突的必要性 ① 、 技術(shù)發(fā)展的必然； ② 、 認(rèn)識(shí)上的不確知性； ③ 、 技術(shù)上的不完善性； ④ 、 保證不發(fā)生傷亡事故 。 預(yù)抽煤層瓦斯 、 開采解放層和煤層注水 可劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)和無突出危險(xiǎn)區(qū) 。 預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量 。 劃分為突出危險(xiǎn)和無突出危險(xiǎn)工作面 。 煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)將鑒定結(jié)果報(bào)省級(jí)煤炭行業(yè)管理部門、 煤礦安全監(jiān)管部門 、 煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案 。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 69 ? 礦井和煤層突出危險(xiǎn)性鑒定 突出礦井、突出煤層鑒定相關(guān)規(guī)定 《 規(guī)定 》 第 11條規(guī)定： 礦井有下列情況之一的 ， 應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行突出煤層鑒定；鑒定未完成前 ， 應(yīng)當(dāng)按照突出煤層管理： （ 1） 煤層有瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象的； （ 2） 相鄰礦井開采的同一煤層發(fā)生突出的； （ 3） 煤層瓦斯壓力達(dá)到或者超過 。 當(dāng)動(dòng)力現(xiàn)象特征不明顯或者沒有動(dòng)力現(xiàn)象時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)瓦斯壓力P、 煤的破壞類型 、 Δ p和 f值等指標(biāo)進(jìn)行鑒定 。 71 ? 區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 區(qū)域預(yù)測(cè) 任務(wù)是確定井田 、 煤層和煤層區(qū)域的突出危險(xiǎn)性 ,即預(yù)測(cè)上述區(qū)域的煤層是否具有發(fā)生突出的必要條件 , 開采過程中有無發(fā)生突出的可能性 。 第 42條區(qū)域預(yù)測(cè)一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進(jìn)行 。 由于突出煤層的應(yīng)力 、 瓦斯和煤的力學(xué)性質(zhì)與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造密切有關(guān)， 因此 ， 在進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)是 ， 區(qū)域地質(zhì)條件是需要考慮的重要因素 。 瓦斯地質(zhì)分析法的實(shí)質(zhì) 區(qū)域預(yù)測(cè)方法 瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)已開采區(qū)域所發(fā)生突出點(diǎn)分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系 ， 結(jié)合未開采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造條件， 將未開采區(qū)域劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)域和突出威脅區(qū)域 。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 瓦斯壓力 P （ MPa） 瓦斯含量 W （ m3/t） 區(qū)域類別 P﹤ W﹤ 8 無突出危險(xiǎn)區(qū) 除上述情況以外的其他情況 突出危險(xiǎn)區(qū) 73 ? 區(qū)域突出危險(xiǎn)性驗(yàn)證 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 區(qū)域驗(yàn)證 第 58條 當(dāng)區(qū)域驗(yàn)證為無突出危險(xiǎn)時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)采取安全防護(hù)措施后進(jìn)行采掘作業(yè) 。 只要有一次區(qū)域驗(yàn)證為有突出危險(xiǎn)或超前鉆孔等發(fā)現(xiàn)了突出預(yù)兆 ， 則該區(qū)域以后的采掘作業(yè)均應(yīng)當(dāng)執(zhí)行局部綜合防突措施 。 74 ? 工作面預(yù)測(cè)相關(guān)規(guī)定 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 工作面預(yù)測(cè)相關(guān)規(guī)定 第 69條 預(yù)測(cè)新方法的研究試驗(yàn)和敏感指標(biāo)及臨界值的確定 ， 應(yīng)由具有突出危險(xiǎn)性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行 ， 在試驗(yàn)前和應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn) 。 在突出煤層 ， 當(dāng)出現(xiàn)上述第 （ 4） 、 （ 5） 情況時(shí) ， 應(yīng)判定為突出危險(xiǎn)工作面；當(dāng)有上述第 （ 1） 、 （ 2） 、 （ 3） 情況時(shí) ， 除已經(jīng)實(shí)施了工作面防突措施的以外 ， 應(yīng)視為突出危險(xiǎn)工作面并實(shí)施相關(guān)措施 。 76 ? 綜合指標(biāo)法 綜合指標(biāo)法 預(yù)測(cè)指標(biāo)及臨界值 技術(shù)方法 第 72條 石門揭煤工作面采用綜合指標(biāo)法突出預(yù)測(cè)時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打 3個(gè)鉆孔測(cè)定煤層瓦斯壓力 P。 測(cè)壓鉆孔在每米煤孔采一個(gè)煤樣測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù) f， 把每個(gè)鉆孔中堅(jiān)固性系數(shù)最小的煤樣混合后測(cè)定 Δ p， 則此值及最小堅(jiān)固性系數(shù) f值作為軟分層煤的瓦斯放散初速度和堅(jiān)固性系數(shù)參數(shù)值 。 ???????? ?? fHDfpK ??77 ? 石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 鉆屑解吸指標(biāo)法 預(yù)測(cè)指標(biāo)及臨界值 技術(shù)方法 第 73條 采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)性時(shí) ， 由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打 3個(gè)鉆孔 ， 在鉆孔鉆進(jìn)到煤層時(shí)每鉆進(jìn) 1m采集一次孔口排出的粒徑 1～ 3mm的煤鉆屑 ， 測(cè)定其瓦斯解吸指標(biāo) K1或 △ h2值 。 濕煤 干煤 煤種 如果所有實(shí)測(cè)的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險(xiǎn)工作面；否則，為突出危險(xiǎn)工作面。 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 79 ? 煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 1 鉆屑指標(biāo)法 突出危險(xiǎn)性判別 技術(shù)方法 ① 在煤巷掘進(jìn)工作面打 2個(gè)或 3個(gè)直徑 42mm、 深 8～ 10m的預(yù)測(cè)鉆孔 。 ③ 鉆孔每鉆進(jìn) 1m測(cè)定該 1m段的全部鉆屑量 S， 每鉆進(jìn)2m至少測(cè)定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) K1或 △ h2值 。鉆孔應(yīng)布置布置在軟分層中 。 ③ 留 用封孔器封孔； ④ 鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定必須在 2min內(nèi)完成 。 鉆孔應(yīng)布置在軟分層中 。 測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度時(shí) ， 測(cè)量室長度為 。 )4)(( m axm ax ??? qSR83 ? 煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) ?4 AE、 巷道瓦斯涌出特征 、 電磁輻射方法 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 84 ? 采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 4 煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出預(yù)測(cè) 采煤工作面突出預(yù)測(cè) 技術(shù)要求 技術(shù)方法 原則上可采用所有應(yīng)用于煤巷掘進(jìn)工作面的突出預(yù)測(cè)方法 。 ② 當(dāng)預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)工作面時(shí) ， 每個(gè)循環(huán)應(yīng)留 2m預(yù)測(cè)超前距進(jìn)行采煤作業(yè) 。 但措施效果檢驗(yàn)檢驗(yàn)鉆孔應(yīng)打在措施孔之間。 措施執(zhí)行后如措施效果檢驗(yàn)有效 ， 可在采取安全防護(hù)措施的情況下 ， 進(jìn)行采掘作業(yè)；如措施效果檢驗(yàn)無效 ，