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(qū)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(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，這些特點可以作為預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，煤與瓦斯突出的危險性變強，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，蘊含的瓦斯壓力就大，容易受到采動影響發(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參數(shù)極差及地應(yīng)力不穩(wěn)定的情況下，才會發(fā)生噴出。（4）煤體自身的堅固性系數(shù)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(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測運用過程中，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，在該方式運用的過程中，主要是通過利用物理現(xiàn)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(jù)這樣的情況可以及時的了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的狀態(tài)，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(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，進行一定程度上的調(diào)整，這樣可以在一定程度上保證各項數(shù)據(jù)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?jié)舛龋@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?jié)舛容^高的局部處理時，要檢測其出風側(cè)，如果瓦斯?jié)舛冗^高，要馬上降低風量或停止；（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，利用伸縮骨架風筒，通過礦井風壓導風方法進行處理；（3）關(guān)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(yīng)降塵手段實施的基礎(chǔ)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(nèi)。

2.3 區(qū)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(nèi)部煤巖體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，減小或解除保護層內(nèi)部瓦斯壓力，使煤巖體可以提前卸壓，內(nèi)部蘊藏的瓦斯提早涌出，降低煤巖體的應(yīng)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(zhì)條件，保護的范圍大小也不相同，主要還取決于現(xiàn)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(zhì)法在煤與瓦斯突出預測運用中，不可缺少的一項內(nèi)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(zhì)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(tǒng)的方式相比，其操作流程相對較為簡單，工作環(huán)節(jié)也相對較為簡單，并且也在一定程度上保證各項數(shù)據(jù)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(shù)

我國出臺的相關(guān)規(guī)程中有規(guī)定，出現(xiàn)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(chǔ)事故預防，多在地質(zhì)勘查中便開始布局，并以周邊礦井或環(huán)境相似礦井為標準，對其中存在危險性的信息分別統(tǒng)計和歸類，并對其詳細分析，從而獲得有關(guān)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(shù)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(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)，通過沖擊震動使煤體松動碎裂釋放瓦斯、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。當石門掘進到煤層周邊范圍內(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(jié)語

我國目前在瓦斯治理方面已經(jīng)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(yīng)該進一步分析研究煤礦瓦斯治理技術(shù)。