淺析煤與瓦斯突出的預測及防治措施
摘 要 在總結03manbetx 了國內外煤與瓦斯突出機理、突出類型、突出條件、突出一般規律和影響因素的基礎上，重點比較03manbetx 了煤與瓦斯突出預測的各種方法及針對性防治措施，指出神經網絡是預測煤與瓦斯突出非線性問題的最有前景的方法。
關鍵詞 煤與瓦斯突出 預測 防治措施
1 煤與瓦斯突出的機理、類型與一般規律
1.1 煤與瓦斯突出的機理
??? 許多國家對煤與瓦斯突出機理的研究都很重視，並取得了一定成果，但由於突出機理的複雜性及突出現象的多樣性，目前對突出機理的認識仍處於假說階段。國外對煤與瓦斯突出機理的認識可歸納為4種：地應力假說、瓦斯作用假說、化學本質假說和綜合作用假說。
??? 我國從60年代起就對突出煤層的應力狀態、瓦斯賦存狀態、煤的物理力學性能等開展了一係列的研究，根據現場資料和實驗研究對突出機理進行了探討，提出了新的見解和觀點，概括起來主要有中心擴張學說、流變假說、二相液體假說、固流耦合失穩理論、球殼失穩理論等。此外中國科學院力學研究所從力學角度對突出過程做了大量的研究工作，並提出了突出破壞過程及瓦斯滲流的機製方程。
1.2 煤與瓦斯突出的類型
??? 煤與瓦斯的突出包括：煤與甲烷突出、岩石與甲烷突出、煤與CO2突出、岩石與CO2突出等。由於突出時的原動力和所表現現象的不同，煤與瓦斯突出可分為突出、傾出、壓出3種情況，各種情況比較見表1。
??? 表1 煤與瓦斯突出類型比較表（略）
1.3 煤與瓦斯突出的一般規律
（1） 突出的次數和強度隨開采的深度增加而增加；
（2） 突出多發生在地質構造地區，如褶曲、斷層處及岩漿侵入地區；
（3） 煤體破壞程度越嚴重，煤的強度越小，突出危險性越大；
（4） 煤層中的厚度大、傾角大或其厚度和傾角發生變化以及煤層中的軟分層由薄變厚的地區，容易發生突出；
（5） 掘進工作麵應力集中的地區易發生突出；
（6） 在外力衝擊作用下，如放炮或采煤機割煤時煤體受到震動，誘導瓦斯發生突出；
（7） 圍岩的透氣性越差、致密的岩層越厚，煤層的瓦斯含量越高，其突出的危險性也就越大；
（8） 突出多發生在揭煤和煤層掘進工作麵；
（9） 在突出前大都出現預兆。
2 煤與瓦斯突出的預測
2.1 突出預測方法的分類
??? 按預測預報範圍和時間的不同，預測方法可分為3類：第一是區域性預測，主要是確定煤田、井田、煤層和采掘區域性的突出危險性；第二是局部預測，它是在區域性的基礎上，根據鑽探、采掘工程等資料，進一步對局部地區或要點的突出危險性作出判斷；第三是日常預測，它是在區域性預測、局部預測的基礎上，根據突出預兆的各種異常效應，對突出危險發出警告。
2.2 國內外煤與瓦斯突出的預測方法
2.2.1 微震技術預測突出危險性
??? 研究表明，煤和圍岩受力破壞過程中發生破裂和震動，當從震源傳出震波或聲波的強度和頻率增加到一定數值時，可能出現煤的突然破壞，發生突出。突出是由連續的多起斷裂引起的，而且異常的微震發射通常在斷裂之前5～45s內產生，故微震法作為突出預報方法，有其廣闊的應用前景。俄羅斯在地震聲學預測方法中取得了較好的研究成果。
2.2.2 煤層溫度狀況預測突出的危險性
??? 溫度狀況預測突出危險性的理論根據是：瓦斯解吸時吸熱，導致煤層溫度降低。溫度降低越多，說明煤層瓦斯解吸能力越強，則突出危險性越大。
??? 前蘇聯NA雷任科等學者，對采掘工作麵近工作麵地段的煤體溫度狀況進行了考察研究，用於突出危險性日常預測，並對掘進中發生的6次突出全部作出了預報。原蘇聯的另一些學者，采用近工作麵地帶的溫度與煤體原始溫度之差作為突出預測指標，該預測方法被原蘇聯防突委員會推薦使用。
2.2.3 煤層中湧出的氦或氡濃度的變化預測突出
??? 研究表明在地震之前不僅有氡的反常湧出現象，而且有氦的反常湧出。前蘇聯學者考察了頓涅茨煤田中2個不突出煤層和4個突出煤層的氦含量後指出：自由釋放的瓦斯中，氦含量高，瓦斯壓力也相應的高。煤中湧出的氦可以作為預測突出的一個指標，該項目正在繼續進行。
