煤與瓦斯突出掃盲知識介紹
煤與瓦斯突出掃盲知識介紹
一、 概念
煤與瓦斯突出是指在壓力作用下,破碎的煤與瓦斯由煤體內突然向采掘空間大量噴出,是另一種類型的瓦斯特殊湧出。
瓦斯突出是一個災害的專用術語,是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加,在煤層中形成了在地應力作用下,瓦斯釋放的引力作用下,使軟弱煤層突破抵抗線,瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質災害。
二、 形成條件
主要有 3個:岩層的重力和構造應力;瓦斯的含量和壓力;煤層本身的鬆軟結構。瓦斯在煤層中的賦存狀態分吸附和遊離兩種。煤層吸附量的多少,取決於煤的變質程度、結構和成分,同時與礦壓和圍岩的封閉性有關。
三、 發生地
煤和瓦斯突出主要發生在煤層平巷掘進、上山掘進和石門揭煤時,有的礦井在回采工作麵也發生煤和瓦斯突出。
四、 表現特征
(1)突出的煤向外拋出距離較遠,具有分選現象。
(2)拋出的煤堆積角小於煤的自然安息角。
(3)拋出的煤破碎程度高,含有大量的塊煤和手撚無粒感的煤粉。
(4)有明顯的動力效應,破壞支架,推倒礦車,破壞和拋出安裝在巷道內的設施。
(5)有大量的瓦斯湧出,瓦斯湧出量遠遠超過突出煤的瓦斯含量,有時會使風流逆轉。
(6)突出孔洞呈口小腔大的梨形、倒瓶形以及其它分岔形等。
五、 強度和類型
煤(岩)和瓦斯突出的強度,常用一次突出的煤量或岩石量表示。 100噸以下的為一般突出,100~500噸的為嚴重突出,500~1000噸的為大突出,1000噸以上的為特大突出。如1975年8月8日發生在中國四川重慶三彙壩礦區,噴出甲烷1200000立方米,煤和矸石12780噸。1975年6月13日發生在吉林營城煤礦五井,噴出二氧化碳14000立方米及砂岩1005噸。兩次都是少見的特大突出。
瓦斯突出分3種:①突出,在地壓和瓦斯聯合作用下產生,瓦斯參與了煤岩的破碎和運搬過程。拋出的煤有明顯的氣流運搬特征:煤的堆積角度小於煤堆的安息角,粒度分布呈分選現象。②壓出,主要由地壓造成,湧出瓦斯和粉煤都較少。③傾出,煤岩傾出後,形成孔洞的軸線與水平交角大於45°,煤的堆積角度與煤堆的安息角相接近。突出最為常見,占總數的50%以上。
六、 預兆
預兆分為無聲預兆和有聲預兆兩類。
1、無聲預兆
(1)煤層結構變化,層理紊亂,煤層由硬變軟、由薄變厚,傾角由小變大,煤由濕變幹,光澤暗淡,煤層頂、底板出現斷裂,煤岩嚴重破壞等。
(2)工作麵煤體和支架壓力增大,煤壁外鼓、掉碴、煤塊進出等。
(3)瓦斯增大或忽小忽大,煤塵增多。
2、有聲預兆煤爆聲、悶雷聲、深部岩石或煤層的破裂聲、支柱折斷等
七、 規律
(1)突出與地質構造的關係,突出多發生在地質構造帶內,如斷層、褶曲和火成岩侵入區附近。
(2)突出與瓦斯的關係,煤層中的瓦斯壓力與含量是突出的重要因素之一。一般說來,瓦斯壓力和瓦斯含量越大,突出的危險性越大。但突出與煤層的瓦斯含量和瓦斯壓力之間,沒有固定的關係。瓦斯壓力低、含量小的煤層可以發生突出;反之,瓦斯壓力高,含量大的煤層也可能不突出,因為突出是多種因素綜合作用的結果。
(3)突出與地壓的關係,地壓愈大,突出的危險性愈大。當深度增加時,突出的次數和強度都可能增加;在集中壓力區內突出的危險性增加。
(4)突出與煤層構造的關係,煤層構造主要指煤的破壞類型和煤的強度。一般情況下煤的破壞類型愈高強度愈小,突出的危險性愈大。故突出多發生在軟煤層或軟分層中。
(5)突出與圍岩性質的關係,若煤層頂底板為堅硬而致密的岩層且厚度較大時,其集中應力較大,瓦斯不易排放,故突出危險性愈大;反之則小。若頂底板中具有容易風化和遇水變軟的岩層時,將減少突出危險性。
(6)突出與水文地質的關係,實踐表明,煤層比較濕潤,礦井湧水量較大,則突出危險性較小;反之則大,這是由於地下水流動,可帶走瓦斯,溶解某些礦物,給瓦斯流動創造了條件。
(7)突出具有延期性突出的延期性變化就是震動放炮後沒有誘導突出而相隔一段時間後才發生突出。其延遲時間從幾分鍾到幾小時。
八、 防治措施
首先通過勘察研究劃定突出區段,然後針對瓦斯突出所在煤層的特點,采取防治措施。具體措施有:①開采解放層。在多煤層礦井中,選擇一個無突出煤層或突出危險性較小的煤層作為解放層,首先開采,使上下鄰近煤層卸壓,從而消除突出危險。這是比較有效的區域性措施。②抽放瓦斯,降低瓦斯壓力,削弱瓦斯在煤層中的作用。③水力衝孔,煤層注水,安設專門支架等措施也有一定效果。④震動性放炮誘發突出。控製振動強度,采用擋欄措施可獲一定效果。
九、 與瓦斯爆炸的區別
瓦斯突出是一種地質災害,在大量的有害氣體瞬間湧入後,會形成窒息,但不一定會發生爆炸02manbetx.com
。但如果出現以下三種情況後,會引發爆炸02manbetx.com
,一是與空氣中氧氣含量達到12%以上,二是瓦斯濃度達到5%至16%之間,三是遇到明火,點火溫度達到650度以上。