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安全工作是煤矿的生命工程,煤与瓦斯突出的机理是如何的呢

安全生产是煤炭企业最根本的效益所在,它关系到国家的财产安全和职工群众的安康,影响着煤炭企业员工的切身利益和企业本身的内外形象。
首先,安全教育上的超前意识。思想是行动的指南,坚持不懈地对职工进行安全教育,灌输“安全为天”的理念,是每一个企业确保安全生产的必要手段,只有这样在“婆婆嘴”的“唠叨”下,职工才有可能克服自身的惰性和侥幸心理,绷紧安全生产弦。但是,这种教育往往是总揽全局的宏观教育。对于一个煤炭企业来说,在不同的工种和岗位,在不同的环节和时段,在不同的地点和环境,安全教育更应该有针对性和指向性的“微观”教育。尤其是在每一个不同的工种和岗位中,根据以往的工作经验,充分预见安全管理可能出现的漏洞,职工思想上的“滞后”和松懈,提前全方位地进行特殊时期的安全意识教育,给职工打好思想上的“预防针”,职工就能在舆论和制度的双重约束下,安全意识始终跟上节拍,在工作中自觉履行工作职责。
其次,在不安全隐患的查找和整改上的超前意识。我们常常在一些报刊及资料中注意到,一些企业在发生重大事故后,就以各种方式“加大力度”查找或整改事故隐患。而工作中,一些职工及管理者发现一些似乎无关紧要的不正常情况时,以侥幸和“等等看”的态度任其发展。前者“亡羊补牢”应当如此,但后者是一种渎职甚至犯罪,这样带来的恶果将不堪设想。因此对一些隐患,尤其是细微隐患,我们应该以最快的速度在事态恶化前提前做好整
改。这样,既可以将所有事故隐患真正消灭在萌芽状态,当然也就可以最大限度地减少事故的发生,为企业的安全生产创造良好的环境。否则,等到事故发生再去整改,已经是“为时已晚”了。
再次,在处理险急情况和自我保护技能上的超前意识和超前行为。某人在巷道维修时,按规程做好了超前支护,但没有注意滑货眼下来的矸石块,不幸被滚下来的矸石块打伤。而也有一职工在415取饭时,车停稳后,去接水时紧靠巷道壁,不知何原因饭车突然下滑,该人避免了一次事故。上述事例说明,前者没有对滑货眼进行仔细观察,只是听说上方无人作业,便没有采取超前行为,例如,档上木料等措施。而后者超前意识到车有可能下滑(在正常情况下是不会下滑的),而采取了超前防范。两者相比较,我们就不难看出在安全教育和隐患整改上有超前意识的同时,更应该有超前的行为的重要性。在实际工作中,往往你不违章,而他人不一定不违章,所以,在自我保护技能上,要有超前意识和超前行为,做到双重保险。在处理险急情况和自我保护技能上,有了超前意识才会有超前行为。每个职工也应该本着“有备无患”的心理,牢牢掌握要领,在这方面有了超前意识和超前行为,才能镇定自若地采取有效的处理措施,化险为夷,才能头脑清醒地运用科学的应变方法,保证自身及他人免受伤害,企业的安全工作也就有了坚实的基础。
来源:四川安全文化网

——记湖南省煤业集团金竹山矿业有限公司托山煤矿

煤与瓦斯突出系指煤矿中这样一种煤体动力现象,即在极短时间内,由煤体向巷道(包括采场)中突然喷出巨量的瓦斯和粉碎的煤,并在煤体中形成某种特殊形状的空洞,喷出的粉煤被瓦斯流所携带运动,并造成一定的动力效应(推倒矿车,巨石,破坏支架等),大突出时粉煤可以充填数百米巷道,而喷出的瓦斯-粉煤流有时带有暴风般的性质,逆风流充满数千米长的巷道.

湖南省煤业集团金竹山矿业有限公司托山煤矿座落在湘中腹地的湖南娄底市境内,该矿井始建于1971年,现有员工980人。穿越时光隧道,历经几代托山人的艰苦奋斗,今天的托山煤矿呈现出了政通人和的喜人局面。2004年以来,企业利润每年保持在2400万元以上;2006年实现了安全年。在物质文明取得丰硕成果的同时,该矿井精神文明建设也成绩斐然。2004年、2005年、2006年度,该矿井连续三年荣获集团公司先进单位和先进党总支荣誉称号;2005年度,该矿井被湖南省总工会授予“模范职工之家”荣誉称号;2006年度,该矿井被评为“湖南省安全生产先进单位”光荣称号;2006年,该矿井319队在集团公司光爆锚喷技术比武中夺得第一名;2004年度,该矿井通风队队长谢永贵同志被能源化学工会授予全国“优秀通风队长”荣誉称号。

因此,煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的最严重的自然灾害.自从1834年法国发生世界上第一次煤和瓦斯突出以来,40多个产煤国家发生了突出.我国的瓦斯突出极为严重,至今为止,已发生突出万次以上.今年1–8月全国发生较大以上的突出31起,死亡182人,其中有14起发生在非突出矿井,占45.2%.对云南来说,近年随着煤炭开采的向地下深部延伸和开发力度的加大,煤与瓦斯突出也随之加剧.东源集团的羊场煤矿,田坝煤矿,恩洪煤矿均是突出矿井,恩洪突出还很严重.云南在建的最大规模井工煤矿—白龙山煤矿也已经发生瓦斯突出.因此瓦斯突出灾害的严重性云南已经凸现.研究和掌握治理技术已经很迫切.

随着进一步深入了解,托山煤矿一个个美丽的“亮点”扑面而来,令人惊喜,令人振奋,令人自豪——

煤与瓦斯突出一般是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后随即发生的.这样的突出称之为正常突出.还有一种突出是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后延迟一定时间才发生,称之为延期突出.延期突出由于延期时间有长有短,难以确定,不好预防.今年羊场曾经发生过一次延期突出.那么,煤与瓦斯突出的机理是如何的呢?讨论瓦斯抽放和突出治理的资料很多,但对突出机理进行详细描述的资料却很少,因此了解这方面知识对于研究和治理突出显得很有必要.

一、安全观念的创新令人振奋

人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了,对突出机理的假说不下40
种,尽管各有差别,但归纳起来有六类,主要的仍然是三大类:瓦斯主导学说;地压主导学说;综合作用假说.本文介绍有代表性的几种假说.

正确的思路来源于科学的定位,该矿井领导认为,坚持“以人为本”的治企理念,核心就是要珍惜人的生命,煤矿工作首要任务是搞好安全,而抓安全的关键是要改变安全陋习,促使广大干部员工在思想上真正认识到,安全工作是煤矿的生命工程,实现了安全生产就是最大的福气最大的效益,并从行动上带头不违章指挥,不违章作业。思路决定出路。由于他们在安全管理上大胆创新,以质量保安全、以培训促安全,强化

瓦斯主导学说

安全监察,形成了有自已特色的安全理念,促使了矿区安全形势稳定好转,为实现企业可持续发展奠定了坚定的基石。安全管理的创新,创造了令人振奋的业绩,连续多年实现了安全生产。

该类学说认为,瓦斯是突出的主要原因和能源,而地压和煤的物理力学性能则是为突出创造了有力条件.该类学说主要包括以下假说:

突出安全宣传教育和培训工作的先导地位。近几年来,为营造良好的安全生产氛围,时刻警醒员工确保安全生产,使教育和效果并驾齐驱,该矿井推出了处处可见的“五个一”工程:即从中心区到工业广场至井下各车场的安全知识宣传“一条街”;采煤工作面到掘进头的安全技术培训“一条线”;井口到运输大巷的安全文明“一条龙”;队活动室到井口进班室的安全学习“一阵地”;广播、电视、标语到专栏、板报的安全宣传“一窗口”。先后组织开展了班前安全宣誓、安全反思、安全事故漫画图片展、井口安全文艺演出、更衣箱喷写安全箴言、安全诗歌朗诵、照全家福相、每周安全三题和“我要安全、杜绝违章”千人签名等一系列活动,增强了“安全”二字在员工心中的份量,使员工能充分认识到“关爱生命、关注安全”的重要性,安全意识得到了极大提高,广大员工实现了从“要我安全”到“我要安全”、“我会安全”的转变,遵章守纪的自觉性有了进一步增强。此外,为了提高员工的安全素质,该矿每年初便将员工培训工作纳入到全年安全工作规划中,进行同步安排、同步考核,自2004年来,共举办各种培训班65期,培训人次2600多人次,使员工的安全素质得到了不断提高。

1)”瓦斯包”说(前苏联贝可夫提出)

强化安全监察工作,从源头上避免人的不安全行为。该矿井为使安全巡查工作收到实效,安全巡查小分队将关口前移,深入井下生产现场,分三班巡查不间断,重点对早、晚班、要害岗位、主要采掘头面实行跟踪巡查,做到一般隐患整改不过班、重大隐患整改不过夜。发现“三违”行为,及时制止,批评教育,并严格按制度处罚到位。2004年以来,共查处安全隐患512起,处理“三违”人员202人次。

突出的原因在于煤层中存在”瓦斯包”.该瓦斯包中的瓦斯压力比邻近区域要高得多,且包围”瓦斯包”的煤体透气性极小,使高压瓦斯得以保存.当工作面接近这一”瓦斯包”时,高压瓦斯破坏了煤壁,瓦斯携带破碎煤猛烈喷出,发生瓦斯突出.

标准化工作进程,夯实矿井安全基础。2004年来,该矿井把机运、采掘、一通三防、文明生产等井下安全质量标准化建设与地面生产、生活设施改造有机地结合起来,做到既治标又治本。在抓矿井质量标准化的过程中,该矿注重从每一个采掘工作面、机房硐室、每一台设备、每一处通风系统、每一处文明生9
7 3 1234 4 8 :
来源:四川安全生产网产抓起,从每项基础工作做起,使井下安全生产环境发生了很大的变化。3年来,该矿先后投入了2000多万元用于“一通三防”等安全设备设施的更换及供电、通讯、运输等系统的改造。该矿注重运用典型引路,以点带面。去年3月,该矿专门召开了达标工作经验交流会,一批质量过得硬的连队的典型经验得到推广,促进了全矿安全质量标准化工作的深入开展。还针对采、掘、修、机、运、通工作质量及工程质量,严格按照质量标准化要求施工作业,采取动态检查与月底验收相结合的办法,实行一周一小评、一旬一战评、每月一总结,奖优罚劣。凡动态检查或验收出现重大安全质量问题的,一律停产整顿。在上级主管部门组织的年度验收中,该矿的安全质量标准化达到省二级标准。

2)突出波说(前苏联赫利斯特尔维切提出)

观念一变面貌新。如今的托山煤矿形成了强大的“磁场”效应,广大员工都从内心深处产生了“我要安全、安全是福”的强烈共鸣。“安全高于一切、安全先于一切、安全重于一切、安全压倒一切”的理念家喻户晓,成为了大家的共同行动准则。2006年度,该矿井实现了安全生产年,并获得省级安全生产先进单位荣誉称号。今年以来,该矿井继续发扬过去的成绩,安全工作呈现出良好发展态势,确保矿区实现了安全生产。

突出是煤层中所含潜能的显现,每吨煤中所含瓦斯的潜能要比煤层储蓄的弹性变形能大10倍左右.在煤强度低的区域,煤层中的瓦斯压力大于煤的极限破坏强度,在采掘工作面接近这些区域时,在瓦斯压力作用下,可产生连续破坏煤体的”突出波”.

二、管理观念的创新令人惊喜

3)瓦斯膨胀说

“有煤则稳、有煤则兴”,托山煤矿领导班子清醒地认识到,做强做大原煤主业是企业发展的“重头戏”,谁先控制了煤炭资源谁就赢得市场竞争的主动权。迅速反应,马上行动,是托山人的生动写照。他们想到就说,说到就做,历经数十年几代人艰苦卓绝的努力,通过不断加强

煤层中存在高压瓦斯含量地带,吸附瓦斯引起了煤体膨胀,增加了煤层应力,且在这样的煤层中透气系数接近于零.当巷道接近这一区域时,使应力急剧降低,造成煤的破坏和突出.(前苏联尼靠林提出)

管理不断改造扩建,大大提升了矿井生产能力,增强了企业发展后劲,为子孙后代创造了巨大财富。

突出是由于含有高压瓦斯的煤层,没结构不均匀.透气性低的硬煤包围着透气性高的软煤,当巷道工作面接近硬煤与软煤边界时,运动着的高压瓦斯就可以冲破煤壁夹带着随煤而喷出发生突出(别土哈夫提出).

坚持管理出效益的观念,为增产增收打下基础。托山煤矿地质构造复杂,煤层赋存条件差。因此,科学组织,合理部署,强化现场管理是关键。一方面,该矿坚持开好每月的生产计划审查会,既要定好产量、进尺指标,还要对当月采掘头面战场状况进行一次详细分析,做到每个头面的情况心中有数;另一方面,坚持管理人员分队跟班,靠前指挥,现场解决工作中的实际问题。该矿规定机关管理人员、队干与员工实行“三同”工作制,即同进班、同劳动、同出班的8小时工作制。同时,管理人员、队干进班前先到调度室开好进班会、考好进班勤,带着任务下井。管理人员、队干进、出班必须到调度室填写好当班的安全生产工作汇报卡、再考出班勤,否则视为未下井,并按每次100元给予处罚。并对管理人员和队干实行工作问责制,未完成当班工作任务的必须说明原因,属主观原因造成的严格按管理考核办法进行处罚。该矿规定采掘队正职每月下井天数必须达到19天、副职队干23天,每少一天罚款50元,并取消当月所有奖项。每周在安全办公会上由矿安监部门统计汇总通报一次。去年6月份,317队一名队干因工作不尽职被就地免职。由于制度健全、管理到位,管理人员、队干深入现场抓生产、抓安全、抓管理也就成了一种自觉行为。

4)瓦斯水化物说(前苏联学者提出)

坚持科技兴企的观念,确保生产有战场。托山煤矿是一个建井时间长、采掘战线范围广的矿井,同时面临着水平接替、采区接替的压力,如果处理不当,容易造成采掘接替紧张和资源浪费。为了解决这一问题,该矿班子领导经常带领工程技术人员深入井下现场勘察,了解地质构造情况,找资料、查数据,分析煤层赋存变化状况,不定期召开生产技术会,编制技术措施,研究部署采区接替问题,并组织实施。该矿狠抓开拓准备进尺,对各施工单位定专项、定目标、定管理人员和工程技术人员跟班攻关,每月对完成目标任务的给予3000-5000元的重奖,给予队干、跟班人员400-500元的奖励,从而使矿井中、长期接替状况得到了有效改善。在短期接替方面,该矿坚持每季召开一次平衡会,及时分析问题、制9
7 3 1234 4 8 : 来源:四川安全生产网

在一定温度和压力下,空隙煤体中有可能形成瓦斯的水化物CH4.6H2O.当它与水结合时,在一立方米的水中可以含有200立方米的瓦斯.煤层中的瓦斯水化物以不稳定的化合物存在,储存着巨大的潜能,受到采动影响即能迅速分解,形成高压瓦斯,突破煤体而造成突出.

订措施、技术攻关,解决了接替过程中存在的问题。该矿还加强了矿井挖潜和资源的合理开采,通过在地质构造带和不可采区找煤,应用光爆锚喷快速掘进技术等措施,缓解了接替矛盾。

5)瓦斯运移说(笔者1988年提出)

坚持节能降耗的观念,提升矿井生产能力。随着矿井原煤产量的逐年攀升,运输能力能否跟得上,成了稳产高产的又一道门坎。该矿始终把提高运输效率,确保运输畅通作为加快矿车周转、满足生产需要的着力点。近几年来,在上级部门的大力支持下,先后对主要采区提升上山、运输大巷、暗副井等6000多米轨道进行了改造,减少了矿车掉道对生产的影响,提高了运输能力。该矿主井苏式2.5米绞车因服务年限长,主轴开裂,提升能力受到限制,影响了正常生产,计划花巨资改造。2006年8月,该矿组织技术人员通过科技攻关,只用了6天时间更换了主轴,完成了绞车控制系统的改造,不仅解决了长期困扰生产的“瓶颈”问题,还节约资金4.6万元。同时,该矿在运输队实行现场交接班管理制,规定运输队各工种、岗位在交接班时,离、到岗人员需同时向调度室汇报离、到岗时间,没有汇报的,视为空岗,并给予100元的处罚。这样一来,使运输线上的每一个环节都能相互联动,协调运转。

煤是多孔裂隙物质,其中存在着大小不等的空隙,孔隙之间由若干大小裂隙沟通。游

一份耕耘,一份收获。今年以来,该矿井继续保持了强劲的发展势态,1-6月份,共产原煤10.9万吨,超产0.8万吨,实现利润1028.7万元。

离瓦斯存在于孔隙之中,而吸附瓦斯存在于煤的表面。在目前开采条件下。9 7 3
123 4 8 :
来源:四川安全生产网吸附瓦斯主要存在于微空隙的表面,因为地压只能对大孔隙和裂隙有压缩变形的作用,所以地压的变化对煤的吸附能力影响很小,而对煤层的透气性则有重大影响。煤层中的大孔和裂隙是瓦斯流动的通道,是构成煤层透气性的基本部分。采掘工程开始后必将在井巷两边和前方巷壁上形成应力“三区”,
这些重新分布的应力“三区”随工作面的推进而前移。工作面前方应力显现区生成预成裂隙并半有瓦斯解吸。工作面前方应力显现区煤层中的游离瓦斯和解吸瓦斯在支承压力作用下沿应力转移过程中形成的预成裂隙向前方运移积累。煤层中的游离瓦斯和解吸瓦斯在支承压力作用下沿应力转移过程中形成的预成裂隙向前方不断运移的同时,楔子作用的瓦斯在预成裂隙中(或沿煤层层理)运移时不断冲刷、导致裂隙、层理周边煤体破坏成为粉煤(或碎煤),使得粉煤和瓦斯混合相间积累。采掘工作面不断推进,应力“三区”随工作面的推进而不断前移,工作面前方应力显现区煤层中的游离瓦斯和解吸瓦斯在支承压力作用下沿应力转移过程中形成的预成裂隙向前方不断运移积累,不断冲刷破坏裂隙和层里周边煤体,运移积累瓦斯的同时积累了破坏的粉煤。多个采掘工作循环导致支承应力不断前移促使瓦斯运移积累的结果,使工作面前方煤体相互联系的裂隙中形成了大量高压瓦斯和破坏的粉煤的存在。这些积累瓦斯的压力来自于自身解吸和积存瓦斯对采掘支承压力挤压的传递(同时,若有地质构造存在,地质构造残余应力同时作用)。当运移瓦斯积累到其瓦斯压力足以导致一定煤岩壁破坏时,此时,当采掘工作继续进行时(特别是放炮、工作面周期来压或初次来压时),工作面应力向深部转移,在工作面前方形成卸压的瞬间,工作面煤壁三向应力场变为两向或一向,煤岩壁抵抗强度最低,高压瓦斯作用于抵抗强度最低的煤岩壁,导致其破坏发生瓦斯突出。

三、学习观念的创新令人自豪

地应力为主导作用的假说

学习是工作之基,能力之本,水平之源。为此,近年来,该矿井高度重视员工的学习工作,树立了全员学习的理念,使员工做到了“在学习中工作、在工作中学习”,有效形成了学习工作紧密结合的局面,提高了员工的整体素质,促进了该矿各项工作的开展,为构建和谐矿区提供了基础保证。

1)岩石变形潜能说

坚持把观念转变教育与学习结合到一起,把员工引导到实现矿井加快发展、做大做强的大局上来。近几年来,随着矿井的不断发展,经济效益的逐步好转,有些员工出现了盲目乐观、安于现状的苗头。针对这些情况,该矿利用党团活动日、安全活动日、政治学习日、座谈会、班前会、管理人员与员工“零距离谈心”等多种形式,组织开展了“当家理财、艰苦奋斗”、“摆正产量、安全、效益关系,确保矿井持续发展”等主题形势教育,通过讲形势、摆事实、讲道理,把员工的思想观念引导到如何实现矿井加快发展、做大做强这个大局上。各单位把解放思想、转变观念教育与爱岗敬业、艰苦奋斗统一起来,员工的主观能动性、工作积极性得到了充分发挥。319队是该矿承担重点开拓任务的掘进队,在暗主井施工过程中,员工们把平常所学到的理论知识应用到实际工作中,边实践边摸索,总结出了不同岩性条件下如何确定合理的爆破参数和施工流程的规律,降低了材料消耗,提高了工时利用率,加快了掘进速度,工程质量月月达到优良品,连续十二年实现安全生产。2006年6月这个队在12.5至38平方米大断面施工中创造了月进尺78米的好成绩,其单进水平居集团公司前列。

在地址构造带储藏着构造应力,在煤层顶底板的岩层中积蓄着强大的弹性能.当巷道接近厚的岩层弹性变形地区时,围岩象弹簧一样地伸张,破碎和粉碎煤体,瓦斯随之大量涌出发生突出.瓦斯在突出过程中仅起辅助作用.

坚持把技术比武与学习结合到一起,全面提高员工队伍素质。该矿以开展“创建学习型矿井、争当学习型员工”活动为契机,针对行业特点和员工学习观念较淡薄的实际,围绕“为什么而学、为什么要学和怎样学”等问题,从思想认识入手加强教育引导,从建立学习机制入手培养学习习惯,帮助广大员工逐步树立起“自主学习”、“终身学习”和“学习工作化、工作学习化”的新理念。为进一步提高员工队伍素质,该矿针对有些员工文化程度较低的情况,从2004年开始,聘请子弟学校教师编写了一套适合员工教育的小学至初中的语文、数学教材,并由学校老师对员工进行文化补习。同时以提高采掘员工的安全操作技能为重点,对新招收员工、工种异动员工签订师徒合同,开展以老带新、以强带弱的“星级师徒竞赛”活动,经理论9
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2)集中应力说

来源:四川安全生产网和实际操作考试后,徒弟能独立操作的,给予师傅80元/月、徒弟50元/月的津贴奖,3年来共签订师带徒合同125对,其中有38人成为了生产骨干。为使爱岗敬业、有技能者真正“香”起来,该矿建立以公开、平等、竞争、择优为导向的选拔机制,采用技术比武的方式,使有一技术之长的员工脱颖而出。3年来,采、掘、修、机、运、通等工种共有68人获得了技术津贴。

在回采工作面前方的支撑压力带,由于厚的坚硬顶板悬顶突然折断而引起的附加应力,致使煤体在集中应力的作用下遭受破坏而引起突出.

坚持把劳动竞赛与学习结合到一起,激发员工工作热情。3年来,该矿制定了“创品牌连队、红旗班组、星级员工”规划,对竞赛的内容、活动的开展作出了具体安排。一方面,对矿井管理人员、队干部和员工进行民主评议,看谁的工作成绩突出,看谁的学习效果好,评议为前3名或前6名的给予奖励,排名在后3位的给予相应处罚。另一方面,继续利用劳动竞赛方式开展促产、促尺、比安全、比工程质量大会战,对完成任务好的单位,敲锣打鼓送贺信,利用广播、电视播放嘉奖令,在员工食堂开集体荣誉餐。通过劳动竞赛,有效地调动了全矿广大员工的工作积极性,增强了向心力和凝聚力。303队在工作面地质构造变化大、顶板破碎的情况下,自我加压,迎着困难上,为矿井勇挑了生产重担,去年6月至今,共产原煤5.1万吨,月月超额完成了生产任务。

3)应力叠加说

通过开展全员学习活动,增强了员工的创新意识,培养了员工自强不息的精神,促进了矿区社会和谐稳定。近3年来,该矿职工提出技术革新方案达16项,提出合理化建议42个,经组织专家评定,实施技术革新7项,合理化建议15项,共创经济价值520万元。2004年度,该矿通风队长谢永贵同志被能源化学工会授予全国“优秀通风队长”荣誉称号;2006年度,319队在集团公司光爆锚喷技术比武中夺得第一名;2005年度,该矿井被湖南省总工会授予“模范职工之家”荣誉称号

瓦斯突出是由于地质构造赢利,自重应力,火山与岩浆活动的热力变形应力,采矿应力和放顶动压等应力叠加而引起的.

雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。明天的托山煤矿,将乘势而上,励精图治,夺取两个文明建设的新胜利。我们相信,一个经济发达、生活富裕、矿区和谐的新托山将在不久的将来展现在世人面前!我们坚信,托山的未来一定会更加美好!

该假说是在实验室研究实验的基础上提出的.认为:除了重力和瓦斯压力外,不存在别的激发突出原因.突出现象可以解释为煤层状态突然改变,以及煤潜能突然释放所引起的煤层高速破碎.只有在煤突然破碎时,潜能与动能瞬时显现,瓦斯来不及正常排放,并将部分动能传递给煤层,突出才会发生.

9 7 3 12344 8 : 来源:四川安全生产网$False$$False$

发生煤与瓦斯突出的条件是:

1)煤的内能W和岩石动能E足以完成煤向巷道内移动的功F和煤的破碎功U,即

W+E>F+U

沿层掘进巷道的情况下,上式变为

w>F+U

巷道开石门时,则变为

W+Q>F+U

式中的Q为煤层游离瓦斯内能.

2)煤的破碎速度v1应大于煤裂隙中瓦斯压力下降的速度v2,即 v1>v2

在完成煤破碎前,瓦斯压力p应比已破碎煤的抛出阻力更高,即
p>m[g(fcosA+sinA)+v]/s

式中 m—-煤的质量;

s—-破碎煤快的横断面积;

g—-重力加速度;

f—-煤沿某一表面移动时与该面的摩擦系数;

A—-煤层倾角;

v—-煤抛出时的加速度.

应力分布不均匀假说

突出是由9 7 3 123 4 8 : 来源:四川安全生产网

地应力,瓦斯压力和煤层构造分布的不均匀引起的.而煤层构造是影响煤的强度,透气性和瓦斯含量等瓦斯地质参数的主要因素.

化学本质假说

爆炸说 瓦斯突出是由于煤在很大的深度内变质时发生的化学反应而引起的.

重碳说
在煤的形成时有许多重碳(原子量13)及带氢同位素(原子量2)的重水,他们所形成的重的煤同位素称为重煤原子.当进行开采时能发生突出.

此假说种类很多,有代表性的是前苏联霍多特等人于1976年最先提出的.其要点是:1)除了地层重力,高压瓦斯外,在煤层中不存在任何其他能源.突出是地应力,瓦斯压力和煤的物理力学性能综合作用的结果.2)地压破碎煤体是造成突出的首要原因,而瓦斯则起着抛出煤体和搬运煤体的作用.从突出总能量来说,瓦斯是完成突出的主要能源.3)实验资料表明,只有煤强度很低,与围岩摩擦力不大时,地压造成的煤的变形前能和围岩功能,才能把煤体破碎形成突出.煤强度是形成突出的一个极为重要的因素.

从上面介绍的突出机理不难看出,瓦斯是突出的主要因素,没有瓦斯就谈不上瓦斯突出.没有瓦斯的动力现象称之为冲击地压;没有动力效应的瓦斯急剧涌出称之为瓦斯喷出.因此可以说:治理瓦斯突出的方向是消除高压瓦斯的存在.所以我国治理瓦斯的行政强制手段是”四位一体”防突.国家煤矿安全监察局要求:国有煤矿中的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井,要严格按照《煤矿瓦斯抽采基本指标》的要求,制定和落实瓦斯先抽后采的措施,推进高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井加大瓦斯抽采力度,真正做到“多措并举、应抽尽抽、抽采平衡”,实现抽、掘、采关系平衡,确保不抽不采,达不到瓦斯抽采指标要求的不采。发现达不到抽采指标要求的采掘工作面,要立即停止生产,限期达标,逾期仍不达标的,必须按瓦斯抽采达标煤量核减煤炭产量计划;对小煤矿中的煤与瓦斯突出矿井和应进行瓦斯抽采的高瓦斯矿井,必须制定并落实瓦斯抽采规划,建立瓦斯抽采系统,2008年底前全部装备到位并投入使用,逾期未安装或不投入使用的,一律停止生产。
高压的游离瓦斯是突出的根源,防治瓦斯的关键就是要消除煤层中的突出瓦斯。其方向是:采取开采解放层、抽放等措施,减少乃至消除煤层瓦斯,使之形不成瓦斯突出的条件;采取控制地压新举措,消除采掘工作面周边应力集中,从而解除瓦斯在“应力三区”作用下运移形成突出条件。根据瓦斯运移的理念,在采掘工作面前方一定距离抽放瓦斯,可以有较好的抽放效果。

9 7 3 1234 8 : 来源:四川 安全生产网$False$$False$

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