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煤与瓦斯突出机理 作者：佚名 来源：本站原创 发布时间：2011年12月30日 点击数： 18 -绝大多数的研究者都认为煤与瓦斯突出由地应力、包含在煤中的瓦斯和煤的结构（包括其力学性质）三个因素决定，突出过程中，地应力、瓦斯压力是发动和发展煤（岩）与瓦斯突出的动力，煤的结构则是阻碍突出发生的因素，它们存在于一个体系（突出煤层及围岩）之中，有着极为密切的内在联系，既互相依赖，又互相制约。地应力地应力场是一个自然应力场，它由自重应力场、构造应力场和温度应力场组成。自重应力场是由上覆岩体的自重造成的。温度应力场属于静水压力应力场，随深度增加而增加，在同一深度，温度应力仅为自重应力垂直分量的1/8。构造应力场是构造运动在发展过程中形成的应力场。一个地区可能发生多次构造运动，因而其构造应力场往往是新、老应力场叠加在一起的复杂应力场。构造应力场具有很高的水平应力，并且应力分布不均匀。中国的突出大都发生在构造应力增高地带，这些应力增高带有：1. 封闭向斜轴附近；2. 帚状构造的收敛端；3. 煤层的扭转区；4. 煤层走向或倾向变化地带；5. 煤层厚度变化带；6. 煤包及分岔煤；7. 压性、压扭性小断层带；8. 岩浆侵入带。地应力的作用表现为：1. 使围岩或煤层产生弹性变形，导致煤体产生突然破坏和位移；2. 控制瓦斯压力场。高的地应力可导致煤层中瓦斯压力的增大；3. 决定着煤层透气性。地应力增高，煤层透气性降低，煤体中瓦斯不易排放，将造成瓦斯压力梯度增高，而煤体一旦破坏，透气性增大，又会提高煤体中的瓦斯放散能力。地应力的缓慢释放不能导致煤体的充分破坏，只有在应力状态突然改变时，围岩或煤体才能释放足够的弹性变形潜能，才会使煤体产生突然破坏而激发突出。导致应力状态突然改变变化的原因有：1. 巷道进入地质破坏区；2. 石门揭开煤层；3. 工作面迅速推进（如放炮、打钻等）；4. 巷道从硬煤进入软煤带；5. 煤层突然加载，如巷道顶板突然下沉；6. 煤层突然卸压，如悬臂梁突然断裂；7. 煤的冒落。发生煤与瓦斯突出的第一个必要条件是：煤层和围岩具有较高的地应力和瓦斯压力，并且工作面地带煤层的应力状态突然变化。煤中的瓦斯以游离状态和吸附状态存在的煤层裂隙和孔隙中的瓦斯，对煤体有三个方面的作用：1. 全面压缩煤的骨架，促使煤体产生潜能；2. 吸附在微孔表面的瓦斯分子对为空起着楔子作用，降低煤的强度；3. 很大的瓦斯压力梯度形成作用于压力降低方向的力。无论游离瓦斯，还是吸附瓦斯，都参与突出的发展。突出发生时，煤体潜能的释放使煤体发生破碎并产生移动，而瓦斯的解吸又使煤的破碎和移动进一步加强；由于瓦斯流不断地把碎煤抛出，使突出孔洞壁始终保持一个较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，使煤的破碎不断向深部发展。所以说突出过程的继续发展或停止，在某种程度上决定通道是否畅通。煤（岩）与瓦斯突出发展的第二个必要条件是：有足够的瓦斯流把碎煤抛出，并且突出孔洞畅通。煤结构及其力学性质煤结构和力学性质对煤（岩）与瓦斯突出的发生影响很大。一般来说，煤愈硬、裂隙愈小，所需的破坏功愈大，要求的瓦斯压力和地应力愈高；反之亦然。在地应力和瓦斯压力一定时，软煤分层易被破坏；且由于软煤分层存在的大量裂隙的连通性差，煤体的透气性差，易于出现大的瓦斯压力梯度，因而突出往往只沿软煤分层发展。在成煤过程和历次地质构造运动中造成的煤结构