煤与瓦斯突出分类、特点、机理及规律.ppt

煤与瓦斯突出的分类、特征、机理和规律。煤与瓦斯动力现象的分类及其危险度的划分。突出假说、突出过程现场测量实例和突出机理3。突出发生的一般规律。煤与瓦斯突出的概念。煤与瓦斯突出是储存在煤层中的瓦斯能和应力能的不稳定释放，表现为在很短的时间内将大量的煤和瓦斯投入生产空间。将煤和岩石从几吨抛到数万吨，从几百到几百万立方米的气体可能会引发气体爆炸。煤层、巷道掘进，2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出，煤与瓦斯突出，煤与瓦斯突出，2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出，煤与瓦斯突出，巷道掘进，2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出，煤与瓦斯突出，煤层、巷道掘进，2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出，煤层和巷道掘进。2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出，煤与瓦斯突出，煤层及巷道掘进。2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出，煤与瓦斯突出，煤层及巷道掘进发生。2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出，煤与瓦斯突出，煤层及巷道掘进发生。2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出、煤与瓦斯突出、煤层及巷道掘进。2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大突出，煤与瓦斯突出，煤与岩石突出量10500t，13人死亡，煤与瓦斯突出，2002年4月7日：突出点：二级818-3#斜煤溜槽突出点；8号和9号煤层厚度为9.5m充分捏合成构造煤；气压为2.65兆帕；车道位于小向斜的竖井处。区域构造应力相对活跃，其方向正好垂直于煤层走向。突出后，钻孔确定走向反转断层，断层距离为3m。受采动应力叠加的影响。芦岭煤矿煤与瓦斯突出实例及自爆突出瓦斯涌出量随时间变化分析。2004年10月20日，郑州大坪煤矿发生特大突出，引发瓦斯爆炸，148人死亡。运输石门时，4号煤层从顶板方向露出。该处距地表垂直深度为325米，煤层倾角为30，煤层厚度为2.4米，煤层松软，顶板正常，底板有小错位。压力为2.26兆帕，当石门工作面距煤层2m时，听到10次以上的噪音。第一次用振动枪发现煤层时，发生了突出，投掷了36吨煤粉、20吨岩石和4500立方米气体。瓦斯浓度恢复正常后，沿煤闸门向前掘进，第二次突出前的上一班发现煤的亮度变暗，层理紊乱，煤壁被搅动进入巷道空间，有煤流出，工作面寒冷。当底炮坍塌4号煤层底板时，发生了第二次突出，1473t煤粉和80m3岩石突出，瓦斯逆流从进风井井口冲到地面。南通矿务局玉田堡矿150米水平主运输石门突出。1969年7月13日，在710米深的主石门揭露了L3煤层，突出煤14500吨。主石门长550米，次石门长270米，瓦斯量25万立方米，突出孔面积超过11000平方米。煤层倾角67。瓦斯含量为20m3/t，瓦斯压力为5Mpa，注水75m3后，瓦斯压力降至2.43.9MPa，煤层厚度为1.03m，构造煤厚度为0.4m m. 1，注水措施无效，构造煤不湿；2.受逆断层、岩浆侵入、构造和构造应力的影响(水平应力系数为3倍)；3、石门保护支柱集中受力；4、注水后瓦斯压力初始突出值2.4 3.9兆帕。林东南通林东矿门突出，1975年8月8日煤量130 t，12780t (60%煤，40%矸石)，140万m3瓦斯。1977年7月5日，2807t突出和60万m3瓦斯；1983年1月14日，5000吨1979年2月19日，南通玉田堡矿门自爆。隧道爆破突出煤1200吨，瓦斯23万m3。突出点煤厚48米，垂直深度167米。水力冲孔不足的断面接近两巷道集中应力的叠加。宏伟煤矿潭井1166-1煤巷突出，1967.3.14。巷道爆破突出煤1500t，瓦斯10万m3以上。突出点B煤顶板为12m厚火成岩。底板为火成岩砂页岩；靠近顶板的顶煤为厚度为7m的变质煤。底部45m为普通煤；倾角为25度；距地表垂直深度373米；煤巷掘进距离三分之一煤闸门15.8米时，钻8个直径75毫米的防突孔，孔长6.5 10米。瓦斯放完17天后，掘进3.8m，残孔2.76.2m，工作面的煤枪连续点火。煤枪在10分钟内发射82次，钻10个孔，深度1米，发射后4 5分钟左右发生两次强烈震动，造成突出，破坏12米煤柱。火成岩结构、变质煤和两巷道附近的集中应力叠加在突出中起了重要作用。排水孔剩余长度不足，措施无效。北票三宝1号井-175西9B煤巷突出，南通玉田堡煤矿1406煤巷突出，1968年1月20日。非爆破作业突出，5000吨煤，350万m3瓦斯。封锁549米的道路。瓦斯逆流达到1621米，一直到进风井入口，进风量为3600立方米/分钟，影响了整个矿井。排气竖井的防爆门被吹开，工人们前来关门。突出点的垂直深度为315米，煤厚为2.83米，倾角为30度。在保护范围内开挖时，作业正常、安全。然而，当距保护层停采线7.15米时，巷道煤壁变得松散，前部和两侧裂开三次。这一强烈突出发生在距停采线2.85米处。突出点位于倾斜轴和潜伏断层的交汇处。南通玉田堡煤矿1406煤巷突出，宏伟煤矿滩井2号石门和1269-1煤巷突出，1972年2月20日2号石门揭煤突出，煤4500吨，瓦斯138.5万m3。煤气突然打开井口的风门，进入信号室，信号室被炉子点燃。火焰高达数十米，烧毁了井口设施。回流入进气井地面工业广场的气体浓度达到0.7%，主井井口的气体浓度暂时达到15%，长期稳定在9%。1989.3.27.1269-1煤巷突出点相距仅17m，突出煤2800吨。突出点距地表202米，地质构造复杂，煤层顶板倾角8o，底板倾角38o，瓦斯压力1.65兆帕，水平厚度45m，捏煤严重，硬度低。煤巷掘进用钻孔、顶部钻孔和喷枪。(1)煤与瓦斯动力现象的分类及其危险等级的划分，(1)根据动力现象的力和能量特征的分类，(2)根据动力现象的强度的分类，(3)根据突出危险程度的分类，(4)岩石与瓦斯突出，煤与瓦斯突出矿井鉴定规范，煤与瓦斯动力现象，煤与瓦斯的突然涌出，伴随着瓦斯涌出，伴随着瓦斯涌出。 一、煤与瓦斯动力现象的分类及其危害程度，根据动力现象的力和能特征的分类，突出的基本特征，突出的基本特征，煤与瓦斯动力现象的分类及其危害程度，根据动力现象的力和能特征的分类，小突出：突出强度 1000t/次。(1)煤与瓦斯动力现象的分类及其分区(1)煤与瓦斯动力现象的分类及其危害程度的划分，(2)煤与瓦斯突出，(1)突出假说，突出过程和突出机理的现场测量实例，(2)突出假说，(3)突出过程的现场测量实例，(4)突出力能量的计算，(5)综合作用假说，(5)瓦斯主导假说，地应力作用理论，化学本质理论，综合作用假说(被国内外大多数学者认可)，第二，突出假说， 突出过程和突出机理的现场测量实例以及突出假说，煤与瓦斯突出机理是指煤与瓦斯突出发生、发展和终止的原因、条件和过程。 根据现场统计数据和实验研究提出的各种假设。综上所述，这些假说可分为四类：应力、瓦斯和煤的力学性质被认为是突出的综合效应。突出的权力和阻力这两个主要因素是综合考虑的。主要包括振动理论、分层理论、损伤区理论、动力效应理论、自由气体压力理论、能量假设和非均匀应力分布理论。我国学者也提出了煤与瓦斯突出的起始中心、流变性、球壳不稳定性和力学机制等理论。(2)突出假说，突出过程和突出机理的现场测量实例，(3)突出假说和综合作用假说。认为突出是由煤的变形势和瓦斯内能引起的。含瓦斯煤层煤与瓦斯突出的条件可简化为(13-1)，其中：煤的弹性能；气体的膨胀能；当煤被粉碎成具有显著特征的煤粉时的能量。(2)突出假说，突出过程和突出机理的现场测量实例，(3)突出假说，能量理论，(4)不均匀应力分布理论(5)该假说认为突出煤层围岩中的高不均匀应力分布主要是由地质构造运动引起的，在某些情况下是由开采过程(如煤柱滞留、冒顶等)引起的。)。2。突出假设、突出过程及突出机理现场测量实例、突出假设及实际测量简介试验场地位于南井290米处西南2.5标高石门揭露的背斜西翼K10煤层，如图13-1所示。图13-1西高中梁山矿门1-石门揭露的K10煤层实测突出参数布置示意图；2-西肖马口灰岩巷道，图中1和2钻孔用于测量突出期间的瓦斯压力变化，84腐殖质3钻孔用于测量突出期间的瓦斯流量变化，84腐殖质4钻孔用于测量突出期间的煤层温度变化。2、突出假说，突出过程现场测量实例及机理，突出过程现场测量实例，中梁山煤矿突出过程现场测量，实测结果突出发展过程现场测量结果如图13-2、13-3所示。图13-2为中梁山矿门煤层暴露突出时各参数的变化曲线，-分别为1号和2号钻孔测得的瓦斯压力变化曲线；-钻孔测得的3号温度变化曲线；-钻孔测得的4号气体流量变化曲线；顶部的水平线显示了声音和时间之间的关系。图13-3为中梁山矿门煤层突出实测综合曲线。二是突出假设、现场测量实例和突出过程机理、现场测量实例和突出过程检验方法，对杰利卓夫卡煤巷前方90m的巷道工作面进行检验，检验范围为75m，如图13-4(a)所示。从观测隧道向界乐珠佛卡煤层钻56个钻孔，钻孔排列成3排，水平倾角分别为0、22和34，如图13-4(b)所示。(a)巷道布置图，(b)巷道布置剖面图及检查孔，图13-4 537m水平Geledzovska煤层检查巷道布置示意图，二、突出假说、突出过程现场测量实例及突出机理、突出过程现场测量实例、突出物图13-5K3煤层原始瓦斯压力测量结果。突出假设、突出过程和突出机理现场测量实例、突出过程现场测量实例，(2)掘进工作面前方应力分布：振动爆破掘进煤层巷道时，在掘进工作面前方观察到三个区域，即卸压排放区、压力集中区和原煤区，如图13-6: II所示。突出假设、突出过程现场测量实例及突出机理、突出过程现场测量实例、自重应力：垂直方向(13-2)水平方向(13-3)地质构造应力、水平方向(13-4)或更高的开采集中应力：垂直方向(13-5)煤自重：垂直方向(13-6)，其中：-地层平均密度，T/m3；重力加速度，m/S2；-煤层埋深，m；-煤的密度，t/m3；-突出孔的垂直高度，m；上述应力单位为兆帕。二是突出假设，突出过程和突出机理的现场测量实例，突出力能量的计算，地应力(包括自重应力、地质构造力和采动集中应力)，煤体内存在的瓦斯压力和自重重力。一般来说，碎煤的主导力是地应力，特别是在有地质构造应力的情况下。然而，煤的破坏速度随着气体压力梯度的增加而增加，如表13-1所示。2.突出假设，突出过程和突出机理现场测量实例，突出力能量计算，单向应力状态(13-7)和三轴应力状态(13-8)，其中：煤的弹性变形势，MJ/m3；煤的平均应力，MPa；三个方向的主应力，MPa；煤的泊松比；煤的弹性模量，MPa。二是突出假设，突出过程和突出机理的现场测量实例，突出力能量的计算，煤体弹性势。在整个突出过程中，瓦斯的膨胀过程相对复杂。根据热力学，每吨煤的膨胀内能可由下式粗略估算：(13-9)，其中：-每吨煤和瓦斯在突出过程中所涉及的内能，mj/t；-根据突出期间的测量数据，参与突出过程中所做工作的每吨煤的气体排放量通常接近煤中的游离气体含量m3/t。-丢煤后工作面的瓦斯压力可按大气压力(0.1兆帕)计算；-突出前煤层的瓦斯压力，兆帕；-过程指数，n=1表示等温过程，n=1.31表示绝热过程(CH4)，n=1 1.31表示多变过程。2.突出假设、突出过程现场测量实例及突出机理、突出力能量计算、瓦斯内能，从大多数突出实例来看，突出的全过程接近绝热过程，因此近似计算可取=1.25和=0.1兆帕，那么上述公式可简化为：(13-10)、2。突出假说、突出过程现场测量实例和突出机理、突出力能量计算，以及一般地应力条件有以下三点：(1)围岩或煤层的弹性变形势起作用，引起煤体的突然破坏和位移。(2)地应力场控制着瓦斯压力场。围岩中的高地应力决定了煤层中的高瓦斯压力，从而促进了瓦斯压力梯度在破坏煤体中的作用。(3)煤层渗透性也取决于地应力状态。当局部应力增大时，煤层渗透率按负指数规律减小。(2)突出假设，突出过程和突出机理的现场测量实例，(3)突出发生条件和突出机理，(4)突出发生条件在研究突出发生条件时，必须首先研究地应力、瓦斯和煤的构造条件。应力状态的突然变化通常由以下因素引起：(1)巷道进入地质破坏区。(2)石门揭煤时，如图13-7所示。(3)工作面快速推