怎样防治煤与瓦斯突出

如何防治煤与瓦斯突出（煤矿安全科普系列）
　　煤与瓦斯突出，简称突出，指在井下采煤或掘进过程中，尤其在石门过煤层掘进时，工作面瞬间（几秒钟内）遭遇破坏，大量煤与岩石被瓦斯抛出，并释放出大量瓦斯的现象。如果是单纯喷出瓦斯，而无煤和岩石被抛出，则为瓦斯喷出。这两种现象都会在短时间内向采掘空间喷入大量瓦斯，扬起粉尘，导致瓦斯、粉尘浓度超限，并可能达到爆炸范围而引起爆炸事故；高浓度的瓦斯会导致工作人员因缺氧而窒息；煤与瓦斯突出往往还会形成强大的动力现象，破坏设备，冲击并掩埋人员，造成直接损失或伤害。大型突出或瓦斯喷出还可能改变巷道内的风流方向或冲破风门、风窗等通风设施，造成瓦斯逆流，一旦瓦斯随风流重新进入矿井的大部分区域，则造成灾难性后果。2004年发生在河南大平的“10·20”瓦斯爆炸事故，发生煤与瓦斯突出后，高浓度瓦斯进入大巷，遇火焰，发生瓦斯爆炸，造成148人死亡。

　　岩石的非均质性和难探测等特性，都严重制约着突出机理的研究和发展。虽然国内外学者做了广泛的研究工作，提出各种假设和猜想，并各有其独特性，但是都不能完全解释突出现象，也鲜有上升到理论层次的研究。近些年，国内外学者普遍认为煤与瓦斯突出是受到地应力、瓦斯和煤体强度综合作用的结果：当地应力足够大时，引起煤岩体破坏且强度降低，在强大的瓦斯压力下煤岩体被抛出，从而形成突出。中国矿业大学通过对突出现象的总结并辅助实验研究，由何学秋教授提出的流变突出机理和蒋承林教授提出的球壳失稳机理影响较大。

　　煤与瓦斯突出前会产生各种有声和无声征兆：如煤层在变形过程中发生劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮，声音由远及近、由小到大、有短暂的或连续的，煤壁发生震动和冲击，支架发出折断声等有声征兆；或工作面顶板压力增大、煤壁被挤出、偏帮掉渣、顶板下沉或底板鼓起、煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软、瓦斯忽大忽小、煤壁发凉，打钻时顶钻、卡钻、喷瓦斯等无声征兆。在正确辨认这些征兆之后，工人需及时采取防治措施并迅速撤离，避免事故发生或降低事故的危害程度。需要指出的是，突出前并不一定会发生上述征兆，有的只发生一种或数种，有的征兆很不明显，有时征兆距发生突出的时间太短等等。因此，依靠征兆预测或防治煤与瓦斯突出只能作为辅助手段，只有采取有效的防治措施才能够制服它。

　　防治煤与瓦斯突出，首先应从突出机理上着手，破坏其发生发展的关键环节，提前终止突出的发展，从而起到防突作用。但是由于目前突出机理尚不成熟，不能精细指导防突工作，因此防突工作必须保留有充足的富裕系数。通过对多起突出事故的总结，并结合国外的防突经验，原煤炭部于1995年颁布了《防治煤与瓦斯突出细则》。该《细则》坚持突出危险性预测、防突出措施、措施效果检验和安全防护措施的“四位一体”理念，指导了我国近15年来的防突工作，发挥了重大作用。但是该《细则》也存在一定的不足之处，如具体事故处理中，往往将人和突出危险性置于正面对峙状态。突出危险性较小时，尚能达到理想的防突效果，但随着我国矿井每年以10m左右的速度向下延伸，突出危险性也随之越来越大，一旦突出危险性增大到一定限度，原有的防突措施则不再有效。

　　为了适应新形势下防治煤与瓦斯突出的要求，国家安全生产监督管理总局近年组织了国内行业专家对《防治煤与瓦斯突出细则》进行系统修订，出台了《防治煤与瓦斯突出规定》，2009年8月1日起正式实行，这是我国防治煤与瓦斯突出工作的又一个里程碑。这次修订将“以人为本，安全第一”确立为防突工作的根本理念，并坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。如《防治煤与瓦斯突出规定》要求在开采突出煤层前，必须要先执行区域综合防治突出措施，即开采保护层和区域瓦斯预抽措施，在效果检验不突出的情况下才允许进入煤层开展生产。这一规定将突出危险性消除在生产之前，避免了人和突出危险性的正面接触。

　　为防治煤与瓦斯突出，进行区域瓦斯治理是必要的。区域瓦斯治理措施能适应单一煤层和煤层群两种情况。对于煤层群而言，一般先开采非突出煤层或者突出危险最小的煤层，并在此基础上选择优先开采保护效果最好的煤层。在保护层开采过程中，被保护层压力大大降低，瓦斯逐渐解吸，此时应抽采邻近层瓦斯，以减少煤层瓦斯含量，避免解吸瓦斯涌入保护层工作面，从而实现减少瓦斯事故的目的。单一突出煤层由于地应力较大，突出煤层透气性一般都较低，瓦斯不易抽出，一般不具备开采保护层条件，可采取卸除煤层应力的措施，增大煤层透气性，使得瓦斯易于抽出。常规的区域增透措施有煤层注水、松动爆破、水力压裂、水力割缝等，但是受地质条件等因素影响，每种技术都有特定适用条件，必须有针对性地进行方案设计，方能有效卸压而抽放瓦斯。