蒋承林,侯世松,李 磊
(中国矿业大学能源学院,江苏徐州221008)
摘 要:根据产生煤与瓦斯动力现象的原因,提出了现场判断煤与瓦斯动力现象的特征指标;对影响矿井瓦斯动力现象的因素进行了分析,提出了预测突出矿井的“理想石门揭煤”模型和相应的预测指标,可以定量地将矿井根据可能出现的煤与瓦斯动力现象大小分为非突出,压出及突出矿井三种类型。
关键词:突出;压出;初始释放瓦斯膨胀能;堆积角;鉴定指标
中图分类号:TD713+.2 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2006)06-0047-03
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50274067);国家重点基础研究专资经费资助项目(2005CB221504)
在煤矿生产过程中,巷道周围的围岩及煤体中常有各种各样的动力现象出现,这些动力现象的出现影响着煤矿的安全生产,轻者使人惊吓,重者伤及工人的性命,破坏煤炭生产设施。在各种动力现象中,又以煤与瓦斯动力现象危害最大。与煤与瓦斯有关的动力现象有突出,压出等。煤矿中一旦出现煤与瓦斯动力现象,在短时间内涌出大量的瓦斯,抛出几吨到几十吨以上的煤炭,冲毁生产设施,甚至引起瓦斯爆炸,给矿井的安全生产和工人的生命安全带来严重的威胁,人们把这类矿井叫做突出矿井[1]。
对煤矿中出现的动力现象进行鉴定、判断是否属于煤与瓦斯动力现象;或者对现有的矿井进行评价,判断是否会出现煤与瓦斯动力现象,在生产中具有非常重要的指导意义。在那些出现了或可能出现煤与瓦斯动力现象的矿井,我们把它归于突出矿井,需要在生产中采取预测及防护措施,避免煤与瓦斯动力现象的再次发生;而在那些出现的动力现象不属于煤与瓦斯动力现象或近期不大可能出现煤与瓦斯动力现象的矿井,我们把它归于非突出矿井,就可以不采取防治煤及瓦斯动力现象的措施,加快生产进度,提高生产效益。但是在如何准确地判断或预测一个矿井是否出现煤与瓦斯动力现象方面,尽管前人做了很多工作,取得了很多成果,但仍然存在着不尽如人意的地方,仍是一个尚未完全解决的难题。
1 煤与瓦斯动力现象的定义及判断标准
煤与瓦斯动力现象,就其字面来说,应该是动力引发的现象。但是煤矿井下的动力有很多种,为此,我们提出了以“力和介质”作为区分矿井动力现象的标准,把地应力和瓦斯压力共同作用引起的动力现象归于煤与瓦斯动力现象。在这类现象中,有突出和压出两种,其实压出就是一种弱突出。它是含有承压瓦斯的软煤中发生的动力现象[2]。
煤与瓦斯动力现象不同于煤体中地应力单独引起的动力现象,如煤爆。出现这种现象时,硬煤或中硬煤发生脆性破坏,其中积聚的弹性能释放,将煤体本身抛出。尽管抛出物的堆积角小于自然堆积角,与突出物的堆积类似,但抛出物是硬煤或中硬煤,很少伴随有瓦斯涌出,与突出时抛出的软煤是非常容易区分的。
