煤与瓦斯突出机理简述

煤与瓦斯突出机理简述

【摘要】煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未充分认识和较好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。煤与瓦斯突出机理是煤与瓦斯研究的重要方法，掌握煤与瓦斯突出机理发生的过程特征以及突出发生的影响因素，对于煤矿煤与瓦斯的治理具有重要作用。

【关键词】煤与瓦斯；现象；空隙；煤体；突出

1.煤与瓦斯概述

煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未能充分认识和很好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。自1843年3月22法国鲁阿雷煤田伊萨克煤矿，在急倾斜厚煤层平巷掘进是发生世界上第一次煤与瓦斯突出以来，据不完全统计到目前为止世界共有20多个国家发生过煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，它具有极大的破坏性。每次突出前都有预兆出现，但出现预兆的时间和种类是不同的，熟悉和掌握预兆，对于及时撤出人员、减少伤亡具有重要的意义。煤与瓦斯突出给煤矿的生产安全，特别是井下人员的生命财产安全造成了极其严重的威胁。为了防止这类灾害事故的发生，保障煤矿井下安全生产，世界上各主要产煤国均投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理，以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。但是，迄今为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。

2.煤与瓦斯突出假说

目前认为的突出机理概括起来主要有两方面，一个是单一因素作用假说，一个是综合作用假说。单因素假说又分好几多种，包括瓦斯主导作用假说，地压主导作用假说，化学本质作用假说。其中以瓦斯为主导作用的假说：瓦斯包说，煤孔隙结构不均匀说，粉煤带说，突出波说，裂缝堵塞说，地质破坏带说，闭合空隙说，瓦斯膨胀说，瓦斯解吸说等等假说。以地压为主要作用的假说包括：岩石变形潜能说，应力叠加说，顶板位移不均匀说，集中应力说，塑形变形说，振动波动说，放炮突出说等等假说。化学本质作用假说包括：瓦斯水化物说，地球化学说，硝基化合物说。

这些假说都是从单一方面看突出，都有一定的局限性和片面性。目前我过大多数研究者认为，煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说观点的学者都承认，煤与瓦斯突出是综合因素作用的结果，但对各种因素在突出中所起的作用却各说纷纭。

3.突出发生过程特征

煤与瓦斯突出机理简述

煤与瓦斯突出机理简述 【摘要】煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未充分认识和较好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。煤与瓦斯突出机理是煤与瓦斯研究的重要方法，掌握煤与瓦斯突出机理发生的过程特征以及突出发生的影响因素，对于煤矿煤与瓦斯的治理具有重要作用。 【关键词】煤与瓦斯；现象；空隙；煤体；突出 1.煤与瓦斯概述 煤与瓦斯突出是当前世界上至今仍未能充分认识和很好解决的难题，严重地影响煤矿的生产与安全。自1843年3月22法国鲁阿雷煤田伊萨克煤矿，在急倾斜厚煤层平巷掘进是发生世界上第一次煤与瓦斯突出以来，据不完全统计到目前为止世界共有20多个国家发生过煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，它具有极大的破坏性。每次突出前都有预兆出现，但出现预兆的时间和种类是不同的，熟悉和掌握预兆，对于及时撤出人员、减少伤亡具有重要的意义。煤与瓦斯突出给煤矿的生产安全，特别是井下人员的生命财产安全造成了极其严重的威胁。为了防止这类灾害事故的发生，保障煤矿井下安全生产，世界上各主要产煤国均投入了大量的人力、物力研究煤与瓦斯突出机理，以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。但是，迄今为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。 2.煤与瓦斯突出假说 目前认为的突出机理概括起来主要有两方面，一个是单一因素作用假说，一个是综合作用假说。单因素假说又分好几多种，包括瓦斯主导作用假说，地压主导作用假说，化学本质作用假说。其中以瓦斯为主导作用的假说：瓦斯包说，煤孔隙结构不均匀说，粉煤带说，突出波说，裂缝堵塞说，地质破坏带说，闭合空隙说，瓦斯膨胀说，瓦斯解吸说等等假说。以地压为主要作用的假说包括：岩石变形潜能说，应力叠加说，顶板位移不均匀说，集中应力说，塑形变形说，振动波动说，放炮突出说等等假说。化学本质作用假说包括：瓦斯水化物说，地球化学说，硝基化合物说。 这些假说都是从单一方面看突出，都有一定的局限性和片面性。目前我过大多数研究者认为，煤与瓦斯突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯以及煤体自身物理力学性质三者综合作用的结果。持综合作用假说观点的学者都承认，煤与瓦斯突出是综合因素作用的结果，但对各种因素在突出中所起的作用却各说纷纭。 3.突出发生过程特征

防治煤与瓦斯突出考试题及答案

防治煤与瓦斯突出知识考试题 1、压风自救装置吊挂高度为距巷道底板( B ),但在同一条巷道内的吊挂高度必须统一、整齐。 A、— B、— C、— D、— 2、在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于（ C ）。 A、2m B、3m C、4m D、6m 3、采煤工作面放炮地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于（ B ）。 A、50m B、100m C、150m D、200m 4、发现煤与瓦斯突出预兆，必须立即（ B ），并向调度室汇报。 A、加快工作 B、停止工作撤出人员 C、正常工作 5、瓦斯突出时，瓦斯浓度达到（ A ）时会引发爆炸事故。 A、5%-16% B、0、1%-64% C、5%-12% D、16%-40% 6、矿井瓦斯是井下从煤岩中涌出的以（ D ）为主的有毒、有害气体的总称。 A、一氧化碳（CO） B、氮气（N2） C、一氧化碳（CO） D、甲烷（CH4） 7、煤与瓦斯突出是在地应力和（ C ）的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体突然向采掘空间抛出的异常的动力现象，对矿井安全生产威胁极大。 A、一氧化碳 B、二氧化碳 C、瓦斯 D、氮气 8、采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定，孔深不小于（ A ）。 A、4m B、5m C、6m D、8m 9、突出煤层的掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围( A )内的巷道应加强支护。A、10m B、15m C、20m D、30m 10、穿层钻孔的封孔段长度不得小于（ D ）。A、2m B、3m C、4m D、5m 11、煤与瓦斯突出次数和强度，随煤层厚度，特别是软分层厚度的增加而增加。煤层倾角愈大，突出危险性也（ B ）。 A、愈小 B、愈大 C、没有明显 12、下列现象中煤与瓦斯突出的前兆是（ A ）。 A、瓦斯涌出量增大，工作面温度降低 B、有水气 C、煤壁挂红 D、钻孔有水流出 13、回采工作面采用超前排放钻孔和浅孔卸压抽放作为工作面防突措施时，钻孔直径一般为（ B ），钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。 A、40～65mm B、75～120mm C、130～160mm 14、回采工作面中高压注水措施注水参考的参数值为：钻孔间距 3.0m，孔径42mm，孔长（ C ），封孔深度2～4m，注水压力8～12MPa，并以注水时煤壁或相邻钻孔出水为准。 A、～ B ～ C、～10m 15、煤与瓦斯突出频率低而强度高，下列选项哪个不是可能的原因（ C ）。 A、围岩破碎不严重 B、地应力相对集中 C、煤层酥松 D、煤质坚硬 16、矿井瓦斯积聚常常在巷道上部是由于（ C ）的原因。 A、风流速度小 B、巷道有冒高 C、瓦斯比空气轻 D、风流速度大 17完整可靠的（ A ）是煤矿安全生产的先决条件。 A、通风系统 B、机电运输 C 、防治水系统 18、煤与瓦斯突出的有声预兆下列哪项不是（ C ）。 A、响煤炮 B、机枪声 C、水叫声 19、瓦斯是（ B ）、无毒、无嗅的气体。 A、有色、无味 B、无色、无味 C、臭鸡蛋味 20、风门墙要用不燃性材料建筑，厚度不应小于（ B ），防突门不应小 于。 A、 B、 C、 二、多选题（每题3分，共45分） 1、煤与瓦斯突出的危害（ ABCD ）。 A、突出煤流充塞巷道，能摧毁巷道设施，机电设备，破坏通风系统，影响矿井正常生产 B、突出煤流埋人死亡，高浓度瓦斯造成人员窒息死亡 C、遇火源引发瓦斯燃烧和爆炸 D、污染环境 2、煤与瓦斯突出发生爆炸的条件是（ ABC ）。 A、瓦斯与空气混合气体中氧气含量达到12％以上 B、瓦斯浓度达到5％至16％之间 C、是遇到明火，点火温度达到650度以上 3、煤与瓦斯突出的无声预兆为（ ABCD ） A、气温降低 B、硬度降低、光泽暗淡 C、煤体干燥、煤尘飞扬 D、打钻时严重顶钻、夹钻或喷孔 4、煤与瓦斯突出的有声预兆为：地压活动剧烈、顶板来压、( B )；煤层产生震动（ A ）；听到煤炮声或闷雷声（ D ） A、手扶煤壁感到震动和冲 B、不断发生掉渣和支架断裂声 C、瓦斯含量超过0、5%； D、突出时伴有巨雷般响声 5、突出矿井的通风系统应当符合下列要求的是（ ABCDE ）

煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施

煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施 摘要：对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述，阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法和研究现状，分析影响煤与瓦斯突出的各种地质因素。随着矿井开采深度逐渐增加，煤层瓦斯含量也逐渐增高，煤层的透气性越低，突出危险性也相应增大，所以研究防治突出措施有重要的现实意义，并提出煤与瓦斯突出的防治措施。 关键词：煤与瓦斯突出地质构造防治措施 前言： 煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重自然灾害之一，可在极短时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务之急。 对于煤与瓦斯突出机理，各国研究者经过长期得到努力提出了包括瓦斯主导作用、地应力主导作用、化学本质作用和综合作用等假说，基本定性的解释了煤与瓦斯突出现象。 1 国内外研究现状 1.1 国外研究现状 国外关于煤与瓦斯突出机理的研究成果可以归纳为以下4个方面[1~4]： a.瓦斯主导作用假说这类假说认为煤体内存储的高压瓦斯在突出中起主要作用。其中 “瓦斯包”说占重要地位，认为“瓦斯包”是突出的动力来源。 瓦斯主导作用假说主要有：“瓦斯包”说、粉煤带说、煤空隙结构不均匀说、突出波说、裂缝堵塞说、闭合空隙瓦斯释放说、瓦斯膨胀说、卸压瓦斯说、火山瓦斯说、地质破坏带说、瓦斯解吸说等11种假说。 b.地应力主导作用假说这种假说认为煤和瓦斯突出主要是高地应力作用的结果。高地 应力包括2个方面，一方面指自重应力和构造应力，另一方面指工作面前方存在的应力集中。 地应力主导作用假说主要有：岩石变形潜能说、应力集中说、塑性变形说、冲击式移近说、拉应力波说、应力叠加说、放炮突出说、顶板位移不均匀说等8种假说。 c.化学本质作用假说这种假说认为突出主要是在化学作用下形成高压瓦斯和产生热反 应。 化学本质主导作用假说主要有：瓦斯水化物说、地球化学说、硝基化合物说等3种假说。 d.综合作用假说这种假说认为，突出是由地应力、包含在煤体中的瓦斯及煤体自身物 理力学性质等综合作用的结果。但对各因素在突出中所起的作用没有统一认识。 综合作用假说主要有：振动说、分层分离说、破坏区说、游离瓦斯压力说、地应力不均匀说、能量假说等6种假说。 1.2 国内研究现状 我国从20 世纪60 年代起开始对突出煤层的应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力

防治煤与瓦斯突出知识考试题库上课讲义

防治煤与瓦斯突出知识考试题库 2017年9月 一、判断题 1. 煤层突出的危险性随煤层含水量的增加而减小。（√） 2. 突出矿井的入井人员必须随身携带隔离式自救器。（√） 3. 对于瓦斯涌出量大的煤层或采空区，在采用通风方法处理瓦斯不合理时，应采取瓦斯抽放措施。（√） 4．在采掘工作面出现明显的突出预兆时，应立即打开自救器戴好，然后按避灾路线撤到安全的地方。（√） 5．突出的煤向外抛出距离较远，具有明显的分选现象。（√） 6．突出的煤堆积角小于煤的自然安息角。（√） 7．突出的煤破碎程较度高，含有大量的块煤和手捻无粒感的煤粉。（√） 8．压出空洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。（×） 9．突出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。（×） 10．突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。（√） 11．有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。（√） 12．突出煤层的任何区域的任何工作面进行揭煤和采掘作业前，必须采取安全防护措施。（√） 13.瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式可以不采用压人式。（×） 14. 突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。（√） 15．在突出煤层的煤巷中安装、更换、维修或回收支架时，必须采取预防煤体垮落而引起突出的措施。（√） 16．在煤与瓦斯突出矿井工作面采用串联通风时，必须制定安全措施。（×） 17．井巷揭穿突出煤层的地点应尽量避开地质构造带。（√） 18．煤与瓦斯突出矿井，在无突出危险工作面进行采掘时，可不采取安全防护措施。（×） 19．采取金属骨架措施预防煤与瓦斯突出时，揭穿煤层后，应拆除或回收骨架。（×） 20．煤与瓦斯突出分布不受地质构造限制。（×）

2021年防治煤与瓦斯突出的一些基本常识

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年防治煤与瓦斯突出的一 些基本常识 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

2021年防治煤与瓦斯突出的一些基本常识 1、突出矿井的鉴定 煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一,因其具有突发性,对生产人员的安全危害极大。由于突出机理目前仍处于假说阶段,影响它的因素随机性又大,要完全控制它的发生,还有一定的难度,但采取一些行之有效的措施后,仍可以做到不发生或减少伤亡事故。根据目前所掌握的规律,随着采掘深度的增加,突出发生的可能性与危害性也日趋严重,例如:矿井在开采浅部煤层时,从未出现过瓦斯动力现象,当采掘到一定的深度时,就会出现瓦斯动力现象。 瓦斯动力现象出现的初期,缓倾斜煤层多以压出形式出现,它与片帮现象很难区分。急倾斜煤层则多出现受煤体自重作用而诱发的倾出,而这种现象又与冒顶现象难以区分。因而判断瓦斯动力现象的性质,需要经验丰富的专业机构通过实测煤层瓦斯压力,取样分析化

验和现场勘查,综合判断该矿是否已具备发生煤与瓦斯突出的三大要素,以免判断失误,给生产带来不必要的损失。判断瓦斯动力现象的基本技术与装备,一般在首次出现瓦斯动力现象的矿井都是不具备的,难以进行正确的鉴定,因此需经国家煤矿安全监察局授权的单位鉴定。同样,在一个突出矿井,由于受地质条件的影响,采掘地区的变更或采掘条件的变化,经过多年来的采掘实践,没有再次出现瓦斯动力现象,要对此现象出现真实的原因做出正确的判断,同样难度也是较大的。为了查明原因,做出正确的判断,同样也需做现场调查,实测瓦斯参数,取样分析化验,综合判断突出矿井是否已不具备发生突出的三大要素。为了慎重的对待此项工作,以免造成由于判断失误而造成的重大人身伤亡事故,同样也需要经原鉴定单位确认后,才能撤消突出煤层或突出矿井的称号。"新建突出矿井煤层突出危险性的再确认 在新建矿井,煤层的突出危险性是由地质勘探部门提供的基础资料确定的,这些资料一般是根据相邻矿区或矿井的瓦斯,瓦斯动力现象资料和煤层的物理力学性质资料确定的,具有一定的可信程度。

地质构造和煤与瓦斯突出关系的研究

地质构造和煤与瓦斯突出关系的研究 发表时间：2017-07-11T11:56:06.277Z 来源：《防护工程》2017年第5期作者：纪维忱 [导读] 本文从地质构造和煤与瓦斯突出的密切关系入手，结合瓦斯在地质构造带中发生的较为典型的实例。吉林省煤田地质局—二勘探公司 摘要：煤炭是我国主要的能源之一，在一次性能源总量中所占比例大，开发利用价值高。而在煤炭的开采利用过程中，最常见的瓦斯灾害不但威胁开采人员的生命财产安全，对于我国的煤矿工业的发展也产生了很大的阻碍作用。本文从地质构造和煤与瓦斯突出的密切关系入手，结合瓦斯在地质构造带中发生的较为典型的实例，着重分析了地质构造对煤与瓦斯突出的控制作用，最终得出煤与瓦斯突出由局部地应力场的状态等决定。 关键词：地质构造；煤与瓦斯突出；断层；褶皱 0。引言 由于我国地质条件复杂，地质构造类型多样，可分为断层、褶皱构造、火成巖侵入等多种构造类型。各类地质构造类型都在一定程度上对煤与瓦斯突出产生控制作用，而各类构造类型的控制作用又因构造性质等原因呈现出差异性。本文统计和分析了各类地质构造类型对煤与瓦斯突出的控制，分别探讨了断层对煤与瓦斯突出的控制、褶皱构造对煤与瓦斯突出的控制、火成巖侵入对煤与瓦斯突出的控制以及构造组合对煤与瓦斯突出的控制这四个方面，深入分析得出，虽然地质构造和煤与瓦斯突出之间具有密切的关系，但是地质构造附近煤与瓦斯突出的发生由多种因素构成，例如局部地应力场的状态即为原因之一。也就是说，并非所有的地质构造都会发生煤与瓦斯突出，当地质构造产生，地应力分布出现异常，从而使得构造煤发育，才最终促使煤与瓦斯突出的发生。 1 地质构造逐级控制煤与瓦斯突出 在构造应力场中，煤既是传递应力的介质，又是受力改造的的岩体。在构造作用下，煤最易产生运动和变化，由此而引起煤中瓦斯的运移和变化。因此，地质构造作用会使许多煤田原有的瓦斯重新分布，这就涉及到煤中瓦斯的保存、排放、富集、分散、相对静止和运移等一系列问题。一般一个地区的构造分区往往也影响这一地区的瓦斯分布。所以，地质构造对瓦斯的分布是起着主导因素。 瓦斯的赋存特征受多种地质因素共同控制，而地质构造则又是这些地质因素中最根本和最为重要的控制因素，因为它不仅控制着含煤盆地及含煤地层的形成和演化，而且控制着瓦斯生成、运移、聚集过程的每一环节。 构造逐级控制是指，大构造形迹逐级控制次一级构造形迹。大构造形迹形成的次一级局部应力场控制中型构造的形迹，中型构造形迹控制更次一级的小型构造的形成，依此类推到微型或超微型构造形迹的形成。 由于地质构造规模的不同，对瓦斯控制的情况也不同。大型构造是控制瓦斯突出及赋存的区域性构造；中型构造则是带状控制；小型和微型构造常是局部点的控制。每次构造运动过程中的坳陷、隆起作用造成的煤层盖层风化、剥蚀和挤压、拉张作用造成的煤系裂隙闭合、扩展，均影响到煤层瓦斯的保存；每次构造运动构造应力场引起挤压、拉张方向的改变，都会对老的构造进行改造，或是产生新的断裂构造；构造运动过程中的压扭、挤压剪切作用会破坏原始煤层的结构，进而形成构造煤的发育。 2 控制煤与瓦斯突出的地质构造类型 地质构造对煤与瓦斯突出的控制是通过控制发生煤与瓦斯突出的条件（瓦斯，软分层，地应力）而表现出来的。对突出点附近的地质构造类型的大量统计分析表明，几乎各类构造附近都发生过煤与瓦斯突出。 2.1 断层对煤与瓦斯突出的控制 断层对煤与瓦斯突出的控制作用随断裂力学性质的不同而具显著的差异。压扭性断层因其受到较大压应力作用，结构致密的断层泥、糜棱岩较发育，透气性差，沿断层和垂直断层面方向上的瓦斯运移都相对困难，软分层厚度大，分布范围广，而且以糜棱煤为主，强度低，应力集中程度高，影响范围广。因此，压扭性断层对煤层中煤与瓦斯突出最为有利。张性断层则相反，所以，张性断层不利于煤层中煤与瓦斯突出。正断层、逆断层、顺层断层如果处于压扭性力学环境，都会形成煤与瓦斯突出的有利地段，对煤与瓦斯突出的发生起到控制作用。 2.2 褶皱构造对煤与瓦斯突出的控制 岩层经过褶皱作用后，在褶皱不同部位围岩封闭瓦斯能力具有较大的差别。浅部岩层在背斜上侧轴部节理以张性为主，容易形成张性断裂，裂隙连通地表，封闭瓦斯的能力明显减弱，同时背斜轴部软分层厚度最小，且以碎裂煤为主。因此，不利于煤与瓦斯突出的发生。在向斜上侧轴部，节理以压性或压扭性为主，围岩封闭瓦斯的能力明显地强于背斜。软分层以糜棱煤、碎粒煤为主，有利于煤与瓦斯突出的发生。 在褶皱两翼，发育的主要是两组扭性节理，这些部位封闭瓦斯的能力较强，软分层的厚度随层间错动的加强而变厚，当褶皱作用进一步发展时，地应力分布不均匀开始变得明显，褶皱两翼会承受较大的剪应力，有利于煤与瓦斯突出的发生。背斜倾伏端埋深相对增大，封闭瓦斯的能力也相应增强，承受的压应力也会增大，有利于煤与瓦斯突出的发生。而向斜仰起端埋深相对减小，封闭瓦斯的能力也相对减弱，不利于煤与瓦斯突出的发生。 2.3 火成巖侵入对煤与瓦斯突出的控制 岩浆岩对瓦斯突出具有重要的控制作用。岩浆岩的发育造成了煤变质程度增高，促进了瓦斯的形成；岩浆的烘烤、挤压破坏了煤的原始裂隙系统，形成了“构造煤”带，岩浆侵入时对煤层动力破坏和烘烤作用是不均匀的，随着到岩浆岩体距离的变化，煤层结构构造发生带状变化，煤层渗透率也发生改变，从而控制了区段内瓦斯的储存和运移。在一个块段内，在岩浆岩体的两侧依次形成了天然焦—高变质碎裂煤—构造煤—正常煤的分带现象，越靠近岩浆岩体，煤的变质程度越高。岩墙两侧天然焦带中大量高游离瓦斯受到封闭而形成潜在的煤（岩）与瓦斯突出危险区。 2.4 构造组合对煤与瓦斯突出的控制 构造组合部位，煤体破坏严重，地应力分布复杂，特定块段经常成为煤与瓦斯突出的多发地段。 3 结论与展望

煤与瓦斯突出机理

煤与瓦斯突出机理 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。 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。 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。

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。 (一)瓦斯主导学说 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： 1)“瓦斯包”说(前苏联贝可夫提出) 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。 2)突出波说(前苏联赫利斯特尔维切提出) 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”。(1)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) (2)突出是由于含有高压瓦斯的煤层，煤结构不均匀。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，

防治煤与瓦斯突出知识考试题库知识讲解

防治煤与瓦斯突出知识考试题库

防治煤与瓦斯突出知识考试题库 2017年9月 一、判断题 1. 煤层突出的危险性随煤层含水量的增加而减小。（√） 2. 突出矿井的入井人员必须随身携带隔离式自救器。（√） 3. 对于瓦斯涌出量大的煤层或采空区，在采用通风方法处理瓦斯不合理时，应采取瓦斯抽放措施。（√） 4．在采掘工作面出现明显的突出预兆时，应立即打开自救器戴好，然后按避灾路线撤到安全的地方。（√） 5．突出的煤向外抛出距离较远，具有明显的分选现象。（√） 6．突出的煤堆积角小于煤的自然安息角。（√） 7．突出的煤破碎程较度高，含有大量的块煤和手捻无粒感的煤粉。（√） 8．压出空洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。（×）9．突出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。（×） 10．突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。（√）

11．有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。（√） 12．突出煤层的任何区域的任何工作面进行揭煤和采掘作业前，必须采取安全防护措施。（√） 13.瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式可以不采用压人式。（×） 14. 突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。（√） 15．在突出煤层的煤巷中安装、更换、维修或回收支架时，必须采取预防煤体垮落而引起突出的措施。（√） 16．在煤与瓦斯突出矿井工作面采用串联通风时，必须制定安全措施。（×） 17．井巷揭穿突出煤层的地点应尽量避开地质构造带。（√） 18．煤与瓦斯突出矿井，在无突出危险工作面进行采掘时，可不采取安全防护措施。（×） 19．采取金属骨架措施预防煤与瓦斯突出时，揭穿煤层后，应拆除或回收骨架。（×） 20．煤与瓦斯突出分布不受地质构造限制。（×） 21．在突出矿井开采煤层群时，必须首先开采保护层。（√）

(六)煤与瓦斯突出及事故预防知识

第六节煤与瓦斯突出及事故预防知识 一、煤与瓦斯突出的征兆及常见发生地点 1．煤与瓦斯突出的危害 煤与瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中，由于地应力和瓦斯的共同作用，在很短时间(数分钟)内，破碎的煤(岩)和瓦斯(甲烷、二氧化碳)由煤体或岩体向采掘工作空间突然喷出的异常动力现象。它表现出来的危害主要包括： (1)煤与瓦斯突出使采掘工作面及巷道在突然间充满大量的高浓度瓦斯，造成人员窒息，遇火会发生瓦斯爆炸。 (2)突出造成一定的动力效应，可以摧毁支架，破坏设施、设备。 (3)瞬间突出的瓦斯、碎煤(岩)流能破坏通风系统，造成风流紊乱或短时逆转。 (4)突出的煤炭使巷道堵塞，生产系统受到破坏，巷道通风阻力增大，甚至造成矿井停产。 2．煤与瓦斯突出的征兆 1)有声征兆 (1)煤层中有煤炮声，煤层变形发出劈裂声、鞭炮声、机枪声、闷雷声或远处的雷鸣声，声音由远到近，由大到小，间隔时间的长短也不一致。 (2)支架折断声。发生突出前，因顶板压力突然增大，支架出现嘎嘎响，发出劈裂折断声。 (3)煤层或岩层的破裂声。有时煤层内出现破裂，引起煤壁震动、开裂响声等。 2)无声征兆 (1)煤层构造方面表现为煤层层理紊乱，煤变软、暗淡无光、变干燥、无光泽、易粉碎。

(2)煤层受挤压褶曲、倾角变大、变陡，煤层突然增厚或变薄，煤层破坏严重并常常伴随断层出现等。 (3)矿压显现方面表现为压力增大，使支架变形、断裂，煤壁外鼓、片帮、掉碴，顶底板出现凸起，炮眼变形，打钻时垮孔、顶钻、夹钻杆、钻机过负荷等。 (4)其他方面的征兆有瓦斯涌出异常、忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，气温异常，打钻喷瓦斯、喷煤粉等。 上述突出征兆并非每次突出时都会出现，很可能只出现其中的一种或几种。 3．突出常见发生地点 (1)突出多数发生在采煤、掘进工作面，其中大多数发生在掘进工作面。 (2)突出多发生在上山掘进头、煤层平巷及石门揭开煤层时，特别是石门揭开煤层时，突出强度最大，次数最多。 (3)突出多发生在地质构造变化的地区。 (4)突出多发生在外力冲击作用下，如爆破、打钻、破煤等都容易诱导突出。 (5)突出多发生在煤层由薄变厚的地区。 (6)围岩致密而干燥的厚煤层容易发生突出。 (7)采掘工作形成的应力集中地带容易发生突出。 二、预防煤与瓦斯突出的主要措施及管理规定 1．预防煤与瓦斯突出的主要措施 1)区域性防突措施 1

煤与瓦斯突出的动态过程研究

煤与瓦斯突出的动态过程研究 一. 研究背景 目前对煤与瓦斯突出机理的定性认识已经明确为地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质、重力等四方面因素综合作用的结果。煤与瓦斯突出实质上是一种力学现象,在地应力作用下受压状态的含瓦斯煤层受开采的卸压扰动后有可能破坏,甚至流化而突出。煤与瓦斯突出的预测、防治均是以这种定性的理论为基础的。定量计算预测和判断煤与瓦斯突出发生与否的最大障碍在于对煤的力学性质及其灾变动力过程规律的研究还不够充分和完善。比如,流变假说指出了煤与瓦斯突出过程与煤的流变性质密切相关,是煤与瓦斯突出机理研究的一个新方向。但岩石力学目前对煤岩流变现象的研究还只建立在各种组合体模型的基础上,对流变本质还没有完全认识,从而限制了流变假说从定性上升为定量。煤与瓦斯突出是一种复杂的力学现象,由于瓦斯参与作用,它比其它岩石力学现象更为复杂。研究煤与瓦斯突出必须以煤岩的力学性质和其动力破坏过程为基础。 二.煤岩强度的讨论 在岩石力学中,岩石强度被视为岩石的一个重要性质并成为岩石力学研究的主要内容之一。岩石损伤力学与传统的岩石力学相比,最主要的区别在于将岩石强度为核心转为以损伤演化过程为中心,是思维方式的突破和发展。根据煤岩无因次损伤演化方程及应力应变方程,对于力学性质相似的一类煤岩,应力峰值点的无因次应力L均相同,其强度大小取决于弹性模量和损伤耗能率。表1为砂岩在不同围压下的损伤耗能率及强度。 强度与损伤耗能率关系曲线,由图1可知:强度随损伤耗能率的增大也呈增大趋势,但增大的幅度是先减小后增大,关系较为复杂,其原因是强度不仅仅是损伤耗能率的函数。无因次分析表明:当本构方程中的几个指数相同时,力学性质是相似的,此时强度与损伤耗能率的j/(j+l)次方成正比j为指数,与弹性模型的1/（j+1)次方成正比。试验结果则说明,不同围压下,指数j、l、m也发生变化,比如围压越大j越小,越接近于线性弹性;同时弹性模量也发生变化,所以使得强度与损伤耗能率为复杂的函数关系。但无论怎样,随着围压的增大,损伤耗能率和强度同时随之增大的趋势是固定不变的。

防治煤与瓦斯突出基本知识

防治煤与瓦斯突出基本知识1 一、煤与瓦斯突出概念 二、煤与瓦斯突出危害 三、煤与瓦斯突出特点 ?全国的15% 煤层的5% ?突出的学说/假说 四、煤与瓦斯突出预兆: ?煤与瓦斯突出主要表现在三个方面，即地压显现、瓦斯涌出及煤层结构的变化等。 ?1、地压显现：煤炮声、支架响声、煤岩开裂、掉渣、底鼓、煤岩自行剥落、煤壁颤动、钻孔变形、塌孔、顶钻、夹钻杆、钻 机过负荷等。 ?2、瓦斯涌出：瓦斯涌处异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤层增大、气温异常、气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤粉、哨声、蜂鸣声等。 ?3、煤层结构及构造预兆：煤层层理紊乱、煤层强度松软或不均质、煤暗淡无光泽、煤层厚度增大（特别是软分层增大）、煤倾 角变陡、挤压褶曲、波状隆起、煤体干燥、顶底板阶梯突起、 断层等。 五、突(压、倾)出的基本特征 ?1．突出的基本特征 ?1)突出的煤向外抛出的距离较远，具有分选现象； ?2)抛出山的煤堆积角度小于煤的自然安息角；

?3)抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉； ?4)有明显的动力效应，破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施； ?5)有大量的瓦斯(二氧化碳)涌出，瓦斯(二氧化碳)涌出量远远超过突出煤的瓦斯(二氧化碳)含量，有时会使风流逆转；群力煤矿本次突出煤量约500吨，突出瓦斯量约 4.9万立方米(98m3/t ) 。 ?6)突出孔洞呈口小肚大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形状等。 ?2．压出的基本特征 ?1)压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小； ?2)压出后在煤与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙； ?3)压出的呈块状，无分选现象； ?4)巷道瓦斯(二氧化碳)涌出量增大； ?5)压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。 ?3．倾出的基本特征 ?1)倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；?2)倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂(厚煤层)方向发展；

2021年防治煤与瓦斯突出知识考试题库

防治煤与瓦斯突出知识考试题库 9月 一、判断题 1. 煤层突出危险性随煤层含水量增长而减小。（√） 2. 突出矿井入井人员必要随身携带隔离式自救器。（√） 3. 对于瓦斯涌出量大煤层或采空区，在采用通风办法处理瓦斯不合理时，应采用瓦斯抽放办法。（√） 4．在采掘工作面浮现明显突出预兆时，应及时打开自救器戴好，然后按避灾路线撤到安全地方。（√） 5．突出煤向外抛出距离较远，具备明显分选现象。（√） 6．突出煤堆积角不大于煤自然安息角。（√） 7．突出煤破碎程较度高，具有大量块煤和手捻无粒感煤粉。（√） 8．压出空洞呈口小腔大梨形、舌形、倒瓶形以及其他分岔形等。（×）9．突出也许无孔洞或呈口大腔小楔形孔洞。（×） 10．突出矿井，是指在矿井开拓、生产范畴内有突出煤层矿井。（√）11．有突出矿井煤矿公司重要负责人及突出矿井矿长是本单位防突工作第一负责人。（√） 12．突出煤层任何区域任何工作面进行揭煤和采掘作业前，必要采用安全防护办法。（√） 13.瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层掘进通风方式可

以不采用压人式。（×） 14. 突出煤层采掘工作面回风侧不得设立调节风量设施。（√） 15．在突出煤层煤巷中安装、更换、维修或回收支架时，必要采用防止煤体垮落而引起突出办法。（√） 16．在煤与瓦斯突出矿井工作面采用串联通风时，必要制定安全办法。（×）17．井巷揭穿突出煤层地点应尽量避开地质构造带。（√） 18．煤与瓦斯突出矿井，在无突出危险工作面进行采掘时，可不采用安全防护办法。（×） 19．采用金属骨架办法防止煤与瓦斯突出时，揭穿煤层后，应拆除或回收骨架。（×） 20．煤与瓦斯突出分布不受地质构造限制。（×） 21．在突出矿井开采煤层群时，必要一方面开采保护层。（√） 22．有煤与瓦斯突出危险掘进工作面进风侧必要安设防突反向风门。（√）23．防突办法分为区域性防突办法和局部防突办法两类。（√） 24．开采深度增长，突出危险性减小。（×） 25．开采保护层时，应同步抽采被保护层瓦斯。（√） 26．在突出煤层无突出危险区内进行采掘作业时，可以不采用安全防护办法。（×） 27．煤（岩）与瓦斯突出矿井可以使用架线式电机车。（×） 28．有突出矿井煤矿公司、突出矿井应当设立满足防突工作需要专业防突队伍。（√）

防治煤与瓦斯突出的基本常识实用版

YF-ED-J8906 可按资料类型定义编号 防治煤与瓦斯突出的基本 常识实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

防治煤与瓦斯突出的基本常识实 用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1.突出矿井的鉴定 煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自 然灾害之一,因其具有突发性,对生产人员的安 全危害极大.由于突出机理目前仍处于假说阶 段,影响它的因素随机性又大,要完全控制它的 发生,还有一定的难度,但采取一些行之有效的 措施后,仍可以做到不发生或减少伤亡事故.根 据目前所掌握的规律,随着采掘深度的增加,突 出发生的可能性与危害性也日趋严重,例如:矿 井在开采浅部煤层时,从未出现过瓦斯动力现

象,当采掘到一定的深度时,就会出现瓦斯动力现象. 瓦斯动力现象出现的初期,缓倾斜煤层多以压出形式出现,它与片帮现象很难区分.急倾斜煤层则多出现受煤体自重作用而诱发的倾出,而这种现象又与冒顶现象难以区分.因而判断瓦斯动力现象的性质,需要经验丰富的专业机构通过实测煤层瓦斯压力,取样分析化验和现场勘查,综合判断该矿是否已具备发生煤与瓦斯突出的三大要素,以免判断失误,给生产带来不必要的损失.判断瓦斯动力现象的基本技术与装备,一般在首次出现瓦斯动力现象的矿井都是不具备的,难以进行正确的鉴定,因此需经国家煤矿安全监察局授权的单位鉴定.同样,在一个突出矿井,由于受地质条件的影响,采掘地区的变更或

向斜构造煤与瓦斯突出探讨

向斜构造煤与瓦斯突出探讨 摘要：本文首先介绍了向斜构造的煤与瓦斯突出实例，然后进行了向斜构造分析，最后提出了向斜构造煤与瓦斯突出的相关问题，具有较强的理论性和指导性，供借鉴参考。 关键词：向斜构造；煤与瓦斯突出；应力；煤体结构 Abstract: this paper introduces the structure of the inclined coal and gas outburst examples, and the analysis to the structure, and finally puts forward some construction from the coal and gas outburst of related problems, with strong theoretical and guidance for reference. Keywords: from the structure; Coal and gas outburst; Stress; Coal body structure 煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力及煤的物理力学性质等因素综合影响下的矿井动力灾害。研究表明，在3 082次有准确记录的突出事例中，81.9%的突出地点为软分层变厚，有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等的地质构造。生产实践表明，向斜构造是煤与瓦斯突出的多发地带。构造地质学家们对向斜构造进行了大量研究且取得了卓有成效的进展(Bio，t 1961；Ramsary，1962；Ramberg，1963；W illiams，1980；В。Ярошевскйй，1981；Hudelston，1993；Schmalholz and Padladchikov，1999；Mancte-low，2001)。在煤田地质方面，康继武、郭德勇、朱志敏、李贵中分析了褶皱构造煤层瓦斯的储存条件和分布特征。陈练武、朱兴珊、王生全等分析了褶皱构造煤体结构破坏特征。王桂梁、王生全分析了褶皱构造煤层厚度变化特征。何俊利用分形理论分析了褶皱构造的几何特征和煤与瓦斯突出危险性之间的关系。本文从分析向斜构造的几何特征入手，进一步讨论了向斜构造煤层与围岩组成的软硬互层系统的应力-应变特征、层间滑动特征、煤体宏观与微观结构特征以及瓦斯压力与瓦斯含量分布特征，论述了向斜构造煤与瓦斯突出的机理。 1向斜构造的煤与瓦斯突出实例 平顶山矿区位于李口向斜西南部，矿区总体地质构造线展布方向与李口向斜平行(图1)。矿区东部的八矿、十矿和十二矿以李口向斜、牛庄向斜等为主；中部的一矿、四矿和六矿主体为规模较小的断层；西部的五矿、七矿和十一矿主要为锅底山断层、九里山断层及中间地带的郝堂向斜等。对平顶山矿区煤与瓦斯突出的统计表明，突出具有区域性分布特征，表现为矿区东部的3对矿井为突出矿井，已发生突出43次，位于西部的矿井只有少数的突出显现，而位于中部的

防治煤与瓦斯突出的一些基本常识

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 防治煤与瓦斯突出的一些 基本常识 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-7346-95 防治煤与瓦斯突出的一些基本常识 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1、突出矿井的鉴定 煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一,因其具有突发性,对生产人员的安全危害极大。由于突出机理目前仍处于假说阶段,影响它的因素随机性又大,要完全控制它的发生,还有一定的难度,但采取一些行之有效的措施后,仍可以做到不发生或减少伤亡事故。根据目前所掌握的规律,随着采掘深度的增加,突出发生的可能性与危害性也日趋严重,例如:矿井在开采浅部煤层时,从未出现过瓦斯动力现象,当采掘到一定的深度时,就会出现瓦斯动力现象。 瓦斯动力现象出现的初期,缓倾斜煤层多以压出形式出现,它与片帮现象很难区分。急倾斜煤层则多出现受煤体自重作用而诱发的倾出,而这种现象又与冒顶现象难以区分。因而判断瓦斯动力现象的性质,需要

构造煤结构与煤层气赋存研究进展-中科院-侯泉林-经典综述论文

中国科学: 地球科学 2012年 第42卷 第10期: 1487 ~ 1495 https://www.wendangku.net/doc/3f18406802.html, https://www.wendangku.net/doc/3f18406802.html, 英文引用格式: Hou Q L, Li H J, Fan J J, et al. Structure and coalbed methane occurrence in tectonically deformed coals. Sci China Earth Sci, 2012, 55: 1755–1763, doi: 10.1007/s11430-012-4493-1 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 评 述 构造煤结构与煤层气赋存研究进展 侯泉林① *, 李会军① , 范俊佳② , 琚宜文① , 汪天凯① , 李小诗① , 武昱东③ ① 中国科学院计算地球动力学重点实验室, 中国科学院研究生院地球科学学院, 北京 100049; ② 中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室, 北京 100083; ③ 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037 * E-mail: quhou@https://www.wendangku.net/doc/3f18406802.html, 收稿日期: 2011-10-30; 接收日期: 2012-03-27 国家自然科学基金(批准号: 41030422, 40972131, 40940014)和国家重点基础研究发展计划(编号: 2009CB219601)资助 摘要 构造煤的结构是煤矿瓦斯突出防治和煤层气开发的重要研究内容之一. 本文对国内外有关构造煤的结构成因分类, 构造煤显微结构、孔隙结构和化学结构及其与超量煤层气的赋存关系等方面的研究成果进行了系统的调研分析和总结, 表明构造变形对煤的显微结构、超显微结构乃至化学大分子结构都有深刻的影响, 应力缩聚和应力降解作用是煤变形变质作用(即动力变质作用)的主要方式. 在不同的变形机制条件下, 构造煤的孔隙系统和结构成分演化均呈现不同程度的差异性. 在此基础上, 提出了在不同变形机制下构造煤的可能演化路径, 而且认为构造煤尤其是糜棱煤的瓦斯易突性, 不仅受地质构造的控制, 还可能跟韧性变形条件下的应力降解作用有关. 最后指出, 从煤的变形机制角度出发探讨变形作用对煤的结构及成分的制约机理, 以及探索超量煤层气生成条件和赋存状态是构造煤研究的重要方向. 关键词 构造煤 变形机制 煤层气(CH 4)赋存 研究进展 所谓构造煤, 是指在构造应力作用下, 原生结构煤的结构甚至化学成分发生了明显变化的一类煤, 是构造作用的产物. 我国的含煤盆地多数经历了复杂的构造演化历史, 使煤的结构受到了不同程度的改造, 普遍发育构造煤[1~4], 为构造煤的研究提供了重要条件. 近年来, 由于新技术手段和现代理论的引 入, 构造煤结构的研究取得了长足进展[5~7]. 构造煤孔隙结构的研究经历了从宏观到微观, 再到超微观的历程, 煤体孔隙结构和瓦斯吸附状态的认识得到不断深化[8~10], 同时, 变形变质作用(煤动力变质作用)也得到越来越多的研究证实[1~15]. 研究表明, 不同变形机制条件下构造煤的孔隙系统及 化学结构都表现出明显的差异性演化特征, 而且韧性变形对煤体物理化学结构的影响要更为明显[13~17]. 煤与瓦斯突出常常发生在构造煤尤其是糜棱煤发育区, 突出瓦斯量往往是突出煤最大瓦斯吸附量的几倍乃至上百倍. 这些超量瓦斯与糜棱煤以及不同变形机制作用下的应力降解作用是否存在必然联系? 还有待深入探讨. 本文基于国内外几十年来公开发表的文献资料, 以不同变形机制构造煤结构演化特征为主线, 系统总结和论述了构造煤结构及其与煤层气赋存研究的发展历程, 探讨了目前研究中存在的问题, 以及开展进一步研究的方向和技术路线.