煤礦在地下采掘過(guò)程中，在短瞬之間，從煤(巖石)壁內(nèi)向采掘工作面突然噴出大量煤(巖)粉和瓦斯(CH4、CO2)的現(xiàn)象，稱為煤和瓦斯突出，簡(jiǎn)稱瓦斯突出。它是一種由地壓、瓦斯壓綜合作用的常常伴有聲響和猛烈力能效應(yīng)的動(dòng)力現(xiàn)象。煤與瓦斯突出能摧毀井巷設(shè)施，破壞通風(fēng)系統(tǒng)，使井巷充滿瓦斯與大量煤粉，造成人員窒息、煤流埋人，甚至可引起井下火災(zāi)和瓦斯爆炸。因此，煤和瓦斯突出是礦山中嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)災(zāi)害。
　　1．煤與瓦斯(CH4或CO2)突出
　　簡(jiǎn)稱突出。發(fā)生突出的主要因素是地壓(或稱地應(yīng)力)和瓦斯壓力的聯(lián)合作用，通常以地應(yīng)力為主，瓦斯壓力的作用為輔，煤與瓦斯的重力不起決定作用。實(shí)現(xiàn)突出的基本能源是煤內(nèi)蓄積的高壓瓦斯能。因此，突出現(xiàn)象的基本特征是：
　　(1)突出的固體物質(zhì)具有氣力運(yùn)輸?shù)奶卣�，顆粒呈分選性堆積；煤、巖被瓦斯流拋至遠(yuǎn)處，可隨巷道拐彎，亦能向上拋至一定的高度；煤堆積的坡度小于煤的自然安息角。
　　(2)突出的固體物質(zhì)具有被高壓氣體粉碎的特征。大量的極細(xì)的微塵是突出時(shí)煤被高壓瓦斯膨脹粉碎的結(jié)果。但也有突出物被高壓壓實(shí)，需要用鎬來(lái)清理的少數(shù)情況。
　　(3)突出時(shí)有大量瓦斯(CH4或CO2)噴出，由于瓦斯壓力大于巷道內(nèi)通風(fēng)壓力，而且大得多，所以噴出的瓦斯逆風(fēng)流前進(jìn)。100t以下的中型突出，瓦斯逆流為數(shù)十米；1000t以下的大型突出，瓦斯逆流為數(shù)百米；超過(guò)千噸的特大型突出，瓦斯逆流達(dá)千米以上。突出能夠嚴(yán)重破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)施。
　　(4)突出孔洞的口小而肚大，呈梨形或倒瓶形，其軸線往往沿煤層傾斜向上伸延或與傾斜線組成不大的夾角，長(zhǎng)數(shù)米至數(shù)十米，有時(shí)孔洞被碎煤充填，不易直接看到。
　　(5)突出有明顯的動(dòng)力效應(yīng)，如搬運(yùn)巨石、推翻礦車和毀壞設(shè)備、破壞井巷支護(hù)等設(shè)施。
　　2．煤突然壓出并涌出大量瓦斯
　　簡(jiǎn)稱壓出。發(fā)動(dòng)與實(shí)現(xiàn)壓出的主要?jiǎng)恿κ鞘懿蓜?dòng)影響所產(chǎn)生的地壓，即地應(yīng)力。瓦斯壓力和煤的自重是次要的因素。壓出的基本能源是煤層受地壓影響所積蓄的彈性能。因此，壓出的基本特征是：
　　(1)壓出的固體物按彈性能釋放的方向堆積，是堆積在原處位置的對(duì)面，壓出的煤拋出不遠(yuǎn)，或在自重的參與下偏向鉛垂方向；煤堆積坡度小于自然安息角。
　　(2)壓出的煤無(wú)分選現(xiàn)象，大小不同的碎塊雜亂無(wú)章；有時(shí)煤被整體位移，向外鼓出。
　　(3)壓出時(shí)瓦斯涌出量不大，極少情況下從壓裂的縫隙噴出瓦斯，但極少見到瓦斯逆流的現(xiàn)象。
　　(4)壓出時(shí)動(dòng)力效應(yīng)較突出為小，但亦能推倒支架，推移工作面設(shè)備。
　　(5)壓出后形成的空洞不規(guī)則，往往形成袋狀、楔形、縫形不等，但空洞多為口大而肚小，外寬內(nèi)窄，深度長(zhǎng)的達(dá)幾米，不少壓出看不到空洞。
　　3．煤的傾出并涌出瓦斯
　　簡(jiǎn)稱傾出。發(fā)生傾出的主要?jiǎng)恿κ堑貞?yīng)力，即結(jié)構(gòu)松軟、飽含瓦斯、內(nèi)聚力小的煤，在較高的地應(yīng)力作用下，突然破壞、失去平衡，為其位能的釋放創(chuàng)造了條件。突出傾出的能源主要是失穩(wěn)煤體的自身重力。因此，傾出的基本特征是：
　　(1)當(dāng)煤體自重超過(guò)煤層的凝聚力而傾出時(shí)，按重力方向堆積，即堆積在原處位置的下方，就近堆積在采掘工作面的下方近處。堆積的坡度等于自然安息角。
　　(2)傾出的煤呈大小不同的塊狀，無(wú)分選現(xiàn)象，無(wú)粉末狀細(xì)粒。
　　(3)傾出伴隨有瓦斯涌出，但影響范圍和瓦斯量均較突出為小，且無(wú)瓦斯逆流現(xiàn)象。
　　(4)傾出后形成空洞有舌形、袋形，孔洞軸線沿煤傾斜方向延伸，傾角大于45°，位于原集中應(yīng)力帶以內(nèi)，孔洞深達(dá)幾米。
　　(5)傾出的動(dòng)力效應(yīng)較小，僅能破壞附近的支架。
　　以上三種；即突出、壓出、傾出三種動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)動(dòng)力都以地壓為主，所以它們的預(yù)兆相似，對(duì)震動(dòng)以及引起應(yīng)力集中的因素都非常敏感。在地壓應(yīng)力集中地帶、地質(zhì)構(gòu)造帶、松軟煤帶等都易發(fā)生。凡能使地應(yīng)力得到緩和及衰減的措施，例如開采解放層等，都可以減弱甚至消除這一災(zāi)害。由于實(shí)現(xiàn)突出、壓出、傾出的能源不完全相同，根據(jù)動(dòng)力現(xiàn)象的力學(xué)特征，一般不難區(qū)分，從而采取各自適應(yīng)的預(yù)防措施。
　　突出危險(xiǎn)煤層內(nèi)，地應(yīng)力和瓦斯壓力同時(shí)存在，而且相輔相成。實(shí)驗(yàn)證明，地應(yīng)力增大區(qū)，瓦斯壓力亦增大；煤中瓦斯含量高，瓦斯壓力增大地區(qū)，地應(yīng)力亦隨之增大。
　　瓦斯突出，發(fā)生的條件與特征有如下規(guī)律：
　　(1)突出災(zāi)害隨采掘深度的增加而增加。
　　各礦發(fā)生突出地點(diǎn)的深度因地質(zhì)條件、地壓狀況、煤質(zhì)松軟與堅(jiān)硬、煤層傾角、厚度等的不同而各異。但總的說(shuō)來(lái)，深度大，則突出的次數(shù)多、強(qiáng)度大。
　　(2)突出的次數(shù)、強(qiáng)度，隨煤層的厚度，特別是軟分層的厚度的增加而增多。突出最嚴(yán)重的煤層一般都是最厚的主采煤層。
　　(3)突出可以發(fā)生在各類巷道中和各種作業(yè)時(shí)，但以石門揭穿煤層和放炮落煤時(shí)最容易發(fā)生。掘進(jìn)平巷和采煤工作面次之。
　　(4)回采工作面和鄰近層煤柱區(qū)的突出，大多表現(xiàn)為地壓顯現(xiàn)作用的結(jié)果，即地壓起主導(dǎo)作用；石門揭煤、上山和下山的突出，地壓和瓦斯聯(lián)合作用；鉆孔突出大多為瓦斯壓力起主導(dǎo)作用。
　　(5)突出多發(fā)生在高瓦斯礦井內(nèi)，同一煤層，其瓦斯壓力越高，突出危險(xiǎn)性越大；不同煤層，其瓦斯壓力與突出危險(xiǎn)性之間無(wú)直接關(guān)系。這是因?yàn)闆Q定突出的主要因素除瓦斯外還有地應(yīng)力、煤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。
　　(6)突出煤層的特點(diǎn)是煤的力學(xué)強(qiáng)度低、變化大、透氣性差，瓦斯擴(kuò)散速度高、濕度小、層理紊亂、遭地質(zhì)構(gòu)造力破壞嚴(yán)重。
　　(7)煤自重的影響。由煤壁上前方往巷道內(nèi)突出占大多數(shù)，由下方向巷道突出占極少數(shù)，突出次數(shù)有隨著煤層傾角的增大而增多的趨勢(shì)。
　　(8)突出危險(xiǎn)區(qū)呈帶狀分布。這是因?yàn)榈貕�、瓦斯壓力、煤的力學(xué)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)等異常往往呈帶狀分布。因此，突出與地質(zhì)構(gòu)造有密切關(guān)系。圍巖硬而厚時(shí)突出危險(xiǎn)性增大。
　　在采掘形成的地應(yīng)力集中地區(qū)，如鄰近層的煤柱上下、相向采掘接近區(qū)、巷道開口、兩巷貫通前煤柱內(nèi)、采煤工作面集中應(yīng)力處及上山掘進(jìn)等突出危險(xiǎn)性大，次數(shù)多且強(qiáng)度大。
　　(9)絕大多數(shù)突出，發(fā)生在落煤工序，尤其是爆破落煤時(shí)。突出的危險(xiǎn)性隨對(duì)煤體震動(dòng)增強(qiáng)而增加。
　　(10)大多數(shù)突出，事先都有預(yù)兆。煤與瓦斯突出預(yù)兆表現(xiàn)在三個(gè)方面：
　　1)地壓顯現(xiàn)方面的預(yù)兆
　　發(fā)出煤炮聲、支架響聲以及出現(xiàn)巖煤開裂、掉碴、底鼓、巖煤自行剝落、煤壁顫動(dòng)、鉆孔變形、垮孔頂鉆、夾釬桿、鉆機(jī)過(guò)負(fù)荷等。
　　2)瓦斯涌出方面的預(yù)兆
　　瓦斯涌出異常，瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂。�煤塵增加，氣溫、氣味異常，打鉆時(shí)噴瓦斯、噴煤粉以及出現(xiàn)哨聲、風(fēng)聲、蜂鳴聲等。
　　3)煤層結(jié)構(gòu)與構(gòu)造方面的預(yù)兆
　　層理紊亂，煤變軟變松或不均勻，煤變暗淡無(wú)光澤，增大煤層厚度，傾角變陡，擠壓褶曲，波狀隆起，煤體干燥，頂?shù)装咫A梯狀凸起，斷層破碎帶擴(kuò)大等。
　　預(yù)防煤與瓦斯突出的技術(shù)措施
　　(1)開采解放層
　　在有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井中，在開采煤層群的條件下，礦工們首先開采沒有突出危險(xiǎn)，或突出危險(xiǎn)較小的煤層。由于受采動(dòng)影響，距離它一定范圍內(nèi)的突出危險(xiǎn)煤層便會(huì)失去突出的危險(xiǎn)。這個(gè)先采的煤層稱為解放層，位于突出危險(xiǎn)層的上方，稱為上解放層，位于下方的稱為下解放層。
　　凡是有解放層的所有發(fā)生煤與瓦斯突出的國(guó)家，如法國(guó)、原蘇聯(lián)、德國(guó)、波蘭、匈牙利、比利時(shí)等國(guó)，都采用這種措施。我國(guó)從1958年起成功地推廣了這一技術(shù)。目前開采解放層的礦井占全國(guó)有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)礦井的26％。這是一種有效的區(qū)域性防治突出的措施。
　　(2)預(yù)先抽放突出危險(xiǎn)煤層的瓦斯
　　我國(guó)采用預(yù)抽瓦斯的礦井占有突出危險(xiǎn)礦井總數(shù)的21％。在煤層開采之前用均勻布置在突出危險(xiǎn)煤層內(nèi)的大量鉆孔來(lái)進(jìn)行幾個(gè)月至十幾個(gè)月的預(yù)抽瓦斯，不僅降低了瓦斯壓力與瓦斯含量，而且使地應(yīng)力下降，煤層的強(qiáng)度增加。我國(guó)的實(shí)踐證明，只要能預(yù)先抽出20％～30％的瓦斯，即可防止煤與瓦斯突出。
　　(3)煤層注水
　　近年國(guó)外研究成功在回采工作面注水可防止煤與瓦斯突出。
　　我國(guó)山西陽(yáng)泉一礦北頭嘴礦井在綜采工作面進(jìn)行淺孔煤體注水，使工作面煤壓出的次數(shù)減少82％，瓦斯涌出量減少28％，煤塵減少了49％。
　　(4)超前鉆孔
　　在工作面前方一定距離的煤體內(nèi)，在開采以前始終保有一定數(shù)量的較大直徑的鉆孔，用以預(yù)防突出的發(fā)生。
　　我國(guó)有近40％的突出危險(xiǎn)礦井使用這種措施。我國(guó)超前鉆孔的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：孔徑不少于120mm，超前距離不少于5m，孔數(shù)不少于4～5個(gè)。南桐魚田堡礦孔徑為300mm。
　　(5)水力沖孔
　　利用鉆機(jī)打鉆時(shí)噴射的水射流，在突出煤層內(nèi)沖出煤炭和瓦斯，或誘導(dǎo)可以控制的小型突出，以造成煤體卸壓，排放瓦斯，消除采掘突出危險(xiǎn)的方法。此法最早在南桐礦務(wù)局試驗(yàn)成功。
　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用此法在我國(guó)已經(jīng)安全地揭開突出危險(xiǎn)煤層(指石門掘進(jìn)揭穿突出層)100多次，掘進(jìn)煤巷1萬(wàn)多米，水沖區(qū)采出煤炭100萬(wàn)噸。
　　(6)震動(dòng)放炮
　　用比普通爆破多的炸藥量和炮眼數(shù)，一次炸出巷道全斷面的爆破，稱為震動(dòng)放炮。
　　震動(dòng)放炮用強(qiáng)大的震動(dòng)力和深揭作用使地應(yīng)力作用下的高壓瓦斯煤體突然暴露，造成人為最有利的可控制的發(fā)生突出的條件。所以，它是一種誘導(dǎo)突出的方法，也是在人員不在現(xiàn)場(chǎng)的條件下完成最危險(xiǎn)的落煤或揭開煤層工序的一種安全措施。
　　震動(dòng)放炮時(shí)揭蓋的炮眼數(shù)比一般爆破約多2倍；煤眼和巖眼的比例為1：2；煤、巖眼交錯(cuò)排列，毫秒爆破時(shí)，先爆巖眼，后爆煤眼，最大延遲時(shí)間應(yīng)在100ms以內(nèi)。
　　
　　——摘自《安全科學(xué)技術(shù)百科全書》（中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2003年6月出版）