1.瓦斯噴出及其預防

　　瓦斯噴出是在開采過程中，從巖石或巖層裂縫、空洞中突然涌出大量瓦斯的現象。在噴出時常常發出聲響和動力效應，能使風流方向逆轉，噴出的瓦斯量大，時間長。

　　(1)瓦斯噴出的原因及規律

　　1)原因

　　瓦斯噴出的內因是煤層成巖層的構造裂縫中貯存有大量高瓦斯；外因是在開采過程中，由于放炮透穿或機械震動、地壓活動使煤巖層所造成卸壓縫隙構成瓦斯外噴的通道。

　　2)規律

　　﹝a﹞瓦斯噴出與地質構造有密切關系，一般噴出發生在地質構造破壞帶內。如斷層、溶洞、斷裂和褶曲軸部附近。

　　﹝b﹞瓦斯噴出量有大有小，從幾立方米到幾十萬立方米，噴出的持續時間從幾分鐘到幾年，甚至十幾年。它與蓄積的瓦斯量和瓦斯來源有密切關系。

　　﹝c﹞瓦斯噴出前往往出現預兆，如巖壓活動顯著，底板突然鼓起，支架破壞，煤層變軟、濕潤，瓦斯濃度忽大忽小，發出嘶嘶聲等。

　　(2)瓦斯噴出的預防措施

　　預防處理瓦斯噴出的措施，應根據瓦斯噴出量的大小和瓦斯壓力的高低來制定。一般采取“探、排、引、堵”等措施。

　　1)“探”就是探明地質構造和瓦斯用氣情況。

　　2)“排”就是排放和抽放瓦斯。如探明斷層、裂隙、溶洞大小或瓦斯量不多時，則可讓它自然排放。如瓦斯量大，噴出強度大，持續時間長，則可插管進行抽放。

　　3)“引”就是引導瓦斯到回風巷。

　　4)“堵”就是堵塞裂隙。噴出瓦斯的裂隙范圍較廣，但噴出量很小時，可用黃泥或水泥堵住裂隙，防止瓦斯噴出，以保證掘進工作面的安全。

　　同時，對于瓦斯噴出的工作面要有獨立的通風系統并加大供風量，以保證瓦斯濃度不超限。

　　2.瓦斯突出的原因及其規律

　　煤與瓦斯突出是指地下開采過程中，在很短的時間（幾分鐘或幾秒鐘）內，突然由煤體內大量噴出煤和瓦斯，并伴隨著強烈的聲響和強大機械效應的一種現象。上山、石門和平巷內以及放炮落煤時最容易發生突出。

　　(1)原因

　　1)瓦斯作用假說。認為突出主要動力來源于瓦斯。

　　2)地壓作用假說。認為突出主要動力來源于造山運動后地壓和仍停留在部分構造帶內的殘余彈性潛能突然的釋放

　　3)綜合作用假說。認為突出是由于地壓、瓦斯、煤的結構和強度等綜合作用的結果。

　　最近的研究，一般都趨向于綜合作用假說。

　　(2)規律。

　　1)隨著深度增加、突出危險性增大。這表現在突出次數增多、突出強度增大、突出煤層數增加及突出的危險區域擴大等。

　　2)突出在煤層中的分布是不均勻的。突出多集中在地質構造帶，突出危險區的面積只占突出層總面積的5%～10%。

　　3)易于發生突出的常見構造類型有：壓扭性逆斷層帶，向斜軸部，煤層扭轉地區，煤層走向突變和傾角突變地區，煤層突然變厚、特別是軟分層變厚等。

　　4)突出的次數和強度隨著煤層厚度的增加，特別是軟分層厚度的增加而增多和增高。突出最嚴重的煤層一般是最厚的主采煤層。

　　5)采掘工作面形成的應力集中區是突出點密集地區。

　　6)突出可以發生在各種類型的巷道中。其中，煤層平巷突出次數最多，石門揭開煤層時的突出次數雖然不多，但強度最大（平均突出強度為317 t）。

　　7)突出的發生同外力沖擊誘發有關。采掘工作中，絕大多數突出發生在落煤時。

　　8)在煤和瓦斯突出時，都要在煤層中形成特殊形狀的孔洞（橢圓形、梨形等），噴出的煤具有分選性。

　　3.突出的預兆

　　突出前的預兆可分為有聲預兆和無聲預兆。

　　(1)有聲預兆

　　1)煤層內發生劈裂聲、機槍聲、爆竹聲，有時發出像打悶雷一樣巨響，俗稱“煤炮”；

　　1)煤壁發生震動或沖擊；

　　2)頂板來壓，煤體和支架壓力增大，巷道支架發出斷裂聲；

　　3)打鉆時出現噴煤粉、噴瓦斯和水現象，并伴有哨聲、蜂鳴聲等。

　　(2)無聲預兆

　　1)工作面頂板壓力加大，煤開裂，外鼓，有時出現頂板下沉或底板凸起；

　　2)工作面壓力驟然增大，煤壁塌落、片幫，掉碴；

　　3)煤塵變大，煤質干燥，煤光澤變暗，層理紊亂，煤厚變大（特別是軟分層增大）；

　　4)工作面瓦斯涌出異常，瓦斯濃度忽大忽小；

　　5)煤的硬度發生變化；

　　6)地質變化，如煤層傾角變陡，擠壓褶曲，波狀隆起；

　　7)打鉆時頂鉆、夾鉆，裝藥時頂藥卷。

　　在每一次突出前并非所有預兆同時出現。

　　4.突出的預防措施

　　(1)預防煤和瓦斯突出的區域性措施

　　開采解放層是最經濟、最有效的預防煤和瓦斯突出的區域性防治措施。

　　開采解放層就是在煤層群中首先選擇沒有突出危險的鄰近層開采，然后再采具有突出危險的煤層。首先開采的非突出層稱為解放層，后開采的突出層稱為被解放層。解放層位于被解放層上部的稱為上解放層，位于下部的稱為下解放層。

　　1)開采解放層的作用：①緩和和降低地壓；②排放瓦斯，降低煤層瓦斯壓力；③改變了煤的物理機械性質，使煤的強度增加。

　　2)開采解放層應注意的問題：

　　(a)最好選擇上解放層。

　　(b)解放層的采煤工作面必須超前被解放層的掘進工作面，超前距離一般不小于層間垂距的2倍，并不小于30 m。

　　(c)采空區內不得留有煤柱，以免造成應力集中，引起瓦斯突出。如遇特殊情況，非留煤柱不可時，在這個范圍內要采取防止瓦斯突出的局部措施。

　　(d)開采解放層時，要同時抽放被解放層的瓦斯。開采近距離解放層時，要特別注意防止被解放層的卸壓瓦斯突然涌入解放層的采掘工作面造成事故。

　　(e)開采解放層、特別是開采薄煤層時，應盡可能地采用機械采煤以加快采煤進度。

　　(f)無解放層可采的厚煤層，采用分層采煤時，對上分層要采取防止突出措施。

　　(2)預防煤和瓦斯突出的局部性措施

　　局部性措施是指突出危險煤層采掘時采用的影響范圍較小的預防措施。主要作用是排出瓦斯，增大卸壓范圍，加固煤體，增強煤體抵抗能力；人為地誘使煤和瓦斯突出，減少突出損失。

　　1)排出瓦斯，增加卸壓范圍的措施，包括超前鉆孔和水力沖孔。

　　2)誘發突出的措施，包括震動性放炮和松動爆破。

　　3)加固煤體的措施，方法是采用專門支架，增強煤體抵抗力。