煤与瓦斯延期突出问题（2）

       摘要:根据部分局矿几十次延期突出资料，时延期突出的一般规律和突出机理进行了浅析，并提出了相应的防治对策。

关键词:煤与瓦斯延期突出;规律;机理;防治对策

     煤与瓦斯延期突出(以下简称延期突出)是指采用爆破、采煤机割煤等落煤工艺产生的新的采掘空间后一段时间才发生的煤与瓦斯突出，延期时间一般从几分钟到十几个小时，个别可达几天。因为绝大多数延期突出发生在爆破后一段时间，所以人们习惯上把这类突出称为延期突出。

       一般情况下，延期突出比较少见，突出次数仅占总突出次数的百分之几，但其对安全生产的威胁极大，会导致重大人员伤亡事故的发生，所以必须对此予以足够重视。关于延期突出，国内外的研究和论著较少，其发生的原因尚未完全搞清楚，现场对其防治还比较盲目和被动。本文根据我国部分局矿的一些突出资料，对延期突出作一初步分析和探讨。

延期突出机理浅析

         煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤体物理力学性质三个因素综合作用的结果，也是时间、空间因素达到适当组合的结果。瞬时突出和延期突出就过程而言，都具备了突出的四个阶段，即突出的准备、发动、发展和停止阶段，只不过延期突出的发动阶段时间较长而已。一般情况下瞬时突出在形成新的采掘空间后几十秒发动，而延期突出则会经过几分钟到几天才发动。二者具有统一的突出机理，都是经过突出的准备阶段，积聚了很大的煤岩弹性变形潜能和瓦斯内能后，前方应力状态突然发生改变而激发。

        二者引起应力状态突然改变的激发方式不同，瞬时突出是以爆破、采煤机割煤等落煤方法引起，延期突出则是工作面煤岩发生蠕变到一定阶段或在外力扰动下发生突然破坏而引起。

       当工作面瞬时进尺后，原来加在进尺前煤岩体上的载荷必然转移到新暴露的煤岩体上，使工作面前方煤岩体产生应力集中。当这一集中应力大于煤岩体的强度时，便使煤岩体发生暖时或缓慢屈服破坏，从而使集中应力不断向纵深移动，并在移动过程中不断破碎煤岩体，最后达到稳定的平衡状态但当工作面存在较硬的包裹体或上覆载荷值(包括爆破引起的瞬间动载荷和采动产生的静载荷)不足以瞬时破坏煤岩体时，则
应力曲线不会正常地向深部移动或移动不大，而是靠近工作面，形成一种较为脆弱的平衡状态。这样在工作面前方便形成了三个区域:卸压区、应力集中区和正常应力区，应力集中区一般为3--8 m，如果该区域的瓦斯未得到充分的释放，则会产生较高的瓦斯压力梯度，蓄存较大的瓦斯潜能。同时，由于不平衡的构造应力和采动因素引起的应力的叠加，使煤岩中聚集了较大的煤岩变形潜能，如果这一潜能也未得到释放，便具备了突出的条件，突出的准备阶段便已形成。

        在地质构造和煤层赋存变化区，由于存在较高的残存构造应力，且已使煤岩发生局部破坏，煤岩体物理力学性质的均衡性受到破坏，同时也会存在较大的瓦斯潜能，属于突出危险区域，所以绝大部分突出包括延期突出均发生在这些区域。

        突出的激发条件是前方应力状态的突然改变，使处于紧张状态的部分煤岩体突然破坏，煤岩中的变形潜能和瓦斯内能突然释放，进一步联合破坏、剥离煤岩体而引发突出。使应力状态发生突然改变的因素很多，包括各种方式的落煤、打眼、放柱窝炮、修整煤壁等人为方式，也包括煤岩体发生蠕变到一定阶段的自然方式。

        采用爆破等方式落煤进尺时激发的突出，通常称为瞬时突出，其它方式引发的突出被视为延期突出。当集中应力靠近工作面，形成不稳定的脆弱平衡状态时，打钻孔特别是大直径孔、修整煤壁、风镐落煤、放柱窝炮等人为扰动因素，会引起这种脆弱平衡状态的破坏，使应力状态发生突然改变而激发延期突出。象石门的自行揭开和其它无任何人为扰动作业时发生的典型延期突出，其激发方式是自然方式，是煤岩体发生蠕变到一定阶段的结果。当新暴露煤壁内存在不连续的较硬煤岩体时，会产生不平衡的应力分布，集中应力会暂时靠近工作面而主要作用于这部分煤岩体上。当上方载荷值小于煤岩体的瞬时强度而大于其长时强度时，这部分煤岩体不会发生瞬时破坏，而会产生蠕变行为，具有如图2所示的蠕变规律。在恒定或不断增加的上方载荷作用下，煤岩体随着时间的延长慢慢发生变形，到一定时间后，进入加速破坏阶段，煤岩体突然发生屈服破坏，脆弱的平衡状态被打破，应力状态突然发生改变，进而引发突出。在煤岩体发生蠕变时，如果取消或降低上方载荷，则不会发展到破坏阶段，突出也不会发生。

      当工作面进尺后，如果没有及时支护或支护不力时，作用于硬煤岩体上的载荷不会减小，蠕变就会进入加速破坏阶段而引发突出，这也
是大多数延期突出发生前均存在冒顶现象的原因所在。在石门类巷道或煤层出现分叉、变厚等区域，由于软硬煤岩的分布不均，产生应力的
不均衡分布，所以出现延期突出的机率也会最大。