摘　要　在總結(jié)分析了國內(nèi)外煤與瓦斯突出機理、突出類型、突出條件、突出一般規(guī)律和影響因素的基礎(chǔ)上，重點比較分析了煤與瓦斯突出預(yù)測的各種方法及針對性防治措施，指出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是預(yù)測煤與瓦斯突出非線性問題的最有前景的方法。

關(guān)鍵詞　煤與瓦斯突出　預(yù)測　防治措施

1　煤與瓦斯突出的機理、類型與一般規(guī)律

1.1　煤與瓦斯突出的機理

??? 許多國家對煤與瓦斯突出機理的研究都很重視，并取得了一定成果，但由于突出機理的復雜性及突出現(xiàn)象的多樣性，目前對突出機理的認識仍處于假說階段。國外對煤與瓦斯突出機理的認識可歸納為4種：地應(yīng)力假說、瓦斯作用假說、化學本質(zhì)假說和綜合作用假說。

??? 我國從60年代起就對突出煤層的應(yīng)力狀態(tài)、瓦斯賦存狀態(tài)、煤的物理力學性能等開展了一系列的研究，根據(jù)現(xiàn)場資料和實驗研究對突出機理進行了探討，提出了新的見解和觀點，概括起來主要有中心擴張學說、流變假說、二相液體假說、固流耦合失穩(wěn)理論、球殼失穩(wěn)理論等。此外中國科學院力學研究所從力學角度對突出過程做了大量的研究工作，并提出了突出破壞過程及瓦斯?jié)B流的機制方程。

1.2　煤與瓦斯突出的類型

??? 煤與瓦斯的突出包括：煤與甲烷突出、巖石與甲烷突出、煤與CO2突出、巖石與CO2突出等。由于突出時的原動力和所表現(xiàn)現(xiàn)象的不同，煤與瓦斯突出可分為突出、傾出、壓出3種情況，各種情況比較見表1。

??? 表1　煤與瓦斯突出類型比較表（略）

1.3　煤與瓦斯突出的一般規(guī)律

（1） 突出的次數(shù)和強度隨開采的深度增加而增加；
（2） 突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)，如褶曲、斷層處及巖漿侵入地區(qū)；
（3） 煤體破壞程度越嚴重，煤的強度越小，突出危險性越大；
（4） 煤層中的厚度大、傾角大或其厚度和傾角發(fā)生變化以及煤層中的軟分層由薄變厚的地區(qū)，容易發(fā)生突出；
（5） 掘進工作面應(yīng)力集中的地區(qū)易發(fā)生突出；
（6） 在外力沖擊作用下，如放炮或采煤機割煤時煤體受到震動，誘導瓦斯發(fā)生突出；
（7） 圍巖的透氣性越差、致密的巖層越厚，煤層的瓦斯含量越高，其突出的危險性也就越大；
（8） 突出多發(fā)生在揭煤和煤層掘進工作面；
（9） 在突出前大都出現(xiàn)預(yù)兆。

2　煤與瓦斯突出的預(yù)測

2.1　突出預(yù)測方法的分類

??? 按預(yù)測預(yù)報范圍和時間的不同，預(yù)測方法可分為3類：第一是區(qū)域性預(yù)測，主要是確定煤田、井田、煤層和采掘區(qū)域性的突出危險性；第二是局部預(yù)測，它是在區(qū)域性的基礎(chǔ)上，根據(jù)鉆探、采掘工程等資料，進一步對局部地區(qū)或要點的突出危險性作出判斷；第三是日常預(yù)測，它是在區(qū)域性預(yù)測、局部預(yù)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)突出預(yù)兆的各種異常效應(yīng)，對突出危險發(fā)出警告。

2.2　國內(nèi)外煤與瓦斯突出的預(yù)測方法

2.2.1　微震技術(shù)預(yù)測突出危險性

??? 研究表明，煤和圍巖受力破壞過程中發(fā)生破裂和震動，當從震源傳出震波或聲波的強度和頻率增加到一定數(shù)值時，可能出現(xiàn)煤的突然破壞，發(fā)生突出。突出是由連續(xù)的多起斷裂引起的，而且異常的微震發(fā)射通常在斷裂之前5～45s內(nèi)產(chǎn)生，故微震法作為突出預(yù)報方法，有其廣闊的應(yīng)用前景。俄羅斯在地震聲學預(yù)測方法中取得了較好的研究成果。

2.2.2　煤層溫度狀況預(yù)測突出的危險性

??? 溫度狀況預(yù)測突出危險性的理論根據(jù)是：瓦斯解吸時吸熱，導致煤層溫度降低。溫度降低越多，說明煤層瓦斯解吸能力越強，則突出危險性越大。

??? 前蘇聯(lián)NA雷任科等學者，對采掘工作面近工作面地段的煤體溫度狀況進行了考察研究，用于突出危險性日常預(yù)測，并對掘進中發(fā)生的6次突出全部作出了預(yù)報。原蘇聯(lián)的另一些學者，采用近工作面地帶的溫度與煤體原始溫度之差作為突出預(yù)測指標，該預(yù)測方法被原蘇聯(lián)防突委員會推薦使用。

2.2.3　煤層中涌出的氦或氡濃度的變化預(yù)測突出

??? 研究表明在地震之前不僅有氡的反常涌出現(xiàn)象，而且有氦的反常涌出。前蘇聯(lián)學者考察了頓涅茨煤田中2個不突出煤層和4個突出煤層的氦含量后指出：自由釋放的瓦斯中，氦含量高，瓦斯壓力也相應(yīng)的高。煤中涌出的氦可以作為預(yù)測突出的一個指標，該項目正在繼續(xù)進行。