[科普中国]-岩石突出

定义：在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体岩层内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。

岩石突出的机理自然条件下，坚硬厚层砂岩夹在地层中，受到上覆岩体的巨大压力，所以它处于压缩状态，并聚集了很高的弹性能。由于巷道的掘进，破坏了原始的力学平衡状态，出现了薄弱环节，便立刻发生形变能的突然释放过程，弹性变形的突然回复是快速、猛烈的动力现象，并随之转嫁给附近岩石以巨大的能量，迅速向临空面抛去，这便形成了岩石突出。

形成条件（1）有巨厚的、致密而坚硬的砂岩，其单轴抗压强度应大于100MPa；

（2）深度大，深度越大，岩体受压越高，可聚集较高的弹性能；

（3）硬岩附近有软弱岩层存在，因为软弱岩层力学强度低，其内聚力和内摩擦角很小，在弹性变性能作用下很容易被抛入巷道；

（4）岩石突出多发生在硬岩底板中掘进的巷道中。

防治方法在有煤(岩)与瓦斯突出的岩层内掘进巷道或揭穿该岩层时，可采取岩心法或突出预兆法预测岩层的突出危险性。有突出危险时，必须采取防治岩石与瓦斯突出的措施。在一般或中等程度突出危险地带，可采用浅孔爆破降低突出频率和强度；在严重突出危险地带，可采用超前钻孔和深孔松动爆破措施；在严重突出危险地带中掘进爆破时，在工作面附近应安设挡栏，以限制突出强度。

突出是一种复杂的动力现象，虽然国内外瓦斯工作者研究出不少的防突措施，但突出事故仍不能杜绝。为了防止预测和检验失误带来灾难性后果，无论是否有突出危险或措施是否有效，在突出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。

安全防护措施包括反向风门、采掘工作面的远距离爆破、自救器、设置躲避硐室和压风自救系统等内容。

岩石突出实例图 1 为彼得洛夫斯克－深矿井的一次岩石突出示意图，这是一起典型的岩石突出现象，突出时几乎没有瓦斯异常涌出。它是上世纪 60 年代，前苏联顿涅茨煤管局彼得洛夫斯克－深矿井在垂深 904m 处掘进井底车场空车道和重车道时发生的岩石突出，巷道顶板由泥质页岩和砂岩相互交错组成。

图 51-а-I为空车道放炮掘进时的巷道断面，II 为岩石突出后巷道断面的轮廓；图 1-b-I 为重车道放炮掘进时的巷道断面，II 为岩石突出后巷道断面的轮廓；图中 A 所指的部分为突出孔洞。

根据测定：在引起突出和未引起突出的爆破中记录到的弹性振动，炸药破坏岩石与地压影响下破坏之间的时间间隔由 0.3 秒变动到 1.2 秒。在最大允许的延时条件下，炸药爆破引起的岩石振动在 0.2-0.3 秒内就可以完成，所以 В И Николин等断定，突出时的岩石破坏是爆破引起的应力波在岩石中衰减后才开始的。В И Николин 等还根据该矿井 1970年329次突出作了突出强度与爆破炸药量和巷道断面积的相关性分析，认为突出强度与炸药量无关。2