1 概述

　　國內外對煤和瓦斯突出分布的研究表明，無論在煤田、礦區或井田范圍內，突出都是不均勻分布的，它們往往比較集中地發生在某些區域，我們稱之為突出的區域性分布。一般而言，發生突出的面積只占突出煤層總面積的10%左右。

　　根據前蘇聯馬凱耶夫[1]煤礦安全科學研究所的研究，在頓巴斯煤田各個礦井煤層中，突出危險區只占煤和瓦斯突出危險煤層總面積的5~7%。在預報的非突出區中，由于不用采取預防措施，其產量和掘進速度可提高5~30%。因此，研究煤和瓦斯突出的區域性分布，對合理的采取防止突出措施，減少盲目性，具有很大的現實意義。

　　2 地質構造對煤與瓦斯突出的影響

　　大量實際資料表明，煤與瓦斯突出多分布在地質構造破壞帶，地質構造是控制煤與瓦斯突出的主要地質因素。有些突出點，雖然其附近地質條件無明顯異常，但卻處于某些封閉型構造圈閉的范圍內，或受某些特殊的構造邊界所控制。

　　在我國很多突出礦區也有類似規律。例如，四川南桐礦區(1955～1972年)在有資料記載的464次突出中，有436次(占94%)發生在構造帶;紅衛煤礦(1954～1976年)225次突出中有190多次(占85%)發生在煤包處。

　　1)封閉向斜軸附近

　　向斜是由水平側壓力作用形成的，在其中性面的下部產生張應力，在中性面上部產生壓應力。在軸部地帶，上面受到強大的壓應力作用，而下面受到深部地層的阻力，是地應力較高的地帶。因此，封閉向斜的軸部地帶往往是突出點分布密集的區域。

　　例如，四川南桐礦區區域上處于川黔南北構造帶與新華夏至華夏式構造的復合部位，屬于構造應力集中區。南桐煤礦的大部分突出，包括最大的一次3500噸的突出，都發生在王家壩向斜的軸部附近。

　　2)帚狀構造的收斂端

　　帚狀構造的收斂端常常是應力集中的區域，因而有較大的突出危險性。

　　例如，天府礦務局三匯一礦+280m主平硐掘開斷層上、下盤的六號煤層時，分別發生了強度12780t和2500t的特大型突出。在三號煤層掘進巷道時，又發生了強度為數十噸的29次突出。從區域上看，突出是受華鎣山帚狀構造控制的。

　　3)煤層的扭轉區

　　在煤層扭轉區，由于受到強大的扭力作用，煤層逐漸發生倒轉，構造應力高度集中，故常常是突出嚴重的地區。

　　例如，南桐礦區有兩個主要扭轉區。一個扭轉區在魚田堡煤礦東部邊界附近，受強力擠壓作用，煤層走向由東西向急劇轉為南北向，傾角突然變陡，有30°左右突變為近于直立和局部倒轉，所以稱為扭轉帶。這個扭轉帶是該礦三個嚴重突出帶之一，至1989年底已發生的25次突出，均發生在扭轉軸西側50m范圍內。

　　4)煤層產狀變化地帶

　　在煤層產狀沿走向(或傾向)發生轉折、變陡或變緩的區域，是地應力集中區，也常常是突出嚴重的地區(前述扭轉帶也是一種產狀變化帶)。

　　例如，南桐煤礦一井王家壩向斜西翼的0504區，傾角由37°增至52°，走向由12°轉為19°，發生突出73次，占井田內5號煤層突出總次數的80%以上，最大突出強度766噸。王家壩向斜東翼4311區，傾角由37°變為50°，此處也發生了11次突出。

　　5)壓性、壓扭性小斷層帶

　　斷裂構造是地應力達到或超過巖石斷裂強度時，巖石連續發生破壞的產物，總的表現為地應力的釋放。然而，在一些由于受到水平方向擠壓而形成的斷距較小的壓性或壓扭性小斷層帶，應力釋放還不充分，仍保持著應力集中，其兩側還處于強烈擠壓狀態，對瓦斷儲存也較為有利。同時，兩側的煤體結構遭到破環，因而常常是突出集中的地點。

　　六枝礦務局六枝煤礦的東二采區，受到二條壓扭性斷層的南北向擠壓作用，使區內七號煤層厚度由6-7米增至10米左右，并造成次一級的壓扭性小斷層發育。該采區突出14次，占全礦七號煤層突出總次數的61%。

　　3煤層厚度變化對煤與瓦斯突出的影響

　　突出集中發生在煤層厚度變化地帶，也是各突出礦井常見的情況。在一些局礦(如北票礦務局、英崗嶺煤礦等)，突出發生在這類造地帶約占20～30%，湖南的一些礦井(如白沙礦務局紅衛煤礦等)，在此類構造帶發生的突出還要多一些。

　　煤層厚度變化的原因很多。其中有原生的因素，也有后期構造運動所造成的。與突出有關的煤層厚度變化帶多屬后期構造變動引起的。在煤層厚度急劇變化處易產生應力集中和煤體結構的破環，形成有利于突出發生的地質條件。

　　例如，在湖南白沙礦務局紅衛煤礦(1954-1976年)的225次突出中，有190多次(占85%)發生在煤包處，尤其是9次特大型突出全部集中在煤包的最厚區段。

　　4煤體結構對煤與瓦斯突出的影響

　　煤與瓦斯突出發生在煤層中，煤的結構特征對突出也有顯著影響。一般來說，原生結構的煤不發生突出，屬非突出煤。受構造應力作用，煤的原生結構遭受破壞后所表現出的結構稱為構造結構。突出煤層均具有構造結構特征，它主要是指煤層在后期改造中所形成的結構。

　　根據大量突出點的調查統計，在發生突出的地點及附近的煤層都具有層理紊亂，煤質松軟的特點。人們習慣上把這種煤叫做軟分層煤，或簡稱軟煤。從地質角度分析，軟分層煤應屬于構造煤[2]，它是煤層在構造應力作用下形變的產物。突出煤層中的構造煤亦可稱為突出危險煤。在突出礦井，煤質變軟是突出的一種預兆。

　　在煤結構破壞程度研究方面，前蘇聯提出了5類劃分法，并認為煤層中含有Ⅳ、Ⅴ破壞類型的分層是發生突出的必要條件。我國頒布的《防治煤與瓦斯突出細則》中，以前蘇聯5類劃分法為基礎，提出了新的劃分標準。

　　構造變動引起的煤厚變化和煤體結構破壞是受地質構造控制的，因此上述三個因素可歸結為地質構造破壞。煤與瓦斯突出為什么集中發生在構造破壞帶呢?大部分研究者認為：地質構造變動引起煤層厚度變化，加深了煤的破壞程度，使煤的機械強度降低、瓦斯放散能力提高，或因處于某一構造部位，使煤層中的瓦斯向地表排放不利等，瓦斯含量增高。另外，在一些構造帶，存在著較高的構造應力，增大了突出危險性。

　　參考文獻

　　[1]{蘇}斯闊成斯基等北京礦業學院編譯室譯 礦內通風學燃料工業出版社

　　[2] 張子敏 瓦斯地質學[M] 中國礦業大學徐州 2009