1 前言     煤与瓦斯突出（以下简称突出）是煤矿井下采掘生产过程中一种极其复杂的动力现象。研究表明：在煤巷掘进工作面，煤体支承的上覆岩层自重应力向周围煤体转移，形成远大于煤体单向抗压强度的支承应力，其性质为剪切应力，使周围煤体受到破坏，发生流变，形成靠近工作面处一定长度的卸压带，卸压带范围内的煤体只承受自重应力，所含瓦斯得到充分放散，煤体已经失去突出危险，并且阻碍前方煤体的突出。卸压带内煤体随着变形持续向深部发展，在一定深度范围内，煤体受力与变形相关变化，处于动平衡直至临界平衡状态，煤体受压缩，积蓄很高的弹性潜能，地应力和瓦斯压力增高，透气性下降，瓦斯难以释放，形成应力集中带。在煤体深部，随着流变变形的停止而逐渐进入原始应力带。     一方面，只要掘进工作面前方卸压带长度足够长，每次爆破掘进后的瞬间，工作面前方仍有足够长的卸压带来阻挡有突出危险的煤体，突出就不会发生。当卸压带变短、应力集中带靠近掘进工作面时，工作面附近煤体处于极限平衡状态，瓦斯压力梯度增高，掘进作业会破坏煤体的极限平衡状态，破坏面以里的煤体连续剥离，暴露出新鲜面，高速破碎，瓦斯由已破碎有煤中解吸、涌出，形成瓦斯流，把粉碎煤抛向巷道，造成瓦斯突出。     另一方面，在突出准备阶段，破坏煤的基本动力是弹性潜能释放转化的动能。其能量大小与煤的弹性有关，随着弹性增大，工作面附近的弹性能量增大。由于煤质不同，其潜能释放方式也不同，当煤遭到脆性破坏，能量快速、突然释放；煤塑性强时，能量大部分消耗于逐渐变形及平缓的变形。     焦作矿区绝大多数突出与软煤分层有关，软煤是突出的主要发源地。笔者认为，要想避免煤巷突出，应从两个方面采取措施：     一是对围岩和煤体进行卸压，降低瓦斯压力，转移地应力；     二是增强煤塑性，重点消除软煤分层突出威胁。     焦作矿区是一个具有严重突出危险的矿区，随着矿井开采浓度的增加，特别是掘进工作面瓦斯突出危险性越来越严重，松动爆破、超前暴露出适用范围局限、措施重复率高、占用时间长、措施成本高等缺点，严重制约着掘进速度的提高，造成采掘比例失调，该矿区部分巷道措施情况如表1所示。     表1 焦作矿区部分矿井突出地区掘进情况     见表     突出不仅严重威胁煤矿安全生产，而且制约煤矿生产能力的发挥。防突技术措施工序复杂，造成煤巷掘进速度缓慢。突出后处理事故时间很长，影响了正常的采掘接替，严重制约矿井的生产能力。    2 中高压注水综合措施防突作用机理     中高压注水综合防突措施就是：巷道两侧布置长钻孔抽放工作面前方及两侧煤体瓦斯，向掘进工作面前方应力集中带内打短钻孔进行中高压注水。     该措施是边掘边抽钻孔提前抽放瓦斯，增大煤体透水性。有利于煤层注水；较高的压力水压裂破坏煤体，增加煤体透气性，提高瓦斯抽放效果。     煤的孔隙性决定煤吸附瓦斯的能力和煤的渗透特性。水分了具有明显的极性，水分子间和水煤分子间的相互作用，大于甲烷和煤分子间的相互作用，容易被煤所吸附，以多分子层形式吸附在煤的内表面，形成煤-水-甲烷体系平衡状态。当该平衡遭到破坏时，煤吸水的牢固性和吸住的水量超过甲烷，从而减少煤中的瓦斯量。煤中水分增加，煤抗压强度和弹性模数显著减小，塑性增强。     水在煤层中流动主要表现为在裂隙和大孔中进行的渗透过程，在微孔中主要表现为流体的扩散，从而挤出瓦斯。用很高压力注水时，液体不会使煤体破裂，煤层将沿已有的削弱面-裂缝裂开，水以超过煤层自然吸收能力的流量进行注水，导致裂缝的敞开和扩展，消除煤体不稳定的平衡状态，降低近工作面部分的承压能力，增加临界状态带深度，并把集中应力带推向煤体深处。     通过研究和试验表明，中高压注水综合防突措施具有以下防突效果：     （1）高坟水逐渐使煤体破裂，使应力集中带前移，增加了巷道卸压带长度。     （2）高压水通过软煤分层时携带煤泥在煤层中运动，并顺煤层的裂缝向巷道空间或钻孔拔出，使煤体疏松，提高煤层透气性，瓦斯压力梯度降低。     （3）水封闭瓦斯流动通道，使瓦斯由吸附状态转为游离状态更加困难。     （4）煤体湿润，力学性质发生改变，弹性模数降低，增强煤体塑性，应力分布均匀。     （5）边掘边抽钻孔及时抽出工作面正前瓦斯，同时截流抽放前方两侧煤体的瓦斯，扩大了措施控制范围，有效防止瓦斯突出。    3 中高压注水综合防突措施    3.1 措施布置     中高压注水综合防突措施即边掘边抽与中高压注水相结合的措施，在巷道两帮边掘边抽钻场抽放正前煤体瓦斯的同时，掘进工作面采取中高压注水措施。     措施效果检验超标时辅助以φ42mm排放钻孔，直至措施效检有效后，留出效检超前距采用远距离放炮安全防护措施进行掘进作业。
                

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