煤与瓦斯突出（coal and gas outburst）是指煤矿井下采掘过程中，在很短的时间内从煤岩体内部向采掘空间突然喷出大量的煤和瓦斯混合物的一种煤体动力现象，是煤矿重大灾害之一。

煤与瓦斯突出时所产生的高速瓦斯流（含煤粉或岩粉）能够摧毁巷道设施，破坏通风系统；喷出的瓦斯能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息；喷出的煤、岩能够造成煤流埋人；突出时产生的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生，有时伴生瓦斯燃烧或爆炸。煤与瓦斯突出发生的充分条件是存在诱发突出的外部因素，如采掘活动，导致采动应力集中、积蓄突出能量、平衡状态破坏。其可按照按动力现象的力学特征、突出的强度和突出时间进行分类。煤与瓦斯突出的过程按时间序列，可分为突出危险源（隐患）形成、孕育、发生、发展和结束五个阶段。煤与瓦斯突出机理有很多假说以致始终没有形成共识，但普遍认为突出是地应力、瓦斯压力和煤层物理力学性质综合作用的结果。

预测煤与瓦斯突出的方式有接触式预测、非接触式动态预测、现代数学理论和计算机科学预测。开采有突出危险的矿井时，必须采取多种措施并举的方法防治煤与瓦斯突出，其中区域性防突措施有开采保护层、预抽煤层瓦斯和探明煤层的赋存状况和地质构造；雨布防突措施有松动爆破、钻孔排放瓦斯、水力冲孔及使用金属骨架等。在煤矿生产活动中应注意煤与瓦斯突出预兆的观察，运用好煤与瓦斯突出预警系统，做好安全防护。

煤与瓦斯突出的充分条件是存在诱发突出的外部因素，如采掘活动，导致采动应力集中、积蓄突出能量、平衡状态破坏。随开采深度增加，冲击地压也时有发生。冲击地压与煤与瓦斯突出的区别在于前者以地应力为主，后者以瓦斯动力为主，且在突出时伴有大量瓦斯涌出。具体条件有：

1.采掘工作面前方存在较高瓦斯能和地应力（顶压）的局部高能量煤体，其中瓦斯能量是主要的，地应力是第二位的。否则，便是冲击地压。

2. 工作面前方煤层透气性降低，瓦斯压力和地应力梯度大。

3. 局部高能煤体与自由面之间的煤岩体的强度较低，存在弱面。

4.煤体中蕴含大量的可迅速释放的瓦斯。

煤与瓦斯突出动力现象的基本特征主要有：1.煤与岩体受地应力和瓦斯压力作用，工作面产生明显的动力效应，如从煤体中抛出和压出大量的破碎煤（岩）块（有别于从煤体自然垮落的片帮和冒顶）、破坏支架、摧毁设施、打钻严重喷孔等现象和典型征兆。2.抛压出煤体的吨煤瓦斯涌出量是含量的2倍以上，或大于30立方米每吨。如果仅从煤（岩）体抛出大量的碎煤和岩石，而瓦斯涌出不满足上述条件2，则为冲击地压。

突出的瓦斯主要为甲烷，个别矿井发生过煤与CO₂突出。突出的固体物主要是煤或煤与岩石，钾盐矿井则为盐或盐与岩石。随着井田开采深度和产量的增加，突出次数逐渐增多，突出强度也有所增大。

突出的过程，按时间序列，突出可分为突出危险源（隐患）形成、孕育、发生、发展和结束五个阶段。

隐患形成除存在瓦斯含量大、压力大、地应力大和煤层受破坏等的客观因素外，还在于采掘活动而导致的应力集中等诱发因素。如在突出煤层中相向掘进和上部煤层的煤柱而形成的应力集中、突出危险煤层未进行卸压和瓦斯抽采或虽进行抽采但因钻孔布置不合理而留有抽采盲区等都会形成突出危险源。

在突出危险源区域，进行采掘活动，受到如爆破、割煤、风镐作业、打钻等外因的诱发作用，使煤体原有平衡的应力状态突然破坏，孔隙和裂隙中吸附瓦斯增多、瓦斯压力逐渐升高，采动应力重新分布、并逐渐形成集中、瓦斯解吸但排放受阻而形成能量积聚区，隔离体强度减小等。孕育阶段是在工作面附近的煤壁内地应力与瓦斯压力梯度逐渐增高的过程。一般地应力显现和瓦斯涌出异常，外部表现为煤面外鼓、掉渣，煤体位移、支架压力增加、瓦斯忽大忽小、煤体中出现劈裂声及闷雷声，即通常所说的突出预兆。此阶段，如停止工作，采取措施减少外力对煤体的影响、释放能量或加固煤体等，则可使得突出危险程度减小或免于突出发生。

当瓦斯压力梯度及释放的岩石和煤的弹性潜能足够大时，存储在煤岩体内的弹性潜能迅速释放，伴有煤层发生压缩变形、煤体的破裂、煤体破坏、强度和阻力减小，足够大的地应力梯度和瓦斯压力梯度使瓦斯大量、急剧涌出，携带破碎的煤体抛出，即发生突出。

煤体抛出后，形成空洞，其内出现负压、甚至形成真空，压力的降低进一步导致周边煤体的瓦斯解吸和煤体破坏，从而使煤的破碎过程由突出发动中心向周围发展，突出进一步发展和规模扩大。此过程可能循环几次。

当激发突出的能量耗尽、继续放出的能量不足以粉碎煤或突出孔道受阻碍，不能继续在突出空洞壁建立大的地应力梯度和瓦斯压力梯度时突出即告停止。

1.煤与瓦斯突出发生在一定的采掘深度以下，始突深度之下的突出的次数增多，强度增大。不同矿区和不同煤层开始发生突出的深度不同。

2.煤与瓦斯突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。

3.煤与瓦斯突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近时，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处，采煤工作面的集中应力区内掘进时。

4.突出次数和强度，随煤层的厚度特别是软分层的厚度的增加而增加；煤层转轴倾角愈大，突出的危险性也愈大。

5.煤层的瓦斯含量和瓦斯压力影响突出的重要参数，但不是唯一决定性参数，突出是多种因素综合作用的结果。突出煤层的瓦斯含量和瓦斯压力一般要大于一定值，不同矿区、煤层的临界值不同；同一煤层瓦斯压力越高、含量越大，突出危险性增大。

6.突出煤层的特点是强度低，而且软硬相间，透气性系数小，瓦斯的放散速度高，煤的原生结构遭到破坏，层理紊乱，无明显节理，光泽暗淡，易粉碎。如果煤层的顶板坚硬致密，则突出危险性增大。

7.突出次数与作业地点类型有一定关系。

8.突出一般都有外因诱发，尤其在爆破之后。

9.石门揭煤突出强度较大，一般在100吨/次以上，喷出瓦斯超过万立方米，瓦斯逆流数百米。

10.突出前有预兆，如煤体和支架压力增大，煤壁移动加剧，煤向外鼓出，掉渣，煤脱落，煤块射出，劈裂声，煤炮声，似跑车一样的闷雷声，煤尘变大，瓦斯忽大忽小，温度降低或升 高，顶钻或夹钻，煤硬度变化，煤质干燥、光泽变暗、层理紊乱等。

煤与瓦斯突出是煤矿最严重的灾害之一。煤与瓦斯突出事故发生后会产生大量的有毒有害气体并喷出大量的煤炭，由突出点向回风侧和进风侧蔓延。喷出的煤炭会堵塞巷道，瞬间喷出的瓦斯形成冲击气浪可破坏通风系统，改变风流方向，可使井下空间充满大量瓦斯，导致空气的氧含量急剧下降。因冲击破坏了通风系统，可使大范围区域内的人员因缺氧而室息，甚至可能造成大量人员死亡。由于突出大量的高浓度瓦斯可以逆风流进入主要运输巷道，一旦接触火源就可能发生瓦斯爆炸事故。

煤与瓦斯突出事故发生时会喷出大量的瓦斯和煤尘，喷出的煤岩量最高可达7000立方米，瓦斯量可达100万立方米以上，突出的时间极短，一般持续几分钟或几秒钟。突出的煤岩体中往往会形成大小不同、形状不一的孔洞，突出时常伴有猛烈的响声和巨大的动力效应。突出时产生的冲击波可破坏巷道支架，破坏通风设施，移动或破坏机电设备等。突出的煤岩量可瞬间堵塞巷道。突出过程中，突出的瓦斯不但顺着风流向回风方向冲击，而且常常发生逆着风流冲击的现象，即瓦斯逆着风流向风流相反方向运动。有时瓦斯会逆风流流动很远，从下一个水平逆行到上一个水平。突出的高浓度瓦斯一般情况下不会立即爆炸，这是因为喷出的瓦斯浓度很高，一般都为100%，只有当将瓦斯浓度稀释到爆炸界限内，遇明火才能发生爆炸。所以煤与瓦斯突出事故，特别是大型煤与瓦斯突出事故，常常会伴生瓦斯爆炸事故。

按照煤与瓦斯突出的力学基本特征，可分为突出、压出和倾出三类。此特征会造成分选现象，即靠近突出地点巷道下部堆积为块煤，较远的地方为碎煤，远处和煤堆上部为粉煤。

突出强度是指每次突出的煤岩数量和涌出的瓦斯量，主要以突出煤岩量作为划分突出强度的依据。按照突出强度的大小可分为四类，即：小型、中型、大型和特大型。

有延期突出和不延期突出两种。延期突出一般占突出总数的百分之几。延长时间无规律，从几分钟到十几小时，有的甚至几天。延期突出多发生于石门揭煤。

煤与瓦斯突出机理是解释煤与瓦斯突出原因和过程的理论见解，突出是复杂的自然现象，假说很多以致始终没有形成共识。但普遍认为，突出是地应力、瓦斯压力和煤层物理力学性质综合作用的结果。自20世纪以来，国内外学者对煤与瓦斯突出的机理做了深入研究，提出了几十种关于煤与瓦斯突出机理的假说，归纳起来主要有以下几种类型：瓦斯主导作用假说、地应力主导作用假说、化学本质作用假说和综合作用假说。

瓦斯是突出过程中的主要动力之一。受采动影响，在煤层松软、存在构造煤的地方能形成较高的瓦斯压力梯度，可以激发突出；在突出发展过程中，瓦斯压力与地应力配合连续剥离、破碎煤体使突出向深部传播；由于急剧卸压、吸附瓦斯解吸，形成瓦斯风暴，不断地破碎煤，并将其推出和抛出煤体；在突出孔壁面附近产生较高瓦斯压力梯度，为连续剥离煤体和突出发展持续提供必要条件。

瓦斯主导作用假说认为高压瓦斯是突出中起主要作用的因素。煤层内存在瓦斯压力及瓦斯含量比邻近区域高得多的煤窝，该区域煤松软，孔隙与裂隙发育，具有较大的存贮瓦斯的能力，它被透气性差的煤（岩）所包围，储存着高压瓦斯。当巷道或工作面接近此区域时，煤壁受到高压瓦斯作用破坏而发生突出。其主要代表有“瓦斯包”说、粉煤带说、煤孔隙结构不均匀说、瓦斯膨胀说、闭合孔隙瓦斯释放说等。

地应力包括原岩应力、地质构造应力、采动集中应力。在突出的孕育和发展阶段中，地应力与瓦斯压力联合作用对煤体进行破碎、剥离；破坏煤体内部应力平衡状态，使煤体受到剪切破坏，导致煤体内部裂隙不断地张、闭运动，卸压和瓦斯解吸，激发瓦斯压力增大；最后推动破碎的煤体移动和抛出，并使突出连续发展。

地应力主导作用假说认为在煤与瓦斯突出过程中起主导作用的是高地应力。含瓦斯煤体内储存了大量的弹性势能，当工作面接近该区域时，高应力区的弹性势能释放使煤体破坏而引起煤与瓦斯突出。其主要代表有岩石变形潜能说、应力集中说、振动波动说和应力叠加说等。

化学本质作用假说认为煤质在突出过程中起主导作用。其主要代表有“爆炸的煤”说、重煤说、地球化学说、硝基化合物说等4种假说。因该假说在现场观察和实验室试验两个方面都没有得到支持，已被绝大多数研究者抛弃。

煤具有双重性质，强度高时，能承受较大的地应力，形成阻力而抗拒破碎，不易引起煤与瓦斯突出，或阻止煤与瓦斯突出的发展，降低突出强度；反之，煤较软时，其强度降低、突出阻力减小；同时降低裂隙的连通性，增大压力梯度，易发生突出。

综合作用假说认为煤与瓦斯突出是由于地应力、瓦斯（含量、压力）及煤的物理力学性质三种主要因素综合作用的结果。这类假说较全面地分析了突出发生的作用力和介质两个方面的主要因素，得到了大多数学者的认可。其主要代表有振动说、分层分离说破坏区说、游离瓦斯压力说、地应力不均匀假说、能量假说等。

1995年，原煤炭工业部发布《防治煤与瓦斯突出细则》，2009年8月1日该文件被废止。2006年11月2日，国家安全生产监督管理总局发布《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（标准号：AQ1024-2006）。2009年，国家安全生产监督管理总局颁布实施的《防治煤与瓦斯突出规定》提出了“区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充”的防突原则，建立了以两个“四位一体”综合防突措施为核心的防突技术和管理体系。该规定于2019年9月16日被废止。2016年国家安全生产监督管理总局修订的《煤矿安全规程》对煤矿瓦斯灾害防治提出了相关规定。2018年4月27日，煤矿安监局、能源局关于印发《煤矿瓦斯等级鉴定办法》。2019年7月16日，国家煤矿安全监察局颁布了《防治煤与瓦斯突出细则》，该细则于2019年10月1日起正式施行。2021年8月17日应急管理部通过《应急管理部关于修改〈煤矿安全规程〉的决定》，新修订的《煤矿安全规程》于2022年4月1日施行。

开采有突出危险的矿井，必须采取多种措施并举的方法防治煤与瓦斯突出。防治突出的目标是，将煤层瓦斯含量和压力降低到安全值以下，消除突出危险性；其技术关键是，煤层卸压，增大透气性，然后采用先进、合理的方法抽采瓦斯。防突措施按其作用范围可以分为区域性和局部性两大类。前者可使较大范围煤层消除突出危险性，后者使局部煤层（如掘进工作面）消除突出危险性。《防治煤与瓦斯突出细则》对防治突出的各个环节都作出了具体的规定。

区域性防突措施主要有开采保护层和大面积预抽煤层瓦斯两种，在开采前实施。开保护层是预防突出最有效、最经济的措施。

在突出矿井煤层群开采时，为消除邻近煤层的突出危险而先开采无突出危险或突出 险性小的煤层或岩层，称为保护层。后开采的相邻煤层称为被保护层。保护层位于被保层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。如图所示，A 层为B的下保护层、B的上保护层，或者说 B₁ 、B₂分别为A 层上、下被保护层。保护层开采的具体技术问题，应参照《防治煤与瓦斯突出细则》执行。由于保护层开采的采动卸压作用并同时抽采卸压瓦斯可使邻近的被保护煤层的突出危险区转变为无突出危险区。开采保护层是最有效、最经济的区域性防突措施。

开采保护层后，应采取预抽被保护层中的采动卸压煤层的瓦斯。对于无保护层开采的突出危险煤层，采用大面积网格式穿层钻孔预抽突出危险煤层瓦斯的方法，也使得区域防突效果更为理想。

地质构造和煤层变化带是突出高发地。探明煤层的赋存状况和地质构造可为巷道位置选择、采掘工程安排、防消突措施制定提供科学依据。因此，应将地质构造探测作为区域和局部防突措施的重要组成部分。

局部防突措施包括预防和消突采掘工作面前方煤层突出危险措施。

松动爆破是向掘进工作面前方应力集中区打若干个钻孔、装药爆破，使煤层裂隙增加， 提高钻孔瓦斯抽采量，加快瓦斯的排出，同时可使集中应力区向煤体深部移动，从而在工作面前方造成较长的卸压带，以预防突出的发生。松动爆破按远距离爆破的要求执行。为了提高深孔松动爆破的防突效果，应采用低爆速、高能量、高安全性的预裂爆破专用药柱；在爆破孔的两侧和中间打一些不装药的排放钻孔，以扩大爆破的自由面和增加瓦斯排放通道。

石门和立井揭煤前，由岩巷或煤巷向其及其周围的煤层超前打钻（穿过煤层），将煤层中的瓦斯经过钻孔自然排放出来，经过效果检验其突出指标降到安全值以下时，再进行采掘工作。此法适用于煤层厚、转轴倾角大、透气性系数大和瓦斯压力高的煤层被揭开时。缺点是打钻工程量大，瓦斯压力下降慢时，等待时间长。

水力冲孔是在安全岩（煤）柱的防护下，向煤层打钻后，用高压水射流在工作面前方煤体内冲出一定的孔道，加速瓦斯排放。同时，由于孔道周围煤体的移动变形，应力重新分布，扩大卸压范围。此外，在高压水射流的冲击作用下，冲孔过程中能诱发小型突出，使煤岩中蕴藏的潜在能量逐渐释放，避免大型突出的发生。水力冲孔适用于地压大、瓦斯压力大、煤质松软的突出危险煤层。

金属骨架是一种超前支架。当石门掘进工作面接近煤层时，通过岩柱在巷道顶部和两帮上侧打钻，钻孔穿过煤层全厚，进入岩层。然后将长度大于孔深的钢管或钢轨，作为骨架插入孔内，再将骨架尾部固定，最后用震动爆破揭开煤层。此法适用于地压和瓦斯压力都不太大的急倾斜薄煤层或中厚煤层，作为配套措施用。在转轴倾角小或厚煤层中，金属骨架长度大，易于挠曲，不能很好地阻止煤体移动，效果较差。

它是在煤巷掘进工作面前方始终保持一定数量的排放瓦斯钻孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的强度，在钻孔周围形成卸压区，使集中应力区移向煤体深部。超前钻孔孔数决定于巷道断面积和瓦斯排放半径。急倾斜中厚或厚煤层上山掘进时，可用穿透式钻机，贯穿全长后，再由上而下扩大断面然后用人工修整到所需断面。超前钻孔适用于煤层赋存稳定、透气性系数较大的情况下。如果煤质松软，瓦斯压力较大，打钻时则容易发生夹钻、垮孔、顶钻，甚至孔内突出现象。

多用于有突出危险的急倾斜煤层厚煤层的煤层平巷掘进时。为了防止因工作面顶部煤体松软垮落而导致突出，在工作面前方巷道顶部事先打上一排超前支架，增加煤层的稳定性。巷道永久支架架设后，钢材可收回再用。

在采掘工作面使用卸压槽技术，作为预防煤（岩）与瓦斯突出和冲击地压的措施。它的实质是预先在工作面前方切割出一个缝槽，以增加工作面前方的卸压范围。没有卸压槽时，工作面前方的卸压区很小，巷道两帮的前方更小。巷道的两帮切割出卸压槽以后，卸压范围扩大，在此范围内掘进，并保持一定的超前距就可避免突出或冲击地压的发生。

在石门和立井揭煤前从工作面向巷道周围煤体打钻压注固化材料，增加工作面周围煤体的强度。各钻孔应在孔口封堵牢固后方可向孔内注入固化材料。可根据注入压力升高的情况或注入量决定是否停止注入。在固化以外的煤体，应布置预抽或排放瓦斯钻孔。在完成揭煤前应保持钻孔的抽采或自然排放状态。

1.在有突出煤层的采区必须设置采区避难所。其内设置支护良好、向外开启的隔离门、压风自救系统、电话，以及隔离式自救器、饮水等维持生命的物品。

2.掘进工作面进风侧必须设置至少两道牢固可靠的反向风门，防止突出时瓦斯逆流进入进风系统。

3.为了降低爆破诱发突出的强度，爆破前可在工作面安设用金属、矸石或木垛等构成的挡栏。

4.井巷揭穿突出煤层和突出煤层的炮掘、炮采工作面都必须采取远距离爆破安全防护措施，远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。

在突出前绝大多数突出都有预兆。研究与掌握预兆的发生规律，及时发出突出警报，撤出人员，就能减轻突出的危害。突出预兆主要有：

1.瓦斯涌出异常。主要预兆有：瓦斯涌出有忽大忽小的异常，打钻有顶钻、喷瓦斯、喷煤等动力现象。

2.地压增大。主要预兆有：来压声响，支架折断，煤炮声，煤岩开裂，煤壁外鼓，片帮，掉渣，底鼓，打钻时顶钻、夹钻等。

3.煤层结构、地质构造。主要预兆有：层理紊乱，煤层变软或软硬不均，颜色暗淡无光，煤层受挤压，厚度变大，转轴倾角变陡，煤层干燥等。

4.电磁辐射异常。

5.其他方面。煤温或气温降低等现象。

煤与瓦斯突出接触式预测在煤与瓦斯突出预测中的方法主要包括地质指标法、地质统计法、瓦斯地质单元法、地质动力区划方法、构造物理学的理论和方法。

静态工作面突出危险预测方法一般是通过钻孔来实现的，也称为静态的钻孔法。静态法打钻及参数测定需占用作业时间和空间，工程量很大，预测作业时间也较长，对生产有一定的影响，预测所需费用也较高。而且在钻孔附近取得的预测结果仅仅是局部的，并不能完全代表整个预测步长范围内的突出危险性，在预测时刻取得的结果也只是静态的，并不能完全代表煤体稳定前整个时期内的突出危险性。

因静态工作面突出危险预测方法具有局限性，所以煤与瓦斯突出的连续预测逐渐发展，主要途径有声发射监测技术、无线电透视监测技术和电磁辐射监测技术。

煤与瓦斯突出机理复杂，突出影响因素与突出事件之间相关规律存在一定的不精确性和模糊性，因此一些先进的数学理论方法如计算机模拟、模糊数学理论、灰色系统理论、神经网络、专家系统、分形理论和非线性理论、流变与突变理论等，以及计算机科学中的数据库、数据挖掘、GIS技术和三维地球科学模拟技术阅等逐步发展并应用于煤与瓦斯突出的定量评价与预测中。

煤与瓦斯突出预兆只有比较明显的显现时，才能为人们所察觉，而且单凭人的感觉往往难以及时准确地判断。所以国内外都在研究、试验比较可靠的探测突出预兆的仪器，已有的如微震仪、电磁辐射仪等。它的基本原理是探测并记录煤、岩在受力破坏过程中发生破裂与震动时产生的震动和电磁波。因为震波、电磁、声波的强度和频率增加到一定数值时，就可能出现煤的突然破坏，发生突出。这种方法的缺点是难以做到实时监测。

预警系统是由传感器、信息传输网络和计算机（服务器）等硬件，以及辨识煤与瓦斯突出 征兆的专业软件组成系统，是矿井安全监测系统的组成部分。实现煤与瓦斯突出预警技术关键是建立能反映当地煤层突出致因和征兆的预警指标体系以及确定其临界值。预警主要包括突出征兆信息采集、处理、辨识和预警等过程。利用监测系统检测突出孕育和发展过程中的各种征兆，实现突出的早期辨识和预警，可提前采取处理措施，防止突出事故发生；并将人员撤离至安全地带，减少人员伤亡。

2012年12月5日中午，云南省富源县黄泥河镇上厂煤矿一号井110212采煤工作面发生一起煤与瓦斯突出事故。事故发生时，当班下井66人，作业分南、北两个回采工作面，其中南翼39人、北翼110212采煤工作面27人。事故导致17人遇难、6人受伤。经初步调查，事故系矿主擅自打开密闭，放炮作业诱发煤与瓦斯突出导致。

2016年3月6日11时20分，位于白山市的通化矿业（集团）有限责任公司松树煤矿发生一起煤与瓦斯突出事故，692人安全升井，13人被困井下。井下被困13名人员中1人获救、12人遇难。

2023年6月27日，辽宁阜新弘霖矿业（集团）有限公司（以下简称弘霖煤矿）发生一起较大煤与瓦斯突出事故，造成7人死亡、7人受伤，直接经济损失1483.3万元。事故发生后，弘霖煤矿隐瞒未报，后经阜新市政府核查属实。

2024年1月12日，河南省平煤股份十二矿发生一起重大煤与瓦斯突出事故，造成16人遇难。1月21日，根据《重大事故查处挂牌督办办法》，国务院安委会决定对该起重大事故查处实行挂牌督办。