アウトバースト（採掘）

噴火とは、地下炭鉱の炭鉱面や周囲の地層から石炭、岩石、ガスが突然激しく噴出することです。噴火は非常に深刻な事態となる可能性があり、死者が出る可能性もあります。

爆発の激しさは、ほとんど目立たないものから、採掘パネル全体の破壊を引き起こし、数十トンの機械部品を数メートル飛ばすものまでさまざまです。 1985年6月にオーストラリアのニューサウスウェールズ州タムア炭鉱で発生した爆発では、350トンの石炭と岩石、3000立方メートル以上のガスが噴出し、鉱夫1人が死亡しました。^[1] 1991年に近くのサウスブリ炭鉱で発生した爆発では、3人の鉱夫が死亡しました。1994年1月のウェストクリフ炭鉱での爆発では、300トンの石炭と岩石が噴出し、鉱夫1人が死亡しました。

いくつかの要因により、特定の石炭層は爆発を起こしやすくなります。これには次のものが含まれます。

• 炭層ガス含有量（m ³ /トンで測定） - 一般的に、炭層ガス組成が同じであれば、ガス含有量が高いほどリスクは高くなります。
• 地質構造、特に断層、岩脈、マイロナイト（赤褐色の粉末石炭）帯
• 石炭の浸透性（石炭層の浸透性が低いほど、噴出が起こりやすくなります）
• 炭層ガスの組成 - 与えられた炭層ガス含有量（1トンあたりm ^{3単位）に対して、炭層ガスが主に}メタンである場合とは対照的に、炭層ガスが主に二酸化炭素である場合、炭層は爆発の影響を受けやすくなります。
• 石炭の圧縮強度- 強度の高い石炭層は、爆発しやすいようです。これは、強度の低い石炭は採掘中に切羽付近で変形する傾向があり、その結果、応力が緩和されるためと考えられます (下記参照)。
• 切羽での応力状態- 採掘切羽およびその周囲で高い応力がかかると、炭層の隙間や細孔が閉じることがあります。その結果、炭層ガスの圧力勾配が急激に炭層内に生じます (炭層ガスが切羽領域に自由に排出される低応力環境の場合、炭層ガスの圧力勾配は低くなります)。採掘が進むにつれて、この圧力が激しく解放され、爆発を起こすことがあります。

統計結果によると、石炭とガスの噴出の主な要因は地殻応力（P）であり、次に頑丈さ係数（f）が続く。石炭層ガス含有量（W）は石炭とガスの噴出に最も影響しない要因である。^[2]

爆発管理は、採掘前に炭層からガスを事前に排出することで爆発を防ぐことに主眼を置いています。ガス排出の目的は、炭層のガス含有量を一定の閾値以下に下げることです。その値以下であれば、炭層を採掘しても安全とみなされます。^[3]これらの閾値は、採掘される炭層と炭層に応じて異なります。閾値が導入されて以来、オーストラリアでは爆発による死亡者は1人も記録されていません。

ガスの排出は、採掘前に鉱層にボーリング孔を掘削することで行われます。鉱層からボーリング孔に放出されたガスは、パイプレンジを介して鉱山の外に輸送されます。

標準的なガス排出技術が効果がない場合、鉱山運営者にはいくつかの選択肢があります。これには次のようなものがあります。

• リモートマイニング- マイニングはリモートコントロールによって実行されます。
• グランチング- 従来の機械化された採掘方法とは対照的に、石炭面からの掘削、発破、積み込みを連続的に行う作業。
• 誘導射撃 - 爆発物を使用して面をテストし、爆発が差し迫っている場合に爆発を誘発します。爆発により面が破壊され、面にかかる応力が緩和され、応力が継ぎ目のより深いところまで伝わります。
• その部分の鉱脈を採掘しない - (命は石炭よりも価値がある。)

「爆弾処理班」または爆発状態での採掘は、少なくとも 1 人の採掘者に致命的なリスクをもたらすため、もはや許容されないものと見なされています。「爆弾処理班」とは、爆発が発生する可能性があると予測されたときに採用されていた特別な作業条件のセットです。「爆弾処理班」状態では、次の作業方法が適用されます。

• 切羽での人員配置は最小限 - 特に石炭の採掘中は、一度に切羽にいられるのは 1 人だけ (連続採掘機の運転手)
• 連続採掘機には装甲キャビンが取り付けられており、爆発の際にオペレーターを保護できると考えられていました。(後にこれは誤りであることが判明しました。)
• 作業員は圧縮空気供給装置に接続されたフルフェイスマスクを着用していた。（これも死亡事故を防ぐのに効果がないことが判明した。）

• 岩石破裂

• Shugang Wang、Derek Elsworth、Jishan Liu (2015 年 6 月)。 「石炭における急速な減圧と脱着によるエネルギー破壊」。Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。7 ( 3): 345–350。Bibcode :2015JRMGE...7..345W。doi : 10.1016/j.jrmge.2015.01.004。• 参照: $1. 概要と背景。