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文档简介
某煤矿防治煤与瓦斯突出指南前 言1第一章 总则2第一节 一般规定2第二节 瓦斯动力现象及其特征4第三节 组织管理工作7第四节 防突技术管理12第五节 瓦斯动力现象的调查和统计13第二章 区域性防突措施15第一节 突出煤层区域性预测15第二节 开采保护层17第三节 预抽煤层瓦斯26第四节 区域防突措施效果检验34第五节 区域防突措施效果验证36第六节 区域安全防护37第三章 局部综合防突措施38第一节 局部综合防突措施基本要求38第二节 工作面突出危险性预测41第三节 石门(含立、斜井)揭煤工作面防突措施48第四节 煤巷掘进工作面防突措施53第五节 采煤工作面防突措施60第六节 工作面防突措施效果检验66第七节 工作面安全防护措施68第四章 附则71第五章 附录73附录一 矿井动力现象台帐73附录二 矿井煤与瓦斯突出记录卡片74附录三 原始瓦斯压力和透气系数测定的实施细则75附录四 防突相关工种岗位责任制80附录六 煤与瓦斯突出防治管理制度89附录七 未定性为突出煤层的管理办法97附录八 防突仪器仪表管理办法101附录九 煤与瓦斯突出危险性预测(检验)现场操作管理规定104附录十 压缩氧自救器使用管理实施细则106参考文献109前 言近段时期以来,尤其是2008年9月份以来,宜宾、峨眉等区域小煤矿煤与瓦斯突出事故接连发生:2008年9月5日,宜宾市兴文县金河煤业有限责任公司发生煤与瓦斯突出事故,18人死亡;2008年9月13日,峨眉山市川主乡莲花煤矿发生煤与瓦斯突出事故,造成5人死亡;2008年10月12日,宜宾市江安县红桥镇幸福煤矿发生煤与瓦斯突出事故,10人死亡。突出事故的连续发生,暴露出我省小煤矿防治煤与瓦斯突出的基础管理工作存在严重不足。煤矿安全规程第192条规定:“对于有突出危险煤层,应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施”。四川省安委会关于加强煤与瓦斯突出防治工作的紧急通知(川安办200893号)要求,“完善煤与瓦斯突出矿井区域性防突措施。有条件开采保护层的必须首先开采保护层,无条件的,优先布置超前岩巷,对突出煤层实施穿层钻孔网格预抽等区域防突措施,突出煤层瓦斯预抽达标后方可进入煤巷施工”。为了贯彻执行煤矿安全规程(2006年版)、防治煤与瓦斯突出细则(原煤炭部1995年),落实相关文件精神,防止煤与瓦斯突出等重大事故的发生。四川省安全科学技术学院和四川矿山安全技术培训中心,根据四川省安全生产监督管理局、四川煤监局的安排,结合四川省煤矿多年的防突实践和有关的防突管理规定,编制了四川省小煤矿防治煤与瓦斯突出指南(简称指南,下同)初稿,分别于2008年11月和2009年2月,两次聘请省内外相关专家审查,多次修改后形成本指南(送审稿)。希望指南能对煤炭企业管理者、有关工程技术人员和防突从业人员有所启迪和帮助。鉴于时间仓促,水平有限,如有疏漏、错误和不当之处,恳请批评指正。 四川省安全科学技术研究院 四川矿山安全技术培训中心二00九年三月第一章 总则第一节 一般规定第1条为适应四川小煤矿防治煤与瓦斯突出的需要,根据煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出细则等有关防突规定,并结合四川省小煤矿多年的防突实践,制定四川省小煤矿防治煤与瓦斯突出指南(简称指南,下同)。煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象,到目前为止,对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。因此,防治煤与瓦斯突出是一项长期的、艰巨的、复杂的系统工程。但是,许多国有大矿的实践证明,只要坚持技术先进、严格科学管理,突出是可以得到有效控制的。第2条 煤矿企业提出报告,经具有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位鉴定或发生过一次煤与瓦斯突出,报省级煤炭行业管理部门审批,并报省级煤矿安全监管部门、省级煤矿安全监察机构备案。即确定为开采突出煤层的突出矿井。煤矿发生瓦斯动力现象,造成生产安全事故的,在事故调查中认定为煤与瓦斯突出事故的,发生瓦斯动力现象的煤层即为突出煤层,煤层所处矿井即为突出矿井。第3条 煤与瓦斯突出综合防治措施,应以区域防突措施为主、局部防突措施为辅,并建立防治煤与瓦斯突出技术措施体系,即:合理开拓开采部署,突出危险性预测,防治煤与瓦斯突出措施,防治突出措施效果检验,安全防护措施等“五步配套”的综合防治突出。突出矿井必须建立地面永久抽采瓦斯系统,并实现正常运行。第4条 防治煤与瓦斯突出的工程计划和实施,应将预抽煤层瓦斯、保护层开采(同时抽采被保护层卸压瓦斯,下同)等工程,与矿井采掘部署,“抽、掘、采”工程接替等统一安排,使矿井的开拓(准备)区(段)、保护层开采(或抽采瓦斯)区(段)和消除突出煤层开采区(段)按比例协调配置,确保开拓(准备)区(段)超前保护层开采(或抽采瓦斯)区(段),保护层开采(或抽采瓦斯) 区(段)超前消除突出煤层开采区(段),形成“三区(段)配套两超前”。其超前的时间根据矿井实际条件确定。以便达到部署上拉开、系统上独立,保证治理突出有足够的空间和时间,实现“抽、掘、采”的平衡。第5条 突出矿井的巷道布置应符合下列要求 (1)主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中。突出煤层的掘进工作量应尽可能减少。开采保护层的采区,应充分利用保护层的保护范围。煤层巷道应尽可能布置在卸压范围内。 (2)专用瓦斯抽采巷,应布置在岩巷或非突出煤层中,且在巷道支护不困难、保证封孔严密、预抽瓦斯效果好的前题下,尽可能靠近需抽采瓦斯煤层。 (3)井巷揭穿突出煤层的次数应尽可能减少,揭穿突出煤层的地点应避开地质构造破坏带。如果条件许可应尽量将石门布置在被保护区或先掘出揭煤地点的煤层巷道,然后再与石门贯通。石门与突出煤层中已掘巷道贯通时,按照揭穿突出煤层全过程进行防突管理,被贯通巷道应超过石门贯通位置5m以上、并保持有效支护和正常通风。 (4)井巷揭穿突出煤层前,必须有独立的、可靠的通风系统。(5)在突出煤层中,严禁任何两个采掘工作面之间串联通风,工作面回风不应设风窗。突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。(6)每个采区必须设置至少一条专用回风巷。第二节 瓦斯动力现象及其特征 第6条 瓦斯动力现象发生在开拓、准备和回采巷道工作面,绝大多数发生在放炮、割煤、打钻等破坏煤体的工序。它是在地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质共同作用下,靠近工作面区含瓦斯的煤快速发生破碎,大量的瓦斯和碎煤在很短的时间内突然从煤体喷出,具有较大的破坏力,容易造成巷道、设备设施破坏和报废及人身伤亡事故。煤与瓦斯突出包括:煤与瓦斯突然喷出(简称突出,下同)、煤的压出伴随瓦斯涌出(简称压出,下同)、煤的倾出伴随瓦斯涌出(简称倾出,下同)。第7条 突出的发展有下列几个阶段:(1)生产过程引起近工作面区高地应力的煤层碎性破坏;(2)膨胀瓦斯流将已破碎的煤抛出;(3)突出孔洞和冒落煤中的瓦斯涌出强度逐渐衰竭。第8条 绝大多数煤与瓦斯突出都有预兆。有声预兆:俗称响煤炮,通常在煤体深处打闷雷声(放炮声),噼啪声(枪声),劈裂声,嘈杂声,沙沙声等。无声预兆:煤层变软,光泽变暗,层理紊乱,掉渣和小块煤剥落,煤面轻微颤动,支架压力增加,瓦斯涌出量增高或者忽大忽小,煤面温度或气温降低,钻孔喷孔、夹钻、顶钻等。 第9条 煤与瓦斯突出的基本特征:(1)突出的煤向外抛出距离较远,具有分选现象;(2)抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角;(3)抛出的煤破碎程度较高,含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉;(4)有明显的动力效应,破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施; (5)有大量的瓦斯涌出,瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量,有时会使风流逆转;(6)突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。第10条 压出是近工作面区的煤体快速挤出,由应力状态变化或开采层集中压力所引起。压出的基本特征是:(1)压出有两种形式:煤的突然移动(整体位移)和煤的突然挤出(即煤有一定距离的抛出,但位移和抛出的距离都较小);(2)压出后,在煤层与顶板之间的裂隙中,常留有细煤粉,整体位移的煤体上有大量的裂隙;(3)压出的煤呈块状,无分选现象;(4)巷道瓦斯涌出量增大;(5)压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。第11条 倾出是由于支护不及时或支护质量不好,悬露部分的破碎煤在煤的自重作用下发生的。煤的倾出能引起或转化为突出。倾出的基本特征是:(1)倾出的煤就地按自然安息角堆积,无分选现象; (2)倾出的孔洞具有较规则的几何形状,孔洞口大腔小,孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂(厚煤层)方向发展;(3)无明显动力效应;(4)倾出常发生在煤质松软的急倾斜、倾斜煤层中;(5)巷道瓦斯涌出量明显增加。在倾出前经常出现的预兆是:煤的硬度降低,煤开裂,工作面掉煤渣,支架压力增加等,有时煤体中也出现劈裂声、闷雷声等。第12条 煤与瓦斯突出强度,可由数吨到数千吨。根据突出煤量可将煤与瓦斯突出分成五类:(1)小型煤与瓦斯突出,强度小于10t; (2)中型煤与瓦斯突出,强度1099 t ;(3)次大型煤与瓦斯突出,强度100499 t;(4)大型煤与瓦斯突出,强度500999 t;(5)特大型煤与瓦斯突出,强度等于或大于1000 t 。第13条 煤与瓦斯突出的一般规律:(1)突出危险性随采掘深度增加而增大。突出次数和强度随采掘深度增加而增加是突出的普遍规律,对每个矿井、煤层都有一个发生突出的最小深度,当小于该深度时不发生突出,该深度简称为始突深度。(2)突出危险性随突出煤层厚度增加而增大。突出煤层越厚危险性越大,表现为突出次数多,强度大。(3)突出与巷道类别:煤层平巷突出次数最多,约占突出总数的45%左右。石门揭煤的突出次数虽不多,但其强度最大,且80%以上的特大型突出均发生在石门揭穿煤层的工作面。(4)突出前作业方式:爆破作业引发的突出约占总数的2/3,突出的平均强度最大。风镐落煤和手镐落煤时发生的突出,一般只占突出总次数的1216%。(5)突出前大多有预兆:突出虽是突然发生的,但在突出前大都有预兆出现,可以出现一种预兆,也可以同时出现几种预兆。(6)突出大都发生在地质构造带。易发生突出的地质构造带有:向斜轴部地带;帚状构造收敛端;煤层扭转区;煤层产状变化区;煤包及煤层厚度变化带;压性、压扭性断层带;岩浆岩侵入带等。(7)采掘工作面应力集中区容易发生突出。(8)煤层瓦斯压力和瓦斯含量越高、煤层越松软,其突出危险性越大。第三节 组织管理工作第14条 责任制管理矿长(企业法人、业主,下同)对矿井防突管理工作负直接管理责任。定期检查平衡防突工作,解决防突所需的人力、财力、物力,保证防突工作的有效实施;并对以防治突出为主要内容的科研经费予以保证。矿总工程师(或技术负责人,以下同)对矿井防突工作负直接技术的管理责任,负责组织编制、审批、实施、检查防突工作规划、计划和措施;副矿长负责落实所分管的防突相关工作; 矿职能部门负责人对本职范围内的防突相关工作直接负责;矿基层队、班组长对管辖内的防突相关工作直接负责;矿防突人员对所在岗位的防突工作直接负责。第15条 防突机构:开采突出煤层的矿井必须设置专门的防突机构,配备足够的专职防突人员。防突机构必须至少配备1名具有采矿或通风、地质专业,中专及以上文化程度的专职防突技术人员。矿井防突机构的主要职责:(1)负责制定矿井防突规划、计划,制定、报批、贯彻防突的安全技术措施;(2)负责填写、报批、送达防突预测预报、防突措施、措施效果检验通知单;(3)负责搜集突出资料,填写突出卡片,搜集与防突相关的原始资料;(4)负责总结、分析防突动态资料和规律,定期上报防突相关报表及总结材料;(5)配合矿井地质人员,编绘矿井瓦斯地质图。(6)负责指导、检查防突安全技术措施的现场落实。第16条 地测部门(或地测人员、下同)在防治突出工作中,必须遵守下列规定: (1)矿井地测部门与通风、防突部门应共同编制矿井瓦斯地质图。矿井瓦斯地质图由地测部门绘制,通风、防突部门提供有关资料。 (2)采掘工作面距保护区边缘30m以前,矿井地测部门必须向有关采掘队、防突专门机构、生产调度室、通风队、安监部门提交采掘工作面临近未保护区通知单,并报告矿总工程师。(3)在突出煤层顶底板岩巷掘进时,地测部门必须定期验证提供的地质资料,掌握施工动态和围岩变化情况,防止误穿突出煤层。(4)在突出危险煤层内进行采掘作业时,地测部门应适时探测工作面前方地质构造,及时提交预报资料。(5)区域性预测地质资料、防突头面地质资料、地质探孔设计、竣工资料收集、整理、岩柱控制、保护范围的划定和进出未保护范围均由地测部门负责。第17条 防突措施的编制、执行、监督检查工作,必须遵守下列规定: (1)防治突出专门机构负责编制防治突出措施,矿总工程师负责组织生产、通风、安监等部门审查。 (2)防治突出措施的内容,必须有瓦斯地质资料、突出危险性预测方法与指标、防治突出技术措施及其效果检验方法、安全防护措施以及贯彻执行防突措施的组织措施,并附区域预测图、保护层开采的保护关系图,防突技术措施设计图,通风系统图,避灾路线图,瓦斯监控系统图等。(3)突出危险区的防治突出措施,必须按规定执行以“区域防突措施为主,局部防突措施为辅”的方针。(4)批准的防突措施,由矿防突专职技术员向施工队管理人员、职工贯彻,并考试,合格者方可上岗作业。 (5)采掘作业必须严格执行审定的防突措施,对某项内容执行确有困难的,由矿总工程师组织修改或补充措施,并按原措施审批程序报批。 (6)在突出煤层内掘进,遇地质构造等情况引起前方无煤时,必须保证在前方岩层内有2m钻孔超前距方能作业,并补充过构造的专门防突措施。 (7)严格执行防突施工督查制度。网格预抽孔和本层预抽孔验孔率不少于30。每月对重点防突头面抽查防突钻孔、安全措施执行情况不少于3次,其它防突头面不少于1次。 建立专门的防突预抽孔验孔记录台帐,防突采掘工作面局部措施孔、安全措施抽查记录台帐。 (8)根据不同的防突措施,制定专门的组织措施,逐条落实有关人员职责。突出危险地点管理人员现场跟班监控。 第18条 矿井每月进行一次由矿总工程师组织的防突措施复审、实施会议。 第19条 县级煤矿安全监管部门每季、矿每月至少召开一次防突办公会议,县级监管部门负责人、矿长组织,总工程师和有关人员参加。研究、掌握防突动态,分析防突问题,制定有针对性的防突措施。 第20条 县级煤矿安全监管部门、煤矿,要认真抓好防治煤与瓦斯突出技术管理的基础工作。建立和完善四个图板、四个台帐、一个卡片、一个案例。 四图板:瓦斯地质图;突出煤层采掘工作面动态图;保护层保护关系图;现场防突施工图板。 四台帐:突出煤层考察基本参数台帐;煤柱台帐;瓦斯抽放台帐;防突设备仪表使用、校验及完好台帐。 一卡片:煤与瓦斯突出卡片。 一个案例:突出后的案例分析。 第21条 突出矿井的井下工作人员,必须接受防突知识的培训,熟悉突出的预兆和防治突出的基本知识,经考试合格后,方准上岗。培训时间不得少于1个月。县级煤矿安全监管部门对防突人员要年审考核,合格上岗。对各类人员的培训要求是:(1)突出矿井的井下工人,培训的主要内容应包括有关防治突出的规章制度,突出的基本知识(突出预兆、防治突出措施、安全防护措施避灾路线等)。 (2)在突出煤层中工作的班组长应由从事突出煤层采掘工作不少于3年的人员担任。 (3)突出矿井工作的队长、班组长、防突人员和有关职能部门的工作人员,培训的主要内容应包括有关防治突出的规章制度、突出发生的规律、突出危险性预测、防治突出措施以及防治突出措施效果检验方法和安全防护措施等。 (4)矿长、矿总工程师培训的主要内容为防治突出的理论知识和实践知识、突出发生的规律以及有关防治突出的规章制度等。 (5)在突出矿井中担任总工程师(或技术负责人),安全、生产副矿长,专业防突人员,必须经过省级及以上的安全技术培训中心组织的有关防突知识培训班的安全培训,并考试合格。(6)矿井采、掘工程技术人员,采掘区、队长,防突管理人员、防突员由省级安全技术培训中心负责进行“防突知识”培训。培训时间、脱产学习不少于半个月。考试合格上岗。(7)采、掘、机、通、运工人“防突知识”培训由县级煤矿安全监管部门负责进行,学习后要进行考核,合格者方可上岗工作。 (8)凡未经培训或培训考核不合格者,不得担任突出矿井的相应职务和从事与防治突出有关的工作。 第22条 突出矿井在编制年度、季度、月生产计划的同时,必须编制年度、季度、月的防治突出措施计划。计划内容应包括: (1)保护层开采计划; (2)抽放煤层瓦斯计划; (3)石门揭穿突出煤层计划; (4)采掘工作面局部防治突出措施计划; (5)防治突出措施的工程量、完成时间以及所需的设备、材料、资金和劳动力。 第23条 县级煤矿安全监管部门、矿井,要认真抓好通风调度工作,防突工作要作为通风调度的重要内容。 第24条 防突采掘工作面现场情况汇报程序:(1)防突采掘工作面,严格执行“一炮三检”、“三人连锁”放炮制度和“放炮请示汇报制度”,经矿调度室同意后才能进行放炮作业。(2)采掘工作面每工作班的班(组)长在接班后,班中和出班后必须向矿井生产调度室或值班、带班领导详细汇报防突现场情况。生产调度每班必须作好详细记录,异常情况要及时向生产与安全副矿长、总工程师和上一级调度室全面汇报。(3)采掘工作面每小班的专职瓦斯检查员或防突机构的井下跟班防突人员,在接班后,班中和出班后必须向通风调度,详细汇报防突现场的情况。通风调度,每班必须做好详细记录,并及时向上一级通风调度全面汇报。 第25条 防治突出工作面的施工现场,应悬挂防突施工图版;施工图板上防突钻孔参数、防突钻孔施工时间等,由现场防突人员填写。循环进度及施工班次、时间,由施工队(班)长填写。第四节 防突技术管理第26条 新水平、新采区应考察瓦斯基本参数。主要有瓦斯压力、瓦斯含量、煤的透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、瓦斯放散初速度等。未完成基本参数测定的,严禁揭煤。第27条 煤与瓦斯突出矿井,新水平、新采区的设计中,必须编制防突专门设计。其内容应包括设计说明书和工程图。设计说明书包括以下内容:地质条件,开拓方式,保护层选择,煤层开采顺序,瓦斯抽放,采煤方法,通风方式,支护形式以及防治突出的施工技术措施(包括突出预测方法及指标、防治突出措施)。工程图应有:采、掘工程布置图与地质构造图(其中应有保护层开采范围和遗留煤柱位置及影响范围等),瓦斯抽放设计图、瓦斯地质图(其中应有顶、底板等高线,瓦斯压力等值线,瓦斯含量等量线,地质构造与突出点的分布图等)。第28条 防突措施审批权限: (1)突出矿井和突出煤层的“戴帽、摘帽”,由矿井直接向四川省煤炭行业管理部门提出审批申请。 (2)突出矿井新水平、新采区的防突专门设计,科研项目的防突措施,地质条件复杂、突出危险性大的重点采掘工作面防突措施,报市级煤矿安全监管部门审批。 (3)区域突出危险性划分,保护层有效保护范围划定方法及有关参数的实测结果,开采保护层特殊情况下留设煤柱及煤柱影响范围内的煤层采掘工作面防突措施,揭穿突出煤层防突措施(包括立眼钻机刷大或者人工刷大过突出煤层),防突参数考察报告,打孔出现屏障超标(含喷孔、卡钻等现象)、停止打孔、查明原因后制定的防范措施等,均报县级煤矿安全监管部门审批。防突采掘工作面安全屏障超标,是指在执行措施时屏障内钻孔出现:指标超标,新孔或残孔喷孔,卡钻、顶钻、吸钻、响煤炮,钻孔垮塌破坏了屏障厚度,巷道或采场垮塌、冒落、片帮、底鼓开裂,支架来压,瓦斯涌出异常,瓦斯超限,煤壁发冷等的任一种现象。(4)其他防突措施,以及不属于报县级及以上监管部门审批的所有措施均由矿总工程师(或主要技术负责人)审批,并报县级煤矿安全监管部门备案。 第29条 突出矿井的新水平、新采区投产前,必须由县级煤矿安全监管部门组织人员对防突专门设计的实施情况进行验收。 在验收中,发现防突专门设计中规定的工程、设备和安全设施不符合规定,未竣工或不能正常运行时,所验收的水平、采区和工作面严禁投产。第30条 突出工作面不得进入本层或邻近层采掘工作面的集中应力影响范围,集中应力影响范围的划定根据各矿考察资料或参考邻近矿井资料确定。第五节 瓦斯动力现象的调查和统计 第31条 发生突出后,防突管理人员和地质人员必须到现场收集资料,填写台帐和卡片(见附录一和二)、案例分析报告。突出卡片与案例报告应在突出点煤、岩清理结束后10天内,填绘完成并报县级煤矿安全监管部门。1000吨以上突出应由县级煤矿安全监管部门组织编写专题分析总结资料,并及时报省、市煤矿安全监管部门。第32条 每年应进行矿井瓦斯等级鉴定。108第二章 区域性防突措施第一节 突出煤层区域性预测第33条 新水平、新采区、新区段开采前均要预测煤层的突出危险性;有条件时,可进一步划分出突出危险区域、突出威胁区域。第34条 区域性预测的方法可采用瓦斯地质统计法或综合指标法。(1)采用瓦斯地质统计方法进行区域性预测时,应根据已采区域揭露的地质构造、煤层赋存、突出点分布状况及地形地貌等资料, 对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,进行综合分析,划分出突出危险区域与突出威胁区域。划分突出危险区一般应符合下列要求:在上水平发生过一次突出的区域,下水平的对应区域应预测为突出危险区;根据上水平突出点分布与地质构造的关系,确定突出点距构造线两侧的最远距离线,并结合地质部门提供的下水平或下部采区的地质构造分布,按照上水平构造线两侧的最远距离线推测下水平或下部采区的突出危险区域(如图2-1);除煤层瓦斯风化带以外未划定的其他区域为突出威胁区。(2)采用综合指标法进行区域性预测时,主要依据煤层的瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤的瓦斯放散初速度、埋藏深度等参数计算区域性预测的综合指标D、K值。其计算方法为: (21) (22)式中 D煤层的突出危险性综合指标; K煤层的突出危险性综合指标; H开采深度,m; P煤层瓦斯压力,MPa; P软分层煤的瓦斯放散初速度指标; f软分层煤的坚固性系数。综合指标D、K的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定,如无实测资料,可参照表2-1所列的数据确定区域突出危险性。图2-1 用瓦斯地质统计法向下推测下水平或下部采区的突出危险区域示意图1-断层;2-突出点;3-上水平或上部采区突出点在断层两侧的最远距离线;4-推测的下水平或下部采区在断层两侧的最远距离线;5-推测的下水平或下部采区的突出危险区域表2-1 综合指标D和K预测煤层区域突出危险性的临界值煤层区域突出危险性煤层突出危险性综合指标D煤层突出危险性综合指标K无烟煤其它煤种突出威胁0.25突出威胁0.252015突出危险0.252015注:如果式中两个括号内的计算值都为负时,则不论D值大小,都为突出威胁区域。(3)区域性预测的结果,按规定上报审查后,经公司总工程师批准后执行。 第35条 开采属于突出威胁区的煤层应根据煤层的突出危险程度,采掘工作面每推进30100m应在工作面连续进行不少于两次预测,若其中一次预测有突出危险,该区域要按突出危险区管理;只有经连续两次测定均为突出威胁区时,该区域仍按突出威胁区管理。若施工中出现有喷孔、卡钻、响煤炮等异常现象或遇地质构造、煤层厚度突变、软分层厚度增大、地应力及矿压显现明显、瓦斯涌出量增大等情况,该区域要按突出危险区管理。第36条 开采属于突出危险区域的煤层,首先应采取区域性防治突出措施。在未受区域性防突措施控制和保护区域的煤层、局部煤柱下或局部突出危险区的煤层,开采时必须采用局部防治突出措施,且必须经措施效果检验,措施有效后方可采取安全措施进行采掘作业。第二节 开采保护层第37条 区域防突措施是指在对突出煤层进行采掘作业前,对突出煤层较大范围内采取的防治煤与瓦斯突出的措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。突出矿井必须优先选择开采保护层防突措施。第38条开采保护层后,在被保护层中受到保护的地区按无突出煤层进行采掘工作;在未受到保护的地区,必须采取防治突出措施。根据保护层与突出层之间的垂直距离h不同,可分为近距离、中距离和远距离保护层。近距离保护层:h10m;中距离保护层:10h50m;远距离保护层:h50m。第39条 选择保护层应遵循下列原则:(1)首先选择无突出危险的煤层作为保护层。当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时,应根据安全、技术和经济的合理性,综合比较分析,择优选定;(2)矿井中所有煤层都有突出危险时,应选择突出危险程度较小的煤层作保护层,但在此保护层中进行采掘工作时,必须采取防治突出措施;(3)选择保护层时,应优先选择上保护层;条件不允许时,也可选择下保护层,但在开采下保护层时,不得破坏被保护层的开采条件。泸州矿区C19或C20煤层为突出煤层,可先采C25、 C24煤层,后采C19或C20煤层,或先采C17、C18等煤层,后采C19或C20煤层;芙蓉矿区B2、B3、B4煤层为突出煤层,可选择C5煤层作为保护层;筠(连)高(县)矿区8#为突出煤层,可选择3#煤层作为保护层。第40条 开采保护层的同时,必须抽采被保护层瓦斯。开采上保护层时,布置底板抽采瓦斯巷,抽采被保护煤层瓦斯。底板抽采瓦斯巷道内通常应施工穿层钻孔进入煤层,巷道应尽量布置在煤层群底板,便于一条巷道为多层煤抽采瓦斯服务,见图2-2a,2-2b。图2-2a 底板穿层钻孔抽采卸压瓦斯剖面示意图图2-2b 底板穿层钻孔抽采卸压瓦斯平面示意图 保护层上、下都有被保护层时,可按图2-3布置钻孔抽采被保护层的卸压瓦斯。图23抽采上、下部被保护层瓦斯开采近距离保护层时,必须采取措施,严防初期卸压的瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层。为此,抽采设计中应适当加密保护层开采初期、对应被保护层段的抽采钻孔,确保该段抽采瓦斯达到防突指标。地质部门必须弄清地质构造带的煤层间距和产状,必要时采取探孔措施。第41条 开采下保护层时,上部被保护层不被破坏的最小层间距离,应根据矿井开采实测资料确定;如无实测资料时,可参考下列公式确定。 当60时, (2-3)当60时, (2-4)式中 H允许采用的最小层间距,m;M保护层的开采厚度,m;煤层倾角,度;K顶板管理系数。冒落法管理顶板时,K采用10,充填法管理顶板时,K采用6。第42条 划定保护层有效作用范围的有关参数,应根据矿井实测资料确定。对暂无实测资料的矿井,可参照下述条文执行:(1)保护层与被保护层之间的有效间距,可参用表2-2或用式(2-5)和式(2-6)确定。表2-2 保护层与被保护层之间的有效间距煤层类别最大有效垂距(m)上保护层下保护层急倾斜煤层6080缓倾斜和倾斜煤层50100上保护层:最大有效距离: (2-5)最小有效距离:无严格限制,但过近则不安全。下保护层最大有效距离: (2-6)最小间距限定:被保护煤层不被破坏。(3)关于公式中参数的说明S上max、S下max分别为上、下保护层最大有效距离;S下、S上下保护层和上保护层的理论有效间距,m。它与工作面长度a和开采深度H有关,可参照表2-3取值,当a0.3H时,则取a0.3H,但a不得大于250m; 1保护层开采影响系数, 当MM0时, (2-7)当MM0时, (2-8)M保护层的开采厚度,m; M0保护层的最小有效厚度,m;M0可按图2-4确定。2层间硬岩(砂岩、石灰岩)含量系数,以表示硬岩在层间岩石中所占的百分比;50%时,2=1-(0.4/100) (2-9)50%时, 2=1 (2-10)表2-3 S上和S下与开采深度H、工作面长度a的关系开采深度HS下 (m)S上(m)工作面长度a(m)工作面长度a(m)(m)5075100125150175200250507510012515020025030070100125148172190205220566776838790924005885112134155170182194405058667174765005075100120142154164174293949566266686004567901091261381461552434435055596180033547390103117127135212936414549501000274157718810011412218253236414445120024375063809210411316233032374041图2-4 确定保护层最小有效开采厚度M0曲线图(2)正在开采的保护层工作面,必须超前于被保护层的掘进工作面,其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的两倍,并不得小于40m。(3)对停采的保护层采煤工作面,停采时间超过3个月、且卸压比较充分,该采煤工作面的始采线、采止线及所留煤柱对被保护层沿走向的保护范围可暂按卸压角560600划定,如图25a 所示。图2-5a 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围1保护层;2被保护层;3煤柱;4采空区;5被保护范围;6始采线、终采线保护层采煤工作面始采线、采止线上,即走向方向的卸压角,推荐使用560。(4)保护层沿倾斜方向的保护范围,可按卸压角划定,如图2-5b所示。卸压角的数值与煤层倾角、开采深度、地层岩性、地面下沉角有关。卸压角的大小应采用矿井的实测数据,如无实测数据,可参照表2-5选取。图2-5b 沿倾斜保护范围表2-5 保护层沿倾斜的卸压角煤层倾角卸 压 角080807575107783757520738775753069907770406590807050709080706072908070707290807280739078759075807580(5) 矿井首次开采保护层时,必须进行保护层保护效果及范围的实际考察,并不断积累、补充完善资料,以便尽快得出确定本矿保护层有效作用范围的参数。 第43条 保护层厚度等于或小于0.5m,检验保护效果不好时,开采被保护层还必须采取防治突出的补充措施。厚度在0.5m和0.5m以下保护层薄化带区域的开采,效果检查及补充防突措施,报县(区)煤炭管理(或监管)部门审定,煤监分局备案。矿井地质技术人员应将该区域准确标定在保护层与被保护层的采掘交换图上。第44条 开采保护层时,采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时,按规定审查后,经煤矿企业技术负责人批准。第45条 保护层在特殊情况下需留煤柱时,必须按照表2-6填写煤柱记录表,将煤(岩)柱(含不规则煤柱)的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上,确定其影响范围。被保护层进行采掘工作时,还应根据采掘瓦斯动态及时修改。被保护层在此影响范围内进行采掘工作之前,必须首先采取防治突出的措施。表26 保护层采空区遗留煤柱记录表采区名称保护层名称保护层遗留煤柱煤柱影响突出煤层煤量煤柱测绘人矿总工程师遗留日期尺寸(m)沿走向沿倾向第46条 保护层工作面采空区支柱必须全部回撤,不允许用矸石充填和用木垛密集护巷。对堆砌的矸石带视为保护层煤柱。第47条 沿空护巷金属支架未回撤前,巷道空间不得划为采空区。矸石条带要在保护层和被保护层工程图上绘制、标定。矸石条带对被保护层的影响,矿要组织考察,否则按煤柱影响区处理。第48条 由地测技术员绘制“被保护层受煤柱影响范围图”,由矿总工程师(技术负责人)进行复核、签字负责,报相应煤炭管理(或监管)部门审定。第49条 地测技术、防突办技术人员或矿总工程师(技术负责人)必须在距煤柱影响范围前30m时,在现场醒目地点标出安全警戒线。当采掘工作面前方离煤柱影响范围边界线5m时,开始执行防突措施。第50条 采掘工作面离开煤柱影响范围时,由地测技术员或专人书面通知防突队、施工队、矿调度室、安监科、通风队。第51条 设计部门在编制须进入受煤柱影响区的采掘工程设计时,必须具备下列资料:(1)被保护层受煤柱影响范围图;(2)瓦斯地质图;(3)保护层开采范围边界线各转角点的坐标资料;(4)经矿总工程师(技术负责人)批准的采区地质报告书;(5)本工程的邻近巷道的或工作面的矿压观测资料;(6)本层邻近的老巷、废巷、采空区、积水区等的图纸或资料。第三节 预抽煤层瓦斯第52条 突出矿井在无保护层开采条件时,可选择预抽煤层瓦斯作为区域防突措施(以下简称“预抽区域煤层瓦斯”),有预抽采区煤层瓦斯、预抽区段煤层瓦斯、预抽煤巷条带瓦斯、预抽回采区瓦斯、预抽石门(含立、斜井等)揭煤区瓦斯等。第53条采用预抽区域煤层瓦斯防突时,钻孔应控制待掘煤层巷道上帮和下帮轮廓线外距离为:倾斜和急倾斜煤层煤层至少20m、10m;近水平和缓倾斜煤层至少15m、15m。第54条 采用预抽区域煤层瓦斯防突时,应符合以下要求: (1)预抽采区煤层瓦斯的钻孔应控制整个采区内的突出煤层;(2)预抽区段煤层瓦斯的钻孔应控制区段内的整个开采块段,其开采巷道外侧控制范围符合第53条规定。(3)穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的钻孔应控制整条煤层巷道,其两侧控制范围符合第53条规定。 (4)顺层钻孔预抽回采块段瓦斯的钻孔应控制整个开采块段的煤层。(5)穿层钻孔预抽石门(含立井等)揭煤区域煤层瓦斯,应在揭煤工作面距煤层的最小法向距离5m以前实施。钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应保持煤孔最小超前距15m。(6)顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯,钻孔应控制的条带长度应根据煤层由赋存条件、钻机能力等确定。巷道两侧的控制范围符合第53条规定。 (7)当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突有效范围内作业时,前方超前距不得小于20m。第55条 当采用穿层钻孔预抽煤层瓦斯时,施工钻孔的岩巷和钻场距突出煤层的最小法向距离不得小于5m;当岩巷距突出煤层最小法向距离小于10m时,必须采取边探边掘措施,严防误穿突出危险煤层。第56条 所有预抽煤层瓦斯钻孔必须在整个预抽区域内均匀布孔;钻孔间距根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。应做好每个钻孔施工参数记录及抽放参数的测定。预抽钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔深度不得小于5m,顺层钻孔的封孔深度不得小于810m。钻孔孔口抽放负压不得小于13kPa。第57条 突出矿井可以根据煤层赋存及开拓、开采情况,选择预抽区域煤层瓦斯防突的一种或多种方式。(1)网格式底板穿层钻孔全面抽采瓦斯网格式底板穿层钻孔全面抽采瓦斯的第一种形式,是利用底板运输巷、或专用底板抽采瓦斯巷道,向上部煤层打相同网格尺寸的穿层钻孔,预抽煤层瓦斯。如图2-6a,图2-6b所示。华蓥山矿区的K1突出煤层,乐山、雅安、眉山矿区的K7突出煤层,可采用此种网格式穿层钻孔抽采瓦斯防突。穿层钻孔终孔成网格布置,具体使用的钻孔终孔间距,应根据预抽时间和煤层的可抽性确定。在一定网格间距下的预抽时间,应经考察确定,未考察的,可参考邻近矿对应布孔参数的预抽时间。图 2-6 a 网格式穿层抽放钻孔布置示意图图2-6 b底板穿层钻孔布置剖面示意图网格式穿层钻孔全面抽采瓦斯的第二种布置方式,是利用底板瓦斯巷,向顶板煤层施工网格尺寸不同的穿层钻孔,煤层运输平巷与回风平巷条带的网格尺寸要密一些,而其余的回采工作面部分的网格尺寸则稀一些,如图27所示,可用于宜宾地区的突出煤层。图27 网格式穿层钻孔示意图(2)顶板网格式穿层钻孔全面抽采利用煤层顶板运输巷、或者专用顶板抽采瓦斯巷道,向煤层打穿层钻孔进行瓦斯抽采,如图2-8所示。在顶板钻场内布置穿层钻孔时,煤层倾角越缓,钻孔的长度越长,钻孔利用率越低,甚至还要施工俯斜孔,施工难度较大。急倾斜煤层,可以采用顶板穿层钻孔抽采防治煤与瓦斯突出,如图28。图2-8顶板穿层钻孔抽采(3)穿层和顺层钻孔相结合的瓦斯抽采 底板网格式穿层钻孔能够提供足够的抽放时间和空间,但钻孔施工量大,可以采取穿层和顺层钻孔相结合的瓦斯抽采方式(如图29),向突出煤层待掘煤巷条带,施工穿层钻孔、预抽煤层瓦斯,以保证沿煤层巷道条带在掘进前消除突出危险性;然后,在运输巷形成后,沿煤层倾斜打顺层钻孔,进一步抽回采工作面的瓦斯、消除突出危险性,并防治瓦斯超限。开采乐山、雅安、眉山矿区的K7煤层,华蓥山矿区的K1煤层、有突出危险性时,可以采用穿层孔和顺层孔相结合的方式抽采瓦斯防治煤与瓦斯突出。图 2-9穿层和顺层结合的瓦斯抽放钻孔布置示意图如果回风平巷邻近上部采空区,消除了突出危险,进风平巷顺煤层抽采瓦斯钻孔,可按图210的方式布置。图2-10 顺层倾向抽采钻孔布置示意图(4)掘进条带穿层网格预抽宜宾矿区的K2+3或B2+3煤层、C8煤层和泸州矿区的C19(Y3)、C20煤层,在未受到保护的煤层突出危险区域或应力集中区、地质构造带布置巷道时,可以在煤层巷道下部的专用瓦斯巷施工穿层条带预抽钻孔,预抽瓦斯防止煤与瓦斯突出。(5)底(顶)板岩巷与钻孔布置工作面内底(顶)板抽放钻孔的参数应根据各个工作面的范围大小、抽采时间长短、抽采半径、瓦斯抽采巷的位置等情况确定。底板巷道距离煤层法向距离不得小于10m。底板巷有运输任务,为方便运输和抽采瓦斯,可设钻场。掘进条带内布置预抽钻孔(间距可为510m),比非掘进条带区(如采煤区)布置预抽钻孔(可1015m)要密集些,确保在掘进施工前,能有效抽采瓦斯并达到抽采瓦斯基本指标要求。多煤层时,抽采钻孔终孔点必须达到所需要控制开采煤层顶板岩石内且不小于0.5m。当布置顶板岩石巷时,钻孔终点必须达到所控制的煤层底板岩石内且不小于0.5m。布置顶板岩巷抽采巷时,其与煤层的法向距离不小于5m,施工中必须严格施工探煤孔,确保其与煤层的法向距离不小于5m。第四节 区域防突措施效果检验第58条 开采保护层的保护效果考察主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量,也可结合选用煤层的顶底板位移量、煤的透气性系数变化率等。保护层的开采厚度等于或小于o5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤间距大于80m时,都必须对保护层的保护效果进行检验。防突专门机构编写保护层保护效果及保护范围的考察报告,按规定上报审查后执行。第59条 采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应以实测的预抽区域煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量进行措施效果检验。并应达到以下指标要求: (1)预抽煤层瓦斯后,突出煤层残余瓦斯压力必须小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯压力,或小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量;(2)若没有考察获得始突深度的原始煤层瓦斯压力或含量,则暂按煤层瓦斯压力降到0.74MPa或将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下校验。第60条 对预抽效果进行检验时,应首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求,不符合设计要求的,不予检验。检验由矿防突专门机构进行,必须填写预抽煤层瓦斯防突措施效果检验单,报矿技术负责人审批,并报煤矿企业备案。预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验应符合以下要求:(1)采区煤层预抽瓦斯防突效果检验时,检验实测点应沿走向方向每间隔50100m、倾向方向每间隔3050m各至少布置一个检验实测点,且每次检验不少于两个点。(2)区段煤层预抽瓦斯防突效果检验时,检验实测点应沿回采工作面推进方向每间隔3050m至少布置一个检验实测点,且每次检验不少于两个点,并当区段宽度(两侧顺槽间距加上顺槽外侧控制范围)超过120m时应加倍布置。(3)穿层钻孔煤巷条带预抽瓦斯防突效果检验时,应在煤巷条带每间隔3050m至少布置一个检验实测点,并且每次检验不得少于两个点。(4)回采区域煤层顺层钻孔预抽瓦斯防突措效果检验时,应沿回采工作面推进方向每间隔3050m至少布置一个检验实测点,且每次检验不少于两个点,并当回采工作面长度超过120m时应加倍布置。(5)穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域瓦斯防突效果检验时
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