煤矿突出防治技术资料

2020/5/3,1,突出防治,2020/5/3,2,煤与瓦斯突出示例,2020/5/3,3,煤与瓦斯突出示例,2020/5/3,4,为什么会发生煤与瓦斯突出事故,2020/5/3,5,1976年以来全国煤炭产量与死亡人数,2020/5/3,6,全国煤矿瓦斯灾害分布,2020/5/3,7,贵州省突出矿区分部,按黔安监管办字2007345号文六枝矿区:六枝特区、晴隆、普定、关岭、镇宁、西秀、平坝等县，国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故。水城矿区：水城、钟山及威宁等县，国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故。,2020/5/3,8,贵州省突出矿区分部,盘江矿区：盘县，国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故。织纳矿区：织金、纳雍县，国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故。黔北矿区：金沙、仁怀、习水、桐梓、遵义、道真矿区内已有煤矿发生突出事故。绥阳、正安则是贵州省划定为突出危险矿区。,2020/5/3,9,贵州省突出矿区分部,黔西北矿区：黔西、毕节矿区内已有多个煤矿发生突出事故。大方及赫章是贵州省划定为突出危险矿区。林东矿区：花溪、乌当、白云、开阳、修文是国家划定为突出矿区；清镇、息烽是国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故；,2020/5/3,10,贵州省突出矿区分部,普兴矿区：普安、兴主矿区内已有多个煤矿发生突出事故。兴仁为贵州省突出矿井分布情况划定为突出危险矿区，但包谷地向斜除外。红茂矿区：荔波为国家划定突出矿区，矿区内已有多个煤矿发生突出事故。,2020/5/3,11,1.1全国煤矿煤与瓦斯事故统计分析（部分）,2020/5/3,12,1.1全国煤矿煤与瓦斯事故统计分析（部分）,2020/5/3,13,1.1全国煤矿煤与瓦斯事故统计分析（部分）,炮掘工作面171次895人占80.63%；综掘工作面6次42人占3.78%；炮采工作面11次95人占8.56%；综采工作面1次3人占0.27%；施工钻孔3次10人占0.9%；冒顶诱发1次6人占0.54%；石门揭煤6次44人占3.96%；扩修巷道2次15人占1.35%。,2020/5/3,14,1.1全国煤矿煤与瓦斯事故统计分析（部分）,国有70次384人分别占34.83%和34.59%；乡镇131次726人分别占65.17%和65.41%。,2020/5/3,15,1.2掘进工作面煤与瓦斯突出,2004年10月20日，大平煤矿发生特大瓦斯爆炸事故。当时井下作业人员有446人，有298人逃出。事故造成148人死亡，32人受伤。“1020”事故是一起特大型煤与瓦斯突出而引发的特大瓦斯爆炸事故。矿井为高瓦斯矿井。2007年10月13日，江西省丰城矿务局建新煤矿1113顺槽掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，19名矿工遇难、2人受伤。全矿当班下井283人。2007年11月8日，纳雍县群力煤矿发生特别重大煤与瓦斯突出事故，死亡35人、伤7人，直接经济损失1261万元。,2020/5/3,16,1.2掘进工作面煤与瓦斯突出,2002年5月15日13时40分,湖南娄底市新化县温塘镇新源煤矿二水平南翼运输大巷煤巷掘进面发生煤与瓦斯突出事故，18人死亡。2002年4月7日4时25分,安徽淮北矿业集团公司芦岭矿3号溜煤岩巷掘进头发生煤与瓦斯突出事故，共有13名作业人员，13人全部死亡。,2020/5/3,17,1.3基建煤矿突出事故,2005年12月24日，盘县响水煤矿发生煤与瓦斯突出事故。事故造成12人遇难。2006年1月05日安徽淮南煤矿一在建矿井发生瓦斯突出事故，12名矿工遇难。2006年3月26日，五轮山煤业有限公司井下11301运输巷掘进工作面发生一起煤与瓦斯突出事故，事故造成15人死亡，9人受伤。2006年7月29日，云南省曲靖市滇东能源公司白龙山煤矿发生煤与瓦斯突出事故，死亡11人。,2020/5/3,18,1.4实施防突措施时发生突出事故,2007年4月6日23时5分，甘肃窑街煤电公司金河煤业公司南采区16203运输顺槽煤巷综掘工作面，在施工深孔松动爆破钻孔过程中诱发了煤与二氧化碳突出，造成9人死亡。2006年2月10日18时30分，郑煤集团马岭山煤矿在打钻预测瓦斯时诱发煤与瓦斯突出，当班入井56人，其中41人安全升井，15人死亡。,2020/5/3,19,1.4实施防突措施时发生突出事故,2007年7月20日11时10分,重庆南桐矿业集团鱼田堡煤矿3504E2机巷在打防突预处理钻孔施工时，发生煤与瓦斯突出事故，造成4人死亡。2006年4月9日10时40分,重庆松藻煤电有限责任公司石壕煤矿，在掘进工作面打防突孔施工过程中，发生煤与瓦斯突出事故。煤炭突出量600多吨，造成3人死亡。2002年3月23日14时20分,湖南涟邵矿务局蛇形山煤矿瓦斯工程队在实施超前钻孔防突措施过程中，发现瓦斯异常并立即撤退时，发生煤与瓦斯突出事故，死亡3人。,2020/5/3,20,1.5维修巷道引发煤与瓦斯突出,2008年6月22日19时30分,云南曲靖市麒麟区东山镇以劳养武煤矿井下1863水平运输巷，在维修巷道时因顶板冒落，诱发煤与瓦斯突出事故，造成6人死亡。2008年5月26日4时13分,河南郑煤集团侯二七分公司侯寨振兴煤矿，307采面回风巷在扩修巷道时，发生煤与瓦斯突出事故，当班下井21人，其中14人安全升井，7人死亡。,2020/5/3,21,1.6石门揭煤突出,2007年4月6日20时35分，湖南省煤业集团金竹山矿业有限公司一平峒煤矿25采区回风石门揭完煤过煤门期间，放炮后清理煤矸过程中，由于支护不到位，空顶导致煤与瓦斯突出，造成4人死亡。2003年8月10日16时40分,湖南郴州市嘉禾县行廊镇刘家山煤矿暗斜井-10石门发生煤与瓦斯突出事故，死亡8人。,2020/5/3,22,1.6石门揭煤突出,2005年6月8日11时0分,湖南娄底市冷水江市资江煤矿（原国有地方矿，改制后卖给个人，属国家煤矿安全监察局公布的国有煤矿停产整顿矿井，瓦斯突出矿井）-200水平四石门揭煤时发生煤与瓦斯突出事故，当时井下有232名作业人员，有210人脱险出井,造成22人死亡。,2020/5/3,23,1.7回采工作面突出,2006年12月13日1时8分,湖南衡阳市常宁市裕民煤矿回采面发生煤与瓦斯突出事故，当时井下有148人作业，其中136人安全出井，造成12人死亡。2006年12月3日13时0分,湖南娄底市涟源市安平镇观音一矿井下3155回采工作面发生煤与瓦斯突出事故，当时井下有48人作业，事故发生后有36人平安出井，12人死亡。2002年1月31日14时30分，重庆南桐矿务局南桐矿一井6408回采工作面发生煤与瓦斯突出事故，死亡20人，受伤2人。2001年5月26日12:50分，湖南省邵阳市隆回县大园煤矿(地方国有)三水平3313回采工作面发生煤与瓦斯突出事故，死亡17人。,几乎采掘所有活动都发生了突出事故,2020/5/3,24,1.8我国突出的特点,突出矿井分布广，部分地区较严重20多个省(区)的一些矿井湖南、贵州、重庆、四川、云南、河南、江西、辽宁等省较严重湖南的突出矿井数和突出总次数，均占全国总数的1/3以上，特大型突出次数占一半以上；突出分布在不同类型的煤层单一突出煤层的矿井占突出矿井总数的1/3相当一部份矿井的所有可采煤层均属突出煤层，无保护煤层可采全国有近一半的突出矿井，需采用本煤层防突措施,2020/5/3,25,1.8我国突出的特点,始突深度不一5060m500600m始突深度浅，特大型突出的深度浅，在南方煤田中是一明显特点中小型突出占绝大多数，大强度突出次数也不少50t以下的小型突出占73.77%50100t的中型突出占13.45%100500t的次大型突出占11.15%5001000t的大型突出占0.91%1000t的特大型突出占0.7%,2020/5/3,26,1.8我国突出的特点,大型和特大型突出比例虽小，但次数仍有100多次，多数发生在石门揭煤时有少数矿井发生过岩石与二氧化碳突出及岩石与甲烷突出随着采深的加大，突出矿井不断增多，突出灾害日益严重延期突出和打钻突出增多,2020/5/3,27,1.9突出的一般规律,煤层突出危险性随开采深度增加而增大;煤层突出危险性随煤层厚度的增大而增大;大多数突出发生在掘进工作面;掘进面占80%(其中石门占6.75%)以上,采面占15.8%石门突出的平均强度最大;误穿煤层一次性伤亡最大；,2020/5/3,28,1.9突出的一般规律,突出前的作业方式多样，但以放炮为最多;放炮占64.6%,手、风镐落煤占21%,其它占12.1%突出多发生在地质构造带和应力集中带;多数突出前有预兆出现；,2020/5/3,29,1.10突出多发地点,封闭向斜轴附近帚状构造收敛端煤层扭转区压性、压扭性小断层带煤层产状变化区,2020/5/3,30,1.10突出多发地点,煤包及煤厚变化带分岔煤处岩浆岩浸入带注意：大型构造附近必定存在大型突出危险！,2020/5/3,31,1.11事故发生原因分析,这些事故发生的原因，综合归纳如下：1、客观上，发生事故的地点都存在突出危险，对危险不知或认识不足的人们的采掘活动等偶然因素触动诱发了必然要发生的突出，并导致伤亡事故。2、地质勘探程度不够，对矿井瓦斯等级定位定性不准，客观上使设计、施工、业主、管理人员、工人、监察监管者丧失了应有的警惕性，不采取措施或措施力度不够。,2020/5/3,32,1.11事故发生原因分析,3、地质资料不清，既未打钻控制煤层层位，又未制定误穿煤层的安全措施。4、对复杂地质条件下的煤与瓦斯突出灾害认识不够，未能制定针对性措施，违章指挥、违章作业发生事故。,2020/5/3,33,1.11事故发生原因分析,5、违规揭穿井筒煤层或石门揭煤，导致事故。表现为：未采取措施或所采取措施未能消除突出危险，刷斜面误穿煤层，放炮揭煤时未全采区或全井撤人，过煤门期间违章作业等。6、违规进行煤巷掘进，导致事故。表现为：未采取区域性措施或所采取措施未能消除突出危险又未采取补充局部防突措施或措施力度不够、未进行措施效果检验、所采取措施不符合规定、未执行安全防护措施，放炮、割煤、施工措施孔、检验孔、手镐作业等诱导突出发生事故。,2020/5/3,34,1.11事故发生原因分析,7、违规在突出危险煤层中进行回采，导致事故。表现为：对突出危险工作面未采取抽放等措施或所采取措施未能消除突出危险、未进行措施效果检验、未采取局部防突措施消突、未执行安全防护措施等导致事故。8、通风系统不可靠、采掘布局不合理、电器设备失爆、管理混乱、违章指挥等是事故扩大的原因。9、安全投入不足、专业知识缺少、专业人才奇缺、管理人才不足等也是导致事故发生的原因。,2020/5/3,35,1.11事故发生原因分析,防突措施工程质量差，弄虚作假严重，监督管理失误，设计数据作为竣工资料利用，尤其害人。防突知识培训、防突专业队伍培训弱化，严重不能支撑防突工作需要。突出矿井设计规范理念欠缺，不能满足实际需要。追求高额利润，铤而走险仍有存在。,2020/5/3,36,1.11事故发生原因分析,安全监管不到位，执法力度不够也是原因之一。技术和管理标准的缺少、贯彻力度的不足、先进技术设备的支撑不强等也是影响突出灾害多发的因素之一。,2020/5/3,37,1.11事故发生原因分析,没有科学合理的建矿成本，各地区、各类型矿井各不相同。日益增加的费用也将是影响因素。矿井建设各阶段还未环环相扣，应是前一阶段不达标，下一阶段工作就不得开展。,2020/5/3,38,1.11事故发生原因分析,地质资料？专业知识？责任心？管理？技术？监察监管？法律法规？人才？,尤其要提醒各位同行注意准备要充分,可控因素、不可控因素各是什么？煤与瓦斯突出防治工作的主要着力点在哪里？追求的目标是什么?,2020/5/3,39,突出矿井管理,2020/5/3,40,2.1突出矿井定义,突出矿井定义:,突出矿井,采掘过程中只要发生过一次煤与瓦斯突出，即定为突出矿井，煤层定为突出煤层,由所在企业提出报告,有资质的煤炭科研单位鉴定,省(区)煤炭管理部门批准,2020/5/3,41,2.1突出矿井定义,黔安监管办字2007345号“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的指导意见”的意义.关于摘帽问题，未采取任何措施连续5年以上再未发生过突出。,2020/5/3,42,2.2各利益相关方在防突工作中的作用,地质勘探,立项设计,施工建设,生产运营,煤矿各阶段防突工作,勘探、监理、科研、设备材料,设计、中介,施工、监理、科研、设备材料,科研、中介、设备材料,法律法规标准规程批准核准审查备案宏观调控规划发展政策引导人事任免税费增调监察监管验收发证总结经验交流推广国债资金,政府及部门,社会参与各方,满足要求的报告,准确的评价报告科学合理的设计,满足安全生产的优质矿井系统工程,为本质安全矿井提供相关支撑服务,大专院校培训机构,培养培训各类型合格足量人才,？,2020/5/3,43,2.3.1地质勘探报告,地质勘探单位,必须查明矿床瓦斯地质,煤层赋存及其稳定性煤结构及工业分析煤层围岩性质及厚度构造类型及其特征煤层瓦斯含量煤层瓦斯成分煤的瓦斯放散初速度水文地质情况火成岩侵入情况勘探过程中的瓦斯动力现象（顶钻、夹钻、喷孔等）瓦斯地质图,组织有关单位部门,新建矿井所在集团总工程师,防治突出专门机构,安监部门,有资质煤炭科研单位,会审新建矿井煤层突出危险性评价,地质勘探报告,会审报告及各单位、部门审查意见,构造分布瓦斯含量等量线瓦斯压力等压线,2020/5/3,44,2.3.2突出矿井地测部门,突出矿井地测部门,会同防突专门机构、通风部门,编制矿井瓦斯地质图,采掘进度被保护范围煤层赋存条件地质构造突出点的位置突出强度瓦斯基本参数,突出危险区域预测依据,制定防治突出措施依据,采掘工作面距保护区边缘30米以前，提交预警通知单,采掘区队负责人,报告矿总工程师,按规定执行,在突出煤层顶底板岩巷掘进时定期验证资料防误穿煤层,2020/5/3,45,2.3.3各种管理制度,必须制定并严格执行：计划、技术、财务、器材供应、监督检查等方面有关防治突出的各种管理制度。,2020/5/3,46,2.3.4防突责任制,防突责任制,主要负责人、矿长,定期检查平衡人财物机构资金,负全面责任,总工程师,副矿长,驻矿安监站长,矿各职能部门,组织编制审批实施检查工作规划计划措施,负技术责任,负责分管的防突工作,监督检查落实各项防突工作,负责本职范围内的防突工作,区、队、班组长,防突人员,科研部门,矿专门机构,对管辖内的防突工作负直接责任,负责所在岗位的防突工作,把防治突出作为主要研究内容,负责掌握突出动态规律积累资料总结经验教训制定措施,2020/5/3,47,2.3.5防突工作计划,防突工作计划,有突出煤层的矿井,编制年度季度月的生产建设计划的同时必须编制年度季度月的防治突出措施计划,保护层开采计划抽放瓦斯计划石门揭煤计划采掘工作面局部防突措施计划防突工程量防突工作时间防突工作所需设备材料资金劳动力,计划内容,2020/5/3,48,2.3.6年度防治突出措施计划,年度防治突出措施计划,矿总工程师,负责组织编制年度防治突出措施计划,矿长,负责审定,副矿长,组织实施,2020/5/3,49,2.3.7新建突出矿井、新水平、新采区的管理,新建突出矿井、新水平、新采区的管理,新建突出矿井的初步设计,突出矿井的新水平新采区的设计,必须对突出煤层编制防治突出专门设计,开拓方式煤层开采顺序采煤方法通风方式支护形式突出危险性预测方法保护层选择预抽瓦斯局部防突措施,总工程师批准,实施建设,新矿井建成,新水平新采区建成,按国家有关规定组织验收,按国家有关规定组织验收,通过移交生产,未通过整改,2020/5/3,50,2.3.8突出矿井的巷道布置,突出矿井的巷道布置要求,巷道布置,主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中,突出煤层中严禁任何两个采掘工作面串联通风,煤层巷道应尽可能布置在卸压范围内,开采保护层的应充分利用保护层保护范围,突出煤层中的掘进工程量应尽可能减少,揭穿突出煤层的地点应避开地质构造破坏带,揭穿突出煤层前必须有独立可靠通风系统,井巷揭穿突出煤层的次数应尽可能减少,2020/5/3,51,2.3.9防治突出措施的流程,防治突出措施的流程,专门机构编制,征求有关施工区队干部工人意见,矿总工程师,组织生产技术通风供应安监审查签署意见,矿总工批准,施工区队,向全体人员贯彻考核合格上岗作业,执行措施记录,地质条件等原因不能执行停止作业,矿调度室,矿总工程师,组织有关部门到现场调查,主要负责人总工程师,矿长矿总工程师,季检查一次协调解决问题,每月至少组织检查一次解决问题,矿专门机构,每月检查一次,矿安全大检查解决问题,监察监管部门,2020/5/3,52,2.3.10企业内部安监部门的作用,企业内部安监部门的作用,安检部门,负责监督执行防突工作的有关规定,可能突出时责令停止作业撤出人员,参加防突专门设计及措施的审查,对突出隐患要求限期解决,制止违章指挥作业并罚款或提出处理意见,监督防突设计防突措施的实施,监督防突措施费用的使用,2020/5/3,53,2.3.11突出矿井的防突培训工作,突出矿井的井下工作人员，必须接受防治突出知识的培训，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。上一级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突出的规章制度，防治突出的基本知识(突出预兆、防治突出措施和安全防护措施等)；,2020/5/3,54,2.3.11突出矿井的防突培训工作,2在突出煤层中工作的区(井)长、队长应由从事突出煤层采掘工作不少于3年的人员担任；3对在突出矿井工作的区(井)、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；,2020/5/3,55,2.3.11突出矿井的防突培训工作,4矿长、矿总工程师培训的主要内容为防治突出的以及有关防治突出理论知识和实践知识、突出发生的规律的规章制度等。,2020/5/3,56,2.3.11突出矿井的防突培训工作,突出矿井，必须把防治突出作为安全培训的主要内容。矿长、矿总工程师由省(区)煤炭局负责组织培训。矿安全培训部门应会同防治突出专门机构及通风、地测和安监部门编制防治突出教材和组织培训师资。,没有一支整体防突素质高的队伍、没有一大批技术业务精、责任心强的工程技术人员和管理人员，谈搞好防突工作只能是空想。,2020/5/3,57,2.3.12突出矿井的机构设置,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必须按要求设立通风、防突、抽采、安全监控等专业队伍，并配备专业技术人员；矿井必须设专职通风副总工程师，提倡设通风副矿长，实现技术与行政管理责任分离；煤与瓦斯突出矿井应设专职地测副总工程师；安委办200817号,2020/5/3,58,“四位一体”综合防突措施,“四位一体”综合防突体系突出危险性预测防突措施防突措施效果检验安全防护措施,59,2020/5/3,60,2020/5/3,61,2020/5/3,62,2020/5/3,63,2020/5/3,64,2020/5/3,65,2020/5/3,66,2020/5/3,67,2020/5/3,68,2020/5/3,2020/5/3,69,控制范围的概念,控制范围的概念都指与最外轮廓线平行的平面上的投影距离：,倾角大于8时，由于自重的作用，安全性提高，底部和下帮的控制范围可减少为5m。,70,2020/5/3,71,2020/5/3,72,2020/5/3,73,2020/5/3,2020/5/3,74,钻屑瓦斯解吸指标,1、K1定义：钻屑瓦斯解吸指标K1gasdescriptionindex（K1）ofdrillcuttings预测煤层突出危险性的钻屑瓦斯解吸指标之一。综合反映煤层瓦斯含量及卸压初期瓦斯解吸速度的大小，用特定仪器测定钻屑试样在卸压初期一段时间（5min）瓦斯解吸曲线的斜率表示，单位为ml/gmin1/2。原理：在井下，不对煤样进行人为脱气和充气情况下，利用煤钻屑中残存瓦斯压力（瓦斯含量），向一密闭的空间释放（解吸）瓦斯，测定瓦斯初期释放（解吸）速度的快慢进行突出危险性预测的方法。,2020/5/3,75,钻屑瓦斯解吸指标,2、h2定义：钻屑瓦斯解吸指标h2gasdescriptionindex（h2）ofdrillcuttings预测煤层突出危险性的钻屑瓦斯解吸指标之一。综合反映煤层的瓦斯含量及卸压初期瓦斯解吸速度的大小，用特定仪器测定钻屑试样在卸压初期一段时间（2min）瓦斯解吸而产生的压力差表示，单位为Pa。原理：在井下，不对煤样进行人为脱气和充气情况下，利用煤钻屑中残存瓦斯压力（瓦斯含量），向一密闭的空间释放（解吸）瓦斯，用该空间体积和压力（以水柱压差表示）变化来表征煤样解吸出的瓦斯量。,2020/5/3,76,钻屑瓦斯解吸指标,突出预测的基础大量实验证实：突出危险煤与非突出危险煤的瓦斯解吸特征不同，突出煤具有较大可解吸瓦斯量，具有较快的解吸速度。反映出瓦斯压力、可解吸量、瓦斯放散能力、破坏程度等的差别，也即反映出突出危险性大小。,77,2020/5/3,78,2020/5/3,79,2020/5/3,80,2020/5/3,81,2020/5/3,82,2020/5/3,83,2020/5/3,84,2020/5/3,85,2020/5/3,86,2020/5/3,87,2020/5/3,88,2020/5/3,89,2020/5/3,90,2020/5/3,91,2020/5/3,92,2020/5/3,93,2020/5/3,94,2020/5/3,95,2020/5/3,2020/5/3,96,预测（检验）工作程序,专职机构人员现场实施预测工作,综合判断出具预测报告,递送生产技术调度地测安检通风各部门负责人签署意见,报矿总工程师签署意见,送达施工队生产技术调度地测安检通风实施监督,无危险执行安全防护措施采掘,有突出危险实施局部补充防突措施,时间、责任,97,2020/5/3,98,2020/5/3,99,2020/5/3,国内外主要应用的防突措施,（,（,采面,煤巷,石门,区域,局部防突措施,区域防突措施,防治突出措施,水力冲刷,水力挤出,预裂爆破,超前支护,松动爆破,超前钻孔,瓦斯抽放,水力冲孔,金属骨架或固化,排放钻孔,煤层注水,预抽瓦斯,保护层开采,100,2020/5/3,从安全区域向突出煤层施工防突工程,大面积消除突出危险性,安全开采突出煤层,瓦斯治理总体规划,瓦斯治理管理保障,煤与瓦斯突出矿井区域性瓦斯治理技术体系,区域瓦斯治理措施,避免短兵相接远距离清除大面积安全,101,2020/5/3,瓦斯治理总体规划,区域性瓦斯治理技术,瓦斯治理企业技术标准,煤与瓦斯突出矿井区域性瓦斯治理技术体系,区域性瓦斯治理技术,102,2020/5/3,2020/5/3,103,开采保护层防突机理,应力降低、煤层卸压,突出的激发作用减小,透气性增加,瓦斯压力梯度减小,瓦斯排放,突出发展的瓦斯作用减小,煤体强度增高,抵抗破坏的能力增强,消除或降低突出危险性,开采保护层,2020/5/3,104,考察参数的变化保护层开采后，在卸压范围内，被保护层：瓦斯压力下降、瓦斯流量增大、煤层变形增大、顶底板岩石应力降低、煤体温度降低。下图为鱼田堡煤矿开采上保护层3#煤层后被保护层4#煤层参数变化情况。由图中可看出，被保护层参数的变化可大致划分为4个带，即：正常应力带、集中应力带、保护卸压带和应力恢复带。,2020/5/3,105,保护层的保护范围,保护层的有效保护层间距保护层的保护作用随层间距的增大而减小，达到某一临界距离时，保护作用已不明显，该临界距离称之为有效层间距。我国根据大量试验资料统计分析认为，在采深小于550m，回采面长度小于120m条件下，保护层的有效保护层间垂距为：急倾斜煤层上保护层60m，下保护层80m；缓倾斜和倾斜煤层，上保护层50m，下保护层100m。选择保护层时应根据保护层厚度、岩性组合、顶板管理方法，回采工作面长度和开采深度等因素确定有效垂距。,2020/5/3,106,保护层的保护范围由走向卸压角、倾向卸压角和超前距确定。走向卸压角：,2020/5/3,107,保护层的保护范围倾向卸压角：,2020/5/3,108,保护层的保护范围超前距：保护层超前于被保护层的距离应不小于2倍层间距，并不小于30m。开采保护层的注意事项不留或少留煤柱；被保护层工作面尽量布置在保护范围内；保护参数要实际考察确定；保护层开采过程中，应进行瓦斯抽放等措施，综合治理保护层的瓦斯涌出，加大被保护层的保护效果。,109,2020/5/3,110,2020/5/3,111,2020/5/3,112,2020/5/3,113,2020/5/3,2020/5/3,114,中梁山底板网格式穿层钻孔预抽煤层瓦斯方法,底板岩巷,穿层钻孔,放水器,流量计,瓦斯抽采干管,2020/5/3,115,淮北祁南煤矿穿层孔与顺层孔抽采,2020/5/3,116,淮北祁南矿倾向顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采,2020/5/3,117,淮北芦岭煤矿底板岩巷网格式穿层钻孔瓦斯抽采,2020/5/3,118,淮南潘一矿远距离下保护层开采底板巷道网格式上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,2020/5/3,119,淮南谢一矿保护层开采上、下邻近层瓦斯综合抽采方法,参数：B11突出危险煤层瓦斯压力4.5MPa,瓦斯含量14m3/t,B7、B8煤层瓦斯压力1.1MPa,瓦斯含量8m3/t。层间距：B11B9b70m;B9aB9b5.6m;B9aB9b5.6mB8B9b9.0m;B7B9b20.5m;B6B9b35.0m,方法：开采层顶板走向钻孔抽卸压瓦斯法；开采层B9b采空区埋管法；B10底板网格式穿层孔抽卸压瓦斯法；B6底板网格式穿层钻孔抽卸压瓦斯法；,2020/5/3,120,淮南新庄孜煤矿煤层群多重上保护层开采底板巷上向穿层钻孔卸压瓦斯抽采方法,2020/5/3,121,淮南矿业集团远距离下保护层及被保护层瓦斯治理方法,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,底板瓦斯抽放巷,进风巷,回风巷,顶板高位抽放巷,进风巷,回风巷,保护层,保护层瓦斯抽放钻孔,11#煤层,13#煤层,2020/5/3,122,淮南矿业集团上保护层及被保护层瓦斯治理方法,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,底板瓦斯抽放巷,进风巷,回风巷,顶板高位抽放巷,进风巷,回风巷,保护层,尾巷,2020/5/3,123,阳泉上邻近层卸压瓦斯抽采系统,顶板倾斜钻孔,安全出口,瓦斯泵房,储瓦斯罐,进风平硐,顶板倾斜钻孔,顶板倾斜钻孔,瓦斯管,瓦斯管,2020/5/3,124,进风巷,保护层顶板高位抽放巷,阳泉三矿超远距离保护层及被保护层瓦斯抽采方法,保护层,被保护层底板卸压瓦斯抽放巷,被保护层,卸压瓦斯抽放钻孔,顶板走向高位抽放钻孔,内错式瓦斯尾巷,进风巷,回风巷,进风巷,回风巷,2020/5/3,125,钻孔施工,封堵钻孔施工,抽采卸压瓦斯,采煤工作面,松藻煤矿被保护层卸压瓦斯抽采方法,2020/5/3,126,沈阳红菱矿极薄上保护层开采瓦斯抽采方法,2020/5/3,127,顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法,铁法晓南矿顶板走向穿层钻孔抽采卸压瓦斯方法,钻孔长度：170200m钻场间距：130m,2020/5/3,128,焦作本煤层顺层钻孔预抽瓦斯方法,钻孔施工,2020/5/3,129,地面钻孔抽放瓦斯,中国地面煤层气开发CBM-方法实例山西省晋城市沁水蓝焰煤层气公司钻煤层气井450口，运行146口井，日产气量达到50万m3；沁南煤层气开发示范工程潘河项目已完成100口煤层气井群，抽采能力达70Mm3。,2020/5/3,130,地面钻孔抽放瓦斯,2020/5/3,131,未采动区地面钻井抽瓦斯,2020/5/3,132,淮南谢桥矿采动区域地面钻井法抽卸压瓦斯方法,单井瓦斯抽采量可达1025m3/min，抽采浓度为6095%，抽采半径超过200m,地面瓦斯抽采效果,地面压裂井筛管完井方式示意图,2020/5/3,133,未采动区地面钻井工艺流程,钻井：定向钻井、排渣、减少煤层损害测井：测定煤层渗透率、瓦斯压力含量等固井：下套管并用水泥固定井壁和套管完井：射孔、造穴等压裂：高压水携带砂石压裂并支撑煤层排采：排水采气，水压低于气压，控制压差预防煤层损害集输：井群间合理调配压力，减少相互干扰，达到井群产气最大化,2020/5/3,134,未采动区地面钻井工艺流程适用条件,平均渗透率0.1md的煤层，且煤层总厚度、煤层埋藏深度及煤层气含量满足下表要求,资料来源：结合国内外工程实践分析认为。,135,2020/5/3,136,2020/5/3,137,2020/5/3,2020/5/3,138,防治措施工程实施关键环节,防治措施工程实施实现抽掘采协调平衡,高素质、足够的施工队伍,足够的超前时间足够的实施空间,足够的措施工程足够的安全保护范围,现场协调管理,工程质量监督管理：防突工作效果的好坏，取决于防突工程质量的好坏，严把设计、施工、过程监督验收,弄虚作假绝不可为！,2020/5/3,139,3.3.2局部性防突措施,石门揭煤防突措施煤巷掘进防突措施,2020/5/3,140,3.3.2局部防突措施,局部防突措施,突出煤层（危险源）,煤层巷道,安全保护范围生命通道,巷道轮廓线外保护8米以上,矿井采掘等作业人员长期在突出煤层中作业，任何一环出现问题，都有可能发生突出事故，造成人员的伤亡；危险性较大。,短兵相接高强度集中优势歼灭,安全了，放心大胆干吧！,对措施的效果区域内工作人员都会都应关心,141,2020/5/3,142,2020/5/3,2020/5/3,143,144,2020/5/3,2020/5/3,145,超前钻孔,（1）适用于煤层透气性较好、煤质较硬的突出煤层；（2）钻孔直径应一般为75120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔。钻孔间距不得小于0.5m；若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；,（3）钻孔应尽量布置在煤层的软分层中；（4）钻孔的控制范围，应控制到巷道断面轮廓线外8m（包括巷道断面内的煤层）以上（煤层倾角8度时，底部或下帮5m），工作面前方10以上；（5）钻孔孔数应根据钻孔的有效排放半径确定，钻孔的有效排放半径必须经实测确定；（6）超前钻孔施工前应加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面。,现场最容易出现问题:两帮措施孔施工不到位，导致前面掘进后面突出,2020/5/3,146,预抽瓦斯（边掘边抽）,2020/5/3,147,深孔松动爆破,(1)深孔松动爆破措施，可适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层。(2）深孔松动爆破的孔径为42mm，孔深不得小于8m。深孔松动爆破应控制到巷道轮廓线外1.52.0m的范围。孔数应根据松动爆破有效半径确定。采用深孔松动爆破防突措施，在掘进时必须留有不小于5m的超前距；(3)深孔松动爆破的有效影响半径，应进行实测；(4）深孔松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.56.0m每个药卷（特制药卷）长度为1m，每个药卷装入一个雷管。装药必须装到孔底。装药后，应装入不小于0.4m的水炮泥，水炮泥外侧还应充填长度不小于2m的封口炮泥；(5)在装药和充填炮泥时，应防止折断电雷管的脚线；(6)深孔松动爆破后，必须进行措施效果检验。如果措施无效，必须采取补救措施；(7)深孔松动爆破时，必须执行撤人、停电、设警戒、远距离放炮、反向风门等安全措施。,；,2020/5/3,148,水力冲孔,对于有自喷（喷孔）能力的突出煤层，利用钻孔切割和水射流的打击，破坏煤岩内部应力平衡和瓦斯的不稳定平衡，在人为控制下激发喷孔，随着煤和瓦斯的大量排出，突出潜能被释放，从而起到消除一定范围内突出危险性的作用。,2020/5/3,149,各种防突措施的选择原则,地面优于井下；区域优于局部；远距离优于近距离；邻近层优于本煤层。以上是从安全的角度考虑，从以人为本的角度也是必须采取的。在选择时还有一个原则必须尊重，对生命的尊重、对自己的尊重，即决策者必须把自己作为在该区域长时间工作人员，你能承担你所做决策的风险吗？,150,2020/5/3,151,2020/5/3,2020/5/3,152,3.5.1震动性放炮,石门揭穿突出煤层采用震动放炮时，必须遵守下列规定：1工作面必须有独立可靠的回风系统，必须保证回风系统中风流畅通，并严禁人员通行和作业。在其进风侧的巷道中，应设置两道坚固的反向风门。与该系统相连的风门、密闭、风桥等通风设施必须坚固可靠，防止突出后的瓦斯涌入其他区域；2凿岩爆破参数、放炮地点、反向风门位置、避灾路线及停电、撤人、警戒范围等，必须在设计中明确规定；,2020/5/3,153,3.5.1震动性放炮,3放震动炮由矿总工程师统一指挥，并由矿山救护队在指定地点值班，放炮后至少经30min，由矿山救护队人员带机进入工作面检查。根据检查结果，确定采取的恢复送电、通风及排除瓦斯等具体措施；一般要求全区停止工作，观察24小时，没有发生突出，方可恢复生产作业。为降低震动放炮时诱发突出的强度，应采用挡栏设施。挡栏可用金属、矸石或木垛等构成。4.揭开煤层后，在石门附近30m范围内掘进煤巷时。必须加强支护，严格采取防突措施。经验：放炮站最好设在地面，可在主要进风巷中,2020/5/3,154,3.5.1震动性放炮,震动放炮要求一次全断面揭穿或揭开煤层。如果震动放炮未能按要求揭穿煤层，在掘进剩余部分时(包括掘进煤层和进入底(顶)板2m范围内)，必须按照震动放炮的安全要求，进行放炮作业。震动放炮未崩开石门全断面的岩柱和煤层时，继续放炮仍需按照震动性放炮有关规定执行，并需加强支护，设专人检查瓦斯和观察突出预兆；在作业中，如发现突出预兆，工作人员应立即撤到安全地点。煤层特厚或倾角过小不能一次揭开煤层全厚时，在掘进剩余部分时，必须采用抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔等防突措施，并应遵守下列规定：1采用抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔之前，必须加强巷道及迎面支护，巷道支架背严、背实后，方可进行作业。