防突知识培训

1、防突知识培训第一讲 防突规章制度一、生产矿井必须设立专门防突机构，建立、健全防突管理制度和部门责任制。防突机构应由专人具体负责，配足人员，保持队伍稳定。二、生产矿井必须认真编报瓦斯地质图和防突预测图。石门揭穿突出煤层和新水平第一次揭开所有煤层，必须在石门距被揭煤层20m前编制专门防突设计，报集团公司审批。三、突出煤层开采必须坚持以区域治理为主，局部治理相结合，以非突出煤层保护突出煤层，强化抽采的技术原则。具备保护层开采条件的，必须开采保护层;无保护层开采条件的，采用穿层孔、顺层孔预抽突出煤层瓦斯。保护层开采，采空区不得留有煤(岩)柱，特殊情况需留煤(岩)柱时，必须经集团公司批准。四、突出危险掘

2、进工作面必须编制“四位一体"专门的防突措施，地质构造异常带、瓦斯涌出异常带、应力集中带必须编制专门具有针对的防突措施，距离突出煤层法距小于20m的掘进巷道，要制定防止误穿煤层的防突措施。第二讲 煤与瓦斯突出基础知识一、煤与瓦斯突出的定义煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘过程中，在很短时间内(数分钟)，从煤(岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的现象，简称瓦斯突出或突出。突出是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。二、煤与瓦斯突出的确定突出煤层的确定方法有两种：一是矿井中只要发生一次突出现象，该矿井就定为突出矿井，发生突出的煤层定为突出煤层;二是利用单项指标法预测，可以定性煤层的突出

3、危险性，只有四个指标全部达到条件方可定为突出煤层，条件具体是煤的破坏类型为、V类，瓦斯放散初速度p大于或等于1 0，煤的坚固性系数小于或等于0·5，煤层瓦斯压力大于或等于0.7 4M p a。三、煤与瓦斯突出的危害主要表现在：破坏巷道、设备、系统，冲击伤人、煤流埋人，瓦斯造成人员窒息，引起瓦斯、煤尘爆炸，延误生产等。四、煤与瓦斯突出发生的一般规律大量突出资料的统计分析表明，突出的发生一般具有以下规律：1、突出发生在一定的采掘深度上，并随开采深度增加，危险性加大。突出最浅的深度称为始突深度。2、突出煤层的突出危险区域呈带状分布。3、突出与构造关系密切。突出多发生在地质构造附近，如断层、

4、褶曲、扭转和火成岩侵入区。大构造控制煤层突出分布，小构造往往是突出位置最显著的地质标志。4、石门揭煤突出危险性最大，突出煤层上山 掘进比下山掘进危险。5、大多数突出发生在放炮和风镐落煤过程。采矿应力集中、片帮或冒顶也容易诱导突出。6、突出具有延期性，延迟的时间由几分钟到十几小时，它的危害性更大。七、煤与瓦斯突出的预兆1、有声预兆：顶板来压，支架劈裂声，掉渣声，煤壁发生震动，从煤体深部发出煤炮声。2、无声预兆：瓦斯涌出异常，瓦斯忽大忽小，打钻喷瓦斯、喷煤等。煤层紊乱，煤厚、倾角急变，见断层等。感觉迎头变冷。迎头出现“黑烟”现象。第三讲 煤与瓦斯突出的防治在防治煤与瓦斯突出的实践中，我国总结了一套

5、行之有效的综合防突措施，习惯上称为“四位一体”防突措施，即突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验和安全防护措施。一、突出危险性预测突出危险性预测是防治煤与瓦斯突出综合措施的第一个重要环节。突出危险性预测包括区域性预测和工作面预测。1、区域性预测突出煤层经区域预测划分为突出危险区;突出威胁区;无突出危险区。三个区域具体防突要求：无突出危险区执行安全防护措施;突出威胁区执行30100m区域预测;突出危险区执行循环预测。预测具体方法：瓦斯地质统计法。根据已开采区域确切掌 握的煤层赋存、地质构造、突出分布规律，按一定原则定性地对突出煤层进行危险性划分，这类方法现已广泛应用于现场。综合指标

6、法D、K法。它主要从地应力、瓦斯压力、煤层硬度和结构方面评价测定地点的突出危险性，用以反应同一构造单元内的区域突出危险性大小趋势。D=(0.7775H/f一3)(p一0.74)K=P/f这一方法主要缺点：测点较少，受限于石门揭煤中;用深度来间接反映地应力，只能应用于相同地质条件下的单一构造单元。甚至不如瓦斯压力更为直观，其它指标测定有误差时掩盖了压力值的影响。 、瓦斯地质区化法。对特定的矿井，以较大的地质构造控制分布为背景，研究构造煤及软分层的分布规律来定性或定量划分煤层突出危险性分 布。以焦作工学院为代表，瓦斯地质区化理论已相当成熟，其成果已达到现场实用阶段。2、工作面预测对采掘迎头进行动态

7、循环预测即工作面预测方法，又叫日常点预测或循环预测预报。它的直接成果即预测有无突出危险，用以决定是否施用具体防治突出措施。国内广泛采用的方法仍是传统细则规定的钻孔指标法，它们都是建立在煤体应力、结构、瓦斯三要素基础上，属接触式的定量预测方法。1.石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭开突出煤层前，应选用综合指标法(D、K值)、钻孔瓦斯解吸指标法(K1、h2、c值)或其它经试验证实有效的方法预测工作面突出危险性。2.煤巷掘进工作面突出危险性预测在突出危险区域中掘进煤巷时，可采用下列方法之一预测煤巷工作面的突出危险性：A.钻孔瓦斯涌出初速度法(qm);B.R值指标法;钻屑指标法;C.其他经试验证实有效

8、的方法(钻屑温度、煤体温度、放炮后瓦斯涌出量等)。下面着重介绍钻孔瓦斯涌出初速度法和钻屑指标法。用钻孔瓦斯涌出初速度法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应按下列步骤进行：A.在掘进工作面的软分层中，靠近巷道两帮，各打一个平行于巷道掘进方向，直径42mm、深为3.5m的钻孔;B.用专门的封孔器封孔，封孔后测量室长度为0。5m;C、钻孔瓦斯涌出初速度的测定必须在打完钻后2min内完成。当实测的q值等于或大于临界值qm=4.0L/min时，煤巷掘进工作面应预测为突出危险工作面;实测q值小于临界值qm时，该工作面应预测为无突出危险工作面。用钻孔瓦斯涌出初速度法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，如预测为无突

9、出危险工作面，每预测循环应留有2m预测超前距。采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应按照下列步骤进行：A.在煤巷掘进工作面打2个(倾斜和急倾斜煤层)或3个(缓倾斜煤层)直径42mm、孔深8lOm的钻孔.B.钻孔每打1m测定钻屑量一次，根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax预测工作面的突出危险性。实测得到的指标Smax值等于或大于临界值6.0Kg/m时，该工作面预测为突出危险工作面，否则预测为无突出危险工作面。采用钻屑指标法预测突出危险性，当预测为无突出危险时，每预测循环应留有2m的预测超前距。3.采煤工作面突出危险性预测采煤工作面突出危险性预测可使用煤巷掘进工作面突出预测方法，沿

10、采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，孔深根据工作面条件选定，但不得小于3.5m。当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m预测超前距。二、防治突出措施开采突出煤层时，必须采用综合防突措施。在采用防治突出措施时，应优先选择区域性防治突出措施，如果不具备采取区域性防治突出措施的 条件，必须采取局部防突措施。(一)区域性防突措施1、开采保护层保护层开采形成煤层顶底板上下一定范围矿压形变，达到被保护的突出煤层应力充分释放，同时利于抽采本煤层瓦斯，进一步增强煤体强度。从措施影响范围和卸压效果而言，保护层开采是最经济、可靠和有效的消突措施，广泛应用世界各国，技术十分成熟。在突出矿井中，预先开采的

11、、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。开采保护层的作用保护层开采后，由于采空区的顶底板岩石冒落，移动，引起开采煤层周围应力的重新分布，采空区上、下形成应力降低(卸压)区，在这个区域内的未开采煤层将发生下述变化：A.地压减少，弹性潜能得以缓慢释放。B.煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气系数增加。所以被保护层内的瓦斯能大量排放到保护层的采空区内，瓦斯含量和瓦斯压力都将明显下降。C.煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。据测定，开采保护层后，被保护层的煤硬度系数由0.3O.5增加

12、到1.O1.5。所以保护层开采后，不但消除或减少了引起突出的两个重要因素：地压和瓦斯，而且增加了抵御突出的能力因素煤的机械强度。这就使得在卸压区范围内开采被保护层时，不再会发生煤与瓦斯突出。保护范围保护范围是指保护层开采后，在空间上使危险层丧失突出危险的有效范围。在这个范围内进行采掘工作，按无突出危险对待，不需要再采取其他预防措施;在未受到保护的区域，必须采取防治突出的措施。但是厚度等于或小于1.5m的保护层开采时，它的效果必须实际考察，如果效果不好，被保护层开采后，还必须采取其他的防治措施。划定保护范围，也就是在空间和时间上确定卸压区的有效范围。突出危险矿井应根据实际观测资料，确定合适的保护

13、范围，标明在矿井开采平面图上，如无实测资料，可参考下列数据。A.垂直保护距离B.沿倾向的保护范围确定沿倾向的保护范围就是沿倾向划定被保护层的上、下边界。一般矿井的开采顺序都是由浅到深，上水平(上阶段)回采后，对被保护层的下水平(下阶段)能起到卸压作用，所以沿倾向的上部边界可不划定。如果煤层倾角平缓，沿倾斜的保护范围可能错开l2小阶段，这时应将上下边界都划出。水平或阶段间留有柱时，必须划定该煤柱沿倾向的影响范围。C.沿走向的保护范围保护层回采工作面与被保护层采、掘工作面之间的超前距。规程规定，保护层的回采工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距一般不得小于两个煤层之间垂直距离的两倍，至少

14、不小于30m。以便被保护层能充分卸压和排出瓦斯。随着层间距的增大，由于岩层移动减少，透气系数增加不多，或由于采深的增加，地压和瓦斯压力都增大，保护层采动后，排瓦斯时间也将增长，这个超前距就应该大些。保护层回采工作面始采线两侧的保护范围，必须按实际考察结果确定。如无测资料，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、收作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5660°划定。d.煤柱的影响保护层开采后，在采空区上、下形成了卸压区，在其附近的煤柱(未采区)则产生了集中应力区。在集中应力区内，增加了突出危险性，对此要有充分的认识。统计资料表明

15、，开采保护层后，被保护层的突出，大多数发生于保护层煤柱的应力集中影响区。煤柱附近集中应力区的宽度，随层间距的增加而加大，集中应力系数则随之减小。在这个范围内进行采掘工作时，必须采取预防突出的措施。开采保护层必须注意的几个问题A.如煤层群中有几个保护层时，应首先考虑上保护层。如果不得不开采下保护层时，要防止采动影响而破坏未采煤层结构。B.矿井中所有煤层都有突出危险时，可选择突出危险程度较小的煤层作为保护层，但在此保护层的采掘过程中，必须采取防治突出的措施。C.矿井中所有可采煤层都具有严重突出危险时，也可以选择不可采的煤层作为保护层。为了减小劳动强度，可使用刨煤机、钢丝绳锯等采煤机械。d.开采保护

16、层时，应同时抽采被保护层的瓦斯。2、密集钻孔预抽这种措施的实质是，通过布置密集穿层钻孔、顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并由此引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度提高等效应，使被抽采瓦斯的煤体丧失或减弱突出危险性。其中顺层钻孔预抽已广泛应用于突出煤层危险区域消突。该方法存在主要问题：钻孔工程量大，保护效果不如保护层方法显现;顺层长钻孔施工相当困难，从施工、装备、封孔工艺上仍有一定难度，制约这一技术发展;卸压时间较长。配合深孔预裂爆破以缩短抽采时间，提高抽采效果技术正在组织攻关。3、煤层注水措施通过煤层钻孔向煤体施注高压动力水以增大煤层透气性，

17、达到应力和瓦斯释放。这一方法局限性较大，注水成功率低，在淮南矿区应用不够广泛。(二)局部消突措施局部消突措施有钻孔抽采、钻孔自然排放、水力冲孔或扩孔、松动爆破、金属骨架加固局部煤体等。1、松动爆破松动爆破是向掘进工作面前方应力集中区，打几个钻孔装药爆破，使煤体松动，集中应力区向煤体深部移动，同时加快瓦斯的排出，从而在工作面前方造成较长的卸压带，以预防突出的发生。松动爆破分为深孔和浅孔两种。深孔松动爆破一般用于煤巷或半煤岩巷掘进工作面，钻孔直径一般为4060mm，深度815m(煤层厚时取大值)。浅松动爆破主要用于采煤工作面，采煤工作面的松动爆破防治突出措施，适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层，

18、松动爆破孔沿采煤工作面每隔23m打一个，孔深不小于3m，炮泥封孔长度不得小于1m。措施实施后，必须经措施效果检验有效后，方可进行采煤。采用松动爆破防治突出措施的超前距离不得小于2m。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。采用深孔松动爆破防治突出时，应符合下列要求：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1.52m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。深孔松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.56m，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，

19、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。在装药和充填炮泥时，应防止折断电雷管的脚线。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。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。2、钻孔排放瓦斯石门揭煤前，由岩巷或煤巷向突出危险煤层打钻，将煤层中的瓦斯经过钻孔自然排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时，再进行采掘工作。钻孔数和钻孔布置应根据断面和钻孔排放半径的大小来确定，每平方米断面不得少于3.54.5孔。此法适用于煤层厚、倾角大、透气系数大和瓦斯压力高的石门揭煤时。也大量应用于突出危险煤层的煤巷掘进。缺点是

20、打钻工程量大，瓦斯压力下降慢，等待时间长。3、超前钻孔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。钻孔在软煤中的排放半径为11.5m，硬煤中可能只有几十厘米。平巷掘进工作面一般布置35个钻孔，孔径200300mm。孔深应超前工作面前方的集中应力区，一般情况下它的数值为37m，所以孔深应不小于1015m。掘进时钻孔至少保持5m的超前距离。采用超前钻孔作为防治突出的措施时，应符合下列要求：超前钻孔可适用于煤层透气较好、煤质较硬的突出煤层;超前钻孔直径应根据煤层赋

21、存条件和突出情况确定，一般为75l20mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m;若超前钻孔直径超过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;钻孔应尽量布置在煤层的软分层中;超前钻孔的控制范围，应控制到巷道断面轮廓线外24m(包括巷道断面内的煤层);超前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;煤层赋存状态发生变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数;必须对超前钻孔进行效果检验。如果经检验措施无效，必须补打钻孔或采取其它补充措施;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。

22、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、透气系数较大的情况下。如果煤质松软，瓦斯压力较大，则打钻时容易发生夹钻、垮孔、顶钻，甚至孔内突出现象。4、震动放炮震动放炮是采用增加炮眼数和装药量，一次爆破揭穿煤层并成巷的爆破方法。在此情况下，因爆破震动，围岩应力和瓦斯压差急剧变化，创造了最有利的突出条件。所以震动放炮实质上是一种人为的诱导突出的措施，而不是防止突出的方法。它使突出发生在没有人员在场和采取了预防瓦斯、煤尘爆炸措施的情况下。震动放炮的效果取决于岩柱厚度、炮眼数、炮眼布置和装药量等参数。采用震动放炮措施

23、时，应注意下列事项：震动放炮时，应将井下人员撤至地面。为了少影响生产，一般在交接班时放炮;放炮时应将放炮区或全井断电，进风系统内不得有火源存在，以免引燃瓦斯;放炮半小时后由救护队进入检查。具有延期突出的矿井，进入的时间还要加长;为了限制突出的波及范围，可在距离工作面45m处，垒起高不小于1.5m的矸石堆或高至顶板的木垛。三、防突措施的效果检验1、保护层保护效果检验。保护层开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时，都必须对保护层保护效果进行检验。检验内容为保护范围和保护效果考察。检验应在被保护层中掘进巷道时进行，如果各项测定指标都降到该煤层

24、突出危险临界值以下，则认为保护层开采有效;反之，认为无效。2、预抽效果检验。预抽煤层瓦斯防突效果检验方法：煤体残存瓦斯含量小于2m3/t;煤层瓦斯抽采率大于30%。3、揭煤防突措施效果检验。石门揭煤措施效果检验难度较大，现场可用措施质量、卸压时间、瓦斯释放率和钻孔内瓦斯涌出状况综合评价。也可用钻孔残余瓦斯压力检验。采掘面防突措施效果检验方法同预测预报。4、煤巷掘进工作面防治突出措施效果检验。煤巷掘进工作面执行防治突出措施后，按规定的预测方法进行措施效果检验。检验孔孔深应小于或等于措施孔，并应布置在两个措施孔之间。如果测得的指标都在该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效;反之，认为措施无效。当措施无效时，无论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防治突出的补充措施，并经措施效果检验有效后，方可采取安全措施施工。当检验孔孔深等于措施孔孔深(检验与措施孔孔深均采用钻孔向巷道掘进方向的投影孔深