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文档简介

1、 防治煤与瓦斯突出知识讲解晋煤集团赵庄煤业有限责任公司2015年 主 要 内 容一、煤与瓦斯突出事故案例二、煤与瓦斯突出基础知识三、防治煤与瓦斯突出规定四、防治煤与瓦斯突出措施第一部分煤与瓦斯突出事故案例 防治煤与瓦斯突出知识讲解 煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,指在压力作用下,在很短的时间内,破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出,在煤体中形成特殊孔洞,并产生一定的动力效应 ,是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象。 (瓦斯涌出:一般涌出、特殊涌出) 煤与瓦斯突出事故案例瓦斯突出事故大都发生在井筒穿煤、煤巷掘进以及石门揭煤等井巷准备区域。为从根本上治理瓦斯,针对不同煤岩层地质条件

2、,利用穿岩层钻割造缝增透技术、顺煤层钻割造缝增透技术、定向水动力压裂增透技术等采前准备区域预抽瓦斯防治灾害的成套技术工艺,建立井巷中空间交错网络化预抽系统,以全新的技术途径解决传统钻抽法因存在抽采盲区而易发煤与瓦斯突出灾害问题。煤与瓦斯突出事故案例 1、典型案例 2004.10.20河南大平矿难,148人遇难 2007.5.20集团公司寺河矿难,4人遇难 2008.9.21河南登封新丰二矿,37人遇难 2009.5.30重庆同华矿难,30人遇难 2011.10.4贵州黔南州安平煤矿难17人遇难 2011.11.10云南师宗私庄矿难20以上人员遇难煤与瓦斯突出事故案例2、典型案例剖析:河南大平矿

3、难 2004年10月20日,河南省郑州煤炭工业集团有限责任公司(简称郑煤集团公司)大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故,突出煤量1894t,瓦斯量约25万m3,造成148人死亡,32人受伤(其中重伤5人),直接经济损失3935.7万元。煤与瓦斯突出事故案例爆炸区域图煤与瓦斯突出事故案例22时09分12秒22时12分26秒瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.22时31分31秒22时35分15秒,瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m322时32分16秒22时39分45秒,瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.事故巷道

4、示意图煤与瓦斯突出事故案例突出形成的孔洞煤与瓦斯突出事故案例成庄事故突出形成的孔洞煤与瓦斯突出事故案例 1、上图中可看出,突出点位于向斜轴部,同时又在典型的逆断层中。逆断层属封闭性断层,向斜轴部又是瓦斯富集区,煤层中瓦斯不容易逸散掉,往往造成瓦斯赋存量大,且形成构造煤,在外力作用下极易发生变形,从而导致事故发生。 2、从事故发生过程来看,该矿未能把“三并重”原则落实好。 事故分析:煤与瓦斯突出事故案例 1)该矿属高突瓦斯矿井,防治煤与瓦斯突出规定第二十四条明确规定煤与瓦斯突出矿井严禁使用架线电机车,该矿井下仍在使用架线电机车,架线电机车运行过程中取电弓与架线间产生电火花引发瓦斯爆炸,装备上有缺

5、陷。 2)突出发生后,应急预案未及时落实,平时的学习贯彻不到位,管理上有漏洞,导致。煤与瓦斯突出事故案例 3) 突出发生后与爆炸间还有一段时间,但井下架线电机车仍在运行,应该停电的区域未停电,突出发生后停电撤人的工作未落实,说明职工日常培训工作未扎实推进,职工没有这个概念,停电撤人工作无法落实,导致较多人员伤亡,培训不到位。煤与瓦斯突出事故案例 4)管理、装备、培训的“三并重原则,尤其是培训,必须要加强培训工作,使职工受到应有的教育培训,真正把人的因素解决了,人员素质提高了,管理水平就能上来,相应的装备就到位了,事故就能消除在萌芽状态,从而减少事故,直至杜绝事故,确保煤矿生产的长治久安。煤与瓦

6、斯突出事故案例第二部分煤与瓦斯突出基础知识 防治煤与瓦斯突出知识讲解 煤与瓦斯突出具有极大的破坏性。每次突出前都有预兆出现,但出现预兆的种类和时间是不同的,熟悉和掌握预兆,对于及时撤出人员、减少伤亡具有重要的意义。 煤与瓦斯突出基础知识(一)煤与瓦斯突出危害形式 摧毁巷道设施 破坏通风系统 煤岩掩埋人员 瓦斯窒息人员 引起瓦斯爆炸燃烧煤与瓦斯突出基础知识(二)突出的机理:是用来解释煤与瓦斯突出的发生原因、条件及发展过程。专家们通过对突出案例的统计分析、实验室研究和现场观测等方法来研究突出机理。 突出机理主要有以下几种学说:1)瓦斯主导说。包括:瓦斯包、煤粉带、煤空隙结构不均匀、裂隙堵塞、瓦斯膨

7、胀、卸压瓦斯、地质破坏带、瓦斯解析等学说。煤与瓦斯突出基础知识2)地质主导说:包括岩石变形潜能、应力集中、剪切应力、应力叠加、冲击移近、爆破突出、顶板位移不均匀等学说。3)化学本质说:包括瓦斯水化物、爆炸的煤、重煤、地球化学、硝基化合物等学说。4)综合假说:多数研究人员认为:突出由地应力、瓦斯与煤的物理力学性质三者综合作用的结果。煤与瓦斯突出基础知识 应力解释:1、工作面应力分为:水平应力、垂直应力、采掘附加应力。2、水平应力为构造应力,受控于地质构造的影响;3、垂直应力是岩石自重造成的,受控于垂深;4、采掘附加应力是采掘过程中破坏了采掘地点的原始应力平衡状态,在要工作面附近形成了卸压区、增压

8、区和正常压力区。煤与瓦斯突出基础知识 (三)煤与瓦斯突出的预兆:1、有声预兆: 通常在煤体深部有打闷雷声(放炮声)、噼啪声(枪声)、劈裂声、嘈杂声、沙沙声。2、无声预兆: 煤变软、光泽变暗、掉渣或小块煤剥落、煤面轻微颤动、支架压力增加、瓦斯涌出量增高或忽大忽小、煤面温度或气温降低、打钻过程出现异常(夹钻、顶钻、吸钻或喷孔)煤与瓦斯突出基础知识 (四)突出的一般规律:1、突出的危险性随着采掘深度的增加而增大,当深度增加时,突出的次数和强度都可能增加;地压愈大,突出的危险性愈大。在集中压力区内突出的危险性增加。 2、随着煤层的厚度增大而增加,随着瓦斯压力和瓦斯含量增大,突出的危险性也增加。但突出与

9、煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间,没有固定的关系。瓦斯压力低、含量小的煤层可能发生突出;反之,瓦斯压力高,含量大的煤层也可能不突出,因为突出是多种因素综合作用的结果。 煤与瓦斯突出基础知识 (四)突出的一般规律:3、突出时形成各种形状的孔洞4、突出前大多数均有预兆 5、突出大多发生在地质构造带,如断层、褶曲和火成岩侵入区附近。煤的破坏类型愈高强度愈小,突出的危险性愈大,突出多发生在软煤层或软分层中。 6、突出与水文地质的关系,实践表明,煤层比较湿润,矿井涌水量较大,则突出危险性较小;反之则大,这是由于地下水流动,可带走瓦斯,溶解某些矿物,给瓦斯流动创造了条件。 煤与瓦斯突出基础知识(四)突出的一般

10、规律:7、突出与围岩性质的关系,若煤层顶底板为坚硬而致密的岩层且厚度较大时,其集中应力较大,瓦斯不易排放,故突出危险性愈大;反之则小。若顶底板中具有容易风化和遇水变软的岩层时,将减少突出危险性。 以上规律仅是人们对已发生的突出事故的一些认识,到目前为止,各种地质、开采条件下煤与瓦斯突出发生的规律还没有完全掌握。煤与瓦斯突出基础知识 (五五)煤与瓦斯突出的分类:煤与瓦斯突出的分类: 根据动力现象的效应进行突出分类,依据: 1)动力现象造成的空洞位置及形状 2)喷出煤(或岩石)的粒度及其分选情况 3)煤(或岩石)的抛出距离及堆积坡度 4)强度(煤、岩量及瓦斯量和瓦斯流运行方向) 5)动力效应及预兆

11、煤与瓦斯突出基础知识按动力现象的效应分类:按动力现象的效应分类:1、煤的突然倾出、煤的突然倾出2、煤的突然压出、煤的突然压出3、煤与瓦斯突出、煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出基础知识 根据突出强度分类:根据突出强度分类: 以突出煤岩量作为划分突出强度的依据分为五类:小型、中型、次大型、大型、特大型 1、小型突出:强度小于50t/次(突出后,几分钟瓦斯浓度可恢复正常) 2、中型突出:强度50-99t/次(突出后,一个班左右瓦斯浓度可逐步恢复正常) 煤与瓦斯突出基础知识 (五五)煤与瓦斯突出的分类:煤与瓦斯突出的分类: 3、次大型突出:强度100-499t/次(突出后,一天左右瓦斯浓度可逐步恢复正常) 4

12、、大型突出:强度500-999t/次(突出后,几天回风系统瓦斯浓度可逐步恢复正常) 5、特大型突出:强度大于1000t/次(突出后,经过长时间排放,回风系统瓦斯浓度可逐步恢复正常) 二、煤与瓦斯突出基础知识二、煤与瓦斯突出基础知识煤与瓦斯突出基础知识二、煤与瓦斯突出基础知识二、煤与瓦斯突出基础知识 煤与瓦斯突出时喷出的瓦斯量,取决于煤的瓦斯含量和突出的煤量。 特大型煤与瓦斯突出时,短时间能涌出数十万至数百万立方米的瓦斯,吨煤瓦斯涌出量高达100-800m3,超过煤层瓦斯含量的5-30倍。煤与瓦斯突出基础知识 (六六)各种突出形式的基本特征:各种突出形式的基本特征: 倾出的基本特征倾出的基本特征

13、 1、倾出的煤就地按自然安息角堆积,并无分选现象 2、倾出的孔洞呈孔大腔小,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煤层中 5、巷道瓦斯(二氧化碳)涌出量明显增加煤与瓦斯突出基础知识 压出的基本特征1、压出有两种基本形式,即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出,但位移生抛出的距离都较小;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、压出右能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。煤与瓦斯突出基础知识 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

14、、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粉煤; 煤与瓦斯突出基础知识 突出的基本特征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、倒瓶形以及其他分岔形等。煤与瓦斯突出基础知识第三部分第三部分防治煤与瓦斯突出规定防治煤与瓦斯突出规定 防治煤与瓦斯突出知识讲解一、权威性和不可替代性一、权威性和不可替代性 由规范性文件由规范性文件上升为部门规章上升为部门规章 新的形势对防突工作提出了新的要求,迫切新的形势对防突工作

15、提出了新的要求,迫切需要从技术、管理、监督等方面进一步加强和规需要从技术、管理、监督等方面进一步加强和规范防突工作。范防突工作。 国家在推进煤矿瓦斯治理上作出了一系列重国家在推进煤矿瓦斯治理上作出了一系列重要决定和部署,规范和加强防突工作是深化煤矿要决定和部署,规范和加强防突工作是深化煤矿瓦斯治理的必然要求瓦斯治理的必然要求 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定国家安全生产监督管理总局令国家安全生产监督管理总局令第第19号号 防治煤与瓦斯突出规定已经2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过,现予公布,自2009年8月1日起施行,原煤炭工业部1995年1月25

16、日发布的防治煤与瓦斯突出细则同时废止。 局 长 骆 林 二00九年五月十四日 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定二、防突规定的结构防治煤与瓦斯突出共七章124条,还有五个附录第一章 总则第二章 一般规定第三章 区域综合防突措施第四章 局部综合防突措施第五章 防治岩石与二氧化碳(瓦斯)突出措施第六章 罚则第七章 附则 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 防突规定提出了“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则和“不掘突出头、不采突出面”的理念,强调突出煤层必须采取区域综合防突措施并达到规定标准后方可进行采掘作业。这些理念强调源头治理,更加先进,更符合国家当前和今后一

17、个时期对安全生产从严要求的政策。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 2005全国人大常委会提出、国务院确定了“力争用两年左右的时间,使煤矿重特大瓦斯爆炸事故有较大幅度下降”的阶段性目标。 2007年全国煤矿瓦斯事故与2005年相比,起数和死亡人数分别下降了34.3%和50.1%,其中重特大瓦斯事故起数和死亡人数分别下降了46.3%和65.4%。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 第一条 为了加强煤与瓦斯突出的防治工作,有效预防煤矿突出事故,保障煤矿职工生命安全,根

18、据安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规,制定规定。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 第二条 煤矿企业(矿井)、有关单位的煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出(以下简称突出)的防治工作,适用规定。 现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与规定不一致的,依照规定执行 三、主 要 变 化(一)对法律地位和规范的主体重新进行了定位,修改了法名 由规范性文件上升为部门规章 规范主体由煤矿企业和管理部门转变为企业、中介、厂家、监管监察机构、设计部门、鉴定部门、培训机构等有关部门和机构 其他有关防突的规定服从此规定 三、防治煤与瓦斯突出

19、规定三、防治煤与瓦斯突出规定 (二)提升了防突理念,严格了综合治理措施 (三)规范了突出煤层和突出矿井的认定程序 突出煤层和突出矿井的定义和对突出后采取的 措施更加突出了源头治理、预防为主的要求,贯彻了“不掘突出头、不采突出面”的理念。 提出了区域防突工作的原则: 多措并举、可保必保、 应抽尽抽、抽采达标。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定n多措并举 -多种措施、方式和工艺结合起来,加强瓦斯抽放。 n可保必保 -具备开采保护层条件的必须开采保护层。n应抽尽抽 -应进行抽采的矿井必须进行抽采,并建立完善的地面永久瓦斯抽采系统。 n效果达标 -通过抽采,使吨煤瓦斯含量、煤层瓦斯压力

20、、矿井和工作面瓦斯抽采率、采煤工作面回采前可解析瓦斯含量均达到煤矿瓦斯抽采基本指标规定的标准。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 四、几个名词: 1、突出煤层 规定所称的突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 2、突出矿井 规定所称的突出矿井是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 3、区域预测 对新矿井、新采区或新水平进行突出危险性的划分,可将煤层或煤层区域划分为无突出危险区、突出危险区两种。 4、工作面预测 也叫局部预测,主要是对石门揭煤、煤掘工作面和采煤工作面的危险性进行预测。是在已

21、经确定的突出危险区内进行采掘时,为进一步缩小突出危险范围而进行的预测和验证工作。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 5、钻屑瓦斯解吸指标法 是反应瓦斯压力、瓦斯含量和煤层特征的一个指标。 6、钻屑指标法: 钻屑指标法包括两类指标:应力指标和瓦斯指标。应力指标是钻孔钻屑量指标Smax(7),瓦斯解吸指标有解吸量指标(K1)或解析压力(h2)指标两种 。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 7、 钻屑量Smax的概念:应力指标。 钻屑量Smax取值的意义:当在一个有应力存在的岩体中打钻,钻孔中排出的钻屑量由三部分组成: a、钻头切削所产生的钻屑量; b、钻头在岩体中,

22、由于打钻时钻头在钻孔内跳动所产生的超切削钻屑量 c、由于应力使钻孔变形、缩孔,被钻头附加切削出来的钻屑量,是个变量。 d、单位:kg/m,临界值: Smax 6 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 四、当前煤与瓦斯突出防治工作面临的一些突出问题和新课题: 1、源头治理差距较大 ,突出矿井普遍没有有效落实区域抽采防突措施,突出事故多发。 2、对防治煤与瓦斯突出的意识不强、认识不足,消极被动。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定3、技术手段不足 ,没有形成防治手段和技术体系 4、煤矿开采条件变化较大,动力现象日趋明显。 有效解决煤矿企业在防治煤与瓦斯突出工作中存在的突出

23、问题,进一步加强防突工作管理和研究,是当前防治煤与瓦斯突出工作的一项重要任务。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 五、明确提出治理目标 煤矿瓦斯抽采基本指标规定了瓦斯抽采应达到的四项基本指标,对采掘工作面瓦斯含量、压力、抽采率、煤的可解析瓦斯量和矿井瓦斯抽采率提出了具体明确的指标,特别是规定:突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的瓦斯压力以下。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定 若没有考察出煤层始突深度的瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8立方米/吨以下,或煤层瓦斯压力降到0.74

24、兆帕以下,增加了煤层瓦斯含量的指标,比以往的要求更加严格和具体。 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井真正按照煤矿瓦斯抽采基本指标要求,实现抽采达标已经成为防治瓦斯事故、特别是防治突出事故的关键性问题。 目的性更明确:一是更加强调源头治理、超前防治的原则,明确突出区域综合防突措施和局部综合防突措施之间的关系和各自的程序、作用;二是以进一步明确区域防突和局部防突的技术和管理要求 三、防治煤与瓦斯突出规定三、防治煤与瓦斯突出规定防治煤与瓦斯突出技术体系防治煤与瓦斯突出技术体系防治煤与瓦斯突出技术体系合理采掘部署合理采掘部署煤层开采顺序,巷道布置,掘、保、抽、采接

25、替煤层开采顺序,巷道布置,掘、保、抽、采接替区域综合防突区域综合防突技术措施技术措施区域突出危险性预测区域突出危险性预测瓦斯参数结合瓦斯地质分析瓦斯参数结合瓦斯地质分析区域性防突措施区域性防突措施开采保护层开采保护层区域性预抽煤层瓦斯区域性预抽煤层瓦斯工作面突出预测工作面突出预测钻屑瓦斯解吸指标钻屑瓦斯解吸指标 K1K1、h2h2钻孔瓦斯涌出初速度指标钻孔瓦斯涌出初速度指标 q q工作面防突措施工作面防突措施小直径超前排放钻孔小直径超前排放钻孔松动爆破松动爆破预抽瓦斯预抽瓦斯水力冲孔水力冲孔金属骨架、煤体固化等金属骨架、煤体固化等工作面措施效果检验工作面措施效果检验安全防护措施安全防护措施管理

26、制度管理制度安全设施安全设施设备、器材设备、器材局部综合防突局部综合防突 技术措施技术措施钻屑量指标钻屑量指标 S S区域措施效果检验区域措施效果检验区域验证区域验证防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图局部综合防突措施局部综合防突措施区域综合防突措施区域综合防突措施建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定非突出矿井非突出矿井矿井矿井突出突出煤层、煤层、突出突出矿井矿井鉴定鉴定有有突突出出煤煤层层无突出煤无突出煤层:按非层:按非突出矿井突出矿井管理管理危险区危险区新建矿井突出危险性评估新建矿井突出危险性评估有突出危险:按突出矿井设计有突

27、出危险:按突出矿井设计无突出危险:按非突出矿井设无突出危险:按非突出矿井设计计突出矿井突出矿井开开拓拓前前区区域域预预测测区区域域措措施施效效果果检检验验危险区危险区无危险区无危险区每每采采掘掘1050m进进行行区区域域验验证证有危险有危险无危险无危险工工作作面面预预测测突出危险工作面突出危险工作面无突出危险工作面无突出危险工作面工工作作面面措措施施效效果果检检验验执执行行安安全全防防护护措措施施后后采采掘掘作作业业工工作作面面防防突突措措施施突出危险工作面突出危险工作面无突出危险工作面无突出危险工作面执行执行安全安全防护防护措施措施后采后采掘作掘作业业区区域域防防突突措措施施无危险区无危险区

28、开开拓拓后后区区域域预预测测第四部分第四部分防治煤与瓦斯突出措施防治煤与瓦斯突出措施 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 防治煤与瓦斯突出必须坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。 坚决做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的,严禁进行采掘活动。 区域防突工作应当做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”。一、 区域综合防突措施 1、区域突出危险性预测 2、区域防突措施 3、区域措施效果检验 4、区域验证 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 1、区域突出危险性预测 突出煤层的区域是指能可

29、靠地将区域内的采掘工作面与该区域以外的突出煤层安全隔离的一个足够大的范围。 突出煤层进行区域突出危险性预测(简称区域预测)时的范围可根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 突出矿井应对突出煤层进行区域预测。 区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测(简称开拓前区域预测)和新采区开拓完成后的区域预测(简称开拓后区域预测)两个阶段。 经区域预测后,突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区.未进行区域预测的区域视为突出危险区。 1)区域预测方法分类,一般采取:单项指标法、地质统计法和综合指标法。 2)单项指标法:采取煤样在实验室中测定其煤的破坏

30、类型(、)、瓦斯放散初速度指标(P)(10)、煤的坚固性系数(f)(0.5)、测定或推算煤层瓦斯压力(p)(0.74)进行区域预测。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行,也可以采用其他经试验证实有效的方法。 根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行:(1)煤层瓦斯风化带为无突出危险区域; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施(2)根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,采

31、用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。(3)在上述划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域,应根据煤层瓦斯压力P进行预测。若缺相关资料,也可根据瓦斯含量W进行预测。(预测所依据的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按下表进行预测。) 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 煤层瓦斯压力或瓦斯含量区域预测临界值 区域预测时,还应当符合下列要求:(1)预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据;(2)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置; 同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个,沿倾向不少于

32、3个,并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。 瓦斯压力(MPa)瓦斯含量W(m3/t)区域类别 P0.74W8无突出危险区其他情况突出危险区2、区域防突措施 是指在突出煤层进行采掘前,对突出煤层较大范围采取的防突措施。 区域防突措施包括:开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。 开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。 预抽煤层瓦斯方式有:地面和井下抽采两种 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 井下预抽煤层瓦斯 井下穿层钻孔、顺层钻孔、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

33、四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 规定各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应符合以下要求:(1)穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是:倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m,下帮至少10m;其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施(2)穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。(3)顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层

34、; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 (4)穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。 钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 (5)顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m; (6)当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突

35、效果有效的区域内作业时,工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 (7)厚煤层分层开采时,预抽钻孔应当控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m(均为法向距离,且仅限于煤层部分)。 预抽煤层瓦斯钻孔封孔要求: 穿层钻孔不得小于5m 顺层钻孔不得小于8m 钻孔孔口负压不得小于13kPa。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施3、区域措施效果检验 1)开采保护层的主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验,证实有效的指标和方法,也可结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。 2)采用预抽煤层瓦

36、斯应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验,必须依据实际的直接测定值,其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时,发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效,所在区域煤层仍属突出危险区。 当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时,若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时,则此检验测

37、试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效,即为突出危险区 。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 3)对穿层钻孔预抽石门也可以参照规定第七十三条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。 检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。 4)检验要求: 对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,均应首先分析、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。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 4、区域验证 1)在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区

38、域验证,应当采用规定第七十一条所列的石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。 2)在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用规定第七十四条、第七十八条所列的工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时,应当按照下列要求进行:(1)在工作面进入该区域时,立即连续进行至少两次区域验证; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施(2)工作面每推进1050m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值)至少进行两次区域验证;(3)在构造破坏带连续进行区域验证;(4)在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施,探测地质构造和观察突出预

39、兆。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行采掘作业。 但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时,采掘前还应保留足够的突出预测超前距。 只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆,则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。 二、局部综合防突措施 (1)工作面突出危险性预测; (2)工作面防突措施; (3)工作面措施效果检验; (4)安全防护措施。开采保护层 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 1、工作面突出危险性预测 突出危险工作面必须采取工作面防突措施,并进行措施效果检验。经检验证实措施有

40、效后,即判定为无突出危险工作面;当措施无效时,仍为突出危险工作面,必须采取补充防突措施,并再次进行措施效果检验,直到措施有效。 无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为: 煤巷5m,采面3m 在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距,但煤巷不小于7m,采面不小于5m。 每次工作面防突措施施工完成后,应当绘制工作面防突措施竣工图。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 2、工作面突出危险性

41、预测可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性: 1)钻屑指标法;2)复合指标法;3)R值指标法;4)其他经试验证实有效的方法。 采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个,在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 钻孔应尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于巷道工作面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔的终孔点应位于巷道两侧轮廓线外24m处。 钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。 采用

42、复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个,在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 3、工作面防突措施 工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。 石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计至少应包括下列主要内容:(一)石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况; 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施(二)建立安全可靠的独立

43、通风系统及加强控制通风风流设施的措施;(三)控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施,测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案;(四)揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标,预测及检验钻孔布置等;(五)工作面防突措施;(六)安全防护措施及组织管理措施;(七)加强过煤层段巷道的支护及其他措施。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 石门揭煤工作面的防突措施: 预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施。 立井揭煤工作面: 除水力冲孔以外的各项措施。 金属骨架、煤体固化措施,应当在采用了其他防突措施并检验有效后方可在揭开煤层前实施。

44、斜井揭煤工作面的防突措施应当参考石门揭煤工作面防突措施进行。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 在石门和立井揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时,钻孔直径一般为75120mm。 石门揭煤工作面钻孔的控制范围是:石门的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。 立井揭煤工作面钻孔控制范围是:近水平、缓倾斜、倾斜煤层为井筒四周轮廓线外至少5m; 急倾斜煤层沿走向两侧及沿倾斜上部轮廓线外至少5m,下部轮廓线外至少3m。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 水力冲孔措施一般适用于打钻时具有自喷(喷煤、喷瓦斯)现象的煤层。 石门揭煤工作面采用水力冲孔防突措施时,钻孔应

45、至少控制自揭煤巷道至轮廓线外35m的煤层,冲孔顺序为先冲对角孔后冲边上孔,最后冲中间孔。 水压视煤层的软硬程度而定。石门全断面冲出的总煤量(t)数值不得小于煤层厚度(m)乘以20。若有钻孔冲出的煤量较少时,应在该孔周围补孔。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施煤巷掘进和采煤工作面的专项防突设计应当至少包括下列内容:(一)煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况;(二)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;(三)工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标以及预测、效果检验钻孔布置等;(四)防突措施的选取及施工设计;(五)安全防护措施;(六)组织管理措施。 四、防治煤与瓦斯突出措施四、防治煤与瓦斯突出措施 有突出危险的煤巷掘进工作面应当优先选用超前钻孔(包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔)防突措施。 采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松或其他工作面防突措施时,必须经试验考察确认防突效果有效后方可使用。 前探支架措施应当配合其他措施一起使用。下山掘进时,不得选用水力冲孔、水力疏松措施。 倾角8以上的上山掘进工作面不得选用松动爆破、水力冲孔、水力疏松措施。 四、防

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