矿井瓦斯防治课件版 第5章 煤与瓦斯突出的防治区域瓦斯治理

重点掌握：区域性的防突措施；局部防突技术；突出矿井的鉴定方法。第五章煤与瓦斯突出的防治

（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性

煤与瓦斯突出是煤层中存储的瓦斯能和应力能的失稳释放，表现为在极短的时间内向生产空间抛出大量煤岩和瓦斯。抛出煤岩从几吨到上万吨瓦斯从几百到上百万立方米，并可能诱发瓦斯爆炸。煤与瓦斯突出（简称突出）

我国煤矿每年以20～50m的速度向深部延深，有约50对矿井开采深度达到800～1200m，地应力及瓦斯压力不断增加，突出灾害日趋严重。（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出（简称突出）

浅部开采条件下深部开采条件下有前兆的渐进破坏突发的无前兆的动力过程随着开采深度的增加，采矿工程面临的问题更加复杂，煤与瓦斯突出危险加大。4例如：平煤集团公司现有垂深大于800m

的采掘工作面36个，垂深超过1000m

的采掘工作面9个。十矿、十一矿、十二矿采深已经超过1000m，冲击地压开始显现并与瓦斯相互作用共同成灾，使原有安全保障技术不能适应开采的要求。5右帮臌出顶板及梯子梁弯曲变形1234破碎煤岩没有明显分选冲击力造成前探梁外窜巷道断面缩小35%2005年6月29日，三水平回风下山发生一起以冲击地压为主导的煤与瓦斯突出，抛出煤岩量81吨，涌出瓦斯1605m3，吨煤平均涌出瓦斯19.8m3。6

进入深部开采后，由于冲击地压和煤与瓦斯突出共同作用，多种因素相互交织，在事故孕育、发生、发展过程中互为诱因，互相强化，或产生“共振”效应，使灾害的预测及防治变的更为复杂和困难。7●突出矿区分布示意图共有800多对突出矿井（国有煤矿255对）每年由于突出死亡300人以上（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出案例（二）2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生大型煤与瓦斯突出煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出2002.4.7突出情况：突出点：二水平818-3#溜煤斜巷突出煤岩8729t,瓦斯93.82万m3突出点8、9煤合层厚9.5m;全搓揉成构造煤;瓦斯压力>2.65Mpa;该巷恰位于小向斜轴部;区域构造应力较活跃,其方向恰与煤层走向垂直;突出后打钻确定出一个断距3m走向逆断层;受开采应力叠加影响。煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）煤层巷道掘进2002年4月7日，淮北芦岭煤矿发生特大型突出煤与瓦斯突出案例（二）2002.4.7突出情况：突出点：二水平818-3#溜煤斜巷突出煤岩8729t,瓦斯93.82万m3突出点8、9煤合层厚9.5m;全搓揉成构造煤;瓦斯压力>2.65Mpa;该巷恰位于小向斜轴部;区域构造应力较活跃,其方向恰与煤层走向垂直;突出后打钻确定出一个断距3m走向逆断层;受开采应力叠加影响。突出煤岩量10500t，堵塞巷道700m，死亡13人煤与瓦斯突出案例（二）2004年10月20日，郑州大平煤矿发生特大型延期突出，引发瓦斯爆炸，死亡148人。延期性特大型突出：

当班为掘进班，放炮员领有炸药和雷管，但在事故后清理的现场却没有发现炸药和雷管，即在现场清理突出物过程中没有发现炸药或雷管；专家组与技术组在突出现场勘察时，发现该工作面的炸药箱内没有炸药（见照片）。说明炸药和雷管已用于放炮。突出现场的空炸药箱延期性特大型突出：突出的上一班是喷浆班，但据现场勘察，巷道壁锚喷的末端（即图中的锚杆处）到突出孔洞的距离尚有1～1.5m未锚喷新岩壁，表明这是当班放炮的进尺。突出孔洞与端头锚杆■锚杆端头延期性特大型突出：当班在上部车场的付忠义在突出的高浓度瓦斯到来之前先闻到了严重的刺鼻气味（炮烟味）。距中部车场421m处死亡的3人中，一人身上挎有一台放炮器，身下压着一盘放炮母线。这说明放炮员已经完成了放炮、躲炮烟、收放炮母线等工序后，突出尚未开始，而是在人员外撤的过程中发生了突出，即从放炮到突出的发生之间存在一定的时间间隔。（三）煤与瓦斯突出现状2006～2008年我国煤矿较大瓦斯事故按类型统计分析2006年2007年2008年（三）煤与瓦斯突出现状2006～2008年我国煤矿重大以上瓦斯事故按类型统计分析2006年2007年2008年（三）煤与瓦斯突出现状骆琳：事发矿落实安监总局《防治煤与瓦斯突出规定》不严格、不认真，实施区域防突措施不到位，没有消除突出危险，在实施局部“四位一体”防突措施时发生突出事故2010.10.16河南平禹四矿发生瓦斯突出事故，37名矿工遇难。突出煤层（一）突出煤层开采高瓦斯煤层低瓦斯不突出煤层重大危险源我国开采煤层必须首先消除突出危险性卸压增透、瓦斯抽采传统技术途径：局部瓦斯治理技术（二）传统技术途径突出煤层防突工程煤层巷道重大危险源突出预测防突措施效果检验安全防护问题：工作人员需长期在突出煤层中作业任一环节出现问题都可能发生突出事故，造成人员伤亡。防突措施分类按作用范围划分：区域性防突措施、局部性防突措施。按作用效果划分：防止突出发生的措施、突出时保证人员生命安全的措施。按作用的技术性划分：技术措施、组织管理措施。

区域性防突措施实施以后可使较大范围煤层（如一个采区）消除突出危险性的措施。局部防突措施实施以后可使局部区域(如掘进工作面或工作面前方小范围煤体)消除突出危险性的措施。第四十五条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。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、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。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。明确了区域预抽煤层瓦斯的方法，并规定了方法优选顺序。当上部的措施不能解决问题或不具备使用条件时，可以采用下部措施，并以此向下选择，直到措施能满足要求。预抽煤层瓦斯一般时间长，因此可以采用多措并举的方式，采用多种方式共同预抽煤层瓦斯。区域性防突措施保护层开采预抽煤层瓦斯煤层注水区域防突措施先行，局部防突措施补充不掘突出头、不采突出面区域综合防突措施区域突出危险性预测区域防突措施区域措施效果检验区域验证局部综合防突措施工作面危险性预测工作面防突措施工作面措施效果检验安全防护措施（三）区域防突措施先行（三）区域防突措施先行从安全区域向突出煤层施工防突工程区域性消除突出危险实现安全开采区域防突措施：区域性瓦斯治理技术底板岩巷安全区域抽采钻孔重大危险源Yes单一突出煤层区域性瓦斯治理技术抽采被保护层卸压瓦斯煤层群开采保护层区域性卸压增透强化抽采瓦斯低瓦斯煤层保护层突出否No技术难点（四）难点与技术关键地应力高瓦斯压力大煤层透气性低瓦斯抽采困难突出灾害严重技术关键大面积增加煤层透气性提高抽采效果降低突出能量区域性消除突出危险

将突出煤层转变为低瓦斯煤层，实现突出煤层安全高效开采。总体目标（五）总体目标一、开采保护层保护层：在突出矿井中，预先开采的、能使其它相邻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。被保护层：后开采的煤层称为被保护层。保护层被保护层被保护层根据相对位置的不同分为：上保护层：保护层位于被保护层上方的。下保护层：保护层位于被保护层下方的。下保护层开采上保护层开采保护层被保护层保护层被保护层根据保护层与突出层之间的垂直距离(h)不同，可分为：近距离保护层：h≤10m。中距离保护层：10m<h<50m。远距离保护层：h≥50m。41己15，块状煤己组煤层综合柱状图己16，17煤，中间砂泥加矸厚0.7m左右9层间距平均5-8m

42戊组煤层综合柱状图

戊8，黑色，块状，局部片状，亮煤为主戊9、10煤，黑色，以亮煤为主戊8、戊9层间距平均3.5m

厚煤层分层开采也相当于保护层开采保护层被保护层保护层开采是预防突出最有效、最经济的区域性预防突出的技术措施，几乎所有发生突出的国家都采用该措施，我国1958年成功使用此技术，目前凡是具备条件的煤层群，均要求采用保护层开采。1、保护作用分析

为什么保护层开采后，能有效消除煤层突出危险性？保护层开采后，被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参数都将发生显著的变化。开采保护层岩层移动被保护层卸压（地应力降低、煤层膨胀变形）透气性增加瓦斯解吸煤（岩）层瓦斯排放能力提高瓦斯排放钻孔瓦斯流量增大瓦斯压力降低瓦斯含量减小瓦斯煤体机械强度提高应力进一步减小采动卸压增透效应上覆煤岩层垮落、破裂、下沉封闭的地质构造开放、松弛地应力卸压煤层的采动煤岩层透气性成百上千倍地增加上覆煤岩层垮落、破裂、下沉;下伏煤岩上臌封闭的地质构造开放、松弛地应力卸压孔隙裂隙张开

采动的造缝作用在采空区上方的纵（垂）向上存在“三带”：垮落（贯通采场洞缝）带、断裂（层向、垂向裂缝网）带、弯曲下沉（层向裂隙）带弯曲下沉带断裂带垮落带弯曲下沉带断裂带垮落带采动卸压增透增流效应在采空区上方的断裂带内，横向上存在“三带”：初始卸压增透增流带、卸压充分高透高流带和地压恢复减透减流带卸压充分高透高流带初始卸压增透增流带地压恢复减透减流带顶板岩层上卸压煤层开采煤层下风巷底板岩层下卸压煤层瓦斯运移瓦斯储集区上风巷采空区卸压瓦斯储集与围岩裂隙演化关系

覆岩破坏移动分带示意图

I—冒落带，II—断裂带，III—弯曲带a—竖向裂隙，b—离层裂隙围岩应力分区与瓦斯涌出分带的时空关系示意图每个带的有关参数1、正常应力带（瓦斯自然涌出带）一般分布在保护层采煤工作面前方40~50m处。岩层未受采动影响，承受正常压力；当不考虑构造应力时，σ=γH。瓦斯动力参数保持其原始值。2、集中应力带（瓦斯涌出减少带）一般分布在保护层采煤工作面前方50m至后方20m处，其长度取决于：开采深度、工作面长度、开采层厚度及其倾角。最大支撑压力点的位置一般位于保护层工作面前方2~30m，大多在10m范围，与其对应的最大压缩变形值为0.1‰~3.33‰。3、保护带或卸压带（瓦斯涌出活跃带）通常出现急剧卸压的起始点位于工作面后方5~20m，最大卸压点位于工作面后方20~130m处。4、应力恢复带（瓦斯涌出衰竭带）位于保护层工作面后方较远处，其具体位置与层间距有关。由于采空区冒落岩石逐渐被压实，应力逐渐恢复，瓦斯涌出困难。技术描述开采保护层应力降低煤层卸压透气性增加瓦斯排放煤体强度增高激发突出作用减小瓦斯压力梯度降低发生突出的瓦斯作用减小煤体抵抗破坏能力增强消除（或降低）煤和瓦斯突出危险保护作用过程：（a）保护层开采后，岩体中形成自由空间，破坏了原岩应力平衡，地应力重新分布，上覆岩体向采空区方向移动，发生顶板冒落下沉，底板鼓起，同时产生大小不等的裂隙。（b）被保护层：产生“卸压增流效应”。（c)被保护层瓦斯排放后，煤层瓦斯压力降低，瓦斯潜能降低。技术原理上被保护层下被保护层保护层原始煤体卸压煤体m+△m地应力m保护层开采后，顶底板内煤体移动被保护层地应力降低、发生膨胀变形保护层开采及卸压瓦斯抽采技术‰被保护层相对膨胀变形被保护层透气性增加被保护层透气性增加几百～几千倍技术原理相对变形相对变形3～40‰（一）保护层开采及卸压瓦斯抽采技术被保护层钻孔瓦斯抽采量被保护层瓦斯压力瓦斯抽采量显著增加单孔流量达1m3/min瓦斯压力降低到0.5MPa以下技术原理保护层开采及卸压瓦斯抽采技术开采保护层的作用(1)地压减少，弹性潜能得以缓慢释放。(2)煤层膨胀变形（一般在2‰以上），形成裂隙与孔道，透气系数增加（增到数十倍~数百倍）。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。瓦斯压力降至0.6MPa以下，含量降至10m3/t（可燃物）之下。(3)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0.3～0.5增加到1.0～1.5。引起突出的两个重要因素：地压和瓦斯↓抵御突出的能力因素——煤的机械强度↑断裂带垮落带弯曲带底鼓变形带底鼓裂隙带卸压区应力集中区应力集中区保护层远距离被保护层超远距离被保护层下被保护层穿层钻孔高抽巷地面钻井关键技术配套的卸压瓦斯抽采方法和技术参数下被保护层16m50m上被保护层保护层厚度0.4m极薄关键保护层开采上下底板岩巷网格式穿层钻孔抽采法穿层钻孔底板岩巷穿层钻孔底板岩巷应用实例各种倾角保护层开采及卸压瓦斯抽采近水平煤层倾斜煤层急倾斜煤层应用实例2、保护范围划分保护范围：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。一般通过现场实测确定。（1）保护层与被保护层之间的有效层间距下保护层影响范围大于上保护层，且与保护层的厚度、层间岩性、煤层倾角等因素有关。（2）沿倾斜的保护范围

沿倾向的保护范围就是沿倾向划定被保护层的上、下边界。δ为岩石卸压角，查表得出。保护层被保护层被保护层δ1

δ3

δ2

δ4

α保护线（1）上覆煤岩裂隙场演化相似模拟模型成型全景图均匀加载12煤层11煤层9煤层7煤层沿煤层倾向方向模拟注：应变测点（位移计）位置见图中的绿色的“●”，应力测点（压力盒）见红色的“●”。图1-2位移、压力测点布置图模型开挖开挖50m图

开挖100m图

弯曲下沉裂隙带冒落带冒落带：0~25m;裂隙带：25~70m;弯曲下沉带：>70m;（3）沿走向的保护范围——超前距超前距一般不得小于两个煤层之间垂直距离的两倍，至少不小于30m。目的：使被保护层能充分卸压和排放瓦斯。保护层被保护层被保护层h1L≮2h1L＞30mL≮2h2L＞30mh2（4）煤柱的影响保护层开采后，在采空区上、下形成卸压区，而煤柱上方则产生集中应力区，在集中应力区内，增加了突出危险性。影响范围根据考察结果确定，否则，按以下角度确定。60°45°60°45°煤柱影响区影响区3、抽放卸压瓦斯扩大保护范围随着开采深度的增加，地应力、瓦斯压力、瓦斯含量增高，为了提高保护层的保护效果、可靠程度和保证被保护层顺利开采，抽放卸压瓦斯是可以对被保护层卸压作用起到补充和深化作用。作用：（1）降低被保护层残余瓦斯压力；（2）扩大保护层间距。因为，随着层间距增大，突出煤层卸压程度减弱，瓦斯自然排放条件差。根据前苏联经验，开采保护层，如结合抽放被保护层瓦斯，可使有效层间距增大1.4~1.6倍。 4、选择保护层的原则1）首先选择无突出危险的煤层作为保护层；2）当所有煤层均有突出危险时，选择突出危险性小的煤层作为保护层；3）优先选择上保护层。选择下保护层时，其最小层间距应满足下式：

式中，Hmin----允许采用的最小层间距；

M----保护层厚度；

k----取决于煤层厚度和顶板管理方法的系数。4）所有可采煤层均有严重突出危险时，可选择不可采煤层作为保护层。5、开采保护层应注意的几个问题1）尽量不在保护层采空区留煤柱；2）保护层采高小于0.5m时，必须检查其保护效果，否则要采取其它防突补充措施；3）开采保护层，具有瓦斯抽放系统的矿井，应同时抽放卸压瓦斯。∴保护作用实质：卸压和排放瓦斯，其中卸压作用是首要的、决定性的。石门揭开煤层时的钻孔布置当石门工作面掘至距突出煤层5m(垂直距离)前时，应停止掘进，并在石门轮廓线外5～7m的范围内，布置2～3排(圈)直径为75～120mm的扇形预排钻孔网。打孔顺序为先外后内，先上后下。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。钻孔的孔底间距应根据实际考察情况确定。揭煤工作面施工的钻孔应尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时，可采取分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离。排放钻孔布置图立井揭煤层多排钻孔布置立井工作面距突出煤层5m（垂距）时，应采用测定煤层瓦斯压力或其他经试验后有效的方法，确定煤层的突出危险性。当立井工作面距突出煤层2～3m(垂距)时，开始布置排放钻孔，孔径一般为75～120mm，排放钻孔要打穿突出煤层全厚。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。孔底间距实际考察确定。立井揭开急倾斜煤层时排放钻孔布置图应用实例铁法大兴矿立井施工至井深600m时，对其工作面下部相距6m的7号突出煤层打钻测定有关参数：Pmax=4.0mPa，ΔP=18～21，f=0.66～1.05，K=18.5～24.1，D=4.1～7.1。预测有突出危险，沿井筒周边打34个108mm的排放钻孔，扇形布置，钻孔在井筒轮廓线外1.5m处与煤层底板相交，见煤处的孔间距约为1m。在井筒内又向煤层打直径为51mm的排放钻孔50个。排放

24天后，P=0.8mPa，排放率44％，用震动性爆破安全揭开了煤层。

2）预先抽放瓦斯石门施工抽放钻孔封孔确定合理的钻孔位置选择合适钻具连接抽放管路瓦斯泵应用实例中梁山北矿：首先，在K10底板向煤系地层打地质探孔。然后，布置9个测压钻孔，对煤层的突出危险性进行预测。按3～3.5m抽放半径布置3排扇形抽放孔共11个，其中穿过K1煤层有6个(1～6号孔)、单独穿透K9煤层有5个(7～11号孔)。中梁山北矿石门揭煤层抽放钻孔布置示意图高突出危险煤层(K1、K9、K10)抽放范围为石门轮廓线外6m以内的地区，突出危险小的煤层应为石门周边轮廓线外3m以内的地区，预抽前瓦斯压力一般为1.04～1.72MPa，经过一段时间预抽后，瓦斯压力下降到0.2MPa以下，经措施效果检验有效，采用震动爆破安全揭开了K9煤层，历时45天，掘进70.35m。巷道风排瓦斯涌出量比采用钻孔自然排放瓦斯措施降低50％左右。3）金属骨架打金属骨架钻孔钻孔周围卸压和排放瓦斯煤层瓦斯含量降低降低煤层突出危险程度增加煤层稳定性安装金属骨架石门金属骨架防突应符合下列要求

突出危险性较小的煤层，单排金属骨架；突出危险性较大或者P大、f小的急倾斜煤层双排钻孔金属骨架；金属骨架钻孔穿过煤层并进入层顶(底)板至少0.5m；金属骨架安装后至少经过一昼夜才能开始揭煤；采用金属骨架防突措施时，应与排放钻孔、抽放瓦斯和水力冲孔等措施配合使用。石门揭煤金属骨架布孔图立井金属骨架防突应符合下列要求立井工作面距煤层最小垂距为3m时，打直径75～90mm的排放钻孔，钻孔呈辐射状布置，并穿透煤层全厚，进入底板岩石深度不得小于0.5m。钻孔见煤处的间距应小于0.3m。向钻孔内插入直径50mm的钢管或型钢，然后向孔内灌注水泥砂浆，将骨架外端封固在井壁上。骨架安设牢固后，一般应配合其他防治突出的措施。立井揭煤金属骨架布孔图矿井地点煤层情况措施参数防突效果层别厚度／m倾角／(°)瓦斯压力／MPa东林+220m水平北二石门44.5861.9单排金属骨架安全揭开东林+220m水平南四石门42.4850.2单排金属骨架15kg钢轨安全揭开，进入煤层后打探钻时发生5t和35t两次突出东林+220m水平南六石门42.6850.93单排木质骨架安全揭开东林+110m水平主石门42.5702.36顶部双排金属骨架帮单排金属骨架从石门右侧发生突出突出煤量1350t南桐+167m水平东二石门42.4281.55单排金属骨架安全揭开南桐±0m水平二采区石门43.216单排金属骨架骨架部分被压弯突出煤量67t南桐±0m水平三石门42.8241.5单排金属骨架过门坎时突出3500t南桐±0m水平二石门61.85463.0单排金属骨架安全揭开南桐矿务局使用金属骨架揭开石门情况4）扩孔钻卸煤结合金属骨架

石门金属骨架钻孔插入金属骨架石门工作面内钻孔伸缩钻头扩孔通风排瓦斯扩孔钻施工示意图1-煤层；2-石门；3-钻具收缩状态；4-钻具扩张状态用金属骨架增强石门上部煤体的稳定性，然后扩大前方煤体内钻孔的直径，使煤体加速卸压和排放瓦斯，提高了防治突出的效果，大大缩短石门揭煤时间。每揭一个石门，安装骨架和钻孔卸煤工作平均需20天左右即可全部完成，若采用排放钻孔措施一般需要半年以上的时间。在北票的冠山、三宝和台吉三个矿井进行了试验。

孔号钻孔长度／m实测排出煤量／t计算排出煤量／t实测量计算量之比备注孔号钻孔长度实测排出煤量／t计算排出煤量／t实测量计算量之比备注13.60.50.880.5785.51.31.370.9523.30.80.810.9994.84.01.193.36喷孔33.60.80.880.91105.62.01.391.4444.00.80.990.81114.91.01.220.8254.810.01.198.40喷孔124.61.11.140.9663.91.00.961.04134.872.01.211.65喷孔74.51.21.111.08145.51.21.111.08冠山矿5A煤层打扩孔钻排出煤量实测表序号试验地点煤层骨架孔数/个扩孔钻孔数/个卸出煤量／t占石门断面煤量的比例／％防治突出效果1三宝矿-280m水平三石门10151314.745．0安全揭开煤层2三宝矿-280m水平三石门1015109.734.3安全揭开煤层3台吉竖井-700m水平西一石门1013132.931.0安全揭开煤层4冠山矿-540m水平西四石门5B17143.332.9安全揭开煤层5冠山矿-540m水平西四石门5A171414.755.5安全揭开煤层6冠山矿-540m水平西五石门5A1314l0.540.8安全揭开煤层北票矿务局石门扩孔卸压钻防治突出效果一览表5）水力冲孔（1）技术原理水力冲孔用于石门揭煤是以留一定厚度的岩柱(穿层冲孔岩柱一般不小于5m)作为工作的安全屏障，向突出煤层打钻(在安全屏障内不允许冲孔)，在穿过岩柱见煤后，通过钻头切削和用高压水激发喷孔，使煤层突出能量在可控的条件下缓慢释放。5）水力冲孔水力冲孔防治煤与瓦斯突出，核心技术是高压水激发喷孔的控制。在钻冲孔时，随着孔深加深，会产生不间断地持续喷孔，煤、水、瓦斯经过钻孔排出，钻孔周围煤体便会向钻孔轴向方向激烈位移，造成钻孔周围煤体产生膨胀变形和钻孔附近煤层顶底板的相向位移，促使煤层应力降低。煤体膨胀变形致使煤层卸压、裂隙增加、煤层透气性增高，有利于排放煤层中的瓦斯，使钻孔附近煤层瓦斯含量降低，煤的强度增高和湿度增加。达到既消除了突出的动力，又改变了突出煤层的性质，从而起到在采掘作业时防止煤与瓦斯突出的作用。（2）技术描述根据水力冲孔钻孔的影响范围确定水力冲孔的钻孔布置，部分矿井影响范围考察结果见表。冲孔钻孔终孔位置位于巷道轮廓线外3m处，根据影响范围可布置冲孔钻孔6～8个，在石门工作面的中央布置一个检查孔(也可作为冲孔钻孔)。为避免各孔之间的卸压干扰，冲孔顺序的原则是先冲巷道断面外的对角孔，然后是中间孔，最后是断面内的钻孔。

穿层冲孔一般用于石门揭开突出煤层或用于局部区域卸压(在突出煤层中形成一条局部的卸压区域，为煤巷掘进提供安全生产条件)。

部分矿井冲孔影响范围表

见煤层面孔位置图剖面图单位；m石门穿层水力冲孔钻孔布置图（3）特点及适用范围水力冲孔是将水做激发动力，在有控制的条件下诱导煤层突出潜能释放。利用钻头切割和水射流的冲击，破坏钻孔周围煤体中稳定平衡状态下的应力和瓦斯，使其处于不稳定状态，在人为地有控制的条件下释放其突出能量。突出能量释放时会产生喷孔，随着喷孔现象不断地发生与发展，从钻孔中大量排出煤和瓦斯，这样使突出潜能降低。水力冲孔防治突出措施适用于煤层具有自喷能力并含有软分层，坚固性系数(f)小于0.5的各类赋存状态下的突出煤层。因水力冲孔激发煤层发生小突出，释放煤层的突出能量，因此在使用时，管理显得十分重要。在技术上要保证水力冲孔钻孔必须在软分层中进行冲孔，这样对防治煤与瓦斯突出有效，否则防治突出效果不佳。水力冲孔完成后，孔内套管暂时不要拔出，以免邻近钻孔冲孔时煤水从已冲钻孔喷出，同时也要防止已冲钻孔瓦斯喷出，影响工作面工作。（4）装备要求水力冲孔的水压一般为3～4MPa，水量为30～35m3/h，其中射流泵用水量为15～20m3/h。钻机无特殊要求，一般钻机即可使用。钻头为45mm，钻杆为42mm，孔口套管为102mm，插入煤体中的深度不得少于5m。排煤、水与瓦斯的三通管直径为102mm。钻冲孔法工艺流程示意图1-逆止钻头；2-套管；3-钻杆；4-三通；5-安全密封卡头；6-钻机；7-尾水管接头；8-排煤胶管；9-2寸胶管；10-阀门；11-压力表；12-供水管；13-射流管；14-排煤管；15-煤壁（5）应用效果由图3可知，煤层中大部分瓦斯是在冲孔时排出的，在冲孔过程中基本完成了突出能量的释放。时间／h图3冲孔时瓦斯涌出曲线图(风量为336m3／min)煤层中的瓦斯压力随着水力冲孔的实施过程而发生显著的变化，如图所示，水力冲孔初期，冲孔形成的孔洞促使孔洞周围应力重新分布，测压孔处于压力集中带中，使瓦斯压力开始上升。随后，继续冲孔的孔洞体积不断扩展，影响范围也不断加大，测压孔又逐渐处于卸压带中，煤体膨胀、透气性增加，煤层中的瓦斯迅速排放，测压孔中的瓦斯压力发生急剧波动并快速降低。此时水力冲孔钻孔距测压孔的位置约为2～3m。水力冲孔时测到的煤、岩变形量基本上和测压孔压力的变化同步，如图所示。

时间／d．时间／d

冲孔时瓦斯压力水力冲孔时煤层顶底板相对变形与变化曲线图煤层顶板岩石的相对变形图水力冲孔钻孔时引起顶、底板岩石发生显著的变形。煤层的顶、底板向水力冲孔的孔道方向位移。通过考察，水力冲孔后，在其影响范围内，煤层的透气性几乎增加了100倍，煤层相对变形量接近0.31％。但在采掘过程中，却未发现原水力冲孔钻孔和水力冲孔形成的空洞，钻孔和所形成的空洞均被移动的碎煤所充填。在空洞壁的原生煤层的层理可见，并有明显向空洞方向移动的趋势，煤层也略显坚硬。在空洞壁周围5m的范围内，煤层的水分含量明显增加，增加到1％～4％。6）水力冲刷先在突出煤层中钻孔，利用高压水射流扩大钻孔直径或延长钻孔深度，或使两个钻孔沟通，形成超前大孔洞(相当于使用钻头打超前预排钻孔)。在冲刷过程中，随着钻孔直径的加大，促使应力重新分布，应力集中带向巷道两侧或工作面前方移动，卸压带增加，煤层中的瓦斯快速大量地排出，从而使被处理过的地区的煤层突出危险性下降，达到防治突出的目的。图1巷道工作面冲刷设备布置系统图1—沉淀池隔墙；2—给水管道；3—泵站；4—高压软管；5—回转机构；6—通风管实践表明，水力冲孔钻孔时引起顶、底板岩石发生显著的变形。煤层的顶、底板向水力冲孔的孔道方向位移。通过考察，水力冲孔后，在其影响范围内，煤层的透气性几乎增加了100倍，煤层相对变形量接近0.31％。7）高压水射流扩孔在已施工出的钻孔中，利用可喷出高压细射流、又能自行旋转的喷嘴对钻孔周围煤体进行旋转切割，同时通过钻杆沿钻孔轴向移动形成对钻孔全长的径向连续扩孔，从而扩大了钻孔直径，增大了钻孔的卸压范围，增加了钻孔的瓦斯排放量。高压水射流扩孔原理1-钻孔；2-旋转体；3-扩孔喷嘴；4-高压水射流；5-扩孔段钻孔；6-排渣喷嘴；7-高压水射流；8-扩孔钻杆高压水射流扩孔装备简图4.2.2采掘工作面防治突出措施

超前钻孔深孔松动爆破长钻孔控制卸压爆破卸压槽水力挤出水力疏松

煤层注水高压水射流扩孔水力冲孔水力冲刷预先抽放瓦斯1）超前钻孔

在工作面向前方煤体打一定数量的钻孔，并始终保持钻孔有一定的超前距，使工作面前方煤体卸压、排放瓦斯，达到减弱和防止突出。防治突出的好坏取决于钻孔布置及其有效影响半径的选用。钻孔有效影响半径分两种：一是钻孔卸压影响半径，二是瓦斯排放的有效影响半径。超前钻孔直径一般为60～120mm为宜。煤层中打超前钻孔钻孔控制范围内应力降低排放煤层中的瓦斯煤体产生收缩变形煤层瓦斯含量降低减弱或消除煤层的突出危险性煤层强度与稳定性增加掘进工作面超前钻孔布孔示意图应用情况重庆分院与平顶山矿务局共同研制开发了与综掘机一体化的FT型防突钻机。主要技术参数：钻孔深度20m，钻孔直径90mm、110mm，钻杆直径42mm，螺旋外径80mm。经过在平顶山十矿5个月的工业性试验，安全掘进451.8m，平均综合月进度达113m。目前已在平顶山一矿等地推广使用。2）深孔松动爆破

在较长的钻孔中采用药壶装药的方法进行爆破，以达到松动工作面前方爆破钻孔附近的煤体，改变煤体力学性质的目的，使这部分煤体在松动爆破的作用下产生裂隙、卸压，为煤体中瓦斯的顺利排放创造条件，以降低煤层突出危险性。松动爆破作用原理图1——炸药；2——径向裂隙；3——环向裂隙；r1——破碎区；r2——裂隙区；d0——炮孔直径应用情况六枝矿务局木岗矿在掘进工作面遇到地质构造带(断层、褶皱附近)、煤巷开口、转弯、突出孔洞附近，以及无5m措施超前距等条件下，采用深孔松动爆破与排放钻孔相结合的综合防突措施。超前钻孔措施联合布置如图3所示。实践结果表明，由于超前排放钻孔的作用，使施工松动爆破孔时的喷孔现象与强度呈明显的减弱趋势，

深孔松动爆破与超前钻孔措施联合布置图1～4——深孔松动爆破孔；5～10——超前钻孔Ⅰ～Ⅲ——措施效果检验孔应用情况鸡西矿务局滴道矿曾经使用过浅孔松爆防治突出措施，采用孔深2.0m，间距3m，每孔装药量为0.3～0.45kg。采用此措施后，采煤工作面的平均突出强度由15t/次下降为1.6t/次，月煤产量提高了50％，工作面的瓦斯超限次数也有明显降低。3）长钻孔控制卸压爆破

采用药壶装药的方法进行爆破，松动工作面前方爆破钻孔附近的煤体，改变煤体力学性质，使这部分煤体在松动爆破的作用下产生裂隙、卸压，排放煤体中瓦斯，以降低煤层突出危险性。在煤巷掘进工作面采用长钻孔控制卸压爆破措施时，掘进工作面一般要布置直径为50mm的爆破孔3～5个及相同数量直径为125mm或150mm的控制孔。

采煤工作面长钻孔控制卸压爆破措施布置图1——控制孔；2——爆破孔在阳泉一矿北头嘴井16采区3#煤层的1611采煤工作面试验了长钻孔控制预裂爆破防突措施。其钻孔布置如下图所示。执行措施后，工作面的风排瓦斯量减少25％，使采煤工作面的产量提高了30％～55％，并取得了较好的防治突出效果。4）卸压槽在采掘工作面的煤或岩体中人为地造成一定连续的槽形空间，即在煤岩体中形成掏空的槽。开卸压槽时，槽周围的煤体发生膨胀变形，使其应力降低，瓦斯得到排放，最终在工作面前方形成安全卸压带，从而达到消除和减弱突出的目的。围岩中开卸压槽的防突措施1—卸压槽；2—煤层卸压槽措施的防治突出的机理类似于开采保护层。但是开卸压槽的工艺和所需装备要简单的多，不过这种防突措施的超前距较小，在突出危险性较大的工作面难以有效预防突出。在准备巷道、缓倾斜煤层采面机窝和急倾斜煤层台阶工作面，采用卸压槽来防治煤与瓦斯突出。5）水力挤出

水力挤出是向采掘工作面前方打钻孔，并注入高压水，使其注水速度超过煤的渗透速度，导致煤层破裂，并向工作面方向位移，使靠近工作面的煤层发生卸压和排放瓦斯。在工作面前方集中压力带注水时，高压水开始挤压钻孔壁，该处煤体的载荷急剧增高，从封孔器末端到钻孔底这部分煤层逐渐被压坏，继而发生煤体向工作面逐渐移动，煤被挤出，这样降低了煤层近工作面部分的承压能力，使集中压力带向煤体深度转移，增加了工作面卸压带的宽度，使这部分煤层中的瓦斯得到较充分的排放，从而起到防治突出作用。水力挤出设备与钻孔连接方式衡量水力挤出的有效指标是工作面的移动量，采煤工作面应不小于0.01Lr(Lr为注水钻孔长度)；在掘进工作面应不小于0.02Lr，厚煤层的掘进巷道应不小于2cm。在掘进工作面、采煤工作面以及其隅角处和离工作面1m处的巷帮的表面，煤体移动量应不小于1cm。若水力挤出后，未能达到煤面的必须位移值时，要重新打孔进行检查，并进行补救性的水力挤出措施。新打钻孔与以前的钻孔的距离要相等，此时注水水压不要超过0.5pmax，待压力降至pH时，水力挤出可以结束。效果水力挤出之后，在停止水力挤出的工作面前方10m范围内，瓦斯压力都有所降低，同时巷道侧帮瓦斯压力也明显降低。而靠近注水钻孔的煤体，瓦斯压力降低得最多，几乎减少了91％。前苏联切尔琴斯卡亚矿井4号夫斯基煤层煤层水力挤压前、后瓦斯压力变化对比图1、2-水力挤出前的瓦斯压力；3、4-水力挤出后瓦斯压力6）水力疏松

煤层注水作为局部防突措施时，主要根据煤层的条件来选择注水的方式，一般对于薄煤层和中厚煤层均按水力疏松的方式注水。其核心技术就在于把握布孔、注水量所能达到的范围。注水时，可能使煤中裂隙和孔隙的容积以及煤的结构发生变化，甚至造成煤的破裂和松动，起到水力疏松煤体的作用，使煤层近工作面部分的卸压和排放瓦斯。低压注水时，煤的结构不会发生明显的变化，而使煤体得到相当均匀的湿润。白皎煤矿20112工作面沿走向距切眼65m开始，局部防突措施采用煤体浅孔注水措施，共推进122m，注水一般全工作面实施，钻孔工程量约180m，开采过程中，工作面瓦斯涌出量较稳定且明显小于实施钻孔排放措施期间的涌出量，发生突出仅2次，且突出强度成倍减小，安全可靠性得到了有效增强。20112回采工作面局放技术措施分析对照表措施方式月推进度/m吨煤钻孔工程量/m万吨煤突出率/次/万吨万吨煤措施时间/h排放钻孔630.42191.61131.8浅孔注水1220.21100.43120.5因此，在严重突出危险工作面采用煤体浅孔注水措施与采用排放钻孔措施相比，钻孔工程量减少了50%，工作面推进速度可提高29%，生产万t原煤突出率下降了74%，突出强度减少了74%。注水布孔示意图保护层区域防突措施效果检验示意图修改背景原1995年实施的第二版《防治煤与瓦斯突出细则》为我国防治煤与瓦斯突出、保障煤矿安全生产、保护煤矿职工人身安全发挥了重要作用。随着我国煤矿矿井开采深度的加大和开采强度的增加，防治煤与瓦斯突出工作越来越重要，一是煤矿突出危险性越来越严重，2008年全国12722家煤矿中754家为突出矿井，比2007年增加了55处，其中885家国有重点矿有176家突出矿井，占19.9%。二是煤与瓦斯突出事故仍时有发生，2008年，全国煤矿发生重大突出事故10起，占重特大瓦斯事故的55.6%。为体现煤矿防突技术、装备和管理的进步，并与近年来一批煤矿安全生产新法规和标准相衔接，进一步加强防突工作，对《防治煤与瓦斯突出细则》进行修订。平均每年增加10m，最大采深超千米。平均采深410m《防治煤与瓦斯突出规定》修订的原则

坚持以人为本的原则，立足于安全第一。将保护煤矿职工的生命安全和健康作为修订的根本原则。

坚持源头治理，以治本为主、标本兼治的原则；

充分依靠技术进步的原则；

坚持依法治突的原则，立足于严格管理。《规定》的特点和新的理念与举措特点以人为本（爱），科学引领（新），严格要求（严）新的理念多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡区域防突措施为前提，局部防突措施为补充不掘突出头、不采突出面新的举措

两个“四位一体”引入瓦斯含量和瓦斯压力作为区域预测指标必须开展瓦斯突出预测敏感指标及临界值研究专门增加“法律责任”章节主要特点强制性，立足于当前体制机制的实际，在规范煤矿企业防突工作的同时，对违反有关防突规定的行为实施处罚，将《防治煤与瓦斯突出细则》修改为《防治煤与瓦斯突出规定》，以总局局长令发布实施。超前性，修订工作站在当前防突工作新的发展水平的高度上，提出符合当前防突工作实际和有利于今后一个时期防突工作的新理念。提出了“区域防突措施先行、局部防突措施补充”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，在采掘作业过程中还必须对煤层的突出危险性进行验证，对局部仍存在突出危险的煤层，必须补充局部防突措施并达到规定标准方可继续进行采掘作业。完整性，在原《防突细则》的基础上，充实了一些新内容，理顺了防突工作中对鉴定、设计、基建、开采、装备、机构设置、培训及管理等各项要求的内容关系；增加“罚则”，主要是加强对煤矿企业防突工作的监管监察，及时有效地对违反《防突规定》的行为进行处罚，依法规范防突工作；将“区域综合防突措施”和“局部综合防突措施”分章进行规定，明确了区域综合防突措施和局部综合防突措施之间的关系以及区域防突、局部防突的技术和管理要求。强制性、超前性、完整性基本结构《规定》以原《细则》内容为主要调整主体，增加现有的先进防突技术、装备和管理技术和现有的与防治煤与瓦斯突出有关的法规、标准、规范、要求的内容。框架结构共7章142条。增加“一般规定”为第二章；理顺对鉴定、设计、基建、开采、装备、机构设置、培训及管理等各项要求的内容关系，增加“罚则”为第六章。加强对煤矿企业防突工作的监管监察，及时有效地对违反《防突规定》的行为进行处罚，依法规范防突工作；拆分原细则四章为二章，将原《细则》的第二章“预测和检验”、第三章“区域措施”、第四章“局部措施”和第六章“安全防护措施”拆分为二章，形成第三章“区域综合防突措施”和第四章“局部综合防突措施”。主要目的：一是更加强调源头治理、超前防治的原则，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；二是以便于更加明了各自的相关要求和技术特点。保留第一章“总则”、第五章“防治岩石与二氧化碳（瓦斯）突出措施”和第七章“附则”，但相关内容作出修改。《防治煤与瓦斯突出规定》修订的目标防突的目标是防止或杜绝突出，而不仅仅是不伤人要显著地、大幅度地降低煤矿突出事故就是让不具备技术、装备、人员条件的矿井无法生产《防治煤与瓦斯突出规定》的主要变化上升为国家部门规章，增加了罚则突出地强调了“区域防突措施先行，局部防突措施补充”基本方针和防突框架明确提出了区域综合防突措施和局部综合防突措施两个“四位一体”的综合防突措施，并明确规定了哪些属于区域防突措施区域预测分为两个阶段，指标简单化，区域预测结果去掉了突出威胁区修改了突出煤层的定义，把原来的突出矿井鉴定划分为矿井可研阶段的评估、建井期间的鉴定和生产矿井鉴定，关口前移一、“总则”中关键条款防突责任主体第四条有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是防突工作的第一责任人。

强化了区域防突的重要地位第五条煤矿企业应根据突出矿井的实际状况和条件制定各矿井具体的区域综合防突措施和局部综合防突措施，建立区域和局部“四位一体”的综合防突技术体系。第六条防突工作应坚持“区域防突为前提、局部防突为补充”的原则，突出矿井必须做到“不掘突出头、不采突出面”。突出矿井区域防突工作必须做到“多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡、效果达标”。

六、“总则”中关键条款强化了区域防突的重要地位

第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，强化实施区域和局部综合防突措施。

非突出矿井首次发生突出的必须立即停产，按突出矿井的防突要求编制矿井防突设计和制订管理制度，完善安全设施和安全生产系统，补充实施区域防突措施等，经煤矿安全监管部门按照管理权限组织验收合格后方可恢复生产。确定煤层瓦斯突出危险性的阶段性

第八条地质勘探单位应当查明矿床瓦斯地质情况，井田地质报告应当提供煤层突出危险性的基础资料，并附有瓦斯地质图。

（基础资料中特别强调了：煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤层瓦斯成分、煤的瓦斯放散初速度指标及煤的坚固性系数等参数）第九条新建矿井在可行性研究阶段应当对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均厚度在0.3m以上的煤层，根据地质勘探资料（有邻近煤矿开采的还应参考邻近煤矿的瓦斯情况）进行突出危险性的评估，评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间石门（含立、斜井）揭煤作业的依据。评估工作应由编制可行性研究报告的单位提出报告，由省级煤炭管理部门组织论证后确定。第十条建井期间，煤矿企业应当委托具有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位对开采煤层及其他可能对采掘活动造成威胁的煤层进行相关参数测定和突出煤层鉴定。

二、“一般规定”值得关注的条款何时鉴定，谁来鉴定

第十一条生产矿井有下列情况之一的，必须立即进行煤层突出危险性鉴定，鉴定未完成前必须按照突出煤层管理：（一）煤层有瓦斯动力现象的；（二）相邻矿井开采的同一煤层发生了突出的；（三）突出矿井中非突出的开采煤层以及高瓦斯矿井的开采煤层在矿井延深和开拓新采区（盘区）过程中测定的煤层瓦斯压力达到或超过0.74MPa的。

第十二条突出煤层和突出矿井的鉴定由煤矿企业委托具有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行，鉴定单位对鉴定结果负责。鉴定工作应在出现必须进行鉴定的情况后6个月内完成。煤矿企业应将鉴定结果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。（资质单位：煤科总院抚顺院，煤科总院重庆院，中国矿业大学、河南理工大学）二、“一般规定”值得关注的条款突出矿井的瓦斯抽采系统

第十四条开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统。突出矿井井巷布置

第十六条突出矿井的巷道布置应符合下列要求和原则：（一）运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山等主要巷道必须布置在岩层或非突出煤层中；（二）应减少井巷揭穿突出煤层的次数；（三）井巷揭穿突出煤层的地点应合理避开地质构造破坏带。（四）突出煤层的巷道应优先布置在被保护区域或其他卸压区域。参数测定必须制度化

第十八条在建井前评估为有突出危险的新建矿井第一次揭穿（开）各煤层时，以及突出矿井中非突出的开采煤层和高瓦斯矿井的开采煤层在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其它与突出危险性相关的参数。高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在新水平开拓工程的所有煤巷掘进过程中应密切观察突出预兆，并在开拓工程首次揭穿这些煤层时须按石门和立井、斜井揭穿突出煤层的突出威胁区的步骤进行揭煤作业。二、“一般规定”值得关注的条款第三十三条突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测（以下简称区域预测）。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。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测）。【条文理解】⑴只有突出煤层才要求进行区域预测，而《细则》第22条，在地质勘探、建井中应进行区域预测；⑵《细则》第23条区域预测的结果分为危险区、威胁区和无危险区；⑶区域预测分为两个阶段，《细则》第21条是在勘探、建设、开拓时进行。第三章区域综合防突措施第一节区域综合防突措施基本程序和要求第三十四条突出煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。第三章区域综合防突措施【条文理解】突出煤层的区域预测总是逐渐进行的，所以，每次区域预测范围的大小主要是根据开拓、准备的实际需要等情况来确定，前提条件是预测范围要具有测试参数的条件。第三十五条新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。【条文理解】本条说明了开拓前区域预测的做法和作用。为全矿开采布局、新水平及新采区开拓规划、设计提供宏观指导。但是预测结论可能会与实际有偏差，这些结果可以从宏观上反映该区域突出危险性的总体情况，从原来对该区域煤层突出危险状况的一无所知，到现在有了一些概念，这也是重要的进步，因而，可以作为指导新水平、新采区的开拓、开采设计的依据，而且其结果也是基本能够满足这一要求的。第三十六条开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。【条文理解】本条说明了开后区域预测的做法和作用。开拓后区域预测，也要随着瓦斯资料的不断丰富、防突实践资料的积累，不断地进行。结果越来越准确，指导作用越来越具体，达到了直接指导工作面的设计和采掘作业的程度，可以用作主要依据以决定是否采取措施、采取哪些措施、选取怎样的参数等。第三十七条对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的预测资料的，区域预测工作可由矿技术负责人组织实施；否则，应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。【条文理解】各矿应根据自身的条件，技术经验不足的，原则上要求有相关授权资质单位进行。第三十八条经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施。【条文理解】⑴评估为有突出危险煤层还不是突出煤层；⑵经评估或开拓前区域预测有危险的新水平、新采区，揭煤前执行区域综合防突措施。⑶开拓前区域预测划分的新水平、新采区中的无危险区，考虑到还不确实，揭煤前应采取局部综合防突措施。瓦斯含量＜8m3/t或者瓦斯压力＜0.74MPa第三十九条经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。所有区域防突措施均由煤矿企业技术负责人批准。【条文理解】危险区必须采取区域防突措施和检验，无危险区必须进行区域验证；第四十条区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

《规定》中保护层的检验相当于《细则》84条第5项中的保护效果考察，而《细则》40条中的“检验”相当于《规定》中的区域验证；

《细则》是突出矿井首次开采保护层时需要考察效果和保护范围，而再次开采时就不再需要；《规定》则是首次开采每个保护层的新的组合时都需要检验和考察保护范围，而且只有当被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三时再次开采才不要求检验。

《细则》中只有开采远距离或很薄的保护层时才需要检验（相当于《细则》中的区域验证），而《规定》中要求所有的保护层都需要区域验证。第四十一条突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。【条文理解】取消了《细则》煤层注水这一区域防突措施。目前能够作为区域防突措施的只有开采保护层和区域预抽煤层瓦斯，所以，对于确实不具备开采保护层条件，即必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施，并且应对每个预抽区域都要进行区域措施效果检验。第四十二条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。根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。【条文理解】⑴细则》的瓦斯地质分析和综合指标法合并为一个方法；⑵突出预测新方法、新指标要授权资质单位参加、企业总工批准试验；⑶区域预测临界值确定，由授权资质单位参加，企业总工批准试验和应用。第二节区域突出危险性预测第四十三条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：（一）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；（二）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，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区(如图1)；

煤层中甲烷成分<70~80%；瓦斯压力0.1~0.15MPa；瓦斯含量2~3m3/t（烟煤）

5~7m3/t（无烟煤）深度100~300m瓦斯地质分析：⑴划分风化带——无危险区；⑵统计分析发生的突出及地质构造——危险区测定并根据瓦斯参数预测1统计突出点的分布统计明显动力现象的地点2查找、分析地质构造3划分地质单元：地质特征相近的、未受到大的地质构造阻隔的一片区域███根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图（三）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2预测。瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P﹤0.74W﹤8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区表2根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值纯煤的残存瓦斯含量挥发分(%)6～88～1212～1818～2626～3535～4242～56含量(m3/t)9～66～44～33～2222我国突出矿井的统计资料分析，按最小突出压力0.74MPa计算，煤层的平均瓦斯含量为8m3/t左右原苏联在煤层可燃基瓦斯含量小于10m3/t时，基本上没有发生过突出，换算成原煤瓦斯含量近似为8m3/t原西德和澳大利亚，统计资料表明，煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时，基本上没有发生过突出，澳大利亚在实际执行临界值是6～9m3/t综合指标D██综合指标K瓦斯突出鉴定测点布置示意图第四十四条采用本规定第四十三条进行开拓后区域预测时，还应当符合下列要求：（一）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；（二）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3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。【条文理解】本条提出了开拓后区域预测的特别要求。《规定》第四十三条的区域预测方法可用于开拓前区域预测，也可用于开拓后区域预测，二者仅仅是资料的来源有区别。但由于开拓后区域预测直接指导安全生产作业，需要对依据资料的准确性有必要的要求，因此，《规定》特别在本条对于预测时依据的煤层瓦斯参数的来源做了要求。首先，进行开拓后区域预测时，主要依据的瓦斯参数应采用井下实测值。用其他参数反算的、推测的数据准确性太低，可用于参考，但不足以作为进行开拓后区域预测的主要依据。同样，限于目前技术的限制，用地面钻井测定煤层瓦斯参数的准确性还很低，也不能用于开拓后区域预测。但是，这些数据也有一定的参考意义，都可用于进行开拓后区域预测的辅助参考资料，但不能作为主要依据资料。第四十五条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。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、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。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。第三节区域防突措施明确了区域预抽煤层瓦斯的方法，并规定了方法优选顺序。当上部的措施不能解决问题或不具备使用条件时，可以采用下部措施，并以此向下选择，直到措施能满足要求。预抽煤层瓦斯一般时间长，因此可以采用多措并举的方式，采用多种方式共同预抽煤层瓦斯。地面钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施穿层控制爆破超前100米隔断式抽放超前排放钻孔己14己15岩层卸压、隔断、瓦斯排放一体化技术已15-31010机、风高位巷穿层深孔控制爆破剖面示意图穿层控制爆破布置形式：孔深：必须穿过己15煤层至己16-17煤层底板；装药量:试验过装10卷药（200g/卷）和20卷药钻孔俯角：由地测科根据地质情况进行计算，以保证相邻钻孔交错穿至下方巷道上、下帮与顶板的交接处。20#爆破孔示意图隔断式抽放自然涌出条件下煤层瓦斯的流动将抽放钻孔布置在距巷道壁不远的卸压带内，在抽放负压的作用下，钻孔附近煤层瓦斯的流向发生了变化，由垂直煤壁流动变为径向流动。对沿煤层向巷道运移的瓦斯建立一道屏障，隔断瓦斯的运移，减少巷道两帮暴露面向巷道涌出的瓦斯。隔断式抽放煤层瓦斯流动状态垂直煤壁涌入巷道径向流动，流入抽放钻孔隔断式抽放作用机理隔断式瓦斯抽放钻孔施工平面图施工进度明显提高巷道掘进速度提高2-3倍，巷道掘进速度也稳定在每月85m左右，实现了巷道的安全快速掘进。控制爆破区域前后煤样参数分析统计表指标名称进入控制爆破区之前进入控制爆破区说明△p9.6～11.686.99～8.94△p为瓦斯放散初速度，△p≥10有突出危险f0.32～0.420.45～0.53f为煤的坚固性系数，f≤0.5有突出危险k23～3312～20K为瓦斯突出综合指标，K≥15有突出危险全水分2.6～2.783.32～4.18水分含量增加，瓦斯含量相应降低进入穿层控制爆破区以后，煤炮和喷孔夹钻现象明显减少，打钻顺利。瓦斯含量降低。在正常生产中，巷道中的瓦斯浓度一直稳定在0.2％～0.3％之间。超前排放钻孔及效检孔布置图顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用顺层钻孔预抽存在的问题主要是突出煤层钻孔困难，钻孔长度通常很难覆盖整个回采区域。但顺层钻孔施工成本低、速度快，可以在较短的时间内施工出更多的钻孔，用更密集的钻孔对煤层进行有效和可靠的预抽。所以，当施工技术上能满足要求时，应尽可能采用顺层钻孔对回采区域煤层进行预抽。必要时，应在尽可能提高钻孔成孔深度的同时，缩短采面长度，以便顺层钻孔能控制整个回采区域。穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施穿层钻孔通常在技术上没有关键障碍，但缺点是成本高、施工速度慢，这对于本来透气性就低，需要密集钻孔预抽的突出煤层是一个不利因素.穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围很多石门揭煤由于只采取了控制范围很小的局部防突措施，当出现即使是不大的冒顶、片帮等现象后也可能导致严重突出煤体距离工作面太近或直接暴露到工作面空间，引起突出的发生。足够的岩柱如果揭煤未能一次穿透煤层顶（底）板，则在继续揭煤作业时，仍应保证巷道轮廓线外保持至少12m（或急倾斜下部6m）、前方至少15m的范围内进行了有效的预抽煤层瓦斯，否则，应立即补充实施预抽钻孔并检验效果。顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施第四十六条选择保护层必须遵守下列规定：（一）在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m