煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策培训

煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策培训CONTENTS目录01煤与瓦斯突出基本认知02突出预兆识别与判断03突出发生规律与影响因素04我国煤与瓦斯突出现状分析CONTENTS目录05区域综合防突技术措施06局部综合防突技术应用07监测监控与预警体系建设08应急救援与安全管理01煤与瓦斯突出基本认知煤与瓦斯突出的定义与现象特征煤与瓦斯突出的科学定义煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯压力共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯（甲烷）从煤体内突然向采掘空间大量喷出的动力现象，是煤矿井下严重的自然灾害。突出的力学本质与核心要素该现象是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果，具有突发性、极大破坏性和瞬间携带大量瓦斯与煤冲出的特点，能摧毁井巷设施并破坏通风系统。突出煤体的运动特征突出的煤向外抛出距离较远，从数米到数百米不等；抛出煤的堆积坡度小于煤的自然安息角，具有分选现象；破碎程度高，含有大量粉煤和煤尘。瓦斯涌出与动力效应表现突出时伴随大量瓦斯涌出，回风流瓦斯易长时间超限甚至发生逆流；具有明显动力效应，如破坏支架、推倒矿车、摧毁风门，突出后孔洞多呈口小腔大的梨形、舌型或倒瓶型。突出强度划分标准

突出强度的定义与划分依据突出强度是衡量煤与瓦斯突出规模的指标，通常以每次突出抛出的煤（岩）量（t）为主要划分依据，因瓦斯量计量困难，故以此作为核心标准。

小型突出小型突出的突出强度小于100t，此类突出规模相对较小，但仍需警惕其可能引发的局部瓦斯超限等风险。

中型突出中型突出的突出强度在100t～500t（含100t）之间，会对采掘工作面及周边巷道设施造成一定程度的破坏，需及时采取应对措施。

大型突出大型突出的突出强度为500t～1000t（含500t），具有较强的动力效应，可能摧毁巷道设施、破坏通风系统，对矿井安全生产构成严重威胁。

特大突出特大突出的突出强度≥1000t，此类突出破坏性极大，瞬间会向采掘空间喷出巨量煤与瓦斯流，易造成瓦斯窒息、煤流埋人等严重后果，甚至引发瓦斯爆炸。突出的主要危害特征分析

对井下设施的毁灭性破坏突出瞬间释放的巨大能量可摧毁巷道支架、推倒矿车、破坏风门及设备，抛出的煤岩能搬运数米至数百米，造成井巷堵塞与设施损毁。

通风系统失效与瓦斯窒息风险突出会严重毁坏通风系统，大量瓦斯涌出导致回风流长时间超限，甚至引发风流逆转，使采掘空间充满高浓度瓦斯，造成人员窒息。

煤流埋人与二次灾害隐患抛出的煤堆积角小于自然安息角，具有分选现象，易形成煤流埋人事故；同时高浓度瓦斯与煤粉混合，可能引发瓦斯爆炸和煤尘爆炸等次生灾害。

煤体破碎与孔洞特征突出的煤破碎程度高，含大量粉煤和煤尘；突出后形成口小腔大的梨形、舌型等孔洞，多位于巷道上方或上隅角，加剧巷道稳定性风险。02突出预兆识别与判断有声预兆类型及典型表现响煤炮预兆突出发生前煤体深处发出的响声，因地质条件和煤质差异呈现不同类型，如炒豆似的噼噼啪啪声、鞭炮声、机关枪连射声或闷雷声等；当声响由远及近、由小变大、由断续变连续时，是突出危险的重要信号。气体异响预兆瓦斯气体穿过含水裂缝时产生的吱吱声，是瓦斯在高压作用下流动的特征声音，需结合其他预兆综合判断突出风险。支架与煤岩声响预兆因压力突然增大，支架出现嘎嘎响、劈裂折断声，煤岩壁发生开裂声，表明煤体应力状态不稳定，可能即将发生突出。无声预兆的煤层与地压特征煤层结构构造异常表现

煤层层理紊乱，煤体由硬变软、光泽变暗，呈现干燥状态且煤尘量增大。煤层受挤压出现褶曲、粉碎现象，厚度异常增厚、倾角突然变陡。地压显现的直观征兆

压力增大导致支架变形，煤壁外鼓、片帮、掉渣现象频发。顶底板出现凸起台阶、断层或波状鼓起，手扶煤壁可感到震动和冲击。炮眼变形难以装药，打钻时易发生垮孔、顶夹钻。其他辅助识别信号

瓦斯涌出量异常波动，忽大忽小。煤尘浓度显著增加，空气气味异常、沉闷，有时伴随温度变化。这些现象需结合煤层和地压特征综合判断。预兆综合判断与应急响应

有声预兆的识别要点突出前可能出现响煤炮，声音类似炒豆声、鞭炮声、机枪连射声或闷雷声，若声响由远及近、由小变大、由断续变连续，是危险信号。此外，支架会出现嘎嘎响、劈裂折断声，煤岩壁开裂声，打钻时喷煤、喷瓦斯等也属有声预兆。

无声预兆的关键特征煤层结构方面，层理紊乱、煤变软变暗淡、无光泽、干燥、煤尘增大、受挤压褶曲粉碎、厚度变大、倾角变陡。地压显现上，压力增大导致支架变形、煤壁外鼓片帮掉渣、顶底板凸起台阶、手扶煤壁震动冲击、炮眼变形装不进药、打眼垮孔顶夹钻。其他方面有瓦斯涌出异常忽大忽小、煤尘增大、空气气味异常闷人、有时变热。

应急救援的基本原则应急救援需遵循在没有十分安全把握前，不盲目进入灾区施救的原则。指挥者应先搜集信息，判断是否存在二次灾害危险及是否适宜人员进入，确定撤退路线和方案，及时果断决策以有效控制事故。

应急处置的关键程序救护队应沿最短线路最快到达遇险人员最多地点侦察抢救；迅速恢复灾区通风，恢复前须查明有无火源及是否会引发再次爆炸；及时清理灾区巷道冒落物，指挥人员随时准备进入抢救；防止抢救过程中出现二次事故和事故扩大化。03突出发生规律与影响因素地质构造与突出的关联性地质构造带是突出高发区煤与瓦斯突出多发生在地质构造带内，如断层、褶曲和火成岩侵入区附近，这些区域地应力集中，煤体结构易被破坏，为突出提供了有利条件。断层对突出的影响断层活动会破坏煤层结构，增加瓦斯运移通道，使瓦斯在煤层中分布不均匀、压力差异大，从而显著增加突出的可能性，如某煤矿位于断层带附近，因断层导致煤层结构破坏、瓦斯含量高，突出事故频发。褶曲构造的作用褶曲构造会使煤层厚度和倾角发生变化，在褶曲的轴部等应力集中区域，地应力较大，煤体破碎，瓦斯易积聚，突出危险性增高。火成岩侵入的影响火成岩侵入区附近，煤层受热变质，煤体结构改变，瓦斯生成和赋存条件发生变化，同时侵入体可能阻挡瓦斯排放，导致瓦斯压力升高，增加突出风险。瓦斯参数与地应力的作用机制

瓦斯压力的驱动作用瓦斯压力是煤与瓦斯突出的重要动力源，当煤层瓦斯压力达到或超过0.74MPa时，煤层即可能被鉴定为突出煤层。高瓦斯压力使煤体内部裂隙扩展，瓦斯快速解吸并积聚能量，在采掘扰动下易引发突出。

瓦斯含量与突出危险性的关联煤层瓦斯含量越高，突出潜在风险越大。瓦斯含量不仅影响瓦斯压力，其快速释放时产生的膨胀能也是突出动力的重要组成部分。实践表明，瓦斯含量高且难以抽采的煤层，突出事故发生概率显著增加。

地应力的主导控制作用地应力随开采深度增加而增大，为煤体破碎和瓦斯运移提供动力。集中应力区（如断层、褶曲附近）地应力显著升高，易导致煤体弹性能积聚，当超过煤体强度极限时，会触发煤与瓦斯突出。

瓦斯与地应力的协同作用机理煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和煤体物理力学性质三者共同作用的结果。地应力提供破坏煤体的动力，瓦斯压力加剧煤体破碎并提供抛射能量，软煤结构则降低煤体抵抗破坏的能力，三者耦合作用导致突出发生。煤层结构与围岩性质的影响

01煤层破坏类型与突出风险的关系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，如煤体结构呈Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类破坏类型时，突出风险显著增加。

02煤体物理力学性质的作用煤的坚固性系数f≤0.5是突出煤层鉴定的临界值之一。煤层松软、透气性差，导致瓦斯难以释放，易积聚高压，增加突出可能性。

03顶底板岩层对突出的影响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，突出危险性愈大；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。

04煤层厚度与软分层的影响突出危险性随煤层厚度的增加而增加，尤其是软分层厚度。软分层煤体破碎，瓦斯含量高，是突出发生的薄弱区域，易成为突出的起始点。突出延期性特征及应对要点延期性突出的定义与表现延期性突出是指震动放炮等诱导措施后未立即发生突出，而是相隔一段时间（几分钟到几小时）后才发生的现象，具有隐蔽性和滞后性。延期性突出的危害与风险延期性突出易导致人员在解除警戒后进入危险区域，增加事故伤亡风险，需高度警惕其突发性和不可预测性。延期性突出的应对措施严格执行震动放炮后的警戒制度，延长观测时间；加强瓦斯浓度和煤体位移监测，发现异常立即撤离；制定专项应急预案，确保快速响应。04我国煤与瓦斯突出现状分析突出事故统计与趋势特点

事故总体态势煤与瓦斯突出是煤矿井下主要自然灾害之一，我国煤矿事故中其占比较高，每年因突出事故造成的死亡人数和直接经济损失十分可观，严重威胁煤矿安全生产。

事故发生频率与规模突出事故具有突发性和破坏性，规模按突出强度分为小型（<100t）、中型（100t～500t）、大型（500t～1000t）和特大型（≥1000t）。石门揭煤工作面平均突出强度最大，煤巷掘进工作面突出次数最多。

事故区域与地质关联性突出多发生在地质构造带内，如断层、褶曲和火成岩侵入区附近。随着开采深度增加，突出的次数和强度可能增加；在集中压力区内及煤的破坏类型高、强度低的软煤层中突出危险性增大。

事故发生时段与诱因爆破作业最易引发突出。此外，不合理的采掘方式、瓦斯抽采不充分、通风不良等开采技术因素，以及对突出预兆识别不足、未及时采取措施等，均可能加剧突出风险。主要致灾因素综合分析01地质构造的控制作用煤与瓦斯突出多发生在地质构造带内，如断层、褶曲和火成岩侵入区附近，这些区域易形成应力集中和瓦斯积聚，增加突出风险。02瓦斯参数的影响机制煤层中的瓦斯压力与含量是突出的重要因素，一般瓦斯压力≥0.74MPa时突出危险性显著增加，但突出是地应力、瓦斯和煤体物理力学性质综合作用的结果，并非单一参数决定。03地应力的驱动效应地压愈大突出危险性愈大，随着开采深度增加，地应力增大，突出的次数和强度可能增加；在集中压力区内，突出危险性显著提升。04煤层物理性质的关键作用煤的破坏类型愈高强度愈小突出危险性愈大，突出多发生在软煤层或软分层中，煤的坚固性系数≤0.5时，突出风险明显增高。05围岩与水文地质条件的影响煤层顶底板为坚硬致密且厚度大的岩层时，瓦斯不易排放，突出危险性大；反之则小。煤层湿润、矿井涌水量较大时，突出危险性相对较小。典型事故案例警示

云南昭通镇雄县大营煤矿突出事故（2024年12月）该事故造成4人遇难，3人失联。煤与瓦斯突出在极短时间内将煤和瓦斯从煤岩层内快速向采掘空间喷出，常伴有巨响及气浪，是煤矿重大灾害之一。

事故暴露的主要问题部分煤矿企业面对复杂地质条件仍沿用传统落后开采模式和管理机制，忽视安全生产原则，未严格落实两个“四位一体”综合防突措施。

事故的深刻教训各矿山企业必须增强风险意识、忧患意识，严守安全红线底线，严格落实安全生产责任，突出矿井要坚持“瓦斯零超限、煤层零突出”目标管理，全面提升安全管理质效。05区域综合防突技术措施保护层开采技术标准与实施要点

保护层开采技术标准保护层开采需实测保护效果，开采条件变化时应重新考察。预抽瓦斯措施需连续抽采达标，检验结果由矿长和总工程师双签批。

保护层选择原则具备开采保护层条件的矿井必须开采保护层，同时抽采被保护层和邻近层的卸压瓦斯。不具备开采保护层条件的，须经专家论证，报煤矿企业负责人批准后采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。

保护效果考察与检验按规定对被保护层的保护效果、保护范围进行考察和效果检验。区域预测资料不全时须委托专业机构评估，结果报企业技术负责人审批。

实施管理要求煤矿要制定年度保护层开采面积等“六项指标”计划及验收考核办法，压实瓦斯治理责任。突出矿井的巷道布置应优先将主要巷道布置在岩层或非突出煤层中，减少井巷揭穿突出煤层的次数。预抽煤层瓦斯工艺与效果检验

预抽煤层瓦斯工艺类型预抽煤层瓦斯是区域防突的核心措施，主要包括地面井预抽、顶（底）板穿层钻孔预抽及顺层钻孔预抽等工艺。其中，地面井预抽适用于大规模区域治理，穿层钻孔可针对性治理构造复杂区域，顺层钻孔则常用于煤巷掘进前的局部强化抽采。

关键施工技术要求施工需采用钻机开孔定向仪确保精准定位，钻孔轨迹误差≤1.5%。封孔必须采用"两堵一注"带压封孔工艺，封孔深度不小于20m（穿层钻孔见煤孔深小于20m时，封至煤岩结合面以里0.5m），封孔注浆压力不小于1.5MPa，全程下筛管保障抽采通道稳定。

抽采系统配置标准突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统，泵站运行泵装机能力不得小于瓦斯抽采达标时工况流量的2倍，鼓励将单台泵额定流量提升至350m³/min以上。抽采钻孔施工需实现视频监控，资料保存至该区域回采结束。

效果检验方法与标准效果检验应采用钻屑瓦斯解吸指标法等，检验钻孔布置在措施孔密度较小区域及地质构造复杂带。检验结果需满足瓦斯压力≤0.74MPa、瓦斯含量≤8m³/t等临界值要求，由矿长和总工程师双签批方可判定达标，未达标必须补充抽采。区域突出危险性预测方法

01单项指标法采用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力作为预测指标，各项指标达到或超过临界值（如瓦斯压力≥0.74MPa、坚固性系数≤0.5等）时，确定为突出煤层。

02地质统计法根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，结合未采区域的地质构造条件（如断层、褶曲、火成岩侵入区等），预测突出可能发生的范围。

03煤层变质程度分析法煤层突出危险程度与其挥发分密切相关。烟煤挥发分大于35%和无烟煤比电阻对数值小于3.3时，通常无突出危险性；挥发分在18%～22%时，突出危险性最高。06局部综合防突技术应用工作面突出危险性预测技术工作面预测的核心目标工作面突出危险性预测（简称工作面预测）是评估采掘工作面煤体是否具有突出危险性的关键环节，涵盖井巷揭煤、煤巷掘进及采煤工作面，目的是及时发现潜在风险，将工作面划分为突出危险或无突出危险类型，为采取针对性防突措施提供依据。常规预测方法与应用场景井巷揭煤工作面常选用钻屑瓦斯解吸指标法；煤巷掘进工作面可采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法等，如钻屑指标法需施工直径42毫米、深度8至10米的钻孔，近水平或缓倾斜煤层至少布置三个，部分钻孔终孔点需位于巷道轮廓线外2至4米。辅助预测手段与综合判断为提高预测可靠性，鼓励增加辅助指标，如工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射等，同时结合物探、钻探手段探测前方地质构造，并观察煤体结构、采掘及钻孔施工中的现象，进行多维度综合预测。预测管理与未预测工作面处置每次预测后需绘制竣工图并标注数据；对应当实施局部综合防突措施的采掘工作面，若未进行预测则默认视为突出危险工作面，必须立即采取防突措施；无突出危险工作面采掘时需保留不小于2米的预测超前距并采取安全防护措施。局部防突措施类型及适用条件松动爆破通过爆破使煤体松动、释放瓦斯压力，适用于煤质较硬、透气性较差的煤层，作为石门揭煤或煤巷掘进时的辅助防突措施。钻孔排放瓦斯利用钻孔直接排放煤层中的瓦斯，降低瓦斯压力和含量，适用于瓦斯含量中等、透气性较好的煤层，可作为工作面预测后发现有突出危险时的局部处理措施。水力冲孔通过高压水射流冲击煤体，形成孔洞并诱导瓦斯排放，适用于松软煤层，尤其是在石门揭煤或地质构造复杂区域，能有效消除局部突出危险。使用金属骨架在石门揭煤等关键部位，向煤层中植入金属管形成骨架，增强煤体稳定性，防止突出时煤体垮塌，适用于煤体破碎、地压显现明显的区域。措施效果检验标准与流程

区域防突措施效果检验标准区域防突措施效果检验需连续抽采达标，检验结果由矿长和总工程师双签批。保护层开采需实测保护效果，开采条件变化时应重新考察；预抽瓦斯措施需确保无预抽“空白带”，钻孔轨迹误差≤1.5%。

局部防突措施效果检验方法井巷揭煤工作面及煤巷掘进工作面的防突措施效果检验，应选用钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法。检验钻孔应布置在措施钻孔密度较小、孔间距较大的位置，地质构造复杂区域需适当增加数量。

措施有效性判定规则若工作面措施检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则判定为措施无效，应重新执行区域或局部综合防突措施。

效果检验工作流程执行防突措施后，按规定布置检验钻孔，选用合适方法进行指标测定；依据测定结果与临界值对比判定有效性；有效则在保留足够超前距并采取安全防护措施后进行采掘作业，无效则重新制定实施防突措施。07监测监控与预警体系建设瓦斯监测系统配置与技术要求

系统核心设备配置标准高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必须配备瓦斯含量快速测定仪、地质构造探测仪、钻孔轨迹测定仪等关键仪器，90万吨/年及以上突出矿井防突专业技术人员不少于4名，防突工不少于12名，确保监测力量充足。

监测数据采集与传输要求瓦斯参数测定、区域预抽钻孔施工等关键环节需实现视频监控，录制视频应清晰反映现场操作情况并保存至该区域回采结束；监测数据需实时上传至矿调度室，确保数据传输的及时性与完整性。

监测系统灵敏度与精度标准瓦斯传感器的测量误差应控制在±5%以内，当瓦斯浓度超过0.5%时需具备声光报警功能；系统应能实时监测瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射等辅助指标，提高预警可靠性。

系统安装与维护规范采掘工作面巷道内距工作面25~40m处、起爆地点等关键位置必须设置压风自救装置，每组满足5~8人使用需求；监测设备应定期校准，每月至少进行1次调试，确保设备处于良好运行状态。联合预警机制构建与运行多维度监测指标体系整合瓦斯浓度、瓦斯涌出量、煤体声发射、电磁辐射、钻屑量等核心指标，结合煤层层理紊乱、煤壁温度变化等辅助指标，建立覆盖突出危险性关键因素的监测网络。数据融合与分析平台构建集监测、传输、分析于一体的信息化平台，对各类实时数据进行多源融合处理，运用大数据分析和人工智能算法，识别异常模式，提升预警准确性和时效性。分级预警响应机制根据突出风险等级（如一般预警、较重预警、严重预警）制定差异化响应措施，明确各级预警的启动条件、信息上报流程、现场处置方案及责任人，确保快速响应。跨部门协同联动机制建立煤矿企业、防突机构、通风部门、地质测量部门及安全监管机构的协同联动机制，定期召开预警分析会，共享监测数据，联合研判风险，协同落实防治措施。预警效果评估与优化定期对预警机制的运行效果进行评估，分析误报、漏报原因，结合新的监测技术和现场实践经验，持续优化预警指标临界值、算法模型及响应流程，提升预警可靠性。监测数据异常分析与处置瓦斯浓度异常分析瓦斯浓度异常表现为瓦斯涌出量忽大忽小、超限，需结合采掘进度、地质构造变化综合判断，如遇断层、褶曲等地质构造带易出现瓦斯积聚。煤体结构异常识别通过监测煤层层理紊乱、变软变暗淡、干燥煤尘增大等现象，结合钻孔施工中垮孔、顶夹钻等情况，判断煤体破坏程度及突出风险。地压显现异常判断地压异常表现为支架变形、煤壁外鼓片帮、顶底板凸起台阶，手扶煤壁有震动冲击感，炮眼变形装不进药等，需立即停止作业并核查。异常数据处置流程发现异常立即启动预警，撤离人员并汇报矿调度室；由矿技术负责人组织分析原因，采取补充防突措施；经效果检验确认安全后，方可恢复生产。应急处置保障措施确保采掘工作面附近设置直通调度室电话及压风自救装置，按规定配备瓦斯检测仪器并定期校验，防突工需经培训考核