掘进面防止煤与瓦斯突出技术安全措施培训

掘进面防止煤与瓦斯突出技术安全措施培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01煤与瓦斯突出概述02煤与瓦斯突出的一般规律03煤与瓦斯突出预兆识别04区域性防治突出技术措施CONTENTS目录05局部综合防突措施06防突措施效果检验与区域验证07安全防护与应急处置01煤与瓦斯突出概述煤与瓦斯突出的定义与特点

煤与瓦斯突出的定义煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中，煤层中的煤和瓦斯在短时间内突然大量喷出的现象，对矿井安全构成严重威胁。

突出的突发性突出通常发生迅速，无明显征兆，如1834年法国鲁阿尔煤田伊萨克矿平巷掘进工作面突出事故，突显其突发特性。

突出的破坏性突出伴随强大冲击力，可摧毁矿井设施、埋压人员，如1969年前苏联加加林煤矿突出强度达14000吨煤，瓦斯25万立方米。

突出的复杂性受地质构造、开采深度、煤层特性等多因素影响，防治难度大，如断层、褶皱区域突出风险显著高于正常煤层。煤与瓦斯突出的危害性分析人员伤亡风险煤与瓦斯突出时，大量瓦斯瞬间涌出可能导致现场作业人员窒息、中毒，突出产生的冲击波和煤流还会造成人员砸伤甚至死亡。历史案例显示，重大突出事故常造成数十人伤亡。生产中断影响突出事故发生后，矿井需紧急撤离人员并进行全面安全检查，导致生产活动长时间中断，影响矿井正常生产计划和经济效益。设备设施损坏突出伴随的高压瓦斯和煤体喷出，会破坏矿井内的通风设备、运输设备、支护结构等，造成昂贵的设备损失和巷道修复费用。次生灾害隐患突出释放的高浓度瓦斯易引发瓦斯爆炸、燃烧等次生灾害，扩大事故影响范围，对矿井结构和周边环境造成更严重的破坏。

掘进面突出事故典型案例警示国内典型突出事故案例2010年山西王家岭煤矿透水事故前，曾出现瓦斯浓度忽大忽小、钻孔喷孔等突出预兆未被重视，最终导致153人被困，凸显忽视预警信号的严重后果。

国际突出事故教训1897年比利时阿格拉波2号井掘进工作面突出，瓦斯逆风流冲出井口23米处遇火源引发爆炸，造成井下121人、地面3人死亡，警示通风管理与火源控制的重要性。

事故诱因共性分析统计显示，97%的突出事故由采掘作业诱导，其中放炮作业占64%；地质构造带（断层、向斜轴部）突出占比超70%，印证应力集中与作业扰动的叠加风险。

防范启示与措施落地案例表明，严格执行"预测-措施-效检-验证"四步流程可降低80%突出风险。某矿通过强化瓦检员现场预兆收集（如响煤炮、煤壁外鼓），实现连续5年零突出记录。02煤与瓦斯突出的一般规律01开采深度与突出危险性的关系开采深度增加导致突出危险性增大对同一矿井、同一煤层，随着开采深度增加，煤层赋存条件变化，瓦斯压力增大，浅部为高瓦斯甚至低瓦斯矿井，深部可能转变为突出矿井；浅部突出灾害较轻的突出矿井，深部可能转变为严重突出矿井。02深部开采地应力与瓦斯压力协同作用开采深度增加，地应力显著提高，与瓦斯压力共同作用于煤体，使煤体稳定性降低，突出发生的动力条件更易满足，突出频率和强度随之增加。03深部突出危险区的分布特征深部突出危险区常受地质构造控制呈条带分布，如断层、向斜轴部及地质构造交汇处，同时采掘形成的应力集中带（如煤柱、停采线附近）也易成为突出高发区。

突出发生的主要地点分布煤巷掘进工作面突出占比据统计，煤巷掘进工作面突出占比高达75%，是突出事故发生最频繁的地点。

石门揭煤工作面突出占比石门揭煤工作面突出占比为5.76%，虽然占比不高，但突出强度大，是平巷平均突出的6倍以上。

采煤工作面突出占比采煤工作面突出占比15.8%，突出次数相对较少，但因人员集中，易造成特大人身伤亡事故。

石门揭煤全过程的危险性从石门工作面距煤层2米起至穿过煤层全厚进入顶板或底板2米止，整个揭穿过程都存在突出危险。

地质构造对突出的影响断层与褶皱的突出风险断层、褶皱等地质构造复杂区域，瓦斯容易积聚，应力集中明显，是突出事故的高发区，统计显示约70%的突出发生在该类区域。

地质构造交汇处的突出危险性不同地质构造交汇处（如断层与褶皱叠加区），煤层破坏程度高，透气性差，瓦斯压力积聚，极易引发大强度突出，突出强度通常为其他区域的3-5倍。

构造煤的突出特性地质构造作用形成的构造煤（如揉皱煤、碎粒煤），其坚固性系数f值多小于0.5，瓦斯放散初速度△p大，突出危险性显著高于原生结构煤。

向斜轴部的突出风险向斜轴部区域煤层埋藏较深，瓦斯压力和地应力双重叠加，突出危险性随埋藏深度增加而增大，是矿井防突工作的重点监控区域。

作业方式诱导突出的统计分析作业方式诱导突出的总体占比煤与瓦斯突出除受应力、瓦斯、煤质三个自然要素决定外，采掘作业也是一种诱导因素。据统计，由采掘作业诱导的突出占突出事故总数的97%。

各类作业方式的诱导突出占比在作业方式诱导的突出中，放炮作业占比最高，达到64%；风镐、手镐落煤作业占13%；其他作业方式占20%。

不同作业方式的突出风险特点放炮作业因瞬间扰动大、能量释放集中，诱导突出的强度和频率均较高；手镐落煤突出强度一般不大，但施工人员在现场，一旦发生突出，易造成人员伤亡事故，不应作为主要落煤工序。03煤与瓦斯突出预兆识别典型声响类型及表现声响预兆特征与识别方法

煤体内部发出的声响包括闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声、啪啪声等，统称为响煤炮。在有统计的突出事故案例中，大多数突出前都有响煤炮预兆，是各种突出预兆中发生最多的类型。声响预兆的产生机理

声响主要源于煤体在高应力作用下发生破裂、变形或瓦斯突然释放冲击煤体产生的振动。施工预测钻孔或措施效检钻孔时发生响煤炮，通常表明工作面存在突出危险性。现场识别要点与响应措施

作业人员需时刻关注煤体声音变化，尤其是在地质构造带、软分层增厚区域等高危地段。一旦听到异常声响，应立即停止作业，撤离至安全区域，并向调度室报告，严禁在未确认安全前恢复施工。瓦斯浓度异常波动瓦斯预兆的表现形式工作面瓦斯浓度忽大忽小，出现无规律剧烈变化，如短时间内浓度从0.3%骤升至1.2%，或在正常通风条件下频繁超限。瓦斯涌出量显著变化钻孔施工时出现喷孔现象，瓦斯涌出量突然增大，如单孔瓦斯流量从0.5m³/min升至3m³/min以上，伴随哨声或蜂鸣声。风流状态异常局部区域出现风流逆转、微风或无风现象，风筒出口风量骤减，巷道内出现雾气或"挂汗"现象，温度较周边低2-3℃。气体成分变化空气中氧气含量降低至19%以下，二氧化碳浓度异常升高，或出现特殊气味（如煤油味、松香味），需立即启动瓦斯检测。

煤结构预兆的观察要点层理紊乱与煤体干燥突出前煤体层理常出现紊乱、断裂或扭曲现象，煤体因瓦斯逸出呈现异常干燥状态，光泽度降低，用手触摸有明显粗糙感。

煤体松软与色泽变化煤体变得松软易碎，坚固性系数f值多小于0.5，颜色由亮变黑或暗无光泽，易捻成粉末，与正常煤层对比差异显著。

煤层产状与波状隆起煤层倾角、走向发生急剧变化，出现褶皱、波状隆起或小型断层，局部煤体向外鼓出，巷道轮廓线附近煤体变形明显。

软分层厚度增加煤层中软分层厚度突然增大，其厚度占煤层总厚度比例超过30%时，突出风险显著提升，需加强防突措施。

矿压显现预兆的判断标准01支架来压与变形判断表现为支架发出声响、出现弯曲变形或位移，支柱下缩量超过正常范围，顶梁下沉量显著增大，需立即检查支护稳定性。

02煤壁破坏特征判断煤壁出现裂隙、掉渣、片帮现象，片帮深度超过10cm或宽度大于50cm，煤墙外鼓量达5cm以上时，视为突出危险预兆。

03巷道变形判断巷道顶板下沉速度超过5mm/d，底板鼓起量大于10cm，两帮移近量达8cm以上，或出现底鼓、断面收缩等现象，需加强支护并撤离人员。

04钻孔施工异常判断钻孔过程中出现顶钻、夹钻、钻孔严重变形或塌孔，钻杆出现频繁跳动，单孔钻进时间较正常延长30%以上，应立即停止作业并分析原因。

05炮眼异常判断炮眼钻进时出现卡钻、喷孔，或炮眼装药量明显减少（装不进炸药长度超过炮眼深度的1/3），以及炮眼周围煤体松动、掉块，均为矿压显现危险信号。04区域性防治突出技术措施开采保护层的应用条件与原则保护层的定义与作用在开采具有突出危险的煤层群时，首先开采的对其他煤层起到消除突出危险作用的煤层称为保护层，受到保护作用的煤层称为被保护层。其作用是通过采动影响使被保护煤层卸压、瓦斯得以排放，从而消除突出危险。开采保护层的应用条件适用于煤层群开采条件，且存在无突出危险或突出危险程度较低的煤层可作为保护层。当矿井中所有煤层都有突出危险时，应选择突出危险程度较小的煤层作保护层。优先选择上保护层的原则应优先选择上保护层，这符合由上往下的开采顺序，且突出层同水平的巷道都能位于解放带内。选择下保护层开采时，不得破坏被保护层的开采条件。保护层开采的关键要求保护层内尽可能不留煤柱或少留煤柱，以免造成应力集中区，增加被保护层在该区的突出危险。同时，可结合抽放被保护层的瓦斯，防止卸压后瓦斯大量涌入回采工作面引发事故。

预抽煤层瓦斯技术分类

地面钻孔预抽技术在煤层开采前，从地面施工钻孔至目标煤层，利用抽采设备预先抽取瓦斯，适用于高瓦斯含量、高透气性煤层，可降低井下作业风险。

井下穿层钻孔预抽技术从井下岩巷向突出危险煤层施工穿层钻孔，形成网格状抽采系统，如某矿在顶板岩石运输巷布置钻场，终孔点网格4×5m，控制煤层全区域。

井下顺层钻孔预抽技术在煤层巷道内沿煤层走向施工顺层钻孔，抽采巷道周边煤层瓦斯，抽放半径通常为4~5m，条带控制长度不小于60米，适用于煤巷掘进前预处理。

区域与局部预抽结合技术采用穿层孔预抽区段煤层瓦斯与顺层孔预抽煤巷条带瓦斯相结合的方式，实现大面积区域治理与局部强化抽采的协同，提升防突效果。穿层网格预抽与顺层抽放设计穿层网格预抽设计方案在顶板岩石运输巷布置2×2.5m钻场，钻场间隔20米，每个钻场布置24个穿层钻孔，孔径64mm，终孔点网格4×5m，确保控制K21煤层全面区域。顺层抽放钻孔布置要求在K21煤层运输巷实施顺层抽放，抽放半径4~5m，钻孔需控制巷道轮廓线外两侧一定范围煤层，确保抽放区域无盲区。抽放参数设计标准穿层钻孔终孔点间距均匀，顺层钻孔控制条带长度不小于60米，抽放负压不低于13KPa，抽放浓度不低于30%，预抽率需大于30%。钻场与管路布置规范抽放泵出气端采用3吋无缝钢管至总回风巷，进气端用2吋白铁管作支管，管路连接牢固气密性良好，低洼处设放水箱定期放水。

抽放参数确定与效果评估指标抽放半径设计参照同类矿井经验，结合本矿实际情况，抽放半径暂定为4~5m。待矿井抽放配套设施完善并开展实测后，将根据实测瓦斯参数对抽放半径进行修改与完善。

预抽防突有效性指标按《煤矿安全规程》规定，预抽防突有效性指标可采用以下之一：预抽后煤层残存瓦斯含量小于该煤层始突的原始瓦斯含量；或煤层瓦斯预抽率大于30%。对预抽率未达标的区域，采掘作业时需采取补充局部防突措施。

抽放效果核心指标要求移动抽放泵运行时，抽放负压不低于13KPa，抽放浓度不低于30%。只有当预抽率大于30%并通过效果检验确认无突出危险后，方可进行掘进作业。05局部综合防突措施

超前钻孔排放技术参数钻孔深度与孔径要求超前钻孔深度以8-12m为宜，孔径42—75mm；42mm钻孔的排放半径暂定为0.5—0.7m，75mm钻孔的排放半径按0.7—1.0m执行，42mm的钻孔不能满足排放要求的应改用75mm以上的钻孔。

钻孔数量与控制范围排放孔应不少于9个，其控制范围应包括巷道断面和巷道轮廓线外四周（煤层内）不少于3m，确保工作面前方煤体不留“孤岛”，做到均匀卸压。

施工设备与参数记录采用QTZ—15型强力煤电钻施工，施工人员必须详细记录探钻参数（孔深、方位角、倾角、开孔位置）及异常情况（钻粉量、温差、喷孔、卡钻、煤炮声等），填入防突措施报告单。水力冲孔的原理与操作规范

水力冲孔的技术原理利用高压水流冲击煤层，诱导可控小型突出，实现煤体卸压与瓦斯排放。通过钻孔施工时喷射的水射流，冲出煤炭和瓦斯，降低突出风险。

核心操作参数要求钻孔直径42-75mm，孔深8-12m，42mm钻孔排放半径0.5-0.7m，75mm钻孔0.7-1.0m，单循环钻孔数量不少于9个，控制范围需覆盖巷道断面及轮廓线外3m煤层。

施工前准备工作施工前必须加强工作面支护，打好迎面支架并背实工作面；采用QTZ-15型强力煤电钻施工，详细记录孔深、方位角、倾角、钻粉量及喷孔、卡钻、煤炮声等异常情况。

安全操作流程施工时严格控制水压与流量，钻孔施工完毕后立即封孔注浆；作业过程中实时监测瓦斯浓度，发现异常立即停止作业；施工人员需佩戴压缩氧自救器，确保通风系统稳定。

效果验收标准施工后需检查钻孔参数是否符合设计，孔深、终孔位置偏差不超过5%；通过残余瓦斯压力（<0.74MPa）、残余瓦斯含量（<8m³/t）及抽采率（>30%）验证防突效果。

石门揭煤防突专项措施01石门揭煤设计与审批要求石门揭煤必须编制专门设计及安全措施，内容包括揭煤程序、防突措施、效果检验等，报上级主管部门批准后实施。设计需明确钻孔布置、爆破参数、安全防护等关键内容。

02突出危险性预测与前探钻孔施工石门工作面掘至距煤层垂距10m前，至少施工2个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探钻孔，探明煤层赋存、地质构造及距煤层距离；遇构造破坏时应增加钻孔数量。

03防突措施效果检验与指标要求距煤层垂距不小于3m处进行措施效果检验，采用钻孔法测定残余瓦斯压力（小于0.74MPa）、残余瓦斯含量（小于8m³/t）；检验钻孔布置在措施孔之间，若指标超限或出现喷孔等预兆，需补充措施。

04石门揭煤爆破与安全操作规范揭煤炮眼按周边眼间距0.4-0.45m布置，循环深度1.4-1.8m，装药量掏槽眼5条/眼、辅助眼4条/眼、周边眼2-3条/眼，炮眼用黄泥堵满；放炮前撤出采区全部人员，停止除风机外的采区电源，地面起爆，放炮后半小时方可入井检查。爆破卸压技术的应用要求爆破参数设计标准根据煤层特性和瓦斯含量，精确设计爆破孔深度、直径和装药量。一般孔径42—75mm，42mm钻孔排放半径暂定为0.5—0.7m，75mm钻孔排放半径按0.7—1.0m执行，当42mm钻孔不能满足排放要求时应改用75mm以上钻孔。爆破操作安全流程严格执行“先岩后煤”毫秒爆破顺序，最大延迟时间控制在规定范围内。爆破前必须将揭煤采区内全部人员撤出，停止除风机外的采区全部机电设备电源，采用发爆器放炮，放炮后半小时经检查无异常方可入井。爆破效果监测指标通过监测爆破前后煤层瓦斯含量、压力变化及微震活动评估效果。要求预抽率大于30%，残余瓦斯压力小于0.74MPa、残余瓦斯含量小于8m³/t，且施工中无喷孔、卡钻等突出预兆。特殊区域爆破要求石门揭煤时，炮眼布置需覆盖巷道断面及轮廓线外四周煤层不少于3m，循环炮眼深度1.4—1.8m，周边眼间距0.4—0.45m，装药量严格按掏槽眼5条/眼、辅助眼4条/眼、周边眼2—3条/眼控制，并使用黄泥堵满炮眼。06防突措施效果检验与区域验证

区域措施效果检验指标与方法主要检验指标区域措施效果检验主要采用残余瓦斯压力和残余瓦斯含量两种指标。判定防突措施有效的标准为：残余瓦斯压力小于0.74MPa，残余瓦斯含量小于8m³/t。

突出预兆判定法在检验期间，若在煤层中进行钻孔作业时发现喷孔、顶钻及其他明显突出预兆，或残余瓦斯含量、压力超标，发现明显突出预兆的位置周围半径100米内的预抽区域判定为措施无效。

预抽率指标判定采用煤层瓦斯预抽率作为有效性指标的突出煤层，在进行采掘作业时，必需采用工作面预测方法对预抽效果进行常常复验。煤层瓦斯预抽率应大于30%，对达不到预抽指标的区域，需采取防治突出的补充措施。区域验证的实施流程

验证区域划分与参数确定根据区域防突措施范围及地质构造特征，划分验证单元，明确验证钻孔布置参数，如孔径不小于42mm，孔深应穿透预抽区域，控制范围需覆盖采掘工作面及外侧一定距离。验证钻孔施工与数据采集按设计施工验证钻孔，记录钻孔深度、方位、倾角等参数，采集钻屑量、瓦斯涌出初速度等数据，若出现喷孔、卡钻等突出预兆，立即停止作业并判定为突出危险。指标测定与效果评判测定残余瓦斯压力（应小于0.74MPa）和残余瓦斯含量（应小于8m³/t），结合钻孔施工异常情况综合评判。指标达标且无突出预兆，判定区域验证有效；反之需采取补充防突措施。验证结果应用与动态管理验证有效区域方可进行采掘作业，作业中需实时监测瓦斯浓度及突出预兆，若发现异常立即撤离并重新验证。区域验证结果需存档备案，作为后续采掘规划的依据。

检验中突出预兆的处理原则立即停止作业原则当检验过程中出现喷孔、卡钻、响煤炮、瓦斯忽大忽小、煤体结构紊乱等突出预兆时，必须立即停止所有钻孔作业及其他采掘活动。

人员撤离原则现场作业人员应立即撤离至安全区域，撤离路线需提前规划并确保畅通，撤离后及时向矿调度室及防突管理部门汇报。

区域判定原则发现明显突出预兆的位置周围半径100米内的预抽区域，直接判定为措施无效区域，不得进行采掘作业。

重新评估原则对判定为无效的区域，需重新分析突出原因，补充或调整防突措施，经效果检验合格后方可恢复作业。07安全防护与应急处置通风设施与自救器使用规范

通风设施检查与维护要求定期检查掘进工作面通风设施，包括局扇、风门、风筒等，确保其完好且通风畅通。每班检查不少于3次，重点关注风筒接口密封性及风量是否满足设计要求，发现破损或漏风立即整改。压缩氧自救器佩戴与操作流程作业人员必须熟练掌握压缩氧自救器的使用方法，使用前检查压力是否达标（不低于18MPa），佩戴时先打开外壳，将呼吸软管与口具连接，夹好鼻夹，用口呼吸，确保氧气