煤矿巷探铜煤下山掘进巷防治煤与瓦斯突出安全技术措施培训

煤矿巷探铜煤下山掘进巷防治煤与瓦斯突出安全技术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巷探铜煤下山掘进巷突出危险性分析03突出危险性预测技术04区域性防突技术措施CONTENTS目录05局部防突技术措施06安全防护系统建设07应急处置与管理01煤与瓦斯突出概述煤与瓦斯突出的定义突出的概念与基本特征

煤与瓦斯突出(包括煤与二氧化碳、岩石与二氧化碳突出)是发生在煤矿井下采掘过程中的一种极其复杂的瓦斯动力现象。是在很短时间（几秒到几分钟）内，在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象，并伴随产生不同程度的动力效应，可造成设施破坏和人员伤亡的现象，是煤矿井下最严重的灾害之一。突出的基本特征

突出通常具有突发性、快速性和破坏性，在短时间内（几秒到几分钟）将破碎的煤岩和大量瓦斯抛出，伴随强烈的动力效应，可摧毁巷道设施、破坏通风系统，并造成人员伤亡。突出的物质组成

突出物主要由破碎的煤体或岩体以及高压瓦斯组成，其中瓦斯成分以甲烷为主，部分情况下可能包含二氧化碳等其他气体，二者共同构成突出的动力来源和危害载体。

突出的危害性分析01对巷道设施的摧毁突出产生的强大冲击力可摧毁巷道内的支架、设备等设施，如天府矿务局三汇一矿突出时，1t多重的巨石被冲走120多m，3t巨石冲出60余m。

02对通风系统的破坏突出可破坏矿井通风系统，造成风流紊乱甚至逆转，影响瓦斯排出，增加瓦斯积聚风险，如某些突出事故中三道风门被毁。

03人员伤亡风险突出的煤岩可能掩埋人员，瓦斯可导致人员窒息，还可能引发瓦斯爆炸、燃烧，如比利时“阿拉波二号井”突出致124人死亡，大平矿“10.20”事故致148人死亡、32人受伤。

04对生产的影响突出事故会导致矿井生产中断，设施损坏需修复，造成巨大经济损失，同时影响煤矿正常生产计划与效率。

我国突出矿井分布及特点

突出矿井分布范围我国煤与瓦斯突出矿井分布广泛，涉及20多个省（区），其中四川、重庆、贵州、湖南、江西、辽宁、河南等省（区）的突出问题较为严重。

重点区域突出情况湖南省的突出矿井数量和突出总次数均占全国总数的1/3以上，特大型突出次数占全国一半以上，是我国突出灾害最为严重的地区之一。

煤层突出普遍性特征突出矿井中，部分矿井所有可采煤层均属突出煤层，无保护煤层可采，全国近一半的突出矿井需采用本煤层防突措施，增加了防治难度。

始突深度与突出规模特点我国突出矿井始突深度差异较大，介于50～60m至500～600m之间；突出以中小型为主，50t以下小型突出占73.77%，但大型和特大型突出次数仍有100多次，且多发生在石门揭煤时。01突出发生的一般规律开采深度与突出危险性关系煤层突出危险性随开采深度增加而增大，地应力和瓦斯压力随深度增加而升高，是导致突出风险上升的重要因素。02煤层厚度对突出的影响煤层突出危险性随煤层厚度的增大而增大，厚煤层往往瓦斯赋存条件复杂，突出风险更高。03突出发生的作业场所分布大多数突出发生在掘进工作面，约占80%（其中石门揭煤占6.75%），采煤工作面占15.8%，石门突出的平均强度最大。04诱发突出的作业方式突出前的作业方式多样，以放炮作业诱发突出最多，占64.6%，其次是手、风镐落煤占21%，其他作业方式占12.1%。05地质构造与应力集中带影响突出多发生在地质构造带和应力集中带，如封闭向斜轴附近、帚状构造收敛端、煤层扭转区及压性、压扭性小断层带等区域。06突出前的预兆规律多数突出发生前有预兆出现，包括煤层结构变化、瓦斯涌出异常、压力增大等无声预兆，以及响煤炮、支架折断等有声预兆。国外典型突出事故案例典型突出事故案例分析1879年4月17日，比利时“阿拉波二号井”发生强度420t、瓦斯50万m³的突出，瓦斯逆流至地面被火炉引燃，引发瓦斯爆炸，造成井下121人死亡、地面3人烧死、11人烧伤。国内重大突出事故案例2004年10月20日，河南大平煤矿发生突出事故，突出煤岩量约1894t，瓦斯量25万m³，引发瓦斯爆炸，造成148人死亡、32人受伤。我国最大突出事故案例1975年8月8日，天府矿务局三汇一矿平峒揭煤时发生突出，突出煤岩12780t、瓦斯140万m³，摧毁700多米远的三道风门，3t巨石被冲出60余米。近年突出伤亡事故案例2006-2007年，湖南、四川、云南等地煤矿发生多起突出事故，如2006年2月25日湖南邵阳大园矿死亡18人，2007年4月19日河北峰峰局大树村煤矿死亡17人。02巷探铜煤下山掘进巷突出危险性分析

工程概况与地质条件巷道基本信息煤矿巷探铜煤下山掘进巷设计长度为810m，沿煤层底板掘进，对应地表为缓坡地形耕地，无建筑物。

煤层赋存特征二1煤层煤以粉状为主、少见块状、半暗型煤，夹矸为炭质泥岩，煤厚1.2～5m，厚度变化大，局部有薄煤带。

顶底板岩性老顶为大占砂岩，直接顶为灰色细砂岩（中厚层状），伪顶为灰色粉砂质泥岩、泥岩；伪底为灰黑色泥岩、泥质粉砂岩，直接底为灰色中厚层状细砂岩。

地质构造影响巷道煤层厚度变化大，局部有薄煤带，存在地质构造复杂区域，可能导致瓦斯积聚，增加突出风险。

水文地质条件水文地质条件简单，预计无大的水害影响，局部顶板有淋水现象。

瓦斯地质情况根据邻近巷道掘进期间绝对瓦斯涌出量（3m³/min）分析，该掘进工作面煤层具有突出危险性。煤层赋存特征与瓦斯参数煤层赋存状态分析包括煤层厚度、倾角、埋藏深度等。煤层厚度增大通常伴随突出危险性增加，开采深度增加导致地应力升高，易诱发突出。煤层物理力学性质煤的坚固性系数f值、瓦斯放散初速度Δp等指标是突出危险性预测的重要参数。f值越小、Δp越大，煤层越易发生突出。煤层透气性特征透气性差的煤层瓦斯难以排出，易积聚形成高压，增加突出风险。可通过测定透气性系数评估煤层瓦斯抽采的难易程度。瓦斯基础参数测定关键参数包括煤层瓦斯压力（大于0.74MPa时需采取防突措施）、瓦斯含量、瓦斯涌出量。准确测定是制定防突措施的基础。地质构造对突出的影响封闭向斜轴部地带向斜轴部受深部地层阻力，岩层挤压易形成小型层面滑动及压性逆断层，导致应力集中。如南桐矿区80%的突出发生在八面山向斜等向斜轴部地带。帚状构造收敛端帚状构造收敛端是地应力集中的典型区域，易引发突出。天府三汇一矿因处于华莹山帚状构造收敛端，突出频繁发生。煤层扭转区煤层扭转区受构造应力水平挤压作用，突出风险显著。南桐原东林矿79次突出中93%集中在南翼黑漆岩扭转带，鱼田堡煤矿东翼9次突出均分布在扭转轴轴部附近。压性、压扭性小断层带压性、压扭性小断层带因水平挤压形成高应力集中，且利于瓦斯存储。六枝煤矿东二采区14次突出（占7号层总数61%）均与该类断层有关。

掘进工艺与突出风险关联掘进速度对突出风险的影响开采速度过快易导致煤层应力集中，诱发煤与瓦斯突出。合理控制掘进进度，避免应力叠加，是降低突出风险的重要环节。

爆破作业与突出的关联性放炮作业是突出的主要诱因之一，占突出事故的64.6%。需严格控制装药量、起爆方式，采用震动放炮等措施降低诱发风险。

支护方式对煤体稳定性的作用不恰当的支护方式无法有效控制围岩变形，增加突出风险。应采用金属骨架等强化支护，增强煤体稳定性，减少瓦斯突出可能性。

巷道布置与应力集中关系巷道布置若与地质构造带（如断层、褶皱）重合，易导致应力集中。合理安排开拓部署，避免采掘面处于应力集中区，可降低突出概率。03突出危险性预测技术区域突出危险性预测方法地质勘探技术方法采用三维地震勘探、电法勘探、瞬变电磁法等手段，详细探测巷道掘进区域的地质构造、煤层赋存状态、瓦斯含量等信息，为区域预测提供基础数据。煤层瓦斯参数测定法在区域内布置钻孔测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数等关键指标，当瓦斯压力大于0.74MPa时，通常判定为具有突出危险性。瓦斯地质分析法结合区域内断层、褶皱、煤层扭转区等地质构造分布特征，分析应力集中区域。如南桐矿区80%的突出发生在向斜轴部等构造带，可据此划分危险区域。综合指标预测法选取瓦斯放散初速度Δp、煤的坚固性系数f等指标，结合开采深度、煤层厚度等因素，通过多参数综合评判区域突出危险性，划分突出危险区、威胁区及无危险区。

工作面突出危险性预测指标钻屑瓦斯解吸指标Δh₂通过测定钻孔钻进时排出的煤钻屑（粒径1-3mm）的瓦斯解析指标Δh₂来判断突出危险性。当Δh₂值小于200Pa时，通常预测为无突出危险性工作面。

钻屑量Smax在钻孔钻进过程中，每钻进2m测定一次钻屑量。当Smax（最大钻屑量）小于6kg/m时，可预测为无突出危险性工作面，反之则存在突出危险。

瓦斯放散初速度Δp煤的瓦斯放散初速度Δp是反映煤体瓦斯释放速度的指标，与煤的突出危险性正相关。结合煤的坚固性系数f值等，可综合判断工作面突出风险。

煤层瓦斯压力P通过在工作面打测压钻孔测定煤层瓦斯压力，当瓦斯压力大于0.74MPa时，通常判定为有突出危险，需采取相应防突措施。钻屑指标法现场应用钻孔布置规范在掘进工作面迎头布置3个直径42mm的预测钻孔，钻孔深度8-10m，控制巷道轮廓线外2-4m范围，确保覆盖整个工作面前方煤体。指标测定流程每钻进1m采集1-3mm粒径的煤钻屑，测定钻屑瓦斯解吸指标Δh2；每钻进2m测定钻屑量Smax，全程记录钻进时间与瓦斯涌出情况。判定标准与应用当Δh2≤200Pa且Smax≤6kg/m时，判定为无突出危险；若任一指标超标，立即停止掘进，执行局部防突措施并进行效果检验。注意事项钻孔施工应匀速推进，避免因钻速过快导致指标失真；测定前需检查仪器密封性，确保数据准确，每小班至少进行1次预测验证。

预测数据采集与分析流程数据采集准备工作在巷探铜煤下山掘进工作面开口施工前，明确预测钻孔布置参数，包括直径42mm，深度8-10m，数量不少于3个，确保钻孔穿透煤层全厚并进入顶（底）板不小于0.5m，以掌握煤层赋存条件、地质构造及瓦斯情况。

现场数据采集操作钻孔钻进过程中，每钻进1m采集粒径1-3mm的煤钻屑测定瓦斯解析指标Δh2，每钻进2m测定钻屑量Smax；同时记录打钻过程中的顶钻、夹钻、喷煤等异常现象，以及瓦斯涌出量变化情况。

数据异常情况处理若采集数据出现瓦斯涌出量忽大忽小、钻屑量突然增大或顶钻夹钻等情况，立即停止作业，撤离人员至安全区域，并重新核查钻孔参数及煤层地质条件，必要时补充钻孔进行数据复核。

数据分析与结果判定将采集的Δh2、Smax等指标与临界值对比，当Δh2小于200Pa且Smax小于6kg/m时，判定为无突出危险性；反之则为突出危险性工作面，需启动相应防突措施。04区域性防突技术措施保护层开采技术应用保护层开采的作用原理通过开采无突出危险或突出危险性较小的煤层（保护层），使被保护煤层及其周围岩体应力得到释放，煤层透气性增加，瓦斯得以抽采，从而降低被保护煤层的突出危险性。保护层选择的基本原则优先选择无突出危险、厚度适宜、层间距合理且开采后能有效保护被保护煤层的煤层作为保护层，同时需考虑其经济可行性和开采安全性。保护层开采的实施流程包括保护层地质勘探与设计、工作面布置与开采、被保护煤层瓦斯抽采参数监测、保护效果检验等环节，确保达到预期的防突效果。保护层开采的应用案例某煤矿通过开采上保护层，使下部突出煤层的瓦斯压力由1.2MPa降至0.6MPa以下，突出危险性指标显著降低，保障了被保护煤层的安全开采。

煤层瓦斯预抽系统设计预抽钻孔布置原则针对巷探铜煤下山掘进巷，预抽钻孔应覆盖整个掘进工作面前方及周边煤层，钻孔直径宜选用75-120mm，孔深根据突出危险程度确定，一般超前掘进面不少于5m，确保有效控制突出危险区域。

抽采管路选型与布置抽采管路应采用抗静电、阻燃材料，直径根据预计瓦斯抽采量计算确定，确保管路内瓦斯流速控制在5-15m/s范围内。管路布置应沿巷道一侧敷设，距底板高度不小于0.3m，拐弯处设弯头，避免直角连接。

抽采设备选型要求根据预抽瓦斯量和所需负压，选用高效、防爆的抽采泵，其抽采能力应大于预计瓦斯涌出量的1.2倍。配套的瓦斯泵必须安设负压、流量、浓度监测装置，实现实时监控。

抽采参数设计标准预抽系统设计负压应不低于13kPa，钻孔抽采半径根据煤层透气性确定，一般为1.5-3m。单孔抽采浓度应不低于25%，预抽时间确保煤层瓦斯压力降至0.74MPa以下或瓦斯含量降至8m³/t以下。水力压裂增透技术参数

压裂钻孔布置参数巷探铜煤下山掘进巷压裂钻孔直径通常为42-110mm，孔深根据煤层厚度及应力分布确定，一般为20-50m；钻孔间距8-15m，呈扇形或平行布置，控制范围需覆盖掘进工作面前方及周边应力集中区。

压裂液参数设计采用清水或含添加剂压裂液，粘度控制在10-50mPa·s，排量80-150m³/h，施工压力不超过煤层破裂压力的1.2倍，单孔压裂液用量根据煤体孔隙度计算，通常为50-200m³。

支撑剂选用标准选用石英砂或陶粒支撑剂，粒径0.4-2mm，视煤层渗透率选择，支撑剂浓度20-40%，确保裂缝有效支撑，提高煤层透气性，单孔支撑剂用量一般为5-20m³。

施工工艺参数控制压裂过程中控制升压速率3-5MPa/min，破裂压力达到后稳压30-60min，停泵压力不低于破裂压力的50%；施工后关井扩散时间不少于24h，确保裂缝充分扩展。区域防突措施效果检验标准

煤层透气性系数变化监测定期监测区域防突措施实施前后煤层透气性系数的变化，评估措施对煤层瓦斯流动难易程度的改善效果，透气性系数提升表明措施有效。煤层瓦斯压力复测在区域防突措施实施后，对煤层瓦斯压力进行复测，当复测瓦斯压力降至0.74MPa以下时，可判定该区域突出危险性降低。瓦斯抽采效果检验通过测定抽采钻孔的瓦斯流量、浓度等参数，计算瓦斯抽采率，当抽采率达到设计要求，且残余瓦斯含量满足安全开采标准时，检验为合格。综合指标评价标准结合煤层瓦斯压力、瓦斯含量、钻屑指标等多项参数进行综合评价，各项指标均达到《防治煤与瓦斯突出细则》规定的非突出危险区域标准，方可确认区域防突措施有效。05局部防突技术措施超前钻孔排放瓦斯工艺

钻孔设计参数根据防治煤与瓦斯突出规定，掘进工作面预测时，通常打3个直径42mm、深度8-10m的超前钻孔，以探测构造瓦斯情况并测定钻屑瓦斯解吸指标等参数。

施工操作规范钻孔施工应严格控制方位和角度，确保穿透煤层全厚并进入顶底板不小于0.5m。在石门揭穿煤层前，距煤层垂距5m时，需补打3个小直径超前钻孔，超前距不小于2m。

瓦斯抽采要求当预测有突出危险或煤层瓦斯压力大于0.74MPa时，必须采取预抽煤层瓦斯等防突措施。通过钻孔抽放降低煤层瓦斯压力和含量，经效果检验有效后方可进行采掘作业。

安全注意事项施工过程中需监测钻孔瓦斯涌出量、顶钻、夹钻和喷煤等现象，发现异常立即停止作业。钻孔施工后应做好封孔工作，确保抽采效果，防止瓦斯泄漏引发事故。金属骨架支护技术规范

金属骨架的作用与适用条件金属骨架是在突出危险区域布置的金属框架结构，主要作用是控制煤层变形和瓦斯流动，防止瓦斯突然释放。适用于石门揭煤、煤巷掘进等易发生突出的地质构造带或应力集中区。金属骨架的材料与规格要求金属骨架通常采用槽钢或工字钢制作，槽钢间隔宜为0.4m，框架需用卡环固定，迎工作面一侧应铺设网眼为20×20mm的金属网，以增强整体性和阻挡能力。金属骨架的施工安装规范施工时应在工作面迎头按设计位置打钻孔，将金属骨架插入孔内，并用木支柱将框架撑成45°斜面，一组挡栏通常由两架组成，间距为6～8m，确保支护强度。金属骨架的质量验收标准安装后需检查骨架的间距、角度、固定情况及金属网铺设质量，确保无松动、变形，能有效抵抗突出动力冲击，验收合格后方可进行采掘作业。震动放炮揭煤施工要求

炮眼布置与数量标准震动放炮的炮眼数目应按照每平方米石门断面4～5个确定，根据断面和岩性合理布置，确保爆破效果。

岩眼与煤层间距控制岩眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持0.2m的距离；若岩眼已打入煤层，必须在眼底的岩石段充填0.2m的炮泥。

炸药消耗量与装药要求单位炸药消耗量按正常掘进量的1.5～2倍确定，穿煤层炮眼需分段装药，煤层段与岩石段用长0.25m的炮泥隔开，所有炮眼均装1～2个水炮泥，封泥密实地装至孔口。

雷管与起爆要求必须采用铜脚线的毫秒雷管，最后一段延期时间不超过130ms且不得跳段使用；电雷管使用前需导通试验，采用串联联接方式，确保通过每一电雷管的电流达到引爆电流的两倍。

爆破作业安全管理放炮母线须使用专用电缆并减少接头；工作面必须具有独立可靠的回风系统，回风系统内电气设备必须切断电源，严禁人员作业和通过。

局部措施效果验证方法钻屑指标法验证在掘进工作面打3个直径42mm、深度8-10m的钻孔，每钻进1m采集1-3mm煤钻屑测定瓦斯解析指标Δh2，每2m测定钻屑量。当Δh2<200Pa且Smax<6kg/m时，判定措施有效。

瓦斯压力测定验证在措施实施后，通过打测压钻孔测定煤层瓦斯压力，若瓦斯压力降至0.74MPa以下，且稳定时间符合规定，表明防突措施效果达标。

钻孔瓦斯涌出初速度法验证测定钻孔施工过程中瓦斯涌出初速度，结合煤的坚固性系数f值，综合判断工作面突出危险性。当指标低于临界值时，确认措施有效。

效果验证后的处理要求若效果检验无效，必须立即采取补充防突措施，重新进行效果检验，直至指标达标。检验合格后方可进行采掘作业，严禁在未达标情况下冒险施工。06安全防护系统建设

压风自救装置布置与使用装置布置规范根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，在距掘进工作面25～40m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在位置及回风巷道内有人作业处，至少设置一组压风自救装置。长距离掘进巷道应根据实际情况增加设置数量。

装置配置标准每组压风自救装置应可供5～8人使用，平均每人压缩空气供给量不得少于0.1m³/min。装置需具备减压、节流、消音、过滤功能，保证输出压力在0.1～0.3MPa之间，且呼吸舒适。

使用操作流程发生突出预兆或事故时，作业人员应迅速撤离至压风自救装置处，打开阀门，将面罩罩住口鼻，保持呼吸通畅。使用过程中需注意检查装置是否完好，确保压缩空气正常供应。

日常维护要求定期对压风自救装置进行检查维护，包括管路连接是否牢固、阀门开关是否灵活、过滤装置是否清洁等。每季度至少进行一次功能测试，确保紧急情况下装置能可靠运行。

避难所设置标准与管理01避难所选址与空间要求避难所应设置在采掘工作面附近、支护完好、无瓦斯积聚且进风侧的巷道中，距离工作面不超过500米。内部空间需满足最多8人同时避难，每人使用面积不小于0.5平方米，高度不低于1.8米。

02避难所内部设施配置避难所需配备不少于72小时的压缩氧自救器、应急照明、通讯设备（如电话或对讲机）、饮用水和急救药品。同时应设置隔离式通风系统，确保内部氧气浓度不低于18%，二氧化碳浓度不超过1.0%。

03避难所维护与检查制度建立每日检查制度，内容包括设施完好性、氧气压力、通讯信号等，发现问题立即整改。每月进行一次全面维护，更换过期药品和自救器，确保避难所始终处于待用状态。检查记录需存档备查。

04人员避难培训与应急演练定期组织井下作业人员进行避难所使用培训，包括避难流程、自救器操作、通讯设备使用等。每季度至少开展一次应急演练，模拟突出事故发生时的避难过程，提高人员应急响应能力。

个体防护装备配备要求自救器配备标准井下作业人员必须每人配备1台隔离式化学氧自救器，确保其处于完好状态，能在瓦斯突出等紧急情况下提供至少45分钟有效呼吸保障。

防护服装与安全帽要求作业人员需穿着防静电工作服、防护鞋，佩戴抗冲击安全帽，防止突出时煤岩飞溅造成人身伤害，服装材质需符合煤矿安全规程相关标准。

便携式瓦斯检测仪配备掘进工作面班组长、安全员、瓦斯检查工必须携带便携式瓦斯检测仪，实时监测瓦斯浓度，当浓度达到0.5%时立即采取措施并报告。

防护装备检查与维护个体防护装备应每小班检查1次，自救器每月进行气密性检测，发现失效或损坏的装备必须立即更换，确保防护性能可靠。01反向风门安设与维护反向风门设置位置与结构要求在石门揭穿突出煤层的进风侧巷道中，必须设置两道坚固的反向风门，风门应具有抗冲击波能力，防止突出后的瓦斯涌入其他区域。02反向风门安设技术规范风门与该系统相连的风门、密闭、风桥等通风设施必须坚固可靠，门框与墙体之间应严密填实，门扇应采用抗冲击材料制作，确保风流畅通且能有效反向隔离瓦斯。03反向风门日常维护与检查定期检查反向风门的开闭灵活性、密封性及结构完整性，确保风门在突出发生时能迅速关闭。每月至少进行一次全面检查，发现变形、损坏等问题立即维修或更换。04反向风门应急功能测试每季度应进行一次反向风门应急关闭测试，模拟突出时的冲击波压力，验证风门是否能可靠动作。测试结果需记录存档，对不合格项及时整改，确保其在灾变情况下发挥有效防护作用。07应急处置与管理

突出预兆识别与响应流程无声预兆特征煤层结构变化，层理紊乱，光泽暗淡，顶底板出现新断层或波状起伏；工作面压力增大，煤壁外鼓，支架应力增加；瓦斯涌出量忽大忽小，工作面气温变冷；打钻出现顶钻、夹钻和喷煤现象。

有声预兆特征深部岩层或煤层发出破裂声（响煤炮）、掉渣声、支架折断声；气体通过含水裂隙产生嘶嘶声等明显声响信号。

现场应急响应步骤发现预兆后，现场人员立即停止作业，佩戴好隔离式化学氧自救器，沿避灾路线迅速撤离至安全地点；立即向矿调度室报告，说明事发地点、预兆类型及撤离情况。

撤离与警戒要求撤离时保持镇定，严禁拥挤、奔跑，确保有序撤离；在安全地点设置警戒，禁止无关人员进入危险区域，等待专业人员到达后进一步处置。避灾路线设计原则避灾路线规划与演练

避灾路线应遵循"安全、就近、直达"原则，确保从掘进工作面到安全出口路径最短、无障碍物，且具备独