瓦斯突出典型案例PPT課件

1、 2007年世界能源消耗情況 2007年全球范圍的能源消耗量167.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長2.5%。煤炭的消耗量為48.49億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，天然氣為39.43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,礦物油為59.23億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，核能為9.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，水能為10.55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。世界能源署（IEA）的專家預(yù)測，今后全球能源的消耗量每年1.8%的速度遞增。 2007年世界硬煤產(chǎn)量為56.00億噸，其中電煤48.5億噸，焦煤7.5億噸。 太平洋地區(qū)產(chǎn)煤國的煤炭產(chǎn)量增幅較大。2007年中國的產(chǎn)煤量達(dá)到25.23億噸，比2006年（23.26億噸）增加了1.97億噸。自2000年至2007年，中國的煤炭產(chǎn)量增加了約13億噸。據(jù)估計(jì)，到2

2、010/2011年，中國的煤炭產(chǎn)量將提高到30億噸。印度也是世界上產(chǎn)煤大國之一，該國有一個(gè)雄心勃勃的煤礦開采計(jì)劃，正在建立新煤礦，以滿足本國電力工業(yè)對煤炭的需求量。 2008年中國的產(chǎn)煤量27.16億噸,同比增加1.93億噸,同比增長7.65%。 第1頁/共56頁一、礦井動(dòng)力現(xiàn)象分類 頂板大面積來壓 巖爆（沖擊地壓） 煤與瓦斯突出： 在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、巖和瓦斯由煤體內(nèi)或巖體內(nèi)突出向采掘空間拋出的異常的動(dòng)力現(xiàn)象。 2007年止鑒定的突出礦井全國647對，突出近30000次。 全世界20多個(gè)國家發(fā)生過突出，最嚴(yán)重的是中國、前蘇聯(lián)、日本。突出煤炭最多的是前蘇聯(lián)煤礦；瓦斯量最多的是

3、南桐一礦350萬m3。我國突出煤炭最多的是三匯一井。第2頁/共56頁中國煤與瓦斯突出礦井分布煤與瓦斯突出災(zāi)害分布突出礦井總數(shù)量647對第3頁/共56頁中國高瓦斯礦井分布煤與瓦斯突出災(zāi)害分布高瓦斯礦井總數(shù)量2859對第4頁/共56頁中國高瓦斯、突出礦井分布煤與瓦斯突出災(zāi)害分布高瓦斯、突出礦井總數(shù)量3506對第5頁/共56頁薩彥-額爾古納斷褶系吉黑斷褶帶斷褶帶塔里木地塊區(qū)天山-興安嶺斷褶系中朝地塊區(qū)昆侖-祁連-秦嶺斷褶系華南斷褶帶青藏印支塊褶區(qū)印度地塊西伯利亞地塊濱太平洋揚(yáng)子地塊第6頁/共56頁第7頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 1、煤與瓦斯突出分類： 按動(dòng)力現(xiàn)象的成因和牲分類：典型突出、

4、傾出、壓出。 分類目的是采取有針對性的防治措施。 按參與突出物種類：煤與瓦斯突出、巖石與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出，巖石與二氧化碳突出。鹽與二氧化碳突出（東德）。煤、巖、瓦斯、二氧化碳突出（窯街三礦）。 按突出煤量分類：特大型（煤量1000噸）、大型（煤量500噸1000噸）、次大型（煤量100噸499噸）、中型（煤量50噸99噸）、小型（煤量50噸）。 分類目的是采取有針對性的安全防護(hù)措施。 按突出發(fā)生的地點(diǎn)：石門揭煤、平巷突出、上下山突出、采面突出。第8頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 2、煤與瓦斯突出的危害： （1）動(dòng)力摧毀作用； （2）缺氧窒息作用；17%，工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)喘氣或呼吸

5、困難； 15%時(shí)，會(huì)失去勞動(dòng)能力； 12%（瓦斯為43%，空氣為57%）時(shí)會(huì)喪失理智，78分鐘會(huì)有窒息死亡危險(xiǎn)； 9%（瓦斯為57%，空氣為43%）時(shí)喪失理智，23分鐘會(huì)有窒息死亡。6%（瓦斯為71%，空氣為29%）時(shí)會(huì)喪失理智，立即窒息死亡。 國際勞動(dòng)局（Internationl Labour office）制定的煤礦安全與健康實(shí)用規(guī)程（1985年5月，日內(nèi)瓦）規(guī)定：“任何地點(diǎn)空氣中的氧氣成分低于19%，都不適合人員作業(yè)和通過”。 我國規(guī)定“當(dāng)作業(yè)場所空氣中氧氣濃度低于18%時(shí)，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具”。第9頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 2、煤與瓦斯突出的危害：

6、（3）發(fā)生瓦斯爆炸。其危害以可分為三個(gè)方面： A、火焰鋒面：傳播速度從每秒幾十厘米100 m/s，最大可達(dá)音速；溫度21502650。 B、沖擊波：傳播速度大于音速，可達(dá)1000 m/s。正向傳播的峰值壓力一般為0.50.8MPa，最高可達(dá)2MPa。人體抵抗能力為2.0KPa。 C、巷道中大氣成份的變化：生成大量的CO、CO2、水蒸氣。CO濃度一般在0.4%以上。CO濃度0.4%，人維持810分鐘；CO濃度1.0%，人維持12分鐘；第10頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 2、煤與瓦斯突出的危害： （4）突出煤自燃、進(jìn)而引發(fā)瓦斯爆。 江西省豐城礦務(wù)局建新煤礦2004年 “11.14”特別重

7、大瓦斯爆炸事故 直接原因 新建煤礦是豐城礦務(wù)局4對生產(chǎn)礦井之一。瓦斯等級(jí)鑒定為煤與瓦斯突出礦井。新建煤礦井下1010工作面進(jìn)風(fēng)（運(yùn)輸）順槽在掘進(jìn)過程中，曾于2003年6月14日和7月27日發(fā)生煤與瓦斯突出，形成了1號(hào)和2號(hào)突出孔洞。在對1010工作面運(yùn)輸順槽2 號(hào)突出孔洞進(jìn)行密閉前，沒有清理完突出浮煤，密閉墻沒有按設(shè)計(jì)要求施工，密閉不嚴(yán)，沒有采取有效的防止自然發(fā)火的措施，導(dǎo)致密閉內(nèi)突出浮煤氧化自燃，煤炭自燃引燃孔洞內(nèi)積聚的瓦斯，造成瓦斯爆炸，51人死亡，5人輕傷。 第11頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說第12頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說第13頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假

8、說2、煤與瓦斯突出的危害：突出 第14頁/共56頁21431工 作 面 10.13煤 與 瓦 斯 突 出 事 故 圖-340-240-220-220-240-260-260-280-300-320-320-360-280214采 區(qū) 皮 帶 下 山214邊 界 巷214采 區(qū) 專 用 回 風(fēng) 巷聯(lián) 絡(luò) 巷回 風(fēng) 聯(lián) 絡(luò) 巷三 水 平 回 風(fēng) 暗 斜 井21431上 順 槽21431進(jìn) 料 巷40m220m190m21431下 順 槽47m64m預(yù) 計(jì) 突 出 點(diǎn)橫川五橫川6F11 H=60m 60DF3 H=0 3m 65橫川橫川切 眼2143F1 H=1.8m 70DF1 H=0 3m 75

9、2143F2 H=1.5m 55 H=7m 25（ 頂 斷 底 不 斷 ）H=4m 53采 空 區(qū)-280-300-320-380-340-360橫川N-300三 水 平 輔 助 回 風(fēng) 巷 圖 例遇 難 人 員遇 險(xiǎn) 人 員 基 地礦 救 遇 難 人 員1號(hào)11號(hào)2號(hào)3號(hào)10號(hào)9號(hào)8號(hào)7號(hào)5號(hào)6號(hào)4號(hào)基 地采 煤 機(jī)第15頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 3、發(fā)生煤與瓦斯突出的因素： （1）瓦斯：無色，無味，比空氣輕（容重為空氣的0.554倍），微溶于水（35L/m3）, 燃燒時(shí)火焰呈現(xiàn)蘭色。對突出起作用的瓦斯壓力和噸煤瓦斯含量。 （2）地應(yīng)力：自重應(yīng)力、構(gòu)造殘余應(yīng)力，采掘支承壓力。

10、（3）構(gòu)造煤及其分布規(guī)律。第16頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 煤與瓦斯突出的機(jī)理：球殼失穩(wěn)機(jī)理 認(rèn)為在突出過程中，地應(yīng)力首先破壞煤體，使煤體產(chǎn)生裂紋，認(rèn)為在突出過程中，地應(yīng)力首先破壞煤體，使煤體產(chǎn)生裂紋，形成球蓋狀煤殼。然后煤體向裂隙內(nèi)釋放并積聚高壓瓦斯，瓦形成球蓋狀煤殼。然后煤體向裂隙內(nèi)釋放并積聚高壓瓦斯，瓦斯使煤體裂紋擴(kuò)張并使形成的煤殼失穩(wěn)破壞并拋向巷道空間，斯使煤體裂紋擴(kuò)張并使形成的煤殼失穩(wěn)破壞并拋向巷道空間，使應(yīng)力峰值移向煤體內(nèi)部，繼續(xù)破壞后續(xù)的煤體，形成一個(gè)連使應(yīng)力峰值移向煤體內(nèi)部，繼續(xù)破壞后續(xù)的煤體，形成一個(gè)連續(xù)發(fā)展的突出過程。續(xù)發(fā)展的突出過程。第17頁/共56頁二、煤與

11、瓦斯突出危害與假說 煤與瓦斯突出的機(jī)理力學(xué)作用機(jī)理 1 1、突出的過程經(jīng)歷如圖所示的準(zhǔn)備、發(fā)動(dòng)、發(fā)展和終止四個(gè)、突出的過程經(jīng)歷如圖所示的準(zhǔn)備、發(fā)動(dòng)、發(fā)展和終止四個(gè)階段。突出發(fā)動(dòng)的標(biāo)志是采掘空間周圍一定厚度的煤巖體發(fā)生階段。突出發(fā)動(dòng)的標(biāo)志是采掘空間周圍一定厚度的煤巖體發(fā)生突變失穩(wěn)而失去承載能力、并被迅速拋出或擠出；突出終止的突變失穩(wěn)而失去承載能力、并被迅速拋出或擠出；突出終止的標(biāo)志是突出過程的煤巖宏觀運(yùn)動(dòng)持續(xù)停止；突出的發(fā)展是在突標(biāo)志是突出過程的煤巖宏觀運(yùn)動(dòng)持續(xù)停止；突出的發(fā)展是在突出發(fā)動(dòng)后孔洞周圍煤巖體由淺入深逐漸發(fā)生破壞的過程；突出出發(fā)動(dòng)后孔洞周圍煤巖體由淺入深逐漸發(fā)生破壞的過程；突出的準(zhǔn)備

12、是突出發(fā)動(dòng)前有利于發(fā)動(dòng)突出的力學(xué)條件變化過程的準(zhǔn)備是突出發(fā)動(dòng)前有利于發(fā)動(dòng)突出的力學(xué)條件變化過程。突出階段劃分示意圖第18頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 煤與瓦斯突出的機(jī)理力學(xué)作用機(jī)理 2、初始失穩(wěn)條件和能量條件構(gòu)成突出發(fā)動(dòng)的條件 破壞的連續(xù)進(jìn)行條件和能量條件構(gòu)成突出發(fā)展的條件。煤與瓦斯突出條件 第19頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 煤與瓦斯突出的機(jī)理 能量條件 能量條件的概念表述的是必須要有足夠的能量，使煤巖體發(fā)生破碎并被拋出。 對于某一范圍內(nèi)的煤巖體，能量條件可以表示如下 W1+W2+W3=A1+A2+A3 式中W1 煤巖體的彈性勢能； W2煤巖體的瓦斯內(nèi)能； W3周圍煤巖體

13、對此范圍內(nèi)煤巖所做的功； A1煤巖體的破碎功； A2煤巖體的拋出功； A3其它能量耗散，如煤體發(fā)熱、聲發(fā)射等。第20頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 突出主要發(fā)生在支承壓力極限平衡區(qū)。極限平衡區(qū)煤巖體已經(jīng)遭受了強(qiáng)度破壞，進(jìn)入到應(yīng) 力應(yīng)變曲線的峰后受力狀態(tài)，由于煤巖的流變進(jìn)入加速階段，或者由于外載的擾動(dòng)等使煤巖加速變形，使得煤巖體迅速轉(zhuǎn)入殘余強(qiáng)度急劇衰減狀態(tài)，導(dǎo)致煤巖體失去承載能力，進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。第21頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說 突出的發(fā)動(dòng)是從煤壁的失穩(wěn)開始的。 如果失穩(wěn)煤體僅為煤壁表面的小范圍，此處幾乎不存在瓦斯的作用，失穩(wěn)煤體在重力勢能和不大的彈性勢能作用下拋出，產(chǎn)生片幫一

14、類的動(dòng)力現(xiàn)象。這種動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)動(dòng)通常難以引發(fā)動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)展。 如果失穩(wěn)煤體是沿某一高角度結(jié)構(gòu)弱面形成，失穩(wěn)煤體在重力勢能和較小的彈性勢能、瓦斯內(nèi)能作用下拋出，形成傾出類動(dòng)力現(xiàn)象。這類動(dòng)力現(xiàn)象由于深入煤體較深，但瓦斯壓力不高，僅會(huì)引起較小范圍深部煤體的動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)展，這種發(fā)展僅限于小范圍深部煤體的失穩(wěn)和位移以及深部煤體瓦斯的緩慢解吸與釋放。第22頁/共56頁二、煤與瓦斯突出危害與假說如果失穩(wěn)煤體不是沿高角度結(jié)構(gòu)弱面形成，而是深入煤體一定深度，煤體主要在彈性勢能和不高的瓦斯內(nèi)能作用下拋出或擠出，形成壓出類動(dòng)力現(xiàn)象。這類動(dòng)力現(xiàn)象同樣由于深入煤體較深部，但瓦斯壓力不高，僅會(huì)引起較小范圍深部煤體的動(dòng)力現(xiàn)

15、象的發(fā)展，同樣只表現(xiàn)在小范圍深部煤體的失穩(wěn)和位移以及深部煤體瓦斯的緩慢解吸與釋放。 如果失穩(wěn)煤體和壓出類動(dòng)力現(xiàn)象相似，但失穩(wěn)煤體主要是在瓦斯內(nèi)能和相對較小的彈性勢能作用下拋出，于是形成突出類動(dòng)力現(xiàn)象。這類動(dòng)力現(xiàn)象深入煤體較深部，瓦斯壓力高，會(huì)引起大范圍深部煤體動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)展。如果壓出類動(dòng)力現(xiàn)象的煤體失穩(wěn)是發(fā)生于較堅(jiān)硬的煤層中，則煤體可能呈現(xiàn)脆性失穩(wěn)，引發(fā)煤體失穩(wěn)和拋出所需的力和彈性勢能更大，這時(shí)的動(dòng)力現(xiàn)象就轉(zhuǎn)化為沖擊地壓。第23頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：(第一百零四條) 突出危險(xiǎn)區(qū)煤巷掘進(jìn)和采煤工作面的專門防突設(shè)計(jì)應(yīng)至少包括以下方面： （一）煤層、瓦斯、地質(zhì)構(gòu)造及鄰近區(qū)域

16、巷道布置的基本情況； （二）建立安全可靠的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)及加強(qiáng)控制通風(fēng)風(fēng)流設(shè)施的措施； （三）工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測及防突措施效果檢驗(yàn)的方法、指標(biāo)、預(yù)測及效果檢驗(yàn)鉆孔布置等； （四）防突措施的選取及施工設(shè)計(jì)； （五）安全防護(hù)措施； （六）組織管理措施。 礦井各煤層采用的各種措施的效果和參數(shù)等都要進(jìn)行實(shí)際考察確定。第24頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（1）采區(qū)專用回內(nèi)巷；（2）石門揭煤設(shè)計(jì)；避開構(gòu)造帶，設(shè)計(jì)消突措施；鄭州大平煤礦“11*20”突出事故，是在掘進(jìn)21采區(qū)時(shí)因施工誤揭煤，沒有設(shè)計(jì)石門揭煤，更沒有采取防突措施造成的。從現(xiàn)場揭露的實(shí)際情況分析，揭煤地點(diǎn)是一個(gè)極復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造

17、帶。一方面處于向斜軸部，另一方面處于一逆斷層的下降盤，即造成了應(yīng)力集中，巖石破碎，雙造成巖柱小，誤揭煤（突出煤量1894噸，瓦斯250000m3）。第25頁/共56頁第26頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 “10.19”突出 1113工作面埋深725m。根據(jù)礦井突出危險(xiǎn)性區(qū)域劃分。在工作面中部發(fā)育斜交正斷層F1113-2，落差6 m，在工作面終采線落差約4.5 m。推進(jìn)130 m后受斷層影響，回采困難，利用沿空留上風(fēng)巷的方法采完了斷層下降盤（采面下部），走長向約100 m的長條面。沿?cái)鄬友a(bǔ)掘下順槽。 在下降盤內(nèi)開口，沿煤層頂板，過斷層后進(jìn)入煤層底板，轉(zhuǎn)向掘進(jìn)改造下順槽。巷道坡度約28。防突

18、措施采用超前排放鉆孔，防突措施效果檢驗(yàn)采用q及h2。 10月19日晚4點(diǎn)班，巷道已掘進(jìn)29m，進(jìn)入斷層上升盤，沿煤層底板，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向掘進(jìn)改造下順槽。測定效果檢驗(yàn)參數(shù)q及H2均不超標(biāo)，開始架棚。在架棚過程中出現(xiàn)煤炮頻繁，瓦斯忽在忽小的突出預(yù)兆。 第27頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施第28頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（3）避開孤島煤柱或應(yīng)力集中帶（設(shè)計(jì)人員與安全高管人員注意）；六礦01*9*21，02*12*25；八礦03*11*23（2405三川因地質(zhì)構(gòu)造誤揭煤，打錨桿時(shí)誘導(dǎo)突出，煤80噸，瓦斯13000m3。埋深600 m。），3002上順槽（埋深590 m。一次裝藥兩

19、次起爆，違反細(xì)則規(guī)定。突出煤90噸，瓦斯8260m3。）第29頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（3）避開孤島煤柱或應(yīng)力集中帶；焦作九里山礦15051區(qū)段煤巷特大型突出，即沒有避開構(gòu)造帶，又沒有避開應(yīng)力集中帶。05年3月26日開始施工，自開始掘進(jìn)到通尺59.6m。30米處遇斷層，2.5米；37米處過完；46.3米停掘，41米開口向上掘15051疏水橫貫 ，6.9米超標(biāo)嚴(yán)重停掘?；謴?fù)原巷道掘進(jìn)，56.4米處壓出。預(yù)抽強(qiáng)化措施，q值不超標(biāo)，掘進(jìn)突出。第30頁/共56頁焦煤九里山礦“823”特大型煤與瓦斯突出平面圖 排水管堆積煤3.2m1.2m15061巖巷掘進(jìn)工作面風(fēng) 機(jī)風(fēng) 門密閉墻

20、突出堆煤范圍突出瓦斯影響范圍15061上風(fēng)道掘進(jìn)工作面0.9m3.4m排水管堆積煤堆積煤堆積煤密閉墻1.8m1.2m15051區(qū)段巷掘進(jìn)工作面風(fēng)門密閉墻風(fēng)門270m六橫貫七橫貫130m至8月22日，掘進(jìn)通尺59.6m，本循環(huán)采取抽排措施，孔數(shù)30個(gè)，孔深10m，效檢后掘進(jìn)1m.2.1m2.8m主井副井一五軌道下山一五皮帶下山一五回風(fēng)下山15021工作面（已采）1 5 0 1 1 工 作 面15051風(fēng)眼15071風(fēng)眼-段巷道堆煤斷面-段巷道堆煤斷面-段巷道堆煤斷面1.2m3.2m堆積煤排水管15051區(qū)段巷瓦斯突出堆煤情況圖圖 例煤巷堆煤斷面圖巖巷堆煤斷面圖17m3.4m瓦斯傳感器外沉淀池內(nèi)沉

21、淀池15內(nèi)水倉15外水倉泵房東運(yùn)輸大巷東軌道大巷東進(jìn)風(fēng)大巷13-15回風(fēng)平巷15-13回風(fēng)平巷85m瓦30m30m15051區(qū)段巷剖面圖H=2.5m65第31頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（3）避開孤島煤柱或應(yīng)力集中帶；鄭州局馬嶺山煤炭公司2*10突出。突出地點(diǎn)為11041掘進(jìn)工作臺(tái)面（二1煤）。原因一方面是下部的一7煤層為條帶開采，形成集中應(yīng)力疊加區(qū)，另一方面是沿煤層底板，托頂煤掘進(jìn)，長距離空頂，容易誘導(dǎo)突出。和十礦1113輔助下順槽一樣，雖然誘導(dǎo)都是打鉆，但根本原因還在于應(yīng)力集中。 第32頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（3）避開孤島煤柱或應(yīng)力集中帶；鄭州

22、礦務(wù)局裴溝礦原為高瓦斯礦井，2006年在跳采布置中間面，掘進(jìn)上順槽時(shí)為躲閉上個(gè)區(qū)段采空區(qū)積水，留15米煤柱，沒有避開應(yīng)力集中帶導(dǎo)致突出，煤量400噸，瓦斯量26000m3 。礦井鑒定為突出礦井。第33頁/共56頁五、四位一體綜合防突措施 1、設(shè)計(jì)：（4）設(shè)計(jì)預(yù)抽瓦斯的底板巖石抽放巷，作為單一煤層的區(qū)域防突措施。（5）設(shè)計(jì)采煤方法，包括：落煤工藝、巷道布置。（6）煤層群開采保護(hù)層、保護(hù)范圍設(shè)計(jì)。第34頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 2、抽放瓦斯（1）石門揭煤抽放瓦斯設(shè)計(jì)（2）單一煤層底抽巷預(yù)抽瓦斯設(shè)計(jì)，煤巷的順層抽放設(shè)計(jì)；煤層群開采被保護(hù)層預(yù)抽瓦斯設(shè)計(jì)。（3）煤巷掘進(jìn)臨時(shí)抽放設(shè)計(jì)。第35頁

23、/共56頁煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測框架圖區(qū)域預(yù)測確定新建礦井地質(zhì)勘探部門單項(xiàng)指標(biāo)法突出煤層全部指標(biāo)達(dá)到或超過非突出煤層部分指標(biāo)達(dá)到或超過過新井建設(shè)時(shí)期重新驗(yàn)證單項(xiàng)指標(biāo)法突出煤層非突出煤層全部指標(biāo)達(dá)到或超過部分指標(biāo)達(dá)到或超過瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法突出危險(xiǎn)區(qū)突出威脅區(qū)綜合指標(biāo)法突出危險(xiǎn)區(qū)突出威脅區(qū)瓦斯地質(zhì)法與地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃法/科研突出危險(xiǎn)區(qū)突出威脅區(qū)礦井生產(chǎn)時(shí)期第36頁/共56頁煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測框架圖突出礦井非突出煤層突出煤層區(qū)域預(yù)測工作面預(yù)測無突出區(qū)突出威脅區(qū)突出危險(xiǎn)區(qū)突出危險(xiǎn)工作面礦井預(yù)測非突出礦井無突出危險(xiǎn)工作面四位一體綜合防突措施必須取安全防護(hù)措施30100m兩次預(yù)測驗(yàn)證突出鑒定煤層預(yù)測地質(zhì)

24、勘探、新井建設(shè)、新區(qū)準(zhǔn)備采掘前瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法、綜合指標(biāo)法石門揭煤煤巷掘進(jìn)回采工作 面必須取安全防護(hù)措施四位一體綜合防突措施第37頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 可 不 采 取 防 突 措 施無 突 出 危 險(xiǎn) 區(qū)突 出 威 脅 區(qū)每 3 0 - 1 0 0m不 少于 2 次 區(qū) 域 驗(yàn) 證超 標(biāo)不 超 標(biāo)安 全 防 護(hù) 措 施掘 進(jìn) 作 業(yè)安 全 防 護(hù) 措 施無 效有 效措 施 效 果 檢 驗(yàn)局 部 防 突 措 施突 出 危 險(xiǎn) 工 作 面無 突 出 危 險(xiǎn) 工 作 面工 作 面 預(yù) 測突 出 危 險(xiǎn) 區(qū)區(qū) 域 預(yù) 測突 出 煤 層非 突 出 煤 層區(qū) 域 預(yù) 測煤 層掘 進(jìn) 作 業(yè)“

25、四位一體”綜合防突體系第38頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 3、預(yù)測預(yù)報(bào)區(qū)域預(yù)報(bào)：（1）四類指標(biāo)：煤的破壞類型、瓦斯放散初速度、煤的堅(jiān)固性系數(shù)、煤層瓦斯壓力，只有全部指標(biāo)達(dá)到或超過臨界值方可劃分為突出煤層。（2）瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法；（3）綜合指標(biāo)法：D=（0.0075H/f-3）(p-0.74) K=p/f此方法忽略了地應(yīng)力或水平應(yīng)力。第39頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 3、預(yù)測預(yù)報(bào)局部預(yù)報(bào)：參數(shù)測定，突出預(yù)兆（瓦斯、煤質(zhì)、地壓）局部突出危險(xiǎn)工作面必須采取防突措施：（1）斷層構(gòu)造破壞帶（斷層、褶曲、火成巖侵入）；（2）賦存條件急劇變化帶；（3）采掘應(yīng)力疊加的區(qū)域；（4）預(yù)測過程中出現(xiàn)

26、噴孔、頂鉆等動(dòng)力現(xiàn)象；（5）工作面出現(xiàn)明顯的突出預(yù)兆；（6）氣體膨脹吸熱，鉆桿、空氣變冷。第40頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 4、防突措施區(qū)域防突措施：開采解放層；本煤層抽放。局部防突措施：統(tǒng)分為增強(qiáng)、卸壓；深孔松動(dòng)爆破屬卸壓措施，有誘導(dǎo)突出作用，存在措施空白帶。卸壓排放孔；高壓注水與巷邦抽放聯(lián)合；先抽后掘。震動(dòng)放炮屬安全防護(hù)措施。金屬骨架（巖巷揭煤）、超前支架（煤巷）屬增強(qiáng)措施。所有措施控制：巷道兩邦輪廓線外8米，正前10米以上。巷道開口10米內(nèi)注意消除空白帶。第41頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 發(fā)生突出的一般規(guī)律：（1）始突深度；（2）突出強(qiáng)度隨軟分層厚度的增加而增加。噸煤

27、突出瓦斯量隨煤層厚度的增加而增加。（3）突出危險(xiǎn)區(qū)呈帶狀布。（4）受煤體自重影響，巷道上、前方突出占大多數(shù)。八礦3002面上順槽例外。（5）采掘作業(yè)突出占大多數(shù)。（6）絕大多數(shù)突出有預(yù)兆。（7）突出危險(xiǎn)性隨硬而厚的圍巖存在而增高。（8）石門揭煤最危險(xiǎn)。第42頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 5、防突措施的效果檢驗(yàn)效檢孔布置在措施孔中間，措施孔合理。在應(yīng)力集中帶、空頂空幫時(shí)效檢結(jié)果不能反應(yīng)突出危險(xiǎn)性，發(fā)生低指標(biāo)突出。區(qū)域防突措施的效果檢驗(yàn)。局部防突措施的效果檢驗(yàn)。第43頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 6、安全防護(hù)措施震動(dòng)放炮、遠(yuǎn)距離放炮、避難所（硐室）；壓風(fēng)自救系統(tǒng)、隔離式自救器（必須

28、隨身）；回風(fēng)流停電撤人、反向風(fēng)門、防爆電器；突出煤及時(shí)清理、突出孔洞應(yīng)充填或支護(hù)。第44頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 7、非放炮誘導(dǎo)突出的原因及防治1970年六礦第一次煤與瓦斯突出共發(fā)生包括突出、壓出、傾出在內(nèi)的突出事故65起。炮后突出46起，占71%；非放炮作業(yè)突出19起，占29%。非放炮突出具有突發(fā)性，集中在掘進(jìn)頭的人員撤退時(shí)間短，極易給職工生命安全造成嚴(yán)重威脅。19次非放炮作業(yè)突出，其誘導(dǎo)因素可分為頂煤冒落、手鎬落煤、架棚、打穿枇、回柱、打鉆等方式。六次非放炮突出事故的基本情況。第45頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 7、非放炮誘導(dǎo)突出的原因及防治（1）孤島煤柱形成支承壓力疊

29、加，激發(fā)突出。相鄰兩個(gè)采空區(qū)形成的支承壓力峰值比原巖應(yīng)力增高46倍。六礦921煤與瓦斯突出即為此類型。六礦28102開采頂分層工作面時(shí)為處理小斷層留下20m30m孤島。下分層掘進(jìn)時(shí)在不采取任何防突措施下掘進(jìn)。掘到孤島煤柱內(nèi)15m后到達(dá)到應(yīng)力最集中部位，打穿枇誘導(dǎo)發(fā)生了突出事故。此次突出的噸煤瓦斯量約29m3/t，說明突出動(dòng)力主要是疊合支承壓力。第46頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 7、非放炮誘導(dǎo)突出的原因及防治（2）突出危險(xiǎn)區(qū)防突措施不到位造成煤與瓦斯突出。六礦2814下順槽為底板煤巷，采用超前排放孔防治突出。因排放孔數(shù)量不夠，外斜角度不夠，2月19日八點(diǎn)班效檢時(shí)q指標(biāo)達(dá)到7.3L/mi

30、n。掌子面正處于向斜軸部，煤層較軟。為防止頂煤冒落，施工人員決定先打前探穿枇。采用不平直的穿枇硬性打入處于極限平衡煤體時(shí)，連續(xù)撞擊力破壞極限平衡，誘導(dǎo)219煤與瓦斯突出。第47頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 7、非放炮誘導(dǎo)突出的原因及防治（3）底板煤巷空頂掘進(jìn)，棚梁上部煤體處于高度失穩(wěn)狀態(tài)，打鉆連續(xù)震動(dòng)誘發(fā)突出。十礦1113中順槽為近水平底板煤巷，掘進(jìn)11m后因長距離空頂，加上斷層附近，煤體破碎，雖已施工了30個(gè)89mm、長10m超前排放孔，但煤炮聲頻繁。為防治突出，決定采用先抽后掘措施，共設(shè)計(jì)12個(gè)75mm抽放孔。在第九個(gè)鉆孔打進(jìn)12m時(shí)發(fā)生突出。其原因在于：完成30個(gè)超前排放孔、8個(gè)

31、抽放孔后，棚梁以下煤體已充分卸壓，煤體結(jié)構(gòu)已被破壞，但棚梁上部煤體因空頂造成應(yīng)力集中，缺少排放卸壓鉆孔，使本已破碎的構(gòu)造煤不能抵抗突出動(dòng)力，在打抽放鉆孔連續(xù)震動(dòng)誘導(dǎo)下發(fā)生突出。第48頁/共56頁三、四位一體綜合防突措施 7、非放炮誘導(dǎo)突出的原因及防治（4）大傾角煤層在地下水的擠壓協(xié)作下激發(fā)突出。十礦1113底板切眼由底找頂。掘進(jìn)8.4m后頂煤余2m，qmax=3.1L/min，H2max=240Pa。3月10日四點(diǎn)班進(jìn)班超前距剩余5.3m，開始施工排放孔。左下部第一個(gè)排放孔打到5m時(shí)、煤墻內(nèi)響煤炮，回風(fēng)流瓦斯超限。一小時(shí)后煤墻片落2噸。2小時(shí)后煤墻片落7噸，掌子面右上角出水，但水量不大。20點(diǎn)20分，突出煤量達(dá)21噸，涌水量達(dá)30m3/h。埋深大，底板砂巖水壓力大。煤體前方底板裂隙卸壓突水，水壓向外擠壓煤體，成為突出的動(dòng)力之一；同時(shí)潤滑大傾角煤體，增加了煤體自重產(chǎn)生的下滑力，降低了突出阻力。在較大的地應(yīng)力、瓦斯壓力共同作用下、破碎的構(gòu)造煤形成極限平衡。地下水水壓作用打破極限平衡，誘導(dǎo)了