防突知識培訓

1、防突知識培訓第一講 防突規(guī)章制度一、生產礦井必須設立專門防突機構，建立、健全防突管理制度和部門責任制。防突機構應由專人具體負責，配足人員，保持隊伍穩(wěn)定。二、生產礦井必須認真編報瓦斯地質圖和防突預測圖。石門揭穿突出煤層和新水平第一次揭開所有煤層，必須在石門距被揭煤層20m前編制專門防突設計，報集團公司審批。三、突出煤層開采必須堅持以區(qū)域治理為主，局部治理相結合，以非突出煤層保護突出煤層，強化抽采的技術原則。具備保護層開采條件的，必須開采保護層;無保護層開采條件的，采用穿層孔、順層孔預抽突出煤層瓦斯。保護層開采，采空區(qū)不得留有煤(巖)柱，特殊情況需留煤(巖)柱時，必須經集團公司批準。四、突出危險掘

2、進工作面必須編制“四位一體"專門的防突措施，地質構造異常帶、瓦斯涌出異常帶、應力集中帶必須編制專門具有針對的防突措施，距離突出煤層法距小于20m的掘進巷道，要制定防止誤穿煤層的防突措施。第二講 煤與瓦斯突出基礎知識一、煤與瓦斯突出的定義煤與瓦斯突出是煤礦井下采掘過程中，在很短時間內(數分鐘)，從煤(巖)壁內部向采掘工作空間突然噴出煤(巖)和瓦斯的現象，簡稱瓦斯突出或突出。突出是一種伴有聲響和猛烈力能效應的動力現象。二、煤與瓦斯突出的確定突出煤層的確定方法有兩種：一是礦井中只要發(fā)生一次突出現象，該礦井就定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層定為突出煤層;二是利用單項指標法預測，可以定性煤層的突出

3、危險性，只有四個指標全部達到條件方可定為突出煤層，條件具體是煤的破壞類型為、V類，瓦斯放散初速度p大于或等于1 0，煤的堅固性系數小于或等于0·5，煤層瓦斯壓力大于或等于0.7 4M p a。三、煤與瓦斯突出的危害主要表現在：破壞巷道、設備、系統，沖擊傷人、煤流埋人，瓦斯造成人員窒息，引起瓦斯、煤塵爆炸，延誤生產等。四、煤與瓦斯突出發(fā)生的一般規(guī)律大量突出資料的統計分析表明，突出的發(fā)生一般具有以下規(guī)律：1、突出發(fā)生在一定的采掘深度上，并隨開采深度增加，危險性加大。突出最淺的深度稱為始突深度。2、突出煤層的突出危險區(qū)域呈帶狀分布。3、突出與構造關系密切。突出多發(fā)生在地質構造附近，如斷層、

4、褶曲、扭轉和火成巖侵入區(qū)。大構造控制煤層突出分布，小構造往往是突出位置最顯著的地質標志。4、石門揭煤突出危險性最大，突出煤層上山 掘進比下山掘進危險。5、大多數突出發(fā)生在放炮和風鎬落煤過程。采礦應力集中、片幫或冒頂也容易誘導突出。6、突出具有延期性，延遲的時間由幾分鐘到十幾小時，它的危害性更大。七、煤與瓦斯突出的預兆1、有聲預兆：頂板來壓，支架劈裂聲，掉渣聲，煤壁發(fā)生震動，從煤體深部發(fā)出煤炮聲。2、無聲預兆：瓦斯涌出異常，瓦斯忽大忽小，打鉆噴瓦斯、噴煤等。煤層紊亂，煤厚、傾角急變，見斷層等。感覺迎頭變冷。迎頭出現“黑煙”現象。第三講 煤與瓦斯突出的防治在防治煤與瓦斯突出的實踐中，我國總結了一套

5、行之有效的綜合防突措施，習慣上稱為“四位一體”防突措施，即突出危險性預測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗和安全防護措施。一、突出危險性預測突出危險性預測是防治煤與瓦斯突出綜合措施的第一個重要環(huán)節(jié)。突出危險性預測包括區(qū)域性預測和工作面預測。1、區(qū)域性預測突出煤層經區(qū)域預測劃分為突出危險區(qū);突出威脅區(qū);無突出危險區(qū)。三個區(qū)域具體防突要求：無突出危險區(qū)執(zhí)行安全防護措施;突出威脅區(qū)執(zhí)行30100m區(qū)域預測;突出危險區(qū)執(zhí)行循環(huán)預測。預測具體方法：瓦斯地質統計法。根據已開采區(qū)域確切掌 握的煤層賦存、地質構造、突出分布規(guī)律，按一定原則定性地對突出煤層進行危險性劃分，這類方法現已廣泛應用于現場。綜合指標

6、法D、K法。它主要從地應力、瓦斯壓力、煤層硬度和結構方面評價測定地點的突出危險性，用以反應同一構造單元內的區(qū)域突出危險性大小趨勢。D=(0.7775H/f一3)(p一0.74)K=P/f這一方法主要缺點：測點較少，受限于石門揭煤中;用深度來間接反映地應力，只能應用于相同地質條件下的單一構造單元。甚至不如瓦斯壓力更為直觀，其它指標測定有誤差時掩蓋了壓力值的影響。 、瓦斯地質區(qū)化法。對特定的礦井，以較大的地質構造控制分布為背景，研究構造煤及軟分層的分布規(guī)律來定性或定量劃分煤層突出危險性分 布。以焦作工學院為代表，瓦斯地質區(qū)化理論已相當成熟，其成果已達到現場實用階段。2、工作面預測對采掘迎頭進行動態(tài)

7、循環(huán)預測即工作面預測方法，又叫日常點預測或循環(huán)預測預報。它的直接成果即預測有無突出危險，用以決定是否施用具體防治突出措施。國內廣泛采用的方法仍是傳統細則規(guī)定的鉆孔指標法，它們都是建立在煤體應力、結構、瓦斯三要素基礎上，屬接觸式的定量預測方法。1.石門揭煤工作面突出危險性預測石門揭開突出煤層前，應選用綜合指標法(D、K值)、鉆孔瓦斯解吸指標法(K1、h2、c值)或其它經試驗證實有效的方法預測工作面突出危險性。2.煤巷掘進工作面突出危險性預測在突出危險區(qū)域中掘進煤巷時，可采用下列方法之一預測煤巷工作面的突出危險性：A.鉆孔瓦斯涌出初速度法(qm);B.R值指標法;鉆屑指標法;C.其他經試驗證實有效

8、的方法(鉆屑溫度、煤體溫度、放炮后瓦斯涌出量等)。下面著重介紹鉆孔瓦斯涌出初速度法和鉆屑指標法。用鉆孔瓦斯涌出初速度法預測煤巷掘進工作面突出危險性時，應按下列步驟進行：A.在掘進工作面的軟分層中，靠近巷道兩幫，各打一個平行于巷道掘進方向，直徑42mm、深為3.5m的鉆孔;B.用專門的封孔器封孔，封孔后測量室長度為0。5m;C、鉆孔瓦斯涌出初速度的測定必須在打完鉆后2min內完成。當實測的q值等于或大于臨界值qm=4.0L/min時，煤巷掘進工作面應預測為突出危險工作面;實測q值小于臨界值qm時，該工作面應預測為無突出危險工作面。用鉆孔瓦斯涌出初速度法預測煤巷掘進工作面突出危險性時，如預測為無突

9、出危險工作面，每預測循環(huán)應留有2m預測超前距。采用鉆屑指標法預測煤巷掘進工作面突出危險性時，應按照下列步驟進行：A.在煤巷掘進工作面打2個(傾斜和急傾斜煤層)或3個(緩傾斜煤層)直徑42mm、孔深8lOm的鉆孔.B.鉆孔每打1m測定鉆屑量一次，根據每個鉆孔沿孔長每米的最大鉆屑量Smax預測工作面的突出危險性。實測得到的指標Smax值等于或大于臨界值6.0Kg/m時，該工作面預測為突出危險工作面，否則預測為無突出危險工作面。采用鉆屑指標法預測突出危險性，當預測為無突出危險時，每預測循環(huán)應留有2m的預測超前距。3.采煤工作面突出危險性預測采煤工作面突出危險性預測可使用煤巷掘進工作面突出預測方法，沿

10、采煤工作面每隔1015m布置一個預測鉆孔，孔深根據工作面條件選定，但不得小于3.5m。當預測為無突出危險工作面時，每預測循環(huán)應留2m預測超前距。二、防治突出措施開采突出煤層時，必須采用綜合防突措施。在采用防治突出措施時，應優(yōu)先選擇區(qū)域性防治突出措施，如果不具備采取區(qū)域性防治突出措施的 條件，必須采取局部防突措施。(一)區(qū)域性防突措施1、開采保護層保護層開采形成煤層頂底板上下一定范圍礦壓形變，達到被保護的突出煤層應力充分釋放，同時利于抽采本煤層瓦斯，進一步增強煤體強度。從措施影響范圍和卸壓效果而言，保護層開采是最經濟、可靠和有效的消突措施，廣泛應用世界各國，技術十分成熟。在突出礦井中，預先開采的

11、、并能使其他相鄰的有突出危險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護層，后開采的煤層稱為被保護層。保護層位于被保護層上方的叫上保護層，位于下方的叫下保護層。開采保護層的作用保護層開采后，由于采空區(qū)的頂底板巖石冒落，移動，引起開采煤層周圍應力的重新分布，采空區(qū)上、下形成應力降低(卸壓)區(qū)，在這個區(qū)域內的未開采煤層將發(fā)生下述變化：A.地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放。B.煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣系數增加。所以被保護層內的瓦斯能大量排放到保護層的采空區(qū)內，瓦斯含量和瓦斯壓力都將明顯下降。C.煤層瓦斯涌出后，煤的強度增加。據測定，開采保護層后，被保護層的煤硬度系數由0.3O.5增加

12、到1.O1.5。所以保護層開采后，不但消除或減少了引起突出的兩個重要因素：地壓和瓦斯，而且增加了抵御突出的能力因素煤的機械強度。這就使得在卸壓區(qū)范圍內開采被保護層時，不再會發(fā)生煤與瓦斯突出。保護范圍保護范圍是指保護層開采后，在空間上使危險層喪失突出危險的有效范圍。在這個范圍內進行采掘工作，按無突出危險對待，不需要再采取其他預防措施;在未受到保護的區(qū)域，必須采取防治突出的措施。但是厚度等于或小于1.5m的保護層開采時，它的效果必須實際考察，如果效果不好，被保護層開采后，還必須采取其他的防治措施。劃定保護范圍，也就是在空間和時間上確定卸壓區(qū)的有效范圍。突出危險礦井應根據實際觀測資料，確定合適的保護

13、范圍，標明在礦井開采平面圖上，如無實測資料，可參考下列數據。A.垂直保護距離B.沿傾向的保護范圍確定沿傾向的保護范圍就是沿傾向劃定被保護層的上、下邊界。一般礦井的開采順序都是由淺到深，上水平(上階段)回采后，對被保護層的下水平(下階段)能起到卸壓作用，所以沿傾向的上部邊界可不劃定。如果煤層傾角平緩，沿傾斜的保護范圍可能錯開l2小階段，這時應將上下邊界都劃出。水平或階段間留有柱時，必須劃定該煤柱沿傾向的影響范圍。C.沿走向的保護范圍保護層回采工作面與被保護層采、掘工作面之間的超前距。規(guī)程規(guī)定，保護層的回采工作面，必須超前于被保護層的掘進工作面，其超前距一般不得小于兩個煤層之間垂直距離的兩倍，至少

14、不小于30m。以便被保護層能充分卸壓和排出瓦斯。隨著層間距的增大，由于巖層移動減少，透氣系數增加不多，或由于采深的增加，地壓和瓦斯壓力都增大，保護層采動后，排瓦斯時間也將增長，這個超前距就應該大些。保護層回采工作面始采線兩側的保護范圍，必須按實際考察結果確定。如無測資料，對停采的保護層采煤工作面，停采時間超過3個月且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線、收作線及所留煤柱對被保護層沿走向的保護范圍可暫按卸壓角5660°劃定。d.煤柱的影響保護層開采后，在采空區(qū)上、下形成了卸壓區(qū)，在其附近的煤柱(未采區(qū))則產生了集中應力區(qū)。在集中應力區(qū)內，增加了突出危險性，對此要有充分的認識。統計資料表明

15、，開采保護層后，被保護層的突出，大多數發(fā)生于保護層煤柱的應力集中影響區(qū)。煤柱附近集中應力區(qū)的寬度，隨層間距的增加而加大，集中應力系數則隨之減小。在這個范圍內進行采掘工作時，必須采取預防突出的措施。開采保護層必須注意的幾個問題A.如煤層群中有幾個保護層時，應首先考慮上保護層。如果不得不開采下保護層時，要防止采動影響而破壞未采煤層結構。B.礦井中所有煤層都有突出危險時，可選擇突出危險程度較小的煤層作為保護層，但在此保護層的采掘過程中，必須采取防治突出的措施。C.礦井中所有可采煤層都具有嚴重突出危險時，也可以選擇不可采的煤層作為保護層。為了減小勞動強度，可使用刨煤機、鋼絲繩鋸等采煤機械。d.開采保護

16、層時，應同時抽采被保護層的瓦斯。2、密集鉆孔預抽這種措施的實質是，通過布置密集穿層鉆孔、順層鉆孔預抽突出煤層瓦斯，降低突出危險煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，并由此引起煤層收縮變形、地應力下降、煤層透氣系數增加和煤的強度提高等效應，使被抽采瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險性。其中順層鉆孔預抽已廣泛應用于突出煤層危險區(qū)域消突。該方法存在主要問題：鉆孔工程量大，保護效果不如保護層方法顯現;順層長鉆孔施工相當困難，從施工、裝備、封孔工藝上仍有一定難度，制約這一技術發(fā)展;卸壓時間較長。配合深孔預裂爆破以縮短抽采時間，提高抽采效果技術正在組織攻關。3、煤層注水措施通過煤層鉆孔向煤體施注高壓動力水以增大煤層透氣性，

17、達到應力和瓦斯釋放。這一方法局限性較大，注水成功率低，在淮南礦區(qū)應用不夠廣泛。(二)局部消突措施局部消突措施有鉆孔抽采、鉆孔自然排放、水力沖孔或擴孔、松動爆破、金屬骨架加固局部煤體等。1、松動爆破松動爆破是向掘進工作面前方應力集中區(qū)，打幾個鉆孔裝藥爆破，使煤體松動，集中應力區(qū)向煤體深部移動，同時加快瓦斯的排出，從而在工作面前方造成較長的卸壓帶，以預防突出的發(fā)生。松動爆破分為深孔和淺孔兩種。深孔松動爆破一般用于煤巷或半煤巖巷掘進工作面，鉆孔直徑一般為4060mm，深度815m(煤層厚時取大值)。淺松動爆破主要用于采煤工作面，采煤工作面的松動爆破防治突出措施，適用于煤質較硬、圍巖穩(wěn)定性較好的煤層，

18、松動爆破孔沿采煤工作面每隔23m打一個，孔深不小于3m，炮泥封孔長度不得小于1m。措施實施后，必須經措施效果檢驗有效后，方可進行采煤。采用松動爆破防治突出措施的超前距離不得小于2m。深孔松動爆破措施，可適用于煤質較硬、突出強度較小的煤層。采用深孔松動爆破防治突出時，應符合下列要求：深孔松動爆破的孔徑為42mm，孔深不得小于8m。深孔松動爆破應控制到巷道輪廓線外1.52m的范圍。孔數應根據松動爆破有效半徑確定。采用深孔松動爆破防突措施，在掘進時必須留有不小于5m的超前距。深孔松動爆破孔的裝藥長度為孔長減去5.56m，每個藥卷(特制藥卷)長度為1m，每個藥卷裝入一個雷管。裝藥必須裝到孔底。裝藥后，

19、應裝入不小于0.4m的水炮泥，水炮泥外側還應充填長度不小于2m的封口炮泥。在裝藥和充填炮泥時，應防止折斷電雷管的腳線。深孔松動爆破后，必須進行措施效果檢驗。如果措施無效，必須采取補救措施。深孔松動爆破時，必須執(zhí)行撤人、停電、設警戒、遠距離放炮、反向風門等安全措施。2、鉆孔排放瓦斯石門揭煤前，由巖巷或煤巷向突出危險煤層打鉆，將煤層中的瓦斯經過鉆孔自然排放出來，待瓦斯壓力降到安全壓力以下時，再進行采掘工作。鉆孔數和鉆孔布置應根據斷面和鉆孔排放半徑的大小來確定，每平方米斷面不得少于3.54.5孔。此法適用于煤層厚、傾角大、透氣系數大和瓦斯壓力高的石門揭煤時。也大量應用于突出危險煤層的煤巷掘進。缺點是

20、打鉆工程量大，瓦斯壓力下降慢，等待時間長。3、超前鉆孔它是在煤巷掘進工作面前方始終保持一定數量的排放瓦斯鉆孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的強度，在鉆孔周圍形成卸壓區(qū)，使集中應力區(qū)移向煤體深部，超前鉆孔孔數決定于巷道斷面積和瓦斯排放半徑。鉆孔在軟煤中的排放半徑為11.5m，硬煤中可能只有幾十厘米。平巷掘進工作面一般布置35個鉆孔，孔徑200300mm?？咨顟肮ぷ髅媲胺降募袘^(qū)，一般情況下它的數值為37m，所以孔深應不小于1015m。掘進時鉆孔至少保持5m的超前距離。采用超前鉆孔作為防治突出的措施時，應符合下列要求：超前鉆孔可適用于煤層透氣較好、煤質較硬的突出煤層;超前鉆孔直徑應根據煤層賦

21、存條件和突出情況確定，一般為75l20mm，地質條件變化劇烈地帶也可采用直徑42mm的鉆孔。鉆孔超前于掘進工作面的距離不得小于5m;若超前鉆孔直徑超過120mm時，必須采用專門的鉆進設備和制定專門的施工安全措施;鉆孔應盡量布置在煤層的軟分層中;超前鉆孔的控制范圍，應控制到巷道斷面輪廓線外24m(包括巷道斷面內的煤層);超前鉆孔孔數應根據鉆孔的有效排放半徑確定，鉆孔的有效排放半徑必須經實測確定;煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時，應及時探明情況，再重新確定超前鉆孔的參數;必須對超前鉆孔進行效果檢驗。如果經檢驗措施無效，必須補打鉆孔或采取其它補充措施;超前鉆孔施工前應加強工作面支護，打好迎面支架，背好工作面。

22、急傾斜中厚或厚煤層上山掘進時，可用穿透式鉆機，貫穿全長后，再由上而下擴大斷面然后用人工修整到所需斷面。超前鉆孔適用于煤層賦存穩(wěn)定、透氣系數較大的情況下。如果煤質松軟，瓦斯壓力較大，則打鉆時容易發(fā)生夾鉆、垮孔、頂鉆，甚至孔內突出現象。4、震動放炮震動放炮是采用增加炮眼數和裝藥量，一次爆破揭穿煤層并成巷的爆破方法。在此情況下，因爆破震動，圍巖應力和瓦斯壓差急劇變化，創(chuàng)造了最有利的突出條件。所以震動放炮實質上是一種人為的誘導突出的措施，而不是防止突出的方法。它使突出發(fā)生在沒有人員在場和采取了預防瓦斯、煤塵爆炸措施的情況下。震動放炮的效果取決于巖柱厚度、炮眼數、炮眼布置和裝藥量等參數。采用震動放炮措施

23、時，應注意下列事項：震動放炮時，應將井下人員撤至地面。為了少影響生產，一般在交接班時放炮;放炮時應將放炮區(qū)或全井斷電，進風系統內不得有火源存在，以免引燃瓦斯;放炮半小時后由救護隊進入檢查。具有延期突出的礦井，進入的時間還要加長;為了限制突出的波及范圍，可在距離工作面45m處，壘起高不小于1.5m的矸石堆或高至頂板的木垛。三、防突措施的效果檢驗1、保護層保護效果檢驗。保護層開采厚度等于或小于0.5m、上保護層與突出煤層間距大于50m或下保護層與突出煤層間距大于80m時，都必須對保護層保護效果進行檢驗。檢驗內容為保護范圍和保護效果考察。檢驗應在被保護層中掘進巷道時進行，如果各項測定指標都降到該煤層

24、突出危險臨界值以下，則認為保護層開采有效;反之，認為無效。2、預抽效果檢驗。預抽煤層瓦斯防突效果檢驗方法：煤體殘存瓦斯含量小于2m3/t;煤層瓦斯抽采率大于30%。3、揭煤防突措施效果檢驗。石門揭煤措施效果檢驗難度較大，現場可用措施質量、卸壓時間、瓦斯釋放率和鉆孔內瓦斯涌出狀況綜合評價。也可用鉆孔殘余瓦斯壓力檢驗。采掘面防突措施效果檢驗方法同預測預報。4、煤巷掘進工作面防治突出措施效果檢驗。煤巷掘進工作面執(zhí)行防治突出措施后，按規(guī)定的預測方法進行措施效果檢驗。檢驗孔孔深應小于或等于措施孔，并應布置在兩個措施孔之間。如果測得的指標都在該煤層突出危險臨界值以下，則認為措施有效;反之，認為措施無效。當措施無效時，無論措施孔還留有多少超前距，都必須采取防治突出的補充措施，并經措施效果檢驗有效后，方可采取安全措施施工。當檢驗孔孔深等于措施孔孔深(檢驗與措施孔孔深均采用鉆孔向巷道掘進方向的投影孔深