節(jié)防治煤與瓦斯突出技術(shù)措施

1、煤 礦 瓦 斯 災(zāi) 害 防 治防治煤與瓦斯突出技術(shù)措施 一、防突技術(shù)的發(fā)展歷程 防突措施發(fā)展過程可以分為三個(gè)階段： 第一階段是以安全防護(hù)措施為主的階段，即在突出發(fā)生時(shí)，避免發(fā)生人員傷亡事故。其主要措施是采用震動(dòng)放炮，即在人員遠(yuǎn)離工作面的條件下，放震動(dòng)炮誘導(dǎo)突出。在20世紀(jì)50年代以前，各國廣泛采用這一措施。 第二階段是以消除突出因素為主要目的防止突出措施階段，即在突出煤層普遍采用防突措施，使它不發(fā)生突出。在20世紀(jì)5070年代屬于這個(gè)階段。提出和應(yīng)用了多種區(qū)域性和局部性防突措施，如開采保護(hù)層、預(yù)抽煤層瓦斯、煤體注水、超前排放鉆孔、松動(dòng)爆破、水力沖刷、金屬骨架等。在該階段，同時(shí)輔助采用安全防護(hù)措

2、施。 第三階段是采取綜合防突措施階段，其主要特點(diǎn)是在以上階段的措施基礎(chǔ)上加入了突出危險(xiǎn)性預(yù)測和防突措施效果檢驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)，使之成為“四位一體”綜合防突措施。綜合防突措施使防止突出的措施更加有的放矢、措施效果更加提高。當(dāng)然，要有效防治突出，應(yīng)該從礦井的設(shè)計(jì)階段就開始進(jìn)行，礦井的合理采掘部署對(duì)生產(chǎn)期間防突的成效、難度、成本等起著相當(dāng)重要的作用。二、制定防治突出措施時(shí)應(yīng)遵循的原則 消除或減少能引起煤與瓦斯突出的能量積聚并防止這種能量突然釋放即排除瓦斯，卸除壓力或把采掘工作面前方的集中壓力向煤體縱深方向推移。 可供選擇的措施有：開采保護(hù)層、大直徑鉆孔、超前排放鉆孔、水力沖孔、松動(dòng)爆破和預(yù)抽煤層瓦斯等。

3、增強(qiáng)煤體的穩(wěn)定性，改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)煤體的抵抗能力，使突出難以發(fā)生即加固煤體，抵制突出。 可供選擇的措施有：石門揭煤采用金屬骨架、煤體固化、煤巷掘進(jìn)采用的前探支架、煤層注水等。三防突措施的分類 ）按防突措施的作用范圍分類：分為區(qū)域性防突措施和局部防突措施，區(qū)域性防突措施指標(biāo)能起到大面積防突作用的措施，如開采保護(hù)層、預(yù)抽煤層瓦斯、煤層注水等。 局部性防突措施指只能起到局部范圍防突作用的措施，如超前鉆孔，排放鉆孔、水力沖孔、松動(dòng)爆破等。 ）按措施作用的層位分為鄰近層和本煤層措施，鄰近層措施如開采保護(hù)層，其余為本煤層。 ）按措施使用的地點(diǎn)是分為石門揭煤、煤巷掘進(jìn)、回采工作面防突措施。見下圖

4、1：四、綜合防突措施體系 我國目前采用的是綜合防突措施，俗稱“四位一體” 防突措施，它包括以下內(nèi)容： 、突出危險(xiǎn)性預(yù)測； 、防治突出措施； 、防突措施效果檢驗(yàn)； 、安全防護(hù)措施 。 以上“四位一體”綜合措施，把煤礦防突技術(shù)歸納為四個(gè)方面，符合當(dāng)前對(duì)突出的理論認(rèn)識(shí)水平和防突發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)我國的防突工作起到積極的指導(dǎo)作用。下圖2是我國綜合防突措施的執(zhí)行體系圖。煤科總院重慶分院曾提出過“五步配套”綜合防突措施，即在“四位一體” 防突措施基礎(chǔ)上增加合理的采掘部署一環(huán)，在礦井或采區(qū)設(shè)計(jì)階段從采掘部署上就充分考慮防突問題，可以變被動(dòng)為主動(dòng)，可以大大減輕生產(chǎn)中的防突壓力。區(qū)域預(yù)測有危險(xiǎn) 突出煤層突出威脅區(qū)安全

5、防護(hù)措施推進(jìn)30100m工作面預(yù)測突出危險(xiǎn)區(qū)無突出危險(xiǎn)安全防護(hù)措施采掘工作有突出危險(xiǎn)防突措施效果檢驗(yàn)安全防護(hù)措施采掘工作突出威脅面危險(xiǎn)工作面安全防護(hù)措施非突區(qū)驗(yàn)證性預(yù)測無危險(xiǎn)無效有效圖2 綜合防突措施工藝流程綜合防突措施具有以下優(yōu)點(diǎn)： 使防突措施更加有的放矢，通過預(yù)測，使防突措施僅在突出煤層的突出危險(xiǎn)區(qū)域或其中的突出危險(xiǎn)工作面實(shí)施，克服了措施的盲目性。 縮小了防突措施的使用范圍，提高了礦井的采掘速度和煤炭產(chǎn)量，可以顯著提高突出礦井的經(jīng)濟(jì)效益。由于進(jìn)行了防突措施的效果檢驗(yàn)，可大大提高了措施的有效性和可靠性。采取了安全防護(hù)措施，可以減少突出造成的人員傷亡。1、突出危險(xiǎn)性預(yù)測 我國把突出危險(xiǎn)性預(yù)測分

6、為區(qū)域性預(yù)測和工作面預(yù)測兩類。區(qū)域性預(yù)測的任務(wù)是確定井田、煤層、煤層區(qū)域的突出危險(xiǎn)性；工作面預(yù)測也稱日常預(yù)測或點(diǎn)預(yù)測，任務(wù)是確定工作面附近煤體的突出危險(xiǎn)性，即當(dāng)工作面向前推進(jìn)時(shí)有無突出危險(xiǎn)。 2、防突措施 防突措施包括區(qū)域性措施和局部性措施大類，防突措施的基本原理是通過卸壓和瓦斯排放以減少突出的原動(dòng)力，或者增大煤體對(duì)突出的阻力因素，從而達(dá)到防突的目的。其中卸壓和瓦斯排放的措施國內(nèi)外使用最為廣泛。防突措施主要包括：開采保護(hù)層、大面積預(yù)抽煤層瓦斯、超前排放鉆孔、抽放瓦斯、松動(dòng)爆破、金屬骨架、水力沖孔、水力割縫、水力疏松、預(yù)裂爆破、注漿固化煤體等。3、防突措施效果檢驗(yàn) 防突措施的執(zhí)行效果如何，能否達(dá)

7、到消除突出的目的，需要進(jìn)行效果檢驗(yàn)才能確定。防突措施效果檢驗(yàn)方法和指標(biāo)一般和突出危險(xiǎn)預(yù)測時(shí)相同，不同的是檢驗(yàn)鉆孔要布置在措施孔之間。根據(jù)效果檢驗(yàn)結(jié)果，判斷防突措施的有效性，只有當(dāng)檢驗(yàn)指標(biāo)值小于其臨界值時(shí)，才能認(rèn)為消除了突出危險(xiǎn)，否則，應(yīng)實(shí)施補(bǔ)充防突措施，直至效果檢驗(yàn)確認(rèn)無突出危險(xiǎn)為止。4、 安全防護(hù)措施 安全防護(hù)措施是“四位一體”綜合防突措施的第四個(gè)環(huán)節(jié)，其目的在于當(dāng)突出預(yù)測失誤或防突措施無效且檢驗(yàn)失誤而導(dǎo)致突出時(shí)，避免造成人員傷亡的一種措施，從而建立起防止突出事故的第二道保障線。安全防護(hù)措施主要包括震動(dòng)放炮、遠(yuǎn)距離放炮、反向風(fēng)門、避難所、壓風(fēng)自救系統(tǒng)和隔離式自救器等。其中反向風(fēng)門和壓風(fēng)自救系

8、統(tǒng)的應(yīng)用在防止突出傷害方面起到了明顯的效果。 區(qū)域性防突措施 區(qū)域防突措施的目的是消除煤層某一較大區(qū)域（如一個(gè)采區(qū)）的突出危險(xiǎn)性。屬于該類措施的有開采保護(hù)層、大面積預(yù)抽煤層瓦斯和煤層注水等措施。區(qū)域防突措施的優(yōu)點(diǎn)是在突出煤層開采前，預(yù)先采取防突措施，措施施工與突出危險(xiǎn)區(qū)的采掘作業(yè)互不干擾，且其防突效果一般優(yōu)于局部防突措施，故在采用防突措施時(shí)，應(yīng)先選用區(qū)域防突措施。 如果不具備采取區(qū)域性防突措施的條件時(shí)，必須采用局部性防突措施。2.1 開采保護(hù)層 所謂保護(hù)層，通常是指在煤層群開采中，某部分煤層具有煤與瓦斯突出或沖擊地壓等動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)，而另一部分煤層不具有這種動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)或動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)不明顯，這時(shí)

9、，根據(jù)賦存關(guān)系，選擇某一層不具有動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)或動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)不明顯的煤層先行開采，而具有動(dòng)力顯現(xiàn)特點(diǎn)的煤層在其鄰近層開采后再開采。先行開采的煤層稱為保護(hù)層，后開采的煤層稱為被保護(hù)層，保護(hù)層位于被保護(hù)層上方的稱為上保護(hù)層，反之稱為下保護(hù)層。 開采保護(hù)層是防治突出的主要措施，也是公認(rèn)的最有效和比較經(jīng)濟(jì)的防突措施，細(xì)則規(guī)定，在突出礦井開采煤層時(shí)，必須首先開采保護(hù)層。開采保護(hù)層后，在被保護(hù)層時(shí)受到保護(hù)的地區(qū)按無突出煤層進(jìn)行采掘工作；在未受到保護(hù)的地區(qū)，必須采取防治突出措施。 其保護(hù)層的選擇必須遵守下列規(guī)定： 首先選擇無突出危險(xiǎn)煤層作為保護(hù)層，當(dāng)煤層群中有幾個(gè)都可作為保護(hù)層時(shí)，應(yīng)根據(jù)安全、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理

10、性，綜合比較分析，擇優(yōu)選定； 礦井中所有煤層均有突出危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)選擇突出危險(xiǎn)較小的煤層作保護(hù)層，但在此保護(hù)層進(jìn)行采掘活動(dòng)時(shí)，必須采取防治突出措施； 選擇保護(hù)層時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇上保護(hù)層，條件不允許時(shí)，也可選擇下保護(hù)層，但在開采下保護(hù)層時(shí)，不得破壞被保護(hù)層的開采條件。（一）保護(hù)層分類： 按保護(hù)層的位置：分為上保護(hù)層和下保護(hù)層。 凡位于突出煤層上方的叫上保護(hù)層，位于突出煤層下方的叫下保護(hù)層，突出煤層稱為被保護(hù)層。 按保護(hù)層與突出層的垂直距離（）不同分為近距離保護(hù)層：10m，中距離保護(hù)層10mh60m，遠(yuǎn)距離保護(hù)層，60m。 （二）保護(hù)層作用原理 大量的突測資料表明，保護(hù)層開采后，在其卸壓角限定的范圍內(nèi)，

11、被保護(hù)層的瓦斯壓力，地應(yīng)力顯著下降，煤體的強(qiáng)度增加，因而消除或降低了被保護(hù)層的突出危險(xiǎn)性。圖3 保護(hù)層作用原理（三）保護(hù)范圍的確定 劃定保護(hù)層有效作用范圍的有關(guān)參數(shù)應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)況確定，報(bào)礦務(wù)局總工程師（礦技術(shù)負(fù)責(zé)人）批準(zhǔn)，對(duì)暫無實(shí)測資料的礦井，可參照表4的有關(guān)參數(shù)執(zhí)行。 、保護(hù)層與被保護(hù)層之間的有效垂距參照下表4執(zhí)行。 2、對(duì)停采的保護(hù)層采煤工作面，停采時(shí)間超過3 個(gè)月、且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線、采止線及所留煤柱對(duì)被保護(hù)層沿走向的保護(hù)范圍可暫按卸壓角5660劃定，如圖6a 所示； 3、保護(hù)層沿傾斜的保護(hù)范圍，按卸壓角劃定，如圖6b 所示。卸壓角的大小應(yīng)采用礦井的實(shí)測數(shù)據(jù)。如無實(shí)測數(shù)

12、據(jù)時(shí)，參照表5 中的數(shù)據(jù)確定； 表 4 保護(hù)層與被保護(hù)層有效垂距表5 保護(hù)層沿傾斜的卸壓角（四）擴(kuò)大保護(hù)層應(yīng)用范圍的技術(shù)途徑 保護(hù)層開采通常應(yīng)具備三個(gè)條件： 應(yīng)是煤層群開采，單一煤層不存在保護(hù)層； 合理的層間距，層間距太大，保護(hù)效果不明顯，將失去保護(hù)層開采的價(jià)值，層間距太小的下保護(hù)層，將在開采保護(hù)層的過程中破壞被保護(hù)層，使下保護(hù)層不具備開采條件； 存在不具有突出或沖擊地壓等動(dòng)力現(xiàn)象的煤層作為保護(hù)層。 在許多礦井，要同時(shí)具備以上三個(gè)條件是比較困難，為此，提出了研究擴(kuò)大保護(hù)層應(yīng)用途徑的課題，主要有以下途徑： 以弱突出煤層作保護(hù)層。在煤層群開采過程中，各煤層均具有突出危險(xiǎn)性時(shí)應(yīng)考慮選擇突出危險(xiǎn)性較弱

13、的煤層作保護(hù)層先開采，以形成對(duì)突出危險(xiǎn)性較大的煤層進(jìn)行保護(hù)。采用瓦斯預(yù)抽，局部防治突出的措施開采弱突出煤層。 結(jié)合抽放瓦斯擴(kuò)大保護(hù)作用。對(duì)遠(yuǎn)距離保護(hù)層，盡管保護(hù)層開采已卸壓，但未形成溝通裂隙，瓦斯不易排出，保護(hù)效果不明顯。這時(shí)，利用保護(hù)層的卸壓作用對(duì)被保護(hù)層進(jìn)行瓦斯抽放，使保護(hù)層瓦斯排放充分，突出危險(xiǎn)性消失。 （五）保護(hù)層開采的注意事項(xiàng) 開采保護(hù)層時(shí)，盡量不留煤柱或盡量留小煤柱（46m）。不得已留煤柱時(shí)須在采掘工程平面圖上標(biāo)記，以便劃定保護(hù)范圍。對(duì)煤柱影響帶，突出危險(xiǎn)性比原始狀態(tài)大。被保護(hù)層采掘工作面盡量布置在保護(hù)范圍內(nèi)，減少其突出危險(xiǎn)性。對(duì)不同礦井、不同保護(hù)層和被保護(hù)層，保護(hù)層的保護(hù)參數(shù)及保

14、護(hù)效果應(yīng)進(jìn)行實(shí)地考察。根據(jù)考察結(jié)果指導(dǎo)下一步采掘和防突設(shè)計(jì)。 保護(hù)層開采厚度等于或小于0.5m、上保護(hù)層與突出煤層間距大于50m或下保護(hù)層與突出煤層間距大于80m時(shí),必須檢驗(yàn)保護(hù)層的實(shí)際保護(hù)效果。如果保護(hù)層的實(shí)際保護(hù)效果不好，在開采被保護(hù)層時(shí)，還必須采取防治突出的補(bǔ)充措施。 在有抽放系統(tǒng)的礦井開采保護(hù)層時(shí)，應(yīng)同時(shí)投放被保護(hù)層的瓦斯。 開采近距離保護(hù)層時(shí)，必須采取措施嚴(yán)防被保護(hù)層初期卸壓的瓦斯突然涌入保護(hù)層采掘工作面或誤穿突出煤層，開采遠(yuǎn)距離保護(hù)層時(shí)應(yīng)配合抽放措施，以擴(kuò)大保護(hù)效果。 預(yù)抽煤層瓦斯 區(qū)域性預(yù)抽瓦斯包括穿層預(yù)抽（網(wǎng)格式）、順層預(yù)抽（平行或交叉）和穿層與順層預(yù)抽結(jié)合的預(yù)抽方法。 單一的

15、突出危險(xiǎn)煤層和無保護(hù)層可采的煤層群，可采用預(yù)抽煤層瓦斯防突措施，但必須遵守下列規(guī)定： （1）鉆孔應(yīng)控制整個(gè)預(yù)抽區(qū)域并均勻布孔。 （2）預(yù)抽防突的有效性指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行實(shí)測，若無突測數(shù)據(jù)，可參考下列指標(biāo)之一確定，未達(dá)到預(yù)抽效果的區(qū)段進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，必須采取補(bǔ)充的防突措施。 預(yù)抽煤層瓦斯后，突出煤層殘存瓦斯含量或瓦斯壓力應(yīng)小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或瓦斯壓力；若無始突深度的瓦斯壓力或含量，則必須將瓦斯含量降至8m3/t以下或瓦斯壓力降到0.74MPa以下。 煤層瓦斯預(yù)抽率應(yīng)大于30。煤層瓦斯預(yù)抽率應(yīng)用鉆孔控制范圍內(nèi)煤層瓦斯儲(chǔ)量與抽出瓦斯量（包括打鉆時(shí)，鉆孔噴出瓦斯量，自然排放量）來計(jì)算。 應(yīng)當(dāng)

16、指出30%的抽放率是一個(gè)相對(duì)指標(biāo),當(dāng)煤層瓦斯含量高時(shí),抽放率雖然達(dá)到目30%,但煤層中的殘存瓦斯含量仍然大于該煤層始突深度的原始煤層的瓦斯含量,顯然該煤層的突出危險(xiǎn)仍然存在的。所以,當(dāng)抽放率已經(jīng)達(dá)到了30%,在進(jìn)行采掘工作時(shí),仍然要用工作面預(yù)測方法進(jìn)行復(fù)查檢驗(yàn)。預(yù)抽煤層瓦斯作用原理 預(yù)抽煤層瓦斯分為穿層預(yù)抽和本層預(yù)抽，實(shí)質(zhì)是將煤層瓦斯抽出來，降低煤層瓦斯壓力和瓦斯含量，相應(yīng)地增加煤體抵抗破壞的能力，達(dá)到消除或減弱突出危險(xiǎn)的目的。 煤層注水 煤層注水也算是一個(gè)較好區(qū)域性防治突出措施，煤層含水量超過5%時(shí)，煤層的突出危險(xiǎn)性就會(huì)消失或降低。但突出煤層的透氣性很差，工藝又較為繁瑣，在我國還未大量單獨(dú)使

17、用，如果要使用，最好與防塵注水措施結(jié)合起來一起使用。 注水防治突出的機(jī)理是改變煤層的力學(xué)性質(zhì)，使煤層由彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形，使煤層受力后變形量加大，以改善煤層采掘工作面附近的應(yīng)力分布狀態(tài)(使卸壓區(qū)增大)。局部防治突出措施 所謂局部性措施，是指對(duì)井下某一地點(diǎn)、工作面或巷道局部范圍內(nèi)起防突作用的措施，主要有：排放鉆孔、超前鉆孔、水力沖孔、金屬骨架、松動(dòng)爆破、煤體固化等，下面以巷道類型進(jìn)行介紹。 石門揭煤防突措施 石門揭煤突出是指在爆破揭開煤層的瞬間，由于巖層突然破碎，煤體應(yīng)力狀態(tài)和瓦斯賦存狀態(tài)突然改變，富含瓦斯的煤層在瓦斯壓力和地應(yīng)力作用下，急劇向巷道空間拋出大量煤巖和瓦斯，從而造成石門揭煤突出

18、。 在全國煤礦各類突出事故中，石門揭開煤層的平均強(qiáng)度為煤巷突出強(qiáng)度的714倍，有的甚至為40倍。我國千噸以上的特大型突出有77%發(fā)生在石門揭煤的時(shí)候，石門揭煤工作面平均突出強(qiáng)度達(dá)316t/次。 一、石門揭穿煤層的設(shè)計(jì) 從石門工作面距突出煤層垂距不小于10m處開始,直至穿過煤層進(jìn)入頂(底)板的全部作業(yè)過程,都必須編制專門設(shè)計(jì)，報(bào)礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)。專門設(shè)計(jì)必須包括下列主要內(nèi)容： 突出預(yù)測法及預(yù)測鉆孔布置，控制突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力的鉆孔布置； 建立安全可靠的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，可加強(qiáng)控制通風(fēng)風(fēng)流設(shè)施的措施； 揭穿突出煤層的防治突出措施； 準(zhǔn)確確定安全巖柱厚度的措施； 安全防護(hù)措施。二、石門揭煤

19、的順序 探明石門（或揭煤巷道）工作面和欲揭煤層的相對(duì)位置； 在揭煤地點(diǎn)測定煤層瓦斯壓力或預(yù)測石門工作面突出危險(xiǎn)性； 預(yù)測有突出危險(xiǎn)時(shí)，采取防突措施和防突效果檢驗(yàn)； 用遠(yuǎn)距離放炮或震動(dòng)性放炮揭開或穿過煤層； 在巷道與煤層連接處加強(qiáng)支護(hù)； 穿透煤層進(jìn)入頂（底）板巖石。圖3-1 石門揭煤工作面前探鉆孔布置示意圖1、2控制煤層層位鉆孔；3、4測定煤層瓦斯壓力鉆孔；5突出危險(xiǎn)煤層 三、石門揭煤須遵守下列規(guī)定 在石門工作面掘至距煤層垂距10m之前(構(gòu)造復(fù)雜、巖石破碎區(qū)域20之前)，至少打個(gè)穿透煤層全厚且進(jìn)入頂（底）板不少于0.5m的前探鉆孔，并詳細(xì)記錄巖芯資料，前探鉆孔控制石門周邊范圍。 在石門工作面距煤

20、層垂距以外，至少打個(gè)穿透煤層全厚的測壓（預(yù)測）鉆孔。 石門工作面距煤層垂距時(shí)，實(shí)行邊探邊掘措施，探孔至少個(gè)，超前距為。 石門工作面揭穿突出煤層必須保持一定厚度的巖柱。采用震動(dòng)性放炮措施時(shí)，急傾斜煤層最小巖柱，傾斜和緩傾斜煤層1.5m，如果巖石松軟破碎，還應(yīng)適當(dāng)增加。 當(dāng)預(yù)測為突出危險(xiǎn)工作面時(shí)，必須采取防突措施，經(jīng)效果檢驗(yàn)有效后，可用遠(yuǎn)距離放炮或震動(dòng)性放炮揭煤；當(dāng)預(yù)測為無突出危險(xiǎn)時(shí)，可不采取防突措施，但必須采用震動(dòng)性放炮揭穿煤層；當(dāng)石門揭穿厚度小于0.3m的突出煤層時(shí)，可直接用震動(dòng)性放炮揭穿煤層。 石門應(yīng)避免布置在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶。如果條件許可，石門應(yīng)布置在被保護(hù)區(qū)或先掘出石門揭煤地點(diǎn)的煤層巷道，

21、然而再用石門貫通，石門與突出煤層中已掘出的巷道貫通時(shí)，該巷道應(yīng)超過石門貫通位置以上，并保持正常通風(fēng)。四、石門揭煤的防突措施 石門揭穿可采用預(yù)抽瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、金屬骨架、煤體固化或其它經(jīng)試驗(yàn)證明有效的措施。 、預(yù)抽瓦斯措施 適用于煤層透氣性較好，并有足夠的預(yù)抽時(shí)間（不少于個(gè)月） 抽放鉆孔布置在石門，周界外8的煤層內(nèi) 抽放孔直徑為75100mm，鉆孔孔底間距一般為23m。 在抽放鉆孔控制范圍內(nèi)，如檢驗(yàn)指標(biāo)降至突出臨界值以下時(shí)，認(rèn)為措施有效。排放鉆孔措施 適應(yīng)用煤層透氣性較好，并有足夠的排放時(shí)間 排放鉆孔應(yīng)布置到石門周界外的煤層內(nèi) 排放鉆孔直徑為75100mm，一般孔底間距不大于2m 在排

22、放孔控制范圍內(nèi),檢驗(yàn)指標(biāo)降到突出臨界值以下,措施有效 對(duì)于緩傾斜煤層，當(dāng)鉆孔不能一次打穿厚煤層全厚時(shí)，可分段打鉆，并留不少于5m的超前距掘進(jìn)。圖3-2 石門排放鉆孔布置圖P測壓孔；128排放鉆孔水力沖孔 適應(yīng)于打鉆時(shí)具有自噴（噴煤、噴瓦斯）現(xiàn)象的較軟煤層 水力沖孔的水壓應(yīng)大于a 鉆孔布置在石門周界外35m的煤層內(nèi) 水力沖孔孔數(shù)不少于9個(gè)，沖孔順序先沖對(duì)角，后沖邊孔,最后沖中間孔 石門沖出的總煤量不得少于煤層厚度20倍的煤量，若沖出的煤量較少時(shí)，應(yīng)在該孔周圍補(bǔ)孔。圖33 水力沖孔鉆孔布置圖19水沖孔；P1、P、P3瓦斯壓力孔；10巷道；11突出危險(xiǎn)煤層 金屬骨架 適應(yīng)于具有軟煤和軟圍巖的薄及中厚

23、突出煤層（急傾斜煤層也適用）； 在石門上部兩側(cè)周邊外0.51.0m范圍內(nèi)布置骨架孔,骨架孔穿過煤層并進(jìn)入煤層頂（底）板至少0.5m，鉆孔間距不得大于0.3m，對(duì)于軟煤要架兩排金屬骨架； 揭開煤層后嚴(yán)禁拆除金屬骨架； 采用金屬骨架防突措施時(shí)，應(yīng)與其它防突措施配合使用。 煤巷掘進(jìn)工作面防突措施 在世界各國的突出礦井中，煤巷發(fā)生的突出次數(shù)最多，約占突出總次數(shù)的80%以上，以我國為例，各類煤巷發(fā)生的突出占總次數(shù)的61.3%。其突出強(qiáng)度雖不及石門突出強(qiáng)度大，但其分布面廣、應(yīng)給予足夠的重視。 煤巷防治突出的程序，應(yīng)采取先預(yù)測預(yù)報(bào)，后決定是否采取措施。若有危險(xiǎn)則采取措施，并經(jīng)過檢查后。若有效，就施工，若無效

24、，則再一次采取補(bǔ)充措施，并經(jīng)驗(yàn)證確實(shí)無突出危險(xiǎn)后，方可掘進(jìn)。 對(duì)具有嚴(yán)重突出掘進(jìn)工作面，也可以不經(jīng)預(yù)測，直接采用防突措施和防突效果檢驗(yàn)。 煤巷防突措施的主要依據(jù)仍是以改善煤體受力狀態(tài)和排放煤體中瓦斯為前提，以達(dá)到消除突出的目的。為達(dá)到此目的，目前國內(nèi)主要采用超前鉆孔、預(yù)抽煤體瓦斯與深孔松動(dòng)爆破。國外除上述措施外，還采用開卸壓槽、降低掘進(jìn)速度，以及加強(qiáng)支護(hù)、遠(yuǎn)距離放炮等措施。一、一般規(guī)定 在一個(gè)或相鄰的兩個(gè)采區(qū)中，同一階段的突出煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，不得布置兩個(gè)工作面相向回采和掘進(jìn)； 突出煤層的掘進(jìn)工作面不得進(jìn)入本煤層或鄰近層采煤工作面的應(yīng)力集中區(qū)； 在第一次執(zhí)行防突措施或無措施超前距時(shí)，必須采

25、用淺孔排放或其它防突措施，在工作面前方形成的安全屏障后，方可進(jìn)入正常防突措施施工； 在突出煤層中掘進(jìn)平巷時(shí)，應(yīng)采用超前鉆孔、深孔松動(dòng)爆破，前探支架、水力沖孔或其它經(jīng)測試證實(shí)有效的防突措施。二、超前排放鉆孔 超前排放鉆孔是指向工作面前方沿煤層打一數(shù)量和長度的鉆孔，用來消除一定范圍內(nèi)的突出危險(xiǎn)。 1、鉆前鉆孔作用原理 超前鉆孔的作用就是在工作面前方打幾個(gè)鉆孔，排放瓦斯和卸除瓦斯壓力，釋放突出能量人為地造成和保持一個(gè)較長的卸壓帶，使其應(yīng)和集中帶移向煤體深部，從而消除和降低采掘過程中的突出危險(xiǎn)。超前排放鉆孔適合于透氣性較好，煤質(zhì)較硬的的煤層。2、超前鉆孔的布置及參數(shù) 超前鉆孔的布置主要取決于鉆孔的有效

26、排放半徑和所需形成的卸壓和排放瓦斯范圍。 超前鉆孔應(yīng)布置在煤質(zhì)松軟的軟分層中，超前鉆孔直徑應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件和突出情況決定，一般為75120mm，地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑42鉆孔，鉆孔超前于掘進(jìn)工作面的距離不小于，鉆孔個(gè)數(shù)依據(jù)鉆孔的有效排放半徑確定，排放半徑必須經(jīng)實(shí)測確定。 超前鉆孔控制巷道斷面輪廓線外，突出嚴(yán)重需5m以上。 煤層賦存條件發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整超前鉆孔參數(shù)。 超前鉆孔打后，必須進(jìn)行效果檢驗(yàn)，如果經(jīng)檢驗(yàn)措施無效時(shí)，必須補(bǔ)打鉆孔或采取其它補(bǔ)充措施。 如果煤層松軟，則施工超前鉆孔時(shí)，應(yīng)打好迎面支架背好工作面。 鉆進(jìn)過程中，應(yīng)注意對(duì)突出征兆的觀察，必要時(shí)停止鉆進(jìn)，撤出人員。超前排

27、放鉆孔示意圖三、深孔松動(dòng)爆破 松動(dòng)爆破分淺孔與深孔兩種，孔深小于6米的稱淺孔松動(dòng)爆破，大于6米的稱深孔松動(dòng)爆破。過去對(duì)松動(dòng)爆破的看法不一致，認(rèn)為它是起誘導(dǎo)突出的作用，而不能防治突出。經(jīng)過近幾年的研究與實(shí)踐認(rèn)為，淺孔起誘導(dǎo)突出的作用，而深孔則起防突作用。 所謂深孔松動(dòng)爆破，就是在工作面前方打深度較大的炮孔若干個(gè)，裝藥爆破，使煤體破裂和松動(dòng)，使掘進(jìn)工作面前方應(yīng)力集中帶向煤體深部轉(zhuǎn)移，松動(dòng)范圍的煤體瓦斯達(dá)到排放和卸壓，從而達(dá)到消除突出的目的。1、深孔松動(dòng)爆破作用原理 深孔松動(dòng)爆破的主要作用是，在巷道的壓力集中區(qū)中，利用炸藥的爆炸威力，人為地改變煤的力學(xué)性能，增加煤的裂隙，使壓力集中區(qū)中的壓力降低，煤

28、層中的瓦斯得以排放，并使壓力集中帶轉(zhuǎn)向煤體深部，擴(kuò)大工作面前方卸壓區(qū)域，為煤巷的掘進(jìn)創(chuàng)造較好的安全條件。松動(dòng)爆破前，巷道前方的壓力集中帶位于巷道工作面前方46m處，而執(zhí)行深孔松動(dòng)爆破后，巷道前方的壓力集中帶已移至1214m處，將卸壓帶的寬度由4m增至910m，當(dāng)采用5m的超前距時(shí)，掘進(jìn)煤巷就有較好的安全保證。適用：深孔松動(dòng)爆破適應(yīng)于煤質(zhì)較硬突出強(qiáng)度較小，煤層穩(wěn)定，頂?shù)装遢^好的煤層。2、深孔松動(dòng)爆破工藝和參數(shù) 深孔松動(dòng)爆破的孔徑為42mm,孔深不得小于8m，深孔松爆應(yīng)控制到巷道輪廓線外1.52m的范圍,孔數(shù)應(yīng)根據(jù)松動(dòng)爆破有效半徑?jīng)Q定,在掘進(jìn)時(shí)必須留有不少于的超前距。 深孔松動(dòng)爆破孔的裝藥長度為孔

29、長減去5.56m,每個(gè)藥卷(特制)長度為1m,每個(gè)藥卷裝一個(gè)雷管。裝藥必須裝到孔底，裝藥后，應(yīng)裝入不小于0.4m的水炮泥,水炮泥外側(cè)還應(yīng)充填不小于2m的封口炮泥。 深孔松爆后，必須進(jìn)行效果檢驗(yàn)，如果措施無效，必須采取補(bǔ)救措施。3、深孔松動(dòng)爆破注意事項(xiàng) 第一次采用松爆的掘進(jìn)工作面，在執(zhí)行措施前，應(yīng)打深度不少于的小直徑排放處理未松動(dòng)爆破煤體 在裝藥和充填炮泥時(shí)，應(yīng)防止拆斷電雷管的腳線 松爆時(shí)，必須制定撤人、斷電、站崗、放哨，實(shí)行遠(yuǎn)距離放炮，反向風(fēng)門等安全措施 在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或煤層賦存條件急劇變化處不能按原措施要求實(shí)施時(shí)，必須打鉆查明煤層賦存條件，然后用4275mm的鉆孔進(jìn)行排放,經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有

30、效后，方可采用安全防護(hù)措施施工。四、水力沖孔 水力沖孔又稱鉆沖法，通過向突出煤層打鉆的同時(shí)，送入一定壓力的水流，以水作動(dòng)力切割和沖擊煤體，導(dǎo)致噴孔的發(fā)生和發(fā)展，達(dá)到排放瓦斯和釋放突出潛能的目的。 水力沖孔適用于有自噴現(xiàn)象的嚴(yán)重突出煤層。 四川省內(nèi)煤礦應(yīng)用較少。五、前探支架 前探支架可用于煤質(zhì)極松軟的急傾斜和緩傾斜煤層平巷掘進(jìn)工作面，以防止工作面頂部懸煤垮落而造成煤與瓦斯突出。 具體作法時(shí)：前探支架一般向工作面前方打一排直徑為50108mm的鉆孔,仰角810鉆孔間距0.20.3m，其長度按兩次掘進(jìn)長度再加0.5,然后在孔內(nèi)插入長的鋼管或鋼軌。每掘一次打一排鉆孔，形成兩排交替前進(jìn)，這樣使掘進(jìn)工作面

31、始終在支護(hù)下進(jìn)行，從而避免頂部煤的冒落而引起的突出。在新的支架安設(shè)后，回收原有支架，反復(fù)使用。 應(yīng)當(dāng)指出的是，前探支架對(duì)于預(yù)防突出來說，僅是一種輔助措施。六、預(yù)抽瓦斯在另外的礦井瓦斯抽放課程中詳述。采煤工作面防治突出措施 有突出危險(xiǎn)的采煤工作面可采用淺孔松動(dòng)爆破，淺孔注水濕潤煤體，超前鉆孔，預(yù)抽瓦斯等防突措施，并盡可能采用刨煤機(jī)或淺截深采煤機(jī)采煤。一、超前鉆孔 回采工作面實(shí)施超前鉆孔的作用有二：其一是引起煤體應(yīng)力的重新分布，使應(yīng)力集中帶向煤體深處推移；二是排放鉆孔周圍煤體的瓦斯，人為地在工作面前方造成一個(gè)卸壓帶，達(dá)到消除突出危險(xiǎn)之目的。 超前鉆孔的直徑根據(jù)鉆機(jī)機(jī)具能力確定，一般不小于90mm，

32、鉆孔數(shù)量根據(jù)考察后的排放半徑確定并覆蓋全工作面，鉆孔深為1525m，超前距為5m。二、松動(dòng)爆破 松動(dòng)爆破的實(shí)質(zhì)是利用炸藥爆破產(chǎn)生的能量，使煤體產(chǎn)生縫隙，排放瓦斯；同時(shí)使工作面前方的應(yīng)力集中帶推向煤體的深處，從而在工作面前方形成一定范圍的卸壓帶，采掘工作在卸壓帶內(nèi)進(jìn)行，因此避免了突出的發(fā)生。炸藥爆破后，工作面前方煤體中的瓦斯壓力、瓦斯排放量、鉆粉量、鉆孔瓦斯涌出初速度和煤體溫度等諸參數(shù)發(fā)生了明顯的變化，降低或升高到一定值。從不同的方面反映了一個(gè)共同的規(guī)律工作面前方一定距離的煤體已卸壓，消除了潛在的突出危險(xiǎn)性。 采煤工作面的松動(dòng)爆破防治突出措施，適用于煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定性較好的煤層。松動(dòng)爆破孔沿采

33、煤工作面每隔23m打一個(gè)，孔深不小于3m，炮泥封孔長度不得小于1m。措施實(shí)施后，必須經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有效后，方可進(jìn)行采煤。采用松動(dòng)爆破防治突出措施的超前距離不得小于2m,垂直于工作面布置鉆孔,每眼裝藥量300450g，放炮距離不小于300m。三、注水濕潤煤體 淺孔注水措施主要適應(yīng)于煤質(zhì)較硬的煤層，主要原理是煤體注水后，煤體由彈性轉(zhuǎn)為塑性，并使采面集中壓力前移，減少了煤層瓦斯彈性潛能，煤體水份增加，抑制了瓦斯的排放量，使瓦斯壓力減少，從而消除突出。 具體作法是：沿工作面每隔打個(gè)注水孔，孔深不少于，向煤體注水壓力不低于MPa,發(fā)現(xiàn)水從煤壁或相鄰注水孔流出時(shí)，即可停止注水。注水后經(jīng)效果檢驗(yàn)，有效后，方

34、可采煤。注水超前工作面的距離不小于。四、預(yù)抽瓦斯在另外的礦井瓦斯抽放課程中詳述。安全防護(hù)措施 井巷揭穿突出煤層或在突出煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，都必須采取安全防護(hù)措施。安全防護(hù)措施包括震動(dòng)放炮、遠(yuǎn)距離放炮、避難所，壓風(fēng)自救系統(tǒng)和隔離式（壓縮氧和化學(xué)氧）自救器等，安全防護(hù)措施是為了防止突出預(yù)測失誤或措施失效而發(fā)生突出的最后一道安全屏障。一、石門揭穿突出煤層的震動(dòng)性放炮 震動(dòng)放炮是通過多打眼、一次放大炮以對(duì)煤體及巖層造成強(qiáng)烈的震動(dòng)，在人員撤到安全地點(diǎn)的條件下誘導(dǎo)突出，以保證作業(yè)的安全。因此，嚴(yán)格的說來，它是一種安全措施。目前，大部分局、礦只在突出危險(xiǎn)性小、煤層較薄的條件下才單獨(dú)使用；反之，震動(dòng)放炮必須

35、配合其他防止措施使用。為此，震動(dòng)放炮要求全斷面一次揭開巖柱，爆破后巷道基本成型，不再進(jìn)行刷大、臥底工作。1、震動(dòng)性放炮的專門設(shè)計(jì)震動(dòng)放炮必須編制專門設(shè)計(jì)，經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)后報(bào)礦務(wù)局備案；震動(dòng)放炮的炮眼數(shù)目，應(yīng)按照每平方米石門斷面45個(gè)確定；震動(dòng)放炮的炮眼布置，根據(jù)斷面和巖性確定；巖眼不得打入煤層，眼底距煤層應(yīng)保持0.2m 的距離。如果巖眼已打入煤層，必須在眼底的巖石中充填0.2m的炮泥；震動(dòng)放炮的單位炸藥消耗量，應(yīng)按照正常掘進(jìn)量的1.52倍確定，打穿煤層的炮眼在煤層段和巖石段應(yīng)分段裝藥，并用長0.25m的炮泥隔開；所有炮眼都在炸藥與封泥間裝12個(gè)水炮泥，封泥都必須密實(shí)地裝至孔口；震動(dòng)放炮必須采

36、用銅腳線的毫秒雷管，最后一段的延期時(shí)間不得超過130ms，并不得跳段使用。電雷管使用前必須進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)。 震動(dòng)放炮工作面，必須具有獨(dú)立可靠的回風(fēng)系統(tǒng)； 震動(dòng)放炮時(shí)，回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備必須切斷電源，嚴(yán)禁人員作業(yè)和通過。2、震動(dòng)性放炮的有關(guān)規(guī)定 震動(dòng)放炮要求一次全斷面揭穿或揭開煤層。對(duì)急傾斜和傾斜的薄煤層，都必須一次全斷面揭穿煤層全厚；對(duì)急傾斜和傾斜的中厚、厚煤層，一次全斷面揭入煤層深度應(yīng)不小于1.3m，對(duì)緩傾斜煤層，應(yīng)一次全斷面揭開巖柱。如果震動(dòng)放炮未能按要求揭穿煤層，在掘進(jìn)剩余部分時(shí)（包括掘進(jìn)煤層和進(jìn)入底（頂）板2m 范圍內(nèi)），必須按照震動(dòng)放炮的安全要求，進(jìn)行放炮作業(yè)。2）震動(dòng)放炮未崩開石門全

37、斷面的巖柱和煤層時(shí)，繼續(xù)放炮仍需按照震動(dòng)性放炮有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并需加強(qiáng)支護(hù)，設(shè)專人檢查瓦斯和觀察突出預(yù)兆；在作業(yè)中，如發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆，工作人員應(yīng)立即撤到安全地點(diǎn)。煤層特厚或傾角過小不能一次揭開煤層全厚時(shí)，在掘進(jìn)剩余部分時(shí)，必須采用抽放瓦斯、排放鉆孔、水力沖孔等防突措施，并應(yīng)遵守下列規(guī)定： 采用抽放瓦斯、排放鉆孔、水力沖孔之前，必須加強(qiáng)巷道及迎面支護(hù)，巷道支架背嚴(yán)、背實(shí)后，方可進(jìn)行作業(yè)。作業(yè)時(shí)，必須采取保護(hù)工作面作業(yè)人員的安全措施； 放震動(dòng)炮前，對(duì)所有鉆孔和在煤體中形成的孔洞都應(yīng)嚴(yán)密封閉孔口，孔內(nèi)注滿水或以黃土、砂充實(shí)。3、反向風(fēng)門 反向風(fēng)門是防止突出時(shí)瓦斯逆流進(jìn)入進(jìn)風(fēng)道而安設(shè)的風(fēng)門。因而反向風(fēng)門在

38、平時(shí)是敞開的，其在放炮時(shí)關(guān)閉，放炮后，礦山救護(hù)隊(duì)和有關(guān)人員進(jìn)入檢查時(shí)，必須把風(fēng)門打開頂牢。在突出危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置反向風(fēng)門時(shí)，必須遵守下列規(guī)定： 1、反向風(fēng)門必須設(shè)在石門掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)，以防止突出時(shí)的瓦斯不能沿回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入礦井回風(fēng)系統(tǒng)。 2、必須設(shè)置兩道牢固可靠的反向風(fēng)門，風(fēng)門墻垛可用磚或混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石的深度不得小于0.2m，墻垛厚度不得小于0.8m，門框和門可采用堅(jiān)實(shí)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)門框厚度不得小于100mm，風(fēng)門厚度不得小于50mm，兩道風(fēng)門之間的距離不得小于4m。 3、放炮時(shí)風(fēng)門必須關(guān)閉，對(duì)通過內(nèi)墻垛的風(fēng)筒，必須設(shè)隔斷裝置，救護(hù)人員和其它人員進(jìn)入檢查時(shí)，必須把風(fēng)門打開頂牢。二、遠(yuǎn)距離放炮 采用遠(yuǎn)距離放炮時(shí)，放炮地點(diǎn)應(yīng)設(shè)在進(jìn)風(fēng)側(cè)反向風(fēng)門之外或