煤与瓦斯突出防治技术.ppt

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1、煤与瓦斯突出防治技术煤与瓦斯突出防治技术河河 南南 理理 工工 大大 学学2002006 6年年7 7月月煤与瓦斯突出防治技术煤与瓦斯突出防治技术 王兆丰王兆丰 博导、研究员博导、研究员 河南省特聘教授河南省特聘教授 河南理工大学瓦斯地质研究所所长河南理工大学瓦斯地质研究所所长 国国家家煤煤矿矿安安全全监监察察局局安安全全生生产产专专家家，中中国国煤煤炭炭学学会会瓦瓦斯斯地地质质专专业业委委员员会会副副主主任任委委员员，河南省煤炭学会防突专业委员会主任委员河南省煤炭学会防突专业委员会主任委员汇报内容汇报内容汇报内容汇报内容第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第三部分第三部

2、分 我国我国瓦斯突出现状瓦斯突出现状第二部分第二部分 瓦斯性质、危害与用途瓦斯性质、危害与用途第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第五部分第五部分 防突技术存在的问题防突技术存在的问题第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策中国中国(511Mtoe)世界平均世界平均(2048Mtoe)中国和世界的一次能源消费中国和世界的一次能源消费(1999)(1999)第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业煤炭资源丰富，全球探明煤炭贮量煤炭资源丰富，全球探明煤炭贮量98429842亿吨亿吨(19

3、99)(1999)第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业中国富煤缺油中国富煤缺油中国主要能源探明贮量（中国主要能源探明贮量（19991999）第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业第一部分第一部分 煤炭工业不是夕阳工业煤炭工业不是夕阳工业化学式：化学式：CHCH4 4分子量：分子量：16.04216.042kg/kg/kmolkmol 密度：密度：0.71680.7168kg/mkg

4、/m3 3沸点沸点：-161.7-161.7（0.10.1MPaMPa下）下）液态密度：液态密度：415415kg/mkg/m3 3水中的溶解度：水中的溶解度：55.6 55.6 l/ml/m3 3 发热量：发热量：85688568大卡大卡/m m3 3分子直径：分子直径：0.410.411010-9-9m m分子体积：分子体积：22.3622.36m m3 3/kmol/kmol对空气的比重：对空气的比重：0.55450.5545溶点：溶点：-182.5-182.5扩散系数：扩散系数：0.1960.196cmcm2 2/s/s空气中的爆炸下限：空气中的爆炸下限：5%5%空气中的爆炸上限：空气

5、中的爆炸上限：15%15%第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途（1 1）污染环境，加剧大气）污染环境，加剧大气“温室效应温室效应”（2 2）可造成瓦斯窒息事故）可造成瓦斯窒息事故 瓦斯浓度瓦斯浓度43%43%时，呼吸短促时，呼吸短促 瓦斯浓度达瓦斯浓度达57%57%时，即刻昏迷时，即刻昏迷（3 3）可酿成瓦斯燃烧事故）可酿成瓦斯燃烧事故 瓦斯浓度低于瓦斯浓度低于5%5%或或15%15%（4 4）引起瓦斯爆炸事故）引起瓦斯爆炸事故 瓦斯浓度在瓦斯浓度在5 515%15%（5 5）产生煤与瓦斯突出事故）产生煤与

6、瓦斯突出事故第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途l作城镇煤气作城镇煤气 l作锅炉和窑炉的燃料作锅炉和窑炉的燃料l瓦斯发电瓦斯发电l作机动车的燃料作机动车的燃料l作化工原料生产化工产品作化工原料生产化工产品第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用途第二部分第二部分 瓦斯的性质、危害与用途瓦斯的性质、危害与用

7、途第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状 我国是世界上瓦斯突出灾害最严重我国是世界上瓦斯突出灾害最严重的国家，截至的国家，截至20042004年底，累计发生突出年底，累计发生突出 1560015600多次，占世界总突出次数的多次，占世界总突出次数的4040以上。以上。我国有我国有600600多个突出矿井：多个突出矿井：国有重点煤矿国有重点煤矿154154个个 地方煤矿地方煤矿200200多个多个 乡镇煤矿乡镇煤矿300300多个多个 几乎所有采煤省份都有突出矿井几乎所有采煤省份都有突出矿井 第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状严重突出矿区严重突出矿区北票、六枝、南桐、

8、天府、芙北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳国有重点煤矿矿井类型构成低瓦斯矿低瓦斯矿瓦斯突出矿瓦斯突出矿高瓦斯矿高瓦斯矿第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状区 域特大型矿井大型矿井中型矿井合计突出矿井突出矿井数量（处）数量（处）突出煤矿突出煤矿比例（）比例（）突出矿井突出矿井数量（处）数量（处）突出煤矿突出煤矿比例（）比例（）突出矿井突出矿井数量（处）数量（处）突出煤矿突出煤矿比例（）比例（）突出矿井突出矿井数量（处）数量（处）突出煤矿突出煤矿比例（）比例（）京津冀区00.00317.6

9、5523.81819.51晋陕蒙区13.7012.3833.0953.01东北区250.00310.341129.731622.86华东区325.00725.9368.331614.41中南区150.00531.252043.482640.63西南区00.00675.002167.742769.23新甘宁青区00.00233.33413.79616.67全国合计714.292718.627020.9610419.77第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状年年 份份重特大瓦斯突出事故重特大瓦斯突出事故起起 数数（次（次）占重特大瓦斯占重特大瓦斯事故数的比例事故数的比例（%）死死 亡亡

10、人人 数数（人）（人）占重特大瓦斯占重特大瓦斯事故死亡人数事故死亡人数比例（比例（%）20031534.098315.9620042112.7026718.30 2001年2004年，我国发生有人员死亡的瓦斯突出事故185起，死亡746人，其中，一次死亡10人以上的突出事故12起，死亡334人。第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状时时 间间地地 点点突出强度突出强度（t）突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）死亡人数死亡人数（人）（人）99年年12月月26日日 沈阳红菱煤矿沈阳红菱煤矿2000300002801年年12月月30日日丰城建新煤矿丰城建新煤矿1396866702002年年4月月

11、7日日淮北芦岭煤矿淮北芦岭煤矿89009000001303年年1月月23日日焦作朱村煤矿焦作朱村煤矿1000400001904年年10月月20日日郑州大平煤矿郑州大平煤矿167525000148（13）05年年6月月8日日娄底资江煤矿娄底资江煤矿/21第三部分第三部分 我国瓦斯突出现状我国瓦斯突出现状 什么是煤与瓦斯突出？什么是煤与瓦斯突出？煤与瓦斯突出是煤层开采过程中严重的自煤与瓦斯突出是煤层开采过程中严重的自然灾害之一，是煤矿井下发生的一种复杂的有然灾害之一，是煤矿井下发生的一种复杂的有煤、岩和瓦斯参与的动力现象。煤、岩和瓦斯参与的动力现象。煤与瓦斯突出发生时，能在几秒至几十秒煤与瓦斯突出

12、发生时，能在几秒至几十秒的时间内将几吨到上万吨的煤和几百立方米到的时间内将几吨到上万吨的煤和几百立方米到几百万立方米的瓦斯抛射到采掘空间几百万立方米的瓦斯抛射到采掘空间。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术 突出事例一：突出事例一：1975年年8月月8日日 天府矿务局三汇坝井天府矿务局三汇坝井+280米水平（垂深米水平（垂深500米）主平硐揭米）主平硐揭K1煤层时，突煤层时，突出煤出煤(岩岩)量量12700吨，喷出瓦斯量吨，喷出瓦斯量140万立方米。万立方米。这是我国所发生的最大的一次煤与瓦斯突出事这是我国所发生的最大的一次煤与瓦

13、斯突出事例，也是世界上第二大突出事例例，也是世界上第二大突出事例。突出事例二突出事例二:1999年年12月月26日日沈沈阳阳矿矿务务局局红红菱菱矿矿石石门门揭揭煤煤时时发发生生特特大大型型煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出，突突出出煤煤量量2000吨吨，瓦瓦斯斯逆逆流流2000多多米米，死亡死亡28人。人。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术 煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出的危害:危及井下作业人员的安全危及井下作业人员的安全破坏矿井正常的生产秩序破坏矿井正常的生产秩序破破坏坏井井下下设设备备和和建建筑筑物物，如如摧摧毁毁支支架架、推推倒倒矿

14、矿车车、破坏通风设施破坏通风设施诱发其它灾害事故，如瓦斯煤尘爆炸、瓦斯燃烧诱发其它灾害事故，如瓦斯煤尘爆炸、瓦斯燃烧严重影响矿井经济效益严重影响矿井经济效益第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l我国是什么时候开始突出的？到现在共我国是什么时候开始突出的？到现在共发生多少次突出了？发生多少次突出了？我我国国最最早早有有记记载载的的煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出突突出出事事例例是是19501950年年5 5月月1 1日日辽辽源源矿矿务务局局富富国国二二井井在在垂垂深深280280米米煤煤巷巷掘掘进进时时发发生生的的，截截止止到到20002000年年底底，我我国国已已累累计计发发生生突突出出

15、1800018000余余次次，占占世世界界各各国国总总突突出出次次数数的的40%40%以以上上，已已成成为为世世界界上上煤煤与与瓦瓦斯突出灾害最为严重的国家斯突出灾害最为严重的国家。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术 我我国国有有800800多多个个突突出出矿矿井井，其其中中国国有有重重点点煤煤矿矿130130个个，地地方方煤煤矿矿300300多多个个，乡乡镇镇煤煤矿矿400400多多个个，各各个个采采煤煤省省份份几几乎乎都都有有突突出出矿矿井井。严严重重突突出出矿矿区区有有北北票票、六六枝枝、南南桐桐、天天府府、芙芙蓉蓉、松松藻藻、英英岗岗岭岭、涟涟邵邵、白白沙沙、焦焦作作、

16、鸡鸡西西、阜阜新新、沈沈阳阳等等，一一般般突突出出矿矿区区有有平平顶顶山山、淮淮南南、淮淮北北、丰丰城城、萍萍乡、阳泉、鹤壁等乡、阳泉、鹤壁等 。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出分类煤与瓦斯突出分类按成因和特征，将煤与瓦斯突出分为三类：按成因和特征，将煤与瓦斯突出分为三类：（1 1）煤与瓦斯突出（简称为突出）煤与瓦斯突出（简称为突出）（2 2）煤与瓦斯压出（简称为压出）煤与瓦斯压出（简称为压出）（3 3）煤与瓦斯倾出（简称为倾出）煤与瓦斯倾出（简称为倾出）第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l突出的基本特征突出的基本特征突出的煤抛出距离较远，具有

17、明显的分选性；突出的煤抛出距离较远，具有明显的分选性；抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角；抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角；抛抛出出的的煤煤破破碎碎程程度度较较高高，含含有有大大量量的的煤煤块块和和手手捻捻无无粒感的煤粉粒感的煤粉有有明明显显的的动动力力效效应应，破破坏坏支支架架、推推倒倒矿矿车车、破破坏坏和和抛出安装在巷道内的设施；抛出安装在巷道内的设施；有有大大量量的的瓦瓦斯斯涌涌出出，瓦瓦斯斯涌涌出出量量远远远远大大于于突突出出煤煤的的瓦斯含量，有时会使风流逆转；瓦斯含量，有时会使风流逆转；突突出出孔孔洞洞呈呈口口小小腔腔大大的的梨梨形形、舌舌形形、倒倒瓶瓶形形以以及及其其它分岔形等。它分

18、岔形等。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l倾出的基本特征倾出的基本特征倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；倾倾出出的的孔孔洞洞呈呈孔孔大大腔腔小小，孔孔洞洞轴轴线线压压风风自自沿沿煤煤层层倾倾斜或铅垂方向（厚煤层）发展；斜或铅垂方向（厚煤层）发展；无明显动力效应；无明显动力效应；倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；巷道瓦斯涌出量明显增大。巷道瓦斯涌出量明显增大。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l压出的基本特征压出的基本特征压压出出有有两两种种形形式式，即即煤煤的的整整

19、体体位位移移和和煤煤有有一一定定距距离离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；的抛出，但位移和抛出的距离都较小；压压出出后后，在在煤煤层层与与顶顶板板之之间间的的裂裂隙隙中中，常常留留有有细细煤煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；压出的煤呈块状，无分选显现；压出的煤呈块状，无分选显现；巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。压出时常伴随巷道底鼓压出时常伴随巷道底鼓。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术 第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治

20、技术l 煤与瓦斯机理煤与瓦斯机理-综合假说 突突出出是是地地应应力力、煤煤中中所所含含瓦瓦斯斯和和煤煤的的物物理理力力学学性性质质三三因因素素综综合合作作用用的的结果。结果。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（1 1）煤层突出危险性随采深增加而增大）煤层突出危险性随采深增加而增大 在在浅浅部部开开采采为为高高瓦瓦斯斯甚甚至至为为低低瓦瓦斯斯的的矿矿井井，开开采采到到深深部部后后，由由于于煤煤层层赋赋存存条条件件的的变变化化，煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力增增大大，可可能能转转变变为为突突出出矿矿井井；一一些些在在浅浅部部开开采采突突出出

21、危危害害较较轻轻的的突突出出矿矿井井，开开采采到到深深部部后后，可可能能转转变变为为严严重重突突出出矿矿井井。矿矿井井或或煤煤层层一一般般有有一一个个始始突突深深度度，当大于该深度时，就有发生突出的危险。当大于该深度时，就有发生突出的危险。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律 （2 2）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面 在统计的在统计的98459845次突出中，煤巷掘进工作次突出中，煤巷掘进工作面突出面突出74827482次，占次，占76%76%，石门揭煤工作面突出，石门揭煤工作面突出567567次

22、，占次，占5.76%5.76%，回采工作面突出，回采工作面突出15561556次，占次，占15.8%15.8%。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（3 3）煤层突出危险性随煤厚增加而加大）煤层突出危险性随煤厚增加而加大以南桐矿务局三号井为例：以南桐矿务局三号井为例：5 5号煤厚号煤厚0.70.70.80.8m m，平均突出强度平均突出强度3838吨吨/次，最大突次，最大突出强度出强度138138吨吨/次；次；6 6号煤厚号煤厚1 11.51.5m m，平均突出强度平均突出强度4343吨吨/次，最大突出次，最大突出强度强度450450

23、吨吨/次；次；4 4号层，煤厚号层，煤厚2.52.53.23.2m m，平均突出强度平均突出强度8888吨吨/次，最次，最大突出强度大突出强度50005000吨吨/次，该局所有特大型突出都发生在该次，该局所有特大型突出都发生在该煤层。煤层。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（4 4）突出大多数发生在地质构造带）突出大多数发生在地质构造带 在在30823082次次有有地地质质构构造造情情况况详详细细记记录录的的突突出出中中，25252525次次突突出出地地点点有有断断层层、褶褶曲曲、火火成成岩岩侵侵入入、煤煤层层厚厚度度变变化化等等地

24、地质质构构造造，占占81.9%81.9%；557557次突出无地质构造，仅占次突出无地质构造，仅占18.118.1%。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（5 5）大多数突出前有作业方式诱导）大多数突出前有作业方式诱导 8480 8480次突出事例统计表明，有次突出事例统计表明，有82538253次有次有放炮、支护、落煤、带钻等作业方式诱导了放炮、支护、落煤、带钻等作业方式诱导了突出，占突出，占97.3%97.3%，其中放炮作业突出，其中放炮作业突出54815481次，次，占占64.6%64.6%，风镐落煤突出，风镐落煤突出6766

25、76次，占次，占8%8%，手镐，手镐落煤突出落煤突出11021102次，占次，占13%13%。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律（6 6）突出前大多有预兆）突出前大多有预兆 在我国统计的在我国统计的50295029次有明确突出预兆记载的次有明确突出预兆记载的突出事例中，有突出事例中，有44934493次突出发生前有突出预兆，次突出发生前有突出预兆，占占89.3%89.3%，无突出预兆仅有，无突出预兆仅有536536次，占次，占10.7%10.7%。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯

26、突出的一般规律（7 7）煤体破坏程度越高，突出危险性越大）煤体破坏程度越高，突出危险性越大 突出煤层多发生在为突出煤层多发生在为、类煤中，此类煤类煤中，此类煤的共同特点是坚固性系数的共同特点是坚固性系数f f值小、煤层瓦斯放散初速度值小、煤层瓦斯放散初速度PP大、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地大、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉皱的构造煤。质构造揉皱的构造煤。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律 （8 8）石门突出危险性最大）石门突出危险性最大 在统计的在统计的98459845次突出中，尽管石门突出次次突出

27、中，尽管石门突出次数少，但突出强度大，平均突出强度为数少，但突出强度大，平均突出强度为316.5316.5吨吨/次，是平巷平均突出强度（次，是平巷平均突出强度（5050吨吨/次）的次）的6 6倍以上。倍以上。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l 煤与瓦斯突出的一般规律煤与瓦斯突出的一般规律 （9 9）煤层突出危险区常呈条带状分布）煤层突出危险区常呈条带状分布 前苏联统计资料表明，在突出煤层中，前苏联统计资料表明，在突出煤层中，突出危险区仅占突出煤层区域总面积的突出危险区仅占突出煤层区域总面积的10%10%。我国统计资料表明，突出煤层中，突出我国统计资料表明，突出煤层中，突出危险

28、区仅占突出煤层区域总面积的危险区仅占突出煤层区域总面积的 10 1015%15%。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l瓦斯突出的常见预兆瓦斯突出的常见预兆 声响预兆声响预兆-响煤炮响煤炮 瓦斯预兆瓦斯预兆-瓦斯异常、喷孔瓦斯异常、喷孔 煤结构预兆煤结构预兆-煤结构紊乱、煤体发暗、煤厚急剧变化煤结构紊乱、煤体发暗、煤厚急剧变化 矿压显现预兆矿压显现预兆-片帮、煤墙外臌、底臌、顶（夹）钻片帮、煤墙外臌、底臌、顶（夹）钻 温度预兆温度预兆-温度降低、煤墙发凉温度降低、煤墙发凉第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术煤层煤层区域预测区域预测非突出层非突出层突出层突出层区域预测

29、区域预测威胁区威胁区危险区危险区人身防护措施人身防护措施推进推进 50m危险性预测危险性预测危险面危险面人身防护措施人身防护措施威胁面威胁面危险性预测危险性预测危险面危险面采掘作业采掘作业安全措施安全措施非危险面非危险面人身防护措施人身防护措施措施效检措施效检防突（消突）措施防突（消突）措施采掘作业采掘作业无无效效有有效效综合防突措施流程图综合防突措施流程图第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l瓦斯突出危险性预测瓦斯突出危险性预测 区域预测区域预测 工作面预测工作面预测第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术 区域预测煤层区域预测煤层 突出危险性的单项突出危险性的单项指

30、标包括：指标包括：1.1.煤的破坏类型煤的破坏类型 2.2.瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度指标指标 3.3.煤的坚固性系数煤的坚固性系数 4.4.煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力区域预测方法区域预测方法-单项指标法单项指标法第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术D=D=（0.0075H/f-30.0075H/f-3）(P-0.74)(P-0.74)K=P/fK=P/fD D煤层突出危险性综合指标；煤层突出危险性综合指标；K K煤的突出危险性综合指标；煤的突出危险性综合指标；H H开采深度，开采深度，m m；P P煤层瓦斯压力，取两个测压孔煤层瓦斯压力，取两个测压孔 实测瓦斯压力最大值，实测瓦

31、斯压力最大值，MPaMPa；PP软分层煤的瓦斯放散初速软分层煤的瓦斯放散初速 度指标；度指标；f f软分层煤的平均坚固性系数。软分层煤的平均坚固性系数。区域预测方法区域预测方法-综合指标法综合指标法第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术瓦斯突出区域预测工作程序瓦斯突出区域预测工作程序确定目标确定目标资料收集资料收集参数测试参数测试瓦斯压力瓦斯压力瓦斯含量瓦斯含量坚固性系数坚固性系数瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度吸附常数吸附常数灰分、水分、孔隙率灰分、水分、孔隙率预测结论预测结论第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术需要收集的资料需要收集的资料矿井设计说明书矿井设计说明书采

32、掘工程平面图采掘工程平面图井上下对照图井上下对照图瓦斯含量（压力）历史测定资料瓦斯含量（压力）历史测定资料矿井地质报告矿井地质报告瓦斯动力现象历史资料瓦斯动力现象历史资料近三年来的矿井瓦斯等级鉴定资料近三年来的矿井瓦斯等级鉴定资料首分层回采工作面瓦斯涌出资料首分层回采工作面瓦斯涌出资料第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术某矿煤与瓦斯突出区域预测结果某矿煤与瓦斯突出区域预测结果第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l工作面预测的常用仪表工作面预测的常用仪表 MD-2MD-2型钻屑瓦斯解吸仪、型钻屑瓦斯解吸仪、ZLD-1ZLD-1型多级流型多级流量计、量计、JN-1JN-

33、1型胶囊封孔器、型胶囊封孔器、WTCWTC、TWYTWY是工作面是工作面突出危险性预测最常见的仪表。突出危险性预测最常见的仪表。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术MD-2型钻屑瓦斯解吸仪ZLD-1型多级流量计第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术JN-1型胶囊封孔器第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术煤巷掘进工作面预测煤巷掘进工作面预测-钻孔瓦斯涌出初速度法钻孔瓦斯涌出初速度法（1 1）工作面的软分层中，）工作面的软分层中，靠近巷道两帮，各打一个靠近巷道两帮，各打一个平行于巷道掘进方向，直平行于巷道掘进

34、方向，直径径4242mmmm，深深3.53.5m m的预测钻的预测钻（2 2）用专用封孔器封孔，）用专用封孔器封孔，留留0.50.5m m长测量室长测量室（3 3）在成孔）在成孔2 2minmin内测定完内测定完钻孔瓦斯涌出初速度钻孔瓦斯涌出初速度第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术煤巷掘进工作面预测煤巷掘进工作面预测-钻孔瓦斯涌出初速度法钻孔瓦斯涌出初速度法第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术煤巷掘进工作面预测煤巷掘进工作面预测-钻屑解吸指标法钻屑解吸指标法 (1)(1)在在煤煤巷巷掘掘进进工工作作面面软软分分层层中中打打2 2个个直直径径4242mmmm、深深8

35、 81010m m的预测钻孔，如右图示；的预测钻孔，如右图示；(2)(2)钻钻孔孔每每打打1 1m m，测测定定一一次次钻钻屑屑量量，每每隔隔2 2m m测测定定一一次次钻钻屑屑解解吸吸指指标标；根根据据每每个个钻钻孔孔的的最最大大钻钻屑屑量量S Smaxmax和和最最大大钻钻屑屑解解吸吸指指标标h h2 2或或K K1 1预预测测工工作作面面的的突突出危险性。出危险性。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术煤巷掘进工作面预测煤巷掘进工作面预测-钻屑解吸指标法钻屑解吸指标法第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术采煤工作面预测采煤工作面预测方法方法 原则上可采用所有应用于

36、煤巷掘进工作面突原则上可采用所有应用于煤巷掘进工作面突出预测方法。由于采煤工作面长，预测工作量大，出预测方法。由于采煤工作面长，预测工作量大，一般采用钻孔瓦斯涌出初速度法预测突出危险性。一般采用钻孔瓦斯涌出初速度法预测突出危险性。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术l防突措施的类型防突措施的类型 （1 1）区域防突措施）区域防突措施 使煤层一定区域（如一个采区）消除突出危险性。使煤层一定区域（如一个采区）消除突出危险性。（2 2）局部防突措施）局部防突措施 使工作面前方小范围煤体丧失突出危险性。使工作面前方小范围煤体丧失突出危险性。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技

37、术区域性防突措施区域性防突措施-保护层开采保护层开采 下解放层开采上解放层开采解放层被解放层解放层被解放层第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术厚煤层分层开采也相当于保护层开采厚煤层分层开采也相当于保护层开采解放层被解放层第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术区域性防突措施区域性防突措施-预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯措施的沿层布孔方式示意图预抽煤层瓦斯措施的沿层布孔方式示意图第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术区域性防突措施区域性防突措施-预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯措施的穿层布孔方式示意图预抽煤层瓦斯措施的穿层布孔方式示意图第四部分第四部

38、分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施石门防突措施：石门防突措施：（1 1）扩孔卸煤钻）扩孔卸煤钻（2 2）金属骨架）金属骨架（3 3）高压注水）高压注水（4 4）水力冲孔）水力冲孔（5 5）超前钻孔）超前钻孔煤巷防突措施：煤巷防突措施：（1 1）水力冲孔）水力冲孔（2 2）超前钻孔）超前钻孔（3 3）松动爆破）松动爆破（4 4）超前支护）超前支护（5 5）高压注水）高压注水（6 6）卸压槽）卸压槽（7 7）掩护挡板）掩护挡板采面防突措施：采面防突措施：（1 1）超前支护）超前支护（2 2）卸压槽）卸压槽（3 3）高压注水）高压注水（4 4）浅孔松动爆破浅孔松动爆破 第四

39、部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施-水力冲孔水力冲孔 水力冲孔工艺系统示意图水力冲孔工艺系统示意图11钻杆钻杆 2 2套管套管 3 3三通管三通管 4 4钻机钻机 5 5阀门阀门 6 6高压水管高压水管 7 7压力表压力表 8 8射流泵射流泵 9 9排煤水管排煤水管第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施-水力冲刷水力冲刷 水力冲刷施工工艺示意图水力冲刷施工工艺示意图11冲刷钻孔冲刷钻孔 2 2冲刷水枪冲刷水枪 3 3支撑柱支撑柱 4 4高压胶管高压胶管 5 5高压水泵高压水泵 6 6水管水管 7 7水车水车第四部分第四部分

40、 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施-超前钻孔超前钻孔第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施-深孔松动爆破深孔松动爆破 深孔松动爆破钻孔布置：深孔松动爆破钻孔布置：如右图示。如右图示。-直径为直径为125125mmmm的控制孔的控制孔 -直径为直径为5050mmmm的爆破孔的爆破孔水力挤出钻孔布置水力挤出钻孔布置第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术局部防突措施局部防突措施-水力挤出水力挤出水力挤出设备水力挤出设备第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术防突措施效果

41、检验防突措施效果检验 目的在于保证防突措施的有效性和措施执目的在于保证防突措施的有效性和措施执行的效果。行的效果。措施执行后如效果检验有效，可在采取措施执行后如效果检验有效，可在采取安安全防护措施全防护措施的情况下，进行采掘作业；如效果的情况下，进行采掘作业；如效果检验无效，则必须采取检验无效，则必须采取补充措施补充措施，再进行措施再进行措施效果检验效果检验，直到效果检验有效为止，直到效果检验有效为止。第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术防突措施效果检验方法防突措施效果检验方法 措施效果检验方法措施效果检验方法在原则上与在原则上与突出预测方突出预测方法法相同。不同之处在于措施效果

42、检验用检验钻相同。不同之处在于措施效果检验用检验钻孔应打在措施孔孔应打在措施孔 之间。之间。防突措施效果检验钻孔布置防突措施效果检验钻孔布置 11措施孔措施孔 2 2措施效果检验孔措施效果检验孔第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术第四部分第四部分 瓦斯突出防治技术瓦斯突出防治技术安全防护措施安全防护措施l井下作业人员必须配带隔离式自救器；井下作业人员必须配带隔离式自救器；l掘掘进进工工作作面面应应实实施施远远距距离离放放炮炮，放放（躲躲）炮炮距距离离不不得得小小于于300300m m，条条件件许许可可时时，放放炮炮地地点点应应尽尽量量设设在在进进风风侧侧反反向向风风门门之之外外或

43、或避避难难峒峒室内；室内；l炮后炮后3030分钟以后才能进入工作面；分钟以后才能进入工作面；l矿矿井井应应装装备备压压风风自自救救系系统统，并并按按煤煤矿矿安安全全规规程程和和防防突突细细则则有关规定在采掘巷道内设立避难所和压风自救峒室；有关规定在采掘巷道内设立避难所和压风自救峒室；l掘进工作面巷道的进风侧应设立两道坚固的反向风门。掘进工作面巷道的进风侧应设立两道坚固的反向风门。第五部分第五部分 防突技术存在的问题防突技术存在的问题突出机理不甚清楚突出机理不甚清楚区域防突意识薄弱区域防突意识薄弱不能有效控制突出不能有效控制突出死亡事故时有发生死亡事故时有发生瓦斯预抽效果差瓦斯预抽效果差区域预测

44、亟待加强区域预测亟待加强技术队伍青黄不接技术队伍青黄不接预测指标不敏感预测指标不敏感抽放时间短抽放时间短钻孔数量少钻孔数量少松软煤层打钻困难松软煤层打钻困难高指标不突高指标不突低指标突出低指标突出不探构造不探构造瓦斯地质不详瓦斯地质不详重局部，轻区域重局部，轻区域消突措施效率低消突措施效率低第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策对策之一：对策之一：瓦斯突出机理的研究瓦斯突出机理的研究综合作用假说 中心扩张假说 固流耦合失稳假说 流变假说 球壳失稳假说 为什么突出多发生构造区为什么突出多发生构造区为什么突出会延时发生为什么突出会延时发生突出时超量瓦斯何处来的突出时超量瓦斯

45、何处来的对策之二：对策之二：瓦斯地质研究和区域预测瓦斯地质研究和区域预测瓦斯地质规律研究地质构造探测（三维地震，地质雷达）构造软煤探测三级瓦斯地质图编绘第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策三维地震构造探测地质雷达对策之三：对策之三：强化区域防突措施强化区域防突措施可保尽保优先采用保护层开采措施应抽尽抽创造一切条件预抽瓦斯，保证预抽时间和预抽钻孔 工程量第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策对策之四：对策之四：开展预测敏感指标及其指标研究开展预测敏感指标及其指标研究不同突出类型预测指标不同不同突出类型预测指标不同不同矿区预测指标不同不同矿区预测指

46、标不同不同煤层预测指标不同不同煤层预测指标不同非接触预测（声发射、电磁辐射）非接触预测（声发射、电磁辐射）制定配套的保护政策制定配套的保护政策第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策对策之五：对策之五：探索快速消突措施，实现采掘平衡探索快速消突措施，实现采掘平衡水力挤出快速消突技术水力挤出快速消突技术2#1#3#1#2#3#水力挤出深孔松动爆破水力切割淹没射流空气致裂第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策对策之六：对策之六：提升软煤打钻工艺、技术与装备提升软煤打钻工艺、技术与装备保压钻进干式钻孔风力排渣定向钻机-水平拐弯钻孔强力钻机第六部分第六部分

47、 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策钻进钻进/射流射流金属钻头金属钻头轴向喷嘴轴向喷嘴径向喷嘴径向喷嘴液控双作用阀液控双作用阀螺旋输送叶片螺旋输送叶片镀层钻杆镀层钻杆“保压钻进保压钻进”VLD千米定向千米定向 钻机钻机 钻孔实际轨迹图 钻孔实际剖面图 干式钻孔风力排渣系统示意图干式钻孔风力排渣系统示意图 1 1钻具钻具 2 2空口密封器空口密封器 3 3孔外除尘器孔外除尘器对策之八：对策之八：强化预抽瓦斯效果强化预抽瓦斯效果合理钻孔密度合理钻孔密度 保证预抽时间保证预抽时间增大煤层透气性增大煤层透气性交叉钻孔交叉钻孔高能气体致裂高能气体致裂水力化措施水力化措施提高封孔效果提高封孔效果爆破压裂爆破压裂提高抽放率提高抽放率吨煤钻孔长度不少于吨煤钻孔长度不少于0.1m预抽时间不能少于半年预抽时间不能少于半年第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策5md75交叉钻孔强化预抽煤层瓦斯交叉钻孔强化预抽煤层瓦斯对策之九：对策之九：提高防突意识，加强防突力量提高防突意识，加强防突力量树立安全就是效益的观念突出煤层不要追求高产高效加强防突人员责任感提高防突从业人员的待遇提升防突危机感防突队伍培训第六部分第六部分 解决防突技术问题的对策解决防突技术问题的对策