煤与瓦斯突出防治技术宣讲交流材料.pptx

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1、1.1 煤与瓦斯突出的定义在煤矿井下采掘过程中，在极短时间内（数秒至几分钟）突然从煤（岩）体内喷出大量的煤（岩）与瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。1915年8月8日在天府矿务局三汇坝，一矿主平硐揭6#煤层震动放炮时突出煤岩量12780吨，瓦斯量140万立方米，这是目前为止所发生的的最大的一次突出事例，也是世界上第二大突出事例。尽管我国煤与瓦斯突出历史比较短，但是，是世界上第一个突出次数超万次的国家，因此是世界上突出最严重的国家。突出特点是突出矿井比较多，强度大，突出频繁。1.1.煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出的危害3/19/2023第1页/共102页 煤与瓦斯突出是煤矿严重的自然灾害之

2、一，是煤、岩和瓦斯参与下的一种复杂的动力现象。具体表现为在数秒至几十秒钟极短的时间内向巷道、采面等采掘空间抛出大量的煤岩，并喷出大量的瓦斯。煤量从几吨到上万吨，瓦斯量从几十立方米到数百万立方米。危害轻的摧毁巷道支架，推倒矿车，破坏通风设施，引起局部地区风流反风，严重的使井巷充满煤岩和瓦斯，造成人员窒息、埋人，甚至可能引起矿井瓦斯爆炸等煤矿恶性伤亡事故。如1879年4月17日比利时阿拉波二号井上山眼掘进时发生了世界上第一例大强度突出，突出强度420吨煤，喷出50万立方米以上的瓦斯，逆流瓦斯从提升井口23m处绞车房附近的火炉引燃瓦斯，火焰高达50m，井口建筑一片废墟，在2小时后火焰将要熄灭时，又连

3、续发生了7次恶性瓦斯爆炸，造成124人丧生，其中地面烧死3人，烧伤11人的特大恶性煤与瓦斯突出事故。1.2 煤与瓦斯突出的危害3/19/2023第2页/共102页1.3 煤与瓦斯突出预兆（1）早期预兆 主要特征：煤变软，光泽暗，节理层理紊乱。处理原则：密切观察，提高防突意识，加强防突措施和防护监控。（2）中期预兆 主要特征：钻粉多，钻进慢，夹钻，顶钻，喷孔等异常。处理原则：按规程规定，撤人，汇报，待突出危险消除后方可续继作业。此外，还应注意：停钻、停电，加强防护，若孔口喷火，应立即用“湿衣”或黄土捂灭。3/19/2023第3页/共102页（3）临突预兆主要特征：面来压，响煤炮，瓦斯涌出异常工作

4、面来压：掘进工作面临突前，瞬时出现顶压，底鼓，两邦来劲，片邦掉顶、支架变形、损坏、“发抖”、迎头煤体外移等剧。响煤炮：在煤体内部，出现煤炮频发，顶板与煤体断裂声，瓦斯射流声等，显现异常强烈。瓦斯涌出异常：瓦斯涌出忽大忽小，总趋势增大。3/19/2023第4页/共102页1.5 煤与瓦斯突出规律(1)煤层突出危险性随采深增加而加大。(2)突出多发生在地质构造带。如在断层、褶曲和火成岩侵入的地区，受挤压扭曲严重易发生突出。(3)突出的气体主要是CH4，少数情况下为CO2。一般情况下，瓦斯压力和瓦斯含量越大，突出危险越严重。(4)煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大。(5)采掘工作面应力

5、集中区容易发生突出。(6)突出常发生于外力冲击作用下。如放炮、支护、落煤等作业方式诱导。(7)突出多数有突出予兆。(8)石门突出危险性最大。(9)煤层突出危险区常呈带状分布。统计表明在突出煤层中，突出危险区占突出煤层总区域面积不到10，即突出煤层并非处处都危险，相反大多数地区无突出危险，这也是突出预测工作的意义所在。3/19/2023第5页/共102页1.5 突出的基本特征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；抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉有明显的动力效应，破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施；有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量

6、远远大于突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转；突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。3/19/2023第6页/共102页3/19/2023第7页/共102页3/19/2023第8页/共102页1.6 倾出的基本特征u倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；u倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线压风自沿煤层倾斜或铅垂方向（厚煤层）发展；u无明显动力效应；u倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；u巷道瓦斯涌出量明显增大。3/19/2023第9页/共102页3/19/2023第10页/共102页1.8 压出的基本特征u压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距

7、离都较小；u压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；u压出的煤呈块状，无分选显现；u巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；u压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。u压出时常伴随巷道底鼓。3/19/2023第11页/共102页 3/19/2023第12页/共102页3/19/2023第13页/共102页3/19/2023第14页/共102页p开采深度大p地质构造复杂，构造煤发育p瓦斯含量高（深部区域超过25m3/t）,瓦斯压力大（最大6.61MPa）平煤矿区主采煤层特点：煤层煤层煤层底板标高煤层底板标高(m)最大瓦斯压力最大瓦斯压力表压表压(MPa)含量含量（m

8、3/t）丁5.6-4671.99.5戊8-5506.6115.07戊9-10-5546.411.42己15-3742.0625.64己15-16-5702.7626.8各突出煤层瓦斯参数表2.2.中平能化集团矿区煤与瓦斯突出规律分析中平能化集团矿区煤与瓦斯突出规律分析3/19/2023第15页/共102页p煤层透气性系数低(0.0001-0.0228mD)，属难以抽采煤层；平煤矿区煤层透气性系数在0.00010.0228mD之间，禹州矿区二1煤层透气性系数在0.0290.09mD之间。p突出危险性大，并伴有冲击地压灾害3/19/2023第16页/共102页禹州矿区主采煤层特点：p二1煤层赋存极

9、不稳定，煤层松软（f值0.10.3）p顶板为极其坚硬的大占砂岩（厚度20m以上）p煤层具有高吸附、低透气特征，瓦斯解吸运移规律复杂，抽采困难p瓦斯压力大（最大1.5MPa），突出危险性大，。汝州矿区主采煤层特点：p二1煤层赋存不稳定，煤层较软p开采深度较浅，瓦斯含量（3-7m3/t)及压力较低（0.3-1.0MPa）p除长虹矿具有突出危险性，其余为低瓦斯矿井3/19/2023第17页/共102页中平能化集团自1984年发生第一次煤与瓦斯突出以来，累计发生突出155次，突出总煤量18195t，总瓦斯量128.7万m3，平均煤量117.4t/次，平均瓦斯量8303.2m3/次，其中最大强度为平禹四

10、矿的两次突出，2010年“10.16”突出，突出煤量2547t，涌出瓦斯量15万m3，2008年“8.1”突出，突出煤量2555t，涌出瓦斯量26万m3。2.12.1煤与瓦斯突出事故规律分析煤与瓦斯突出事故规律分析3/19/2023第18页/共102页不同年份突出次数和平均突出强度 1996年以前，每年突出次数810次，平均突出强度43.1t；19972006年，每年突出6次，平均强度77.6t；近几年，每年突出13次，但平均强度达到1200t以上。按年度分析 3/19/2023第19页/共102页按突出强度分析 突出强度分布表突出强度突出强度突出次数突出次数（次）（次）突出煤量突出煤量（t）

11、突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）平均煤量平均煤量（t）平均瓦斯量平均瓦斯量（m3）比例比例(%)100吨124288219406623.2156580100500255988328292239.513131.716.1 50010002114563030572.5315151.3 1000482357585572047.1184578.32.6 总计155182501343945117.78670.6100在155次突出中，100吨以下的突出124次，占总次数的80%，大型特大型突出6次，大部分发生在2006年以后。表明突出强度的加剧与采掘深度的延伸以及复杂地质灾害有密切关系。第20页/共102页

12、按埋藏深度分析始突深度为340m，400m垂深以上突出10次，占总数的6%；401m500m区段突出32次，占总数的21%；501m600m区段以下突出64次，占总数的41%。随着矿区开采深度的延伸埋深500m以下区域突出危险性和强度明显增大。突出埋藏深度分布表埋藏深度埋藏深度（m）次数次数（次）（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）平均煤量平均煤量（t）平均瓦斯平均瓦斯量（量（m3）占突出次数占突出次数比例（比例（%）301400106543857665.4 3857.6 6%40150032201213769662.9 4303.0 21%5016006476535611

13、87119.6 8768.5 41%601700181916371686106.4 20649.2 12%701800152062102371137.5 6824.7 10%8009009118661429131.8 6825.4 6%901以上7276771000395.3 10142.9 5%合计155182501343945117.7 8670.6 100%第21页/共102页按煤层分析突出煤层表突出煤层突出煤层突出次数突出次数（次）（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）最大突出煤最大突出煤量（量（t）平均煤量平均煤量（t）平均瓦斯平均瓦斯量（量（m3）比例比例(%)丁

14、丁5-640507227124812.7567.825.8戊戊9-1041195711727455147.72860.326.5己己组组煤煤己己15283358218949478119.97819.618.1己己15.16839631193542000495.414919.35.2己己15.172028564267621133142.821338.112.9己己16.17155022749412833.51832.99.7己己15283358218949478119.97819.618.1合计合计155182501343945117.78670.6100.0突出煤层主要是丁组、戊组、己组（二1

15、）。丁组突出40次，占总次数的25.8%；戊组41次，占26.5%；己组74次，占47.7%。第22页/共102页按矿井分析 矿区共发生突出155次，其中八矿、十矿、十二矿、十三矿共发生121次，占总突出次数的78.1%；最大的两次突出发生在平禹四矿。说明煤与瓦斯突出具有区域性和条带性分布特点。矿矿 别别突出次数突出次数（次）（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯突出瓦斯量（量（m3）平均煤量平均煤量（t）平均瓦斯平均瓦斯量（量（m3）占突出次数占突出次数比例（比例（%）一一 矿矿1242024200.6 四四 矿矿133001185723.08 912.1 8.4 五五 矿矿133902223

16、8301710.6 8.4 六六 矿矿362175520.7 5851.9 八八 矿矿40395725160298.9 6290.1 25.8 十十 矿矿50471416927594.3 3385.5 32.3 十二矿十二矿27173712687464.3 4699.0 17.4 十三矿十三矿41941345524485.3 863812.6 白庙矿白庙矿151400514000.6 首山一矿首山一矿14030004030000.6 平禹四矿平禹四矿2510241000025512050001.3 合合 计计155181951287134.7117.7 8670.6 100第23页/共102页

17、按构造分析 突出构造分布表构造情况构造情况突出次突出次数（次）数（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯突出瓦斯量（量（m3）平均煤平均煤量（量（t）平均瓦斯平均瓦斯量（量（m3）比例比例(%)有构造有构造8811571591872131.5 6725.8 56.8无构造无构造67667975207399.7 11225.0 43.2突出与地质构造有密切关系。构造带内发生突出88次，占总次数的56.8%。如：八矿13170机巷受辛店正断层影响，机巷正处在断层尖灭区，掘进不到200m连续突出8次。3/19/2023第24页/共102页按作业方式及回采工艺分析 突出作业方式分布表作业方式作业方式突出次

18、数突出次数（次）（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）平均煤量平均煤量（吨）（吨）平均瓦斯量平均瓦斯量（m3）比例比例(%)放炮放炮72664838280692.3 5316.8 46.5 割煤割煤57441719623377.5 3442.7 36.8 打钻打钻96320723047702.2 80338.6 5.8 其它其它178654185950.9 2462.3 11.0 不同作业方式平均突出煤量不同作业方式突出次数第25页/共102页不同施工工艺期间突出分析施工工艺施工工艺突出次数突出次数（次）（次）突出煤突出煤量（量（t）突出瓦斯突出瓦斯量（量（m3）平均煤量平均

19、煤量（t）平均瓦斯平均瓦斯量（量（m3）比例比例(%)掘掘进进平巷平巷80807622762257578957578995.395.375.575.551.61%51.61%上山上山171712821282741277412775.475.457.857.810.97%10.97%下山下山1010164816489878998789164.8164.859.959.96.45%6.45%合计合计107107105521055274870574870598.698.671.071.069.03%69.03%石门揭煤石门揭煤4 414911491316773316773372.8372.8212.

20、5212.52.58%2.58%回回 采采444462076207278467278467141.1141.144.944.928.39%28.39%合合 计计155155182501825013439451343945117.7117.773.673.6100.00%100.00%不同施工工艺期间突出次数分布不同施工工艺平均突出煤量分布第26页/共102页按突出类型分析突出类型分布表突突 出出类类 型型突出次突出次数（次）数（次）突出煤量突出煤量（t）突出瓦斯量突出瓦斯量（m3）平均煤平均煤量（量（t）平均瓦斯量平均瓦斯量（m3）比例比例(%)突出突出26138881087506534.2

21、41827.2 16.8 压出压出113397424040535.2 2127.5 72.9 倾出倾出163881603424.3 1002.1 10.3 总计总计155181951287134.7117.7 8670.6 100.0 不同突出类型突出次数分布不同突出类型平均突出煤量分布第27页/共102页2.2 矿区煤与瓦斯突出基本特点突出次数逐年减少，突出强度越来越大，近年来的大型突出多发生在措施执行过程中。不同埋深突出次数和平均突出强度随着矿区开采深度增加，瓦斯压力、瓦斯含量不断加大，地质构造趋于复杂，煤与瓦斯突出强度加大，灾害防治愈来愈难。第28页/共102页大型、特大型突出大多发生在

22、己组（二1）煤层第29页/共102页l如2008年的8.1突出事故、2010年6.13突出事故、10.16突出事故均发生己组（二1）煤层执行防突措施过程中，突出煤量均在1000吨以上。其中平禹四矿发生的“8.1”和“10.16”事故是集团历史上强度最大、损失最为严重的两次突出。第30页/共102页大型、特大型突出集中在平顶山东部矿区及平禹煤电四矿第31页/共102页防治煤与瓦斯突出规定于2009年8月1日起实施。No.2“现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。”No.5“有突出矿井的煤矿企业、突出矿井，应当制定区域综合防突措施和局部综合防突措施

23、。”No.7“突出矿井发生突出的必须立即停产，并立即分析、查找突出原因”3.煤与瓦斯突出防治基本要求第32页/共102页3.1突出煤层和突出矿井的定义突出煤层：在井田范围内发生过煤与瓦斯突出危险的煤层或经鉴定有煤与瓦斯突出危险的煤层。突出矿井：开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。3.2突出煤层和突出矿井的鉴定以下指标全部达到或者超过临界值的煤层确定为突出煤层。3.煤与瓦斯突出防治基本要求煤层煤层破坏类型破坏类型瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度P坚固性系数坚固性系数f瓦斯压力瓦斯压力MPa临界值、100.50.74第33页/共102页3.2突出煤层和突出矿井的鉴定 突出危险性鉴定基础资料：（1）煤层赋

24、存条件及其稳定性；（2）煤的结构类型及工业分析；（3）煤的坚固性系数、围岩性质及厚度；（4）煤层瓦斯含量、瓦斯成分和煤的瓦斯防散初速度等指标；（5）瓦斯地质图；（6）地质构造类型及特征、火成岩侵入形态及其分布、水文地质情况；（7）瓦斯涌出动力现象；（8）邻近矿井瓦斯情况。No11.煤矿有下列情况之一的，必须立即进行鉴定，完成 前按照突出煤层管理：（1）煤层有瓦斯动力现象；（2）相邻矿井开采的同一煤层发生突出；（3）煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa。3.煤与瓦斯突出防治基本要求第34页/共102页3.2突出煤层和突出矿井的鉴定煤层瓦斯参数测试要求：防治煤与瓦斯突出规定第17条：地质测量部门

25、与防突机构、通风部门共同编制矿井瓦斯地质图，图中标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量等资料，作为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据；。防治煤与瓦斯突出规定第18条：突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的开采煤层，在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数。3.煤与瓦斯突出防治基本要求第35页/共102页3.3防突管理与培训No.26.有突出矿井的煤矿企业主要负责人、突出矿井矿长应当分别每季度、每月进行防突专题研究，检查、部署防突工作；保证防突科研工作的投入

26、，解决防突所需的人力、财力、物力；确保抽、掘、采平衡；确保防突工作和措施的落实。No.27.有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置满足防突工作需要的专业防突队伍。No.32.突出矿井的管理人员和井下工作人员必须接受防突知识的培训，经考试合格后方准上岗作业。3.煤与瓦斯突出防治基本要求第36页/共102页3.4煤与瓦斯突出防治措施No.6.防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。No.33.突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测，经预测划分突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区

27、域视为突出危险区。No.39.经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。3.煤与瓦斯突出防治基本要求第37页/共102页3.4煤与瓦斯突出防治措施区域预测方法：依据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行。区域防突的基本措施：开采保护层顶底板岩巷穿层预抽掩护煤巷掘进顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施效果检验：No.53.对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时应当根据经“试验考察确定”的临界值进行评判。在确定前可以按照残余瓦斯压力或瓦斯含量进行检验。要求P残余0.74MPa或W残余8m3/t。采用其他方法和临界值，须经有突出危险性鉴定资

28、质的单位确定。3.煤与瓦斯突出防治基本要求第38页/共102页3.4煤与瓦斯突出防治措施局部防突措施：No.58.当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。采掘工作面局部综合防突措施：突出危险性预测预报局部防突措施防突措施效果检验安全防护措施3.煤与瓦斯突出防治基本要求第39页/共102页3.4煤与瓦斯突出防治措施防突技术的发展突出机理研究没有大的突破，不能完全掌握突出规律。突出过程复杂

29、，防治技术需要深入探索。防突技术的进步经历三个阶段：安全防护为主震动爆破防突措施为主各种防突措施应用发展综合防治为主“四位一体”综合措施3.煤与瓦斯突出防治基本要求第40页/共102页4.1煤与瓦斯突出危险性预测原理煤与瓦斯突出机理不同的突出假说认为：突出是瓦斯、应力和煤结构力学综合作用的结果，是各因素不断变化的过程。（1）地应力条件（2）瓦斯条件（3）煤结构和力学性质条件煤与瓦斯突出危险性预测（效果检验）作用评价采掘工作面前方突出主导因素的状态，指导防突措施的执行，评价防突效果。4.煤与瓦斯突出危险性预测第41页/共102页4.2突出危险性预测方法分类4.煤与瓦斯突出危险性预测 瓦斯涌出初速

30、度瓦斯涌出初速度q 钻屑量钻屑量S 静态（不连续）预测：静态（不连续）预测：R值综合指标值综合指标 钻屑综合指标钻屑综合指标 钻屑解吸指标钻屑解吸指标h2 动态瓦斯涌出特征动态瓦斯涌出特征 声发射声发射 动态（连续）预测：动态（连续）预测：电磁辐射指标电磁辐射指标 V30指标指标 环境监测法环境监测法第42页/共102页4.2突出危险性预测方法分类钻孔预测指标的机理钻屑量指标S反映地应力的大小，理论计算每米钻孔（直径42mm）的自然出碴量1.8L。瓦斯涌出初速度q反映钻孔周围煤体中的瓦斯压力（含量）、煤层的应力状态及其破坏圈的大小，含量越高、应力梯度越大，q值越大。钻屑瓦斯解吸指标h2或K1值

31、煤的瓦斯放散能力和瓦斯压力大小。瓦斯突出危险性愈大的煤层，瓦斯压力愈大，煤的强度愈低，煤屑瓦斯解吸量也愈大。4.煤与瓦斯突出危险性预测第43页/共102页4.2突出危险性预测方法分类钻屑瓦斯解吸指标h2或K1值的意义钻屑瓦斯解吸指标h2是固定粒度（13mm）和一定重量的煤样，在暴露3min后前2min内向单位空间解吸引起的瓦斯压力变化值，表征煤样解吸瓦斯量；瓦斯解吸指标K1值是单位重量的煤样暴露第1min内的瓦斯解吸量。K1=（Q+W）/t1/2t煤样暴露的总时间，min；t=0.1L+t1+t2L钻孔长度；t1暴露时间；t2测量时间；Q煤样的总解吸量，ml/g；W煤样暴露在大气中的瓦斯解吸量

32、，ml/g。4.煤与瓦斯突出危险性预测第44页/共102页4.3规定中主要预测方法石门揭煤工作面预测（效检）方法No.72.综合指标预测法在石门揭煤工作面通过岩层测定煤层瓦斯压力、含量等基础参数，进行突出危险性预测，具体指标为：D=(0.0075H/f 3)(P0.74)（1）K=P/f （2）测定的综合指标D、K都小于临界值，或者指标K小于临界值且式（1）中两括号内的计算值都为负值时，若未发现其他异常情况，该工作面即为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。4.煤与瓦斯突出危险性预测综合指标综合指标D综合指标综合指标K无烟煤无烟煤其他煤种其他煤种0.252015第45页/共102页4.

33、3规定中主要预测方法石门揭煤工作面预测（效检）方法No.73.钻屑瓦斯解吸指标预测法石门揭煤工作面至少布置3个钻孔，每个钻孔每钻进1m采集13mm直径的钻屑进行解吸。测试瓦斯解吸指标时应在3分钟之内取样、装入仪器进行解吸。瓦斯解吸指标临界值见下表：4.煤与瓦斯突出危险性预测煤样煤样h2临界值（临界值（Pa）K1临界值临界值mL/g.min1/2干煤样干煤样2000.5湿煤样湿煤样1600.4第46页/共102页4.3规定中主要预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法No.75.钻屑指标预测法 测试指标：钻屑量S解吸指标 h2或K1值4.煤与瓦斯突出危险性预测第47页/共102页4.3规定中主要

34、预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法No.75.钻屑指标预测法 要求：近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔。钻孔应尽可能布置在软分层中。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。临界值：h2=200PaK1=0.5mL/g.min1/2S=6kg/m4.煤与瓦斯突出危险性预测第48页/共102页4.3规定中主要预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法No.76.复合指标预测法 测试指标：钻屑量S瓦斯涌出 初速度q4.煤与瓦斯突出危险性预测第49页/共102页4.3

35、规定中主要预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法No.76.复合指标预测法 要求：近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔。钻孔应尽可能布置在软分层中。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。临界值：q=5L/m.minS=6kg/m(L/m)4.煤与瓦斯突出危险性预测第50页/共102页4.3规定中主要预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法No.77.R值指标预测法 测试指标：钻屑量S瓦斯涌出 初速度q；计算R值 进行判断。4.煤与瓦斯突出危险性预测第51页/共102

36、页4.3规定中主要预测方法 煤巷掘进工作面预测（效检）方法值指标预测法 要求：近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔。钻孔应尽可能布置在软分层中。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。临界值：R=6R=（Smax1.8）（qmax4）Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m；qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min4.煤与瓦斯突出危险性预测第52页/共102页4.3规定中主要预测方法 采煤工作面预测（效检）方法No.78.可采用与煤巷掘进工作面相同的预测方

37、法 要求：应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，深度510m。4.煤与瓦斯突出危险性预测第53页/共102页4.3规定中主要预测方法 煤与瓦斯突出危险性预测超前距规定No.60.煤巷掘进和采煤工作面应保留的最小预测超前距2m。煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标确定No.69.应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。应视为有突出危险的情况（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；（二）煤层赋存条件急剧变化；（三）采掘应力叠加；（四）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；（五）工作面出现明显的突出预兆。4.煤与瓦斯突出危险性预测第54页/共

38、102页加区域措施：局部措施5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施顶底板岩巷穿层抽采措施 距离煤层顶板或底板一定距离施工岩巷，穿层超前预抽掘进范围内的煤体瓦斯，实现岩巷掩护煤巷掘进。5.防治煤与瓦斯突出措施第55页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施边掘边抽结合超前排放钻孔防突措施掘进工作面正前采取超前排放钻孔措施，卸压、排放瓦斯；两帮预抽钻孔控制掘进影响范围内的煤体，截流瓦斯；规定要求，可以作为顺层预抽措施预抽煤巷条带瓦斯。5.防治煤与瓦斯突出措施第56页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施边掘边抽结合超前排放钻孔防突措施采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求：（

39、一）巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：近水平、缓倾斜煤层5m，倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m，巷道下部煤层控制范围不小于3m；（二）钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；5.防治煤与瓦斯突出措施第57页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施边掘边抽结合超前排放钻孔防突措施采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求：（三）钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定，一般为75120mm，

40、地质条件变化剧烈地带也可采用直径4275mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；（四）煤层赋存状态发生变化时，及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数；（五）钻孔施工前，加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面煤壁。5.防治煤与瓦斯突出措施第58页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施边掘边抽结合超前排放钻孔防突措施措施的优化：两帮采取边掘边抽措施，控制煤巷掘进条带内瓦斯；正前施工排放钻孔的同时，利用浅孔抽放封孔器及时封孔连抽，做到打一个孔、封孔抽放一个孔，提高抽排效果。CF-1型充气式 CF-2型充气式5.防治煤与瓦斯突出措施第59页/共

41、102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施中高压注水（水力疏松）防突措施掘进工作面正前采取中高压注水措施，两帮边掘边抽钻场卸压、截流煤体瓦斯；注水钻孔布置35个，孔深610m，孔径4250mm。5.防治煤与瓦斯突出措施第60页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施中高压注水（水力疏松）防突措施注水参数：注水时间煤壁出水或者注水泵压力下降30%以上；注水量煤体水分达到4%；注水压力取决于煤层的埋藏深度和煤体坚固性系数。注水系统乳化液泵、高压水管、ZFS型水力自动封孔器等。5.防治煤与瓦斯突出措施第61页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施中高压注水（水力疏松）防突措施防突机理：

42、p使煤体破裂和松动产生大量裂隙，游离瓦斯得到释放，瓦斯压力降低。p使煤体充分润湿，瓦斯由吸附状态转为游离状态更加困难，煤体力学性质改变，增强塑性，应力分布均匀，弹性能释放缓慢。p卸压带宽度加大，工作面前方一定范围得到控制。防突效果：p降低瓦斯涌出，增加煤体水分，防突、降尘效果显著。5.防治煤与瓦斯突出措施第62页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施中高压注水（水力疏松）防突措施相关规定：水力疏松后的允许推进度，一般不宜超过封孔深度，其孔间距不超过注水有效半径的两倍；单孔注水时间不低于9min。若提前漏水，则在邻近钻孔2.0m左右处补打注水钻孔。注水参数应根据煤层性质合理选择。如未实测

43、确定，可参考如下参数：钻孔间距4.0m，孔径4250mm，孔长6.010m，封孔24m，注水压力1315MPa。5.防治煤与瓦斯突出措施第63页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施中高压注水（水力疏松）防突措施相关规定：水力疏松后的允许推进度，一般不宜超过封孔深度，其孔间距不超过注水有效半径的两倍；单孔注水时间不低于9min。若提前漏水，则在邻近钻孔2.0m左右处补打注水钻孔。注水参数应根据煤层性质合理选择。如未实测确定，可参考如下参数：钻孔间距4.0m，孔径4250mm，孔长6.010m，封孔24m，注水压力1315MPa。5.防治煤与瓦斯突出措施第64页/共102页5.1煤巷掘进

44、防治煤与瓦斯突出措施水力掏槽防突措施该措施是焦煤公司研究的一项具有远距离操作特点的快速掘进防突工艺。掘进速度最快达到165m/月。防突机理：逐渐剥离破碎煤体，瓦斯和应力得到有效释放。掘进工作面原应力集中带向前方和槽的两邦深部转移。动力现象一般不会发生在巷道方向。5.防治煤与瓦斯突出措施第65页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施水力掏槽防突措施措施工艺：通过流量达2.5m3/min的水力掏槽系统，将高压水射流射向掘进工作面煤体，在2030min内冲出深度2030m，断面12m2的槽硐。5.防治煤与瓦斯突出措施掏槽槽硐高压管路第66页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施水力冲

45、孔防突措施（No.91.）措施工艺：（一）在厚度不超过4m的突出煤层，按扇形布置至少5个孔，在地质构造破坏带或煤层较厚时，适当增加孔数。孔底间距控制在3m左右，孔深通常为2025m，冲孔钻孔超前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道沿软分层前进；（二）冲孔前，掘进工作面必须架设迎面支架，并用木板和立柱背紧背牢，对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固。冲孔后或暂停冲孔时，退出钻杆，并将导管内的煤冲洗出来，以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。5.防治煤与瓦斯突出措施第67页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施 松动爆破防突措施（No.90.）措施工艺：（一）松动爆破钻孔的孔径一般为42mm，孔深

46、不得小于8m。松动爆破应至少控制到巷道轮廓线外3m的范围。孔数根据松动爆破的有效影响半径确定。松动爆破的有效影响半径通过实测确定；（二）松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.56m；（三）松动爆破按远距离爆破的要求执行。5.防治煤与瓦斯突出措施第68页/共102页5.1煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施关于煤巷掘进防突的思考煤巷掘进突出发生频率高，威胁大，应着力研究安全性的防突措施；煤巷掘进期间煤与瓦斯突出可以控制，关键在于防突措施是否落实到位；防突措施不能一成不变，在地质构造等特殊地带，应强化防突措施；区域性防突是煤巷掘进安全的根本。5.防治煤与瓦斯突出措施第69页/共102页根据资料记载：2001年

47、1月4日，松藻矿务局打通二矿+150水平N2801工作面运输巷在施工直径86mm排放钻孔时发生煤与瓦斯突出，突出煤量695t，瓦斯量41000m3，煤炭抛出距离160m左右，瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重大经济和财产损失。2002年3月23日14时20分，湖南涟邵矿务局蛇形山煤矿瓦斯工程队在实施超前钻孔防突措施过程中，发现瓦斯异常并立即撤退时，发生煤与瓦斯突出事故，死亡3人。2004年8月14日沈阳红菱煤矿施工排放钻孔期间发生煤与瓦斯突出事故5名矿工死亡。2隆回县大园煤矿（民营股份制企业）3352机巷掘进，在中班实施防突措施打切槽时发生煤与瓦斯突出。当时井下共有24人作业，其中4人生还

48、，2人轻伤，造成18人死亡。5.防治煤与瓦斯突出措施第70页/共102页5.2采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施交叉钻孔抽采防突技术在采煤工作面上下风道施工倾向预抽钻孔，并向切眼方向施工斜向钻孔，形成预抽钻孔的空间交叉。5.防治煤与瓦斯突出措施第71页/共102页5.2采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施网格抽采防突技术在采煤工作面沿走向每隔一定距离施工一个横贯，在横贯内施工走向预抽钻孔，与上下风道施工的倾向钻孔形成网格状钻孔布置。5.防治煤与瓦斯突出措施第72页/共102页5.2采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施网格抽采防突技术防突机理 倾向与走向钻孔交叉卸压，提高煤体透气性；走向钻孔穿过更多的节理，抽采

49、效果更为明显；回采过程中，走向钻孔可以保证卸压带内的强化抽采。应用效果焦作矿区全面采用这一种钻孔布置方式，消除了回采期间煤与瓦斯突出危险和瓦斯超限。5.防治煤与瓦斯突出措施第73页/共102页5.2采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施局部防突措施超前排放钻孔措施 浅孔预抽措施 No.95钻孔直径一般为75120mm，钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数；超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效排放或抽放半径确定。5.防治煤与瓦斯突出措施第74页/共102页5.2采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施局部防突措施松动爆破措施 No.96.采煤工作面的松动爆破防突措施

50、适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔间距根据实际情况确定，一般23m，孔深不小于5m，炮泥封孔长度不得小于1m。应当适当控制装药量，以免孔口煤壁垮塌。动爆破时，应当按远距离爆破的要求执行。注水措施 No.97.采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定，孔深不小于4m，向煤体注水压力不得低于8MPa。当发现水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时，即可停止注水。5.防治煤与瓦斯突出措施第75页/共102页5.3石门揭煤工作面防突出措施石门揭煤突出特点突出强度高，危害大，揭煤全过程都有煤与瓦斯突出危险。世界上最大强度的突出发生在前苏联顿巴斯加加林矿，石门