防治煤与瓦斯突出技术措施

防治煤与瓦斯突出技术措施龙煤集团鸡西分公司通风技术部防治煤与瓦斯突出技术措施一、煤与瓦斯突出概况二、综合防突体系三、区域综合防突措施四、局部综合防突措施主要内容一、煤与瓦斯突出概况概述矿井瓦斯动力现象分类煤与瓦斯突出的一般规律二、综合防突体系主要内容三、区域综合防突措施1、区域综合防突措施基本程序和要求2、区域突出危险性预测3、区域防突措施4、区域措施效果检验5、区域验证主要内容四、局部综合防突措施1、局部综合防突措施基本程序和要求2、工作面突出危险性预测3、工作面防突措施4、工作面措施效果检验5、安全防护措施一、煤与瓦斯突出概况煤与瓦斯突出概况概述►煤与瓦斯突出—极其复杂的矿井动力现象►定义在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。煤与瓦斯突出概况►危害摧毁井巷设施破坏通风系统瓦斯逆流人员窒息煤流埋人瓦斯爆炸煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出概况概述►国外情况1834年3月22日，法国鲁阿雷煤田《伊萨克矿》平巷掘进时发生世界上第一次煤与瓦斯突出到目前为止，世界19个主要产煤国家发生突出次数在4万次左右世界第一大突出—1969年7月13日前苏联顿巴斯《加加林矿》石门揭煤(1.03m)突出煤(岩)14000t，瓦斯25万m3煤与瓦斯突出概况概述►国外情况60年代末~70年代初，法国、比利时已停止开采突出煤层日本、美国、英国等，也先后停止或关闭了突出矿井煤与瓦斯突出概况概述►国内情况第一次煤与瓦斯突出—1950年11月20日，吉林省辽源矿务局《富国二矿》建国至今，先后在约45个矿务局，140个国有重点煤矿180个井口发生过突出，2008年全国共有突出矿井约750个。历年来共计突出约20000次)。煤与瓦斯突出概况概述►国内情况我国最大的一次突出(世界第二)—1975年8月8日，天府矿务局《三汇一矿》+280m水平，平峒揭开K1煤层时，突出煤岩12780t，瓦斯140万m3炮响3~4s后发生突出，峒口一阵狂风，将小碎石卷起，吹到50m以外大量瓦斯携带煤粉涌出，呈黑浓烟状，持续40min才逐渐下降距突出点700多m远的三道风门被毁风门外装有钎子和矸石的矿车冲出30多m远1t多重的一块巨石被冲走120多m另一块重达3t的巨石冲出60余m，拐两个90°的急弯进入变电所煤与瓦斯突出概况概述►国内情况我国最大的一次突出突出孔洞情况，下部如图，上部高度不详2007年底，共有647对突出矿井（其中国有重点煤矿180对，国有地方煤矿64对）。●突出矿区分布示意图矿井瓦斯动力现象分类►煤与瓦斯突出分类及特征煤与瓦斯突出喷出（简称突出）孔洞为口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形等抛出距离较远，且有分选现象堆积角自然安息角煤的破碎程度高，含有大量粉煤和极细的粉尘有大量瓦斯涌出，吨煤瓦斯涌出量远远大于煤层原始瓦斯含量，往往出现瓦斯逆流现象，其距离可达数十米乃至千米以上，瓦斯波及范围可达几个采区乃至全井有明显的动力效应，破坏井巷设施，推翻矿车，搬运巨石等矿井瓦斯动力现象分类煤的突然压出伴随瓦斯涌出（简称压出）煤的整体位移或抛出距离不远没有孔洞或呈口大腔小的锲行孔洞压出的煤呈块状，无分选现象巷道瓦斯涌出量增大动力效应一般不严重预兆：工作面掉渣，支架来压，煤体内出现劈裂声、闷雷声等矿井瓦斯动力现象分类煤的突然倾出伴随瓦斯涌出（简称倾出）孔洞口大腔小主要是碎煤，无分类现象多数情况下，煤量不大于100t煤抛出的距离一般较小堆积角近于自然安息角瓦斯涌出量明显增加，但吨煤瓦斯涌出量少于煤层原始瓦斯含量无明显动力效应预兆：煤硬度变低，工作面掉渣，支架来压等煤与瓦斯突出概况矿井瓦斯动力现象按突出煤量分类小型突出：强度50t中型突出：强度50~99t次大型突出：强度100~499t大型突出：强度500~999t特大型突出：强度≥1000t煤与瓦斯突出概况煤与瓦斯突出的一般规律（1）煤层突出危险性随采深增加而增大（2）煤层突出危险性随煤厚增加而加大（3）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面（4）突出大多数发生在地质构造带煤与瓦斯突出概况煤与瓦斯突出的一般规律（5）大多数突出前有诱导作业方式（6）突出前大多有预兆（7）煤体破坏程度越高，突出危险性越大（8）石门突出危险性最大二、综合防突体系区域综合防突措施包括下列内容：（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四）区域验证。局部综合防突措施包括下列内容：（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图局部综合防突措施区域综合防突措施建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定非突出矿井生产矿井突出煤层、突出矿井鉴定有突出煤层无突出煤层：按非突出矿井管理危险区新建矿井突出危险性评估有突出危险：按突出矿井设计无突出危险：按非突出矿井设计突出矿井突出煤层开拓前区域预测：用于指导新水平、新采区设计及开拓工程揭煤区域措施效果检验危险区无危险区每采掘10～50m进行区域验证有危险无危险工作面预测突出危险工作面无突出危险工作面工作面措施效果检验执行安全防护措施后采掘作业工作面防突措施突出危险工作面无突出危险工作面执行安全防护措施后采掘作业区域防突措施无危险区开拓后区域预测煤矿瓦斯防治技术体系防治煤与瓦斯突出技术体系合理采掘部署—煤层开采顺序，巷道布置，掘、保、抽、采接替区域综合防突技术措施区域突出危险性预测—瓦斯参数结合瓦斯地质分析区域性防突措施开采保护层区域性预抽煤层瓦斯工作面突出预测钻屑瓦斯解吸指标K1钻孔瓦斯涌出初速度指标q工作面防突措施小直径超前排放钻孔松动爆破预抽瓦斯水力冲孔金属骨架、煤体固化等工作面措施效果检验安全防护措施管理制度安全设施设备、器材局部综合防突技术措施钻屑量指标S区域措施效果检验区域验证“三级”防突预测体系（（缝松动压出（（（（卸压爆破冲刷（（采面煤巷石门区域局部防突措施区域防突措施防治突出措施浅孔松动爆破高压注水卸压槽掩护挡板超前支护松动爆破超前钻孔高压扩孔高压注水金属骨架扩充卸煤钻煤层注水煤层瓦斯抽放开采保护层主要应用的防突措施三、区域综合防突措施区域综合防突措施1、区域综合防突措施基本程序和要求2、区域突出危险性预测3、区域防突措施4、区域措施效果检验5、区域验证区域综合防突措施基本程序和要求突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测（以下简称区域预测）。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测）。区域综合防突措施基本程序和要求经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施。区域综合防突措施基本程序和要求经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。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。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。区域综合防突措施基本程序和要求突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。区域防突措施应当优先采用开采保护层。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。区域综合防突措施基本程序和要求突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。区域突出危险性预测区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。区域突出危险性预测根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行：（一）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；（二）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区(如图1)；图1根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图-450-400-350-300-450-400-350-3005143261—断层；2—突出点；3—上部区域突出点在断层两侧的最远距离线；4—推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线；5-推测的下部区域突出危险区上边界线；6—突出危险区（阴影部分）（三）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2预测。瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P﹤0.74W﹤8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区表2根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值区域防突措施区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。区域防突措施开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。上、下保护层示意图地面井预抽煤层瓦斯区域防突措施预抽区段煤层瓦斯区域防突措施——用穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施——用顺层钻孔穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施——用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施——用穿层钻孔穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施开采保护层选择保护层必须遵守下列规定：（一）在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；（二）当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最好的煤层；（三）当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行