第8章 防突措施的效果检验与安全防护

第八章防突措施的效果检验与安全防护第一节防突措施的效果检验与安全防护第二节安全防护与管理措施复习思考题第一节防突措施的效果检验一、区域防突措施的效果检验（一）开采保护层效果检验开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验证实有效的指标和方法，也可以结合煤层透气性系数变化率等辅助指标来检验。但在判断突出危险性时，必须实测残余瓦斯压力或残余瓦斯含量，其他指标或数据只能作为辅助判断或参考。第一节防突措施的效果检验煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行效果检验的临界值，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。区域措施效果检验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。第一节防突措施的效果检验当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量，并结合其他突出预兆对预计被保护区域的保护效果进行判断。若残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t,且无其他异常情况时，则保护层措施有效；反之，则保护层措施无效。第一节防突措施的效果检验（二）预抽煤层瓦斯措施效果检验采用预抽煤层瓦斯作为区域防突措施的矿井，应严格执行《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》和《防治煤与瓦斯突出规定》中区域措施效果检验的有关规定。第一节防突措施的效果检验大面积预抽煤层瓦斯措施，需在煤岩层中施工大量的钻孔，因煤岩层密度和硬度不均匀导致钻孔可能产生漂移，终孔点不均匀，形成空白带或孤岛；预抽煤层瓦斯措施在控制范围内不能排除地质构造、应力集中区、煤层瓦斯富集带存在，这些区域可能存在区域措施强度不够，有突出的危险性。第一节防突措施的效果检验所以，必须经预抽防突效果检验与预抽防突效果评价，控制局部区域突出危险性。采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。第一节防突措施的效果检验其中，在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，即只能采用直接测定的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量。第一节防突措施的效果检验其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应视预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。第一节防突措施的效果检验但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分计算检验指标。穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆，并做好记录。以便在分析评判突出危险性时应用。第一节防突措施的效果检验1.检验方法及指标采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。在进行预抽煤层瓦斯区域防突措施检验时，应当根据经试验考察确定的临界值进行判断。在矿井无考察确定临界值之前，可采用残余瓦斯压力0.74MPa或残余瓦斯含量8m3/t进行评判。第一节防突措施的效果检验2.突出危险性分析评判采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量直接测定值进行措施效果检验时，任何一个检测点指标测定值达到或超过临界值而判定预抽防突效果无效时，则此检验点周围半径100m内的预抽区域均应判定为预抽防突效果无效，为突出危险区。第一节防突措施的效果检验在施工检验钻孔时还应注意观察喷孔、顶钻及其他突出预兆，如发现有明显突出预兆时，其预兆位置周围半径100m内的预抽区域也应判定为预抽措施无效，所在区域煤层仍为突出危险区。第一节防突措施的效果检验3.检验钻孔布置与压力测定预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验，多采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的方法进行检验，而检验钻孔大部分均随着预抽钻孔一并施工，并及时封孔和安装压力表测定煤层瓦斯压力，做法是在岩石巷道中通过岩层向煤层打钻孔，然后进行封孔测压。第一节防突措施的效果检验（1）钻孔布置在每个预测煤层瓦斯压力地点，一般布置两个钻孔，分别布置在巷道两侧帮，也可把一个布置在巷道中心顶部。钻孔要穿过煤层全厚。钻孔开口位置要选择在坚硬岩层中，不要距煤层太近。第一节防突措施的效果检验测压孔与其他孔见煤点间距不得小于5m，附近20m不得有穿层巷道和钻孔所造成的卸压空间。侧帮钻孔倾角一般3°～5°，顶部钻孔一般20°～25°。测压钻孔的直径一般选择75mm，孔深5m内不准出现裂隙，并不得布置在岩石破碎带内。第一节防突措施的效果检验（2）测压装置测压管一般可用直径为26.9mm无缝钢管，或直径为6mm的紫铜管，测压导管的长度应根据封孔长度确定，穿层钻孔封孔长度不得小于5m，顺层钻孔封孔长度在8m及以上。第一节防突措施的效果检验测压管插入孔内末端0.5m长度内，可打若干小孔。为防止测压装置漏气，可在地面连接好三通和压力表进行打压试验。打压应高于预测的最高瓦斯压力，以不漏气为止。第一节防突措施的效果检验（3）人工填料封孔用黄泥与水泥砂浆封孔较多，钻孔打完后要立即封孔。穿层钻孔封孔深度为4～5m，顺层钻孔深度应不少于8m。封孔前要将孔内残存的岩粉和煤粉洗干净，在将测压导管放入钻孔内后，先填进一个小于钻孔直径的木头挡板。挡板放在封孔深度位置上，并用铁丝拉到孔口固定。第一节防突措施的效果检验然后用专门填料工具向孔内填入黄泥，填泥0.5～1.0m并捣实后，再填入一个挡板并用力撞填，使钻孔内填入的黄泥严密不漏气。按以上方法填至距孔口1.0～1.5m位置，然后再用1∶2的水泥砂浆封填剩余的1.0～1.5m距离，到眼口为止。第一节防突措施的效果检验（4）封孔安全措施封孔和安装测压装置时，都应将孔口管敞开，使孔内瓦斯畅通无阻导出孔外；开始时要严防砂浆从管口喷出，测完拆除装置时要防止瓦斯带石粒喷出产生火花；封孔夯实用的工具不得采用能产生火花的工具，可用木棒撞击。第一节防突措施的效果检验（5）瓦斯压力测定①封孔完毕经过24h后，可安装压力表进行测压。②安装压力表时，压力表接头与测压管接头要加皮垫，丝扣要加密封胶带。压力表安装好后，要注意观察压力上升是否正常。第一节防突措施的效果检验③压力表自安装好起，每隔24h读一次压力值。同时检查有无漏气现象。④压力表自安装之日起至测定到压力稳定不再上升为止。此压力值即为煤层瓦斯压力。第一节防突措施的效果检验（三）采煤工作面预抽防突效果检验1.采煤工作面检验方法如果采用底板或顶板穿层钻孔预抽煤层瓦斯时，检验点可沿工作面宽度方向均匀布置；其检验钻孔应随着穿层预抽钻孔同时施工并及时封孔安装压力表测定煤层瓦斯压力和残余瓦斯压力。2020/2/12第一节防突措施的效果检验如果采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯，且采煤工作面上、下平巷在采煤工作面上、下端某一深度范围内形成了两条走向应力集中条带，另采煤工作面超前压力的叠加，在应力叠加条带内发生突出的可能性大于采煤工作面其他部位。第一节防突措施的效果检验2.检验点及钻孔布置采煤工作面沿走向长度每30～50m，沿采煤工作面倾斜方向未超过120m时，应至少布置1个检测试验点。为了扩大效果检验的范围，提高检验的可靠程度，现场一般布置2组检测点。每组检测点间隔10～15m均匀布置3个检测钻孔。如果采煤工作面的倾斜宽度大于120m，一般布置3组检测试验点，每组检验点均匀布置3个钻孔。第一节防突措施的效果检验（四）石门预抽防突效果检验对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时，至少应布置4个检测钻孔，分别位于预抽区域内的上部、中部和两侧，并至少有1个检验孔位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围。如果矿井为近距离煤层群开采时，检测钻孔应穿透石门所有煤层，测定煤层综合瓦斯压力和残余瓦斯压力。第一节防突措施的效果检验开采缓倾斜及近水平煤层，如果石门从煤层顶板方向揭穿煤层时，应特别注意石门巷道底板岩石与煤层结合面呈一薄弱三角区，即岩柱厚度逐渐变薄，石门底板下部必须布置至少1个检验钻孔；否则有可能因漏检而发生突出。第一节防突措施的效果检验（五）煤巷条带预抽防突效果检验（1）穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域措施效果进行检验时，要求每30～50m至少应布置1个检验测试点。为提高检验可靠程度，布置1组检测试验点，检验钻孔数量不少于3个，即待掘巷道两帮轮廓线外10～15m各1个，巷道中心1个。其检验钻孔应随着穿层预抽瓦斯钻孔同时施工，并及时封孔安装压力表，测定煤层瓦斯压力和残余瓦斯压力。第一节防突措施的效果检验（2）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施效果进行检验时，在煤巷条带每间隔20～30m至少布置1个检验测试点，每个区域不得少于3个检验测试点。在现场应用时，建议改为1组，每组检测点应不少于3个钻孔，巷道轮廓线外10～15m各1个，巷道中心1个。第一节防突措施的效果检验由于现场要求接替的时间较短，预抽钻孔间距一般都小于5m，所测定的煤层瓦斯压力一般都不真实。所以，现场一般都采用工作面的预测方法和指标进行效果检验。第一节防突措施的效果检验二、区域验证（一）区域验证要求突出煤层无论采用什么区域防突措施及区域措施效果检验，在采掘作业前与作业过程中都应进行区域验证，判定为无突出危险的区域更应强化该区域验证的工作。在地质构造带、应力集中带，煤层急剧变化带等个别特殊地带，对区域措施效果还应执行连续验证。第一节防突措施的效果检验（二）区域验证方法1.石门揭煤工作面区域验证石门揭煤工作面进行的区域验证，应采用石门揭煤工作面突出危险性预测的方法进行。选用综合指标法D、k值或钻屑瓦斯解吸指标法K1、Δh2值进行验证。第一节防突措施的效果检验采用综合指标法进行区域验证时，应当由工作面向煤层适当位置打至少3个钻孔测定煤层瓦斯压力p。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时，应当测定各煤层的综合瓦斯压力。第一节防突措施的效果检验并在测压钻孔每米取一个煤样测定煤的坚固性系数f值，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定瓦斯放散初速度Δp值。并将Δp及所有钻孔中最小煤的坚固性系数f值作为石门软煤分层的瓦斯放散初速度和坚固性系数，最后计算出综合指标D、k值。第一节防突措施的效果检验各石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、k的临界值应根据考察确定，在确定之前可暂按表8-1所列临界值进行预测。综合指标D综合指标k无烟煤其他煤种0.252015第一节防突措施的效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法对石门揭煤工作面进行区域验证时，由工作面向煤层适当位置至少打3个钻孔，钻孔钻进到煤层时，每钻进1m采集一次孔口排出粒径1～3mm的煤钻屑量，测定瓦斯解吸指标K1值或Δh2值。石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定之前可暂按表8-2所列指标临界值预测突出危险性。第一节防突措施的效果检验8-2石门揭煤工作面突出危险性预测钻屑瓦斯解吸指标煤样临界指标Δh2/Pa临界指标K1/mL·（g·min1/2）-1干煤样2000.5湿煤样1600.4如果所有测得的指标值小于临界值，且未发现其他突出预兆，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。第一节防突措施的效果检验2.采掘工作面区域验证煤巷掘进工作面和采煤工作面应采用钻屑指标法、复合指标法和R指标法预测。并按照下列要求进行：第一节防突措施的效果检验（1）在工作面进入该区域时，在工作面开口前或开采前立即连续进行至少2次区域验证。如果无突出危险，以后的工作面每推进10～50m应连续进行至少2次区域验证。如果采用预抽煤层瓦斯作为区域