煤矿班队长以上管理人员防突知识陪训课件

煤矿班队长以上管理人员防突知识培训XXX煤矿3月17日煤与瓦斯突出防治技术与管理二零一X年三月十七煤矿主要内容二三煤与瓦斯突出概况防突预测预报仪器仪表一综合防突措施四防突钻孔施工及设备五典型突出事故案例六矿井防突管理一煤与瓦斯突出概况1、煤与瓦斯突出的定义煤与瓦斯突出：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。煤与瓦斯突出煤层：指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。煤与瓦斯突出矿井：在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。煤与瓦斯突出基本知识教学视频1、瓦斯：无色，无味，比空气轻（容重为空气的0.554倍），微溶于水（3~5L/m3）,燃烧时火焰呈现兰色。对突出起作用的瓦斯压力和吨煤瓦斯含量。2、地应力：自重应力、构造残余应力，采掘支承压力。构造煤及其分布规律。3、煤质结构：煤的软硬度变化（塑性变化）、煤的种类、破坏类型。2、发生煤与瓦斯突出的因素3、煤与瓦斯突出类型煤的突然倾出：主要由重力引起，瓦斯在一定程度上参与倾出过程。煤的突然压出：由构造应力或开采集中引起，瓦斯起次要作用。按形式不同，压出分为两类：突然移动煤体整体移动，不抛出煤、不形成孔洞突然挤出发生在构造应力大，有软分层等条件下煤与瓦斯突出：地应力和瓦斯压力共同参与。按突出动力现象分类按动力现象强度分类小型突出：强度50t/次中型突出：强度50～99t/次次大型突出：强度100～499t/次大型突出：强度500～999t/次特大型突出：强度1000t/次按作业地点分类煤巷掘进突出：平巷、上山、下山石门揭煤突出：次数不多，但强度最大回采工作面突出竖井突出岩巷突出4、煤与瓦斯突出特点及危害煤与瓦斯突出的特点:煤与瓦斯突出是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，它能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤(岩)抛出物，造成人员窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故，造成更大的灾难。到目前为止，由于突出过程的复杂性和现有科学技术的局限性，人们对煤与瓦斯突出机理的认识仍然处于定性阶段，对突出现象发生的许多方面还未能作出科学、全面、完整的解释。对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。煤与瓦斯突出的危害：（1）动力摧毁作用；（2）缺氧窒息作用；17%，工作时会出现喘气或呼吸困难；15%时，会失去劳动能力；12%（瓦斯为43%，空气为57%）时会丧失理智，7~8分钟会有窒息死亡危险；9%（瓦斯为57%，空气为43%）时丧失理智，2~3分钟会有窒息死亡。6%（瓦斯为71%，空气为29%）时会丧失理智，立即窒息死亡。国际劳动局（InternationlLabouroffice）制定的《煤矿安全与健康实用规程》（1985年5月，日内瓦）规定：“任何地点空气中的氧气成分低于19%，都不适合人员作业和通过”。我国规定“当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具”。（3）发生瓦斯爆炸。其危害以可分为三个方面：A、火焰锋面：传播速度从每秒几十厘米~100m/s，最大可达音速；温度2150℃~2650℃。B、冲击波：传播速度大于音速，可达1000m/s。正向传播的峰值压力一般为0.5~0.8MPa，最高可达2MPa。人体抵抗能力为2.0KPa。C、巷道中大气成份的变化：生成大量的CO、CO2、水蒸气。CO浓度一般在0.4%以上。CO浓度0.4%，人维持8~10分钟；CO浓度1.0%，人维持1~2分钟；（4）突出煤自燃、进而引发瓦斯爆炸。5、突出发生的一般规律突出发生在一定深度上，开始突出的最浅深度称为始突深度，标志着突出需要起码的地应力和瓦斯压力。随着开采深度的增加，突出的危险性增大。主要表现为突出次数增多、突出强度增大、突出煤层增多和突出危险区域扩大。突出次数和突出强度随着煤层的厚度，特别是软分层的厚度增大而增加，突出最严重的煤层往往是最厚的主采煤层。突出的气体主要是甲烷，少数情况是二氧化碳。5、突出发生的一般规律突出煤层的力学强度低（f0.5）而且变化大，透气性差（λ0.1m2/MPa2.d），瓦斯放散出速度高（△P10），煤层破坏类型为Ⅲ～Ⅴ类。煤体破坏程度越严重，煤的硬度越小，突出危险性越大。一般情况，煤层增厚时容易突出，合层时也容易突出。由上向下的突出较多，由下而上的突出极少。突出的危险性随着煤层倾角的增大而增加。突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。90%以上的突出（石门突出除外）发生在向斜轴部、扭转地带、断层和褶曲附近。突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近区域，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处，回采工作面的集中应力区，掘进工作面临近贯通处等地点。5、突出发生的一般规律采掘工作往往可诱发突出,大多数突出发生在放炮和落煤工序。煤与瓦斯突出具有延期性。放炮后没有立即发生的突出，称延期突出。延迟的时间由几分钟到十几分钟，它的危害性更大。突出发生在掘进工作面较多，回采工作面较少。石门揭煤的突出危险性最为严重。突出煤层具有临界瓦斯压力和瓦斯含量，随着瓦斯压力的增大，煤层的突出危险性增大。但突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系。瓦斯压力低，含量小的煤层可能发生突出；压力高，含量大的煤层也可能不突出。因为突出是多种因素综合作用的结果。但值得注意的是，我国30处特大型突出的煤层瓦斯含量都大于20m3/t。5、突出发生的一般规律突出危险性随着有硬而厚的围岩存在而增高.突出煤层的顶底板透气性越差，越有利煤层的瓦斯储存，其突出危险性越大。突出前常有预兆。5、突出发生的一般规律6.煤与瓦斯突出预兆突出预兆分为有声预兆和无声预兆两类：有声预兆响煤炮。在煤层内发生像机关枪、炮击声。突出压力显现声。支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤璧能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。无声预兆压力增大。顶板来压，片帮、掉碴、煤壁向外鼓，煤岩自行剥落。煤层变化。层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。瓦斯及温度变化。瓦斯涌出异常，忽大忽小；煤尘增大、气味异常，发闷；煤壁发冷，气温下降等。打钻时出现顶钻、吸钻、喷煤、喷瓦斯、装药顶炮等。应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅仅出现一种或几种。二综合防突措施第一节综合防突措施及执行程序区域防突措施先行，局部防突措施补充区域综合防突措施区域突出危险性预测区域防突措施区域措施效果检验区域验证局部综合防突措施工作面危险性预测工作面防突措施工作面措施效果检验安全防护措施防治煤与瓦斯突出执行程序从安全区域向突出煤层施工防突工程大面积消除突出危险性安全开采突出煤层突出煤层（危险源）底板岩巷（安全区域）瓦斯抽采工程区域瓦斯治理技术区域突出危险性预测区域防突措施区域措施效果检验区域验证局部瓦斯治理技术工作面突出危险性预测工作面防突措施工作面措施效果检验安全防护措施工作人员长期在突出煤层中作业，任何一环出现问题，都有可能发生突出事故，造成人员的伤亡；危险性较大。突出煤层（危险源）防突工程煤层巷道工作面“四位一体”综合防突措施区域“四位一体”综合防突措施建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定（部分矿井可不鉴定）非突出煤层：按非突出矿井管理生产矿井突出煤层、突出矿井鉴定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煤层：按突出矿井管理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防治煤与瓦斯突出基本流程示意图突出危险区被保护层卸压预抽区域防突措施保护层开采预抽煤层瓦斯区域措施效果检验有突出危险无突出危险预抽煤层瓦斯防突技术保护层开采及卸压瓦斯预抽技术实测或者计算残余瓦斯压力和含量工作面预测方法进行区域验证继续进行或补充实施区域防突措施区域综合防突措施的基本程序区域综合防突措施的具体内容开采保护层上保护层地面钻井预抽煤层瓦斯穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施预抽煤层瓦斯下保护层穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯穿层钻孔预抽石门（立、斜井）揭煤区域瓦斯顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯局部综合防突措施的基本程序突出危险工作面无突出危险工作面采取工作面防突措施，并进行措施效果检验采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距，进行采掘作业工作面突出危险性预测防突预测超前距：煤巷掘进和回采工作面均为2m；防突措施超前距：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；地质破坏带，煤巷掘进工作面不小于7m，回采不小于5m。综上所述：区域治理是变高瓦斯、突出煤层为低瓦斯、无突出煤层的治本之策。局部治理俗称“拼刺刀”，风险大，不可预知、不可控因素多，不能从根本上杜绝突出事故发生。所以，必须坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”原则，做到“多措并举，可保必保，应抽尽抽，效果达标”，确保“不掘突出头，不采突出面”。第二节防突钻孔布置原则首先，降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量，释放煤体内的瓦斯潜能。其次，煤体收缩变形，煤体所受的应力降低，透气性增大；同时煤体中的弹性潜能得到释放。此外，增大煤体的机械强度和煤体的稳定性，从而使煤与瓦斯突出的阻力增大，进一步减弱或消除突出危险性，起到防突效果。就钻孔实施地点来说可分为石门揭煤预抽钻孔、煤巷条带预抽钻孔（底抽巷穿层钻孔）和回采工作面预抽钻孔（以顺层孔为主）实施预抽煤层瓦斯钻孔消突的基本原理1、石门揭煤防突钻孔布置原则采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），当钻孔不能穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；若巷道揭煤后进入煤巷掘进时，还应保证最前端钻孔至少控制到巷道揭开煤点前15～20m位置。1-控制范围最外处钻孔；2-石门；4-大巷以单一突出危险煤层为例。通过底抽岩巷施工煤巷条带穿层钻孔抽采，消除顺槽预掘区域的突出危险性；然后掘进顺槽，在顺槽内施工顺层钻孔抽采工作面瓦斯以区域性消除工作面突出危险。底抽巷穿层钻孔和顺层钻孔抽采布置穿层孔与顺层孔瓦斯抽采技术动画演示2、煤巷掘进防突钻孔布置原则采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施时，钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。钻孔控制巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m（卧龙湖煤矿实际控制15.5m）。1011机巷15.515.51#2#3#4#5#6#7#8#9#5.65.65.65.65.65.65.65.615.515.564.44.44.4底抽巷3、回采工作面防突钻孔布置原则采用顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施时，钻孔应当控制整个开采块段的煤层。当采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施时，机、风两巷顺层钻孔至少压茬10m。《防治煤与瓦斯突出规定》第五十条规定：预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。其他要求：第三节防突预测指标的含义煤矿常用的防突预测指标：1、煤层瓦斯