防治煤与瓦斯突出设计

1、盘县XXXX镇XXXX煤矿防治煤与瓦斯突出设计编制单位：盘县XXXX镇XXXX煤矿编 制 人：XXXX编制日期：2011年3月10日会审单位及部门单位或部门姓名职务日期矿 长生产矿长安全矿长机电矿长技术负责人调度室编 制目 录第一章 矿井概况- 1 -第二章 矿井瓦斯情况- 3 -第三章 防突设计- 5 -第一节 区域防突- 5 -第二节 区域措施效果检验- 14 -第三节 区域验证- 17 -第四节 局部综合防突措施- 18 -第五节 安全防护措施- 43 -第四章 防突管理及培训工作- 48 -第一章 矿井概况一、矿井简介盘县XXXX镇XXXX煤矿位于盘县XXXX镇，矿区位于盘县北东方向,

2、距盘县县城（XXXX镇）约10km，有亦资-乐民公路穿过矿区，为四级碎石路面；矿区距贵昆铁路XXXX站10km，交通方便（图1）。地理坐标：东经104°2607-104°2646，北纬25°3658-25°3743。二、矿井地质构造及破坏程度盘县XXXX镇XXXX煤矿开采历史久远，自上世纪五十年代就有民采小窑对煤层近地表部分进行小规模采掘，自九十年代开始发展为小窑井下开采。原XXXX镇XXXX煤矿始建于1987年，属小型个体矿山。1993年6月办理采矿登记的各种手续，生产逐步趋于正规，2004年年生产能力达到4万吨左右，后来经技该扩建，逐步改进和完善开采

3、系统，设计规模9万t/年，开采M1、M3 、M5、M12、M17煤层，主采M1、M3煤层。有开拓系统一套。共用一个风井，采用斜井开拓，走向长壁后退式采煤法，放爆落煤回采工艺。原XXXX煤矿始建于1998年，2000年建成投产，年生产能力2-4.5万/年, 2001年以来,矿井进行技改扩建，设计规模6-9万t/年，开采M1、M3 、M5、M12、M17煤层，主采M1、M3煤层。有开拓系统一套，采用平硐和暗斜井开拓，走向长壁后退式采煤法，放爆落煤回采工艺。整合后的XXXX镇XXXX煤矿设计生产规模9万t/年。原XXXX镇XXXX煤矿矿区范围内M1煤层已基本采空，M3北、北西部已基本采空，M5、 M

4、12、M17基本未采；原XXXX镇XXXX煤矿矿区范围内M1煤层未采，M3煤层北、北东边已基本采空，M5、 M12、 M17尚未开采。2007年6月办理新的采矿许可证，矿山名称为盘县XXXX镇XXXX煤矿，生产能力9万吨/年，有效期限1年，拟开采深度为19501800m。现在实际生产能力9万吨/年。截至2006年底，盘县XXXX镇XXXX煤矿共采出原煤83万吨。矿山在生产过程中完成沿脉运输辅助平巷、切割巷道及上山、耙矿巷道等工程，现开采煤层为M1、M3煤层。区域构造属扬子准地台，普安旋钮构造变形区，矿井属盘县向斜西翼。区内未发现大的断层、褶皱，属于单斜构造。地层倾向北东东，倾角一般28-36&

5、#176;，平均34°。但节理、裂隙、小褶曲、揉皱等小构造发育，对煤层破坏不大，对矿区开采无甚影响。构造复杂程度为中等三、含煤地层矿区的煤系为二叠系上统龙潭组（P3l），是一套海陆交替相积，由灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粘土岩及煤层组成的韵律层，偶夹灰岩。本区含煤地层总厚度330m，含煤34层，煤层总厚17.35m，含煤系数5.26%，可采煤层11层。本矿区范围内含可采煤层5层，可采总厚度9.9m，可采厚度含煤率为4.1%。按煤系岩性特征及含煤情况从上至下分为M1、M3、M5、M12、M17，总计可采煤层5层。M1煤层：煤层厚约1.01.6m，平均厚1.3m。局部有夹矸，厚0.0

6、40.13m，顶板为灰色薄层状粉砂岩及粘土岩，底板为灰色薄层状粘土质粉砂岩粉砂岩。煤层构造简单,煤层倾向北东东，平均倾角一般34。M3煤层： 上距M1煤层12-40m,厚1.82.6m，平均厚2.2m。局部夹粘土岩矸石，厚0.02-0.04m。顶板为灰、深灰色薄层状粉砂岩夹薄层菱铁矿，底板为深灰色薄层状砂质粘土岩夹薄层菱铁矿。煤层倾向北东东，平均倾角一般34°, 煤层构造简单。M5煤层：上距M3煤层25-40m。厚1.2-1.8m，平均厚1.5m。全区稳定煤层,可采。顶板为灰、深灰色薄层状细砂岩，底板为深灰色薄层状砂质粘土岩。煤层倾北东东，平均倾角34°, 煤层构造简单。M

7、12煤层：上距M5煤层20-40m。厚1.6-2.4m，平均厚2.1m。不含夹矸。顶板为灰、深灰色薄层状细砂岩与薄层菱铁矿互层，底板为深灰色薄层状砂质粘土岩。煤层倾北东东，平均倾角34°, 煤层构造简单。M17煤层：上距M12煤层之下垂距20-60m。厚2.43.2m，平均厚2.8m。不含夹矸，该煤层厚度相对不稳定差。顶板为灰、深灰色薄层状粘土质粉砂岩与薄层菱铁矿互层，底板为深灰色薄层状砂质粘土岩。煤层倾向北东东，平均倾角一般34°, 煤层构造简单。第二章 矿井瓦斯情况一、瓦斯赋存状况1、瓦斯成分瓦斯是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占607

8、0，二氧化碳占3040，还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。2、瓦斯赋存状态瓦斯在煤体中存在的状态有二种：一种叫游离状态，一种叫吸附状态。在自然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占8090%，以游离状态贮存的占1020%，总体来说，瓦斯绝大多数是以吸附状态存在煤体的。3、瓦斯参数及煤层透气性系数根据抚顺煤研所关于瓦斯风化带的划分方法，以每克可燃物质含2毫升可燃气体相对应的深度为准，其上为瓦斯风化带，其下为瓦斯带。依据煤层瓦斯含量推测、瓦斯风化带距地表平均28.71m左右。/g之间，全区平均含量为13.43ml/g，为富甲烷煤层。瓦斯梯度：煤层埋藏深度每增加44.37m时，其瓦斯含量增

9、加1 m3/t。瓦斯增长率：煤层埋藏深度每增加100m时，瓦斯含量增加2.25 m3/t。二、矿井瓦斯储量1、瓦斯储量1）瓦斯储量计算范围矿井内所有可采煤层及受采动影响的围岩。2）瓦斯储量矿井瓦斯储量按下式计算：式中：w矿井地质资源/储量，M m3;w1矿井可采煤层瓦斯储量，M m3;A1i矿井i可采煤层的地质储量, M t;w1i-矿井i可采煤层的瓦斯含量, m3/t；w2受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，M m3;A2i受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的地质储量，M m3;w2i-受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的瓦斯储量， m3/t;因为地质

10、报告没有提供己破坏其它不可煤层的地质储量,因此受采动影响后能够向开采空间瓦斯，按可采煤层总储量的10%计算w3-受采动影响后能够向开采空间排放的岩层瓦斯储量，M m3;k围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.050.20,取K=0.1。根椐以上公式及计算原则，计算矿井瓦斯储量为221.41Mm3，见表2-1-1。表2-1-1 矿井瓦斯储量计算表煤层瓦斯含量(m3/t)可采煤层地质储量(万吨)可采煤层瓦斯储量(Mm3)不可采煤层的瓦斯储量(Mm3)受采动影响后能够向开采空间排放的岩层瓦斯储量(Mm3)矿井瓦斯储量19.5828126.9202.6929.6138.7616414.3701.4415.8

11、1510.125525.7602.5828.341213.932344.904.4949.391711.9652362.5506.2668.81总计201.27020.14221.41三、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性情况根据贵州省煤炭管理局文件对盘县煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复。XXXX煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为5.34m3/min，相对瓦斯涌出量30.3m3/t；鉴定结论本矿井突出矿井。因此必须按突出矿井管理。第三章 防突设计第一节 区域防突一、区域性综合防突措施开采突出煤层必须采取区域性综合防突措施。区域综合防突措施包括区域突出危险性预测；区域防突措施；区域措施效果检验

12、；区域验证等内容。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。开采保护层是防治煤与瓦斯突出的主要措施，也是最有效和最经济的一种区域性防突措施，由于保护层的开采，对突出煤层产生保护作用，使之在采掘过程中不再发生突出或降低发生突出的危险性，从而达到防止煤与瓦斯突出的目的。（一）、开采保护层1、保护层的确定开采保护层是目前最有效、最经济的防突措施。根据保护层与被保层之间的关系，分为上保护层和下保护层。选择保护层必须遵守下列规定：1）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

13、保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；2）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；3）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效果检验；4）优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。根据以上情况，矿井前期把5煤层作为保护煤层。2、开采保护层区域防突措施应当符合下列要求：1）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；2）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；3）开采保护层时

14、，采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廓划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。3、保护层作用有效范围的确定1）保护层与被保护层之间的最大保护垂距研究表明，在一定的地质条件和开采条件下，保护层作用效果随层间距加大而减小，达到一定临界距离以后，

15、保护作用基本消失。保护层与被保护层的最大保护垂距见表3-1-1。表3-1-1 保护层与被保护层的最大保护垂距最大有效垂距（m）煤层类别上保护层下保护层急倾斜煤层<60<80缓倾斜和倾斜煤层<50<100根据煤层赋存情况可知：当开采1煤层时，3煤层得到保护；开采17煤层时，19煤层得到保护； 2）沿走向的保护范围（1）正在开采的保护层采煤工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的两倍，并不得小于100m。（2）对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月，且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线，停采线和所留煤柱对被保护煤层的保护范围

16、可按卸压角5660°划定，并按实际情况进行修改。沿走向的保护范围见图3-1-2。图3-1-2 沿走向的保护范围3）沿倾斜的保护范围被保护煤层沿倾斜的保护范围可按卸压角划定，卸压角的大小应采用矿井的实测数据。沿倾斜的保护范围见图3-1-3。图3-1-3 沿倾斜的保护范围（二）、预抽煤层瓦斯区域防突措施1煤层作为首采煤层开采，其工作面开采前，必须采用预抽瓦斯消突后方能进行开采。预抽瓦斯防突的有效性指标，应根据矿井实测资料确定，根据煤矿安全规程的规定，煤层瓦斯预抽率大于30确定。煤层瓦斯预抽率应用钻孔控制范围内煤层瓦斯储量与抽出瓦斯量（包括打钻时钻孔喷出的瓦斯量、自然排放量）来计算。采用煤

17、层瓦斯预抽率作为有效性指标的突出煤层，在采掘作业时，必须采用工作面预测方法对预抽效果进行经常复验。预抽煤层瓦斯可采用的方式：钻孔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、穿层钻孔预抽石门（含斜井）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时，应当符合下列要求：1）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：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。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离；2）穿层

18、钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与第1点中回采巷道外侧的要求相同；3）顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。在采煤工作面运输巷布置顺层钻孔预抽煤层瓦斯。钻孔布置：每隔5-10m布置顺层抽放钻孔一个，抽放钻孔长度为110-115m（工作面倾斜长120m），回采工作面预抽煤层瓦斯钻孔布置见图 3-1-4,3-1-5。图3-1-4 工作面顺层抽放示意图4）在突出煤层中进行回采时，都应预测煤层的突出危险性，并根据煤层的突出危险性和具体条件，采取防治突出措施。措施参数应根据矿井的实际测定的结果或规

19、定指标确定。4）在一个或相邻的两个采区中同一阶段的突出煤层中进行采掘作业时，不得两个工作面相向回采和掘进。突出煤层的掘进工作面，不得进入本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中区。6）突出煤层的采掘工作面靠近或处于地质构造破坏带时，都应认真检验防治突出措施的效果，如果措施无效，应用时采取补救措施。7）采煤工作面瓦斯涌出量突然变大时，必须注意防止局部瓦斯富集区发生瓦斯大量涌出、喷出或突出。图3-1-5 穿层抽放8）在井巷施工或生产中，应进一步测定煤层瓦斯压力，煤的破坏类型，瓦斯放散初速度，煤的坚固系数等有关参数，以便对矿井的瓦斯涌出动力现象做进一步的分析和鉴定。9）穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区

20、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：石门和斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距20m；见图3-1-6，见图3-1-7。图3-1-6 石门揭煤瓦斯抽放布置图注:A-A剖面为第一次抽放位置, B-B剖面为第二次抽放位置图3-1-7 石门揭煤（底板）抽放钻孔布置图5）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控

21、制范围与本条第1点中回采巷道外侧的要求相同；见图318。图3-1-8 顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔示意图6）当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的边界前方不得小于20m；7）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为铅垂距离，且仅限于煤层部分）。8）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。9）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。10）应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻

22、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。第二节 区域措施效果检验执行煤层区域措施后，对煤层的突出危险性，需进行区域措施效果检验，确定措施有效、无效，以采取对应措施。一、开采保护层区域防突措施保护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。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按表3-2-1对预计被保护区域的保护效果进行判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。表3-2-1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预

23、测的临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P0.74W8无突出危险区其他情况突出危险区二、预抽煤层瓦斯区域防突措施保护效果检验对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，可采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验。1）采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验

24、时，应当根据经试验考察确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。2）采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，各煤层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，如果所有实测的指标值均小于表3-2-2的临界值

25、则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。表3-2-2 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤突出危险性的参考临界值煤样h2指标临界值(Pa)K1指标临界值干煤样2000.5湿煤样1600.4同时若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。3）、采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：、对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过12

26、0m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔3050m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔3050m，至少沿工作面方向布置2个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时，按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验；、对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔3050m至少布置1个检验测

27、试点；、对穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，至少布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围；、对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔2030m至少布置1个检验测试点，且每个检验区域不得少于3个检验测试点；、各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。第三节 区域验证1

28、、在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证，应当采用用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。斜井揭煤工作面的突出危险性预测按照石门揭煤工作面的各项要求和方法执行。2、在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用如下方法：1）钻屑指标法；2）复合指标法；3）K1值指标法；4）其他经试验证实有效的方法。3、判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。4、工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时，应当按照下列要求进行：1）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；2）工作面每推进1050m（在地质构造复

29、杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；3）在构造破坏带连续进行区域验证；4）在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。5、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。6、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。第四节 局部综合防突措施一、局部综合防突措施基本程序和要求1、防治突出的技术措施主要针对有突出危险的工作

30、面，采取相应的综合防突措施消除突出危险性，将有突出危险的工作面变成无突出危险的工作面。2、对有突出危险的采掘工作面，可以采用预抽煤层瓦斯，超前卸压钻孔、深孔松动爆破等常用局部性技术措施消除工作面突出危险。3、对石门揭煤工作面，主要采用预抽煤层瓦斯措施，对煤巷掘进工作面，向掘进工作面前方施工顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯，超前卸压钻孔是应用最广泛的局部防突措施，可应用于采掘工作面。深孔松动爆破主要适用于煤层强度较大的煤层。卸压槽、煤层注水等措施应用较少，一方面技术还不成熟，另一方面工艺和设备复杂，小煤矿使用较少。4、开采突出煤层必须采取综合防突措施。首先对煤层突出危险性预测，分为工作面突出危险预测，从而

31、采取上述不同的针对性防突出技术措施，之后进行措施效果检验，如果检验的各项指标都降到该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效，反之认为措施无效，要采取补救措施。在井巷揭穿突出煤层或突出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。基本程序和要求：（1）、工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面预测应当在工作面推进过程中进行。采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。（2）、突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并

32、进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。无突出危险工作面必须在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的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m。每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图，并列表。（3）、石门和斜井揭穿突出煤层前，必须准确控制煤层层位，

33、掌握煤层的赋存位置、形态，布置超前探钻孔。在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不能共用时，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。见下图：在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。（4）、石门和斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。

34、揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计、措施，报煤矿企业技术负责人批准后实施。揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工，并按照下列作业程序进行：、探明揭煤工作面和煤层的相对位置；、在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）；、工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施；、实施工作面措施效果检验；、掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；、采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层；、在岩石巷道与煤层连接处加强支护。、过煤门时，应采取与揭煤时相同的措施。（5）、石门和斜井揭煤工作面的突出危险性预测必须在距突出煤层最小法向距

35、离5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）前进行。在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，必须采取或补充工作面防突措施，直到经措施效果检验为无突出危险工作面。（6）、石门和斜井工作面从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始，必须采用物探或钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离

36、。采用远距离爆破揭开突出煤层时，要求石门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m。要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层1.5m，其他煤层2m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离。（7）、在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后，若未能一次揭穿至煤层顶（底）板，则仍应当按照远距离爆破的要求执行，直至完成揭煤作业全过程。8、当石门或斜井揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时，可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。9、突出煤层的每个煤巷掘进工作面和采煤工作面都应当编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。实施过程中当煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化

37、时，还应当作出补充或修改设计。10、在实施局部综合防突措施的煤巷掘进工作面和回采工作面，若预测指标为无突出危险，则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。二、工作面突出危险性预测工作面突出危险预测方法主要根据引发突出的地应力、瓦斯和煤的物理力学性质因素寻找能够反映突出危险信息的指标，根据探测方法主要分为钻孔预测方法和传感器预测方法。前者主要利用向采掘工作面煤体内施工钻孔，测定突出危险预测指标，判定采掘工作面前方煤体是否具有突出危险；后者主要利用传感器监测

38、突出危险信息，通过监测的信息进行分析处理，判定采掘工作面前方煤体是否具有突出危险性。在采掘工作面作业中，对煤层中有下列情况之一者，应视为突出危险工作面，但需进行工作面突出危险性预测，以取得可靠的突出危险性指标数据，采取针对性的防治措施， 1、对于各类工作面，除按防突规定应该或可以采用的工作面预测方法外，其他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；在试验前，应当由煤矿企业技术负责人批准。应针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验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

39、人批准。2、在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时，可以根据实际条件测定一些辅助指标（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等），采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象，实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面：1）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；2）煤层赋存条 件急剧变化；3）采掘应力叠加；4）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；5）工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层，当出现上述第4）、5）情况时，应判定为突出危险

40、工作面；当有上述第1）、2）、3）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。3、井巷和石门揭煤工作面危险性预测1）石门揭煤工作面的突出危险性预测应当选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。斜井揭煤工作面的突出危险性预测按照石门揭煤工作面的各项要求和方法执行。2）采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，应当由工作面向煤层的适当位置至少打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。突出煤层测压钻孔布置示意图见3-4-1。图3-4-1 突出煤层测压钻孔布置示意图 测压钻孔在

41、每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度p，则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。综合指标D、K的计算公式为：D=(0.0075H/f-3)×（P-0.74） （1）K=p/f （2）式中：D工作面突出危险性的D综合指标；K工作面突出危险性的K综合指标；H煤层埋藏深度，m；P煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa；p软分层煤的瓦斯放散初速度；f软分层煤的坚固性系数。各煤层石门揭煤工作面突出预测综合指标D、K的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按下表3-

42、5-16所列的临界值进行预测。当测定的综合指标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。工作面突出危险性综合指标 D工作面突出危险性综合指标 K无烟煤其它煤种0.252015表3-4-2石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值3）采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔， 在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或h2值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

43、各煤层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，在确定前可暂按表3-4-3中所列的指标临界值预测突出危险性。钻屑瓦斯解吸指标的临界值h2（Pa）K1干煤2000.5湿煤1600.4表3-4-3钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。目前我矿采用重庆煤科分院WTC型突出测定仪，测定的瓦斯解吸指标K1值。本矿可采用目前较为方便可行的钻屑指标法，使用WTC型突出测定仪，作钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，见下图3-4-4石门揭煤工作面预测钻孔布置示意

44、图。3-4-4 石门揭煤工作面预测钻孔布置示意图钻屑瓦斯解吸指标K1的测定方法：使用WTC型突出测定仪，每钻进2m，取一次钻屑作特征测定，取样时，把秒表、筛子准备好（1mm的筛子在下，3mm的筛子在上），钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并继续进行筛分，最后把已筛分好的13mm的煤样装入到WTC仪器的煤样瓶中，并用筛子刮平使装入煤样体积和煤样瓶体积一致，迅速装入煤样罐内，盖好煤样罐并拧紧罐盖，松开盖上阀门，准备测试。当秒表走到t0（t0一般应取1min、1.5min、2min，不应超过2min，不足1min应等满1

45、min）时，拧紧盖上阀门的同时启动仪器采样键进行测定，经5min后当仪器显示输入时间时，用键盘输入t0，按监控键，仪器显示输入钻深时，输入L0，按监控键，仪器进行计算并显示结果，此值即为K1值。其操作流程如图3454、可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：1）钻屑瓦斯解析指标法；本煤矿可采用目前较为方便可行的钻屑指标法，使用WTC型突出测定仪，预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。图345瓦斯解吸指标K1的测定方法钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的

46、终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。见下图3-4-6图3-4-6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值或h2值。各煤层采用钻屑瓦斯解析指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值，应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3-4-7的临界值确定工作面的突出危险性。表3-4-7钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值钻屑瓦斯解吸指标h2最大钻屑量 SK1危险性PAL/m(mL/g·min1/2)2005.40.5突出危险工作面2005.40.5无突出危险工作面如果实测得到的S或h2值、K1的所有测定值均小于临界值，并且未发现其

47、他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。2）可采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，采用流量计测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽量布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。各煤层采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考

48、察确定，在确定前可暂按表3-4-8的临界值进行预测。表3-4-8复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值最大钻屑量 S钻孔瓦斯涌出初速度q危险性Kg/mL/mL/min65.40.5突出危险工作面65.40.5无突出危险工作面如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。5、对采煤工作面的突出危险性预测可参照上述所列的煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，深度510m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。操作步骤和方法为：（1）在采煤进工作

49、面每隔10-15m打3个直径为42mm、孔深8lOm的钻孔，钻孔布置在软分层中，一个钻孔位于工作面的中部，并平行于采煤推进方向，其他钻孔的终孔点位于中部孔外35m处, 如图3-4-9所示。图3-4-9采煤工作面突出危险性预测钻孔布置图（2）钻孔每打1m测定钻屑量一次，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标h2或K1预测工作面的突出危险性。采用钻屑指标法预测工作面突出危险性时，应根据实测数据确定，如无实测数据时，可按表3-4-7所列的指标临界值预测突出危险性。实测的任一指标Smax值、K1或h2：值等于或大于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。

50、（3）采用钻屑指标法预测采煤工作面突出危险性，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有2m的预测超前距。用钻屑指标法预测采煤工作面危险性的临界值见表3-4-10。表3-4-10 钻屑指标法预测采煤工作面危险性的临界值h2最大钻屑量K1危险性(pa)Kg/mL/m(mL/g·min1/2)20065.40.5突出危险工作面20065.40.5无突出危险工作面判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。三、工作面防突措施本矿实施区域性防突出措施，选择保护层开采，但对今后保护层开采采掘工作面未受保护区域，除采取区域防突措施外

51、，还应采取局部防突出措施。煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时，必须打钻孔查明煤层赋存条件，然后采用直径为4275mm的钻孔排放瓦斯。若突出煤层煤巷掘进工作面前方遇到落差超过煤层厚度的断层，应按石门揭煤的措施执行。1、工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。2、石门和斜井揭穿突出煤层工作面防突设计至少应当包括下列主要内容：1）石门和斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况；2）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；3）控制突出煤层层位、准确确

52、定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案；控制煤层层位、测定煤层瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性的前探钻孔；后两项工作可与控制煤层层位的前探钻孔共用。前探钻孔、测压钻孔、安全岩柱厚度布置方式见下图3-4-11。图3-4-11控制突出煤层前探钻孔布置示意图4）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布置等；5）工作面防突措施；6）安全防护措施及组织管理措施；7）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。3、煤巷掘进和采煤工作面的专项防突设计应当至少包括下列内容：1）煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况；2）建立安全可靠的独立通风系统及加

53、强控制通风风流设施的措施；3）工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标以及预测、效果检验钻孔布置等；4）防突措施的选取及施工设计；5）安全防护措施；6）组织管理措施。矿井各煤层采用的煤巷掘进工作面和采煤工作面各种局部防突措施的效果和参数等都要经实际考察确定。四、石门和井巷揭煤的防突措施1、石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施。本矿采用预抽瓦斯防突措施。对所实施的防突措施都必须进行实际考察，得出符合本矿井实际条件的有关参数。2、根据工作面岩层情况，实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最小法向距离为：预抽瓦斯、

54、排放钻孔及水力冲孔均为5m、金属骨架措施为2m。3、揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时，钻孔直径一般为75120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。见下图3-4-12根据实际考察情况确定。图3-4-12 石门（底板）揭煤排放（抽放）钻孔布置示意图4、揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时，可采取分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离（掘进到煤层顶或底板时不在此限）。5、预抽瓦斯和排放钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽采状态。6、石门揭煤工作面金属

55、骨架措施一般在石门上部和两侧周边外0.51.0m范围内布置骨架孔。骨架钻孔应穿过煤层并进入煤层顶（底）板至少0.5m，当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层的深度不应小于15m。钻孔间距一般不大于0.3m，对于松软煤层要架两排金属骨架，钻孔间距应小于0.2m。骨架材料可选用8kg/m的钢轨、圆型钢或直径不小于50mm钢管，其伸出孔外端用金属框架支撑或砌入碹内。插入骨架材料后，应向孔内灌注水泥砂浆等不燃性固化材料。揭开煤层后，严禁拆除金属骨架。金属骨架措施布孔示意图如下7、在井筒和石门揭穿煤层前，必须要预测有突出危险或煤层瓦斯压力大于0.74MPa时，为预防煤与瓦斯突出，建议采取打超前钻孔、

56、预抽煤层瓦斯、煤层固化等防突措施。经效果检验后（若效果无效，必须采取补充措施），可采用远距离放炮或震动炮揭穿煤层。井筒和石门揭穿煤层前必须严格按照防治粉与愁眉苦脸突出规定要求，编制专门的防突措施或设计，并按规定报有关部门批准，同时应遵守如下规定：在井筒和石门揭穿煤层前，必须打超前钻孔，控制煤层层位，测定煤层瓦斯压力，预测掘进石门工作面的突出危险性。在掘进工作面迎头距煤层法线10m之外，至少要打2个穿透煤层全厚并进入煤层顶（底）板不小于0.5m的超前钻孔，掌握煤层赋存条件、地质构造、瓦斯情况，等详见图3-4-13。在掘进工作面迎头距煤层法线5m之外，至少要打2个穿透煤层全厚测压钻孔，测定煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度，煤的坚固系数或钻屑瓦斯解吸指标。图3-4-13 控制突出煤层的前探钻孔布置示意图为了防止误穿煤层，井筒和石门掘进工作面与煤层法线距5m时，在井筒和石门两侧补打3个小直径（42mm）超前钻孔，其超前距不小于2m。石门掘进工作面与煤层必须保持一定厚度的岩柱，本矿石门揭煤岩柱大于3m。在井筒和石