煤矿瓦斯突出防治

防治煤与瓦斯突出

1、概念：

在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩石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。

2、按动力现象力学特征分类煤与瓦斯突出（1）突出煤抛出距离较远，具有分选现象（2）堆积角小于自然安息角（3）有手捻无粒感的煤粉（4）大量的瓦斯涌出（5）孔洞呈口小腔大（6）有明显的动力效应（破坏支架，推倒矿车等）压出（1）位移或抛出的距离较小（2）煤层与顶板之间的裂隙中留有细煤粉（3）呈块状、无分选现象（4）瓦斯涌出量增大，压出煤的吨煤瓦斯涌出量大于30m3/t（5）口大腔小的楔形、半圆型孔洞倾出

（1）按自然安息角堆积、无分选现象（2）巷道瓦斯涌出量增加，吨煤瓦斯涌出量大于30m3/t（3）口大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或重力方向发展。岩石与瓦斯突出（1）在炸药直接作用范围外岩石被抛出（2）二氧化碳涌出明显增大（3）形成孔洞（4）产生明显动力效应3、按突出固体量分类（1）小型突出小于50吨（2）中型突出50～100吨之间（3）次大型突出100～500吨之间（4）大型突出500～1000吨之间（5）特大型突出大于或等于1000吨煤与瓦斯突出规律（1）发生在一定的深度（2）呈明显的分区分带性（3）受巷道布置和开采集中应力影响（4）主要发生在巷道掘进过程中（5）突出煤层具有较高的瓦斯压力和瓦斯含量（6）煤的强度低，软硬相间（7）大多数发生在爆破和破煤工序（8）突出前有预兆声响预兆、瓦斯预兆、煤体结构变化、矿压显现预兆防治煤与瓦斯突出的技术原理1、应力释放（开采解放层）2、排放瓦斯（瓦斯预抽、超前排放孔）3、增加突出反作用力（金属骨架，煤体加固）如何开展防突工作1、建立专门的防突机构

按照《煤与瓦斯突出防治规定》的要求，开采突出煤层的矿井都应设置专门的防突机构。结合寺河矿井组织管理模式，设置专项机构，统管矿井的瓦斯抽采和防突工作。防突专门机构设在通风科，成立防突组。通风科设一副科长（本科以上）负责矿井防突的日常工作，并分管防突队；防突队设正副队长（本科以上）各1名，技术员1名（本科以上），每个煤巷掘进头设防突员2名（大专以上），矿井设置防突员的人数不少于4人，每4个防突员设一班长（大专以上）。（1）制定防突措施；（2）实施防突措施；（3）填写预测预报、防突措施、效果检验报告单报送上级审批，通知施工队执行；（4）填写突出卡片，收集原始资料；（5）总结、分析突出动态和规律，定期上报。2、建立矿井各级领导和部门防突管理的责任

1）矿长对矿井防突管理工作负全面责任。应定期检查防突工作，解决防突工作所需的劳动力、财力、物力，保证防突工作正常实施；矿长负责防突工作劳动力、财力、物力的落实，具体检查防突工作的实施进程和效果；

2）总工程师对防突工作负技术责任。负责组织编制、审批、实施、检查防突规划、计划和措施；

3）生产安全部负责对瓦斯防治队的防突工作进行技术业务指导。并在矿长、总工程师与瓦斯队之间起呈上启下的联络作用。

4）各生产队（掘进、采煤、机电）则对所管辖范围内的防突相关工作负直接责任。（1）突出矿井的井下工人，培训的主要内容包括有关防突的规章制度、防治的基本知识（突出预兆、防治突出措施和安全防护措施等）；（2）队（班）长、防突人员、职能部门工作人员培训的主要内容包括有关防突的规章制度、突出发生的规律、突出危险性预测、防突措施、防突措施效果检验和安全防护措施等；（3）矿长、总工程师培训的主要内容为防突的理论知识和实践知识，突出发生的规律及有关防突的规章制度。3、分级培训矿井在编制年度、季度、月生产计划的同时，必须编制年度、季度和月防突措施计划，主要内容有：（1）抽采煤层瓦斯计划；（2）石门（包括岩石井巷：立井、斜井）揭穿突出煤层计划；（3）采掘工作面局部防突计划；（4）防突措施的工程量、实施时间以及所需的设备、材料、资金和劳动力计划。4、防突工作计划5、防突措施制定与实施（1）要结合矿井、煤层的具体情况制定区域和局部防突措施：（2）由防突专门机构编制防突措施，经各相关部门审查、签署意见后，由总工程师批准；（3）防突措施的内容，必须有地质资料、突出预测预报方法、防治突出的具体措施及效果检验方法、安全防护措施、贯彻执行防突措施的责任制等；（4）防突措施在施工前应向施工队伍的干部、工人进行宣贯，宣贯后进行考核，合格者方可上岗作业；（5）实施防突工作应有详细、准确的记录。因地质条件变化或其它原因不能执行措施的情况时，施工队伍应先停止作业，由防突专门机构提出修改补充措施并经总工程师批准后，方可继续施工；（6）矿总工程师至少每月组织一次防突措施实施情况检查，并协调解决存在的问题。严格控制超前距离，采取挂牌管理。现场实施防突锁管理掌握瓦斯地质情况1、煤层赋存条件及其稳定性；2、煤的结构类型及工业分析；3、煤的坚固性系数、煤层围岩性质及厚度；4、煤层瓦斯含量、瓦斯成分和煤的瓦斯放散初速度等；5、标有瓦斯含量等值线的瓦斯地质图；6、地质构造类型及其特征、火成岩侵入形态及其分布、水文地质情况；7、勘探过程中钻孔穿过煤层时的瓦斯涌出动力现象8、邻近煤矿的瓦斯情况

搞好

瓦斯地质周期预测预报主要现象：1、煤层的构造破坏带2、煤层赋存条件急剧变化3、采掘应力叠加4、喷孔顶钻5、明显突出预兆6、K1

S

q获取方法：在工作面安设信息输入平台，现场及时输入。监测监控系统数据多元信息综合预测⑤

建设了包括瓦斯地质动态分析、防突动态管理等的突出综合管理平台，实现了突出防治的信息化、程序化、规范化管理。实施突出预警在调度会议室悬挂的瓦斯预警牌在调度指挥台显示屏上的瓦斯预警警示建立瓦斯预警信息系统，及时传递、共享信息防突工作面安全报告与审批制度矿井中有突出危险的掘进工作面和回采工作面，要建立严格的安全情况报告与审批制度，要建立专门的工作面预测危险报告单、防突措施施工报告单和防突措施效果检验单，由防突部门详细填报预测结果、防突措施施工情况和效果检验结果，防突部门负责人审批后提出下一步工作的具体意见（可否掘进、回采，允许的安全进尺及补充采取措施等），报总工程师批准后下达执行。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：按非突出矿井建设建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定突出矿井非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生产矿井突出煤层、突出矿井鉴定无突出煤层:按非突出矿井管理有突出煤层开拓后区域预测无危险区危险区区域防突措施区域措施效果检验危险区无危险区每采掘10-50米进行区域验证有危险无危险执行安全防护措施后采掘作业工作面预测突出危险工作面工作面防突措施工作面措施效果检验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局部综合防突措施区域综合防突措施无突出危险工作面防治煤与瓦斯突出基本程序区域预测预测风化带构造区其它区无瓦斯突出危险根据上部区域突出点与构造关系确定根据瓦斯压力瓦斯含量小于0.74兆帕小于8立方米每吨石门揭穿立井揭煤斜井揭煤煤巷掘进工作面回采工作面钻屑解吸综合指标D,K△h2,K1200,1600.5,0.4D=(0.0075H/f-3)(p-0.74)K=△p/f0.25,20(15)钻屑指标复合指标法R值指标法△h2,sK1,sqs5,6R=(Smax-1.8)(qmax-4)6区域预测工作面预测区域防突措施开采保护层预抽煤层瓦斯穿层钻孔、石门顺层钻孔条带巷道到煤层法线7米以前实施穿层钻孔揭煤处巷道轮廊外12米，钻孔不能穿透煤层全厚，应保持煤孔最小超前距15米条带长度≥60，巷道两侧沿层面倾斜煤层至少（20，10）其他煤层（15，15）封孔长度≥5抽采负压≥13封孔长度≥8抽采负压≥13上保护层下保护层区域效果检验开采保护层井下实测参数直接测定间接计算压力含量钻屑瓦斯解析0.74Mpa8m3/t△h2≤200k1≤0.5＜120，推进30~50m,至少1检验点，≧120，推进30~50m,至少2至少4，预抽区域内上、中部及两侧间隔20~30m至少1，每个区域至少3个钻孔间距、抽放时间相近划入一个单元在钻孔控制区外扩大评价区煤量。穿层、順层钻孔区段，采煤工作面顺层钻孔条带穿层钻孔石门其他预抽区域验证

巷道开口时，首先进行连续2次的验证，实质上就是进行第一次局部突出危险性预测，但第一次预测为无危险，采取防突措施，进行效果检验，效果检验孔深度与预测孔相同比较好，掘进至效果检验孔超前距处，完成第一次区域验证。再进行工作面预测，无危险，掘进至预测超前距完成第二次验证。两次预测也可以看成两次验证。无突出危险性，可以向前掘进最多距离等于50-a-b.。以后重复前述过程。10102ab50在构造带连续验证在50的范围掘进时，至少打一个超前距不小于10米的超前钻孔探测构造，观察突出预兆10超前探测孔地点预测方法指标临界值操作方法钻屑指标K1s△h2s200,6(5.4)0.5,6(5.4l/m)3个42mm深8~10m，1个孔平行掘进方向，2个终点于轮廊线外2~4m，每钻1m测s，每2m测△h2或K1复合指标qs5L/min,6kg/m每1m测s，并在2分钟内测qR值指标(S-1.8)/(q-4)6同上S，q取最大值钻解解吸综合指标K1△h2D=（0.0075H/f-3)(P-0.74)K=△p/f0.5（0.4）200（160）0.2520,15打3个钻孔，每钻进1m采粒径1~3mm测K1△h2打3个孔测压力，每米测f，把最小f的三个煤混合测△p煤巷掘进工作面石门揭穿工作面工作面预测定义揭煤作业52要求：编制专项防突设计企业技术负责人批准作业程序：1探明工作面与煤层相对位置（10，20）2进行工作面预测（5米前）3采取防突措施4实施效果检验5掘进至远距离爆破揭煤时，做最后验证（预测或效果检验方法）（1.5，2米）6采取安全防护远距离爆破揭开或穿过煤层7在岩石巷道与煤层连接处加强支护优先选用超前钻孔防突措施（超前预抽钻孔或超前排放钻孔）其他防突措施必须经过考察有效才可应用水力冲孔、水力疏松严禁在下山掘进中使用

8°以上倾角上山掘进不得选用松动爆破、水力冲孔和水力疏松。掘进工作面前方遇落差超过煤层厚度时，按石门揭穿采取措施煤巷掘进工作面防突措施1、改变煤体的力学性质，使其不易发生突出。如煤层注水后，煤体弹性减少，塑性增大，瓦斯放散初速度降低，使其不易发生。2、增大工作面附近煤体的承载能力，提高煤体稳定性。固化煤体，金属骨架。3、卸除采掘工作面前方煤体的应力，使煤体卸压并将集中应力推移至煤体深部。4、排除工作面前方煤体中的瓦斯，降低瓦斯压力减少瓦斯含量，减少瓦斯压力梯度。局部防突措施选择的原则检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和瞒住有关的规章、标准等。实施过程中是否有突出预兆确定检验敏感指标规范效果检验过程中操作方法防突措施超前距局部防突措施效果检验1）工作面应采用远距离放炮进行作业，放炮距离不得小于300m。2）放炮地点应设在进风侧反向风门外的全风压通风的新鲜风流中或避难硐室内，避难硐室的设置按有关要求严格执行。放炮时，反向风门必须关闭，放炮地点应配备压风自救系统或自救器。3）放炮时回风系统必须断电撤人，通风系统必须独立可靠；严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”，放炮后等候时间不少于30min瓦检员才可进入工作面检查，待检查安全后，其它人员方可进入。4）在突出危险区作业时，掘进工作面进风侧必须设置2道坚固可靠的反向风门，反向风门的安装设置要求，按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求施工。5）应在井下设置避难峒室或压风自救系统，避难峒室的设置按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求进行；压风自救系统应设置在距采掘工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离和警戒人员所在位置以及回风道有人作业地点，每组自救器可供5～8人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。6）每一入井人员，必须随身携带隔离式自救器。7）在工作面所有作业中，都应随时观察突出预兆，若发现煤结构发生变化、煤壁发冷、外鼓，响煤（岩）炮，顶板来压，支架变形，瓦斯忽大忽小，打孔（眼）喷孔、顶钻严重等等突出征兆时，工作面所有人员立即按作业规程中规定的避灾方法和路线撤到新鲜风流中，向矿调度室汇报，听候处理，情况危急时，应立即撤出到地面。8）采区、工作面电气设备必须有专人负责检查维护，并应每旬检查一次防爆性能，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。安全防护几点思考一：从严执行法规的原则二：地面压裂消突需进一步研究三：区域效果检验不可靠四：五：防突工作必须“一面一策”不能反复进行措施～检验

思考之一：从严执行法规的原则煤矿安全规程防治煤与瓦斯规定小于始突深度原始瓦斯含量煤层瓦斯预抽率大于30%残余瓦斯压力小于0.74兆帕残余瓦斯含量小于8立方米每吨当始突瓦斯含量小于8时；原始瓦斯含量小于11.4时规程138条：186条突出煤层突出危险区、突出威胁区规定中只划分突出危险区和无突出危险区187条在突出威胁区工作面推进30~100米进行2次区域预测验证开始连续两次验证规定10~50米验证，构造区连续验证规定68条不仅采取措施而且要措施效果检验规程188条仅要求采取防治突出措施《防治煤与瓦斯突出规定》自2009年8月1日起执行，现行《煤矿安全规程》规范、规定等与本规定不一致的依照本规定执行《煤矿安全规程》自2001年3月1日起执行执行的原则：从严的原则。思考之二：地面压裂消突需进一步研究W23012巷突出点位置距千米钻机2#钻孔末端最小距离为42m，仍在区域钻孔覆盖范围内。W23012巷突出点前方有一地面压裂排采钻井（编号YH-070），距离突出点直线距离约60m，该孔于2007年11月28日开钻，12月25日完钻，井深543m，2008年9月22日压裂，破裂压力为16.4Mpa，2008年12月18日投产，初期流量为2000m3/d,压力为1.2Mpa，日后抽放量逐渐升高，8月份最高为8000m3/d,压力为0.9Mpa，后气量下降。2010年8月6日发生气量倒流，关闭管路，停止运行。发生突出的煤体通常是透气性极差的构造煤包，水利压裂难以形成瓦斯通道。寺河70#井据突出点仅有60米，该井日产气高达8000m3/d地面排采时，该处瓦斯难以解吸，基本上抽不出瓦斯。当煤的硬度较小时，例如赵庄矿，抽采效果最好的地面井每天的产气量在500立方米左右。地面压裂井下抽采压裂区瓦斯试验工作还在进行思考之三：区域效果检验不可靠

三个钻场钻孔最长抽采时间为18个月，最短抽采时间为11个月。三个钻场抽采量共计2503万m3，抽采率59.8%（按照16.6m3/t原始含量计算）。

采用直接测定残余煤层瓦斯含量的方法进行区域防突措施效果检验，9月8日对W23012、W23013区域9#横川—10#横川段共测定瓦斯含量5次，测定结果：25m段为7.9773m3/t、30m段为7.3491m3/t、45m段为7.686m3/t、45m段为7.0556m3/t、65m段为7.77678m3/t，评价范围62m，允许掘进40m。目前掘进36m。在两种验证方法都无突出危险的区域发生了突出，表明验证方法还需进一步研究。用于直接取样测试的钻机必须解决定位问题煤层厚度较大时应考虑分层取样。2010年9月16日8时52分，寺河