第5讲煤与瓦斯突出及其防治

1第五讲煤与瓦斯突出及其防治本章要求掌握：1.瓦斯突出的分类与机理2.瓦斯突出的一般规律3.“四位一体”区域综合防突技术4.“四位一体”局部综合防突技术2内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施3一、煤（岩）与瓦斯突出概况

煤矿地下采掘过程中，在很短时间（数分钟）内，从煤(岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的现象，称为煤(岩)与瓦斯突出，简称瓦斯突出或突出。4煤与瓦斯突出的危害:●危及人员安全●破坏井下设备和建筑物，如摧毁支架、推倒矿车、破坏通风设施●诱发其它灾害事故，如瓦斯爆炸、瓦斯燃烧●破坏矿井正常的生产秩序●影响经济效益一、煤（岩）与瓦斯突出概况5一、煤（岩）与瓦斯突出概况世界上一次有记载的突出：1834年3月22日，法国鲁阿尔煤田伊萨克矿井平巷掘进工作面世界上第一次猛烈的突出：1879年4月17日，比利时阿拉波二号井发生突出，煤量420t，瓦斯50万m3，瓦斯逆流至地面，井口绞车房火炉引燃瓦斯，井口烧成一片废墟。世界上最大一次突出：1969年7月13日，前苏联顿巴斯加加林矿井石门揭煤发生突出，煤量14000t，瓦斯25万m3

。我国第一次有记载的突出：1950年，吉林省辽源矿务局富国西二坑垂深280m煤巷掘进工作面我国最大一次突出：1975年8月8日，天府矿务局三汇坝一矿主平硐(+280m)，震动性放炮揭煤，突出煤岩12780t、瓦斯140万m36一、煤（岩）与瓦斯突出概况煤与瓦斯突出煤和CO2突出岩石和瓦斯突出岩石和CO2突出盐和CO2突出7一、煤（岩）与瓦斯突出概况

我国是世界上瓦斯突出灾害最严重的国家，每年发生突出事故近200起。截至2012年底，累计发生突出19800多次，占世界总突出次数的40％以上。8一、煤（岩）与瓦斯突出概况严重突出矿区北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳9内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施10二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分

矿井中发生的有瓦斯参与抛出煤岩的现象称之为矿井瓦斯动力现象。煤与瓦斯突出煤与瓦斯压出煤与瓦斯倾出岩石与瓦斯突出煤与瓦斯突出突出压出倾出瓦斯动力现象11二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分1.按照按动力现象的力学（能源）特征分类突出压出倾出煤与瓦斯突出地应力和瓦斯压力共同作用，地应力为主，瓦斯压力为辅，重力不起决定作用地应力为主，瓦斯压力与煤自重为辅发动靠地应力，实现倾出的主要力是失稳煤的重力。12二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分突出的基本特征：突出的煤向外抛出的距离较远，具有分选现象；抛出的煤堆积角小于自然安息角；抛出的煤破碎程度较高，含有大量碎煤和一定数量手捻无粒感的煤粉；有明显的动力效应，如破坏支架，推倒矿车，损坏或移动安装在巷道内的设施等；有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转；突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形、分岔形以及其它形状。13二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分14二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分压出的基本特征：压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；压出的煤呈块状，无分选现象；巷道瓦斯涌出量增大；压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形、半圆形孔洞。15二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分16二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分倾出的基本特征：倾出的煤就地按自然安息角堆积、无分选现象；倾出的孔洞多为口大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅锤（厚煤层）方向发展；无明显动力效应；倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中；巷道瓦斯涌出量明显增加。17二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分18二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分2.按照动力现象强度分类小型突出煤与瓦斯突出强度＜50t，突出后，经过几十分钟瓦斯浓度可恢复正常中型突出强度50-99t，突出后，经过一个作业班瓦斯浓度可恢复正常次大型突出强度100-499t，突出后，经过一天瓦斯浓度可恢复正常大型突出强度500-999t，突出后，经过几天瓦斯浓度可恢复常特大型突出强度＞1000t，突出后，经过长时间瓦斯浓度才可恢复常19二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分3.突出危险程度划分突出煤层突出危险程度发生过突出的煤层或者鉴定为有突出危险的煤层突出矿井在矿井的开拓、生产范围有突出煤层的矿井突出危险区瓦斯压力≥0.74MPa或者瓦斯含量≥8m3/t无突出危险区瓦斯压力＜0.74MPa或者瓦斯含量＜8m3/t突出危险工作面预测指标超标或者预测过程有动力现象无突出危险工作面预测指标不超标而且预测过程没有发生动力现象20内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施21三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例22三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例23三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例1.石门突出

实例:揭煤时的突出南桐鱼田堡矿+150m水平主运输石门，自顶板方向揭穿4号煤层。垂深325m，煤层倾角30°，煤厚2.4m，煤层松软，底板有小错动。揭煤前施工测压孔时突出煤粉1t多，瓦斯压力0.62MPa(表压力)，压力测值偏低，同水平相邻区瓦斯压力2.26MPa(表压)。石门工作面距煤层2m时，曾响煤炮十多次，第一次放震动炮揭煤时发生了突出，抛出煤岩56t，瓦斯4500m3。24三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例:过煤门时的突出第一次突出瓦斯浓度恢复正常后，，煤门向前掘进，在第二次突出前一个班，发现煤亮度变暗，层理紊乱，煤壁往巷道空间鼓动，有煤流出，工作面发冷，当放底炮崩4号煤底板时，发生了第二次突出，突出煤粉1473t，岩石80t，瓦斯逆流冲出进风竖并井口到地面。25三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：石门对掘揭煤突出

1970年3月10日，天府磨心坡煤矿+110m水平北段6石门对掘揭9号煤层发生突出，突出煤5270t，抛出280m，瓦斯逆流2200m。推测瓦斯压力4.4MPa，相向对掘头距离20m，打排放钻孔11个，有2个钻孔喷出煤粉2t，因此，在4个排放孔内装27kg炸药松动爆破。当两工作面距煤层各为2m时，布置震动炮眼99个，炸药231kg，瞬发雷管153个，放炮地点距突出点1200m，同时起爆，炮响后发生突出。26三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：自行冲破岩柱的突出

1988年10月16日，南桐鱼田堡矿二水平东翼三采区+20m石门，打震动炮眼时发生自行冲破岩柱的突出，煤8765t，岩石61m3，瓦斯201万m3，煤粉堵塞巷道1388m，瓦斯逆流1846m。突出煤层为4号层，厚约3.0m，倾角30-35°，石门附近地质构造复杂，距鸦雀嘴向斜轴312m，距煤层扭转轴150m。27三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：延期突出1973年6月29日，北票三宝矿一井西一采区-226m水平2号岩石反眼揭开9b煤层时发生延期突出。煤1500t，瓦斯5.44万m3。突出前一天反眼工作面迎头为黑色石英斑岩，掏槽炮后工作面中间揭开煤层，面积0.6m2，尚剩7个刷帮眼未放炮，发现有掉渣、工作面压力大等预兆，人员撤出停掘；突出前放刷帮炮，共7个炮眼，炮响后经过大约18-20min听到两声巨响发生突出。28三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：

1967年3月14日，北票三宝一井-175m水平2石门西9B煤层平巷掘进接近煤门时发生突出。该区小断层、小褶曲发育，大面积火成岩侵入，9B煤层顶板为厚达12m火成岩，底板为火成岩和砂页岩，顶煤变质煤，底部为正常煤（4-5m），倾角25°。为预防突出，打排放瓦斯钻孔8个，排放17天后向前掘进3.8m，距石门12m，煤炮声连续不断，在10min内可以听到82响。2.平巷（煤层平巷）突出29三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：

1973年5月2日，六枝矿务局六枝矿五采区中巷上山倾出。上山沿7号煤层掘进，煤层倾角55°，煤厚4m，其上邻近层1号、3号煤层已采但留有煤住。倾出点正位于这两层留的煤柱的下方，附近有一压扭性断层，煤质松钦，岩石破碎，倾出前发现煤壁掉渣，决定加强支护；支架时煤层来压，随即倾出。3.上山突出30三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例

实例：天府矿务局磨心坡矿峰区沿9号煤层掘进临时斜井，向下掘至距地表374m时发生突出。突出4天前发现煤变软、层理紊乱，底板柱窝有水浸出，顶板裂缝有限哩声并有“冷气”喷出，突出前听到类似跑车的“轰轰”声，紧跟着一声巨响而突出。煤抛出17.5m远，最上面5m为煤粉，再下4m为小于25mm碎煤；往下3.5m为50mm小块煤，最后2m为70-100mm大块煤。4.下山突出31三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例5.采煤工作面突出实例：南桐煤矿一井0504采区一长度33m的区段，小断层发育、底板阶梯状凸起、煤厚变化剧烈，回采时压出7次，总压出煤量2127t，占该区段煤储量的50%。第⑦次压出发生在震动放炮后5min，压出煤量774t。注意：尽管回采工作面压出平均强度不大，但是由于采煤工作面人员较多，对人身安全及生产的影响是很大的。32内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施33四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程1.瓦斯突出机理假说瓦斯作用假说地应力作用假说综合作用假说流变假说

球壳失稳假说34四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（1）瓦斯作用假说

认为：煤层中存贮的高压瓦斯是突出的主要作用因素。有两个分支：①瓦斯包假说认为煤层中存在着瓦斯压力与瓦斯含量比邻近区域高得多的煤窝，叫瓦斯包，包内煤松软、孔隙与裂隙发育，具有较大的存贮瓦斯能力，它被透气性差的煤（岩）所包团，储存着高压瓦斯。当巷道揭穿“瓦斯包”时，在瓦斯压力作用下将松炊的煤窝破碎并抛出形成突出。35四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（1）瓦斯作用假说②瓦斯水化物假说认为甲烷在煤中以不稳定的化合物形式存在，例如：瓦斯水化物CH4·H2O或者多聚甲烷（CH4)n存在。当巷道揭开饱含不稳定化合物煤区时，因温度上升或瓦斯压力下降，促使它们急剧地分解，放出大量的瓦斯并夹带着煤而喷出。瓦斯水化物（可燃冰）密度很大，有些呈固态，一立方公尺就可产生164立方公尺的瓦斯。36四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（2）地应力作用假说

认为：突出主要是高地应力作用的结果。一种认为除自重应力外还存在着地质构造应力，当巷道接近储存构造应变能高的硬而厚的岩层时，后者将像弹簧一样地伸张，将煤破坏和粉碎，引起瓦斯剧烈涌出而形成突出。另一种认为采掘工作面前方存在着应力集中，当弹性厚顶板悬顶过长或者突然冒落时，可能产生附加的应力；在集中应力作用下，煤发生破坏和破碎时，会伴随大量瓦斯涌出而构成突出。37四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（3）综合作用假说

认为：

突出是地应力、瓦斯、煤的力学性质等因素综合作用的结果。这一假说较全面地考虑了突出的动力与阻力两个方面的主要因素，得到了国内外学者的普遍承认。综合假说中还有多种学说，能量说、地应力分布不均匀说，……38四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程

能量说：前苏联学着B.B.霍多特提出，他认为突出是煤的变形潜能和瓦斯内能突然释放所引起的近工作面煤体的高速破碎，发生突出要满足如下三个条件：激发突出的第一条件：对于回采W+Э＞F+U

对于掘进W＞F+U

对于石门揭煤W+Q＞F+UW----煤的变形潜能；Э----顶板岩石的动能，Q----煤内游离瓦斯所台的内能；F----煤向巷道的移动功；U----煤的破碎功。39四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程激发突出的第二条件：

Vp＞Vx

Vp

----煤的破碎速度；Vx

----煤裂隙中瓦斯压力下降速度，取决于煤的裂隙性。40四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程激发突出的第三条件：它要求在煤破碎完成之前，瓦斯压力应必须大于抛出破碎煤的阻力，即：P-----瓦斯压力；S

----煤破碎区段的横断面积；f----煤沿某一表面移动时的摩擦系数；α----煤沿某一表面移动时，该面与水平面所成的倾角；g----重力加速度；m----煤的质量；a----为了把煤抛出必须给煤的加速度41四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程

霍多特认为：只有当煤中应力状态突然改变时，煤层才可能产生高速破碎，下述原因可以引起煤中应力状态的突然改变：煤层中坚硬区段或坚硬包裹体的承载能力以脆性破碎形式消失；围岩作用于煤层的动载荷；放炮（含震动放炮）落煤时，巷道迅速进入煤层；放炮揭开煤层。霍多特认为：地应力与瓦斯压力在突出过程起本质作用，煤和围岩构造的非均质性是突出的最普遍原因。42四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程1979年霍多特对上述假说又作了补充：①煤体的破坏分为两类，第一类破坏是转变为临界状态的破坏，第二类破坏是煤体破碎成煤块和煤粉。②第二类破坏的发展速度和破碎程度，足以不断形成瓦斯放散表面和能使煤悬浮的瓦斯流。③无论是游离瓦斯还是吸附瓦斯都参与突出的发展。43四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（4）流变假说

中国矿业大学何学秋教授认为：煤与瓦斯突出是含瓦斯煤受采动影响后地应力与孔隙瓦斯气体耦合的一种流变过程。在突出准备阶段中，含瓦斯煤体在采动影响区域内就开始了蠕变破坏，使煤体进一步被切割，形成发育的裂隙网。在某区域加速破坏发生时，如果该区域瓦斯能量足够冲垮已遭破坏的煤体，则突出发生、发展，突出过程中的瓦斯气体部分由前一蠕变区域通过发育的裂隙网补给。44四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程（5）球壳失稳假说

中国矿业大学蒋承林教授认为：煤和瓦斯突出是地应力破坏煤体、煤体释放瓦斯、瓦斯使煤体裂隙扩张并形成的煤壳失稳破坏过程煤体的破坏以球盖状煤壳的形成、扩展及失稳为主要特点，破坏的煤体抛向巷道后，煤体内部继续破坏后续的煤体。45四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程2.瓦斯突出过程准备过程激发过程发展过程煤与瓦斯突出能量积聚过程，有突出预兆；过程时间变化范围很大，有时几秒钟即可完成。应力状态突然改变，煤体破坏形成大量的裂隙，吸附瓦斯大量解吸参与突出。落煤、打眼、刨柱窝等都可以激发突出在地应力与瓦斯压力作用下，连续剥离并破碎煤煤体；破碎的煤在瓦斯内能作功下，运送边粉碎。终止过程遇到较硬的煤体，地应力与瓦斯压力降低不足以破坏煤体，突出孔道被堵塞。46四、瓦斯突出机理假说与瓦斯突出过程47内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施48五、瓦斯突出的一般规律1.瓦斯突出发生在一定深度上，突出危险性随采深增加而增大矿井或煤层一般有一个始突深度，当大于该深度时，就有发生突出的危险。矿井开采到深部后，由于煤层赋存条件的变化，煤层瓦斯压力增大，可能转变为突出矿井；一些在浅部开采突出危害较轻的突出矿井，开采到深部后，可能转变为严重突出矿井。4950五、瓦斯突出的一般规律51五、瓦斯突出的一般规律

同一煤层，其瓦斯压力越高，突出危险性越大。发生突出的瓦斯压力最小值可用以下统计公式估算：Pmin----煤层发生突出瓦斯压力最小值，MPa；f----软煤分层的坚固性系数；V---软煤分层的挥发分含量，％；A、B----统计常数，据我国26个矿井始突深度统计分析，A＝5，

B＝0.017。52五、瓦斯突出的一般规律2.绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面在统计的9845次突出中，煤巷掘进工作面突出7482次，占76%，石门揭煤工作面突出567次，占5.76%，回采工作面突出1556次，占15.8%。53五、瓦斯突出的一般规律3.煤层突出危险性随煤厚增加而加大以南桐矿务局三号井为例：

5号煤厚0.7～0.8m，平均突出强度38吨/次，最大突出强度138吨/次；

6号煤厚1～1.5m，平均突出强度43吨/次，最大突出强度450吨/次；

4号层，煤厚2.5～3.2m，平均突出强度88吨/次，最大突出强度5000吨/次，该局所有特大型突出都发生在该煤层。54五、瓦斯突出的一般规律4.突出大多数发生在地质构造带在3082次有地质构造情况详细记录的突出中，2525次突出地点有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等地质构造，占81.9%；557次突出无地质构造，仅占18.1%。55五、瓦斯突出的一般规律5.大多数突出前有作业方式诱导

8480次突出事例统计表明，有8253次有放炮、支护、落煤、带钻等作业方式诱导了突出，占97.3%，其中放炮作业突出5481次，占64.6%，风镐落煤突出676次，占8%，手镐落煤突出1102次，占13%。56五、瓦斯突出的一般规律6.突出前大多有预兆在我国统计的5029次有明确突出预兆记载的突出事例中，有4493次突出发生前有突出预兆，占89.3%，无突出预兆仅有536次，占10.7%。57瓦斯突出的常见预兆声响预兆--响煤炮瓦斯预兆--瓦斯异常、喷孔煤结构预兆--煤结构紊乱、煤体发暗、煤厚急剧变化矿压显现预兆--片帮、煤墙外臌、底臌、顶（夹）钻温度预兆--温度降低、煤墙发凉五、瓦斯突出的一般规律58五、瓦斯突出的一般规律7.煤体破坏程度越高，突出危险性越大突出煤层多发生在为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类煤中，此类煤的共同特点是坚固性系数f值小、煤层瓦斯放散初速度ΔP大、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉皱的构造煤。59五、瓦斯突出的一般规律8.石门突出危险性最大在统计的9845次突出中，尽管石门突出次数少，但突出强度大，平均突出强度为316.5吨/次，是平巷平均突出强度（50吨/次）的6倍以上。60五、瓦斯突出的一般规律9.煤层突出危险区常呈条带状分布向斜轴部地区、向斜构造中局部隆起地区、向斜轴部与断层或褶曲交汇地区、火成岩侵入形成变质煤与非变质煤交混或邻近地区、煤层扭转地区、煤层倾免骤变、走向拐弯、变厚特别是软分层变厚地区、压性、压扭性断层地带、煤层构造分岔、顶（底）板阶梯状凸起地区等都是突出点密集地区、也是大型甚至特大型突出地区。前苏联统计资料表明，在突出煤层中，突出危险区仅占突出煤层区域总面积的10%。我国统计资料表明，突出煤层中，突出危险区仅占突出煤层区域总面积的10～15%。61内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施62《防治煤与瓦斯突出细则》的历史沿革新的技术发展、经济形势、政治形势近期突出事故发生的趋势六、矿井瓦斯突出防治的一般规定1.《防治煤与瓦斯突出规定》的出台背景煤炭工业部于1988年制定和颁布了《防治煤与瓦斯突出细则》；1995年修订了《防治煤与瓦斯突出细则》。之后13年未进行修订，部分条款已经不能使用我国的瓦斯突出防治需要。63⑴以人为本⑵源头治理，治本为主，标本兼治⑶充分依靠技术进步⑷依法治突六、矿井瓦斯突出防治的一般规定2.《防治煤与瓦斯突出规定》的基本理念64防止或杜绝突出，不仅仅局限于不伤人、不死人大幅降低突出事故提高突出煤层开采准入门槛，不具备条件（技术、装备、人员）的矿井必须退出突出矿井开采尽可能解决《细则》与防突不相适应的矛盾六、矿井瓦斯突出防治的一般规定3.《防治煤与瓦斯突出规定》的基本目标65上升为国家部门规章，增加了罚则提出了“区域防突措施先行，局部防突措施补充”的防突方针、“不掘突出头、不采突出面”的防突理念提出了“区域综合防突”和“局部综合防突”两个“四位一体”综合防突体系突出煤层鉴定关口前移，修改了突出煤层的定义，把原来的突出矿井鉴定划分为可研阶段评估、建井鉴定和生产鉴定六、矿井瓦斯突出防治的一般规定4.《规定》与《细则》的本质区别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钻孔瓦斯涌出初速度指标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防治煤与瓦斯突出技术体系内涵示意图67六、矿井瓦斯突出防治的一般规定第九条新建矿井在可行性研究阶段，应当对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估。评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间揭煤作业的依据。⑴评估主要依据地质勘探资料和邻近煤矿情况⑵评估与鉴定有较大区别，但评估仍有重要意义⑶原《细则》是先由地质勘探单位会同煤矿企业、部授权鉴定单位等确定煤层突出危险性（第13条），之后在矿井设计前由部授权单位鉴定（第6条）5.一般规定68第十条经评估认为有突出危险的新建矿井，建井期间应当对开采煤层及其他可能对采掘活动造成威胁的煤层进行突出危险性鉴定。⑴突出危险性评估有危险的矿井才需要授权资质单位在建井期间进行鉴定。鉴定为投产前的最终结论，可以改变原评估结论。⑵本条相当于原《细则》第6条建井期间的突出危险性重新验证。但原细则的验证由企业进行，发现不符才报批，而且若原来由危险改为无危险时须由部授权单位确认（第6条）。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定69第十一条矿井有下列情况之一的，应当立即进行突出煤层鉴定；鉴定未完成前，应当按照突出煤层管理：（一）煤层有瓦斯动力现象的；（二）相邻矿井开采的同一煤层发生突出的；（三）煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定70第十二条突出煤层和突出矿井的鉴定由煤矿企业委托具有突出危险性鉴定资质的单位进行。鉴定单位应当在接受委托之日起120天内完成鉴定工作。鉴定单位对鉴定结果负责。煤矿企业应当将鉴定结果报省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门、煤矿安全监察机构备案。煤矿发生瓦斯动力现象造成生产安全事故，经事故调查认定为突出事故的，该煤层即为突出煤层，该矿井即为突出矿井。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定71

第十四条有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。

……

突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定72

第十六条突出矿井的巷道布置应当符合下列要求和原则：（一）运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（盘区大巷）等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中；（二）减少井巷揭穿突出煤层的次数；（三）井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带；（四）突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定73第十八条突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的开采煤层，在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数。高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在新水平开拓工程的所有煤巷掘进过程中，应当密切观察突出预兆，并在开拓工程首次揭穿这些煤层时执行石门和立井、斜井揭煤工作面的局部综合防突措施。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定74【解读】⑴由于开采的煤层属于同一煤系地层，因此，突出矿井的非突出煤层也是容易成为突出煤层的重点关注对象；⑵高瓦斯矿井的煤层本来瓦斯参数已经达到了较高的程度，如果继续增大，也将是最可能成为突出煤层的重点关注对象；⑶关注的方法之一是，每延深一定的深度或进入新采区测定瓦斯参数；⑷关注之二是，在这些矿井新水平首次揭煤时，为防备深部煤层升级为突出煤层而采取局部综合防突措施，并当在煤层中掘进开拓巷道时密切观察突出预兆；⑸《规程》（二百零三条）、《细则》（第27条）要求有突出危险的新建矿井或突出矿井开拓的新水平的井巷第一次揭煤时测定。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定75第十九条突出煤层的采掘作业应当符合以下规定：（一）严禁采用水力采煤法、倒台阶采煤法及其他非正规采煤法；（二）急倾斜煤层适合采用伪倾斜正台阶、掩护支架采煤法；（三）急倾斜煤层掘进上山时，采用双上山或伪倾斜上山等掘进方式，并加强支护；（四）掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在放炮时不得有人；（五）采煤工作面尽可能采用刨煤机或浅截深采煤机采煤；（六）煤、半煤岩炮掘和炮采工作面，使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药（二氧化碳突出煤层除外）。六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定76【解读】⑴突出煤层只有无突出危险区才可能实施这些采掘作业；⑵禁止采用水力采煤法、倒台阶采煤法等采面的煤壁很容易跨落引发突出。放顶煤采煤法对防突是各有利弊，并且按新规定的采面都是在无危险区或采取有效区域防突措施的区域，因此未予禁止；《规程》第一百八十三条规定突出危险区、突出威胁区不得放顶煤开采；⑶急倾斜煤层若用伪倾斜正台阶采煤法，每一个台阶的开采都对其下一循环将开采的下部煤层具有卸压保护作用，因而鼓励采用；《细则》第八十条是急倾斜煤层厚度0.8m以上的应采用伪倾斜正台阶、掩护支架采煤法；⑷急倾斜煤层不宜布置容易跨落和突出的煤层上山掘进工作面。确需布置时，应采用双上山掘进并加强支护；六、矿井瓦斯突出防治的一般规定5.一般规定77内容提要一、煤（岩）与瓦斯突出概况二、矿井瓦斯动力现象分类及危险程度划分三、各类采掘面瓦斯动力现象的特点及实例四、瓦斯突出的机理假说与突出过程五、瓦斯突出的一般规律六、矿井瓦斯突出防治的一般规定七、“四位一体”区域综合防突措施八、“四位一体”局部综合防突措施78七、“四位一体”区域综合防突措施《防突规定》第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。

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。……1.基本要求79七、“四位一体”区域综合防突措施《防突规定》第六条防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。1.基本要求80七、“四位一体”区域综合防突措施1.区域突出危险性预测《防突规定》第三十三条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）。81七、“四位一体”区域综合防突措施《防突规定》第三十七条对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的预测资料的，区域预测工作可由矿技术负责人组织实施；否则，应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。1.区域突出危险性预测82七、“四位一体”区域综合防突措施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。1.区域突出危险性预测83七、“四位一体”区域综合防突措施《防突规定》第四十三条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)。1.区域突出危险性预测84七、“四位一体”区域综合防突措施1.区域突出危险性预测85七、“四位一体”区域综合防突措施第四十三条（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1.区域突出危险性预测86七、“四位一体”区域综合防突措施2.区域防突措施《防突规定》第四十条区域防突措施应当优先采用开采保护层。《防突规定》第四十一条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。87七、“四位一体”区域综合防突措施2.区域防突措施注意：选用有先后顺序的要求88首采煤层地表（1）保护层开采七、“四位一体”区域综合防突措施A适用条件89

保护层开采区域防突措施的适用条件：煤层群有效保护垂距内的厚度0.5m及以上的煤层无突出煤层或弱突出煤层保护层离突出煤层距离不能太近保护层开采不会破坏被保护层的开采条件优先开采上保护层七、“四位一体”区域综合防突措施首采煤层地表（1）保护层开采A适用条件90走向范围倾向范围保护角七、“四位一体”区域综合防突措施（1）保护层开采B保护范围91七、“四位一体”区域综合防突措施（1）保护层开采C保护距离92开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯正在开采的保护层工作面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3倍，并不得小于100m开采保护层时，采空区内不得留有煤(岩)柱七、“四位一体”区域综合防突措施（1）保护层开采D施工要求93底板巷穿层钻孔七、“四位一体”区域综合防突措施94底板巷穿层钻孔七、“四位一体”区域综合防突措施95（2）地面井预抽煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施96地面压裂井筛管完井方式示意图单一煤层或煤层群有利的地形地势煤层埋藏深度适宜（800米以浅）较长的预抽时间（3年以上）煤层透气性较好或者可以改造具备瓦斯利用的条件七、“四位一体”区域综合防突措施（2）地面井预抽煤层瓦斯A施工要求97（3）穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施98

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化大，难以施工长钻孔煤层松软，成孔困难透气性很差区域防突措施技术发展的方向和目标优点：技术难度小安全程度高抽采效果可靠预抽时间长，不受掘进影响便于校检缺点：工程量很大，周期长，成本高钻孔长度利用率低特低透气性煤层需要辅助采用强化增透措施七、“四位一体”区域综合防突措施99存在较大的卸压空白带存在较小的卸压空白带如何消除卸压空白带，需要深入研究七、“四位一体”区域综合防突措施100（4）顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施101

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化小，能够施工长钻孔必须有一条煤巷完成区域消突并掘进形成工作面长度不能太长，钻机具有良好的定向功能优点：工程量小工期短钻孔长度利用率高瓦斯抽采量大缺点：钻孔定向难保证，易存在抽放薄弱带易出现打钻喷孔切眼附近煤体的预抽时间难以保证校检困难七、“四位一体”区域综合防突措施102预抽钻孔非等间距布置七、“四位一体”区域综合防突措施103（5）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施104

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化大，难以施工长钻孔煤层松软，成孔困难透气性很差区域防突措施技术发展的方向和目标优点：技术难度小安全程度高抽采效果可靠预抽时间长，不受掘进影响便于校检缺点：工程量大，周期长，成本高钻孔长度利用率低特低透气性煤层需要辅助采用强化增透措施七、“四位一体”区域综合防突措施105（6）顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施106

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化小，能够施工长钻孔两条回采巷道区域消突并完成掘进工作面长度不能太长，钻机具有良好的定向功能优点：工程量小工期短钻孔长度利用率高瓦斯抽采量大缺点：钻孔定向难保证，易存在抽放薄弱带易出现打钻喷孔切眼附近煤体的预抽时间难以保证校检较困难七、“四位一体”区域综合防突措施107（7）穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施108

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化大，难以施工长钻孔煤层松软，成孔困难透气性很差区域防突措施技术发展的方向和目标优点：技术难度小安全程度高抽采效果可靠预抽时间长，不受掘进影响便于校检缺点：工程量大，周期长，成本高钻孔长度利用率低特低透气性煤层需要辅助采用强化增透措施七、“四位一体”区域综合防突措施109（8）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施110（9）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯七、“四位一体”区域综合防突措施111

适用条件：单一突出煤层或煤层群中的保护层煤层产状变化小，能够施工至少60m长的煤层钻孔钻机具有良好的定向功能具有足够的预抽瓦斯时间限制性使用优点：工程量小工期短钻孔长度利用率高缺点：钻孔定向难保证易存在抽放空白带打钻易喷孔掘进速度慢校检困难七、“四位一体”区域综合防突措施112七、“四位一体”区域综合防突措施3.区域措施效果检验瓦斯压力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

预测指标

保护层开采、预抽方法区域消突时，主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、钻屑解吸指标、顶底板位移量及其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法。113七、“四位一体”区域综合防突措施（1）石门揭煤效果检验综合指标D综合指标K无烟煤其他煤种0.252015114七、“四位一体”区域综合防突措施（2）煤巷掘进区域效果检验①底板岩巷穿层钻孔预抽115七、“四位一体”区域综合防突措施（2）煤巷掘进区域效果检验②煤层顺层钻孔预抽116七、“四位一体”区域综合防突措施（2）煤巷掘进区域效果检验③煤层顺层千米长钻孔预抽117七、“四位一体”区域综合防突措施（2）煤巷掘进区域效果检验④煤层顺层钻孔双巷掘进预抽118七、“四位一体”区域综合防突措施（2）煤巷掘进区域效果检验⑤顺层千米长钻孔双巷掘进预抽119七、“四位一体”区域综合防突措施（3）工作面回采区域效果检验①根据抽采量计算瓦斯残存量120七、“四位一体”区域综合防突措施（3）工作面回采区域效果检验②根据实测瓦斯残存量（3）工作面回采区域效果检验②根据实测瓦斯残存量七、“四位一体”区域综合防突措施121（3）工作面回采区域效果检验七、“四位一体”区域综合防突措施122123七、“四位一体”区域综合防突措施4.区域措施效果验证验证指标煤样K1[ml.(g.min1/2)-1]干煤样0.50湿煤样0.40复合指标法钻屑指标