第七节防治煤与瓦斯突出技术措施

煤矿瓦斯灾害防治

防治煤与瓦斯突出技术措施

第一页，共八十五页。一、防突技术的发展历程

防突措施发展过程可以分为三个阶段：第一阶段是以安全防护措施为主的阶段，即在突出发生时，避免发生人员伤亡事故。其主要措施是采用震动放炮，即在人员远离工作面的条件下，放震动炮诱导突出。在20世纪50年代以前，各国广泛采用这一措施。第二阶段是以消除突出因素为主要目的防止突出措施阶段，即在突出煤层普遍采用防突措施，使它不发生突出。在20世纪50～70年代属于这个阶段。提出和应用了多种区域性和局部性防突措施，如开采保护层、预抽煤层瓦斯、煤体注水、超前排放钻孔、松动爆破、水力冲刷、金属骨架等。在该阶段，同时辅助采用安全防护措施。第二页，共八十五页。第三阶段是采取综合防突措施阶段，其主要特点是在以上阶段的措施基础上加入了突出危险性预测和防突措施效果检验两个环节，使之成为“四位一体”综合防突措施。综合防突措施使防止突出的措施更加有的放矢、措施效果更加提高。当然，要有效防治突出，应该从矿井的设计阶段就开始进行，矿井的合理采掘部署对生产期间防突的成效、难度、成本等起着相当重要的作用。第三页，共八十五页。二、制定防治突出措施时应遵循的原则１．消除或减少能引起煤与瓦斯突出的能量积聚并防止这种能量突然释放－－即排除瓦斯，卸除压力或把采掘工作面前方的集中压力向煤体纵深方向推移。可供选择的措施有：开采保护层、大直径钻孔、超前排放钻孔、水力冲孔、松动爆破和预抽煤层瓦斯等。２．增强煤体的稳定性，改变煤体的物理力学性质，增强煤体的抵抗能力，使突出难以发生－－即加固煤体，抵制突出。可供选择的措施有：石门揭煤采用金属骨架、煤体固化、煤巷掘进采用的前探支架、煤层注水等。第四页，共八十五页。三．防突措施的分类１）按防突措施的作用范围分类：分为区域性防突措施和局部防突措施，区域性防突措施指标能起到大面积防突作用的措施，如开采保护层、预抽煤层瓦斯、煤层注水等。局部性防突措施指只能起到局部范围防突作用的措施，如超前钻孔，排放钻孔、水力冲孔、松动爆破等。２）按措施作用的层位分为邻近层和本煤层措施，邻近层措施如开采保护层，其余为本煤层。３）按措施使用的地点是分为石门揭煤、煤巷掘进、回采工作面防突措施。见下图1：第五页，共八十五页。第六页，共八十五页。四、综合防突措施体系

我国目前采用的是综合防突措施，俗称“四位一体”防突措施，它包括以下内容：①、突出危险性预测；②、防治突出措施；③、防突措施效果检验；④、安全防护措施。以上“四位一体”综合措施，把煤矿防突技术归纳为四个方面，符合当前对突出的理论认识水平和防突发展现状，对我国的防突工作起到积极的指导作用。下图2是我国综合防突措施的执行体系图。煤科总院重庆分院曾提出过“五步配套”综合防突措施，即在“四位一体”防突措施基础上增加合理的采掘部署一环，在矿井或采区设计阶段从采掘部署上就充分考虑防突问题，可以变被动为主动，可以大大减轻生产中的防突压力。第七页，共八十五页。区域预测有危险

突出煤层突出威胁区安全防护措施推进30～100m工作面预测突出危险区无突出危险安全防护措施采掘工作有突出危险防突措施效果检验安全防护措施采掘工作突出威胁面危险工作面安全防护措施非突区验证性预测无危险无效有效图2综合防突措施工艺流程第八页，共八十五页。综合防突措施具有以下优点：①使防突措施更加有的放矢，通过预测，使防突措施仅在突出煤层的突出危险区域或其中的突出危险工作面实施，克服了措施的盲目性。②缩小了防突措施的使用范围，提高了矿井的采掘速度和煤炭产量，可以显著提高突出矿井的经济效益。③由于进行了防突措施的效果检验，可大大提高了措施的有效性和可靠性。④采取了安全防护措施，可以减少突出造成的人员伤亡。第九页，共八十五页。1、突出危险性预测我国把突出危险性预测分为区域性预测和工作面预测两类。区域性预测的任务是确定井田、煤层、煤层区域的突出危险性；工作面预测也称日常预测或点预测，任务是确定工作面附近煤体的突出危险性，即当工作面向前推进时有无突出危险。2、防突措施防突措施包括区域性措施和局部性措施大类，防突措施的基本原理是通过卸压和瓦斯排放以减少突出的原动力，或者增大煤体对突出的阻力因素，从而达到防突的目的。其中卸压和瓦斯排放的措施国内外使用最为广泛。防突措施主要包括：开采保护层、大面积预抽煤层瓦斯、超前排放钻孔、抽放瓦斯、松动爆破、金属骨架、水力冲孔、水力割缝、水力疏松、预裂爆破、注浆固化煤体等。第十页，共八十五页。3、防突措施效果检验防突措施的执行效果如何，能否达到消除突出的目的，需要进行效果检验才能确定。防突措施效果检验方法和指标一般和突出危险预测时相同，不同的是检验钻孔要布置在措施孔之间。根据效果检验结果，判断防突措施的有效性，只有当检验指标值小于其临界值时，才能认为消除了突出危险，否则，应实施补充防突措施，直至效果检验确认无突出危险为止。第十一页，共八十五页。4、安全防护措施安全防护措施是“四位一体”综合防突措施的第四个环节，其目的在于当突出预测失误或防突措施无效且检验失误而导致突出时，避免造成人员伤亡的一种措施，从而建立起防止突出事故的第二道保障线。安全防护措施主要包括震动放炮、远距离放炮、反向风门、避难所、压风自救系统和隔离式自救器等。其中反向风门和压风自救系统的应用在防止突出伤害方面起到了明显的效果。第十二页，共八十五页。区域性防突措施区域防突措施的目的是消除煤层某一较大区域（如一个采区）的突出危险性。属于该类措施的有开采保护层、大面积预抽煤层瓦斯和煤层注水等措施。区域防突措施的优点是在突出煤层开采前，预先采取防突措施，措施施工与突出危险区的采掘作业互不干扰，且其防突效果一般优于局部防突措施，故在采用防突措施时，应先选用区域防突措施。

如果不具备采取区域性防突措施的条件时，必须采用局部性防突措施。第十三页，共八十五页。2.1开采保护层所谓保护层，通常是指在煤层群开采中，某部分煤层具有煤与瓦斯突出或冲击地压等动力显现特点，而另一部分煤层不具有这种动力显现特点或动力显现特点不明显，这时，根据赋存关系，选择某一层不具有动力显现特点或动力显现特点不明显的煤层先行开采，而具有动力显现特点的煤层在其邻近层开采后再开采。先行开采的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层，保护层位于被保护层上方的称为上保护层，反之称为下保护层。第十四页，共八十五页。开采保护层是防治突出的主要措施，也是公认的最有效和比较经济的防突措施，《细则》规定，在突出矿井开采煤层时，必须首先开采保护层。开采保护层后，在被保护层时受到保护的地区按无突出煤层进行采掘工作；在未受到保护的地区，必须采取防治突出措施。其保护层的选择必须遵守下列规定：①．首先选择无突出危险煤层作为保护层，当煤层群中有几个都可作为保护层时，应根据安全、技术和经济的合理性，综合比较分析，择优选定；②．矿井中所有煤层均有突出危险时，应选择突出危险较小的煤层作保护层，但在此保护层进行采掘活动时，必须采取防治突出措施；③．选择保护层时，应优先选择上保护层，条件不允许时，也可选择下保护层，但在开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。第十五页，共八十五页。（一）保护层分类：１．按保护层的位置：分为上保护层和下保护层。凡位于突出煤层上方的叫上保护层，位于突出煤层下方的叫下保护层，突出煤层称为被保护层。２．按保护层与突出层的垂直距离ｈ（ｍ）不同分为近距离保护层：ｈ≤10m，中距离保护层10m＜h＜60m，远距离保护层，ｈ≥60m。

（二）保护层作用原理大量的突测资料表明，保护层开采后，在其卸压角限定的范围内，被保护层的瓦斯压力，地应力显著下降，煤体的强度增加，因而消除或降低了被保护层的突出危险性。第十六页，共八十五页。图3保护层作用原理第十七页，共八十五页。第十八页，共八十五页。第十九页，共八十五页。（三）保护范围的确定划定保护层有效作用范围的有关参数应根据矿井实况确定，报矿务局总工程师（矿技术负责人）批准，对暂无实测资料的矿井，可参照表4的有关参数执行。１、保护层与被保护层之间的有效垂距参照下表4执行。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、采止线及所留煤柱对被保护层沿走向的保护范围可暂按卸压角56°~60°划定，如图6a所示；3、保护层沿倾斜的保护范围，按卸压角划定，如图6b所示。卸压角的大小应采用矿井的实测数据。如无实测数据时，参照表5中的数据确定；

第二十页，共八十五页。表4保护层与被保护层有效垂距第二十一页，共八十五页。第二十二页，共八十五页。第二十三页，共八十五页。表5保护层沿倾斜的卸压角第二十四页，共八十五页。（四）扩大保护层应用范围的技术途径

保护层开采通常应具备三个条件：①应是煤层群开采，单一煤层不存在保护层；②合理的层间距，层间距太大，保护效果不明显，将失去保护层开采的价值，层间距太小的下保护层，将在开采保护层的过程中破坏被保护层，使下保护层不具备开采条件；③存在不具有突出或冲击地压等动力现象的煤层作为保护层。第二十五页，共八十五页。在许多矿井，要同时具备以上三个条件是比较困难，为此，提出了研究扩大保护层应用途径的课题，主要有以下途径：①以弱突出煤层作保护层。在煤层群开采过程中，各煤层均具有突出危险性时应考虑选择突出危险性较弱的煤层作保护层先开采，以形成对突出危险性较大的煤层进行保护。采用瓦斯预抽，局部防治突出的措施开采弱突出煤层。②结合抽放瓦斯扩大保护作用。对远距离保护层，尽管保护层开采已卸压，但未形成沟通裂隙，瓦斯不易排出，保护效果不明显。这时，利用保护层的卸压作用对被保护层进行瓦斯抽放，使保护层瓦斯排放充分，突出危险性消失。

第二十六页，共八十五页。（五）保护层开采的注意事项

①开采保护层时，尽量不留煤柱或尽量留小煤柱（46m）。不得已留煤柱时须在采掘工程平面图上标记，以便划定保护范围。对煤柱影响带，突出危险性比原始状态大。②被保护层采掘工作面尽量布置在保护范围内，减少其突出危险性。③对不同矿井、不同保护层和被保护层，保护层的保护参数及保护效果应进行实地考察。根据考察结果指导下一步采掘和防突设计。第二十七页，共八十五页。④保护层开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时,必须检验保护层的实际保护效果。如果保护层的实际保护效果不好，在开采被保护层时，还必须采取防治突出的补充措施。⑤在有抽放系统的矿井开采保护层时，应同时投放被保护层的瓦斯。⑥开采近距离保护层时，必须采取措施严防被保护层初期卸压的瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层，开采远距离保护层时应配合抽放措施，以扩大保护效果。第二十八页，共八十五页。预抽煤层瓦斯区域性预抽瓦斯包括穿层预抽（网格式）、顺层预抽（平行或交叉）和穿层与顺层预抽结合的预抽方法。单一的突出危险煤层和无保护层可采的煤层群，可采用预抽煤层瓦斯防突措施，但必须遵守下列规定：（1）钻孔应控制整个预抽区域并均匀布孔。（2）预抽防突的有效性指标应进行实测，若无突测数据，可参考下列指标之一确定，未达到预抽效果的区段进行采掘作业时，必须采取补充的防突措施。第二十九页，共八十五页。①预抽煤层瓦斯后，突出煤层残存瓦斯含量或瓦斯压力应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量或瓦斯压力；若无始突深度的瓦斯压力或含量，则必须将瓦斯含量降至8m3/t以下或瓦斯压力降到0.74MPa以下。②煤层瓦斯预抽率应大于30％。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，钻孔喷出瓦斯量，自然排放量）来计算。应当指出30%的抽放率是一个相对指标,当煤层瓦斯含量高时,抽放率虽然达到目30%,但煤层中的残存瓦斯含量仍然大于该煤层始突深度的原始煤层的瓦斯含量,显然该煤层的突出危险仍然存在的。所以,当抽放率已经达到了30%,在进行采掘工作时,仍然要用工作面预测方法进行复查检验。第三十页，共八十五页。预抽煤层瓦斯作用原理预抽煤层瓦斯分为穿层预抽和本层预抽，实质是将煤层瓦斯抽出来，降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量，相应地增加煤体抵抗破坏的能力，达到消除或减弱突出危险的目的。第三十一页，共八十五页。煤层注水煤层注水也算是一个较好区域性防治突出措施，煤层含水量超过5%时，煤层的突出危险性就会消失或降低。但突出煤层的透气性很差，工艺又较为繁琐，在我国还未大量单独使用，如果要使用，最好与防尘注水措施结合起来一起使用。注水防治突出的机理是改变煤层的力学性质，使煤层由弹性变形转化为塑性变形，使煤层受力后变形量加大，以改善煤层采掘工作面附近的应力分布状态(使卸压区增大)。第三十二页，共八十五页。局部防治突出措施所谓局部性措施，是指对井下某一地点、工作面或巷道局部范围内起防突作用的措施，主要有：排放钻孔、超前钻孔、水力冲孔、金属骨架、松动爆破、煤体固化等，下面以巷道类型进行介绍。第三十三页，共八十五页。石门揭煤防突措施石门揭煤突出是指在爆破揭开煤层的瞬间，由于岩层突然破碎，煤体应力状态和瓦斯赋存状态突然改变，富含瓦斯的煤层在瓦斯压力和地应力作用下，急剧向巷道空间抛出大量煤岩和瓦斯，从而造成石门揭煤突出。在全国煤矿各类突出事故中，石门揭开煤层的平均强度为煤巷突出强度的714倍，有的甚至为40倍。我国千吨以上的特大型突出有77%发生在石门揭煤的时候，石门揭煤工作面平均突出强度达316t/次。第三十四页，共八十五页。一、石门揭穿煤层的设计

从石门工作面距突出煤层垂距不小于10m处开始,直至穿过煤层进入顶(底)板的全部作业过程,都必须编制专门设计，报矿务局总工程师批准。专门设计必须包括下列主要内容：①突出预测法及预测钻孔布置，控制突出煤层层位和测定煤层瓦斯压力的钻孔布置；②建立安全可靠的独立通风系统，可加强控制通风风流设施的措施；③揭穿突出煤层的防治突出措施；④准确确定安全岩柱厚度的措施；⑤安全防护措施。第三十五页，共八十五页。二、石门揭煤的顺序

①探明石门（或揭煤巷道）工作面和欲揭煤层的相对位置；②在揭煤地点测定煤层瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性；③预测有突出危险时，采取防突措施和防突效果检验；④用远距离放炮或震动性放炮揭开或穿过煤层；⑤在巷道与煤层连接处加强支护；⑥穿透煤层进入顶（底）板岩石。第三十六页，共八十五页。图3-1石门揭煤工作面前探钻孔布置示意图1、2—控制煤层层位钻孔；3、4—测定煤层瓦斯压力钻孔；5—突出危险煤层

第三十七页，共八十五页。三、石门揭煤须遵守下列规定①在石门工作面掘至距煤层垂距10m之前(构造复杂、岩石破碎区域20ｍ之前)，至少打２个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不少于0.5m的前探钻孔，并详细记录岩芯资料，前探钻孔控制石门周边５ｍ范围。②在石门工作面距煤层垂距５ｍ以外，至少打２个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔。

第三十八页，共八十五页。③石门工作面距煤层垂距５ｍ时，实行边探边掘措施，探孔至少３个，超前距为２ｍ。④石门工作面揭穿突出煤层必须保持一定厚度的岩柱。采用震动性放炮措施时，急倾斜煤层最小岩柱２ｍ，倾斜和缓倾斜煤层1.5m，如果岩石松软破碎，还应适当增加。第三十九页，共八十五页。⑤当预测为突出危险工作面时，必须采取防突措施，经效果检验有效后，可用远距离放炮或震动性放炮揭煤；当预测为无突出危险时，可不采取防突措施，但必须采用震动性放炮揭穿煤层；当石门揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时，可直接用震动性放炮揭穿煤层。⑥石门应避免布置在地质构造破坏带。如果条件许可，石门应布置在被保护区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道，然而再用石门贯通，石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时，该巷道应超过石门贯通位置５ｍ以上，并保持正常通风。第四十页，共八十五页。四、石门揭煤的防突措施石门揭穿可采用预抽瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、金属骨架、煤体固化或其它经试验证明有效的措施。１、预抽瓦斯措施①适用于煤层透气性较好，并有足够的预抽时间（不少于３个月）②抽放钻孔布置在石门，周界外8ｍ的煤层内③抽放孔直径为Φ75～100mm，钻孔孔底间距一般为2～3m。④在抽放钻孔控制范围内，如检验指标降至突出临界值以下时，认为措施有效。第四十一页，共八十五页。２．排放钻孔措施①适应用煤层透气性较好，并有足够的排放时间②排放钻孔应布置到石门周界外３～５ｍ的煤层内③排放钻孔直径为75～100mm，一般孔底间距不大于2m④在排放孔控制范围内,检验指标降到突出临界值以下,措施有效⑤对于缓倾斜煤层，当钻孔不能一次打穿厚煤层全厚时，可分段打钻，并留不少于5m的超前距掘进。第四十二页，共八十五页。图3-2石门排放钻孔布置图P—测压孔；128—排放钻孔第四十三页，共八十五页。３．水力冲孔①适应于打钻时具有自喷（喷煤、喷瓦斯）现象的较软煤层②水力冲孔的水压应大于３ＭＰa③钻孔布置在石门周界外3～5m的煤层内④水力冲孔孔数不少于9个，冲孔顺序先冲对角，后冲边孔,最后冲中间孔⑤石门冲出的总煤量不得少于煤层厚度20倍的煤量，若冲出的煤量较少时，应在该孔周围补孔。第四十四页，共八十五页。图3－3水力冲孔钻孔布置图19—水冲孔；P1、P、P3—瓦斯压力孔；10—巷道；11—突出危险煤层第四十五页，共八十五页。４．金属骨架①适应于具有软煤和软围岩的薄及中厚突出煤层（急倾斜煤层也适用）；②在石门上部两侧周边外0.5～1.0m范围内布置骨架孔,骨架孔穿过煤层并进入煤层顶（底）板至少0.5m，钻孔间距不得大于0.3m，对于软煤要架两排金属骨架；③揭开煤层后严禁拆除金属骨架；④采用金属骨架防突措施时，应与其它防突措施配合使用。第四十六页，共八十五页。第四十七页，共八十五页。煤巷掘进工作面防突措施在世界各国的突出矿井中，煤巷发生的突出次数最多，约占突出总次数的80%以上，以我国为例，各类煤巷发生的突出占总次数的61.3%。其突出强度虽不及石门突出强度大，但其分布面广、应给予足够的重视。煤巷防治突出的程序，应采取先预测预报，后决定是否采取措施。若有危险则采取措施，并经过检查后。若有效，就施工，若无效，则再一次采取补充措施，并经验证确实无突出危险后，方可掘进。第四十八页，共八十五页。对具有严重突出掘进工作面，也可以不经预测，直接采用防突措施和防突效果检验。煤巷防突措施的主要依据仍是以改善煤体受力状态和排放煤体中瓦斯为前提，以达到消除突出的目的。为达到此目的，目前国内主要采用超前钻孔、预抽煤体瓦斯与深孔松动爆破。国外除上述措施外，还采用开卸压槽、降低掘进速度，以及加强支护、远距离放炮等措施。第四十九页，共八十五页。一、一般规定①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，不得布置两个工作面相向回采和掘进；②突出煤层的掘进工作面不得进入本煤层或邻近层采煤工作面的应力集中区；③在第一次执行防突措施或无措施超前距时，必须采用浅孔排放或其它防突措施，在工作面前方形成５ｍ的安全屏障后，方可进入正常防突措施施工；④在突出煤层中掘进平巷时，应采用超前钻孔、深孔松动爆破，前探支架、水力冲孔或其它经测试证实有效的防突措施。第五十页，共八十五页。二、超前排放钻孔

超前排放钻孔是指向工作面前方沿煤层打一数量和长度的钻孔，用来消除一定范围内的突出危险。

1、钻前钻孔作用原理超前钻孔的作用就是在工作面前方打几个钻孔，排放瓦斯和卸除瓦斯压力，释放突出能量人为地造成和保持一个较长的卸压带，使其应和集中带移向煤体深部，从而消除和降低采掘过程中的突出危险。超前排放钻孔适合于透气性较好，煤质较硬的的煤层。第五十一页，共八十五页。2、超前钻孔的布置及参数超前钻孔的布置主要取决于钻孔的有效排放半径和所需形成的卸压和排放瓦斯范围。①超前钻孔应布置在煤质松软的软分层中，超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况决定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42ｍｍ钻孔，钻孔超前于掘进工作面的距离不小于５ｍ，钻孔个数依据钻孔的有效排放半径确定，排放半径必须经实测确定。②超前钻孔控制巷道断面轮廓线外２～４ｍ，突出严重需5m以上。第五十二页，共八十五页。③煤层赋存条件发生变化时，及时调整超前钻孔参数。④超前钻孔打后，必须进行效果检验，如果经检验措施无效时，必须补打钻孔或采取其它补充措施。⑤如果煤层松软，则施工超前钻孔时，应打好迎面支架背好工作面。⑥钻进过程中，应注意对突出征兆的观察，必要时停止钻进，撤出人员。第五十三页，共八十五页。超前排放钻孔示意图第五十四页，共八十五页。三、深孔松动爆破松动爆破分浅孔与深孔两种，孔深小于6米的称浅孔松动爆破，大于6米的称深孔松动爆破。过去对松动爆破的看法不一致，认为它是起诱导突出的作用，而不能防治突出。经过近几年的研究与实践认为，浅孔起诱导突出的作用，而深孔则起防突作用。所谓深孔松动爆破，就是在工作面前方打深度较大的炮孔若干个，装药爆破，使煤体破裂和松动，使掘进工作面前方应力集中带向煤体深部转移，松动范围的煤体瓦斯达到排放和卸压，从而达到消除突出的目的。第五十五页，共八十五页。1、深孔松动爆破作用原理深孔松动爆破的主要作用是，在巷道的压力集中区中，利用炸药的爆炸威力，人为地改变煤的力学性能，增加煤的裂隙，使压力集中区中的压力降低，煤层中的瓦斯得以排放，并使压力集中带转向煤体深部，扩大工作面前方卸压区域，为煤巷的掘进创造较好的安全条件。松动爆破前，巷道前方的压力集中带位于巷道工作面前方46m处，而执行深孔松动爆破后，巷道前方的压力集中带已移至1214m处，将卸压带的宽度由4m增至910m，当采用5m的超前距时，掘进煤巷就有较好的安全保证。适用：深孔松动爆破适应于煤质较硬突出强度较小，煤层稳定，顶底板较好的煤层。第五十六页，共八十五页。2、深孔松动爆破工艺和参数①深孔松动爆破的孔径为42mm,孔深不得小于8m，深孔松爆应控制到巷道轮廓线外1.5～2m的范围,孔数应根据松动爆破有效半径决定,在掘进时必须留有不少于５ｍ的超前距。②深孔松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.5～6m,每个药卷(特制)长度为1m,每个药卷装一个雷管。装药必须装到孔底，装药后，应装入不小于0.4m的水炮泥,水炮泥外侧还应充填不小于2m的封口炮泥。③深孔松爆后，必须进行效果检验，如果措施无效，必须采取补救措施。第五十七页，共八十五页。3、深孔松动爆破注意事项①第一次采用松爆的掘进工作面，在执行措施前，应打深度不少于５ｍ的小直径排放处理５ｍ未松动爆破煤体②在装药和充填炮泥时，应防止拆断电雷管的脚线③松爆时，必须制定撤人、断电、站岗、放哨，实行远距离放炮，反向风门等安全措施④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要求实施时，必须打钻查明煤层赋存条件，然后用Φ42～75mm的钻孔进行排放,经措施效果检验有效后，方可采用安全防护措施施工。第五十八页，共八十五页。四、水力冲孔水力冲孔又称钻冲法，通过向突出煤层打钻的同时，送入一定压力的水流，以水作动力切割和冲击煤体，导致喷孔的发生和发展，达到排放瓦斯和释放突出潜能的目的。水力冲孔适用于有自喷现象的严重突出煤层。四川省内煤矿应用较少。第五十九页，共八十五页。五、前探支架前探支架可用于煤质极松软的急倾斜和缓倾斜煤层平巷掘进工作面，以防止工作面顶部悬煤垮落而造成煤与瓦斯突出。具体作法时：前探支架一般向工作面前方打一排直径为Φ50～108mm的钻孔,仰角8°～10°钻孔间距0.2～0.3m，其长度按两次掘进长度再加0.5ｍ,然后在孔内插入３～６ｍ长的钢管或钢轨。每掘一次打一排钻孔，形成两排交替前进，这样使掘进工作面始终在支护下进行，从而避免顶部煤的冒落而引起的突出。在新的支架安设后，回收原有支架，反复使用。应当指出的是，前探支架对于预防突出来说，仅是一种辅助措施。第六十页，共八十五页。六、预抽瓦斯在另外的矿井瓦斯抽放课程中详述。第六十一页，共八十五页。采煤工作面防治突出措施有突出危险的采煤工作面可采用浅孔松动爆破，浅孔注水湿润煤体，超前钻孔，预抽瓦斯等防突措施，并尽可能采用刨煤机或浅截深采煤机采煤。第六十二页，共八十五页。一、超前钻孔

回采工作面实施超前钻孔的作用有二：其一是引起煤体应力的重新分布，使应力集中带向煤体深处推移；二是排放钻孔周围煤体的瓦斯，人为地在工作面前方造成一个卸压带，达到消除突出危险之目的。超前钻孔的直径根据钻机机具能力确定，一般不小于90mm，钻孔数量根据考察后的排放半径确定并覆盖全工作面，钻孔深为15～25m，超前距为5m。第六十三页，共八十五页。二、松动爆破

松动爆破的实质是利用炸药爆破产生的能量，使煤体产生缝隙，排放瓦斯；同时使工作面前方的应力集中带推向煤体的深处，从而在工作面前方形成一定范围的卸压带，采掘工作在卸压带内进行，因此避免了突出的发生。炸药爆破后，工作面前方煤体中的瓦斯压力、瓦斯排放量、钻粉量、钻孔瓦斯涌出初速度和煤体温度等诸参数发生了明显的变化，降低或升高到一定值。从不同的方面反映了一个共同的规律——工作面前方一定距离的煤体已卸压，消除了潜在的突出危险性。第六十四页，共八十五页。采煤工作面的松动爆破防治突出措施，适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔沿采煤工作面每隔23m打一个，孔深不小于3m，炮泥封孔长度不得小于1m。措施实施后，必须经措施效果检验有效后，方可进行采煤。采用松动爆破防治突出措施的超前距离不得小于2m,垂直于工作面布置钻孔,每眼装药量300～450g，放炮距离不小于300m。第六十五页，共八十五页。三、注水湿润煤体

浅孔注水措施主要适应于煤质较硬的煤层，主要原理是煤体注水后，煤体由弹性转为塑性，并使采面集中压力前移，减少了煤层瓦斯弹性潜能，煤体水份增加，抑制了瓦斯的排放量，使瓦斯压力减少，从而消除突出。具体作法是：沿工作面每隔２～３ｍ打１个注水孔，孔深不少于３ｍ，向煤体注水压力不低于８MPa,发现水从煤壁或相邻注水孔流出时，即可停止注水。注水后经效果检验，有效后，方可采煤。注水超前工作面的距离不小于２ｍ。第六十六页，共八十五页。四、预抽瓦斯在另外的矿井瓦斯抽放课程中详述。第六十七页，共八十五页。安全防护措施井巷揭穿突出煤层或在突出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。安全防护措施包括震动放炮、远距离放炮、避难所，压风自救系统和隔离式（压缩氧和化学氧）自救器等，安全防护措施是为了防止突出预测失误或措施失效而发生突出的最后一道安全屏障。第六十八页，共八十五页。一、石门揭穿突出煤层的震动性放炮震动放炮是通过多打眼、一次放大炮以对煤体及岩层造成强烈的震动，在人员撤到安全地点的条件下诱导突出，以保证作业的安全。因此，严格的说来，它是一种安全措施。目前，大部分局、矿只在突出危险性小、煤层较薄的条件下才单独使用；反之，震动放炮必须配合其他防止措施使用。为此，震动放炮要求全断面一次揭开岩柱，爆破后巷道基本成型，不再进行刷大、卧底工作。第六十九页，共八十五页。1、震动性放炮的专门设计①震动放炮必须编制专门设计，经矿总工程师批准后报矿务局备案；②震动放炮的炮眼数目，应按照每平方米石门断面4～5个确定；③震动放炮的炮眼布置，根据断面和岩性确定；④岩眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持0.2m的距离。如果岩眼已打入煤层，必须在眼底的岩石中充填0.2m的炮泥；第七十页，共八十五页。⑤震动放炮的单位炸药消耗量，应按照正常掘进量的1.52倍确定，打穿煤层的炮眼在煤层段和岩石段应分段装药，并用长0.25m的炮泥隔开；⑥所有炮眼都在炸药与封泥间装12个水炮泥，封泥都必须密实地装至孔口；⑦震动放炮必须采用铜脚线的毫秒雷管，最后一段的延期时间不得超过130ms，并不得跳段使用。电雷管使用前必须进行导通试验。⑧震动放炮工作面，必须具有独立可靠的回风系统；⑨震动放炮时，回风系统内电气设备必须切断电源，严禁人员作业和通过。第七十一页，共八十五页。2、震动性放炮的有关规定①震动放炮要求一次全断面揭穿或揭开煤层。对急倾斜和倾斜的薄煤层，都必须一次全断面揭穿煤层全厚；对急倾斜和倾斜的中厚、厚煤层，一次全断面揭入煤层深度应不小于1.3m，对缓倾斜煤层，应一次全断面揭开岩柱。如果震动放炮未能按要求揭穿煤层，在掘进剩余部分时（包括掘进煤层和进入底（顶）板2m范围内），必须按照震动放炮的安全要求，进行放炮作业。2）震动放炮未崩开石门全断面的岩柱和煤层时，继续放炮仍需按照震动性放炮有关规定执行，并需加强支护，设专人检查瓦斯和观察突出预兆；在作业中，如发现突出预兆，工作人员应立即撤到安全地点。第七十二页，共八十五页。③煤层特厚或倾角过小不能一次揭开煤层全厚时，在掘进剩余部分时，必须采用抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔等防突措施，并应遵守下列规定：Ⅰ采用抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔之前，必须加强巷道及迎面支护，巷道支架背严、背实后，方可进行作业。作业时，必须采取保护工作面作业人员的安全措施；Ⅱ放震动炮前，对所有钻孔和在煤体中形成的孔洞都应严密封闭孔口，孔内注满水或以黄土、砂充实。第七十三页，共八十五页。3、反向风门反向风门是防止突出时瓦斯逆流进入进风道而安设的风门。因而反向风门在平时是敞开的，其在放炮时关闭，放炮后，矿山救护队和有关人员进入检查时，必须把风门打开顶牢。第七十四页，共八十五页。在突出危险区设置反向风门时，必须遵守下列规定：

1、反向风门必须设在石门掘进工作面进风侧，以防止突出时的瓦斯不能沿回风系统进入矿井回风系统。2、必须设置两道牢固可靠的反向风门，风门墙垛可用砖或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m，门框和门可采用坚实的木质结构门框厚度不得小于100mm，风门厚度不得小于50mm，两道风门之间的距离不得小于4m。3、放炮时风门必须关闭，对通过内墙垛的风筒，必须设隔断装置，救护人员和其它人员进入检查时，必须把风门打开顶牢。第七十五页，共八十五页。二、远距离放炮采用远距离放炮时，放炮地点应设在进风侧反向风门之外或避难所内，放炮地点距工作面的距离根据实际情况由矿务局总工程师确定。放炮员操纵放炮器地点应配备压风自救系统或自救器。远距离放炮时，回风系统的采掘工作面及其他有人作业的地点，都必须停电撤人，放炮30min后，方可进入工作面检查。第七十六页，共八十五页。三、井下避难所1、避难所设在采掘工作面附近和放炮员操纵放炮器的地点，避难所的数量和距采掘工作面的距离应根据具体条件确定；2、避难所必须设置向外开启的隔离门，室内净高不得低于2m，长度和宽度应根据同时避难的最多人数确定，但每人使用面积不得少于0.5m2。避难所内支护必须保持良好，并设有与矿调度室直通的电话；