矿井瓦斯防治技术课件

礦井瓦斯檢測與技術管理１.礦井主要地點瓦斯濃度的檢查測定1、礦井總回風巷或一翼回風巷中瓦斯或二氧化碳濃度超過0.75%時，必須立即查明原因，進行處理；2、采區回風巷、採掘工作面回風巷風流中瓦斯濃度超過1.0%或二氧化碳濃度超過1.5%時，必須停止工作，撤出人員，採取措施，進行處理；3、綜合機械化採掘工作面，應在安設機載式斷電儀，當其附近瓦斯濃度達到1%時報警，達到1．5%時必須停止工作，切斷採煤機和掘進機的電源；4、採掘工作面風流中瓦斯濃度達到1%時，必須停止用電鑽打眼；放炮地點附近20米以內風流中的瓦斯濃度達到1%時，嚴禁放炮；5、採掘工作面及其他作業地點風流中、電動機或其開關地點附近20m以內風流中的瓦斯濃度達到1．5％時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理；6、採掘工作面內，體積大於0．5立方米的空間，局部積聚瓦斯濃度達到2%時，附近20米內，必須停止工作，撤出人員，切斷電源，進行處理；7、裝有礦井安全監控系統的工作面，其回風巷風流中瓦斯濃度仍不能降低到1.0%以下時，回風巷風流中瓦斯最高允許濃度為1.5%。2.礦井主要檢測地點瓦斯濃度的安全規定（1）巷道風流中瓦斯濃度的檢查測定巷道風流範圍的劃定巷道風流中瓦斯及二氧化碳濃度的測定方法CO2濃度的測定，應在巷道風流的下部進行CH4濃度的測定，應在巷道風流的上部進行採煤工作面測瓦斯濃度地點工作面進風流上隅角工作面回風流進風順槽至工作面煤壁線以外的風流；採煤工作面回風側最後一架棚落山側1米處高瓦斯與瓦斯突出礦井採煤工作面專用於排放瓦斯的巷道柵欄處工作面風流尾巷距煤壁、頂、底板各200mm和以采空區切頂線為界的採煤工作面空間的風流距採煤工作面10m以外的回風順槽內不與其他風流匯合的一段風流（2）採煤工作面瓦斯濃度的檢查測定採煤工作面是從進風巷開始，經採煤工作面、上隅角、回風巷、尾巷柵欄處等為一次迴圈檢查。迴圈檢查中，應在採煤工作面上、下次檢查的間隔時間中確定無人工作區或其他檢查點的檢查時間。檢查瓦斯的間隔時間要均勻，在正常情況下，每班檢查3次的，其相隔時間不允許過大或過小，每班檢查2次的，其相隔時間要求不允許半班內完成一班的檢查次數。檢查採煤工作面上隅角、采空區邊緣的瓦斯時，要站在支護完好的地點用小棍將膠管送到檢測地點，以防缺氧而窒息。檢查採煤機前後20m內，距煤壁300mm、距頂板200mm範圍內的瓦斯。當局部積聚的瓦斯濃度達2％或採煤機前後20m內風流中瓦斯濃度達1.5％時，應停止採煤機工作，切斷工作面電源，立即進行處理。利用檢查棍、膠皮管檢查採煤機滾筒之間、距煤壁300mm、距頂板200mm範圍內的瓦斯。當瓦斯濃度達2％時，應停止採煤機的工作，切斷工作面電源，進行處理；凡處理不了的，應立即向通風調度彙報採煤工作面瓦斯濃度測定方法及規定（2）採煤工作面瓦斯濃度的檢查測定（3）掘進工作面瓦斯濃度的檢查測定①掘進工作面測瓦斯濃度地點掘進工作面風流局部通風機前後各10m以內的風流局部高冒區域掘進工作面回風流②掘進工作面檢測瓦斯的有關規定檢測掘進工作面上部左右角距頂、幫、煤壁各200mm處的CH4濃度，取測量次數中的最大值作為檢測結果和處理依據。（3）掘進工作面瓦斯濃度的檢查測定檢測掘進工作面第一架棚子左右柱窩距幫、底各200mm處的CO2濃度,取測量次數中的最大值作為檢測結果和處理依據。迴圈檢查中，應在掘進工作面上、下次檢查的間隔時間中確定無人工作區或其他檢查點的檢查時間。檢查瓦斯的間隔時間要均勻。雙巷掘進工作面由一名瓦斯檢查員檢查時，一次迴圈檢查瓦斯應從進風側掘進而開始到回風側掘進面。檢查局部高冒區域的瓦斯時，要站在支護完好的地點用小棍將膠管送到檢測地點，由低到高逐漸向上檢查，檢查人員的頭部切忌超越檢查的最大高度。當掘進機工作時，應檢查掘進機的電動機附近20m範圍內及風筒出口至煤壁間風流中的瓦斯濃度。當瓦斯濃度達到1.5％或掘進工作面回風流中瓦斯濃度達到1％時，應立即進行處理。（4）盲巷和臨時停風的掘進工作面瓦斯濃度的檢查測定檢查廢巷、盲巷和臨時停風的掘進工作面及密閉牆外的瓦斯、二氧化碳及其他有害氣體時，只准在柵欄處檢查；必須進入盲洞內檢查時，應由救護隊員進行。檢查時，必須最少2人一起，在確認攜帶的礦燈、自救器和瓦斯檢定器完好可靠情況下，方能進行瓦斯檢查工作。2人一前一後保持一定的安全距離，先檢查巷道入口處的瓦斯和二氧化碳濃度，測定濃度均小於3%時，方可由外向內逐步進行檢查。在盲巷入口或任何一處，檢查瓦斯或二氧化碳濃度達到3%及其他有害氣體濃度超過規定時，必須停止前進，並在入口處設置柵欄，向通風調度彙報，由通風部門按規定進行處理。在盲巷內檢查瓦斯和二氧化碳濃度外，還必須檢查氧氣濃度和其他有害氣體濃度。傾角較大的上山盲巷應重點檢查瓦斯濃度，傾角較大的下山盲巷應重點檢查二氧化碳濃度。（5）煤與瓦斯突出孔內的檢查測定煤與瓦斯突出孔內未通風處理前，往往會積聚大量的高濃度瓦斯，檢查瓦斯時，嚴禁冒險進入突出孔內檢查，防止瓦斯窒息事故的發生。必須在確保安全的條件下，利用瓦斯檢測棍把檢測儀的進氣管伸到突出孔內，由外向裏逐漸進行檢查，並根據檢測的瓦斯濃度和積聚瓦斯量採取相應的措施進行處理。（6）工作面爆破過程中的瓦斯檢查採煤工作面放炮地點的瓦斯檢查，應在沿工作面煤壁上下各20米範圍內的風流中進行。①放炮地點檢查瓦斯的部位掘進工作面放炮地點的瓦斯檢查，應在該點向外20米範圍內的巷道風流中及本範圍內局部瓦斯積聚處進行。（6）工作面爆破過程中的瓦斯檢查“一炮三檢”即裝藥前、爆破前、爆破後必須檢查爆破地點附近20m以內風流中的瓦斯濃度。②安全爆破檢查的有關規定要求“三人連鎖放炮”即瓦斯檢查工持起爆器鑰匙；生產班組長持工作牌；爆破工持爆破牌。經爆破前各項檢查和警戒工作符合安全要求時，相互交換牌即可爆破。“一炮三檢”“三人連鎖放炮”3.光學瓦斯測定器的操作使用方法（1）構造原理AQG-1型光干涉式瓦斯檢定器3.光學瓦斯測定器的操作使用方法（1）構造原理AQG-1型光干涉式瓦斯檢定器的工作原理（2）光學瓦斯檢測儀的操作步驟檢測前準備工作二氧化碳濃度測定甲烷濃度測定藥品性能檢查氣密性檢查光路系統檢查調零檢測空氣中同時存在CH4和CO2時，先測出CH4濃度；取下吸收管，測出CH4濃度和CO2的混合濃度；用混合濃度讀數減去CH4濃度讀數即為CO2濃度。課題二礦井安全檢測監控技術課題要點知識點技能點礦井安全監測監控系統的構成作用系統的安裝與調試瓦斯感測器的設置會安裝與調試瓦斯感測器會管理和維護安全監測監控系統任務描述任務分析礦井安全監測監控在煤礦安全生產、提高生產率和設備利用率方面起著極其重要的作用。礦井現代化安全監測監控系統，是加強煤礦安全生產管理工作的重要物質和技術保障，是防止瓦斯爆炸事故發生、實現煤礦安全生產現代化管理的必要手段。因此，只有掌握礦井安全監測監控知識，具備安全監測監控系統的安裝與調試技能，才能正確地應用安全監測監控技術和管理好礦井安全監測監控系統。礦井安全監測監控技術的主要包括監測系統的佈置、感測器的安設與調試、監測系統的管理與維護等。為能正確使用、管理、維護礦井安全監測監控系統和儀器設備，準確地檢驗和調試瓦斯感測器，首先必須熟悉有關礦井安全監測監控系統的構成作用、系統的安裝與調試方法、瓦斯感測器的設置等相關知識。工作任務1.礦井安全監測系統的構成作用矿井安全监测系统环境安全监测矿山压力监测水灾监测火灾监测煤与瓦斯突出监测1.礦井安全監測系統的構成作用

感測器

感測器

感測器

感測器傳輸通道地面中心站主站分站分站分站分站分站感測器2.礦井安全監測監控系統組成的作用主要組成地面中心站井下分站執行元件傳輸通道3.KJ4煤礦安全監測系統系統組成3.KJ4煤礦安全監測系統系統的安裝與調試系統安裝前的檢查通氣試驗與調試直觀檢查感測器本質安全電源檢測線性試驗指示與跟蹤試驗報警、斷電、停測（間歇）功能試驗高、低濃度瓦斯感測器自動轉換功能試驗4.瓦斯感測器的設置安設的基本要求垂直懸掛在巷道頂板（頂梁）下，距頂板（頂梁）不大於300mm，距巷道側壁不小於200mm。在有風筒的巷道中，嚴禁掛在風筒出口和風筒漏風處。瓦斯感測器佈置在巷道頂板堅固、無淋水、安裝維護方便處。感測器設置的報警濃度、斷電濃度、複電濃度和斷電範圍符合《規程》規定。采空區瓦斯感測器CH4T1

≤10m

上隅角4.瓦斯感測器的設置低瓦斯礦井采煤工作面瓦斯感測器CH410m～15m≥10mT1T24.瓦斯感測器的設置高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯感測器CH4瓦斯感測器T1T2T310m～15m

≥10m

≥10m4.瓦斯感測器的設置煤與瓦斯突出礦井采煤工作面4.瓦斯感測器的設置CH4瓦斯感測器10~15m瓦斯感測器＜5mT1T2T3掘進工作面瓦斯傳感器的設置課題三礦井瓦斯管理與安全排放瓦斯技術課題要點知識點技能點採掘工作面安全通風管理採掘工作面瓦斯安全檢查與安全監測監控管理礦井瓦斯安全排放技術措施與管理會制定礦井瓦斯安全管理措施會制定礦井瓦斯安全排放技術措施和管理辦法任務描述任務分析礦井瓦斯安全管理是煤礦安全生產、提高生產率和機電設備效率的技術保障。又是防治瓦斯事故實現高產高效的重要安全措施和技術手段。因此，只有掌握礦井瓦斯安全管理知識，才能科學制定礦井瓦斯安全排放技術措施與管理方法，確保礦井安全生產的正常進行。礦井瓦斯安全管理主要包括採掘工作面安全通風管理、採掘工作面瓦斯安全檢查與安全監測監控管理、礦井瓦斯安全排放技術措施與管理等。為能科學實施礦井瓦斯安全管理，安全合理地制定礦井瓦斯排放技術措施與管理辦法，首先必須掌握有關礦井瓦斯安全管理、礦井瓦斯排放技術措施與管理辦法等相關知識。工作任務采掘安全通風管理採煤工作面安全通風管理掘進工作面安全通風管理局部通風機安全通風管理；風筒“三個末端”的安全管理；高瓦斯礦井掘進局部通風機安全供電管理。合理利用通風手段降低采區的瓦斯湧出量；採煤工作面進、回巷道符合設計斷面要求；通風流速：最低風速不低於0.25m/s，最高風速不大於4m/s。1.採掘安全通風管理2.採掘瓦斯安全檢查與安全監測監控管理動態檢測管理專職瓦檢員、班組長、跟班隊幹、下井領導共同參與瓦斯檢查，並將檢查結果記入手冊和檢查地點的記錄牌上。採掘工作面瓦斯檢查次數。封閉巷道的檢查。爆破工作的瓦斯檢查。嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮”制度。瓦斯安全監測監控2.採掘瓦斯安全檢查與安全監測監控管理佈置在採掘工作面的瓦斯感測器必須能進行可靠的監視和控制。瓦斯斷電報警儀、三專兩閉鎖等設施，能準確地執行瓦斯超限時的斷電停機、超限報警、停風停電功能。3.瓦斯安全排放管理排放瓦斯分級管理規定一級管理二級管理停風區中瓦斯濃度或二氧化碳濃度超過3.0%時，必須制訂安全排瓦斯措施，報礦技術負責人批准。停風區中瓦斯濃度超過1.0%或二氧化碳濃度超過1.5%，最高瓦斯和二氧化碳濃度不超過3.0%時，必須採取安全措施，控制風流排放瓦斯。3.瓦斯安全排放管理排放瓦斯的安全措施1、計算排放的瓦斯量、供風量和排放時間，制定控制排放瓦斯的方法，嚴禁“一風吹”，在排出的瓦斯與全風壓風流混合處安設瓦斯斷電儀。2、確定排放瓦斯的流經路線和方向、控制風流設施的位置、各種電氣設備的位置、通訊電話位置、甲烷感測器的監測位置等，必須做到文圖齊全。3、明確停電撤人範圍，凡受排放瓦斯影響的銅室、巷道和被排放瓦斯風流切斷安全出口的採掘工作面，必須停電、撤人、停止作業，指定警戒人員的位置，禁止其他人員進人。4、排放瓦斯風流經過的巷道內的電氣設備，必須指定專人在采區變電所和配電點兩處同時切斷電源，並設警示牌和專人看管。5、瓦斯排完後，指定專人檢查瓦斯，只有在供電系統和電氣設備完好，排放瓦斯巷道的瓦斯濃度不超過1%時，方准指定專人恢復供電。6、加強排放瓦斯的組織領導，明確排放瓦斯人員名單，要落實責任。臨時停風的掘進盲巷瓦斯排放方法4.局部扇風機排放瓦斯技術排放瓦斯風流瓦斯檢查點扇風機導風筒CH4CH4CH4盲巷紮風筒法臨時停風的掘進盲巷瓦斯排放方法4.局部扇風機排放瓦斯技術調節器排放法盲巷CH4CH4局部風機調節器CH4瓦斯檢查點導風筒排放瓦斯風流臨時停風的掘進盲巷瓦斯排放方法4.局部扇風機排放瓦斯技術斷開風筒法排放瓦斯風流瓦斯檢查點斷開段導風筒局部風機盲巷CH4CH4CH4封閉巷道瓦斯排放方法4.局部扇風機排放瓦斯技術檢查密閉外有無瓦斯聚積，若瓦斯超限時，可先開動局部風機排除瓦斯後，再拆密閉。拆密閉前，先在密閉上隅角打開兩個孔洞，邊檢查瓦斯邊將風筒口偏向盲巷口和靠近密閉上隅角的一個孔洞吹風稀釋瓦斯，再慢慢擴大孔洞，待風筒移入密閉內，檢查瓦斯濃度不超限時，方可全部拆除密閉。密閉拆除後，先進入巷道檢查瓦斯，隨之延長風筒開始排放瓦斯。待附近瓦斯濃度降下後，將風筒縮小，加大出風口的風流射程，排除前方的瓦斯。當降至2%界限下時，解開被縮小的風筒，接上一節5m長的風筒；當該段巷道中的瓦斯被排除後，取下5m短節風筒再接上一節10m長的風筒。逐段排放瓦斯過程中，敷設的風筒後面風流中瓦斯超限時，可將風筒斷開，用風筒接頭法排放稀釋瓦斯。

采空區內的瓦斯排放4.局部扇風機排放瓦斯技術CH4排放瓦斯巷道CH4擋風設施CH4局部風機局部風機設在煤巷中排放瓦斯工作面上隅角附近設置木板隔牆上隅角CH4木板隔牆CH4CH4采空區內的瓦斯排放5.全風壓排放法CH4CH4瓦斯排放尾巷CH4尾巷排除采空區瓦斯采空區內的瓦斯排放5.全風壓排放法形成風路的封閉巷道瓦斯排放按先破回風側密閉，後破入風側密閉的原則。其方法拆密閉前，先在密閉上隅角打開兩個孔洞，邊檢查瓦斯邊將風筒口偏向盲巷口和靠近密閉上隅角的一個孔洞吹風稀釋瓦斯，再慢慢擴大孔洞。為能準確地控制瓦斯流量，在破回風側密閉時，可以破開面積大些，再用木板、皮帶或磚等先堵上，等到入風側密閉破開後，根據瓦斯情況，在回風側逐漸打開磚或木板，以進入回風道瓦斯濃度不超限為准，直到全部排完瓦斯。5.全風壓排放法隨時檢查排放出的瓦斯濃度，及時掌握瓦斯動態變化。排放瓦斯過程中嚴禁一次將風筒紮口打開。加強排放瓦斯流經巷道內的安全監測監控檢查工作。加強排放瓦斯流經巷道內機電設備的安全防爆管理。5.全風壓排放法瓦斯排放安全注意事項

煤層瓦斯壓力與瓦斯含量的測定

１.煤層瓦斯壓力的概念賦存在煤層孔隙中的游離瓦斯所表現出來的氣體壓力煤層瓦斯壓力當煤的吸附瓦斯能力相同時，煤層瓦斯壓力越高，煤的吸附瓦斯量越大。當煤的孔隙率相同時，遊離瓦斯量與瓦斯壓力成正比。２.煤層瓦斯壓力分佈的一般規律０２４６８102004006008001000同一礦區，煤層瓦斯壓力隨深度的增加而增大3.煤層瓦斯壓力的測定方法填料封孔法打完鑽孔後，先用水清洗鑽孔再向孔內放置帶有壓力表接頭的測壓管，管徑約為6-8mm，長度不小於6m，最後用充填材料封孔。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈封孔器法優點：簡便易行，封孔器可重複使用。缺點：封孔深度小，且要求封孔段岩石必須緻密、完整。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈—壓力粘液封孔器法優點：封孔段長度大，壓力粘液可滲入封孔段岩（煤）體裂隙，密封效果好。知識點技能點煤層瓦斯含量影響煤層瓦斯含量的因素煤層瓦斯含量的測定方法會測定煤層瓦斯含量能夠正確使用測定儀器課題要點課題二：煤層瓦斯含量的測定任務描述工作任務任務分析煤層瓦斯含量是煤層的基本瓦斯參數，是計算瓦斯蘊藏量、預測瓦斯湧出量的重要依據。煤層未受采動影響時的瓦斯含量稱為原始瓦斯含量，如果煤層受到采動影響，已經排放出部分瓦斯，則剩餘在煤層中的瓦斯含量稱為殘存瓦斯含量。煤層瓦斯含量包含兩部分，即游離的瓦斯量和煤體吸附的瓦斯量。測定方法分為直接測定法和間接測定法兩類。根據應用範圍又可分為地質勘探鑽孔法和井下測定法兩類。1．直接測定法就是直接從採取的煤樣中抽出瓦斯，測定瓦斯的成分和含量。目前，主要採用解吸法測定。2．煤層瓦斯含量間接測定方法是根據煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量。1.煤層瓦斯含量含量的三種定義殘存瓦斯含量煤層瓦斯含量

原始瓦斯含量單位品質或體積的煤中所含有的瓦斯量，單位是m3/t或m3/m3煤層未受采動影響時的瓦斯含量煤層受到采動影響，已經排放出部分瓦斯，則剩餘在煤層中的瓦斯含量煤田地質史2.影響煤層瓦斯含量因素煤田的形成經過了漫長的地質變化。隨著地層的上升和沉降，覆蓋層加厚或剝蝕，對煤層瓦斯流失排放的過程產生了不同的影響。地層上升時，剝蝕作用增強，使煤層露出地表，煤層瓦斯的運移排放速度加快；地層下降時，煤層的覆蓋層加厚，從而緩解了瓦斯向地表散失。褶曲構造地質構造

開放性構造發育煤層，瓦斯含量小；封閉性構造煤層瓦斯含量大褶曲構造地質構造

靠近斷層帶附近瓦斯含量降低；稍遠離斷層，瓦斯含量增高；離斷層再遠，瓦斯含量恢復正常。决定因素地质构造水文地质条件煤层赋存条件煤层围岩性质煤的变质程度2.影響煤層瓦斯含量因素3.煤層瓦斯含量的測定方法直接方法間接方法地勘方法井下方法按方法特點分按應用範圍分分類（1）地質勘探時期煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟採樣瓦斯解吸規律測定損失瓦斯量計算試驗室煤樣脫氣及氣體成分分析煤層瓦斯含量計算（1）地質勘探時期煤層瓦斯含量的直接測定法井下鑽屑解吸法(A)井下鑽屑解吸法(B)井下鑽屑解吸法(C)（2）生產時期井下煤層瓦斯含量的直接測定法僅適用於k<1的煤層，要推算取樣損失量、測定殘存瓦斯量，測定週期長。適應於所有煤層。要推算煤樣在取樣過程中的損失量Q2、煤樣解吸測定終了後的殘存瓦斯量Q3＋Q4。不需要推算損失瓦斯量和測定殘存瓦斯量,測定週期僅15～30min採樣（2）生產時期井下煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟

負壓取樣器皂膜流量計瓦斯解吸規律測定損失瓦斯量計算煤樣粉碎過程和粉碎後解吸的瓦斯量可解吸瓦斯量計算（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量計算公式需要數據瓦斯壓力，吸附常數，工業分析，孔隙率。缺點需測參數多，週期長。（3）煤層瓦斯含量間接測定方法採樣測定步驟

測定不同平衡瓦斯壓力下煤樣解吸瓦斯量計算煤的瓦斯含量係數α煤樣吸附平衡含量係數法計算公式優點簡便，適應於瓦斯流動計算用瓦斯含量和壓力估算缺點：粗糙近似（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據煤的殘存瓦斯含量推算煤層瓦斯含量當實測殘存瓦斯含量≤3m3/tf：X0＝1.33Xc當實測殘存瓦斯含量＞3m3/tf：X0＝2.05Xc-2.17cc計算公式

技術關鍵在掘進工作面煤壁暴露30min後，從煤層頂部和底部各取一個煤樣，裝入密封罐，送試驗室測煤的殘存瓦斯含量；如暴露時間已超過30min，需清除煤壁0.2-0.3m深，再采煤樣。（3）煤層瓦斯含量間接測定方法直接測定法與間接測定法的比較直接測定法間接測定避免了間接測定法測定許多參數時的測量誤差煤樣在採取過程中難免有部分瓦斯散失，需要建立補償瓦斯損失量的方法煤樣不需要密封，採樣方法簡單需要實測煤層瓦斯壓力，且各種測量誤差會疊加到最終結果中去

礦井瓦斯爆炸及防治１.瓦斯爆炸機理形成的機理化學反應過程產生與傳播過程化學反應式為井下空氣不足，反應的最終式為爆炸性的混合氣體與高溫火源同時存在，就將發生瓦斯的初燃（初爆），初燃產生以一定速度移動的焰面，焰面後的爆炸產物具有很高的溫度，由於熱量集中而使爆源氣體產生高溫和高壓並急劇膨脹而形成衝擊波。如果巷道頂板附近或冒落孔內積存著瓦斯，或者巷道中有沉落的煤塵，在衝擊波的作用下，它們就能均勻分佈，形成新的爆炸混合物，使爆炸過程得以繼續下去。１.瓦斯爆炸機理形成的機理爆燃爆轟可燃可爆氣體爆燃與爆轟間的定性判斷１.瓦斯爆炸機理從接觸引火源起到烴類——空氣混合物轉為快速燃燒爆炸的時間間隔稱為感應期隨著引火源溫度的升高和甲烷濃度的下降，烴類的感應期將縮短。２.瓦斯爆炸危害瓦斯爆炸危害產生高溫產生高壓產生大量有害氣體當瓦斯濃度為9.5％時，爆炸時產生的瞬間溫度可達1850-2650℃。瓦斯爆炸後的氣體壓力是爆炸前壓力的7-10倍瓦斯爆炸後，不僅氧氣減少，且產生大量有害氣體。爆炸後氧氣6-10％、一氧化碳２-４％3.瓦斯爆炸的基本條件煤礦爆炸性氣體的安全技術參數爆炸極限最低點燃溫度最大爆炸壓力最小點燃能量火焰蔓延極限寬度595℃706kPa0.28mJ壓力為101.3kPa，溫度為20℃，爆炸上限15%，下限5%。3.瓦斯爆炸的基本條件瓦斯爆炸基本條件瓦斯濃度引爆火源氧含量5-15%650-750℃不低於12%4.影響瓦斯爆炸的主要因素可燃氣體的混入爆炸性粉塵的混入惰性氣體的混入混合氣體的初始溫度瓦斯濃度與引火火源混合氣體的壓力增大爆炸氣體總濃度，降低爆炸下限，擴大爆炸界限粉塵放出可燃氣體，爆炸下限降低。5g/m3，3％爆炸，8g/m3，2.5％爆炸N2每增加1％，下限上升0.017%，上限下降0.54％；CO2每增加1%，下限上升0.0033％，上限下降0.26％初始溫度越高，爆炸界限越大。20℃時為6.0--13.4％；700℃時為3.25－18.75％濃度為7－8％時，瓦斯最容易引爆壓力越大，所需引火溫度越低。當瓦斯壓縮到原來體積1/120時，自身熱量就能使其自動爆炸課題二礦井瓦斯爆炸事故的防治及防止災害擴大的措施課題要點知識點技能點瓦斯爆炸事故防治防止災害擴大的措施瓦斯積聚處理方法典型案例分析災害處理方法編制工作任務任務描述任務分析瞭解瓦斯爆炸機理，敘述瓦斯爆炸條件，分析影響瓦斯爆炸發生因素是採取防治礦井瓦斯事故的基礎。礦井瓦斯爆炸包括礦井瓦斯爆炸的條件、效應及影響礦井瓦斯爆炸的因素。為了更好地理解這些內容，首先必須通過瓦斯爆炸演示來更好地理解這些內容。1.瓦斯爆炸事故原因分析引爆火源管理不善、人員失職瓦斯爆炸引起原因瓦斯積聚1、電火花2、放炮火花3、撞擊、摩擦火花4、明火1、局部通風機停止運轉；2、風筒斷開或嚴重漏風3、採掘面風量不足；4、局扇出現迴圈風5、風流短路；6、通風系統不合理7、采空區或盲巷存在；8、瓦斯異常湧出2.瓦斯爆炸發生原因引起瓦斯積聚的主要因素局部通風機停止運轉風筒斷開或嚴重漏風採掘面風量不足局扇出現迴圈風風流短路通風系統不合理采空區或盲巷存在瓦斯異常湧出引起瓦斯積聚的主要因素引起瓦斯爆炸的火源電火花放炮火花撞擊、摩擦火花照明、機械設備、電器設備的管理不善、操作不當，如礦燈失爆、電鑽失爆、帶電作業、電纜明頭、開關失爆等產生的電火花。主要是炮泥填裝不滿、最小抵抗線不夠、放明炮、放糊炮、接線不良、炸藥不符合要求等引起火花。機械設備之間的撞擊、截齒與堅硬岩石摩擦、堅硬頂板冒落撞擊、金屬表面之間摩擦等等產生的火花。2.瓦斯爆炸發生原因明火煤炭自然發火及火區、井下焊接、吸煙等。——平煤十礦1996年“5.12”特大瓦斯爆炸事故3.典型案例分析礦井概況瓦斯爆炸地點事故發生經過事故性質事故原因5月21日18時15分，已二高強皮帶巷出現大量煤塵煙霧，在—320水準調度室門口出現水泥塵霧。18時49分，發生了瓦斯爆炸。十礦5.12特大瓦斯爆炸事故是一起重大責任事故。已15—22210工作面地處構造帶附近，瓦斯含量高、多頭作業造成瓦斯大量湧出。通風設施管理混亂、風量不足造成瓦斯積聚，放炮造成瓦斯爆炸。1、重生產輕安全。2、違章指揮違章作業嚴重。3、通風管理混亂，風路不暢通。4、領導幹部工作浮躁。5、一通三防責任未落實。6、技術管理混亂。直接原因主要原因4.防治瓦斯爆炸措施（1）防治瓦斯超限和積聚措施保證工作面的供風量對於採煤工作面應特別注意回風隅角的瓦斯超限，保證工作面的供風量。採煤工作面使用的是全負壓通風，合理的通風系統是保證工作面風量充足的基礎。整個礦井的生產和通風是相匹配的，為了避免工作面的風量供應不足，首先應該採掘平衡，不要將整個礦井的生產和掘進都安排在一個采區或集中到礦井的一翼；其次，各采區在開拓工作面時，應該首先開掘中部車場，避免造成掘進和採煤工作面的串聯通風。礦井漏風也是風量不足的主要原因。對於采深較淺的礦井，受小煤礦開採的影響，常造成大量漏風，使得礦井總風量不足。堵漏對提高礦井風量和礦井安全都十分重要。（1）防治瓦斯超限和積聚措施處理采面回風隅角瓦斯積聚

——掛風幛引流（1）防治瓦斯超限和積聚措施處理采面回風隅角瓦斯積聚

——尾巷排放瓦斯法（1）防治瓦斯超限和積聚措施處理采面回風隅角瓦斯積聚

——風筒導引法（1）防治瓦斯超限和積聚措施處理采面回風隅角瓦斯積聚

——移動泵站排放法（1）防治瓦斯超限和積聚措施處理采面回風隅角瓦斯積聚

——移壓局部通風機吹散法（1）防治瓦斯超限和積聚措施掘進工作面局部瓦斯積聚處理——充填法（1）防治瓦斯超限和積聚措施掘進工作面局部瓦斯積聚處理——引風法（1）防治瓦斯超限和積聚措施掘進工作面局部瓦斯積聚處理——風筒分支排法（1）防治瓦斯超限和積聚措施掘進工作面局部瓦斯積聚處理——黃泥抹縫法（1）防治瓦斯超限和積聚措施掘進工作面局部瓦斯積聚處理刮板運輸機底槽瓦斯處理必要性：刮板輸送機停止運轉時，底槽附近有時會積聚高濃度的瓦斯。由於刮板與底槽之間在運煤時產生的摩擦火花能引起瓦斯燃燒爆炸，因此，必須排除該處的瓦斯。處理方法：(1)設專人清理輸送機底遺留的煤炭，不使瓦斯積聚；(2)保證輸送機經常運轉，以防止瓦斯積聚；(3)吊起輸送機處理積聚的瓦斯；(4)壓風排瓦斯。（1）防治瓦斯超限和積聚措施通風異常或瓦斯用處異常時是造成瓦斯湧出積聚的主要原因煤與瓦斯突出短時間內湧出大量瓦斯抽放瓦斯系統停止工作排除瓦斯時可能會造成局部瓦斯超限地面大氣壓急劇下降，造成瓦斯異常工作面接近上、下鄰近采空區和老頂來壓時采面大面積落煤造成瓦斯大量湧出加强管理提高防火意识防止其他火源防止明火点燃防止摩擦和撞击点火防止电器火源防止放炮火源（2）杜絕火源杜絕火源（2）杜絕火源（3）管理措施建立瓦斯檢查制度配足人員和儀表檢查瓦斯次數堅持通風部門負責人每天審閱瓦斯報表按《規程》規定礦井安設安全監測系統對安全監測檢查儀錶進行測試和檢查5.防止災害擴大的措施分區通風利用礦井開拓開採的分區佈置，在各個采區之間、不同生產水平之間、礦井兩翼之間自然分割（保護煤柱等）的基礎上，布置必要的防止爆炸傳播設施，可以實現井下災害的分區管理。這樣，使某一區域發生的災害難以傳播到相鄰的區域，從而簡化救災搶險工作，防止災害的擴大。5.防止災害擴大的措施用水預防和阻隔爆炸自動式防爆棚用岩粉阻隔爆炸的蔓延在巷道中架設水棚的作用與岩粉棚的作用相同，只是用水槽或水袋代替岩粉板棚。使用壓力或溫度感測器，在爆炸發生時探測爆炸波的傳播，及時將預先放置的水、岩粉、氮氣、二氧化碳、磷酸銨等噴灑到巷道中，從而達到自動、準確、可靠地撲滅爆炸火焰，防止爆炸蔓延的目的。防爆隔爆發生爆炸時，衝擊波將臺板摧垮使岩粉彌漫於巷道中，吸收爆炸火焰的熱量及惰化空氣，阻礙爆炸的傳播。5.防止災害擴大的措施編制礦井災害預防和處理計畫災害預防處理必備的資料災害預防處理計畫主要內容1、確定發生爆炸後可能造成的影響；2、制定恢復災區通風和人員避災路線的安全措施；3、災害區域的斷電方法；4、防止爆炸火災、二次爆炸及災害擴大德措施；5、救災人員的安全路線。

瓦斯噴出和煤與瓦斯突出防治１.礦井瓦斯噴出及其危害礦井瓦斯噴出及其危害大量的承壓狀態的瓦斯從可見的煤、岩裂縫中快速噴出到採掘工作面和巷道的現象可以造成局部地區瓦斯積聚；高濃度瓦斯，可致使人員窒息；也能引起瓦斯爆炸或火災等事故，給礦井造成嚴重的破壞定義危害特徵礦井瓦斯噴出在時間上的突然性和空間上的集中性2.瓦斯噴出分類與特點瓦斯噴出分類瓦斯沿採掘地壓形成的裂縫噴出瓦斯沿原始地質構造洞縫噴出特徵特徵往往流量大，持續時間長，無明顯的地壓顯現現象，噴瓦斯裂縫多屬於開放性裂縫（張性或張扭性斷裂），它們與儲氣層（煤層、砂岩層等）、溶洞或斷層帶相通。噴出頻臨發生時伴隨著地壓顯現效應，出現多種顯現預兆，噴出持續的時間較短，其流量與卸壓區面積、瓦斯壓力和瓦斯含量大小等因素有關。3.瓦斯噴出的原因和規律瓦斯噴出的原因瓦斯噴出的規律內因:煤層或岩層的構造裂縫中貯存有大量高壓瓦斯；外因:在採掘過程中，由於爆破穿透、機械震動或地壓活動，使煤岩造成卸壓縫隙，構成瓦斯噴出的通道是其外在因素。發生在地質變化帶，瓦斯噴出前往往出現預兆煤層頂、底板岩層中有溶洞、裂隙發育的石灰岩具有明顯的噴出口或裂隙瓦斯噴出量有大有小，噴出的持續時間從幾分鐘到幾年，甚至十幾年4.瓦斯噴出的防治措施探排引堵探明地質構造和沼氣情況排放或抽放沼氣把沼氣引至總回風流或工作面後20米以外的區域將裂隙、裂縫等堵住，不讓沼氣噴出4.瓦斯噴出的防治措施探明地質構造情況利用引排、封堵、抽放綜合治理加強管理課題二礦井煤與瓦斯突出防治知識點技能點煤與瓦斯突出分類方法，突出的機理與突出發生過程；煤與瓦斯突出發生的基本條件；我國以及礦區煤與瓦斯突出發生的概況；平頂山礦區煤與瓦斯突出基本規律。視讀礦井瓦斯地質圖；判斷礦井煤與瓦斯突出類別。任務一煤與瓦斯突出機理及特徵任務描述任務分析認識礦井煤與瓦斯突出發生的機理及其主要分類方法；分析礦井煤與瓦斯突出發生的規律與主要條件；能正確判斷煤與瓦斯突出預兆；可敘述我國礦井煤與瓦斯突出概況。礦井煤與瓦斯突出分類；分析礦井煤與瓦斯突出規律及發生條件；判斷煤與瓦斯突出預兆；敘述我國礦井煤與瓦斯突出概況；分析平頂山礦區煤與瓦斯突出特點。工作任務按照動力現象的力學特徵1.突出現象及分類煤與瓦斯（二氧化碳）突出煤與瓦斯的突然壓出突出煤與瓦斯的突然傾出岩石與二氧化碳（瓦斯）突出壓出傾出1.突出現象及分類煤與瓦斯突出動力來源突出的基本特徵發生突出的主要作用力是地應力和瓦斯壓力的聯合作用，通常以地應力為主，瓦斯壓力為輔，重力不起決定作用；實現突出的基本能源是煤內積蓄的高壓瓦斯潛能。拋出距離較遠，有明顯的分選現象；拋出煤堆積角小於煤的自然安息角；拋出的煤破碎程度高；有明顯的動力效應；有大量的瓦斯湧出，有時會使風流逆轉；孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其他分岔形等。1.突出現象及分類自然安息角鬆散礦岩自燃燒堆積時，其四周將形成傾斜的堆積坡面，我們把自然堆積坡面與水準面相交的最大角度，稱為該礦岩的自然安息角。拋出煤堆積角小於煤的自然安息角。1.突出現象及分類煤與瓦斯突出基本特徵孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其他分岔形等。1.突出現象及分類煤與瓦斯壓出動力來源突出的基本特徵發生與實現壓出的主要作用力是地應力，瓦斯壓力與煤的自重是次要因素，壓出的基本能源是煤岩所積蓄的彈性變形能。1、兩種形式：煤的整體位移和煤有一定距離的拋出；2、壓出的煤呈塊狀，無分選現象；3、巷道瓦斯（二氧化碳）湧出量增大；4、壓出後，在煤層與頂板之間的裂隙中，常留有細煤粉，整體位移的煤體上有大量的裂隙；5、壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。1.突出現象及分類煤與瓦斯壓出基本特徵壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞1.突出現象及分類煤與瓦斯傾出動力來源突出的基本特徵發生傾出的主要因素是地應力，即結構松軟、含有瓦斯致使內聚力降低的煤，在較高地應力作用下，突然破壞、失去平衡，實現傾出的主要力是失穩煤的自重。1、巷道瓦斯（二氧化碳）湧出量明顯增加；2、傾出的煤按自然安息角堆積，並無分選現象；3、無明顯動力效應；4、傾出常發生在煤質鬆軟的急傾斜煤層中；5、傾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞軸線沿煤層傾斜或鉛垂（厚煤層）方向發展。1.突出現象及分類煤與瓦斯傾出的基本特徵1.突出現象及分類岩石與瓦斯突出動力來源突出的基本特徵發生突出的主要動力是地應力，實現突出的基本能源是岩石的變形能、瓦斯內能。1、在砂岩中進行爆破時，在炸藥直接作用範圍外發生岩破壞、拋出；2、突出的砂岩中，含有大量的砂粒和粉塵；3、動力效應明顯，破壞性較強；4、巷道的二氧化碳（瓦斯）湧出量增大，二氧化碳（瓦斯）量取決於拋出的岩量及二氧化碳（瓦斯）含量；5、有突出危險的砂岩岩層鬆軟，呈片狀、碎屑狀，並具有較大的孔隙率和二氧化碳（瓦斯）含量；6、在岩體中形成與煤與瓦斯突出類似的孔洞2.突出強度分類與突出過程按突出強度分類特大型突出（≥1000t）小型突出（<50t）中型突出（≥50，<100t）次大型突出（≥100，<500t）大型突出（≥500，<1000t）突出強度是指每次突出的煤岩數量和湧出的瓦斯量，主要以突出煤岩量做為劃分突出強度的依據。2.突出強度分類與突出過程突出過程準備階段激發階段發展階段穩定階段2.突出強度分類與突出過程2.突出強度分類與突出過程南桐東林礦+310m水準石門突出，突出煤量130t3.突出機理國外對煤與瓦斯突出的認識瓦斯為主導作用的假說綜合假說化學本質假說地應力為主導作用的假說強調瓦斯是突出的主要能源1、地壓和瓦斯壓力是導致突出的能源；2、瓦斯起著拋出體和搬運煤體的作用，是完成突出的主要能源；3、當煤的強度很低、煤與圍岩的摩擦力不大時，地壓造成的變形潛能使煤體破碎。突出是由於煤在變質時發生的化學反應而引起的突出的主要因素和能源是地應力3.突出機理結果致因致因明細主要作用煤與瓦斯突出地壓瓦斯煤性質岩層應力壓力構造應力集中應力組分含量穩定性透氣性強度破壞煤體發生突出拋出煤體完成突出過程決定突出發生發展的難易綜合假說突出機理3.突出機理國內對煤與瓦斯突出的認識中心擴張學說流變說二相流體說固流藕合失穩理論煤和瓦斯突出是從離工作面某一距離處的中心開始煤和瓦斯突出是含瓦斯煤體在采動影響後地應力與孔隙瓦斯氣體偶合的一種流變過程。煤粒和瓦斯的二相流體受壓積蓄能量，卸壓膨脹放出能量，衝破阻礙區形成突出。球殼失穩觀點突出是含瓦斯煤體在採掘活動影響下，局部發生迅速、突然破壞而生成的現象。地應力破壞煤體、煤體釋放瓦斯、瓦斯使煤體裂隙擴張並使形成的煤殼失穩破壞的過程。3.突出機理推論1在突出的發展過程中，如果某一點煤體滿足了前兩個突出的力學條件，但不滿足第三個力學條件，則突出將在該處停止，由於滿足了前兩個力學條件，球蓋狀的煤殼已經形成，因此，在突出孔洞的裏端，應該能夠找到這樣的球蓋狀的煤殼。3.突出機理突出模擬試驗3.突出機理推論2突出煤體暴露後，如果未發生突出，則暴露表面煤體會在地應力的作用下破壞，表面煤體內的瓦斯會通過徑向裂隙很快釋放出去，在暴露面處很快形成一個卸壓帶，阻礙著深部煤體的突出，這時工作面不可能出現那種停滯一段時間後再突出的所謂延期突出現象。因此，延期突出中的延期現象不是突出煤體本身造成的，它只可能是爆破時在突出煤體前面殘存著部分硬岩或硬煤，它們發生了蠕變破壞後，發生垮落，導致突出煤體暴露，引起延期突出。3.突出機理推論3突出的發生需要連續滿足三個力學條件，如果我們增加巷道中的大氣壓力，也就是增加第二和第三個條件中的P2，就會使得突出停止或不發生。4.突出發生的條件地應力在突出中的作用圍岩或煤層的彈性變形潛能使煤體產生突然破壞和位移；地應力控制瓦斯壓力場，促進瓦斯破壞煤體；圍岩中應力增加決定了煤層的低透氣性，造成瓦斯壓力梯度增高，煤體一旦破壞對突出有利。煤和瓦斯突出是地應力、煤中的瓦斯及煤的結構和力學性質綜合作用的動力現象。地應力包括自重應力、構造應力和采動應力4.突出發生的條件瓦斯在突出中的作用全面壓縮煤的骨架，促使煤體產生潛能吸附在微孔表面的瓦斯分子對微孔起楔子作用，降低煤的強度瓦斯壓力可起到降低地應力的作用發生突出的煤體結構條件煤體結構破壞程度影響煤層的力學性質和對瓦斯的儲集能力,因而不同的煤體結構類型具有不同的突出危險性5.突出分佈的規律我國突出礦區的分布規律從地理分佈來看，我國突出分佈的總規律是南方多、北方少，東部多、西部少從時代分佈來看，由最老的早石炭世煤層（如湖南金竹山地區）到最新的第三紀煤層（如撫順）都有突出發生突出分佈的不均衡性是普遍現象礦區內突出分布的規律方向性突出的分佈與構造線方向密切相關，瓦斯突出條帶常沿構造帶分佈。5.突出分佈的規律集中性相似性遞增性分級性突出分佈有不均勻性，主要有幾個礦井突出，突出礦井只有幾個突出工作面。在相似的瓦斯地質條件區域，具有相似的突出分佈特點。煤與瓦斯突出規模和次數隨開採深度的增加而增加。地質構造級別的大小和序次的前後對突出分佈具有明顯的對應控制作用。6.突出的基本特徵始突深度基本特征突出強度地質因素氣體成分工程因素突出空洞強度頻度突出預兆在不同地區的礦井中相差很大以中、小型為常見構造應力集中的部位突出的危險性大突出氣體主要成分是甲烷突出大多發生在落煤時多呈口小肚大的梨形一類是頻率高而強度低，另一類是頻率低而強度高概括起來，可分為有聲預兆和無聲預兆突出的預兆地壓顯現預兆瓦斯湧出預兆煤炮聲、支架斷裂、岩煤開裂掉碴、底臌、岩煤自行剝落、煤壁顫動、鑽孔變形、垮孔、頂鑽、夾鑽杆、鑽機過負荷等瓦斯湧出異常、忽大忽小，煤塵增大、氣溫異常、氣味異常，打鑽噴瓦斯，噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等層理紊亂、強度降低、鬆軟或不均質、暗淡無光澤、厚度增大、軟分層厚度增大、傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體乾燥、煤體斷裂等。煤體結構預兆6.突出的基本特徵7.突出的級別劃分（1）煤與瓦斯突出級別的劃分7.突出的級別劃分（2）瓦斯地質區劃分基本觀點1、瓦斯分佈和突出分佈具有分區分帶的特點2、這種分區分帶性受地質因素的制約3、瓦斯突出預測的地質指標應分級提出將影響瓦斯賦存和瓦斯突出的各種地質因素進行分析對比，找出它們在空間和時間上的區別和聯繫，按一定的標誌進行綜合，劃分出不同級別的區域或地段，再進一步將地質區劃與瓦斯突出和瓦斯賦存的區帶劃分聯繫起來，找出兩者的內在聯繫。基本原則8.平頂山礦區煤與瓦斯突出的分佈規律及特徵（1）煤與瓦斯突出點地質特徵特徵原因煤與瓦斯突出危險性隨開採深度增加而增加煤與瓦斯突出分佈受地質構造控制煤與瓦斯突出分區與地質條件分區相關隨煤層埋藏深度增加煤層中的瓦斯保存條件較好，瓦斯壓力及煤層瓦斯含量增加煤與瓦斯突出多發生在地質構造附近突出的分區與礦區構造分區相一致，在礦區構造帶或褶皺軸部的過渡地帶，往往是煤與瓦斯突出帶8.平頂山礦區煤與瓦斯突出的分佈規律及特徵（2）工程因素對突出分布的影響從突出規模看，已發生的突出以小型突出為主，中型、大型突出較少。從突出類型看，煤與瓦斯壓出、傾出、突出類型的比例也是不同的，對礦井生產系統造成的破壞程度也不同。煤巷掘進工作面發生突出最多，在平巷中發生的次數高於上山和下山、回採工作中的突出次之。突出在不同生產工序中，發生突出的次數也不同。所有的突出發生前都有瓦斯湧出量增加、瓦斯壓力升高、煤層變軟、煤層內響煤炮的現象，有時煤體溫度降低，甚至出現冒頂和片幫、夾鑽現象，有時鑽孔冒白煙，支架變形損壞，迎頭煤體變軟，礦壓顯現。8.平頂山礦區煤與瓦斯突出的分佈規律及特徵煤與瓦斯突出的分佈,有明顯的區域性突出多發生在地質構造發育和煤層條件發生變化的區域突出點及其附近煤體結構遭到嚴重破壞,軟分層增厚突出多發生在掘進工作面（3）煤與瓦斯突出的分佈規律及主要特徵突出多發生在放炮和割煤工序帶突出類型以壓出為主課題二礦井煤與瓦斯突出防治知識點技能點煤層突出危險性預測分類與危險性劃分；煤層突出危險區域性預測方法：單項指標、瓦斯地質統計與綜合指標法；工作面突出危險性預測：石門揭煤、採掘工作面突出危險性預測。進行煤層突出危險區域性預測進行石門揭煤、採掘工作面突出危險性預測正確使用瓦斯湧出初速度測定儀，測定△p任務二煤與瓦斯突出危險性預測任務描述任務分析煤層突出危險性預測是礦井“四位一體”防治瓦斯突出的首項工作，掌握煤層突出危險性區域性預測與工作面預測知識與方法，能夠進行區域性和工作面突出危險性預測工作，對合理制定、實施瓦斯防治措施，保證礦井安全生產意義重大。1.礦井煤層突出危險性區域性預測；2.石門揭煤時突出危險性區域性預測的規定要求與方法3.採掘工作面突出危險性預測方法與規定；4.利用△p，D、K法，R值測定採掘工作面煤與瓦斯突出危險性。工作任務突出煤層無突出危險區突出威脅區突出危險工作面無突出危險工作面突出危險區區域預測或鑒定區域預測工作面預測非突出煤層檢驗性預測預報煤層1.煤層突出危險性預測分類和突出危險性劃分流程1.煤層突出危險性預測分類和突出危險性劃分突出礦井及突出煤層確定程式省級煤礦安全監察機構備案省煤炭管理部門審批國家局授權單位鑒定煤炭企業提出報告2.區域預測方法《細則》第28條：突出煤層中的區域預測可採用瓦斯地質統計法或綜合指標法進行，預測結果報礦務局總工程師批准。瓦斯地質統計法（《細則》第29條）根據已開採區確切掌握的煤層賦存、地質構造條件與突出分佈的規律，劃分出突出危險區域和突出威脅區域。綜合指標法（《細則》第30條）D=（0.0075H/f-3)(P-0.74)K=ΔP/f當D≥0.25、K≥20（無煙）或15（其他煤種）時，劃為危險區域2.區域預測方法工作面瓦斯突出區域預測效果2.區域預測方法平頂山十礦工作面瓦斯突出預測成果：減少瓦斯突出治理工程量50%以上3.工作面預測方法定性指標根據地質構造和突出預兆確定工作面的突出危險性定量指標根據所打鑽孔的瓦斯湧出速度、鑽屑量、鑽屑瓦斯解吸特徵等進行預測相關規定根據《規程》第188條和《細則》第23條之規定，在突出危險區域內進行採掘作業時，必須採取綜合防治突出措施，工作面進行采掘前，應進行工作面突出危險性預測，將工作面劃分為突出危險工作面和無突出危險工作面。3.工作面預測方法定性指標根據《煤與瓦斯突出防治細則》第31條之規定，在突出煤層中有下列情況之一者，應視為突出危險工作面：①在突出煤層的構造破壞帶，包括斷層、褶曲、火成岩侵入等；②煤層賦存條件急劇變化的區域；③採掘應力疊加的區域；④在工作面預測過程中出現噴孔、頂鑽等動力現象；⑤工作面出現明顯突出預兆。3.工作面預測方法定量指標用綜合指標法、鑽屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法採用下列方法之一預測煤巷工作面的突出危險性：①瓦斯湧出初速度法；②R值指標法；③鑽屑指標法；④其他經試驗證實有效的方法（鑽屑溫度、煤體溫度、放炮後瓦斯湧出量等)。預測方法同煤巷掘進工作面。石門揭煤突出危險性預測煤巷掘進工作面突出危險性預測採煤工作面突出危險性預測這四種預測指標是我國《細則》規定的主要預測指標（1）鑽孔指標法鑽孔瓦斯湧出初速度法R值指標法鑽屑瓦斯解吸指標法鑽屑指標法①鑽孔瓦斯湧出初速度法理論基礎煤層鑽孔瓦斯湧出速度測定表明，在大多數情況下開始測量後0.5～2min函數q=f（t）達到最大值；本方法由前蘇聯馬凱耶夫煤礦安全研究所提出，在突出帶和非突出帶q和煤層力學性質不同：該指標綜合反映了煤層的破壞程度、瓦斯壓力和瓦斯含量、煤體的應力狀態及透性，可以綜合評價煤層的突出危險性①鑽孔瓦斯湧出初速度法煤巷掘進工作面測試方法(《細則》第36條)（1）靠近巷道兩幫，各打一個平行於巷道掘進方向直徑42mm、深3.5m的鑽孔，鑽孔佈置在軟分層中；（2）用專門的封孔器封孔，封孔後測量室長度為0.5m；（3）測試工作必須在鑽孔打完後2min內完成。每預測迴圈可進尺1.5m，留2m的超前距。鑽孔瓦斯湧出初速度測定示意圖煤壁封孔膠囊測杆鑽孔測量室控制杆高壓膠管壓力錶打氣筒流量計動畫演示①鑽孔瓦斯湧出初速度法煤的揮發份Vdaf(%)5～1515～2020～30>30qm(L/min)5.04.54.04.5臨界值(Vdaf)①鑽孔瓦斯湧出初速度法採用節流式流量計打鑽後立即封孔測量封孔嚴密測試前檢查儀器，無氣路堵塞現象測試要點①鑽孔瓦斯湧出初速度法1969～1980年間在前蘇聯頓巴斯127個礦井的3930個掘進工作面和2070個回採工作面應用，工作面共推進1143Km，其中非突出危險1104.6Km(占96.7%)，突出危險帶38.4Km(占3.3％)。工作面共穿過691個突出危險帶，其中有677個(占89％)是用該方法發現的，只漏掉了14個危險帶。平煤集團突出礦井主要採用該指標進行突出危險性預測,目前該方法是國內外突出礦井的主要預測方法。①鑽孔瓦斯湧出初速度法應用效果鑽屑瓦斯解吸指標

h2或K1值表示瓦斯含量的大小和解吸速度的快慢，即表示瓦斯能的大小及釋放速度。鑽屑瓦斯解吸規律可用巴雷爾公式表示，Q1=K1T0.5

，

h2和K1值均表示煤樣在一段時間內的瓦斯解吸量，K1值是解吸第1分鐘的解吸量，h2是第4和第5分鐘內的解吸量.按照巴雷爾公式推算，K1=0.016h2②鑽屑瓦斯解吸指標理論基礎h2用MD-2解吸儀測定，K1用ATY突出預測儀測定可用於石門揭煤工作面以及採掘工作面的突出危險性預測測試方法和臨界值根據《細則》第34條和附錄四進行。或K1值的測試方法和臨界值根據《細則》第34條和附錄四進行平煤集團突出礦井採用h2作為預測指標之一②鑽屑瓦斯解吸指標測試儀器與方法鑽屑瓦斯解吸指標臨界值h2(Pa)K1(mL/g.min1/2)幹煤2000.5濕煤1600.4石門揭煤工作面

h2和K1的臨界值②鑽屑瓦斯解吸指標理論基礎鑽屑量S表示煤層應力集中程度大小，

h2或K1值表示煤層瓦斯大小及其釋放速度大小，分別從地應力和瓦斯的角度反映了煤層突出危險性的的大小，可以綜合反映煤層的突出危險性地應力越大，S值越大鑽屑瓦斯釋放速度越快，h2或K1值越大③鑽屑指標法測試方法在煤巷掘進工作面打2個（傾斜或急傾斜煤層）或3個（緩傾斜煤層）直徑42mm、深8～10m的鑽孔，鑽孔佈置方式與《細則》第37條規定相同；鑽孔每打1m測定鑽屑量一次，每2m測定一次鑽屑解吸指標；根據每個鑽孔的S、

h2或K1的最大值預測突出危險性；當任一指標大於或等於臨界值時，該工作面為突出危險工作面；每預測迴圈留2m的超前距。③鑽屑指標法h2最大鑽屑量SK1危險性PaKg/mL/mmL/(g.min1/2)≥200≥6≥5.4≥0.5突出危險工作面<200<6<5.4<0.5無突出危險工作面③鑽屑指標法鑽屑指標法預測掘進工作面的臨界值R值指標由蘇聯東方煤礦安全研究所1969年提出；鑽屑量S主要考慮了煤層的強度性質和應力狀態，瓦斯湧出初速度則主要考慮了瓦斯因素；該方法同時考慮了工作面的應力狀態、物理力學性質、瓦斯含量、透氣性和煤層的放散能力，即考慮了決定突出危險性的主要因素，是一個綜合指標。④R值指標法理論基礎測試方法R=(Smax–1.8)(qmax-4)當任一鑽孔的R≥6時，突出危險工作面當任一鑽孔的R<6時，無突出危險工作面當R為負值時，應用單項指標預測④R值指標法④R值指標法測試方法（《細則》第37條）(1)在煤巷掘進工作面打2個(傾斜或急傾斜煤層)或3個(緩傾斜煤層直徑42mm、深5.5～6.5m的鑽孔；(2)鑽孔佈置在軟分層中，一個鑽孔位於巷道工作面中部平行於掘進方向，其他鑽孔的終孔點應位於巷道輪廓線外2～4m處；(3)鑽孔每打1m，測定一次S和q；(4)測q時，測量室長度為1m，根據每個鑽孔的最大Smax和最大qmax確定R值；(5)每預測迴圈留2m超前距。R值指標法鑽孔佈置圖應用效果七十年代下半期蘇聯東方煤礦安全研究所曾進行了數千次R值的測定，在所有情況下只要R<6從未發生過一次突出，而在突出前R≥6；目前在俄羅斯庫茲巴斯和卡拉幹達礦區主要採用R值預測掘進工作面的突出危險性，在地質破壞帶R值均大於6；平煤集團各突出礦井曾用R值預測突出危險性。④R值指標法課題二礦井煤與瓦斯突出防治區域性防治突出措施：保護層的選擇與保護範圍，瓦斯抽放方法石門揭穿突出煤層主要防突措施與施工安全注意事項掘進工作面主要防突措施，施工組織與安全規定採煤工作面防突主要措施與方法岩石與二氧化碳突出的特點及防治措施瓦斯抽放的施工設計與施工組織石門揭穿突出煤層防突措施制定與施工組織採掘工作面防突措施的實施任務三煤與瓦斯突出防治技術知識點技能點工作任務任務描述任務分析煤與瓦斯突出防治技術是礦井“四位一體”防治瓦斯突出的核心工作，掌握煤與瓦斯突出區域性防突措施，正確選擇保護層與瓦斯抽放方法，確定被保護的範圍；制定石門揭穿突出煤層工作面防突措施並組織實施；合理選擇採掘工作面煤與瓦斯突出防治措施，為礦井安全生產提供可靠保障。1.保護層的正確選擇，被保護層保護範圍的確定2.合理確定突出煤層瓦斯抽放方法3.制定石門揭穿突出煤層工作面的防突措施4.採掘工作面煤與瓦斯突出防治措施１.區域性防治突出措施在煤層採掘之前，對煤層實施大面積預先處理，以達到煤層卸壓、排放瓦斯及改變煤層物理力學性質的目的，從而大面積消除煤層的突出危險性。《煤礦安全規程》第192條、《細則》第2條規定，在采用防突措施時，應優先選擇區域性防突措施。區域性防突措施的有效性指標應根據礦井實測資料確定，報礦務局總工程師批准後執行。開採保護層煤層區域性預先注水預抽煤層瓦斯①開採保護層首先選擇無突出危險的煤層作為保護層礦井中所有煤層都有突出危險時，應選擇突出危險性較小的煤層。優先選擇上保護層作用機理在開採煤層群時，通過開采保護層，實現被保護層的卸壓和瓦斯排放，消除被保護層的突出危險性②預抽煤層瓦斯作用機理通過預抽煤層瓦斯，減少煤層瓦斯壓力和含量，降低瓦斯內能，提高煤體強度，以消除煤層的突出危險性。技術要求鑽孔應控制整個預抽區域並均勻布孔；預抽有效性指標，應根據礦井實測資料確定，如無實測資料，可採用下列指標之一。煤層瓦斯預抽率應大於30％；預抽後，突出煤層殘存瓦斯含量應小於該煤層始突深度處的煤層原始瓦斯含量。②預抽煤層瓦斯鑽孔佈置方式——沿層鑽孔佈置方式②預抽煤層瓦斯鑽孔佈置方式——沿層交叉鑽孔佈置方式②預抽煤層瓦斯鑽孔佈置方式——穿層網格鑽孔佈置方式③區域性預先注水煤層最少有一個分層均勻濕潤，水分達到4％以上。沿煤層走向和傾向不留空白區。最好採用中低壓小流量長時注水。技術要求2.局部防治突出措施石門揭煤(《規程》第202條、《細則》第62條在突出煤層中進行掘進和回採時，都應預測煤層的突出危險性，並根據煤層的突出危險性和具體條件，採取防治突出措施。措施參數應根據礦井實際測定的結果或參考有關資料確定，並報礦總工程師批准。抽放瓦斯、水力沖孔、排放鑽孔、水力沖刷或金屬骨架或其他經試驗證實有效的措施。局部防突措施（《細則》第66條）採煤工作面（《細則》第84條）超前鑽孔、鬆動爆破、前探支架、水力沖孔或其他經試驗證實有效的措施。鬆動爆破、注水濕潤煤體、超前鑽孔、預抽瓦斯等防突措施。煤巷掘進工作面（《細則》第69條）2.局部防治突出措施局部防突措施鑽孔卸壓排放措施排放鑽孔、超前鑽孔、抽放瓦斯爆破卸壓排放措施淺孔鬆動爆破、深孔鬆動爆破、水力爆破連續卸壓排放措施卸壓縫、卸壓槽、卸壓腔水力化措施注水濕潤煤體、水力鬆動、水力壓裂、水力沖孔、水力沖刷煤體圍岩強化措施金屬骨架、前探支架2.局部防治突出措施超前鑽孔措施防突機理鑽孔佈置要求

(1)孔徑一般為75-120mm,直徑超過120mm時，必須採用專門設備和專項安全措施；

(2)超前鑽孔的控制範圍應包括巷道斷面和上方及兩側，鑽孔終孔位置應控制到巷道輪廓線外2m以上；

(3)鑽孔應儘量佈置在煤層的軟分層中；

(4)鑽孔數根據鑽孔有效排放半徑和須控制範圍確定；

(5)煤層賦存狀態發生變化時,應及時探明情況，再重新確定超前鑽孔的參數,即隨之相應增減超前鑽孔孔數；

(6)超前鑽孔實施後，必須按《細則》第35條的規定對進行效果檢驗,鑽孔超前距於掘進工作面不小於5m。

(7)超前鑽孔施工前應加強工作面支護，打好迎面支架，背好工作面。

2.局部防治突出措施超前鑽孔措施的完善QFZ-22輕便型防突鑽機具額定功率(Kw)2.2額定電壓(V)127額定轉矩(N•m)41最大轉矩(N•m)156鑽孔直徑(mm)42-89鑽孔長度(m)<20電機效率81％額定轉速(r/rain)520鑽進速度(m/min)0-1.5主機重量(Kg)主要技術指標<3023ABCii11233i-i剖面2.局部防治突出措施掘進工作面隔斷式抽放原理示意圖1—抽放鑽孔；2—巷道；3—抽放邊界；ABC—巷道卸壓帶範圍2.局部防治突出措施掘進工作面預抽2.局部防治突出措施掘進工作面深水力爆破防突機理在煤層水力爆破處理時，通過煤的鬆動和由此引起的工作面附近煤層應力重新分佈和瓦斯排放，達到防治煤與瓦斯突出。基本參數鑽孔深度11m，直徑60mm，№1岩石硝銨炸藥，炮泥長度：水封4.5m，砂質粘土0.5m。2.局部防治突出措施——深孔鬆動爆破措施防突機理：深孔鬆動爆破是通過深炮孔爆破，鬆動工作面前方煤體，使煤體卸壓和排放瓦斯，達到消除和減弱突出的一種措施。深孔鬆動爆破措施，可適用於煤質較硬、突出強度較小的煤層鑽孔佈置要求：①爆破孔徑42mm，孔長不應小於8m。終孔應控制到巷道輪廓線外2m以上。孔數應根據鬆動爆破有效半徑確定。②深孔鬆動爆破的有效影響半徑，應進行實測。③裝藥長度為孔長減5.5-6m，藥卷長度為1m。裝藥後，應裝入不小於0.4m的水炮泥，水炮泥外側還應充填長度不小於2m的封口炮泥。④裝藥和充填炮泥時，應防止折斷電雷管的腳線。⑤爆破後，必須按《細則》進行措施效果檢驗⑥爆破時，必須執行撤人、停電、設警戒、遠距離放炮、反向風門等安全措施。⑦第一次採用鬆動爆破的掘進工作面，必須用超前鑽孔或其他措施處理工作面前方5m的煤體，以免留下“門檻”。⑧掘進時必須留有不小於5m的超前距。炮後30m後方能進入工作面。2.局部防治突出措施適用範圍採煤工作面淺孔松動爆破措施鑽孔佈置要求適用於煤質較硬、圍岩穩定較好的煤層；①沿採煤工作面每隔2～3m打一個鑽孔，孔深不小於3m；炮泥封孔長度不得小於1m；②超前距不小於2m。2.局部防治突出措施卸壓縫①卸壓縫深度不超過1.5m-2m，並保證0.5m的超前距；②卸壓縫高度10-14mm，保證煤層充分卸壓，卸壓縫又能閉和，不積聚瓦斯；③應編制割縫過程中的防突措施。2.局部防治突出措施——卸壓槽在掘進工作面的兩個隅角開卸壓槽，引起應力集中帶向深部轉移，消除突出危險性。工作原理①卸壓槽深度不小於1.5m，寬度60-80mm；②進尺超前距不小於0.5m；③可用鑽孔法或專用工具形成卸壓槽。工作原理2.局部防治突出措施——卸壓腔機理保護層開採適用條件半煤岩工作面2.局部防治突出措施——水力鬆動鑽孔佈置要求鑽孔深度6-11m，直徑42-45mm，間距6-12m，封孔深度4-8m，超前距2-3m。作用機理在工作面向煤層注入15～20MPa的高壓水，使煤層裂隙擴張，形成平行於工作面煤壁的裂縫，引起煤體卸壓和排放瓦斯，應力集中帶向煤體深部轉移。2.局部防治突出措施——水力壓裂作用機理在工作面打直徑42-45mm的鑽孔，借助於高壓水將煤層向工作面方向強制壓出，引起煤壁卸壓和排放瓦斯，消除突出危險性。主要參數鑽孔深度、封孔深度、鑽孔間距、注水壓力、注水時間、注水速度等。2.局部防治突出措施——金屬骨架措施施工措施:採用這一措施時，在石門工作面距煤層2m(急傾斜)或1.5m(緩傾斜、傾斜)時停止掘進，在石門上部和兩側周邊外0.5-1.Om範圍內佈置骨架孔。骨架孔打穿煤層全厚並進入岩層0.5m以上。孔間距不得大於0.3m。對於軟煤要架兩排金屬骨架，鑽孔間距應大於0.2m。鑽孔完成後，插入8kg／m的鋼軌、型鋼或直徑不小於50mm鋼管等骨架材料。骨架可用專門支架、錨杆或灌水泥漿固定。在煤質嚴重鬆軟破壞時,可裝設兩排骨架。金屬骨架措施要求:《細則》第62條對金屬骨架措施的要求是：①在揭開具有軟煤和軟圍岩的薄及中厚突出煤層時,可採用金屬骨架；②在石門上部和兩側周邊外0.5-1m範圍內佈置骨架孔；③骨架鑽孔穿過煤層並進入煤層頂(底)板至少0.5m,鑽孔間距不得大於0.3m，對於軟煤要架兩排金屬骨架，鑽孔間距應小於0.2m；④骨架材料可選用8kg/m的鋼軌、型鋼或直徑不小於50mm鋼管,其伸出孔外端用金屬框架支撐或砌入镟內；⑤揭開煤層後，嚴禁拆除金屬骨架；⑥採用金屬骨架防治突出措施時，應與抽放瓦斯、水力沖孔或排放鑽孔等措施配合使用。3.防突措施結果比較防突措施回採工作面準備工作面突出次數工作面個數突