煤巷掘进防讲义突措施
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• 2002年3月23日14时20分， 湖南涟邵矿务局蛇形山煤矿瓦斯 工程队在实施超前钻孔防突措施过程中，发现瓦斯异常并 立即撤退时，发生煤与瓦斯突出事故，死亡3人。
• 2004年8月14日沈阳红菱煤矿施工排放钻孔期间发生煤与瓦 斯突出事故 5名矿工死亡。
• 2006年2月25日17时5分， 湖南邵阳市隆回县大园煤矿（民 营股份制企业）3352机巷掘进，在中班实施防突措施打切 槽时发生煤与瓦斯突出。当时井下共有24人作业，其中4人 生还，2人轻伤，造成18人死亡。
全省防治煤与瓦斯突出培训
防治煤与瓦斯突出技术
关于煤巷掘进防突的思考
• 煤巷掘进突出发生频率高，威胁大，应着力研究安全性的 防突措施；
• 煤巷掘进期间煤与瓦斯突出可以控制，关键在于防突措施 是否落实到位；
• 防突措施不能一成不变，在地质构造等特殊地带，应强化 防突措施；
• 区域性防突是煤巷掘进安全的根本。
• 《防突规定》 ：
• 采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求：
• （一）巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：近水平、缓 倾斜煤层5m，倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层 厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控 制范围不小于7m，巷道下部煤层控制范围不小于3m；
全省防治煤与瓦斯突出培训
谢
谢
观
看
• （二）冲孔前，掘进工作面必须架设迎面支架，并用木板 和立柱背紧背牢，对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固 。冲孔后或暂停冲孔时，退出钻杆，并将导管内的煤冲洗 出来，以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。
• 适用条件:
有自喷能力的突出危险煤层。
全省防治煤与瓦斯五、 松动爆破 • 措施工艺：
水力冲孔工艺系统示意图
1—钻杆 2—套管 3—三通管 4—钻机 5—阀门 6—高压水管 7—压力表 8—射流泵 9—排煤水管
全省防治煤与瓦斯突出培训
防治煤与瓦斯突出技术
• 措施工艺：
• （一）在厚度不超过4m的突出煤层，按扇形布置至少5个 孔，在地质构造破坏带或煤层较厚时，适当增加孔数。孔 底间距控制在3m左右，孔深通常为20～25m，冲孔钻孔 超前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道沿软分层 前进；
防治煤与瓦斯突出技术
• 防突机理： 使煤体破裂和松动产生大量裂隙，游离瓦斯得到释放，瓦斯压力降低。
使煤体充分润湿，瓦斯由吸附状态转为游离状态更加困难，煤体力学 性质改变，增强塑性，应力分布均匀，弹性能释放缓慢。
卸压带宽度加大，工作面前方一定范围得到控制。
• 防突效果： 降低瓦斯涌出，增加煤体水分，防突、降尘效果显著。
煤巷掘进防突措施
全省防治煤与瓦斯突出培训
防治煤与瓦斯突出技术
煤巷掘进工作面采用超前钻孔布置示意图
超前钻孔是指在工作面前方一定距离的煤体内，始终保存有足够数量 的钻孔，由于钻孔的卸压与排放瓦斯作用，人为地造成并保持在工作面前 方有一个较长的卸压带，以防止突出的发生。
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防治煤与瓦斯突出技术
• （一）松动爆破钻孔的孔径一般为42mm，孔深不得小于8m。松动爆
破应至少控制到巷道轮廓线外3m的范围。孔数根据松动爆破的有效
影响半径确定。松动爆破的有效影响半径通过实测确定；
• （二）松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.5～6m；
• （三）松动爆破按远距离爆破的要求执行。
原理： 深孔松动爆破是在工作面前方存在有5m
• （五）钻孔施工前，加强工作面支护，打好迎面支架，背好 工作面煤壁。
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防治煤与瓦斯突出技术
➢ 二、中高压注水（水力疏松）防突措施
• 掘进工作面正前采取中高压注水措施，两帮边掘边抽钻场 卸压、截流煤体瓦斯；
• 注水钻孔布置3~5个，孔深6~10m，孔径42~50mm。
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防治煤与瓦斯突出技术
➢ 三、水力掏槽防突措施
• 该措施是焦煤公司研究的一项具有远距离操作特点的快速 掘进防突工艺。掘进速度最快达到165m/月。
• 防突机理： • 逐渐剥离破碎煤体，瓦斯和应力得到有效释放。 • 掘进工作面原应力集中带向前方和槽的两邦深部转移。 • 动力现象一般不会发生在巷道方向。 • 措施工艺： • 通过流量达2.5m3/min的水力掏槽系统，将高压水射流射
卸压煤体防护下在前方5.5m以外引爆几个深炮眼形 成煤体松动的爆破。炮眼周围煤体的破裂与松动形 成卸压圈，其透气系数倍增，瓦斯得以排放、瓦斯 压力下降、瓦斯含量减少、煤的坚固性提高，结果 使原应力集中带和高压瓦斯带移向深部，为工作面 的掘进创造了较长的安全区与防护区。
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防治煤与瓦斯突出技术
向掘进工作面煤体，在20~30min内冲出深度20~30m，断 面1~2m2的槽硐。
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防治煤与瓦斯突出技术
高压管路 掏槽槽硐
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防治煤与瓦斯突出技术
➢ 四、水力冲孔防突措施 可控地、缓慢地排放
突出煤层瓦斯。 防突机理：
水力冲孔是我国独创的一种防治煤 与瓦斯突出的方法。原理是以岩柱为安全 屏障，通过人为地在钻孔内利用高压水的 冲击力，快速破坏钻孔内的煤体而诱发突 出。这种人为的钻孔内的突出，由于受钻 孔内的空间和钻孔管道效应的影响，因而 它是可控的。也就是说，使煤体的突出能 量，通过钻孔内可控的小型突出，逐步缓 慢释放，达到消除或减弱煤层发生突出的 可能。
• 相关规定：
➢ 水力疏松后的允许推进度，一般不宜超过封孔深度，其孔间距不超过 注水有效半径的两倍；
➢ 单孔注水时间不低于9min。若提前漏水，则在邻近钻孔2.0m左右处 补打注水钻孔。
➢ 注水参数应根据煤层性质合理选择。如未实测确定，可参考如下参数： 钻孔间距4.0m，孔径42～50mm，孔长6.0～10m，封孔2～4m，注水 压力13～15MPa。
防治煤与瓦斯突出技术
• （二）钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中 可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底 间距等应当根据钻孔的有效排放半径确定；（当钻孔直径为 60~75mm时，有效影响半径多采用0.5 ~0.75m<排放时间10 个小时>,钻孔直径约小,有效影响半径越小,通常为钻孔直径 的4~5倍);最佳的钻孔施工长度（水平投影）10m。
六、前探支架 • (1)防突机理：增加煤体稳定性，防止因顶煤冒落诱导突出
，本身不能消除突出危险 • (2)适用条件：松软煤层平行掘进，急倾斜煤层
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防治煤与瓦斯突出技术
• 根据资料记载：2001 年1月 4 日，松藻矿务局打通二矿+150 水平N2801工作面运输巷在施工直径86mm排放钻孔时发生 煤与瓦斯突出，突出煤量 695t，瓦斯量 41000m3，煤炭抛 出距离160m 左右，瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重 大经济和财产损失。
• （三）钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情 况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采 用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，打钻 时易诱发突出，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工 安全措施；
• （四）煤层赋存状态发生变化时，及时探明情况，再重新确 定超前钻孔的参数；
• 2004年8月14日沈阳红菱煤矿施工排放钻孔期间发生煤与瓦 斯突出事故 5名矿工死亡。
• 2006年2月25日17时5分， 湖南邵阳市隆回县大园煤矿（民 营股份制企业）3352机巷掘进，在中班实施防突措施打切 槽时发生煤与瓦斯突出。当时井下共有24人作业，其中4人 生还，2人轻伤，造成18人死亡。
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关于煤巷掘进防突的思考
• 煤巷掘进突出发生频率高，威胁大，应着力研究安全性的 防突措施；
• 煤巷掘进期间煤与瓦斯突出可以控制，关键在于防突措施 是否落实到位；
• 防突措施不能一成不变，在地质构造等特殊地带，应强化 防突措施；
• 区域性防突是煤巷掘进安全的根本。
• 《防突规定》 ：
• 采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求：
• （一）巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：近水平、缓 倾斜煤层5m，倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层 厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控 制范围不小于7m，巷道下部煤层控制范围不小于3m；
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看
• （二）冲孔前，掘进工作面必须架设迎面支架，并用木板 和立柱背紧背牢，对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固 。冲孔后或暂停冲孔时，退出钻杆，并将导管内的煤冲洗 出来，以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。
• 适用条件:
有自喷能力的突出危险煤层。
全省防治煤与瓦斯五、 松动爆破 • 措施工艺：
水力冲孔工艺系统示意图
1—钻杆 2—套管 3—三通管 4—钻机 5—阀门 6—高压水管 7—压力表 8—射流泵 9—排煤水管
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• 措施工艺：
• （一）在厚度不超过4m的突出煤层，按扇形布置至少5个 孔，在地质构造破坏带或煤层较厚时，适当增加孔数。孔 底间距控制在3m左右，孔深通常为20～25m，冲孔钻孔 超前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道沿软分层 前进；
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• 防突机理： 使煤体破裂和松动产生大量裂隙，游离瓦斯得到释放，瓦斯压力降低。
使煤体充分润湿，瓦斯由吸附状态转为游离状态更加困难，煤体力学 性质改变，增强塑性，应力分布均匀，弹性能释放缓慢。
卸压带宽度加大，工作面前方一定范围得到控制。
• 防突效果： 降低瓦斯涌出，增加煤体水分，防突、降尘效果显著。
煤巷掘进防突措施
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煤巷掘进工作面采用超前钻孔布置示意图
超前钻孔是指在工作面前方一定距离的煤体内，始终保存有足够数量 的钻孔，由于钻孔的卸压与排放瓦斯作用，人为地造成并保持在工作面前 方有一个较长的卸压带，以防止突出的发生。
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• （一）松动爆破钻孔的孔径一般为42mm，孔深不得小于8m。松动爆
破应至少控制到巷道轮廓线外3m的范围。孔数根据松动爆破的有效
影响半径确定。松动爆破的有效影响半径通过实测确定；
• （二）松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.5～6m；
• （三）松动爆破按远距离爆破的要求执行。
原理： 深孔松动爆破是在工作面前方存在有5m
• （五）钻孔施工前，加强工作面支护，打好迎面支架，背好 工作面煤壁。
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➢ 二、中高压注水（水力疏松）防突措施
• 掘进工作面正前采取中高压注水措施，两帮边掘边抽钻场 卸压、截流煤体瓦斯；
• 注水钻孔布置3~5个，孔深6~10m，孔径42~50mm。
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➢ 三、水力掏槽防突措施
• 该措施是焦煤公司研究的一项具有远距离操作特点的快速 掘进防突工艺。掘进速度最快达到165m/月。
• 防突机理： • 逐渐剥离破碎煤体，瓦斯和应力得到有效释放。 • 掘进工作面原应力集中带向前方和槽的两邦深部转移。 • 动力现象一般不会发生在巷道方向。 • 措施工艺： • 通过流量达2.5m3/min的水力掏槽系统，将高压水射流射
卸压煤体防护下在前方5.5m以外引爆几个深炮眼形 成煤体松动的爆破。炮眼周围煤体的破裂与松动形 成卸压圈，其透气系数倍增，瓦斯得以排放、瓦斯 压力下降、瓦斯含量减少、煤的坚固性提高，结果 使原应力集中带和高压瓦斯带移向深部，为工作面 的掘进创造了较长的安全区与防护区。
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向掘进工作面煤体，在20~30min内冲出深度20~30m，断 面1~2m2的槽硐。
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➢ 四、水力冲孔防突措施 可控地、缓慢地排放
突出煤层瓦斯。 防突机理：
水力冲孔是我国独创的一种防治煤 与瓦斯突出的方法。原理是以岩柱为安全 屏障，通过人为地在钻孔内利用高压水的 冲击力，快速破坏钻孔内的煤体而诱发突 出。这种人为的钻孔内的突出，由于受钻 孔内的空间和钻孔管道效应的影响，因而 它是可控的。也就是说，使煤体的突出能 量，通过钻孔内可控的小型突出，逐步缓 慢释放，达到消除或减弱煤层发生突出的 可能。
• 相关规定：
➢ 水力疏松后的允许推进度，一般不宜超过封孔深度，其孔间距不超过 注水有效半径的两倍；
➢ 单孔注水时间不低于9min。若提前漏水，则在邻近钻孔2.0m左右处 补打注水钻孔。
➢ 注水参数应根据煤层性质合理选择。如未实测确定，可参考如下参数： 钻孔间距4.0m，孔径42～50mm，孔长6.0～10m，封孔2～4m，注水 压力13～15MPa。
防治煤与瓦斯突出技术
• （二）钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中 可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底 间距等应当根据钻孔的有效排放半径确定；（当钻孔直径为 60~75mm时，有效影响半径多采用0.5 ~0.75m<排放时间10 个小时>,钻孔直径约小,有效影响半径越小,通常为钻孔直径 的4~5倍);最佳的钻孔施工长度（水平投影）10m。
六、前探支架 • (1)防突机理：增加煤体稳定性，防止因顶煤冒落诱导突出
，本身不能消除突出危险 • (2)适用条件：松软煤层平行掘进，急倾斜煤层
全省防治煤与瓦斯突出培训
防治煤与瓦斯突出技术
• 根据资料记载：2001 年1月 4 日，松藻矿务局打通二矿+150 水平N2801工作面运输巷在施工直径86mm排放钻孔时发生 煤与瓦斯突出，突出煤量 695t，瓦斯量 41000m3，煤炭抛 出距离160m 左右，瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重 大经济和财产损失。
• （三）钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情 况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采 用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，打钻 时易诱发突出，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工 安全措施；
• （四）煤层赋存状态发生变化时，及时探明情况，再重新确 定超前钻孔的参数；