防治煤与瓦斯突出基础知识

突出区段或突出危险性很小的区段尽可能 的区分出来.要想一次用预测的方法,准确无
误地划分出突出危险区段或找出突出的地 点,显然在目前的条件下,具有相当大的难度. 目前,世界各主要采煤国家,都未能达到上述 水平.
▪ 我国采取的预测途径是采用缩小范围的方 法,逐步查明突出区域或突出地点.首先采用 区域预测将突出矿井中的各个区段,采区划 分为突出危险区和无突出危险区.然后,在突
计及开
拓工程
区
区域
域措
危 险
防 突
施 效
区措 果
施检
验
性突
揭煤
评出 估危
险 ： 按 非 突 出 矿
有
突
非煤 层
无 危 险 区
井 煤层、
突出矿 无突出煤层：
井 设 计
井鉴定
按非突出矿 井管理
危 险 区
每
采
无 危 险 区
掘
10 ～
50
m
进
行
区
域
验
证
局部综合防突措施
工
有 危 险
作 面 预 测
▪ （2）现场管理原因造成超掘，导致预留 “安全岩柱”不够，甚至误揭煤层的情况 普遍存在。因地质计算失误而造成的层位 预计不准，甚至错误也是经常发生。
▪ （3）确定煤层赋存情况：煤层走向、倾角、 厚度、稳定性和最小法距。
五、安全防护措施一般规定
▪ 1、井巷揭穿突出煤层或井巷揭穿按防治突 出区域管理的煤层和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 防护措施包括远距离放炮、远距离放炮、 避难所、压风自救系统和隔离式自救器等。
▪ 目前应用的突出预测预报方法是建立在在瓦斯、矿 压、煤的物理力学性质三中要素的变化幅度及变化 规律上。由于对突出的起因，发生的充分必要条件， 突出起动、发生、发展过程等机理，尚未完全弄清， 影响了突出预测预报的准确度。现今使用的任何方 法均是一种趋势性预报，预报的可靠性同具体方法 和现场测定人员的操作有关。
▪ 通过所发生突出事故统计和分析：瓦斯、矿 压、煤体是构成突出的基本要素，瓦斯压力 和矿压是实现突出的能量，其大小决定突出 强度。煤体是突出能量的载体，也是抵抗突 出发生的包容体；突出发生在具有一定潜在 能量（瓦斯压力、矿压）的煤体，在采矿作 业扰动激发下，是煤体突然失稳而爆发的动 力过程。
二、发生突出的规律性
▪ 4、煤层的突出危险性是潜在的，它的最终实 现是外界扰动而至。放炮、片帮和局部冒顶、 风镐作业、打钻等采矿扰动对突出有显著的 诱导作用。
▪ 5、突出发生前有不同的预兆。
煤与瓦斯突出的一般规律
1）地压是发生突出的主要动力 ①突出的危险性随着煤层的埋藏深度的增加而增加； ②采掘 工作形成的集中应力区是突出点密集区； ③突出危险区集中在地质构造带呈带状分布——华
▪ 若预测为无突出危险时，可不采取防治突 出的措施，但必须采用远距离放炮揭穿煤 层措施。
▪ 当石门揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时， 可直接采用远距离放炮揭穿煤层。
安全设施及安全装备
▪ 1、 矿井必须装备安全监控系统，监控系 统必须具有闭锁、自动解锁功能以及甲烷 断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。 传感器的种类可参照《煤矿安全规程》第 一百七十五条执行，但数量应满足本矿井 的要求，并有一定的备用量。各类传感器 的设置应按照《煤矿安全规程》和《矿井 通风安全监测装置使用管理规定》有关规 定执行。
▪ 预报的意义在于通过预测预报，可解放突出煤层的 非突出区域，减少防突措施工程量，提高掘进进度 和产量。
▪ 预测预报是防突工作的技术核心，研究并探索准确 的预报方法是个非常重要的课题。
四、防突技术
▪ 1、石门揭煤的层位预计和控制： ▪ 误揭煤层是突出矿井井巷施工之大忌，也
是现场日常防突工作最需要注意的问题。 杜绝这类事故的关键在于搞好层位预计和 控制。 ▪ （1）最小法距：是石门揭煤中特别严格的 概念，为层位控制的主要依据，它系指施 工工作面距煤层的最小距离。
2002年4月7日，芦岭煤矿发生特大型煤与瓦斯 突出，突出煤岩量8729t 、瓦斯量93万m3，13 人死亡。
2004年10月，大平煤矿发生一起特大型煤与 瓦斯突出，突出煤（岩）量1894t,瓦斯量25万 m3，引发特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死 亡。
2008年8月，新丰二矿煤巷掘进工作面发生瓦 斯突出，突出煤（岩）量2555t，突出瓦斯量26 万m3，并导致12160采面风流逆转，造成23人 遇难。
▪ 4、 有突出危险的采掘工作面必须设置压风自救系 统。掘进工作面向外不超过40m设一组，放炮地点 设一组，每组6-8个；在两点之间的掘进井巷中，每 隔50-100m设置一组压风呼吸器，每组2-3个。回采 工作面向外50m范围机巷、风巷内各安设一组压风 呼吸器，并随回采工作面的推进向前移动，严重突 出危险的回采工作面在机、风巷内应每隔100-150m 安设一组压风呼吸器。
▪ 1、随着开采深度的增加，煤层突出的几率 和突出强度加大。
▪ 2、突出分布是不均匀的，在很大程度上受 地质构造控制，并有分区分段特点，其突 出区、突出带、突出点往往都有明显的地 质标志。煤层的不均质性及弱面的存在、 地质构造、局部应力集中处往往是突出发 生地。
▪ 3、无论是突出几率还是突出强度，石门揭煤 过程突出危险性最大。
防治煤与瓦斯突出基础知识
潘飞立 2011年
防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图
区域综合防突措施
新 建 矿 井 突 出 危 险
有 突 出 危 险 ： 按 突 出 矿 井 设 计
建
井
期
间
进
行
突
定
出 煤
层
、
突
出
矿
井
无
鉴
突 出 矿 井
突出煤
层开拓
前区域 预测：
开 拓
用于指
后 区
导新水 域
平、新 预
采区设 测
▪ 在新建矿井,煤层的突出危险性是由地质勘 探部门提供的基础资料确定的,这些资料一 般是根据相邻矿区或矿井的瓦斯,瓦斯动力 现象资料和煤层的物理力学性质资料确定 的,具有一定的可信程度.因此在新建矿井的 设计任务书必须明确确定该矿是否为突出 矿井,并按相应的技术要求进行设计,以免矿 井投产后,由于发生瓦斯动力现象,矿井不具 备防治突出的生产条件而造成的停产补套 现象,给新投产矿井造成重大的经济损失或 瓦斯事故.
▪ 2、 矿井必须按规定配置足够数量的便携式 瓦斯报警仪，班组长以上的管理人员和零星 作业人员下井必须佩带便携式瓦斯报警仪。 各采掘工作面必须配备专职瓦斯检查员跟班 检查瓦斯。
▪ 3、 矿井必须按规定配备隔离式自救器，配 备的数量以井下大班最多人数人手一台为准， 并有不少于20%的备用量。凡下井人员必须 佩带隔离式自救器。
▪ ② 突出危险煤层的瓦斯含量和开采时的瓦斯涌出量 都有在10m3/t以上。突出发生时，吨煤瓦斯喷出量 是煤层瓦斯含量的几倍至几百倍。
▪ ③ 突出气体的种类主要是甲烷，个别矿井突出二 氧化碳，突出丽斯中含有少量重烃类气体。
▪ 3 3）煤的物理力学性质决定发生发展的难 易
▪ ① 突出的次数和强度随着煤层厚度，特别 是软分层厚度的增加而增多，突出最严重的 煤层一般是最厚的煤层；
▪ 勘探部门所提供的瓦斯基础资料虽具有一 定的可信程度,但尚未进行验证,所以新建矿 井在建设期间,需进一步验证勘探期间对煤 层突出危险性判断的可信程度,以便及时调 整防治突出的措施,在新井建设期间,还必须
根据揭穿各煤层的实际情况重新验证煤层 的突出危险性.制定两个四位一体综合防治 突出措施.
▪ 煤与瓦斯突出是一种自然现象,它具有突发 性,不完全的可知性,要想完全防止它的产生 是难以达到的.根据现实情况,我国现有的防 治突出方法首先要摸清楚它发生的地区,范 围,采取必要的防治措施,改变其发生突出所 应具备的基本条件,使其不发生或降低其突 出强度,并采取必要的安全防护措施,以保证 施工人员的安全.从上述的思路可知，煤与 瓦斯突出问题仍然比较突出。
出危险区中用工作面预测方法将采掘工作
面进一步区分为突出危险工作面和无突出 危险工作面.在突出危险区内或突出危险工 作面必须采取相应的防治突出措施,以改善 或消除突出的三大要素,但是由于煤层特性 变化频繁,采用固定的防突措施.参数施工, 有时难以达到预期目的,因而还必须采取措 施效果检验,以保证工作安全
▪ ② 突出的危险性随着煤层的倾角的增大而 增加；
▪ ③ 突出煤层的特点是强度低
三.突出矿井的鉴定
▪ 煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害 之一,因其具有突发性,对生产人员的安全危害极 大.由于突出机理目前仍处于假说阶段,影响它的 因素随机性又大,要完全控制它的发生,还有一定 的难度,但采取一些行之有效的措施后,仍可以做 到不发生或减少伤亡事故.根据目前所掌握的规律, 随着采掘深度的增加,突出发生的可能性与危害性 也日趋严重,例如:矿井在开采浅部煤层时,从未出 现过瓦斯动力现象,当采掘到一定的深度时,就会 出现瓦斯动力现象
▪ 瓦斯动力现象出现的初期,缓倾斜煤层多以压出形 式出现,它与片帮现象很难区分.急倾斜煤层则多 出现受煤体自重作用而诱发的倾出,而这种现象又 与冒顶现象难以区分.因而判断瓦斯动力现象的性 质,需要经验丰富的专业机构通过实测煤层瓦斯压 力,取样分析化验和现场勘查,综合判断该矿是否 已具备发生煤与瓦斯突出的三大要素,以免判断失 误,给生产带来不必要的损失.判断瓦斯动力现象 的基本技术与装备,一般在首次出现瓦斯动力现象 的矿井都是不具备的,难以进行正确的鉴定,
▪ 因此需经煤矿企业委托具有突出危险性鉴定资质 的单位进行.同样,在一个突出矿井,由于受地质条 件的影响,采掘地区的变更或采掘条件的变化,经 过多年来的采掘实践,没有再次出现瓦斯动力现象, 要对此现象出现真实的原因做出正确的判断,同样 难度也是较大的.为了查明原因,做出正确的判断, 同样也需做现场调查,实测瓦斯参数,取样分析化 验,综合判断突出矿井是否已不具备发生突出的三 大要素.为了慎重的对待此项工作,以免造成由于 判断失误而造成的重大人身伤亡事故,同样也需要 经原鉴定单位确认后,才能撤消突出煤层或突出矿 井的称号."新建突出矿井煤层突出危险性的再确 认
▪ 防突头面都必须执行防突报告单制度和放 炮许可制度。
▪ 井巷揭穿按防突区域管理的煤层之前，若预测具有 突出危险，则必须实施“密钻孔，高负压，强力抽” 措施，瓦斯预抽率达到30%以上，且经检验指标不超 限，又无其他突出预兆后，方可采取远距离性放炮、 远距离放炮或非远距离炮快速揭煤措施揭煤。采用 远距离性放炮或远距离放炮措施的揭煤工作面距突 出煤层之间必须保持一定厚度的岩柱，岩柱尺寸应 根据防突措施的要求、岩石的性质、煤层倾角等确 定，距煤层的最小距离：急倾斜煤层2m，倾斜、缓 倾斜煤层1.5m，如果岩石松软、破碎，还应适当增 加垂距。
▪ 5、 煤与瓦斯突出矿井必须设置压风自救系统。供 压风自救系统所用的供风主管路必须设置牢固，要 根据实际情况在主管路上设置油水分离器，地点应 在“作业规程”或措施中明确规定；支管可沿巷道 底板敷设，其接头必须牢固可靠。
突 出 危 险 工 作 面
工作 面防 突措
施
工作 面措 施效 果检
验
无 突
出
危
险
工
作
无 危 险
执行 安全 防护
面
措施
后采
掘作
业
突
出
危
险
工 作执
面行
安
无全 突防
出护
危 险 工
措 施
作后
面采
掘
作
业
一、煤与瓦斯突出
▪ 煤与瓦斯突出是煤矿井下开采作业时发生 的一种复杂动力现象，也是矿井自然灾害 之一。突出时，煤与瓦斯伴随着强大的冲 击力，摧毁巷道设施，破坏通风系统，导 致风流逆转，并可能造成煤流埋人、瓦斯 窒息甚至爆炸事故。
蓥山中段多处于断层、小褶曲和背斜轴部。 ④产生强烈远距离的采掘作业可能诱发突出； ⑤受煤自重的影响，上山掘进头发生突出的次数多，
强度小；下山掘进头发生的次数少，强度稍大；
▪ 2）瓦斯是抛出煤体完成突出过程的主要动力
▪ ① 突出危险煤层的瓦斯压力一般在0.7--1.0MPa， 同一煤层中瓦斯压力越高的区域，突出的危险性越 大；
▪ 煤与瓦斯突出工作,它已不是单一的技术措 施,而是一套完整的综合防治突出的系统工 程,我们称它为综合防治突出措施.现分两部 分加以叙述;突出预测,措施及效果检验.突 出预测可分两种,即区域预测和工作面预测.
▪ 预测的目的就是将突出矿井中有限的防突 资金与人力用在突出矿井最需要,最危险的 地方,以提高突出矿井的防突效率和降低突 出矿井的生产成本. 进行预测的目的是将不