防突细则解读

1.00Mpa
1.50Mpa 2.00Mpa
3）新增实用的判别方法
①抛出煤的吨煤瓦斯涌出量≥30；
现世报
②钻孔施工中发生喷孔、顶钻；
③吨煤瓦斯涌出量的数值为本区
域煤层瓦斯含量数值的2倍以上。
4）遵循可操作和株连的启动鉴定原则 《细则》第10条、第13条：
①停产停建矿井和新建矿井，不要求马上鉴定。 ②非突出煤层出现下列情况之一的，应立即进行煤层突出危险性鉴定， 或直接认定为突出煤层；鉴定或直接认定完成前，应按突出煤层管理： 一）有瓦斯动力现象的； 二）煤层瓦斯压力达到或超过 0.74MPa 的； 三）相邻矿井开采的同一煤层发生突出或被鉴定、认定为突出煤层的。 ③应在按突出煤层管理之日起 6 个月内完成该煤层的突出危险性鉴定； 否则，直接认定为突出煤层。鉴定机构应在接受委托之日起 4 个月内完 成鉴定工作。
三、煤层瓦斯的涌出
1、瓦斯涌出形式 普通涌出：涌出主体形式； 特殊涌出：（喷出、突出），呈现“局部短暂突发”
2、绝对瓦斯涌出量——矿井（某区域、某点）1分钟涌出瓦斯的体积； 相对瓦斯涌出量——矿井（某区域、某点）日产1吨煤时涌出瓦斯的体积； 注意：有抽采瓦斯的矿井，计算矿井瓦斯涌出量时，应包括抽采的瓦斯量。
2、煤与瓦斯突出进程
1)激发阶段:破碎煤体的主导力是地应力，通常地应力比瓦斯压力高几倍；压
出、倾出时煤体最初破碎的主导力也是地应力。
2)发展阶段：地应力同瓦斯压力联合剥离煤体，而瓦斯内能高速释放去运送、
粉碎煤炭。瓦斯释放能量比地应力弹性能高3～6倍以上。
3、 煤与瓦斯突出的概念及分类
1)定义：在采掘过程中，从煤（岩）壁内部向采掘空间突然喷出煤岩和瓦斯的
《防治煤与瓦斯突出细则》解读
2020年云南省煤矿通风技术员培训班 2020年云南省煤矿主要负责人、安管人员再培训班
目录
第一节 煤与瓦斯突出基础 第二节 《防治煤与瓦斯突出细则》框架 第三节 防治煤与瓦斯突出发展史
第四节 防突工作流程
第一节 煤与瓦斯突出基础
一、煤与瓦斯突出机理
1、煤与瓦斯突出假说
《细则》第11条、第12条、第19条： ▲建井期间应对开采煤层、可能威胁采掘活动的煤层进行突出危险性鉴 定或认定。突出鉴定工作应在巷道揭穿煤层前开始，在矿井建设三期工 程竣工前完成； ▲经事故调查确定为突出事故的所在煤层，由省级煤炭行业管理部门直 接认定为突出煤层。
5）曾鉴定为非突出煤层构设如影随形的重启机制 ——————冲击“所谓的低瓦斯矿井”
煤的坚固性系数 f ≤0.3 0.3 ＜f ≤0.5 瓦斯压力临界值 0.74Mpa 1.00Mpa
0.5 ＜f ≤0.8 1.50Mpa
/ 2.00Mpa
突出预测：低变质、低孔隙率的（肥、焦）煤层效果较好
2、煤层瓦斯含量（W）——作为煤层、区域的最重要突出参数指标。
煤层瓦斯含量=煤层吸附瓦斯量+煤层游离瓦斯量
2、突出煤层和突出矿井鉴定 1）保留传统的鉴定方法 ①发生的瓦斯动力现象基本符合煤与瓦斯突出特征； ②煤层突出的单项指标法——四项单项指标全部符合下表
2）圈定双指标判定范围，删除预测局部作业点的综合指标法——“假”
煤的坚固性系数 f
≤0.3
0.3 ＜f ≤0.5 0.5 ＜f ≤0.8
/
瓦斯压力（相对） 0.74Mpa 临界值
3）“综合作用说”： ——工程人员普通认同的假说
煤与瓦斯突出是地应力、高压瓦斯和煤体结构性能3个因素综合 作用的结果，是聚集在煤体、围岩中大量潜能的高速释放。
高压瓦斯————突出发展中起决定作用；
地应力—————激发突出的因素；
煤体结构性能——煤体破坏是突出的有利环境。
煤与瓦斯突出的工程解释：采掘作业揭通高应力、高瓦斯的高潜能区 域，高应力激发煤体快速破碎，降低抵抗力，导致较高的瓦斯含量梯 度、瓦斯压力梯度快速向煤体的深部延伸，诱发煤体吸附瓦斯大量解 吸、各种潜能高速释放，而解吸出的大量瓦斯进一步破坏、粉碎煤块， 恶性循环加速煤岩、瓦斯向采掘空间的抛出。
2）瓦斯放散初速度的测定：
在一个大气压下吸附瓦斯后，60s内的瓦斯放散量与10s内的瓦斯放散量的差值 （用 毫米汞柱高表示 ）。
阀
门
真空水
阀
银柱计
门
真空 泵
三通阀
试样瓶
5 、地应力——地质构造带、集中应力区
如：断层、褶皱、煤层赋存变化带；采动应力集中、振动叠加力、煤柱影响等
6 、煤层抵抗破坏特征——煤的破坏类型、煤的坚固性系数（f）
1、煤层瓦斯压力（P） ——封闭环境下受地应力的影响较大,主要做煤层
、区域的突出参数指标。 煤层瓦斯压力临界值——统计方法确定（0.7～1.0Mpa,普遍认同0.75Mpa ）
△最先：煤层瓦斯绝对压力0.74Mpa——P →放宽：煤层瓦斯相对压力0.74Mpa ——PCY →随煤硬度再次放宽：煤层瓦斯相对压力0.74Mpa +↗
未作核 酸检测
② 《细则》第26条：高瓦斯矿井和高突矿井的非突出煤层，在延深≥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相关的参 数。密切观察突出预兆，开拓揭煤执行局部综合防突措施。
突出矿井或有突出危险煤层的新建井，在开拓新水平第一次揭开0.3m及以上煤 层时，必须执行上述检测的同时，超前探测煤厚及地质构造。
1）“瓦斯包说”：煤层中存在压力与瓦斯含量
比邻近区域高得多的煤窝，煤窝中煤体松软、 孔隙裂隙发育，透气差的煤岩包裹，当揭穿时， 在高压瓦斯作用将松软的煤窝破碎并抛出形成 突出。
2）“地应力说”：高地应力(含重力、构造应力、
采动应力和吸附瓦斯应力等)下，煤岩体弹性压缩 或伸张，将煤破坏和破碎，并伴随大量瓦斯涌出 而形成突出。
煤层瓦斯压力（P）=煤层相对瓦斯压力（PCY） +采场环境压力
= 表压力 PCY
+ 0.1
1）煤层原始瓦斯压力、煤层原始瓦斯含量
是指煤层未受采动、瓦斯抽采及人为卸压等影响的煤层瓦斯压力、瓦斯含量。
0.1Mpa
2）煤层残余瓦斯含量、煤层残余瓦斯压力
是指煤层受采动、瓦斯抽采及人为卸压等影响后，单位质量煤中所剩余的
二、煤层瓦斯赋存
1、瓦斯大量排放
成煤形成的瓦斯通过各种通道向大气排放
通道（面源释放和集中点源释放）：
煤体中的间隙渗透；地壳运动或高压地应 力形成的破碎带、开放性断层，水体浸蚀 等带出。
2、瓦斯赋存状态（ 两类三种状态）
煤是孔隙直径0.5nm至数百微米的多微孔性 固体（微孔表面积占97%以上）。
内表面积可高达200 m2/g 微孔容积、内表面积随煤的变质程度 （褐煤→无烟煤）而增大。
《细则》第十一条：煤层瓦斯含量采用直接法测定，但煤样 的残存瓦斯含量（ Wcc）仍按上述公式求得。
煤层瓦斯含量=取样过程损失量Q0+测定量Q1+不可解吸量Q2
4）常压自然解吸法测定： 煤层瓦斯含量 =取样过程损失瓦斯量
①埋深小于500米： 70%测值偏低15-25%。 ②埋深大于500米： 70%测值偏低3040%。
+（井下解吸瓦斯量
+粉碎前后自然瓦斯解吸量）
+常压不可解吸瓦斯量
3、煤的瓦斯放散初速度 △p （ mmHg ）
1）煤的瓦斯解吸特性的一项指标，反映了煤体解析释放瓦斯的快慢速度。（当△p ≥ 10时，此煤种有突出特性）——0.2～0.25mm粒度的3.5g煤样在0.1Mpa的常压下，用 压差△p 表示的从10S至60s释放的瓦斯量指标。
①突出煤层鉴定为非突出煤层的，在开拓新水平、新采区或采深增加超 过 50m，或进入新的地质单元时，应重新突出煤层危险性的鉴定。
核酸检 测阴性
②采掘工作面正常生产中，自我重启鉴定。
《细则》十四条：
采掘作业前方煤体 有下任一情形的： ①P ≥0.74Mpa； ② P ≥0.50Mpa且
f ≤0.5; ③ P ≥0.50Mpa且
3、抛出煤的吨煤瓦斯涌出量——某区域、某点发生特殊涌出期间涌出的瓦斯
体积除以抛出（或整体推移）的煤体质量。 单位： m3/t 《细则》第11条：当发生瓦斯动力现象，出现以下任一情形的，应确定发生
煤与瓦斯突出：①此数值≥30；②此数值为本区域煤层瓦斯含量数值的2倍以 上；③基本符合煤与瓦斯突出特征。
四、煤层突出的影响因素及临界指标
1）Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类的煤有突出条件：用手可捻成粉末的煤。 2）煤的坚固性系数（ f ）较小的有突出条件： 较软煤层
（大多 f ≤ 0.8） 3）丧失抵抗力的破碎带
五、突出煤层与突出矿井——《细则》第3条
1、突出煤层：在矿井井田范围内发生过突出或者经鉴定、认定有突出危险的煤层。 突出矿井：在矿井开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。
瓦斯体积、瓦斯压力。 P残余 =PCY + 0.1
3）煤层（小煤块）残存瓦斯含量
是指煤层受采动暴露在采场（标态、常压=0.1Mpa）、自然解吸平衡后， 残存在单位质量煤中所含的瓦斯体积。
P残余 WCY
P0 W0
0.1Mpa
WCC
3、煤层瓦斯压力梯度——煤层压力增量/煤层深度增量。单位：Mpa/m
一般每加深1m为0.01Mpa（±0.005Mpa）。
斯涌出高于30m3且呈规则孔洞者为倾出，否则为 冒顶等垮塌
3)按突出强度分类
序 名称
号
1 小型突出
抛出煤量 ＜100t
预抽防突措施
2 中型突出 100t～500t (含100t)
3 大型突出 500t～1000t 不准用顺层钻孔预抽煤巷条带煤 (含500t) 层瓦斯作为区域防突措施。
4 特大突出 1000t及以上
= （ π / γ ） × （ P / Pa ）
1吨
3）煤层瓦斯含量
突出预测：高变质、高孔隙率的（贫、无烟）煤层效果较好
——当≥8m3/t(构造带≥ 6m3/t)突出
①煤层残余瓦斯含量（WCY） ②煤块残存瓦斯含量（WCC）
残余（或原始）煤层瓦斯含量：
《细则》：删除原第56条的间接测定法。
残存：煤采出解吸一段时间后，表压力 PCY =0 ，Pa = 0.1
瓦斯主导：具有明显的气体喷射动力学特征
瓦斯与应力共同作用：分选性强，瓦斯涌出
量大
应力主导：较软煤岩，吨煤瓦斯涌出大于30m3
且有孔洞为压出、无孔洞为整体位移；吨煤瓦斯 涌出≤ 30m3为挤出，无冲击
应力主导：较硬煤岩及顶底板，伴随煤岩抛射，
具有弱、强冲击倾向性
重力主导：自然堆积，伴随瓦斯涌出，吨煤瓦
煤层瓦斯含量梯度——煤层吨煤瓦斯含量增量/煤层深度增量。
一般在无地质变化情况下，随煤层加深煤层瓦斯含量增大。 单位： m3/t·m ①淘汰易造成煤体内部出现瞬间煤层瓦斯压力（含量）梯度较大的采掘工艺： 《细则》第27条第一、二款：突出煤层严禁水采、倒台阶开采和其他非正规开采； 限制容易自燃的突出煤层，放顶煤开采的煤层瓦斯含量（≤6m3/t）
p—吸附平衡时的瓦斯压力，
Mpa
煤体吸附水的能力是 吸附瓦斯的30～40倍 Mad——煤的水分（%）
温度越高，煤体吸附越弱 t0——实验温度 ℃ t——煤层温度 ℃
e = 2.718
通常实验室调至与煤层相同
2）煤层游离瓦斯量 = 1 吨煤所含孔隙体积 × 气体压缩倍数
=（煤的孔隙率×吨煤体积） × （煤层瓦斯压力/大气压 ） = （煤的孔隙率/煤的容重） × （煤层瓦斯压力/大气压 ）
3、煤层的瓦斯含量、瓦斯压力 ☆煤层瓦斯含量： 1吨煤所含瓦斯体积多少立方（m3/t) ☆煤层瓦斯压力：煤层孔隙内游离瓦斯自由热运动撞击作用于孔隙壁的压力。
常用单位：兆帕——Mpa
（单位：帕——pa）
Pa
1Mpa =10kgf=1000000 pa =1000 kpa
公斤力
不够用
1标准大气压=101.325 kpa =0.101325Mpa≈0.1Mpa
1）煤层吸附瓦斯量 ——富源宏发煤矿吸附瓦斯占94%
= 纯煤瓦斯含量 × 纯煤含量系数 × 水影响系数 × 温差影响系数
=
×
×
×
朗缪尔方程式
煤层含可燃基的比例
a—吨煤极限吸附瓦斯量
（一般为13 ～ 60 m3/t ）
Ad——煤的灰分（%） Mad——煤的水分（%）
b—吸附敏感梯度
（当煤含50%的 a时，瓦斯压 力的倒数，0.5 ～ 5.0 Mpa-1 ）
现象，称为煤（岩）与瓦斯突出，简称突出。
瓦斯喷
大量瓦斯气体携带少量煤岩
喷出
喷出
煤岩瓦 斯突出
煤与瓦斯(CO2)突出 岩石与瓦斯(CO2)突出
2)
按 特 征 分
煤岩 压出
煤岩整体位移 煤岩压出 煤岩挤出
类Fra Baidu bibliotek
煤岩
煤的冲击地压
冲击
岩爆
煤岩 垮落
煤岩倾出 煤岩垮塌(冒顶、片帮)
煤岩瓦斯突出、煤岩整体位移、煤岩压出、煤岩倾出等合称为煤（岩） 与瓦斯（CO2）突出