1、防治煤与瓦斯突出规定解读,煤炭科学研究总院沈阳研究院,曹垚林,第四章 局部综合防突措施,局部综合防突措施基本程序和要求,工作面突出危险性预测,工作面防突措施,工作面措施效果检验,安全防护措施,需明确的要点： 原细则是在突出威胁区验证为有突出危险后或在突出危险区进行采掘作业时启动局部综合防突措施（安全防护措施除外）。 在规定中则是： 高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在开拓工程首次揭穿这些煤层时执行揭煤工作面的局部综合防突措施； 开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业采取局部综合防突措施； 开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层
2、进行揭煤和采掘作业时，在采用工作面预测方法进行区域验证为有突出危险时或超前钻孔发现了突出预兆时，该区域以后的采掘作业执行局部综合防突措施。,局部综合防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第五十九条 工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面预测应当在工作面推进过程中进行。采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。 本条明确了工作面突出危险性预测的对象以及什么情况下进行工作面预测和预测后的结果。,原细则工
3、作面预测对象是突出危险区的采掘工作面； 现规定工作面预测对象是可能还存在突出危险的采掘工作面，包括： 高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在开拓工程首次揭穿这些煤层的揭煤工作面； 经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤工作面； 进行区域验证时的无突出危险区的采掘工作面； 无突出危险区中区域验证为有突出危险或超前钻孔发现了突出预兆后的该区域采掘工作面。,局部综合防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,注意点：预测范围小，为保证采掘工作的安全，在上述石门揭煤工作面未一次揭穿煤层而在煤层中进行掘进时及无突出危
4、险区区域验证为有突出危险或超前钻孔发现了突出预兆时的采掘工作面都必须连续不断进行预测，预测工作要随着采掘工作面的推进而经常进行，贯穿于采掘循环当中。,工作面突出危险性预测主要任务,预先确定工作面附近煤体有无突出危险性，采掘工作是否进入突出危险带，以便采取防突措施；,在突出危险带采掘时，对工作面突出危险性进行不断检查，发现突出危险时能及时撤出人员；,确定工作面是否通过突出危险带。,局部综合防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十条 突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施
5、无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。 突出危险工作面工作程序； 无突出危险工作面工作程序；,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,注意点：作为突出矿井，一旦确认防治突出措施无效，应分析其原因，是选用的防突措施不适合本矿实际情况，还是选用的参数不对，是施工质量不好，还是其他什么原因？应总结经验教训，选用适合本矿实际情况的防突措施和相关参数，严格保证措施的施工质量，不能冒险从事采掘作业，避免突出事故发生。,局部防突措施 局部综合防突措施基
6、本程序和要求,煤巷掘进和采煤工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，采煤工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，采煤工作面不小于5m。每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。 煤巷前方应力集中区：56m处开始; 采煤工作面前方应力集中区：3m左右开始; 地质构造破坏严重地带：煤层瓦斯、地应力和煤质都相应的发生变化，突出危险性加重；,前探钻孔或物探 编制专项防突设计,预抽煤层瓦斯区域措施,2m,局部综合防突措施,石门揭煤程序示意图,5m,区域验证或预测 工作面防突措施,边探边掘,1.
7、5m,2m,最后验证 远距离爆破揭煤,2m,至顶 (底)板2m止,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十一条 石门和立井、斜井揭穿突出煤层前，必须准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形态。在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不能共用时，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、
8、地质构造和瓦斯情况。也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底（顶）板岩石致密性等情况。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,前探取芯钻孔？：1、事故教训；2、准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存情况、地质构造情况、顶底板岩性。 最小法向距离10m？：考虑到地勘误差和未探明的地质构造影响因素的足够安全岩柱。 前探钻孔测压的好处：1、较长的岩石孔段，较好的封孔条件；2、提前掌握前方瓦斯情况； 做法：测压钻孔点尽量远离其它钻孔，以免这些钻孔影响到测压钻孔。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,地质构造复杂、岩石破碎的区域：1、地勘误差大，2、岩石强度低，突出危险性大。 物探技术：
9、优点：操作简单，无辅助工程，节省大量人力物力，节约成本。适用对象：地质构造相对复杂，煤层分布较不均匀，煤层厚度不大的矿井。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十二条 石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计，报煤矿企业技术负责人批准。揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工，并按照下列作业程序进行：（一）探明揭煤工作面和煤层的相对位置；（二）在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）；（三）工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防
10、突措施；（四）实施工作面措施效果检验；（五）掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；（六）采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层；（七）在岩石巷道与煤层连接处加强支护。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,需明确要点： 范围原因：1、局部综合防突措施前的揭煤工作面总体上已经消除了突出危险性或已知其突出危险程度很低，5m安全岩柱足够。2、 “过煤门” 突出教训，穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程也属于揭煤作业。 揭煤作业前编制专项防突设计，报煤矿企业技术负责人批准。 揭煤作业由具有相应技术能力的专业队伍施工。 须采取区
11、域措施的揭煤工作面，专项防突设计应包括区域综合防突措施和局部综合防突措施。,在原细则基础上增加 “掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；”原因：1、避免5m前的预测、效检因钻孔较长出现误报现象；2、最后把关。 为保证人员安全，在揭开煤层后进行清碴、支护、打眼等作业时都应尽可能避免或减轻对工作面煤体的扰动，不得随意挖煤壁、柱窝等，并应加强支护，防止因冒顶、片帮等诱发突出事故。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部综合防突措施石门揭煤整体过程：,前探孔或物探法探明煤层赋存位置、形态,编制专
12、项防突措施并报批,突出危险工作面,工作面突出危险性预测,无突出危险工作面,防突措施,措施效果检验,有效,无效,最后验证,边探边掘,爆破位置,安全防护措施、远距离爆破揭开或揭穿煤层至顶（底）板2m（巷道全部成型、支护全部架好）,重庆松藻煤电公司同华煤矿三区+100水平安稳皮带斜井揭煤突出事故,放炮器,巷道底板堆积大量煤粉,事故分析,矿井主采的K1和K3煤层均为突出煤层，地质条件复杂。 煤层坚固性系数f=0.32，煤层瓦斯压力P=2.4MPa，揭煤前施工预抽钻孔时实测最大瓦斯解吸指标K1=2.36ml/g.min1/2。 自 2008年12月24日起至2009年5月3日，在距K3煤层底板不同位置实
13、施了2次预抽瓦斯、2次排放钻孔和1次金属骨架共5次防突技术措施，共抽放瓦斯量73316立方米。计算出的预抽控制范围内K3煤层的瓦斯预抽率为31.33%。 5月27日开始揭煤，揭煤过程中先后4次放炮，揭开2平方米K3煤层。施工5个检验孔，钻孔与巷道的夹角均为0度，其中，4个钻孔终孔在巷道轮廓线内,1个钻孔终孔位于巷道轮廓线上1.0米，巷道两帮轮廓线外控制范围内没有措施效果检验钻孔，经5个钻孔采用钻屑瓦斯解吸指标方法进行措施效果检验后，第5次放炮，放炮后随即发生煤与瓦斯突出事故。,事故分析,措施不到位：安稳斜井揭煤地点K3煤层瓦斯压力降至0.74MPa以下，瓦斯抽放率必须超过37；K3煤层瓦斯含量
14、降至8立方米/吨以下，瓦斯抽放率必须超过67。 检验参数不全：只测定了钻屑指标K1值，没有测定瓦斯压力。 检验孔布置不当：巷道两帮轮廓线外控制范围内无措施效果检验钻孔；终孔位置未到位。 施工队伍不力：揭煤前后共放了次揭煤炮。第1次由于放炮母线连接错误没放响；第2次只放响10多个炮眼；第3次处理剩余的20多个剩余炮眼；第4次处理最后剩余的4个炮眼，揭开2平方米的K3煤层。诱导突出的第5次爆破推算实际使用炸药量25.2至30公斤，炮眼平均深度1.2米 ，超过松藻煤电公司防治煤与瓦斯突出实施细则 和同华煤矿防突技术安全措施安稳斜井揭K3煤层防突措施 ：每循环进尺必须控制在0.61.0米，循环炸药量在
15、20公斤以下的相关规定；,事故分析,事故分析,未注意异常情况：自27日第一次揭煤放炮至事故发生前，先后发生了次瓦斯超限，除2次为工作面停风所致外，其余均为工作面揭煤放炮造成的，表明安稳斜井揭煤工作面放炮后瓦斯涌出异常，未查明原因，采取措施防范。 未按要求撤人：只对安稳斜井、100茅口大巷反向风门以南和3回风上山区域进行停电、撤人，没有按同华煤矿防突技术安全措施安稳斜井揭K3煤层防突措施要求，按石门揭煤的放炮要求实施三区区域全部撤人。 安全防护措施执行不到位： 1.放炮时未按规定关闭反向风门：100三区大巷的防突反向风门放炮时未关闭，使突出瓦斯逆流，造成了事故扩大。 2.违规挪动放炮位置：事故当
16、班放炮员因放炮母线断线，未在规定放炮地点放炮，而是向前移动在大巷与转载煤仓巷交叉处放炮，缩短了撤离躲炮距离。且没有把位于规定放炮地点的压风自救器安装到新的放炮地点，导致防护设施不全。,事故分析,职工培训有差距：逃生时绝大部分人员没有佩带使用自救器，没有利用压风自救系统进行自救。 井下避灾线路不明。井下巷道交叉点没有设置路标、指明通往安全出口的方向，270大巷掘进工作面矿工由于不清楚避灾路线，逃生时误入回风系统，有11名矿工遇难。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十三条 石门和立井、斜井揭煤工作面的突出危险性预测必须在距突出煤层最小法向距离5 m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，
17、应适当加大法向距离）前进行。在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，必须采取或补充工作面防突措施，直到经措施效果检验为无突出危险工作面。 本条主要规定了揭煤工作面预测位置、预测结果及不同预测结果工作面的工作程序。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十四条 石门和立井、斜井工作面从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始，必须采用物
18、探或钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离。采用远距离爆破揭开突出煤层时，要求石门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m。要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层1.5m，其他煤层2m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离。 本条主要规定了在远距离爆破前揭煤工作面到煤层的最小法向距离要求，同时明确了不同揭煤工作面到不同煤层的最小法向距离。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,需明确要点: 边探边掘目的：确保远距离爆破前揭煤工作面留有足够的安全岩柱； 最小安全岩柱：1、岩柱的抵抗
19、力；2、远距离爆破的作用范围。石门、斜井揭煤工作面：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m（法向距离）。立井揭煤工作面：急倾斜煤层1.5m，其他煤层2m（法向距离）。当然如果岩石松软、破碎，还需要适当加大安全岩柱，以确保安全。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十五条 在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后，若未能一次揭穿至煤层顶（底）板，则仍应当按照远距离爆破的要求执行，直至完成揭煤作业全过程。 本条主要规定了未能一次揭穿至煤层顶（底）板的揭煤工作面应该执行的要求。,需明确要点: 当远距离爆破不能一次揭穿至煤层顶（底）板时，虽然在措施有效影响范围内煤层突出危险性减少或消失，但这都是
20、局部的，超出措施有效影响范围煤层的突出危险性并未得到改善，所以若未能一次揭穿至煤层顶（底）板，此后在“过煤门”的过程中，所有的掘进施工执行远距离爆破的安全措施，同时如为需采取区域综合防突措施的揭煤工作面如继续揭煤超过原区域措施控制范围，则补充实施区域防突措施，并进行区域措施效果检验和区域验证，如区域验证有危险，还要实施局部综合防突措施，直至进入煤层顶（底）板2m以上。如为执行局部综合防突措施的揭煤工作面则在此后的“过煤门” 过程中，所有的掘进施工执行远距离爆破的安全措施，并实施局部综合防突措施，直至进入煤层顶（底）板2m以上。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 局部综
21、合防突措施基本程序和要求,第六十六条 当石门或立井、斜井揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时，可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。 1、空间小，储存、积聚突出潜能小； 2、煤层薄，摩擦力主导，对地应力和瓦斯压力有抑制作用，突出可能性降低，难以形成实际灾害的突出。不足于对工作面设施和人员造成危险。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十七条 突出煤层的每个煤巷掘进工作面和采煤工作面都应当编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。实施过程中当煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，还应当作出补充或修改设计。 本条主要规定了煤巷掘进面和采煤面专项防突设计的要求及审批程序。,为什么每个采掘面
22、都需编制专项防突设计？ 每个煤层、每个区域、每个工作面瓦斯、地质、生产条件不同决定。 做法：根据具体条件编制，实际工作中结合其他工作面经验，不断调整、完善防突措施。提前编制，把方案、所需工程、人员、设施做好规划，报矿技术负责人批准。 由于煤层赋存条件发生变化或巷道设计发生变化时，工作面突出危险性和实施措施条件也会相应发生变化，所以应在原有工作面专项防突设计基础上作出相应的补充或修改设计。以利于工作面更有效的防治煤与瓦斯突出。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,第六十八条 在实施局部综合防突措施的煤巷掘进工作面和回采工作面，若预测指标为无
23、突出危险，则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。 本条主要规定了确定无突出危险工作面的工作程序。,前提：煤层突出危险性的分带性。 分析：如工作面预测为无突出危险，而上一循环为突出危险工作面，则可能会出现以下情况：1、工作面预测指标未能真正反映实际突出危险性；2、确实为无突出危险，其瓦斯、地应力降低，考虑到分带性，其数值应较高，且工作面两侧较近的几米以外仍然是突出危险煤体。故即使预测为无突出危险，仍要视为突出危险采取防突措施和措施效果检验，确保安全。
24、当连续两个循环为无突出危险时，1、预测失误可能性较小；2、工作面与突出危险煤体距离较远。故可判断为无突出危险，不需采取防突措施。,局部防突措施 局部综合防突措施基本程序和要求,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第六十九条 对于各类工作面，除本规定载明应该或可以采用的工作面预测方法外，其他新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前，应当由煤矿企业技术负责人批准。应针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。 本条规定
25、了工作面预测的新方法、新指标研究试验的要求和工作面预测敏感指标和临界值的要求。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,工作面预测的重要性：查明突出危险性，是否采取措施; 工作面预测方法确定的重要性：准确性和适用性; 新方法实验研究风险性：科学制定试验方案、安全措施和2个条件； 敏感指标和临界值的不一样性：煤层赋存、瓦斯地质、煤的物理力学性质不同决定。 敏感指标和临界值的重要性：预测的准确性和有效性； 重要性决定2个条件。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十条 在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时，可根据实际条件测定一些辅助指标（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、AE声发射、电磁辐射
26、、钻屑温度、煤体温度等），采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象，实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面：（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；（二）煤层赋存条件急剧变化；（三）采掘应力叠加；（四）在工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；（五）工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层，当出现上述第（四）、（五）情况时，应判定为突出危险工作面；当有上述第（一）、（二）、（三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为
27、突出危险工作面并实施相关措施。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,（一）、（二）、（三）情况：1、一般规律，我国突出多发生在这些地方。 2、理论分析：三种情况出现时，三因素发生变化，突出危险性严重，如：在地质构造地带由于煤受到强烈的地质变化作用后，结构遭到破坏，同时改变了煤层原有的储存与排放条件，而且由于结构变化、存在着较高的构造应力，加之强度降低，因而就造成了有利于发生突出的一系列有利因素。3、做法：视为突出危险工作面并实施相关措施。根据效果检验指标确定突出危险性。 （四）、（五）情况：有声预兆：煤体出现劈裂声、炮声、闷雷声；无声预兆：煤层层理紊乱、煤变软变暗、支架来压、掉碴、煤面外鼓、片
28、帮、瓦斯浓度突然增大、瓦斯涌出忽大忽小以及打钻时出现喷孔、顶钻等；做法：直接判定突出危险工作面，采取防突措施，必要时立即撤离现场工作人员。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十一条 石门揭煤工作面的突出危险性预测应选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其它经试验证实有效的方法。立井、斜井揭煤工作面的突出危险性预测按照石门揭煤工作面的各项要求和方法执行。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十二条 采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，应由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔测定煤层瓦斯压力P。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时，应测定各煤层的综合瓦斯压力。 规定比原细
29、则增加一个测压孔；目的：较准确测定煤层瓦斯压力值，掌握好石门附近煤层瓦斯情况。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,测压钻孔在每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度p，则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。综合指标D、K的计算公式为：（1） （2）式中 D工作面突出危险性的D综合指标；K工作面突出危险性的K综合指标；H煤层埋藏深度，m；P煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa；p软分层煤的瓦斯放散初速度；f软分层煤的坚固性系数。,局部防突措施 工作面突出危险性预测
30、,难于找到软煤？做法：每米煤孔采样测定f，每个钻孔中fmin煤样混合测定p，确定软分层p和f(所有钻孔中fmin)。粒度换算：如果取得的煤样达不到粒度(2030mm)，采取粒度为13mm的煤样测定，换算公式： 当f130.25时，f=1.57f130.14当f130.25时，f=f13式中 f13粒度为13mm时煤样的坚固性系数。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,各煤层石门揭煤工作面突出预测综合指标D、K的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3所列的临界值进行预测。当测定的综合指标D、K都小于临界值，或者指标K小于临界值且式（1）中两括号内的计算值都为负值时，若未发现其他异常情况，该
31、工作面即为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。,表3 石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十三条 采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或h2值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。 钻屑瓦斯解吸指标法 煤质指标和瓦斯指标； 湿煤和干煤受水的因素影响，煤的解吸速度不一样，在同等条件下，干煤的解吸速度要大于湿煤的解吸速度，所以它们的钻屑瓦斯解吸指标的临界值也不相同。,局部防突措
32、施 工作面突出危险性预测,预测钻孔布置：石门中央一个、石门上部一个、两侧布置一至两个。如石门布置有其它钻孔，预测孔尽量远离这些钻孔，煤层中每钻进1m采集一次排出的粒径13mm的煤钻屑，测定K1或h2值。,石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标法预测钻孔布置示意图,局部防突措施 工作面突出危险性预测,各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4中所列的指标临界值预测突出危险性。表4 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值 如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,局部防突措施
33、 工作面突出危险性预测,第七十四条 可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：（一）钻屑指标法；（二）复合指标法；（三）R值指标法；（四）其他经试验证实有效的方法。 本条规定了煤巷掘进工作面突出危险性预测的方法。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,煤巷掘进面预测方法趋势：用综合考虑多种参数的综合指标来代替单项指标，提高预测准确率，发展非接触式连续性预测技术和装备，实现工作面的实时连续预测。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,说明：原细则 “钻孔瓦斯涌出初速度法”在我国各矿区应用程度较高，预测效果较好；但随着科学技术的进步，煤矿采用新的采掘技术、采掘速度明显加快，开采强度加大，原“钻孔瓦
34、斯涌出初速度法”每循环预测只能达到3.5m；同时现在采掘面处于预测的无突出危险区或采取区域措施并经效果检验后改定的无突出危险区，采掘工作面的突出危险性已经减弱或消除，矿井的采掘速度也会加快，原钻孔瓦斯涌出初速度法每循环预测深度难于保证煤层的采掘速度需要，故根据现场实际使用情况，煤巷掘进工作面的突出危险性预测方法没有推荐原 “钻孔瓦斯涌出初速度法”；而是采用了预测孔深为810m的包括钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标的“复合指标法”。各矿区可根据实际情况自己选择适合本矿区的预测方法。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十五条 采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工
35、作面应向前方煤体至少施工3个，在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。,钻屑指标法 地应力、瓦斯指标和煤质指标；钻屑瓦斯解吸指标 煤的受破坏程度和煤层瓦斯压力；钻屑量 S值 综合反应煤体所处位置的地应力和煤层瓦斯压力；,近水平、缓倾斜煤层：掘进面突出危险主要来自于前方和两帮;倾斜或急倾斜煤层：掘进面突出危险还可能来自上部;
36、,倾斜、急倾斜煤层煤巷掘进工作面钻屑指标法预测钻孔布置示意图,近水平、缓倾斜煤层煤巷掘进工作面钻屑指标法预测钻孔布置示意图,局部防突措施 工作面突出危险性预测,各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表5的临界值确定工作面的突出危险性。 表5 钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值 如果实测得到的S 、K1或h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十六条 采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜
37、煤层工作面应当向前方煤体至少施工3个，在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽量布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,核心技术：钻孔瓦斯涌出初速度；反映了煤层的破坏程度、瓦斯因素、煤体应力状态及透气性； 突出煤层：非突出危险带、过渡带和突出危险带；
38、非突出危险带：瓦斯涌出初速度、煤的力学性质和煤层的厚度变化稳定,煤的破坏程度不高或排放了瓦斯；瓦斯涌出初速度小于5L/min；过渡带：煤的有效孔隙率增加，瓦斯涌出初速度增加几十到几百倍；突出危险带：瓦斯涌出初速度出现跳跃式变化，有时可比过渡带低57%67%。 瓦斯涌出初速度与煤的挥发分存在一定关系； 与细则不同点：预测孔深增加到810m 适应采掘进度； 测气室长度1.0m 满足流量计精确度要求。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,各煤层采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表6的临界值进行预测。表6 复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参
39、考临界值,如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,注意点：原在直径42mm、孔深3.5m的钻孔在气室长度0.5m的情况下测定；在同样的条件下，气室长度增加1倍，钻孔瓦斯涌出初速度q值相应增大约1倍。所以各矿井应根据自身实际情况考察确定适合自身的煤巷掘进面突出危险性预测的q值和S值临界值，以提高煤与瓦斯突出危险性预测的准确性。,煤巷掘进工作面复合指标法预测钻孔布置示意图,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十七条 采用R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近
40、水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个，在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax按式(3)计算各孔的R值：R (Smax-1.8) (qmax-4) (
41、3)式中 Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m；qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度,L/min。判定各煤层煤巷掘进工作面突出危险性的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按以下指标进行预测：当所有钻孔的R值小于6且未发现其他异常情况时，该工作面可预测为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。,局部防突措施 工作面突出危险性预测,煤巷掘进工作面R值指标法预测钻孔布置示意图,局部防突措施 工作面突出危险性预测,第七十八条 对采煤工作面的突出危险性预测，可参照本规定第七十四条所列的煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，深度510m，除此之外的各
42、项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。 实际统计：掘进面突出远大于采煤工作面；采煤工作面突出危险性预测方法研究较少； 一般来说，所有用于煤巷掘进面突出危险性预测方法皆可在采煤工作面应用； 为全面控制好采煤工作面的预测效果，要求沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，深度510m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。,采煤工作面突出危险性预测示意图,局部防突措施 工作面突出危险性预测,原细则预测孔深要求是不小于3.5m，近年来，随着采煤工艺和采煤装备的发
43、展，现工作面回采速度相比以前明显加快，为使采煤工作面的突出危险性预测更好的发挥效用，特将预测孔深提高到不小于5m。 各矿井应根据自身实际情况试验考察确定适合自身的采煤工作面突出危险性的各预测指标和临界值，以提高煤与瓦斯突出危险性预测的准确性。在确定前可参考煤巷掘进工作面突出危险性预测的指标和临界值。,局部防突措施 工作面防突措施,第七十九条 工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。 工作面防突措施作用：使工作面前方小范围内煤体丧失突出危险性，其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域，超过这些范围则起不到有效
44、作用。工作面防突措施在预测有突出危险的采掘工作面应用。 基于当前对突出的认识，地应力和煤层瓦斯压力是突出的主要动力，煤层是受力体，是破碎和抛出的对象，开采工艺条件是突出的外部诱导因素；,局部防突措施 工作面防突措施,防突原则： 部分卸除煤层或采掘面前方煤体应力，将集中应力区推移至煤体深部； 部分排除煤层或采掘面前方煤体中的瓦斯，降低瓦斯压力，减小工作面前方瓦斯压力梯度； 增大工作面附近煤体承载能力和稳定性；如超前支架、金属骨架、煤体固化等； 改变煤体力学性质，使其不易于发生突出，如煤层注水后，煤体湿润，弹性减小，塑性增大，使突出不易发生。 改变采掘工艺条件，使采掘工作面前方煤体应力和瓦斯动力状
45、态平缓变化，达到工作面本身自我卸压。如水平分层开采、浅截深机组采煤、间歇作业等。 前两个原则是减小发生突出的能源，是釜底抽薪的办法，国内外绝大多数防突措施主要根据前两个原则制定，工作面防突措施有超前钻孔、水力冲孔和冲刷、松动爆破等，都是建立在卸压和排放瓦斯原则上的防突措施。,局部防突措施 工作面防突措施,第八十条 石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计至少应当包括下列主要内容：（一）石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况；（二）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；（三）控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布
46、置、实施方案；（四）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布置等；（五）工作面防突措施；（六）安全防护措施及组织管理措施；（七）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。,局部防突措施 工作面防突措施,实践证明：石门揭煤最容易发生突出、平均突出强度远大于其他类型突出，对矿井安全生产危害极大。在揭煤过程中，稍有疏忽就可能引发煤与瓦斯突出事故，甚至是恶性事故，所以规定要求必须制定专项防突设计。 设计应考虑到揭煤作业的各道工序及组织管理措施； 避免出现误穿煤层或安全岩柱厚度不够出现突出事故：提前掌握揭煤区域煤层赋存、瓦斯、地质构造及巷道布置基本情况；控制好突出煤层层位、准确确
47、定安全岩柱厚度； 为工程所需人员、时间和设备做好规划准备：设计好瓦斯压力等参数的钻孔工程布置、实施方案；工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布置等；提前设计出行之有效的防突措施和安全防护措施。,局部防突措施 工作面防突措施,安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施：能顺利的将发生突出时突出的煤（岩）、瓦斯引入回风系统。避免突出的煤（岩）、瓦斯波及其他区域，避免突出的瓦斯流向进风侧逆流、扩大突出影响范围，甚至造成更多人员伤亡； 做到：各项工序一丝不苟，严格按设计施工，有统一的组织管理安排和措施；揭开突出煤层后，加强过煤层段巷道的支护措施 靠近石门附近煤层中
48、的瓦斯和应力未能得到充分的释放，同时由于石门集中应力区的影响，突出危险性较正常地方要大，防止片帮、冒顶引发突出。,局部防突措施 工作面防突措施,第八十一条 石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其它经试验证明有效的措施。立井揭煤工作面可以选用前款规定中除水力冲孔以外的各项措施。金属骨架、煤体固化措施，应当在采用了其他防突措施并检验有效后方可在揭开煤层前实施。斜井揭煤工作面的防突措施应参考石门揭煤工作面防突措施进行。对所实施的防突措施都必须进行实际考察，得出符合本矿井实际条件的有关参数。根据工作面岩层情况，实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最
49、小法向距离为：预抽瓦斯、排放钻孔及水力冲孔均为5m，金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时，还应适当加大距离。,局部防突措施 工作面防突措施,本条主要规定了石门（立、斜井）揭煤工作面可采用的防突措施及其相关要求。 作为防治石门揭煤工作面煤与瓦斯突出的局部措施，预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化等可较好的改善或削弱诱发煤与瓦斯突出的三大自然要素。,局部防突措施 工作面防突措施,预抽瓦斯与排放钻孔作用机理：力求将突出煤层中的瓦斯含量与煤层中的应力降低到不能发动突出的安全范围内。 区别：前者借助于机械产生的小于大气压力的负压，加速突出危险煤层中的瓦斯排放，后者依靠突出煤层中的瓦斯压力，使瓦斯从钻孔周围深部煤层中不间断地流向钻孔，并通过钻孔向矿井空气中扩散。当钻孔周围煤层中瓦斯含量降低后，煤层发生的收缩变形，会改善石门工作面应力集中状态，并增加煤层的稳定性，从而破坏或减弱了发生突出所必需的条件，可有效地控制煤与瓦斯突出的发生。,
