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1、煤矿瓦斯防治技术及管理,主要内容：一、防突基本规定二、组织结构及管理三、防突装备及培训四、防突技术,煤矿瓦斯防治技术及管理,一、防突基本规定,(一)、基本概念 突出：是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。突出煤层：是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。突出矿井：是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。,一、防突基本规定,(二)、煤与瓦斯突出类型 了解和掌握煤与瓦斯突出的类型，对分析突出原因能起到很好的作用。煤与瓦斯突出的分类方法有两种，一是按突出现象的力学特征分类，二是按突出强度分类。1、按突出现象的
2、力学特征分类（1）煤与瓦斯突出（简称突出）,一、防突基本规定,发动突出的主要因素是地应力和瓦斯压力的联合作用。实现突出的基本能量是煤体内积蓄的高瓦斯能量。判断突出现象的基本特征是：a、突出的固体物是有气体搬运的特征。突出的煤有明显的分选性，由外向突出点的煤的颗粒度从粉末状到煤块逐渐增加（即先是煤粉，其后是细颗粒的煤，再后是粗颗粒的煤或煤块）；煤（岩）被高瓦斯气流运至远处，随巷道而拐弯，煤炭堆积的坡度小于煤的自然安息角。b、突出的固体物具有被高压气体粉碎的特征。大量的极细的煤炭粉末是突出时煤炭被高压瓦斯膨胀粉碎的结果，有时突出固体物被捣固压实，需要用风镐来清理。,一、防突基本规定,C、突出时有大
3、量的瓦斯（有的煤矿是二氧化碳）喷出，有瓦斯逆流现象。突出强度越大，瓦斯逆流越远，100t以下的突出一般为几十米；1000t以下的大型突出的瓦斯逆流达几百米甚至上千米；超过1000t的特大型突出的瓦斯逆流可达千米至数千米以上，能严重破坏矿井通风系统。d、突出孔洞口小内大，通常为梨形或倒瓶状。突出中心线沿煤层倾斜方向向上延伸或与煤层倾向线成不大的夹角，一般长轴为几米到几十米，有时可能看不到孔洞，主要是被突出时位移的煤或碎煤所充填。,一、防突基本规定,（2）煤突然压出并涌出大量瓦斯（简称压出）发动与实现煤压出的主要因素是煤层受采动影响所产生的地应力，瓦斯压力和煤的自重力是次要因素。压出的基本特征是：
4、a、压出的固体物按弹性能释放的方向堆积，在煤的自重力的参与下稍有偏移；煤炭堆积坡度一般不小于自然安息角。b、压出的煤为大小不同的碎块，杂乱无章；有时煤壁整体位移，向外鼓出。c、压出时往往出现楔形、缝形等形状的孔洞，口大肚小，外宽内窄，深度一般为几米，多数压出看不到孔洞。,一、防突基本规定,d、压出时有大量的瓦斯（二氧化碳）涌出，有时从煤层或岩石裂缝喷出瓦斯（二氧化碳），一般没有瓦斯逆流现象。e、发生压出时的瓦斯（二氧化碳）压力可推走和折断支架。（3）煤突然倾出并涌出大瓦斯（简称倾出）发动倾出的主要因素是地应力，即结构松软、富含瓦斯、内聚力小的煤（岩），在较高的地应力的作用下，突然被破坏，失去平
5、衡，为其能量的释放创造了条件。实现突然倾出的主要动力是失稳煤体的自重力。倾出的特征是：a、倾出的煤按重力方向堆积，即煤堆积在原来的位置的下方。煤堆积的坡度等于自然安息角。,一、防突基本规定,b、倾出的煤为大小不同的碎块，杂乱无章。c、倾出一般都有规则的孔洞，一般为舌形、梨形或袋形等口大内小的形状；孔洞轴线沿煤层倾斜延伸，其倾角一般大于45，位于原集中应力带内，孔洞的深度一般为几米到数十米。d、倾出时有大量瓦斯（二氧化碳）涌出，但一般没有逆流现象。,一、防突基本规定,2、按突出强度分类 突出强度是指每次发生突出现象所抛出的煤（岩）数（一般以t为单位）和涌出的瓦斯（二氧化碳）量(以m3为单位)。由
6、于在突出时，统计和计算瓦斯（二氧化碳）量比较困难，所以通常以煤（岩）数量作为划分突出强度的主要依据。（1）小型突出：突出的煤（岩）数量小于100t。（2）中型突出：突出的煤（岩）数量为100500t。（3）大型突出：突出的煤（岩）数量为5001000t。（4）特大型突出：突出的煤（岩）数量大于1000t。,一、防突基本规定,(三)、基本规定 1、突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级责任制；2、突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施；3、防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则；区域防突
7、工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标；4、突出矿井在编制年度、季度、月生产建设计划的同时，必须编制防治突出措施计划；,一、防突基本规定,5、有突出危险的新建矿井，突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突的专项设计。设计应包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、支护形式、防突设施设备、突出危险性预测方法、保护层的选择、抽采瓦斯、区域综合防突措施和局部综合防突措施；6、突出矿井中布置采掘工作面，其主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中，尽可能减少突出煤层的掘进工作量；,一、防突基本规定,7、减少石门揭穿突出煤层的次数，揭穿突出煤层的地点应避开地质构造带；8、突出矿井必
8、须及时编制矿井瓦斯地质图，图中应标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等；9、采煤方法选择：急倾斜煤层适合采用伪倾斜正台阶与掩护支架采煤法。,一、防突基本规定,10、突出矿井应当做好防突工程的计划和实施，将防突的预抽煤层瓦斯、保护层开采等工程与矿井采掘部署、工程接替等统一安排，使矿井的开拓区、抽采区、保护层开采区和被保护层开采区按比例协调配置，确保在突出煤层采掘前实施区域综合防突措施。（四区成套三超前）11、突出煤层的任何区域的任何工作面进行揭煤和采掘作业前，必须采取安全防护措施。突出矿井的入井人员必须随身携带隔离式自救器。,一、防突基本规定,1
9、2、突出煤层的掘进工作面应当避开邻近煤层采煤工作面的应力集中范围。在突出煤巷中安装、更换、维修或回收支架时，必须采取预防煤体垮落而引起突出的措施。13、突出矿井的通风系统应当符合下列要求：(1)井巷揭穿突出煤层前，建立独立、可靠的通风系统；(2)突出矿井、有突出煤层的、突出煤层工作面都必须有独立的回风系统；(3)在突出煤层中，严禁任何2 个采掘工作面之间串联通风；,一、防突基本规定,(4)采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器；(5)突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施；(6)严禁井下安设辅助通风机；(7)突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。14、煤与瓦斯突出矿井严禁使用架线
10、式电机车。煤与瓦斯突出矿井井下进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出煤层的掘进、回采、钻孔、支护以及其他所有振动突出煤层的作业。,二、组织结构及管理,（一）组织结构 1、矿业分公司经理是南、北矿防突工作第一责任人，总工程师承担技术责任，总工室(防突组)对本职范围内的防突工作负责，各队、班组长对管辖范围内的防突工作负直接责任，岗位人员对所在岗位的防突工作负责。2、健全以总工程师为首的责任体系，配备安全副总工程师分管，设置防突组专职管理。3、防突工、监测工、采(掘)队长都有中技以上文化程度，通风队配备了两名工程技术人员。,二、组织结构及管理,4、树立总工程师权威，总工程师依据相关法律、法规所制定
11、的技术方案或措施，除经理（矿长）外其他人员严禁修改。5、矿业分公司总工程师每月组织召开一次“一通三防”专题会，安全副总经理每月组织一次“一通三防”专项督查，安全副总工程师每月不少于2次“一通三防”专业排查。召开会议有会议纪要，专项检查、排查和督查有专门记录备查。6、新从事瓦斯检查员培训不得少于72学时，经考试合格后方能上岗。,二、组织结构及管理,（二）矿井防突管理 防突管理是矿井安全生产的一项重要内容，是矿井安全管理的重要组成部分。矿井防突管理的好坏，不仅制约矿井安全生产正常进行，而且影响矿井的经济效益和社会效益。矿井防突管理工作与防突工的工作密切相关。矿井防突管理中的防突管理责任制、防突措施
12、的编制审批贯彻制度、重点防突头面爆破管理制度、现场跟班制度、防突通知单报批制度、防突措施检查制度和防突管理规定等，是防突工作必须掌握和严格遵循的。防突参数的预测方法是防突工必须训练和掌握的操作技能。,二、组织结构及管理,矿井防突管理制度是矿井防突管理不可缺少的内容，是保证矿井安全生产的基本措施。制度是约束人们行为规范的措施，没有制度就没有统一的行为标准。煤矿井下作业是在极其复杂的条件和恶劣的环境下进行，如果某个人的行为不规范或违章操作，就可能导致事故的发生。为使矿井防突管理工作得以正常、有序的开展，每个矿井必须根据自身的实际情况建立健全各项防突管理制度。下面介绍矿井防突管理中的一些主要制度。1
13、、矿井防管理责任制 防突管理责任制是矿井防突管理的重要基础。防突管理责任制能否落实，体现矿井防突综合管理水平。为此，矿井各级管理人员和防突工必须认真贯彻执行煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定及上级有关防突工的指示、指令和决定，并严格落实其职责，在安全生产工作中做到责任落实，管理到位。,二、组织结构及管理,（1）矿长是矿井防突管理的第一责任者，对防突管理工作负全面领导责任；每月至少主持召开一次防重（重大灾害、重大事故）工作会议，对防重工作（特别是防突管理）作重点强调和部署；必须保证“一通三防”，特别是防突工作所需的人员、资金、设备、材料的落实；经常平衡采、掘、抽比例关系；经常检查防突措施的落实情
14、况，及时解决防突工作出现的问题，保证矿井防突管理全面落实。,二、组织结构及管理,（2）总工程师是矿防突技术管理的第一责任者，对防突管理工作负技术领导责任。负责组织分析、研究本矿井的突出危险性，编制、审查防突方案，并按规定上报审批；根据审批的防突方案，负责组织制定矿井防突措施和实施方案；督促防突措施的落实和方案实施，了解、掌握、分析、研究防突工作动态和现场实施防突措施时出现的问题，及时帮助解决防突措施实施中出现的技术难题；贯彻采掘并重的方针，合理安排采掘布置；协助矿长开好至少每月一次的防重工作分析会，对防突管理的重点提出实施措施并对现场如何落实作出详细安排。矿生产副总工程师、机电副总工程师在总工
15、程师的领导下，各自抓好本人分管范围内的防突相关工作。,二、组织结构及管理,（3）安全副总工程师对防突工作负组织、领导责任。负责制定防止突出事故的工作目标、要求、计划、实施方案；经常深入现场督促检查防突工作的实施情况和防突措施的落实情况，了解、掌握、分析和研究防突工作动态；及时解决防突工作实施中出现的各类问题；在每月至少一次的防重工作分析会上总结、部署和检查防突工作的落实情况；协助安全副矿长抓好每周的安全大检查，并重点对防突工作进行检查，发现问题，必须及时制定、落实整改措施。（4）生产副矿长对防突工作负分管范围内的组织实施责任。在编制计划、组织生产时，首先从部署上考虑“一通三防”工作，特别是防突
16、管理方面的问题；抓好保护层的开采，保证生产接替正常，不能给防突管理工作带来较大的难度；协调好各方面的工作，确保防突措施的全面实施。,二、组织结构及管理,（5）安全副矿长对防突工作负监督、监察责任。以防突规定为准绳，对防突工作计划、方案、安排、措施等合理性进行监察；组织每周一次的“一通三防”为主的安全大检查，抓好日常的安全检查，要对防突方案的实施情况和防突措施的落实情况进行重点检查，对查出的隐患及时落实并督促处理；搞好防突安全技术业务培训工作，不断提高员工防突意识和技术业务素质；狠抓现场执法，对防突工作中的违章事件和人员，按严重违章进行处理；至少每月一次的防重工作分析会，督促检查会议精神的落实。
17、（6）地测科长对防突工作负提供区域地质资料和现场地质资料收集的责任。负责参与区域突出危险性的分析、防突方案和防突措施的编制，并按防突方案和防突措施的要求组织分管范围的实施。,二、组织结构及管理,（7）生产科长对防突工作负实施、落实责任。负责参与区域突出危险性的分析、防突方案和防突措施的编制，并按防突方案和防突措施的要求组织分管范围工作的实施。（8）调度室主任对防突工作负指挥实施、落实责任。对防突相关信息要做到准、快、灵，并及时向矿有关领导汇报；严格按防突措施规定指挥生产。（9）机动科长对防突工作负执行、落实责任。负责对矿井电器设备的入井把关，严禁非防爆电器和失爆防爆电器设备入井投入使用。（10
18、）供应科长对防突工作负执行、落实责任。保证防突工作所需的材料、设备和各种配件。,二、组织结构及管理,（11）通风（瓦斯）科长对防突工作负组织实施、落实责任。负责参与区域突出危险性的分析、防突方案和防突措施的编制，并按防突方案和防突措施的要求组织分管范围工作的实施；贯彻执行好防突管理工作的有关管理指示、指令、决定和制度。严格控制好防突管理的各个关口；经常深入井下现场，及时掌握防突工作的实施情况和防突措施落实情况，了解、掌握、分析和研究防突工作动态。保证解决防突工作所需的人、财、物；每周至少召开一次防突工作分析会，了解防突工的思想动态和现场存在的实际问题和防突工作难点，及时解决存在的各种问题；定期
19、组织以防突为主的“一通三防”安全大检查，对查出的问题和隐患要及时落实整改；搞好防突工的安全技术业务培训工作，不断提高防突工的技术业务素质和责任心。,二、组织结构及管理,（12）采掘队长对防突工作负教育、管理、实施责任。严格执行作业规程和防突措施，在安排和指挥生产时必须把防治煤与瓦斯突出作为首要问题考虑。（13）通风（瓦斯）队对防突管理工作负实施、执行、落实责任。认真编制防突措施、打钻措施和各种报表台账；认真分析瓦斯抽采效果，了解和掌握好瓦斯动态；经常检查和维护调试好监测系统，做到断电可靠；经常对的重点头面进行检查，抓好通风瓦斯的现场工作。了解和掌握现场通风瓦斯状况，信息反馈要及时，处理问题要及
20、时。每周至少一次防突工作分析会，认真检查瓦斯检查员、爆破工和生产区队在防突措施执行上的情况；参加矿、科防突工作会议并落实好矿、科防突工作会议精神。,二、组织结构及管理,（14）救护队长对防突工作负抢险、救灾的执行落实责任。经常带领和督促队员深入井下现场，熟悉井下通风系统和各防突掘进（采煤）工作面的避灾线路。（15）防突组长对防突工作负组织实施和落实责任。协调、平衡组内日常工作，负责每天各防突工作面防突措施实施或检查的工作安排；指导防突工严格按防突措施的要求施工和防突资料的收集、整理和分析；不定期对重点防突工作面执行防突措施的情况进行检查，对查出的问题和事件进行追查，并提出处理意见；搞好防突仪器
21、仪表的维护、保养工作。,二、组织结构及管理,2、防突技术管理制度（1）防突措施的编制、审批、贯彻制度 a防突措施的编制 对突出危险区域的采掘工作面和非突出危险区域的突出危险工作面，在编制回采（掘进）作业规程和施工安全技术措施的同时，必须编制防突措施。编制防突措施必须按煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定的规定，结合本矿井及该工作面的特点进行编制。其内容包括：区域及工作面概况，突出危险性分析，防突措施（突出危险性预测、消突措施及效果检验）、安全防护措施，采掘工程平面图、剖面图及通风系统图等内容。b防突措施的审批 编制好的防突措施必须报矿分管生产、通风瓦斯、安全等部门技术负责人审查、修改和完善，然后
22、报副总工程师、矿分管生产、安全矿长审批并签署意见，最后报矿总工程师批准。然后再报总公司各职能部门及领导审批。若因现场地质构造等原因发生变化，已审批的防突措施不能满足生产实际时，必须重新研究和修订防突措施，并按以上编制、报批和贯彻程序进行。c防突措施的贯彻,二、组织结构及管理,（2）防突资料收集、整理制度 a防突资料的收集 防突工在实施防突措施过程中，必须认真收集地质资料、瓦斯资料和防突措施的参数等资料。在矿井每次发生突出、压出和喷出等煤与瓦斯突出动力现象后，收集突出的煤（岩）量、涌出的瓦斯量、突出孔洞的形状、突出地点的煤层情况及地质构造等资料。收集资料必须真实、准确，并且作一些必要的现场素描示
23、意图。b防突资料的整理 收集资料出井后，在地面要将收集的资料整理成台账或卡片。按区域或工作面建立防突措施实施的资料台账或突出台账和卡片，进行归档。,二、组织结构及管理,（3）防突分析制度 a矿井防突组每天对各防突工作面实施防突措施的情况进行分析，针对实施中出现的问题提出注意事项。b矿通风瓦斯科每周组织防突工召开一次防突工作分析会，针对实施中出现的问题提出处理意见。c矿每月必须召开一次防重工作会，对重点采掘工作面的防突工作进行分析，针对实施中出现的问题制定有针对性的措施，布置和落实重点采掘面的防突工作和措施。d在生产作业过程中，如遇地质构造等原因，区域或工作面的突出危险性发生变化，必须请县级以上
24、煤炭主管部门共同分析，研究制定或修改防突措施。（4）重点防突工作面的爆破管理制度 a突出矿井必须把重点防突工作面的爆破管理纳入重点调度、重点监控和重点管理内容。b对重点防突工作面的爆破必须坚持爆破前汇报请示、爆破后汇报、炮后检查前请示和检查后汇报制度。（5）防突通知单审批制度,二、组织结构及管理,3、防突现场跟班制度 在石门揭煤实施前探钻孔、金属骨架孔、打震动性爆破的炮眼时和实施密集性排放钻孔、水力冲孔、瓦斯抽放钻孔以及采煤（掘进）工作面实施防突措施规定预测孔、措施孔和检验孔的防突钻孔施工作业时，必须有防突工和救护队员在现场跟班。4、防突措施督促检查制度 各级管理人员要把防突工作纳入日常和检查
25、的重点，定期或不定期对各突出危险的掘进（采煤）工作面执行防突措施的情况进行检查，发现问题必须及时研究解决或督促整改。5、防突工作保障制度 必须按煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定的要求设置防突机构和配齐防突工作人员，并按要求进行培训，取得操作资格证后持证上岗。,三、防突装备及培训,(一)防突装备 1、矿业分公司建立瓦斯实验室，测定煤层瓦斯压力、含量、硬度系数f、P等相关参数；2、购置大功率、高效能钻机，如ZDY-1200S型等；3、更换大功率瓦斯抽采泵，由原来85泵改为现在的150型；4、增大抽采管径，主管更换为325；5、每个工作面设置避灾硐室，安设压风自救器，配备隔离式自救器，与调度室的直
26、通电话；,三、防突装备及培训,6、增大抽采钻孔直径，由单一的75变为与89、108、130并存；7、石门揭煤前对厚度大于2m的煤层采取金属骨架孔、水力冲孔等措施；(二)防突培训 突出矿井的管理人员和井下工作人员必须接受防突知识的培训，经考试合格后方准上岗作业。,三、防突装备及培训,1、井下工作人员的培训包括防突基本知识和规章制度等，必须掌握突出预兆和自救、互救基础知识，每年由公司组织对班组长以上骨干人员进行培训，员工培训由各职能部门技术人员对其培训。2、采掘队长、班组长和有关职能部门的工作人员培训包括突出的危害及发生的规律、区域和局部综合防突措施的规章制度等内容。3、防突员每年接受一次煤矿三级
27、以上安全培训机构组织的防突知识、操作技能的专项培训。培训内容包括防突的理论知识、突出发生的规律、区域和局部综合防突措施以及有关防突的规章制度等内容。,三、防突装备及培训,4、矿业分公司经理、总工程师、每年接受煤矿二级以上安全培训机构组织的防突专项培训，专项培训包括防突的理论知识和实践知识、突出发生的规律、区域和局部综合防突措施以及防突的规章制度等内容。5、每年由矿业分公司聘请科研机构的相关专家进行新技术培训。,四、矿井防突技术,中梁山煤电气有限公司南、北矿在采掘作业前坚持区域防突措施为主，局部防突措施为补充。矿井采掘工作做到不掘突出头，不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，绝不进行采掘活
28、动。区域防突工作做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。区域防突措施即区域预抽煤层瓦斯和开采保护层。局部防突措施即预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架等措施。,四、矿井防突技术,（一）突出机理 解释突出原因和突出过程的理论称为突出机理。煤与瓦斯突出是一种很复杂的动力现象，它的机理还没有统一认识，主要有三类假说。1、综合作用说：认为突出是地应力、瓦斯压力和煤的结构性能综合作用的结果。即含有高压瓦斯的煤层，在地质构造力或地层应力和瓦斯压力综合作用下，处于弹性变形状态，积蓄了一定的弹性潜能。当采掘工作面煤与瓦斯体系的平衡状态突然遭到破坏时，弹性潜能和游离瓦斯突然释放，煤内裂隙迅速增加，吸附瓦斯
29、在瞬间内大量解吸，煤体进一步破坏，瓦斯压力迅速上升，如果瓦斯压力大于煤(岩)壁的强度，高压瓦斯就能冲破煤(岩)壁，携带着破碎了的煤(岩)喷向采掘空间。,四、矿井防突技术,2、瓦斯作用说：认为煤体内的瓦斯在突出中起着主要的积极作用。3、地应力说：认为突出主要是地应力作用的结果。(二)突出发生的一般规律：1、突出发生在地质构造带，如断层、褶曲、扭转、火成岩侵入区附近；2、在采掘应力集中叠加区域；3、随着开采深度增加，突出的次数和强度增加；,四、矿井防突技术,4、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加。突出最严重的煤层一般是最厚的主采煤层；煤层倾角赿大，突出的危险性也赿大。5、
30、突出煤层的特点是煤质松软、暗淡、干燥；透气性差，瓦斯放散初速度高，层理紊乱，遭地质构造严重破坏。6、同一煤层，瓦斯压力大的地区一般易发生突出，突出强度也大。,四、矿井防突技术,7、突出绝大多数发生在落煤时，尤其在放炮时更易诱导突出；有的放炮后发生延期突出，延迟时间从几分钟到十几小时不等。8、突出的气体主要是瓦斯，个别突出气体是二氧化碳。9、大多数突出都有预兆。,四、矿井防突技术,(三)突出预兆：1、地压显现预兆：煤炮声、支架响声、煤岩开裂、掉碴、底鼓、煤壁颤动、钻孔变形、卡钻、顶钻、夹钻、喷孔等；2、瓦斯涌出预兆：瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、打钻喷瓦斯、喷煤、哨声、蜂鸣声等；3、煤层结构与构造
31、预兆：层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤厚增大、软分层厚度明显增加、倾角变陡等。,四、矿井防突技术,主要包括五个方面：一、预抽煤层瓦斯二、开采保护层三、石门揭煤集成技术四、k2掘进防突技术五、开拓巷道掘进防突技术,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,预抽防突原理：通过对相关区域煤层瓦斯采用各种形式的瓦斯抽采技术，使煤体瓦斯得到释放，降低了瓦斯潜能；瓦斯释放后煤体产生收缩变形，造成卸压，使弹性能和地应力降低；煤体收缩变形与地应力的降低又引起煤层透气性增加，降低了瓦斯压力梯度，释放瓦斯后的煤体力学强度增加，从而消除了突出危险。（一）抽采巷道及钻场布置方式 中梁山煤电气有限公司矿业分公司南、北矿均在东、西翼煤系
32、地层底板的茅口灰岩中布置瓦斯抽采巷(兼采区回风巷)，局部区域瓦斯抽采巷道布置在煤系地层中的I3大铁板内。抽采钻场走向上每隔约40m布置一个，长度、深度、高度为3m*2m*2.5m。,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,矿井抽采巷布置图,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,(二)抽采钻孔布置方式：1、地面钻孔预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯；2、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯；3、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯；4、穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯；5、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,石门预抽钻孔布置剖面图,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,区
33、域预抽钻孔终孔剖面图,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,(三)抽采钻孔施工工艺 1、优先选择高效钻机，如西安煤科分院生产的ZDY-1200S钻机，施工穿层钻孔深度超过200m，施工倾角在+55度-25度之间，基本能满足区域预抽不留空白带；2、抽采钻孔多种孔径并存：130、108、89、75等多孔径综合布置；3、抽采钻孔以抽采钻场布孔为主，以无钻场布孔为辅，相辅相存；4、抽采钻孔开口间距(孔口边缘)不小于200mm，终孔间距不大于10m；5、钻孔终孔层位：钻孔分别终孔于K1、K3、K7煤层，分段预抽瓦斯。,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,(四)钻孔的施工及验收要求 1、预抽钻孔施工方位角、倾角允许
34、误差2 度，孔深不能超过原设计0.5%；2、钻场完工后，验收孔数不得少于钻场孔数的60%。3、钻孔验收由总工室牵头，人力资源部、安全部或行政监察室至少一家和施工单位派人参加验收签字，否则不予认可。,四、矿井防突技术之预抽煤层瓦斯,(五)钻孔封孔工艺及要求 1、封堵开孔于长兴灰岩、茅口灰岩的钻孔，长度不小于3m；2、在煤层或岩层破碎带选用新材料“马丽散”封堵，确保钻孔封堵严密；3、在长兴灰岩、茅口灰岩内用水泥、砂浆封堵仰角大于25度的钻孔，采用机械封孔，确保封孔深度和质量。,四、矿井防突技术之开采保护层,中梁山煤电气有限公司南、北矿可采煤层中，K2煤层不突出，作为保护层首先开采，然后依次开采K1
35、、K3K10等煤层。(一)开采保护层的作用 因受K2煤层采动影响，K2煤层顶、底板岩石冒落和位移，采空区上、下形成应力降低区，使被保护层发生以下变化：1、地压减小，弹性潜能得以缓慢释放；,四、矿井防突技术之开采保护层,2、煤层膨胀变形，透气性增大，被保护层的瓦斯大量释放到保护层的采空区内，使被保护层的瓦斯压力和瓦斯含量都明显下降；3、被保护层内的瓦斯释放后，煤的强度增加。地压减小和瓦斯压力、瓦斯含量的降低，可消除或减小引起突出的两个重要因素，即地应力和瓦斯的作用；煤的强度变硬，增加了阻碍突出的第三个因素。,四、矿井防突技术之开采保护层,(二)开采保护层的要求 1、保护层开采前，其区域预抽时间不
36、得少于1年，保护层巷道掘进前，其预抽时间不得少于半年；（不抽半年不准掘，不抽一年不准采）2、开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；3、开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；,四、矿井防突技术之开采保护层,4、正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于100m，且时间不得小于3个月；5、开采保护层时，采空区一般不留设煤柱，采取跨区域连续开采，减少石门保护煤柱；6、受断层影响留设的煤柱(岩柱)，地质部门将其位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上，并在每个被保护层的瓦斯地质图上标出煤柱(岩柱)的影响范围。,四、矿井防突技术
37、之开采保护层,(三)保护层开采过断层的措施 工作面遇断层时，应采用倒台阶方式沿断层面下部采至反眼位置，然后施工反眼揭穿另一盘K2煤层。1、每班开采前，必须对断层附近的安全情况进行全面检查，消除安全隐患，确认无危险后方可施工；2、地质部门人员根据现场地质资料情况和收集到的地质资料，经矿业公司总工程师同意后，按“四位一体”的防突措施进行管理；,四、矿井防突技术之开采保护层,3、倒台阶高度不得大于4.5米，走向宽度不得大于6.3米，要求将断层面下部的煤炭尽量采净，原则上不得留有厚度0.5米以上煤；4、台阶的支护方式采用单体液压支柱配合规格木板支护；5、台阶棚顶必须用规格板，竹笆或排柴接顶背帮，背护严
38、实，严禁空帮空顶；,四、矿井防突技术之开采保护层,(四)K2工作面遇断层掘反眼施工要求 1、地质部门确定反眼施工位置，方向和角度等参数，指导施工单位掘进；2、反眼施工处，棚顶背紧背实，防止煤体冒落；3、坚持先探后掘的原则，从第二个循环开始在碛头的正前方布置1个探眼，其深度要求在放炮后深度不低于1.0米；,四、矿井防突技术之开采保护层,4、反眼掘进，纳入“四位一体”（预测预报、防治突出的措施、防突措施的效果检验、安全防护措施）的防突管理。5、反眼揭煤时，采取井下远距离放炮；6、反眼揭穿另一盘K2煤层后，直接施工眼子掘穿上部小巷，贯通后立即将该眼子刷大，以确保足够的通风断面，贯通小巷前，必须加强眼
39、子和上部小巷的支护管理。7、施工过程中，地质部门每天到现场收集地质资料，指导现场施工，防止误穿突出煤层。,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,针对矿井瓦斯事故特点，煤与瓦斯突出多发生在石门揭煤过程中，经过多年实践，形成石门揭煤采取“1、3、5”集成技术，通过强化瓦斯抽采，顶板支护，狠抓瓦斯综合治理，矿井的安全效果十分明显，公司实现了连续7年无瓦斯事故，而北矿井已连续17年未发生煤与瓦斯突出事故。现将“1、3、5”石门揭煤集成技术介绍如下：,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,（一）、“1”即对石门进行“1年立体瓦斯抽采”。当石门掘进到距煤系地层10-15时停止前掘，在石门两帮施工大钻场，钻场宽
40、5m，深度为4m，然后在大钻场内布置钻孔对石门进行“立体瓦斯抽采”。石门预抽钻孔穿透K1-K10全部煤层，抽采半径为1.5米，控制范围符合能投集团标准，对较近的K9、K10煤层施工下插钻孔，并在抬高石门下部的大巷石门内施工水平钻孔，解决石门下部预抽，抽采期间，保持抽采浓度大于60%，抽采负压大于15Kpa，同时，在石门南北抽采巷的第一个钻场（一般为30m）内施工钻孔，布置钻孔到石门两边及上部，扩大抽采范围，石门及两边钻场至少抽采一年以上，方可进行揭煤工作。（不抽一年不准揭）,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,（二）、“3”即对石门突出危险性开展“年度计划编制前、石门掘进前、揭煤层前”三级评估
41、。1、根据矿井年度工作计划，结合开拓部署，石门原始瓦斯压力，抽采钻孔施工情况，对全年揭石门工作进行总体评估。2、石门掘进前，收集石门预抽瓦斯资料，统计预抽瓦斯量，计算石门瓦斯抽采率，布置钻孔测定石门预抽后的残存瓦斯压力，测定残存吨煤瓦斯含量，只有当抽采率、瓦斯压力、瓦斯含量三个参数均符合规定，方可进行石门揭煤工作。,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,3、石门掘进过程中，揭煤前保留2m以上岩柱，对所揭煤层布置钻孔进行突出危险性预测，测定K1值、钻屑量等突出指标，只有当K1值、钻屑量均符合规定，方可进行石门揭煤。,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,（三）、“5”即揭煤过程中，采取“综合地质构造
42、探测，施工金属骨架，水力扩孔，全井停电地面远距离遥控爆破揭煤层，发碹支护”等五项措施 1、石门掘进过程中，采取综合地质构造探测方式探明前方地质构造情况，提前采取针对性措施，探测方式主要有瑞利波、钻探、钎探等。2、石门掘进过程中，对于厚度在2m以上的煤层，必须实施金属骨架。骨架孔布置在石门棚顶1-2m处，钻孔终孔到煤层顶板0.5m，钻孔间距0.3m，孔内下50mm套管，管内注水泥沙浆，增加石门周边强度。,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,3、石门掘进过程中，对厚度在2m以上的煤层，必须采取高压水射流扩孔技术，对煤层进行高压水射流切割，切割后抽采钻孔单孔每分钟瓦斯抽采量增加0.6-3.2倍，抽采
43、相同瓦斯量可缩短抽采时间20-60%，瓦斯抽采率提高0.5-1.2倍。该技术的应用，对于提高瓦斯抽采效果、安全揭穿突出煤层发挥了重要作用。4、石门揭煤的方式采取地面远距离遥控爆破，全井停电撤人，炮后30分钟，救护队戴机入井检查。,四、矿井防突技术之石门揭煤集成技术,5、石门掘进过程中，对于厚度在1.5m以上的煤层，必须进行发碹支护，支护长度进入煤层顶底板大于0.5m，碹墙厚度大于0.5m，拱厚度大于0.3m。,四、矿井防突技术之k2掘进防突技术,(一)K2保护层掘进的有关规定 1、K2保护层掘进遇下列情况，必须立即停止作业，并报矿业分公司总工程师采取措施：(1)煤层厚度大于1.2m，煤层突然变
44、软，煤层结构紊乱；(2)瓦斯涌出异常；(3)地压增大，煤层掉碴；(4)接近背斜轴部或断层带。,四、矿井防突技术之k2掘进防突技术,2、当K2保护层掘进工作面在背斜的南北端距煤层倾伏线不少于100m时，采用超前探钻掘进，距倾伏线(前方和上方)20m时，必须采取防突措施，同时，掘进工作面距断层和倾伏线之间留设不少于10m的安全岩柱。3、K2掘进过程中，在工作面正前方和两侧腰线位置各施工一个直径为30mm的探眼，探眼深度不得少于3.5m，两侧腰线探眼与两帮夹角不小于35度，工作面正前方探眼炮后深度不小于2m，每一作业循环进行一次。,四、矿井防突技术之k2掘进防突技术,3、当K2保护层掘进与K1、K3
45、煤层间的安全距离不足2m时，对本煤层及K1或K3煤层进行“四位一体”的防突管理。4、K2保护层掘进工作面前方遇断层：（1）若K2上下盘未断开，在巷道距（K1、K3）最小间距大于2m，且无其它构造时，直接采用远距离全断面放炮掘进；（2）若上下盘已断开，则必须对断层上下盘煤层进行预测预报，只有当K1max和Smax值均不超标的情况下，方准采用远距离全断面放炮掘进。若K1max或Smax值超标，则必须采取消突措施，直至经效果检验有效为止。,四、矿井防突技术之k2掘进防突技术,(4)若断层断距较大，上下盘煤层不在同一巷道断面内，揭开另一盘K2煤层必须按石门揭煤的有关规定执行。同时，揭开另一盘煤层后必须
46、经地质办现场判定层位。(5)在地质构造带，缩短支护棚距，由正常段的0.7m变为0.5m。(6)在回风流中每隔50m安设一组压风自救装置。,四、矿井防突技术之开拓巷道掘进防突技术,为防止岩巷掘进遇地质变化发生误穿突出煤层、溶洞瓦斯或岩溶水，在茅口灰岩、长兴灰岩和PL3岩层中掘进巷道施工时必须采取钻探或物探。(一)钻探 用钻机在碛头向掘进方向施工75mm的地质钻，探明前方地质情况，若裂隙有瓦斯涌出，则采取系统抽采或排放，消除瓦斯威胁；若探到岩溶水，则先排除水患，确保施工安全；钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m。,四、矿井防突技术之开拓巷道掘进防突技术,(二)瑞利波探测 1、瑞利波探测原理 瑞利
47、波探测原理是基于不同振动频率的瑞利波沿深度方向衰减的差异，测量不同频率成分(反映不同深度)瑞利波的传播速度来探测一定深度范围内的地质构造的。煤层、顶底板转岩、断层等地质体，由于它们的密度和强度等物理参数不同，因而瑞利波的传播速度有明显的差别，因此，瑞利波速度传播曲线会出现不连续、拐点、突然消失或产生散射。,四、矿井防突技术之开拓巷道掘进防突技术,2、瑞利波探测仪组成 瑞利波探测仪包括电源箱、数据采集箱体和微机处理系统三个部分：其中前两个部分是供井下数据采集用，分别装在两个本质安全型防爆体内，电源为可充电池；采集的数据存放在采集单元内，出地面通过串联接口送到微机处理。,四、矿井防突技术之开拓巷道掘进防突技术,3、瑞利波探测优点(1)井下操作简单方便，耗时较短，对施工影响较小；(2)地面数据处理、成图快，直观；(3)最大有效探测深度超过70m，与钻探相比，节约人、财、物的投入。4、瑞利波适用范围 在无大断层和大岩溶构造的情况下，其探测有效、可靠，为了安全起见，瑞利波超前于掘进工作面的距离不得小于5m。,四、矿井防突技术之开拓巷道掘进防突技术,(三)巷道掘进技术要求 为了有效控制所掘岩巷与突出煤层之间的安全距离，仍要采用在掘进工作面正前方和两侧腰线位置打直径为30mm的探眼各一个，深度5m，在I3内掘进则增加棚顶探眼一个，探眼与两帮夹角不小于30度。,谢谢大家,
