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1、(突出煤层鉴定及区域综合防突措施部分)解 读,煤炭科学研究总院 重庆研究院孙东玲 研究员,防治煤与瓦斯突出规定,新防治煤与瓦斯突出规定,原防治煤与瓦斯突出细则,第一章 总 则第二章 一般规定 第一节 突出煤层和突出矿井鉴定 第二节 建设和开采基本要求 第三节 防突管理及培训第三章 区域综合防突措施 第一节 区域综合防突措施基本程序和要求 第二节 区域突出危险性预测 第三节 区域防突措施 第四节 区域措施效果检验 第五节 区域验证第四章 局部综合防突措施 第一节 局部综合防突措施基本程序和要求 第二节 工作面突出危险性预测 第三节 工作面防突措施 第四节 工作面措施效果检验 第五节 安全防护措施
2、第五章 防治岩石与二氧化碳(瓦斯)突出措施第六章 罚 则第七章 附 则附录,目 录,煤岩瓦斯动力灾害分类,全国国有重点煤矿历年煤与瓦斯突出次数统计图,各省国有重点矿突出次数统计(截止1995年),各省国有重点矿特大型突出次数统计(截至1995年),防治煤与瓦斯突出技术体系,防治煤与瓦斯突出技术体系,合理采掘部署煤层开采顺序,巷道布置,掘、保、抽、采接替,区域综合防突技术措施,区域突出危险性预测瓦斯参数结合瓦斯地质分析,区域性防突措施,开采保护层,区域性预抽煤层瓦斯,工作面突出预测,钻屑瓦斯解吸指标 K1、h2,钻孔瓦斯涌出初速度指标 q,工作面防突措施,小直径超前排放钻孔,松动爆破,预抽瓦斯,
3、水力冲孔,金属骨架、煤体固化等,(工作面措施效果检验),安全防护措施,管理制度,安全设施,设备、器材,局部综合防突 技术措施,钻屑量指标 S,(区域措施效果检验),(区域验证),附录E:防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图,第一条 为了加强煤与瓦斯突出的防治工作,有效预防煤矿突出事故,保障煤矿职工生命安全,根据安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规,制定本规定。,说明:说明了制定规定的目的和主要依据;规定依据和贯彻的是国家法律法规,而原细则是落实煤矿安全规程。,第二条 煤矿企业(矿井)、有关单位的煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出(以下简称突出)的防治工作,
4、适用本规定。现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的,依照本规定执行。,说明:规定与国家的法律法规、条例、标准相违背的,按其执行;煤炭行业现行的规章、标准、部门文件等与规定抵触的,应执行规定。,第三条 本规定所称突出煤层,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。本规定所称突出矿井,是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。,说明:原细则是发生了突出事故、造成了危害方为突出煤层,规定则经鉴定有危险的也属突出煤层,关口前移;现开拓生产范围内还未曾有煤层被鉴定为突出煤层的,都不是突出矿井;一旦升级为突出矿井,不允许返回;应区别对待“突出煤层”
5、和“按突出管理的煤层”的概念。,第四条 有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。有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岗位责任制。,说明:煤矿企业是指直接拥有和管理煤矿的独立法人公司;原来是要求设置专门机构,规定要求企业、矿井都要设有赋予了防突管理职能的机构。,第五条 有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。区域综合防突措施包括下列内容:(一)区域突出危险性预测;(二)区域防突措施;(三)区域措施效果检验;(四)区域验证。局部综合防突措施包括下列内容:(一)工
6、作面突出危险性预测;(二)工作面防突措施;(三)工作面措施效果检验;(四)安全防护措施。,要求采取“区域综合防突措施”,是指要走区域“四位一体”的过程。结果可能不需要采取区域防突措施;采取“局部综合防突措施”也是同样意义。,明确地诠释区域和局部两个综合防突措施。也可通俗地称作区域和局部两个“四位一体”的综合防突措施;,各地区、企业、矿都要依据规定的基本原则、要求制定适合自身条件并满足防突要求的区域和局部综合防突措施;,第六条 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。突出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,严禁进行采掘活动。区域防突工作应当做到多
7、措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。,说明:要改变作业人员直接面对严重突出煤层的局面从程序上,必须先实施区域措施;要立足于区域措施达到防突效果,把区域防突作为防突工作的重点;在任何情况下都不能以任何理由对突出危险工作面进行采掘作业;突出煤层未采取区域综合防突措施的,不能开启揭煤和采掘工作面。,第七条 突出矿井发生突出的必须立即停产,并立即分析、查找突出原因;在强化实施综合防突措施、消除突出隐患后,方可恢复生产。非突出矿井首次发生突出的必须立即停产,按本规定的要求建立防突机构和管理制度,编制矿井防突设计,配备安全装备,完善安全设施和安全生产系统,补充实施区域防突措施,达到本规定要求后,方可恢复
8、生产。【说明】突出矿井一旦发生突出事故,就说明防突的体系中存在问题。,第八条 地质勘探单位应当查明矿床瓦斯地质情况。井田地质报告应当提供煤层突出危险性的基础资料。基础资料应当包括下列内容:(一)煤层赋存条件及其稳定性;(二)煤的结构类型及工业分析;(三)煤的坚固性系数、煤层围岩性质及厚度;(四)煤层瓦斯含量、瓦斯成分和煤的瓦斯放散初速度等指标;(五)标有瓦斯含量等值线的瓦斯地质图;(六)地质构造类型及其特征、火成岩侵入形态及其分布、水文地质情况;(七)勘探过程中钻孔穿过煤层时的瓦斯涌出动力现象;(八)邻近煤矿的瓦斯情况。,第九条 新建矿井在可行性研究阶段,应当对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均
9、厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估。评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间揭煤作业的依据。,说明:评估主要依据地质勘探资料和邻近煤矿情况;评估与鉴定有较大区别,但评估仍有重要意义;原细则是先由地质勘探单位会同煤矿企业、部授权鉴定单位等确定煤层突出危险性(第13条),尔后,在矿井设计前由部授权单位鉴定(第6条)。,第十条 经评估认为有突出危险的新建矿井,建井期间应当对开采煤层及其他可能对采掘活动造成威胁的煤层进行突出危险性鉴定。,说明:突出危险性评估有危险的矿井才需要授权资质单位在建井期间进行鉴定。鉴定为投产前的最终结论,可以改变原评估结论;本条相当于原细则第6条建井期间的突出危险
10、性重新验证。但原细则的验证由企业进行,发现不符才报批,而且若原来由危险改为无危险时须由部授权单位确认(第6条)。,第十一条 矿井有下列情况之一的,应当立即进行突出煤层鉴定;鉴定未完成前,应当按照突出煤层管理:(一)煤层有瓦斯动力现象的;(二)相邻矿井开采的同一煤层发生突出的;(三)煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。,说明:目的是密切跟踪非突出煤层在生产期间可能升级为突出煤层的一些信息,必要时立即启动突出煤层鉴定程序,实现关口前移;原规程(第一百七十六条)、细则(第7条)是煤矿企业提出申请才鉴定。,第十二条 突出煤层和突出矿井的鉴定由煤矿企业委托具有突出危险性鉴定资质的单位进行。鉴定单位
11、应当在接受委托之日起120天内完成鉴定工作。鉴定单位对鉴定结果负责。煤矿企业应当将鉴定结果报省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门、煤矿安全监察机构备案。煤矿发生瓦斯动力现象造成生产安全事故,经事故调查认定为突出事故的,该煤层即为突出煤层,该矿井即为突出矿井。,说明:突出煤层鉴定须由授权资质单位进行;煤矿企业和鉴定单位应尽快鉴定,并在120天内完成。但建设矿井的突出 煤层鉴定应在新井开拓工程基本完成后或投产前完成;鉴定结论不必再由省部门审批,报相关省级部门备案即可;依法成立的调查组认定为突出的,视同鉴定结论。,第十三条 突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。当动力现象特征不明显或
12、者没有动力现象时,应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力P、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度P和煤的坚固性系数f等指标进行鉴定。全部指标均达到或者超过表1所列的临界值的,确定为突出煤层。鉴定单位也可以探索突出煤层鉴定的新方法和新指标。,表1 突出煤层鉴定的单项指标临界值,规定继承了原细则的鉴定指标,多年的应用基本能满足需要。尽管也存在一些问题,但鉴于其事关重大,须经充分研究、分析、论证方可修改。,突出煤层鉴定注意的几个问题煤矿建设的业主应要求地质勘探部门测定和提交井田瓦斯资料,必要时应补充测定工程;在使用地质勘探测定的瓦斯含量时,应对数值进行校正;矿井可研阶段的突出危险性评估,宜适当从严;矿
13、井设计时的防突方案主要目的是针对采区、巷道布局、大系统等。但生产初期的具体防突技术方案,尤其是首采区,还应根据突出鉴定或区域预测的结果调整;“鉴定”应是综合的、权威的。目前所称的有些“鉴定”有些则不够严谨;有些仅称得上是阶段成果。,第三十三条 突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测(以下简称区域预测)。经区域预测后,突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测(以下简称开拓前区域预测)和新采区开拓完成后的区域预测(以下简称开拓后区域预测)。,说明:只有突出煤层才要求进行区域预测,而细则第22条,在地质勘探、建井中应
14、进行区域预测;细则第23条区域预测的结果分为危险区、威胁区和无危险区;区域预测分为两个阶段,细则第21条是在勘探、建设、开拓时进行。,第三十四条 突出煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。,第三十五条 新水平、新采区开拓前,当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时,可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。,说明:作用为全矿开采布局、新水平及新采区开拓规划、设计提供宏观指导。,第三十六条 开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井
15、下实测资料,并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。,说明:开拓后区域预测,也要随着瓦斯资料的不断丰富、防突实践资料的积累,不断地进行。结果越来越准确,指导作用越来越具体。,第三十七条 对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律,并有可靠的预测资料的,区域预测工作可由矿技术负责人组织实施;否则,应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。,说明:各矿应根据自身的条件,技术经验不足的,原则上要求有相关授权资质单位进行。,第三十八条 经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期
16、间,以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业,必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。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作业应当采取局部综合防突措施。,说明:评估为有突出危险煤层还不是突出煤层;经评估或开拓前区域预测有危险的新水平、新采区,揭煤前执行区域综合防突措施;开拓前区域预测划分的新水平、新采区中的无危险区,考虑到还不确实,揭煤前应采取局部综合防突措施。,第三十九条 经开拓后区域预测为突出危险区的煤层,必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的,必须继续进行或者补充实施区域防
17、突措施。经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进行揭煤和采掘作业时,必须采用工作面预测方法进行区域验证。所有区域防突措施均由煤矿企业技术负责人批准。,说明:危险区必须采取区域防突措施和检验,无危险区必须进行区域验证。,第四十条 区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时,应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三,则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层;否则,应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外,若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时,
18、应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。,细则是突出矿井首次开采保护层时需要考察效果和保护范围,而再次开采时就不再需要;规定则是首次开采每个保护层的新的组合时都需要检验和考察保护范围,而且只有当被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三时再次开采才不要求检验;,规定中保护层的检验相当于细则84条第5项中的保护效果考察,而细则40条中的“检验”相当于规定中的区域验证;,细则中只有开采远距离或很薄的保护层时才需要相当于细则中区域验证的“检验”,而规定中要求所有的保护层都需要区域验证。,第四十一条 突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的,必须采用预抽煤层
19、瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。,说明:当前区域防突措施只有开采保护层和预抽煤层瓦斯两大类,非此即彼。,第四十二条 区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行,也可以采用其他经试验证实有效的方法。根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。区域预测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,并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。,说明:细则的瓦斯地质分析和综合指标法合并为一个方法;突出预测新方法、新指标要授权资质
20、单位参加、企业总工批准试验;区域预测临界值确定,由授权资质单位参加,企业总工批准试验和应用。,第四十三条 根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行:(一)煤层瓦斯风化带为无突出危险区域;(二)根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时,则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离,并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险
21、区;否则,在同一地质单元内,突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m(埋深)及以下的范围为突出危险区(如图1);,瓦斯中甲烷含量含量 80%;瓦斯压力 0.10.15MPa;瓦斯含量 23 m3/t(烟煤)57 m3/t(无烟煤),图1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图,1断层;2突出点;3上部区域突出点在断层两侧的最远距离线;4推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线;5推测的下部区域突出危险区上边界线;6突出危险区(阴影部分),第四十三条,第四十三条(三)在上述(一)、(二)项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域,应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料,
22、也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表2预测。,表2 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值,第四十四条 采用本规定第四十三条进行开拓后区域预测时,还应当符合下列要求:(一)预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据;(二)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置;同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个,沿倾向不少于3个,并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。,区域预测的测试点布置示意图,煤炭科学研究总院重庆研究院,主界面,瓦斯地质分析系统功能界面(晋
23、城寺河矿),主要功能,瓦斯地质图上各种点、线、面的专业分析和智能绘制实测煤层瓦斯基本参数、异常现象点的管理及标注瓦斯参数如压力、含量、涌出量预测及等值线智能绘制煤厚、埋深预测及等值线智能绘制突出危险性区域预测、智能区域划分区域措施对瓦斯等值线及突出危险区的影响分析及更新煤层瓦斯地质图的动态编制,适用范围:,瓦斯赋存规律研究;瓦斯地质图编制;瓦斯地质信息化管理,技术优势:,瓦斯地质图的智能绘制和实时更新,动态性体现:,实测参数及预测参数更新 地质构造及时增补 采掘工作面延伸 区域措施影响 采动影响,已应用于重庆松藻煤电公司、淮北矿业集团、贵州水城矿业集团、宁夏宁煤集团、山西晋煤集团、陕西铜川等矿
24、区的多个矿井,并制作输出了60多层煤层的矿井瓦斯地质图。,推广应用情况,瓦斯地质图(松藻打通一矿),等值线图,区域预测划分图,瓦斯地质全图(宁煤汝箕沟矿),瓦斯地质图,瓦斯地质图(松藻渝阳煤矿),瓦斯地质图(晋城寺河煤矿),瓦斯含量分布云图(松藻渝阳煤矿),地质地貌三维显示图(晋城寺河矿),第四十五条 区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前,对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有:地面井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、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻
25、孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取,或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。,区域防突措施和局部措施的主要区别是其控制范围更大!,地面井预抽煤层瓦斯区域防突措施,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用穿层钻孔,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用顺层钻孔,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施用顺层钻孔,预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施用穿层钻孔,穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施,顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施
26、,说明:以上6种区域预抽方式,按安全可靠性、技术可行性等排序,宜优先选用前面的措施;穿层钻孔预抽煤层瓦斯:优点:技术难度小、效果较为可靠;缺点:工程量大、工效低(与顺层钻孔相比低1030倍)顺层钻孔预抽煤层瓦斯:优点:速度快、成本低;缺点:施工难、与采掘作业争时间,第四十六条 选择保护层必须遵守下列规定:(一)在突出矿井开采煤层群时,如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层,除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外,首先开采保护层。有条件的矿井,也可以将软岩层作为保护层开采;(二)当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时,综合比较分析,择优开采保
27、护效果最好的煤层;(三)当矿井中所有煤层都有突出危险时,选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采,但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验;(四)优先选择上保护层。在选择开采下保护层时,不得破坏被保护层的开采条件。,沈阳红菱煤矿开采极薄保护层案例 红菱煤矿煤与瓦斯突出灾害极其严重,自1972年建井至今共发生136次煤与瓦斯突出,1000t以上的突出3次,最大突出强度5390t,在煤巷打钻的情况下也发生过突出。经有关专家对红菱煤矿的瓦斯灾害进行现场调研和仔细研究后,一致认为开采保护层是唯一的选择。,红菱各煤层参数及间距,各测压孔随工作面推进的变化关系图,天府天府矿业
28、公司磨心坡煤矿开采岩石保护层保护K2煤层案例,第四十七条 开采保护层区域防突措施应当符合下列要求:(一)开采保护层时,同时抽采被保护层的瓦斯;(二)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;(三)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保护层与被保护层层间垂距的3倍,并不得小于100m;,保护层采煤工作面超前于被保护层掘进工作面示意图,(四)开采保护层时,采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时,经煤矿企业技术负责人批准,并作好记录,将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地
29、质图应当标出煤(岩)柱的影响范围,在这个范围内进行采掘工作前,首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。当保护层留有不规则煤柱时,按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线,并根据保护层与被保护层之间的层间距变化,确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时,还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。,第四十七条,保护层不规则煤柱的影响区划分方法,第四十八条 保护层和被保护层开采设计依据的保护层有效保护范围等有关参数应当根据试验考察确定,并报煤矿企业技术负责人批准后执行。首次开采保护层时,可参照附录D确定沿倾斜的保护范围、沿走向(始采线、终采线)的保护范围、保护层与被保护层之间的最大保护垂距、开采下保护层时不破坏上部被保护
30、层的最小层间距离等参数。,有效保护垂距、保护层沿煤层走向的卸压角,保护层沿煤层倾向的卸压角,淮南潘三矿开采B11煤层保护上部C13煤层专用考察巷及考察钻孔布置,深部基点法测定保护层膨胀变形装置结构示意图,部分可采煤层赋存条件,淮南新庄孜矿煤层群多重开采上保护层案例,第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:(一)穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是:倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m,下帮至少10m;其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所
31、述的钻孔控制范围均为沿层面的距离,以下同;,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施缓倾斜、近水平煤层控制范围,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施缓倾斜、近水平煤层控制范围(平面示意图),预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用穿层钻孔,10m,如果是?,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施倾斜、急倾斜煤层控制范围,第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:,(二)穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第(一)项中回采巷道外侧的要求相同;,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施控制范围,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施控制范
32、围(平面示意图),第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:,(三)顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层;,顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施,穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围,第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:(四)穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应当保证
33、控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m;,穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围,穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围(立面投影图),穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围,第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:,(五)顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m,巷道两侧的控制范围与本条第(一)项中回采巷道外侧的要求相同;,顺层钻孔预
34、抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施控制范围,(六)当煤巷掘进和采煤工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时,工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m;(七)厚煤层分层开采时,预抽钻孔应当控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m(均为法向距离,且仅限于煤层部分)。,第四十九条 采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合下列要求:,厚煤层首先开采下分层时,预抽钻孔控制范围,厚煤层首先开采上分层时,预抽钻孔控制范围,第五十条 预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置,钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得
35、小于5m,顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时,应当采取改进封孔的措施,以提高封孔质量。,松藻矿务局打通二矿穿层钻孔与顺层钻孔相结合的预抽煤层瓦斯区域防突措施技术,图1 N2801工作面穿层条带钻孔布置图,图2 N2801工作面预抽煤巷条带穿层钻孔竣工图,图4 N2801工作面预抽回采区域煤层瓦斯顺层钻孔竣工图,东段预抽区段顺层长钻孔布置图,四川芙蓉矿务局珙泉煤矿,1452,淮北矿业集团顺层长钻孔递进掩护区域性预抽,松软、突出煤层顺层钻孔螺旋钻进施工技术及装备,国家发改委煤矿瓦斯综合治理与
36、利用重大关键技术研发与装备研制项目,钻孔产渣倍率:钻进行过程中实际产生的煤屑量与钻孔施工孔径计算产生量的比值为钻孔钻屑倍率(产渣系数)它受以下影响因素影响:煤体结构及强度 瓦斯压力 煤体应力 钻孔施工工艺方式,煤层钻孔孔壁稳定性及其对钻孔的影响,钻进工艺与结构、参数,不同产渣倍率钻孔施工难易程度示意图,研究确定了螺旋钻进主要参数,钻机功率N,成孔直径D90mm,深度大于 150m,钻进速度V0.51.0m/min,螺旋叶片的升角a,钻具转速,钻进工艺与结构、参数,150m孔深合理参数的螺旋钻杆设计图,研制了不同结构类型的试验钻头,各类钻头图,可配装钻机移动行走装置,ZYL-3200型全液压钻机
37、 及履带移动行走装置,系列化突出煤层钻孔钻机,ZYW-1200R钻机,37kw型螺旋钻机,150m型,ZYW-1900R钻机,55kw型螺旋钻机,200m型,系列化突出煤层钻孔钻机,本系列钻机的主要特点,钻具结构、钻机参数(转速、扭矩等)均专门为松软、突出煤层设计;采用了多级油缸专利技术,缩短了机身,能适应顺层钻孔钻场空间小的特点;有一定的钻进状态感应和自我控制功能,将要卡钻时,能自动减缓或停止进钻;一旦遇有卡钻、抱钻时,能够反转退钻。全液压控制,无级变速,包括前、后液压夹持器、液压调整倾角等;,第五十一条 开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验(
38、应符合本规定第四十二条要求的程序)证实有效的指标和方法,也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时,应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按本规定第四十三条第(三)项的方法对预计被保护区域的保护效果进行判断。若检验结果仍为突出危险区,保护效果为无效。,第五十二条 采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验(应符合本规定第四十二条要求的程序)证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中,在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预
39、抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,必须依据实际的直接测定值,其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以参照本规定第七十三条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,第五十三条 对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,应当根据经试验考察(应符合本规定第四十二条要求的程序)确定的临界值进行评判。在确定前可以
40、按照如下指标进行评判:可采用残余瓦斯压力指标进行检验,如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料,也可根据残余瓦斯含量进行检验,并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效;也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验,如果所有实测的指标值均小于表4的临界值则为无突出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效。,第五十三条但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时,发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效,所在
41、区域煤层仍属突出危险区。当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时,若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时,则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效,即为突出危险区。,第五十四条 对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求,不符合设计要求的,不予检验。,第五十五条 采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时,应当符合下列要求:(一)对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度(两侧回采巷
42、道间距加回采巷道外侧控制范围)未超过120m,以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若采煤工作面长度未超过120m,则沿采煤工作面推进方向每间隔3050m至少布置1个检验测试点;若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的采煤工作面长度大于120m时,则在采煤工作面推进方向每间隔3050m,至少沿工作面方向布置2个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时,按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验;,预抽区段、预抽回采区域煤层瓦斯两种区域防突措施的检验测试点
43、布置,第五十五条(二)对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,在煤巷条带每间隔3050m至少布置1个检验测试点;,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施检验测试点布置,第五十五条,(三)对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,至少布置4个检验测试点,分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧,并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围;,穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施检验测试点布置,第五十五条(四)对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,在煤巷条带每间隔2030m至少布置1个检验测试点,且每个检验
44、区域不得少于3个检验测试点;(五)各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置,并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离,且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。,第五十六条 采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时,应当符合下列要求:(一)当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时,根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标;(二)若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体,在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况,在钻孔控制范围边缘外适当扩大评
45、价计算区域的煤层范围。但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。,钻孔控制范围与间接计算残余瓦斯含量时适当扩大的评价计算范围示意图,第五十七条 在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证,应当采用本规定第七十一条所列的石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。在煤巷掘进工作面和采煤工作面分别采用本规定第七十四条、第七十八条所列的工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时,应当按照下列要求进行:(一)在工作面进入该区域时,立即连续进行至少两次区域验证;(二)工作面每推进1050m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值)至少进行两次区域验证;(三)在构造破坏带连续进
46、行区域验证;(四)在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施,探测地质构造和观察突出预兆。,区域验证中所称“该区域”示意图,第五十八条 当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时,采掘前还应保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆,则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。,细则对区域措施的“检验”和本规定不同:细则中的检验(第40、41条)相当于规定中的验证;而规定中的检验相当于细则中保护效果的考察(第48条第5项)和预抽有效性指标(第56条
47、)。,煤层瓦斯含量测定,煤层瓦斯含量,直接法,间接法,直接测定仪器便携式快速测量仪器,高压容量法 吸附装置,(一)DGC直接法测定煤层瓦斯含量仪器,瓦斯解吸仪,瓦斯解吸测定装置实用新型专利证书,DGC直接瓦斯含量测定地面测定仪器,Text,压风,引射器,钻孔风流方向,取样风流方向,煤样罐,二级钻头,取样深度:上向孔120m,水平孔60m,下向孔30m。,(二)便携式快速测定煤层瓦斯含量仪器定点取样装置原理图,便携式快速测定瓦斯含量仪器,定点取样装备,测定仪器,煤炭科学研究总院重庆研究院,防突动态管理系统体系结构,主要功能,防突资料信息化管理:包括工作面瓦斯地质信息;断面、支护、施工等信息;防突
48、措施文件;钻孔资料;指标分布;防突信息共享等防突措施钻孔辅助智能设计、抽采效果预分析抽采、措施钻孔施工图绘制与分析抽采、措施钻孔竣工图的自动绘制钻孔工程量统计防突措施施工效果分析、评价工作面预测指标与影响因素相关性分析预测(效检)报表智能输出突出危险性超前预警、措施隐患预警、地质构造超前提醒、超掘超采预警等 实现矿井防突工作的规范化、流程化、信息化,帮助搭建矿井防突技术管理体系。,防突信息化管理 防突措施智能设计防突措施缺陷分析 隐患报警网络审批,适用范围,突出煤层采掘工作面作业过程精细化和 规范化管理,技术优势,抽采辅助设计决策,抽放效果分析,设计及出图,瓦斯储量计算,工作面区段危险性分析红
49、色区域为抽采钻孔施工过程中动力现象区域,自动生成的抽采钻孔三维成果图,工作面动态管理界面,局部防突措施辅助设计,区域、局部措施效果检验,预测指标及相关因素分析,预测、检验表单,防突措施钻孔施工报告单,可以做各类钻孔施工竣工图,各类措施钻孔施工效果分析空白带、控制范围等,措施钻孔三维展示和检查,谢谢!,孙东玲:02365239363,煤与瓦斯突出模拟过程,煤与瓦斯突出,较松软的煤层,瓦斯压力P,地应力,煤与瓦斯突出事故现场,返回,冲击矿压现场,返回,区域预测示意图,返回,上、下保护层示意图,返回,穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,返回,煤巷掘进工作面钻屑
50、指标法预测钻孔布置示意图,返回,WTC瓦斯突出参数仪,返回,钻孔瓦斯涌出初速度测定原理图,ZWC2型钻孔瓦斯涌出初速度测定装置,返回,TWY型突出危险预报仪,返回,煤巷掘进工作面采用超前钻孔布置示意图,返回,石门揭煤工作面金属骨架布孔图,返回,保护层区域防突措施效果检验示意图,返回,淮北芦岭煤矿8采区8号煤层采掘平面图,返回,瓦斯压力为0.73MPa、f=0.3时,埋藏深度 100m、f=0.3时,埋藏深度 50350m、f=0.3时,返回,返回,返回,瓦斯参数预测,返回,返回,抽放影响范围,瓦斯含量等值线,掘进面抽放措施影响,瓦斯含量测点,等值线形状改变,采空区形成前附近的被保护煤层瓦斯压力