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1、煤与瓦斯突出概念,1834年3月22日法国鲁阿尔煤田伊萨克矿井在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载的突出。支架工在架棚子时，发现工作面煤壁外移，三个工人立即逃跑，巷道煤尘弥漫，一人被煤流埋没死亡，一人被瓦斯窒息牺牲，一人逃跑得救。突出煤沿巷道堆积13m长，煤粉散落15m长。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。1950年吉林省辽源矿务局富国西二坑在垂深280m煤巷掘进发生第一次有记载突出。我国最大突出是于1975年8月8日在天府矿务局三汇坝一矿主平硐(+280 m)，震动性放炮揭穿6号煤层时发生的，突出煤岩12780t(煤占60，矸占40)、甲烷40万m3。,煤与瓦斯突出的
2、危害,突出的煤炭突出的瓦斯突出冲击波破坏通风、生产系统引发其它灾害 瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、火灾等,郑州大平矿“10.20”瓦斯突出爆炸事故过程,21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量1894t(其中煤1300t),瓦斯量25万m3,突出地点,煤与瓦斯突出的分类,按动力现象的力学(能量)特征分类 煤与瓦斯突出可分为突出、压出与倾出三类。（1）发动突出的主要作用力是地应力和瓦斯压力的联合作用，通常以地应力为主，瓦斯压力为辅，重力不起决定作用；实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯潜能。（2）发动与实现压出的主要作用力是地应力，瓦斯压力与煤的自重是次要因素，压出的基本能源是煤岩所积蓄的弹性变形能。（3
3、）发动倾出的主要因素是地应力，即结构松软、含有瓦斯致使内聚力降低的煤，在较高地应力作用下，突然破坏、失去平衡，为其位能的释放创造了条件，实现倾出的主要力是失稳煤的自重。,按动力现象的强度分类（1）小型突出：强度1000t次（突出后，经过长时间排放瓦斯，回风系统瓦斯浓度才恢复正常）。,煤与瓦斯突出的一般规律,（1）突出发生在一定的深度上，开始发生突出的最浅深度称为始突深度，一般它比瓦斯风化带的深度深一倍以上。（2）突出的次数和强度随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。突出最严重的煤层一般是最厚的主采煤层。（3）突出的气体种类主要是甲烷，个别矿井(吉林营城、甘肃窑街)突出二氧化碳。（4）突出
4、煤层的特点是煤的力学强度低，而且变化大；透气性差(透气性系数10m2(Mpa2.d)；瓦斯放散初速度高；湿度小；层理紊乱、遭受过地质构造力严重破坏的“构造煤”。,（5）突出危险区呈带状分布，这是因为影响突出的主要因素受地质构造控制的缘故，而地质构造具有带状分布的特征。向斜轴部地区、向斜构造中局部隆起地区、向斜轴部与断层或褶曲交汇地区、火成岩侵入形成变质煤与非变质煤交混或邻近地区、煤层扭转地区、煤层倾角骤变、走向拐弯、变厚特别是软分层变厚地区、压性、压扭性断层地带、煤层构造分岔、顶、底板阶梯状凸起地区等都是突出点密集地区、也是大型甚至特大型突出地区。（6）受煤自重影响，自上前方向巷道的突出占大多
5、数，从下方向巷道的突出为数极少。突出的次数有随着煤层倾角增大而增多的趋势。（7）采掘工作往往可激发突出，特别是落煤与震动作业，不仅可引起应力状态的变化，而且可使动载荷作用在新暴露煤体上造成煤的突然破碎。（8）绝大多数突出都有预兆。（9）突出危险性随着有硬而厚的围岩(硅质灰岩、沙岩等）存在而增高（10）煤与瓦斯突出主要发生在掘进工作面，但石门突出强度最大。,煤与瓦斯突出预兆,预兆大体可分为三个方面：地压显现方面的预兆有，煤炮声、支架声响、掉碴、岩煤开裂、底鼓、岩与煤自行剥落，煤壁外鼓、来压、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻扦、钻粉量增大、钻机过负荷等；瓦斯涌出方面的预兆有，瓦斯涌出异常、瓦斯浓
6、度忽大忽小、煤尘增大、气温与气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤、哨声蜂鸣声等；煤力学性能与结构方面的预兆有，层理紊乱、煤强度松软或软硬不均、煤暗淡无光泽、煤厚变化大、倾角变陡、波状隆起、褶曲、顶、底板阶状凸起、断层、煤干操等等。,煤矿安全规程对突出矿井的特殊要求,第48条 采区开采前必须编制采区设计，并严格按照采区设计组织施工。一个采区内同一煤层不得布置3个(含3个)以上回采工作面和5个(含5个)以上掘进工作面同时作业。突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法。,第68条 采用放顶煤采煤法开采时，必须遵守下列规定（第68修订）：煤层有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出
7、危险的，严禁采用放顶煤开采。该条规定与煤矿安全规程183、186、187条保持一致，主要强调了区域的概念。也就是说，对于突出矿井的突出煤层，经区域预测，鉴定为突出危险区、威胁区的，严禁采用放顶煤开采；无突出危险区，可以采用放顶煤开采。不允许在突出危险区、威胁区布置放顶煤工作面后再采取局部消突措施进行回采。,第75条 高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域煤巷掘进工作面，严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。,第112条 矿井开拓新水平和准备新采区的回风，必须引入总回风巷或主要回风巷中。在未构成通风系统前，可将此种回风引入生产水平的进风中；但在有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井中，开拓新水平
8、和准备新采区时，必须先在无瓦斯喷出或无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤（岩）层中掘进巷道并构成通风系统，为构成通风系统的掘进巷道的回风，可以引入生产水平的进风中。上述2种回风流中的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%，其他有害气体浓度必须符合本规程第一百条的规定，并制订安全措施，报企业技术负责人审批。,第113条 生产水平和采区必须实行分区通风。准备采区，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤
9、层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。,第114条 采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1次。开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。,第115条 有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。,第118条 控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。,第127条 掘进巷道必须
10、采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。,第128条 安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定：。（五）瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，但每天应有专人检查次，保证局部通风机可靠运转。（六）严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向1个掘
11、进工作面供风。不得使用台局部通风机同时向个作业的掘进工作面供风。,第133条 一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：（一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，
12、并报省级煤矿安全监察机构备案。上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。新矿井设计文件中，应有各煤层的瓦斯含量资料。,第145条 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。（二）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：1大于或等于40m3/min；2年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/min；3年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min；4年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min；5年产量小于
13、或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。（三）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。,第149条 矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度，并遵守下列规定：。（三）采掘工作面的瓦斯浓度检查次数如下：1低瓦斯矿井中每班至少2次；2高瓦斯矿井中每班至少3次；3有煤（岩）与瓦斯突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。（四）采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查2次；有煤（岩）与二氧化碳突出危险的采掘工作面，二氧化碳涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查二氧化碳浓度。本班未进行工作的采掘工作面，瓦斯和
14、二氧化碳应每班至少检查1次；可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道的瓦斯或二氧化碳应每班至少检查1次。,第158条 高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的矿井的采煤工作面，必须装备甲烷断电仪。所有矿井必须安装矿井安全监控系统。矿井安全监控系统的安装、使用和维护必须符合规程和相关规定的要求。(第158条修订),第173条 在煤（岩）与瓦斯突出
15、矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。当瓦斯浓度超过0.5%时，必须停止机车运行。,第176条 矿井在采掘过程中，只要发生过1次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出，下同），该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。突出矿井及突出煤层的确定，由煤矿企业提出报告，经国家煤矿安全监察局授权单位鉴定，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。对于突出煤层或突出矿井，只有在有充分依据证明不再有突出危险，
16、由煤矿企业提出报告，经原鉴定单位确认和审批单位批准后，方可撤销，并报省级煤矿安全监察机构备案。新建矿井的煤层突出危险性根据地质勘探部门提供的基础资料，由国家煤矿安全监察局授权单位鉴定，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批。新井建设期间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，经验证与所定的煤层突出危险性不符时，由煤矿企业提出报告，报原审批部门审批。,第177条 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。开采突出煤层时，必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施。第178条 煤矿企业应掌握突
17、出动态和规律、填写突出卡片、积累资料、总结经验教训、制定防治突出措施，在每年第一季度内，将上年度的突出资料报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门和全国突出档案室。,第179条 对有突出危险的新建矿井，突出矿井的新水平、新采区，必须编制防治突出煤层突出的设计。设计应包括开拓方式、煤层开采程序、采煤方法、通风方式、支护形式、突出危险性预测方法、保护层的选择、抽放瓦斯和局部防治突出措施等内容。,第180条 突出矿井中布置采掘工作面应遵循下列原则：（一）主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中。应尽可能减少突出煤层中的掘进工作量。开采保护层的采区，应充分利用保护层的保护范围。（二）应尽可能减少石门揭穿
18、突出煤层的次数，揭穿突出煤层地点应避开地质构造带。如果条件许可，应尽量将石门布置在被保护区，或先掘出揭煤地点的煤层巷道，然后再与石门贯通。石门与突出煤层中已掘巷道贯通时，被贯通巷道应超过石门贯通位置5m以上、并保持正常通风。（三）在同一突出煤层的同一区段的集中应力影响范围内，不得布置2个工作面相向回采或掘进。突出煤层的掘进工作面，应避开本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中范围。,第181条 突出矿井必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，作为突出危险性区域预测和制定防治突出措施的依据。在突出煤层顶底板掘进岩巷时
19、，必须定期验证地质资料，及时掌握施工动态和围岩变化情况，防止误穿突出煤层。第一百八十二条 开采突出煤层时，每个采掘工作面的专职瓦斯检查工必须随时检查瓦斯，掌握突出预兆。当发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止工作面作业，并协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出、报告矿调度室。,第183条 突出煤层中的突出危险区、突出威胁区、严禁采用放顶煤采煤法、水力采煤法、非正规采煤法采煤。突出煤层中的突出危险区、突出威胁区的采掘工作面严禁使用风镐作业。第184条 有突出危险的采掘工作面爆破落煤前，所有不装药的眼、孔都应用不燃性材料充填，充填深度应不小于爆破孔深度的1.5倍。对采用直径大于120mm的钻孔、水力冲
20、刷或水力冲孔等措施在煤体中形成的孔洞，在爆破前应严密封闭孔口，孔内注满水、砂或填土。,第186条 突出矿井必须对突出煤层进行区域突出危险性预测(简称区域预测)和工作面突出危险性预测(简称工作面预测)。突出煤层经区域预测可划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。采掘工作面经工作面预测可划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。对采掘工作面实施防治突出措施后，应按工作面预测方法进行措施效果检验。措施效果检验指标都在该煤层突出危险临界值以下的，认为措施有效。,第187条 在突出威胁区内，根据煤层突出危险程度，采掘工作面每推进30100m应用工作面预测方法连续进行不少于2次的区域性预测验证，其中任何
21、1次验证为有突出危险时，该区域应改划为突出危险区。在无突出危险区内，可不采取防治突出措施。,第188条 在突出危险区内进行采掘作业时，必须采取综合防治突出措施。当预测为突出危险工作面时，应采取防治突出措施，只有经措施效果检验证实措施有效后，方可在采取安全防护措施的情况下进行采掘作业。每执行1次防治突出措施作业循环后，应再进行工作面预测，如预测为无突出危险，仍必须再采取防治突出措施，只有连续2次预测为无突出危险，该工作面方可视为无突出危险工作面。预测为无突出危险工作面，每预测循环应留有不小于2m的预测超前距。在无突出危险工作面进行采掘作业时，可不采取防治突出措施，但必须采取安全防护措施。,第18
22、9条 保护层的开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时，必须对保护层的保护效果进行检验。矿井首次开采保护层时，必须进行保护效果及保护范围的实际考察，并不断积累、补充和完善资料，以便得出保护效果及保护范围的参数。,第190条 预抽煤层瓦斯后，必须对预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其有效性指标应根据矿井实测资料确定。如无实测数据，可依据下列指标之一确定:（一）预抽煤层瓦斯后，突出煤层的残存瓦斯含量小于该煤层始突深度的原始瓦斯含量。（二）煤层瓦斯预抽率大于30%。采用煤层瓦斯预抽率作为有效性指标的突出煤层，在进行采掘作业时，必须采用工作面预测方法
23、对预抽效果进行经常复验。,第191条 掘进工作面防治突出措施效果检验有效时，允许的进尺量必须同时保证在巷道轴线方向留有不少于5m的措施孔超前距和不少于2m的检验孔超前距。采煤工作面防治突出措施效果检验有效时，允许的推进进度必须同时满足留有不少于3m的措施孔超前距和不少于2m的检验孔超前距。当防突措施无效时，不论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防治突出的补充措施，只有经措施效果检验有效后，方可在采取安全防护措施的前提下进行采掘作业。,第223条 井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次必须制定安全措施，
24、并遵守下列规定：（一）指定专人在场检查和监督。（二）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有个灭火器。（三）在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。（四）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯浓度不得超过0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。（五）电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后，工作地点应再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现异状，立即处理。（六）在有煤（岩）
25、与瓦斯突出危险的矿井中进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出危险区内的一切工作。,第316条 井下爆破工作必须由专职爆破工担任。在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层中，专职爆破工必须固定在同一工作面工作。爆破作业必须执行“一炮三检制”。,第347条 瓦斯矿井中使用机车运输时，应遵守下列规定：（一）低瓦斯矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内，可使用架线电机车，但巷道必须使用不燃性材料支护。（二）在高瓦斯矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。如果使用架线电机车，必须遵守下列规定：。（三）掘进的岩石巷道中，可使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。（四）瓦斯矿井的主要回风巷和采区进、回风巷内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。（五）煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，如果在全风压通风的主要风巷内使用机车运输，必须使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。,第531条 发生煤（岩）与瓦斯突出事故，不得停风和反风，防止风流紊乱扩大灾情。如通风系统及设施被破坏，应设置风障、临时风门及安装局部通风机恢复通风。恢复突出区通风时，应以最短的路线将瓦斯引入回风巷。回风井口50m范围内不得有火源，并设专人监视。是否停电应根据井下实际情况决定。,
