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1、l一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考l二、矿井设计的主要依据与勘探方法需要二、矿井设计的主要依据与勘探方法需要l三、生产实践反复验证需要三、生产实践反复验证需要l四、历史事故教训反复验证需要四、历史事故教训反复验证需要l五、近煤层顶底板岩巷掘进地质探查步骤与原则五、近煤层顶底板岩巷掘进地质探查步骤与原则l六、地质探查钻孔设计与施工要点六、地质探查钻孔设计与施工要点l七、探查报告编制要点七、探查报告编制要点l八、近突出煤层岩巷掘进防突现场管理八、近突出煤层岩巷掘进防突现场管理l九、对三个超前距现场管理的要求l十、突出前预兆与易发地带十、突出前预兆与易发地带 高瓦斯矿井随着开
2、采深度的增加为什么要强化高瓦斯矿井随着开采深度的增加为什么要强化防突预警特别是近煤层顶底板岩巷防突预警工作防突预警特别是近煤层顶底板岩巷防突预警工作一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考1、突出的定义2 2、煤层的生成环境、煤层的生成环境3、破碎煤体与瓦斯的关系4 4、地应力的内涵及与瓦斯的关、地应力的内涵及与瓦斯的关5、对瓦斯压力的认识与思考、为什么断层带、断层尖灭、煤厚突变带、煤、为什么断层带、断层尖灭、煤厚突变带、煤层分叉合并地带是突出的高发地带？层分叉合并地带是突出的高发地带？一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考1 1、突出的定义、突出的定义l 破
3、碎的煤体与瓦斯，在地应力和瓦斯压力的共同作用下，突然大量涌（抛）入采掘工作面空间的一种复杂的动力现象，叫煤与瓦斯突出。l 煤与瓦斯突出，就是一种能量的突然超强度释放，释放强度超出人们的控制能力。这里破碎煤体，是指非人类活动产生的破碎（采矿前就已经破碎）。要明析非人类活动引起煤层的破碎，首先应明析煤层成因。一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考 2、煤层生成环境、煤层生成环境 根据煤层沉积环境学方面的知识，我们知道，煤层的母体堆积环境属泥炭沼泽。煤层形成早期，应是近水平、连续分布，在较小范围内其煤层厚度、煤层的结构都应是近似的。l 而在煤矿生产实践中，我们不难发现，开采的煤层绝
4、大多数都是倾斜的，煤层的厚度、煤层的结构等变化都较大，时常会出现不连续（断层），煤体破碎俞严重，起伏变化俞大、厚度变化俞大，煤与瓦斯突出俞严重。l3 3、破碎煤体与瓦斯的关系、破碎煤体与瓦斯的关系l 根据淮北矿区同一沉积环境、同一时期、相同变质程度、同等深根据淮北矿区同一沉积环境、同一时期、相同变质程度、同等深度，其吸附常数（度，其吸附常数（a a、b b）差异较显著。尤其是）差异较显著。尤其是a a值更为显著，突出煤值更为显著，突出煤层层a a值明显高于非突出煤层，突出煤层软分层明显高于其他煤层。根值明显高于非突出煤层，突出煤层软分层明显高于其他煤层。根据煤变质与比表面积的关系，结合单分子理
5、论和朗格谬而方程可以据煤变质与比表面积的关系，结合单分子理论和朗格谬而方程可以预见，煤对瓦斯的吸附能力，不仅与煤的变质程度、瓦斯压力相关，预见，煤对瓦斯的吸附能力，不仅与煤的变质程度、瓦斯压力相关，而且与煤受构造破坏破碎程度相关，煤体越破碎，吸附瓦斯能力越而且与煤受构造破坏破碎程度相关，煤体越破碎，吸附瓦斯能力越强。强。l a b lQ b 朗格谬尔方程 一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考lQ Q表示煤层吸附瓦斯量表示煤层吸附瓦斯量(m3/t)(m3/t)la-a-吸附常数，取值范围为吸附常数，取值范围为345345
6、，物理意义是：吨煤最大吸附瓦斯量，物理意义是：吨煤最大吸附瓦斯量（立方米数）；（立方米数）；lb-b-吸附常数，取值范围为吸附常数，取值范围为0.120.12，物理意义是：反映煤层吸附瓦斯能，物理意义是：反映煤层吸附瓦斯能力随压力增加，吸附能力的增加幅度力随压力增加，吸附能力的增加幅度.lP-P-瓦斯压力瓦斯压力,单位为单位为Mpa.Mpa.l朗格谬而方程朗格谬而方程-实际上是分子力学研究之范畴实际上是分子力学研究之范畴,即固体比表面表面积即固体比表面表面积越大越大,吸附分子能力越强吸附分子能力越强.l研究发现研究发现,煤随变质程度的增加煤随变质程度的增加,裂隙裂隙(内生、次生内生、次生)越发
7、育，至半无烟越发育，至半无烟煤，其裂隙达到最大；另一面，煤层越破碎，表面积越大。煤，其裂隙达到最大；另一面，煤层越破碎，表面积越大。l 因此，在岩浆岩侵入区附近、构造煤（破碎煤体或软分层）区域，因此，在岩浆岩侵入区附近、构造煤（破碎煤体或软分层）区域，a a值常常较大，也常为瓦斯异常增高区，也是防治瓦斯、防治突的重值常常较大，也常为瓦斯异常增高区，也是防治瓦斯、防治突的重点区域。点区域。一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考l4、地应力的内涵及与瓦斯的关系l这里的地应力包括三个部分l（1）上覆岩体自重产生的垂直应力与侧向变形产生的水平应力（正常情况下可根据岩层泊松比计算），随
8、深度的增大而增加。l（2）构造残余应力（古构造运动仍残余在地下岩层中的应力）。l（3）采场附加应力（开采活动打破了厚有的应力平衡，使应力在某些部位集中）。垂直应力特征l随埋藏深度的增加而增大水平地应力l 地下煤体，除了受垂直方向的应力作用外地下煤体，除了受垂直方向的应力作用外,还受水平应力作用。还受水平应力作用。l 水平应力除受区域性侧向挤压应力外，还与岩层在垂直应力作用水平应力除受区域性侧向挤压应力外，还与岩层在垂直应力作用下产生横向膨胀有关；岩层越软，柏松比越大，横向膨胀量越大，由下产生横向膨胀有关；岩层越软，柏松比越大，横向膨胀量越大，由于横向膨胀产生的水平地应力也越大。于横向膨胀产生的
9、水平地应力也越大。l 煤层埋藏越深，垂直地应力越大，横向膨胀能力也越大，水平地煤层埋藏越深，垂直地应力越大，横向膨胀能力也越大，水平地应力也越大。应力也越大。l 水平地应力，对瓦斯封存有利；水平地应力越大，越不利于瓦斯水平地应力，对瓦斯封存有利；水平地应力越大，越不利于瓦斯逸散；高水平地应力区，常常是高瓦斯区、煤与瓦斯突出危险性强的逸散；高水平地应力区，常常是高瓦斯区、煤与瓦斯突出危险性强的区域。区域。地下煤体地应力分部示意图l l 构造残余应力构造残余应力l 煤岩层，在地应力的作用下，其应力强度超过了岩层的抵抗煤岩层，在地应力的作用下，其应力强度超过了岩层的抵抗能力（强度）而破断，岩层破断并
10、非能释放了全部应力，尚保存能力（强度）而破断，岩层破断并非能释放了全部应力，尚保存在岩层中的应力，我们称其为残余构造应力在岩层中的应力，我们称其为残余构造应力采场附加地应力采场附加地应力l井筒或钻孔周围应力分布示意图采场附加地应力采场附加地应力l掘进工作面执行措施前后，应力分布情况示意图采场附加地应力采场附加地应力l回采工作面布置情况示意图采空区回采工作面回风巷开采工作面回采工作面机巷待开采区工作面推进采场附加地应力采场附加地应力l采场周围附加应力分布情况示意图应力集中区开开采采卸卸压压区区应力集中区卸压区集中应力叠加区应力集中区正常应力区图例说明图例说明回采工作面回风巷待开采区工作面推进集中
11、应力叠加区采场附加地应力采场附加地应力l 由于人类活动改变了原始煤体应力分布，采掘工作面附近应力增加的区域，我们称之为“采场附加地应力”，附加地应力对煤体吸附瓦斯量起着一定的控制作用，应力增加，煤体吸附瓦斯能力增强，易使游离瓦斯向吸附瓦斯转化，瓦斯排放、瓦斯抽采效果降低，防治难度增大；因此在采场布置中，应尽可能地避免附加应力的产生。一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考l5、对瓦斯压力的认识与思考l 研究表明研究表明,泥炭成煤、变质全过程均不间断地生存甲烷，自煤泥炭成煤、变质全过程均不间断地生存甲烷，自煤化至烟煤阶段，生存甲烷量达百立方米化至烟煤阶段，生存甲烷量达百立方米/t
12、/t至数百立方米至数百立方米/t/t。l而我们今天煤矿开采过程中，煤层的甲烷（瓦斯）含量仅为几而我们今天煤矿开采过程中，煤层的甲烷（瓦斯）含量仅为几立方米立方米/t/t至数十立方米至数十立方米/t/t，大量的甲烷在慢长的地质历史时期，大量的甲烷在慢长的地质历史时期通过不同路径向外释放或者说扩散。通过不同路径向外释放或者说扩散。l向外释放或扩散，与阻止释放或扩散，必将形成一对作用力与向外释放或扩散，与阻止释放或扩散，必将形成一对作用力与反作用力，这也就是我们通常测定的煤层瓦斯压力。反作用力，这也就是我们通常测定的煤层瓦斯压力。l因此：瓦斯压力与煤系地层古构造运动史，煤层所处的构造部因此：瓦斯压力
13、与煤系地层古构造运动史，煤层所处的构造部位、煤层顶底板围岩透气性、煤层本身导透气性密切相关，埋藏深位、煤层顶底板围岩透气性、煤层本身导透气性密切相关，埋藏深度等密切相关。度等密切相关。一、对煤与瓦斯突出认识与思考一、对煤与瓦斯突出认识与思考l、为什么、为什么“淮北矿区断层带，尤其是逆断层带与断层尖灭、淮北矿区断层带，尤其是逆断层带与断层尖灭、煤厚突变带、煤层分叉合并地带、残余煤岩柱对应应力集中带，煤厚突变带、煤层分叉合并地带、残余煤岩柱对应应力集中带，是突出的高发地带？是突出的高发地带？l 主要原因：这些地带煤层受破坏严重，煤体强度降低，抵抗主要原因：这些地带煤层受破坏严重，煤体强度降低，抵抗
14、外力能力减弱；一方面，这些地带，煤体破碎，比表面积增大，外力能力减弱；一方面，这些地带，煤体破碎，比表面积增大，吸附瓦斯能力增强，瓦斯含量高；又一方面，这些地带，古构造吸附瓦斯能力增强，瓦斯含量高；又一方面，这些地带，古构造应力常常仍在作用于煤体，逆断层带封闭性好，不利瓦斯流失，应力常常仍在作用于煤体，逆断层带封闭性好，不利瓦斯流失，有利于瓦斯保存；再一方面，残余煤岩柱对应带，应力超常集中。有利于瓦斯保存；再一方面，残余煤岩柱对应带，应力超常集中。因此！在采掘活动过程中，凡遇断层、断层尖灭带、煤层厚度突因此！在采掘活动过程中，凡遇断层、断层尖灭带、煤层厚度突变带、残余煤岩柱对应地带，必须立即停
15、止，制订补充措施。变带、残余煤岩柱对应地带，必须立即停止，制订补充措施。二、矿井设计的主要依据与勘探方法决定需要开展防突工作l 设计依据主要图件是煤层底板等高线平面图，煤层底板等高线平面图是根据地质剖面图分析绘制的，地质剖面图由根据地质钻孔分析绘制的；其最基本的原理是：根据岩性分布等，对相邻两孔见煤点进行对比并连接绘成剖面图，根据剖面图再绘成平面图；由于淮北矿区煤层沉积后曾遭受过多期强烈构造运动改造，断层极为发育，常有潜伏未知断层未被控制。l 生产多次证明，地勘部门提供的资料有多条断层未被控制，经对海孜、生产多次证明，地勘部门提供的资料有多条断层未被控制，经对海孜、童亭、临涣等矿断层统计，落差
16、大于童亭、临涣等矿断层统计，落差大于10m的断层，约有的断层，约有55%以上未被早期勘以上未被早期勘探所控制，最大漏勘断层落差达探所控制，最大漏勘断层落差达68m，落差小于，落差小于10m的断层，有的断层，有70%以上是以上是生产期间所发现的；新建矿井勘探精度则更低，甚至在生产准备过程，早期生产期间所发现的；新建矿井勘探精度则更低，甚至在生产准备过程，早期勘探煤层总体格架都存在问题，因此，突出煤层顶底板岩巷掘进强化地质工勘探煤层总体格架都存在问题，因此，突出煤层顶底板岩巷掘进强化地质工作，实行超前地质探查很有必要。作，实行超前地质探查很有必要。三、生产实践反复验证需要强化防突工作（一）名词解释
17、（一）名词解释 因本矿区常存在低角度断层，使断层另一盘向巷道靠因本矿区常存在低角度断层，使断层另一盘向巷道靠近在垂直投影方向近在垂直投影方向,可能提前可能提前,为保证安全，防止上图示构造，为保证安全，防止上图示构造，实行超前探查是很有必要的。实行超前探查是很有必要的。（二）为什么要保持地质探查超前距？四、历史事故教训反复验证需要强化地质超前探四、历史事故教训反复验证需要强化地质超前探查防止误揭煤层查防止误揭煤层l 2002 2002年年4 4月月7 7日，芦岭日，芦岭矿在岩巷施工在岩巷施工过程中程中,因没有因没有实施地施地质超前探超前探查，因断因断层导致致818-3818-3号眼号眼误揭煤揭煤
18、层，发生了生了历史上罕史上罕见的特大瓦斯突出事的特大瓦斯突出事故。突出煤故。突出煤(岩岩)10500)10500吨，瓦斯量吨，瓦斯量123123万万m3,m3,风流逆流逆转3000m3000m。其突出。其突出强度，度，位居世界突出位居世界突出强度的第三位度的第三位,位居中国突出位居中国突出强度的第二位。因突出煤岩冲度的第二位。因突出煤岩冲击、掩埋、窒息，造成掩埋、窒息，造成1313人死亡，多人重人死亡，多人重伤。教训实例一教训实例一教训实例一教训实例一事故主要原因l石石门施工前，没有施工施工前，没有施工钻孔孔对煤煤层位置位置进行准确控行准确控制，依据底板等高制，依据底板等高线图推推测煤煤层位置
19、位置;l 在施工在施工过程中，没有程中，没有实施施“边探探边掘、先探后掘、掘、先探后掘、不探不掘不探不掘”；l 石石门施工施工过程中，根据巷道程中，根据巷道见的的标志志层，大胆采用，大胆采用了一般煤了一般煤层巷道掘巷道掘预计方法；因方法；因隐伏断伏断层导致煤致煤层提提前靠近巷道，前靠近巷道，强突出煤突出煤层在地在地应力和瓦斯力和瓦斯压力的共同力的共同作用下，自行冲破作用下，自行冲破围岩，岩，发生特大突出。生特大突出。标志志层不不标志志4.74.7突出事故平面图突出事故平面图突出煤突出煤(岩岩)充填巷道充填巷道700余米余米,突出瓦斯搬运的最大岩块重达突出瓦斯搬运的最大岩块重达6.3吨，总突出煤
20、量达吨，总突出煤量达10500吨。吨。突出时风流逆转突出时风流逆转3000余米，突出发余米，突出发生半个小时左右生半个小时左右,12000m3/min的回风量的南风井，风流瓦斯浓度升的回风量的南风井，风流瓦斯浓度升到到18%，总突出瓦斯量，总突出瓦斯量123万立方万立方米。米。突出发生地点突出煤与瓦斯流动方向4.74.7突出事故瓦斯涌出特征突出事故瓦斯涌出特征 教训实例二教训实例二 1999年12月26日沈阳矿务局红菱矿石门揭煤时，因岩柱过小方执行防突措施，在执行措施时发生特大型煤与瓦斯突出，突出煤量2000吨，瓦斯逆流2000多米，死亡28人。以上二起事故由于火源控制措施得以上二起事故由于火
21、源控制措施得力，没有发生次生灾害（瓦斯爆炸），力，没有发生次生灾害（瓦斯爆炸），若火源控制措施不力，灾害更为严重。若火源控制措施不力，灾害更为严重。煤与瓦斯突出次生灾害更危险瓦斯爆炸试验现场图片 教训实例三教训实例三 1879年 4月 17日 比 利 时 的“阿 拉 波”2号 井，向 上 掘 进580610m水平之间的上山眼时,突出煤 420t，瓦斯50万m3，最初瓦斯喷出量2000m3/min，瓦斯逆风流从提升井冲至地面，距该井口23m处绞车房附近的火炉引燃了瓦斯，火焰高达50m，井口建筑物烧成一片废墟，2小时后，火焰将要熄灭时，又连续发生7次瓦斯爆炸，井下209人，死亡121人，地面3人烧
22、死，11人烧伤。教训实例四l 2004年年10月月20日，河南省郑州煤矿业日，河南省郑州煤矿业（集团）公司大平煤矿，（集团）公司大平煤矿，21轨道下山岩石巷道轨道下山岩石巷道工作面工作面(距地表距地表612m)，因逆断层导致煤层突，因逆断层导致煤层突然接近巷道，煤层和瓦斯自行突破围岩，突出然接近巷道，煤层和瓦斯自行突破围岩，突出煤岩煤岩1894t,瓦斯量瓦斯量25万万m3。突出发生。突出发生30min后，因架线电火花引爆瓦斯，后，因架线电火花引爆瓦斯，造成造成148人死亡，人死亡，32人受伤人受伤,直接经济损失近直接经济损失近4000万元。万元。22时09分12秒22时12分26秒瓦斯浓度从0
23、.12%升到40%以上.大平煤矿大平煤矿“10.2010.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示事故瓦斯突出及扩散过程演示22时31分31秒22时35分15秒,瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m322时32分16秒22时39分45秒,瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.m煤与瓦斯突出的直接原因（煤与瓦斯突出的直接原因（原为高瓦斯矿井）原为高瓦斯矿井）突出地点具备了发生煤与瓦斯突出的条件：突出地点具备了发生煤与瓦斯突出的条件：n位于向斜构造的轴部；位于向斜构造的轴部；n位于落差约位于落差约10m10m的逆断层处，事故分析推测瓦斯压的逆断层处
24、，事故分析推测瓦斯压力力=2Mpa=2Mpa。大平煤矿大平煤矿“10.2010.20”瓦斯爆炸传播过程演示瓦斯爆炸传播过程演示瓦斯爆炸波及范围 由于突出和瓦斯爆炸，使矿井通风系统破由于突出和瓦斯爆炸，使矿井通风系统破坏严重。危急坏严重。危急1313、1515、1111、2121四个采区和矿井四个采区和矿井西翼回风系统内所有人员生命安全。西翼回风系统内所有人员生命安全。事故教训的启示 特大型突出，大多特大型突出，大多发生在近突出煤生在近突出煤层顶底板岩巷掘底板岩巷掘进、石、石门揭煤施工揭煤施工期期间，突出，突出发生的主要原因均属生的主要原因均属误揭煤揭煤层，或距突出煤，或距突出煤层岩柱太小而造岩
25、柱太小而造成的，必成的，必须给与高度关注；与高度关注；l芦岭、芦岭、红阳突出灾害没有阳突出灾害没有扩大的主要因素：一是，瓦斯、煤流大的主要因素：一是，瓦斯、煤流强度太度太大，大，处在爆炸在爆炸浓度界度界线的瓦斯的瓦斯浓度空度空间太小；二是，及太小；二是，及时果断地切断了果断地切断了电源；大平煤源；大平煤矿、阿拉波二号井，突出后、阿拉波二号井，突出后30min30min左右，左右，继发多次瓦斯爆炸，多次瓦斯爆炸，伤亡十分惨重；亡十分惨重；l近突出煤近突出煤层顶底板岩巷掘底板岩巷掘进、石、石门揭煤，在揭煤，在强化地化地质工作的同工作的同时，必，必须保持一定的地保持一定的地质探探查控制超前距；控制超
26、前距；l一旦井下出一旦井下出现大面大面积瓦斯超限，瓦斯超限，应当机立断，立即切断井下当机立断，立即切断井下电源；源；l大型以上突出的警示：井下的火源，在突出大型以上突出的警示：井下的火源，在突出矿井，人井，人们只能有限控制；只能有限控制；l实行地行地质超前探制突出煤超前探制突出煤层，事关重大安全，事关重大安全问题。探。探查点要点要设点点编号号挂牌管理，明确最大允挂牌管理，明确最大允许进尺距离，尺距离，严禁超掘，是保障禁超掘，是保障矿井安全生井安全生产的的重要重要环节。五、近煤层顶底板岩巷掘进地质探查步骤与原则五、近煤层顶底板岩巷掘进地质探查步骤与原则l1、凡在突出煤层顶底板设计布置巷道，施工前
27、先绘制巷道与煤层空间关系预想地质剖面、凡在突出煤层顶底板设计布置巷道，施工前先绘制巷道与煤层空间关系预想地质剖面图；图；l2、开工前先施工地质探查孔对预想剖面的煤层与巷道空间关系进行钻探验证，第一组有、开工前先施工地质探查孔对预想剖面的煤层与巷道空间关系进行钻探验证，第一组有效地质探查孔不得少于效地质探查孔不得少于3个；个；l3、当验证煤层距巷道法距小于等于、当验证煤层距巷道法距小于等于20m时，实行钻孔超前控制，每组保持探查起点位置时，实行钻孔超前控制，每组保持探查起点位置有效孔不少于有效孔不少于3个，超前距不小于个，超前距不小于20m;l4、当突出煤层距巷道法距小于、当突出煤层距巷道法距小
28、于15m大于大于7m时，地质探查每处不小于时，地质探查每处不小于3组，每组有效孔不组，每组有效孔不少于少于3个，超前距不小于个，超前距不小于20m；l5、当突出煤层距巷道法距小于等于、当突出煤层距巷道法距小于等于7m时，必须先区域消除突出危险，经区域效果检验有时，必须先区域消除突出危险，经区域效果检验有效方可掘进，掘进前方要始终保持效方可掘进，掘进前方要始终保持20m有效区域措施超前距，严禁超掘。有效区域措施超前距，严禁超掘。六、地质探查钻孔设计与施工要点六、地质探查钻孔设计与施工要点l（一）设计要点l探查前要编制地质探查设计。设计内容包括：l1、钻孔孔数、孔径、孔的孔口位置、钻孔方位及角度、
29、见煤深度、穿煤长度、终孔深度、施工顺序，选择机型；l2、钻孔布置断面图、剖面图、平面图；l3、安全技术措施；l4、设计措施要经会审并经矿总工程师批准。l5、钻孔设计附表要求、钻孔设计附表要求l孔号编号应结合钻场钻孔编号，同一矿井要保持钻孔编号具有唯一性。（二）钻机、钻具选择、标定关键（二）钻机、钻具选择、标定关键事项事项1、要根据设计需要选择相应的钻机，绝不能凑合。2、强突出煤层、强突出煤层操作台与动力部分,必须实现分离；钻机功率大、转速高、起拔力大的钻机。3、钻杆强度高、钻具级配合理、对孔壁扰动小。4、若采用螺旋钻杆，螺旋叶片应适当降低，芯杆应适当加大，钻头与钻杆级配应视煤层松软情况确定，煤
30、层越软级差应越小。5、钻孔方位、仰俯角要精准，孔口位置可小范围调整的原则。6、钻孔标定顺序标定顺序l先标定方位，再稳固钻先标定方位，再稳固钻机，最后调整仰、俯角。机，最后调整仰、俯角。地质探查钻孔设计与施工要点地质探查钻孔设计与施工要点l（三）方位标定要点（三）方位标定要点l1、巷道迎头标定点不少于三根中线；l2、利用巷道中线，固定垂直巷道测钉（测钉固定要牢固，要保持两测钉连线垂直巷道、水平）；l3、用细线绳连接两测钉，细线绳要选择高强度材质，标定时要拉紧，用度尺可直接测量钻杆与巷道的夹角。l仰角、俯角可用度尺直接测量。地质探查钻孔设计与施工要点地质探查钻孔设计与施工要点 方位标定方法图示方位
31、标定方法图示 方位标定方法图示方位标定方法图示 钻孔施工稳钻的原则钻孔施工稳钻的原则l(四四)稳钻关键事项稳钻关键事项l1、稳钻是能否保证安全施工的、稳钻是能否保证安全施工的关键，也是能否实现按设计施工关键，也是能否实现按设计施工的关键；还是能否使钻机发挥其的关键；还是能否使钻机发挥其应有能力的关键。要求做到六不应有能力的关键。要求做到六不稳：稳：l安全设施不健全不稳钻；安全设施不健全不稳钻；l顶板、迎头煤岩壁支护不完整，顶板、迎头煤岩壁支护不完整，不稳钻；不稳钻；l基底浮矸活石没有清理净，不基底浮矸活石没有清理净，不稳钻；稳钻；l后路不畅，不稳钻；后路不畅，不稳钻；l迎头没有中线点，不稳钻；
32、迎头没有中线点，不稳钻；l 钻机有故障没排除、稳钻设钻机有故障没排除、稳钻设施不齐全、稳钻丈量器具不齐全，施不齐全、稳钻丈量器具不齐全，不稳钻。不稳钻。l（五）稳钻步骤（五）稳钻步骤钻孔施工稳钻关键与判断方法钻孔施工稳钻关键与判断方法l2、压车柱固钻关键、压车柱固钻关键l（1）固定钻机生根点不得少）固定钻机生根点不得少于于4个，绝不能少于个，绝不能少于3个；个；l（2）固定点接触面应尽可能）固定点接触面应尽可能增大，顶无活石、底无浮矸；增大，顶无活石、底无浮矸；l（3）流水不得冲刷钻机底座。）流水不得冲刷钻机底座。l3、判断钻机稳固的、判断钻机稳固的方法方法（1）运转时判别方法（听）运转时判别
33、方法（听机器的运转声、看钻机机器的运转声、看钻机运转时状态、压车柱是运转时状态、压车柱是否有劲）；否有劲）；（2）停钻时判别（观测孔）停钻时判别（观测孔口形状、观测钻杆磨损口形状、观测钻杆磨损情况、拍打压车柱观测情况、拍打压车柱观测颤动情况）。颤动情况）。钻孔施工先后顺序的原则钻孔施工先后顺序的原则l（六（六）钻孔施工）钻孔施工顺序顺序l1、水排碴钻孔施工、水排碴钻孔施工必须遵循的原则必须遵循的原则l必须先上后下顺序施工的原则；绝不可自下而上施工；若自下而上施工，必然导致孔内事故。七、探查报告编制要点七、探查报告编制要点l1、要对施工过程进行详细记录，钻孔终孔后要及时填图分析，发现与原设计存在
34、偏差的要查明原因；l2、分析绘制探查控制平面、剖面、断面图；l3、探查控制剖面图，每一列均要分别绘制；l4、根据控制成果绘制煤层最靠近巷道方向剖面图作为地质超前探查控制剖面；l5、根据相关规定，明确最大允许进尺距离；l6、探查成果提交前由地质防突副总组织会审，并经矿总工程师批准。八、近突出煤层岩巷掘进防突现场管理要点八、近突出煤层岩巷掘进防突现场管理要点l1、探查点要设点、编号，要醒目；l2、依据探查成果，编制近突出煤层掘进防突管理牌板；l3、管理牌板由瓦斯治理技术管理部门制定并悬挂在探查点附近，掘进单位负责管理维护；l4、掘进班队长班前要现场向矿调度汇报最大允许进尺，班后要汇报最大剩余允许进
35、尺，严禁超掘；l5、虽然在大允许进尺范围内，若发现顶底板岩石破碎、瓦斯异常、见探孔见煤线或煤层等，必须立即停止掘进，并及时报告矿调度等有关部门；l6、若煤层距巷道法距小于7m，必须先区域消除突出危险并经检验有效后方可掘进。近突出煤层岩巷掘进防突现场管理要点近突出煤层岩巷掘进防突现场管理要点九、对三个超前距现场管理要求九、对三个超前距现场管理要求l（一）地质探查超前距；前文已介绍l（二）防治措施超前距；l（三）效果检验或预测超前距；l（四）现场如何应用。（二）防治措施前方超前距（二）防治措施前方超前距l1、防突措施分类l措施分区域措施和局部措施两大类：突出危险区必须先区域消除突出危险，经区域检验
36、有效后方可掘进；在掘进过程中仍需对措施进行检验，检验发现指标超限必须再采取局部防突措施。l2、区域防突措施超前距：前方不小于20m;l3、局部防突措施超前距：前方不小于5m;是在区域消除突出危险后方可采用！千万注意！由于构造复杂区，早期石门区域措施未达到的地带，所采取的补充措施，决不能执行局部措施的超前距！记注-470m石门瓦斯高值超限的教训！（三）效果检验或预测超前距内涵（三）效果检验或预测超前距内涵l1、经检验或预测，小于突出临界值；l2、最短检验钻孔在巷道的投影长度为有效检验深度（或长度）；l3、有效检验深度（或长度）-允许掘进距离 检验超前距；l4、检验超前距的作用-为掘进和检验施工提
37、供安全屏障；l5、一班2m。（四）三个超前距现场如何应用（四）三个超前距现场如何应用l1、三个超前距均要实行挂牌管理；l2、由于三个超前距的起始点不同、允许进尺距离不同，现场必须分类挂牌管理，明确各自允许进尺距离；l3、牌板由瓦斯治理技术管理部门制定并悬挂在探查点附近，掘进单位负责管理维护；l4、掘进单位，要依据三个允许进尺的最小允许进尺距离组织生产；允许进尺，必须现场丈量计算，严禁超掘。十、突出前预兆与突出多发易发地带十、突出前预兆与突出多发易发地带突出预兆突出预兆l1、声响预兆声响预兆：煤炭中发出闷雷声、爆竹声、机枪声等，统称为响煤炮。：煤炭中发出闷雷声、爆竹声、机枪声等，统称为响煤炮。l
38、2、矿压预兆矿压预兆：响煤炮的同时，会出现煤壁掉渣、片帮、工作面煤壁外臌、煤：响煤炮的同时，会出现煤壁掉渣、片帮、工作面煤壁外臌、煤壁开裂颤动、支架来压、底臌、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻杆、钻粉量增大、壁开裂颤动、支架来压、底臌、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻杆、钻粉量增大、钻机过负荷等。钻机过负荷等。l3、瓦斯预兆瓦斯预兆：瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、气味异常、打：瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤。钻喷瓦斯、喷煤。l4、结构预兆结构预兆：煤体松软或软硬不均、煤暗淡无光泽、层理紊乱、厚度变化大、：煤体松软或软硬不均、煤暗淡无光泽、层理紊乱、厚度变化大、
39、倾角变陡。倾角变陡。l5、温度预兆温度预兆：煤壁和工作面附近温度降低、煤墙发凉；煤体温度升高。：煤壁和工作面附近温度降低、煤墙发凉；煤体温度升高。l突出多发易发地带突出多发易发地带 向斜轴部地带；帚状构造收敛端；煤层扭转区；煤层产状变化区；煤包及向斜轴部地带；帚状构造收敛端；煤层扭转区；煤层产状变化区；煤包及煤层厚度变化带；煤层分岔处；压性、压扭性断层地带；岩浆岩侵入区，邻煤层厚度变化带；煤层分岔处；压性、压扭性断层地带；岩浆岩侵入区，邻近层开采残余煤岩柱对应应力集中带。近层开采残余煤岩柱对应应力集中带。第二讲第二讲 当前淮北矿业集团瓦斯防治主要对策当前淮北矿业集团瓦斯防治主要对策l一、保护层
40、开采区域防突措施l二、无保护层开采的区域瓦斯治理措施l三、其他瓦斯治理对策一、开采保护层（上、下保护层）一、开采保护层（上、下保护层）l（一）保护层开采分类l（二）保护层开采瓦斯综合治理对策l（三）保护层开采瓦斯治理巷道布置l（四）保护层开采垂直工作面走向瓦斯综合治理剖面图l（五）保护层开采地面钻孔抽采方式目前淮北瓦斯防治主要对策目前淮北瓦斯防治主要对策上下保护层开采示意剖面图上下保护层开采示意剖面图l（一）保护层开采（分上保护层、下保护层开）突出煤层突出煤层上保护层开采上保护层开采下保护层开采下保护层开采目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（二）保护层开采瓦斯综合治理工程平面分布图（二）
41、保护层开采瓦斯综合治理工程平面分布图目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（三）保护层开采瓦斯治理巷道布置平剖面图（三）保护层开采瓦斯治理巷道布置平剖面图目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（四）保护层开采垂直工作面走向瓦斯综合治理剖面图（四）保护层开采垂直工作面走向瓦斯综合治理剖面图目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（五）保护层开采垂直工作面走向瓦斯抽采钻孔剖面示（五）保护层开采垂直工作面走向瓦斯抽采钻孔剖面示意图意图二、无保护层的区域瓦斯治理对策二、无保护层的区域瓦斯治理对策l（一）底板双岩巷区域治理措施l（二）倾向顺层长钻孔递进掩护预抽瓦斯措施l（三）岩巷超前预抽条带+顺层预
42、抽区域瓦 斯治理措施l（四）地面压裂预抽（一井三用）l（五）突出煤层石门揭煤技术目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策l（一）底板双岩巷区域治理措施目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（3 3）l（二）倾向顺层长钻孔递进掩护预抽瓦斯措施图图4-6 4-6 突出煤层下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方案突出煤层下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方案示意图示意图采空区上区段机巷腰巷机巷顺层长钻孔目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（三）岩巷超前预抽条带（三）岩巷超前预抽条带+顺层预抽区域瓦斯治理措施顺层预抽区域瓦斯治理措施目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（四）地面压裂预抽（一
43、井三用）（四）地面压裂预抽（一井三用）4、地面垂直钻孔预抽瓦斯技术地面地面压裂井裂井筛管完井方式示意管完井方式示意图地面垂直地面垂直钻井井结构示意构示意图目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（五）突出煤层石门揭煤技术（五）突出煤层石门揭煤技术l10、突出煤层石门揭煤瓦斯治理目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（六）特殊地带小区域措施（六）特殊地带小区域措施三、其他瓦斯治理对策三、其他瓦斯治理对策l（一）煤巷掘进局部防突措施l（二）高瓦斯、瓦斯喷出瓦斯抽采措施（三）高瓦斯工作面回采前及回采期间防治措施目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（5 5）（一）煤巷掘进局部防突措施目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策（二）高瓦斯煤巷掘进抽采措施（二）高瓦斯煤巷掘进抽采措施目前瓦斯防治主要对策目前瓦斯防治主要对策l（三）高瓦斯工作面回采前及回采期间防治措施