煤与瓦斯突出防治技术宣讲交流材料PPT学习教案.pptx

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1、会计学1煤与瓦斯突出防治煤与瓦斯突出防治(fngzh)技术宣讲交流技术宣讲交流材料材料第一页,共102页。1.1 煤与瓦斯突出的定义煤与瓦斯突出的定义 在煤矿井下采掘过程中,在煤矿井下采掘过程中,在极短时间内(数秒至几分在极短时间内(数秒至几分钟)突然从煤(岩)体内喷钟)突然从煤(岩)体内喷出大量的煤(岩)与瓦斯的出大量的煤(岩)与瓦斯的现象,称为煤与瓦斯突出,现象,称为煤与瓦斯突出,简称简称(jinchng)突出。突出。1915年年8月月8日在天府矿务局三日在天府矿务局三汇坝,一矿主平硐揭汇坝,一矿主平硐揭6#煤层煤层震动放炮时突出煤岩量震动放炮时突出煤岩量12780吨,瓦斯量吨,瓦斯量14

2、0万立方米,这万立方米,这是目前为止所发生的的最大是目前为止所发生的的最大的一次突出事例,也是世界的一次突出事例,也是世界上第二大突出事例。尽管我上第二大突出事例。尽管我国煤与瓦斯突出历史比较短,国煤与瓦斯突出历史比较短,但是,是世界上第一个突出但是,是世界上第一个突出次数超万次的国家,因此是次数超万次的国家,因此是世界上突出最严重的国家。世界上突出最严重的国家。突出特点是突出矿井比较多,突出特点是突出矿井比较多,强度大,突出频繁。强度大,突出频繁。1.1.煤与瓦斯煤与瓦斯(w s)(w s)突出的危害突出的危害2/7/2023第1页/共102页第二页,共102页。煤与瓦斯突出是煤矿严重的自然

3、灾害之一,是煤、岩和瓦斯参与下的一种复杂的动力现象。具体表现为在数秒至几十秒钟极短的时间内向巷道、采面等采掘空间抛出大量的煤岩,并喷出大量的瓦斯。煤量从几吨到上万吨,瓦斯量从几十立方米到数百万立方米。危害轻的摧毁巷道支架(zhji),推倒矿车,破坏通风设施,引起局部地区风流反风,严重的使井巷充满煤岩和瓦斯,造成人员窒息、埋人,甚至可能引起矿井瓦斯爆炸等煤矿恶性伤亡事故。如1879年4月17日比利时阿拉波二号井上山眼掘进时发生了世界上第一例大强度突出,突出强度420吨煤,喷出50万立方米以上的瓦斯,逆流瓦斯从提升井口23m处绞车房附近的火炉引燃瓦斯,火焰高达50m,井口建筑一片废墟,在2小时后火

4、焰将要熄灭时,又连续发生了7次恶性瓦斯爆炸,造成124人丧生,其中地面烧死3人,烧伤11人的特大恶性煤与瓦斯突出事故。1.2 1.2 煤与瓦斯煤与瓦斯煤与瓦斯煤与瓦斯(w s)(w s)突出的突出的突出的突出的危害危害危害危害2/7/2023第2页/共102页第三页,共102页。1.3 煤与瓦斯突出预兆煤与瓦斯突出预兆(1)早期预兆)早期预兆 主要特征:煤变软,光泽暗,主要特征:煤变软,光泽暗,节理层理紊乱。节理层理紊乱。处理原则:密切观察,提高处理原则:密切观察,提高防突意识,加强防突措施和防防突意识,加强防突措施和防护护(fngh)监控。监控。(2)中期预兆)中期预兆 主要特征:钻粉多,钻

5、进慢,主要特征:钻粉多,钻进慢,夹钻,顶钻,喷孔等异常。夹钻,顶钻,喷孔等异常。处理原则:按规程规定,处理原则:按规程规定,撤人,汇报,待突出危险消除撤人,汇报,待突出危险消除后方可续继作业。此外,还应后方可续继作业。此外,还应注意:停钻、停电,加强防护注意:停钻、停电,加强防护(fngh),若孔口喷火,应立,若孔口喷火,应立即用即用“湿衣湿衣”或黄土捂灭。或黄土捂灭。2/7/2023第3页/共102页第四页,共102页。(3 3)临突预兆)临突预兆)临突预兆)临突预兆主要特征:面来压,响煤炮,瓦斯涌出异常主要特征:面来压,响煤炮,瓦斯涌出异常主要特征:面来压,响煤炮,瓦斯涌出异常主要特征:面

6、来压,响煤炮,瓦斯涌出异常工作面来压:掘进工作面临突前,瞬时出现顶压,底鼓,两邦工作面来压:掘进工作面临突前,瞬时出现顶压,底鼓,两邦工作面来压:掘进工作面临突前,瞬时出现顶压,底鼓,两邦工作面来压:掘进工作面临突前,瞬时出现顶压,底鼓,两邦来劲,片邦掉顶、支架变形、损坏、来劲,片邦掉顶、支架变形、损坏、来劲,片邦掉顶、支架变形、损坏、来劲,片邦掉顶、支架变形、损坏、“发抖发抖发抖发抖”、迎头煤体外移、迎头煤体外移、迎头煤体外移、迎头煤体外移等剧等剧等剧等剧 。响煤炮:在煤体内部,出现煤炮频发,顶板响煤炮:在煤体内部,出现煤炮频发,顶板响煤炮:在煤体内部,出现煤炮频发,顶板响煤炮:在煤体内部,

7、出现煤炮频发,顶板(d(d ngbngb n)n)与煤体断与煤体断与煤体断与煤体断裂声,瓦斯射流声等,显现异常强烈。裂声,瓦斯射流声等,显现异常强烈。裂声,瓦斯射流声等,显现异常强烈。裂声,瓦斯射流声等,显现异常强烈。瓦斯涌出异常:瓦斯涌出忽大忽小,总趋势增大。瓦斯涌出异常:瓦斯涌出忽大忽小,总趋势增大。瓦斯涌出异常:瓦斯涌出忽大忽小,总趋势增大。瓦斯涌出异常:瓦斯涌出忽大忽小,总趋势增大。2/7/2023第4页/共102页第五页,共102页。1.5 煤与瓦斯突出规律煤与瓦斯突出规律(1)煤层突出危险性随采深增加煤层突出危险性随采深增加而加大。而加大。(2)突出多发生在地质构造带。突出多发生在

8、地质构造带。如在断层、褶曲和火成岩侵入如在断层、褶曲和火成岩侵入的地区,受挤压扭曲严重易发的地区,受挤压扭曲严重易发生突出。生突出。突出的气体主要是突出的气体主要是CH4,少数情,少数情况下为况下为CO2。一般情况下,瓦。一般情况下,瓦斯压力和瓦斯含量越大,突出斯压力和瓦斯含量越大,突出危险越严重。危险越严重。煤体破坏程度煤体破坏程度(chngd)越严重,越严重,煤的强度越小,突出危险性越煤的强度越小,突出危险性越大。大。采掘工作面应力集中区容易发生采掘工作面应力集中区容易发生突出。突出。突出常发生于外力冲击作用下。突出常发生于外力冲击作用下。如放炮、支护、落煤等作业方如放炮、支护、落煤等作业

9、方式诱导。式诱导。突出多数有突出予兆。突出多数有突出予兆。石门突出危险性最大。石门突出危险性最大。煤层突出危险区常呈带状分布。煤层突出危险区常呈带状分布。统计表明在突出煤层中,突出统计表明在突出煤层中,突出危险区占突出煤层总区域面积危险区占突出煤层总区域面积不到不到10,即突出煤层并非处,即突出煤层并非处处都危险,相反大多数地区无处都危险,相反大多数地区无突出危险,这也是突出预测工突出危险,这也是突出预测工作的意义所在。作的意义所在。2/7/2023第5页/共102页第六页,共102页。1.5 突出的基本特征突出的基本特征突出的煤抛出距离较远,具有突出的煤抛出距离较远,具有明显的分选性;明显的

10、分选性;抛出的煤堆积角小于煤的自然抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角;安息角;抛出的煤破碎程度较高,含有抛出的煤破碎程度较高,含有大量的煤块和手捻无粒感的煤大量的煤块和手捻无粒感的煤粉粉有明显的动力效应,破坏支架、有明显的动力效应,破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施;巷道内的设施;有大量的瓦斯有大量的瓦斯(w s)涌出,瓦涌出,瓦斯斯(w s)涌出量远远大于突出涌出量远远大于突出煤的瓦斯煤的瓦斯(w s)含量,有时会含量,有时会使风流逆转;使风流逆转;突出孔洞呈口小腔大的梨形、突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形舌形、倒瓶形以及其它分岔形等

11、。等。2/7/2023第6页/共102页第七页,共102页。2/7/2023第7页/共102页第八页,共102页。2/7/2023第8页/共102页第九页,共102页。1.6 倾出的基本特征倾出的基本特征倾出的煤就地按自然安息角堆积,倾出的煤就地按自然安息角堆积,并无分选现象;并无分选现象;倾出的孔洞倾出的孔洞(kngdng)呈孔大腔呈孔大腔小,孔洞小,孔洞(kngdng)轴线压风轴线压风自沿煤层倾斜或铅垂方向(厚自沿煤层倾斜或铅垂方向(厚煤层)发展;煤层)发展;无明显动力效应;无明显动力效应;倾出常发生在煤质松软的急倾斜倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中;厚煤层中;巷道瓦斯涌出量明显增大。

12、巷道瓦斯涌出量明显增大。2/7/2023第9页/共102页第十页,共102页。2/7/2023第10页/共102页第十一页,共102页。1.8 压出的基本特征压出的基本特征压出有两种形式,即煤的整体压出有两种形式,即煤的整体位移位移(wiy)和煤有一定距离的和煤有一定距离的抛出,但位移抛出,但位移(wiy)和抛出的和抛出的距离都较小;距离都较小;压出后,在煤层与顶板之间的压出后,在煤层与顶板之间的裂隙中,常留有细煤粉,整体裂隙中,常留有细煤粉,整体位移位移(wiy)的煤体上有大量的的煤体上有大量的裂隙;裂隙;压出的煤呈块状,无分选显现;压出的煤呈块状,无分选显现;巷道瓦斯(二氧化碳)涌出量巷道

13、瓦斯(二氧化碳)涌出量增大;增大;压出可能无孔洞或呈口大小腔压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。小的楔形孔洞。压出时常伴随巷道底鼓。压出时常伴随巷道底鼓。2/7/2023第11页/共102页第十二页,共102页。2/7/2023第12页/共102页第十三页,共102页。2/7/2023第13页/共102页第十四页,共102页。2/7/2023第14页/共102页第十五页,共102页。p开采深度大p地质(dzh)构造复杂,构造煤发育p瓦斯含量高(深部区域超过25m3/t),瓦斯压力大(最大6.61MPa)平煤矿区主采煤(ci mi)层特点:煤层煤层煤层底板标高煤层底板标高(m)最大瓦斯压力最

14、大瓦斯压力表压表压(MPa)含量含量(m3/t)丁5.6-4671.99.5戊8-5506.6115.07戊9-10-5546.411.42己15-3742.0625.64己15-16-5702.7626.8各突出(t ch)煤层瓦斯参数表2.2.中平能化集团矿区煤与瓦斯突出规律分析中平能化集团矿区煤与瓦斯突出规律分析2/7/2023第15页/共102页第十六页,共102页。pp煤层透气性系数低(0.0001-0.0228mD),属难以抽采煤层;平煤矿区煤层透气性系数在0.00010.0228mD之间,禹州矿区二1煤层透气性系数在0.0290.09mD之间。pp突出(t ch)危险性大,并伴有

15、冲击地压灾害2/7/2023第16页/共102页第十七页,共102页。禹州矿区(kun q)主采煤层特点:p二1煤层赋存极不稳定,煤层松软(f值0.10.3)p顶板为极其坚硬的大占砂岩(厚度20m以上)p煤层具有高吸附、低透气特征,瓦斯解吸运移规律复杂,抽采困难p瓦斯压力(yl)大(最大1.5MPa),突出危险性大,。汝州矿区主采煤(ci mi)层特点:p二1煤层赋存不稳定,煤层较软p开采深度较浅,瓦斯含量(3-7m3/t)及压力较低(0.3-1.0MPa)p除长虹矿具有突出危险性,其余为低瓦斯矿井2/7/2023第17页/共102页第十八页,共102页。中平能化集团自1984年发生第一次煤与

16、瓦斯突出(t ch)以来,累计发生突出(t ch)155次,突出(t ch)总煤量18195t,总瓦斯量128.7万m3,平均煤量117.4t/次,平均瓦斯量8303.2m3/次,其中最大强度为平禹四矿的两次突出(t ch),2010年“10.16”突出(t ch),突出(t ch)煤量2547t,涌出瓦斯量15万m3,2008年“8.1”突出(t ch),突出(t ch)煤量2555t,涌出瓦斯量26万m3。2.12.1煤与瓦斯突出事故煤与瓦斯突出事故(shg)(shg)规律分析规律分析2/7/2023第18页/共102页第十九页,共102页。不同年份突出次数和平均(pngjn)突出强度 1

17、996年以前,每年突出次数(csh)810次,平均突出强度43.1t;19972006年,每年突出6次,平均强度77.6t;近几年,每年突出13次,但平均强度达到1200t以上。按年度(nind)分析 2/7/2023第19页/共102页第二十页,共102页。按突出(t ch)强度分析 突出强度(qingd)分布表突出强度突出强度突出次数突出次数(次)(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)平均煤量平均煤量(t)平均瓦斯量平均瓦斯量(m3)比例比例(%)100吨124288219406623.2156580100500255988328292239.513131.716.1 5

18、0010002114563030572.5315151.3 1000482357585572047.1184578.32.6 总计155182501343945117.78670.6100在155次突出中,100吨以下的突出124次,占总次数的80%,大型特大型突出6次,大部分发生在2006年以后。表明突出强度的加剧与采掘深度的延伸以及(yj)复杂地质灾害有密切关系。第20页/共102页第二十一页,共102页。按埋藏深度(shnd)分析始突深度为340m,400m垂深以上突出10次,占总数的6%;401m500m区段突出32次,占总数的21%;501m600m区段以下突出64次,占总数的41%

19、。随着(su zhe)矿区开采深度的延伸埋深500m以下区域突出危险性和强度明显增大。突出(t ch)埋藏深度分布表埋藏深度埋藏深度(m)次数次数(次)(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)平均煤量平均煤量(t)平均瓦斯平均瓦斯量(量(m3)占突出次数占突出次数比例(比例(%)301400106543857665.4 3857.6 6%40150032201213769662.9 4303.0 21%501600647653561187119.6 8768.5 41%601700181916371686106.4 20649.2 12%70180015206210237113

20、7.5 6824.7 10%8009009118661429131.8 6825.4 6%901以上7276771000395.3 10142.9 5%合计155182501343945117.7 8670.6 100%第21页/共102页第二十二页,共102页。按煤层(micng)分析突出(t ch)煤层表突出煤层突出煤层突出次数突出次数(次)(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)最大突出煤最大突出煤量(量(t)平均煤量平均煤量(t)平均瓦斯平均瓦斯量(量(m3)比例比例(%)丁丁5-640507227124812.7567.825.8戊戊9-104119571172745

21、5147.72860.326.5己己组组煤煤己己15283358218949478119.97819.618.1己己15.16839631193542000495.414919.35.2己己15.172028564267621133142.821338.112.9己己16.17155022749412833.51832.99.7己己15283358218949478119.97819.618.1合计合计155182501343945117.78670.6100.0突出(t ch)煤层主要是丁组、戊组、己组(二1)。丁组突出(t ch)40次,占总次数的25.8%;戊组41次,占26.5%;己组

22、74次,占47.7%。第22页/共102页第二十三页,共102页。按矿井(kungjng)分析 矿区共发生突出155次,其中八矿、十矿、十二矿、十三矿共发生121次,占总突出次数的78.1%;最大的两次突出发生在平禹四矿。说明煤与瓦斯(w s)突出具有区域性和条带性分布特点。矿矿 别别突出次数突出次数(次)(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯突出瓦斯量(量(m3)平均煤量平均煤量(t)平均瓦斯平均瓦斯量(量(m3)占突出次数占突出次数比例(比例(%)一一 矿矿1242024200.6 四四 矿矿133001185723.08 912.1 8.4 五五 矿矿1339022238301710.6

23、8.4 六六 矿矿362175520.7 5851.9 八八 矿矿40395725160298.9 6290.1 25.8 十十 矿矿50471416927594.3 3385.5 32.3 十二矿十二矿27173712687464.3 4699.0 17.4 十三矿十三矿41941345524485.3 863812.6 白庙矿白庙矿151400514000.6 首山一矿首山一矿14030004030000.6 平禹四矿平禹四矿2510241000025512050001.3 合合 计计155181951287134.7117.7 8670.6 100第23页/共102页第二十四页,共102

24、页。按构造(guzo)分析 突出构造(guzo)分布表构造情况构造情况突出次突出次数(次)数(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)平均煤平均煤量(量(t)平均瓦斯量平均瓦斯量(m3)比例比例(%)有构造有构造8811571591872131.5 6725.8 56.8无构造无构造67667975207399.7 11225.0 43.2突出(t ch)与地质构造有密切关系。构造带内发生突出(t ch)88次,占总次数的56.8%。如:八矿13170机巷受辛店正断层影响,机巷正处在断层尖灭区,掘进不到200m连续突出(t ch)8次。2/7/2023第24页/共102页第二十五

25、页,共102页。按作业(zuy)方式及回采工艺分析 突出作业(zuy)方式分布表作业方式作业方式突出次数突出次数(次)(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)平均煤量平均煤量(吨)(吨)平均瓦斯量平均瓦斯量(m3)比例比例(%)放炮放炮72664838280692.3 5316.8 46.5 割煤割煤57441719623377.5 3442.7 36.8 打钻打钻96320723047702.2 80338.6 5.8 其它其它178654185950.9 2462.3 11.0 不同(b tn)作业方式平均突出煤量不同作业方式突出次数第25页/共102页第二十六页,共102

26、页。不同施工工艺期间(qjin)突出分析施工工艺施工工艺突出次数突出次数(次)(次)突出煤突出煤量(量(t)突出瓦斯突出瓦斯量(量(m3)平均煤量平均煤量(t)平均瓦斯平均瓦斯量(量(m3)比例比例(%)掘掘进进平巷平巷80807622762257578957578995.395.375.575.551.61%51.61%上山上山171712821282741277412775.475.457.857.810.97%10.97%下山下山1010164816489878998789164.8164.859.959.96.45%6.45%合计合计10710710552105527487057487

27、0598.698.671.071.069.03%69.03%石门揭煤石门揭煤4 414911491316773316773372.8372.8212.5212.52.58%2.58%回回 采采444462076207278467278467141.1141.144.944.928.39%28.39%合合 计计155155182501825013439451343945117.7117.773.673.6100.00%100.00%不同施工工艺期间(qjin)突出次数分布不同施工工艺平均(pngjn)突出煤量分布第26页/共102页第二十七页,共102页。按突出类型(lixng)分析突出类型(l

28、ixng)分布表突突 出出类类 型型突出次突出次数(次)数(次)突出煤量突出煤量(t)突出瓦斯量突出瓦斯量(m3)平均煤平均煤量(量(t)平均瓦斯量平均瓦斯量(m3)比例比例(%)突出突出26138881087506534.2 41827.2 16.8 压出压出113397424040535.2 2127.5 72.9 倾出倾出163881603424.3 1002.1 10.3 总计总计155181951287134.7117.7 8670.6 100.0 不同突出(t ch)类型突出(t ch)次数分布不同突出类型平均突出煤量分布第27页/共102页第二十八页,共102页。2.2 矿区煤与

29、瓦斯突出(t ch)基本特点突出(t ch)次数逐年减少,突出(t ch)强度越来越大,近年来的大型突出(t ch)多发生在措施执行过程中。不同埋深突出次数(csh)和平均突出强度随着矿区开采深度增加,瓦斯压力、瓦斯含量不断加大,地质构造趋于复杂,煤与瓦斯突出强度加大,灾害防治愈来愈难。第28页/共102页第二十九页,共102页。大型、特大型突出大多发生(fshng)在己组(二1)煤层第29页/共102页第三十页,共102页。l如2008年的8.1突出事故、2010年6.13突出事故、10.16突出事故均发生己组(二1)煤层执行防突措施过程(guchng)中,突出煤量均在1000吨以上。其中平

30、禹四矿发生的“8.1”和“10.16”事故是集团历史上强度最大、损失最为严重的两次突出。第30页/共102页第三十一页,共102页。大型、特大型突出(t ch)集中在平顶山东部矿区及平禹煤电四矿第31页/共102页第三十二页,共102页。n n防治煤与瓦斯突出规定于防治煤与瓦斯突出规定于20092009年年8 8月月1 1日起实施。日起实施。n nNo.2 No.2 “现现行行煤煤矿矿安安全全规规程程、规规范范、标标准准(biozh(biozh n)n)、规规定定等等有有关关突突出出防防治治的的内内容容与与本本规规定定不不一一致致的的,依依照照本规定执行。本规定执行。”n nNo.5 No.5

31、 “有有突突出出矿矿井井的的煤煤矿矿企企业业、突突出出矿矿井井,应应当当制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。”n nNo.7 No.7 “突突出出矿矿井井发发生生突突出出的的必必须须立立即即停停产产,并并立立即即分分析、查找突出原因析、查找突出原因”3.煤与瓦斯突出防治(fngzh)基本要求第32页/共102页第三十三页,共102页。n n3.1 突出煤层和突出矿井的定义n n 突出煤层:在井田范围内发生过煤与瓦斯突出危险 的煤层或经鉴定有煤与瓦斯突出危险的煤层。n n 突出矿井:开拓(kitu)、生产范围内有突出煤层的矿井。n n3.2 突出煤层和

32、突出矿井的鉴定n n 以下指标全部达到或者超过临界值的煤层确定为突出煤层。n n 3.煤与瓦斯(w s)突出防治基本要求煤层煤层破坏类型破坏类型瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度P坚固性系数坚固性系数f瓦斯压力瓦斯压力MPa临界值、100.50.74第33页/共102页第三十四页,共102页。n n3.2 突出煤层和突出矿井的鉴定n n 突出危险性鉴定基础资料:n n (1)煤层赋存条件及其稳定性;(2)煤的结构类型及工业分析;n n (3)煤的坚固性系数、围岩性质及厚度;n n (4)煤层瓦斯含量、瓦斯成分和煤的瓦斯防散初速度等指标;n n (5)瓦斯地质图;(6)地质构造类型及特征、火成岩侵入形

33、态及其分布、水文地质情况;(7)瓦斯涌出动力现象;(8)邻近矿井瓦斯情况。n n No11.煤矿有下列情况之一的,必须立即进行鉴定,完成n n 前按照(nzho)突出煤层管理:n n (1)煤层有瓦斯动力现象;n n (2)相邻矿井开采的同一煤层发生突出;n n (3)煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa。3.煤与瓦斯突出(t ch)防治基本要求第34页/共102页第三十五页,共102页。n n3.2 突出煤层和突出矿井的鉴定n n煤层瓦斯参数测试要求:n n防治煤与瓦斯突出规定第17条:地质测量部门与防突机构、通风部门共同编制矿井瓦斯地质图,图中标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质

34、构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量等资料,作为区域(qy)突出危险性预测和制定防突措施的依据;。n n防治煤与瓦斯突出规定第18条:突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的开采煤层,在延深达到或超过50m或开拓新采区时,必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数。3.煤与瓦斯突出(t ch)防治基本要求第35页/共102页第三十六页,共102页。n n3.3 防突管理与培训n n No.26.有突出矿井的煤矿企业主要负责人、突出矿井矿长应当分别每季度、每月进行防突专题研究,检查、部署防突工作;保证防突科研工作的投入,解决防突所需的人力、财力

35、、物力;确保抽、掘、采平衡;确保防突工作和措施的落实。n n No.27.有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置满足防突工作需要的专业防突队伍。n n No.32.突出矿井的管理人员和井下工作人员必须(bx)接受防突知识的培训,经考试合格后方准上岗作业。3.煤与瓦斯突出(t ch)防治基本要求第36页/共102页第三十七页,共102页。n n3.4 煤与瓦斯突出防治措施n nNo.6.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(ci ju)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(ci ju)活动。n nNo.33.突出矿井应当对突出

36、煤层进行区域突出危险性预测,经预测划分突出危险区和无突出危险区。n n 未进行区域预测的区域视为突出危险区。n nNo.39.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。n n 3.煤与瓦斯突出防治(fngzh)基本要求第37页/共102页第三十八页,共102页。n n3.4 煤与瓦斯突出防治措施n n区域预测方法:n n依据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行。n n区域防突的基本措施:n n开采保护层n n顶底板岩巷穿层预抽掩护煤巷掘进n n顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯n n顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯n n区域措施效果检验:n nNo.53.对预抽煤层瓦

37、斯区域防突措施进行检验时应当根据经“试验考察确定”的临界值进行评判。在确定前可以按照残余瓦斯压力或瓦斯含量进行检验。n n要求P残余0.74MPa或W残余8m3/t。n n采用其他方法和临界值,须经有突出危险性鉴定资质(zzh)的单位确定。3.煤与瓦斯(w s)突出防治基本要求第38页/共102页第三十九页,共102页。n n3.4 煤与瓦斯突出防治措施n n局部防突措施:n nNo.58.当区域验证为无突出危险时,应当采取(ciq)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。n n 只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发

38、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。n n采掘工作面局部综合防突措施:n n突出危险性预测预报n n局部防突措施n n防突措施效果检验n n安全防护措施3.煤与瓦斯(w s)突出防治基本要求第39页/共102页第四十页,共102页。n n3.4 煤与瓦斯突出防治措施n n防突技术的发展n n突出机理研究没有大的突破,不能完全掌握突出规律。n n突出过程复杂,防治技术需要深入探索。n n防突技术的进步经历(jngl)三个阶段:n n 安全防护为主震动爆破n n 防突措施为主各种防突措施应用发展n n 综合防治为主“四位一体”综合措施3.煤与瓦斯(w s)突出防治基本要

39、求第40页/共102页第四十一页,共102页。n n4.1 煤与瓦斯突出危险性预测原理 n n煤与瓦斯突出机理n n 不同的突出假说认为:突出是瓦斯、应力和煤结构力学综合作用(zuyng)的结果,是各因素不断变化的过程。n n (1)地应力条件n n (2)瓦斯条件n n (3)煤结构和力学性质条件n n煤与瓦斯突出危险性预测(效果检验)作用(zuyng)n n 评价采掘工作面前方突出主导因素的状态,指导防突措施的执行,评价防突效果。4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第41页/共102页第四十二页,共102页。n n4.2 突出(t ch)危险性预测方法分类4.煤与瓦斯(w s)突出危险性

40、预测 瓦斯瓦斯(w s)涌出初速度涌出初速度q 钻屑量钻屑量S 静态(不连续)预测:静态(不连续)预测:R值综合指标值综合指标 钻屑综合指标钻屑综合指标 钻屑解吸指标钻屑解吸指标h2 动态瓦斯动态瓦斯(w s)涌出特征涌出特征 声发射声发射 动态(连续)预测:动态(连续)预测:电磁辐射指标电磁辐射指标 V30指标指标 环境监测法环境监测法第42页/共102页第四十三页,共102页。n n4.2 突出危险性预测方法分类n n钻孔预测指标的机理n n钻屑量指标S反映地应力的大小,理论计算(j sun)每米钻孔(直径42mm)的自然出碴量1.8L。n n瓦斯涌出初速度q反映钻孔周围煤体中的瓦斯压力(

41、含量)、煤层的应力状态及其破坏圈的大小,含量越高、应力梯度越大,q值越大。n n钻屑瓦斯解吸指标h2或K1值煤的瓦斯放散能力和瓦斯压力大小。瓦斯突出危险性愈大的煤层,瓦斯压力愈大,煤的强度愈低,煤屑瓦斯解吸量也愈大。4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第43页/共102页第四十四页,共102页。n n4.2 突出危险性预测方法分类n n钻屑瓦斯解吸指标h2或K1值的意义n n钻屑瓦斯解吸指标h2是固定粒度(13mm)和一定重量的煤样,在暴露3min后前2min内向单位(dnwi)空间解吸引起的瓦斯压力变化值,表征煤样解吸瓦斯量;n n瓦斯解吸指标K1值是单位(dnwi)重量的煤样暴露第1mi

42、n内的瓦斯解吸量。n n K1=(Q+W)/t1/2n n t煤样暴露的总时间,min;n n t=0.1L+t1+t2n n L钻孔长度;t1暴露时间;t2测量时间;n n Q煤样的总解吸量,ml/g;n n W煤样暴露在大气中的瓦斯解吸量,ml/g。4.煤与瓦斯(w s)突出危险性预测第44页/共102页第四十五页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n石门揭煤工作面预测(效检)方法n nNo.72.综合指标(zhbio)预测法n n 在石门揭煤工作面通过岩层测定煤层瓦斯压力、含量等基础参数,进行突出危险性预测,具体指标(zhbio)为:n n D=(0.0075H/f 3)(

43、P0.74)(1)n n K=P/f (2)n n 测定的综合指标(zhbio)D、K都小于临界值,或者指标(zhbio)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。4.煤与瓦斯(w s)突出危险性预测综合指标综合指标D综合指标综合指标K无烟煤无烟煤其他煤种其他煤种0.252015第45页/共102页第四十六页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n石门揭煤工作面预测(效检)方法n nNo.73.钻屑瓦斯解吸指标预测法n n 石门揭煤工作面至少布置(bzh)3个钻孔,每个钻孔每钻进1m采集13m

44、m直径的钻屑进行解吸。n n 测试瓦斯解吸指标时应在3分钟之内取样、装入仪器进行解吸。n n n n 瓦斯解吸指标临界值见下表:4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测煤样煤样h2临界值(临界值(Pa)K1临界值临界值mL/g.min1/2干煤样干煤样2000.5湿煤样湿煤样1600.4第46页/共102页第四十七页,共102页。n n4.3 规定中主要(zhyo)预测方法n n 煤巷掘进工作面预测(效检)方法n nNo.75.钻屑指标预测法n n 测试指标:n n钻屑量Sn n解吸指标n n h2或K1值4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第47页/共102页第四十八页,共102页。n n4

45、.3 规定中主要预测方法n n 煤巷掘进工作面预测(效检)方法n nNo.75.钻屑指标预测法n n 要求:n n近水平、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。n n钻孔应尽可能布置(bzh)在软分层中。n n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。n n临界值:h2=200Pa K1=0.5 mL/g.min1/2 S=6kg/m4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第48页/共102页第四十九页,共102页。n n4.3 规定中主要预测(yc)方法n n 煤巷掘进工作面

46、预测(yc)(效检)方法n nNo.76.复合指标预测(yc)法n n 测试指标:n n钻屑量Sn n瓦斯涌出n n 初速度q4.煤与瓦斯(w s)突出危险性预测第49页/共102页第五十页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n 煤巷掘进工作面预测(效检)方法n nNo.76.复合指标预测法n n 要求:n n近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工(sh gng)3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工(sh gng)2个直径42mm、孔深810m的钻孔。n n钻孔应尽可能布置在软分层中。n n钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q

47、。n n临界值:q=5L/m.min S=6kg/m(L/m)4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第50页/共102页第五十一页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n 煤巷掘进工作面预测(效检)方法n nNo.77.R值指标预测法n n 测试指标:n n钻屑量Sn n瓦斯涌出(yn ch)n n 初速度q;n n 计算R值n n 进行判断。4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第51页/共102页第五十二页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n 煤巷掘进(jujn)工作面预测(效检)方法n n值指标预测法n n 要求:n n近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少

48、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。n n钻孔应尽可能布置在软分层中。n n钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。n n临界值:R=6 R=(Smax1.8)(qmax4)n n Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量,L/m;n n qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度,L/min4.煤与瓦斯(w s)突出危险性预测第52页/共102页第五十三页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法(fngf)n n 采煤工作面预测(效检)方法(fngf)n nNo.78.可采用与煤巷掘进工作面相同的预测方法(

49、fngf)n n 要求:n n 应沿采煤工作面每隔n n 1015m布置一个预n n 测钻孔,深度510m。4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第53页/共102页第五十四页,共102页。n n4.3 规定中主要预测方法n n 煤与瓦斯突出危险性预测超前距规定n nNo.60.煤巷掘进和采煤工作面应保留的最小预测超前距2m。n n煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标确定n nNo.69.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。n n应视为有突出危险的情况n n(一)煤层的构造破坏带,包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等;n n(二)煤层赋存条件急剧变化;(三

50、)采掘应力(yngl)叠加;n n(四)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。4.煤与瓦斯突出(t ch)危险性预测第54页/共102页第五十五页,共102页。n n加区域措施:局部措施n n5.1 煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施n n顶底板岩巷穿层抽采措施n n 距离煤层(micng)顶板或底板一定距离施工岩巷,穿层超前预抽掘进范围内的煤体瓦斯,实现岩巷掩护煤巷掘进。5.防治(fngzh)煤与瓦斯突出措施第55页/共102页第五十六页,共102页。n n5.1 煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施n n边掘边抽结合超前排放钻孔防突措施n n掘进工作面正前采取超前排放钻孔措施,

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