防治煤與瓦斯突出的一些基本常識

防治煤與瓦斯突出的一些基本常識
1、突出礦井的鑒定
煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一,因其具有突發(fā)性,對生產(chǎn)人員的安全危害極大。由于突出機理目前仍處于假說階段,影響它的因素隨機性又大,要完全控制它的發(fā)生,還有一定的難度,但采取一些行之有效的措施后,仍可以做到不發(fā)生或減少傷亡事故。根據(jù)目前所掌握的規(guī)律,隨著采掘深度的增加,突出發(fā)生的可能性與危害性也日趨嚴(yán)重,例如:礦井在開采淺部煤層時,從未出現(xiàn)過瓦斯動力現(xiàn)象,當(dāng)采掘到一定的深度時,就會出現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象。
瓦斯動力現(xiàn)象出現(xiàn)的初期,緩傾斜煤層多以壓出形式出現(xiàn),它與片幫現(xiàn)象很難區(qū)分。急傾斜煤層則多出現(xiàn)受煤體自重作用而誘發(fā)的傾出,而這種現(xiàn)象又與冒頂現(xiàn)象難以區(qū)分。因而判斷瓦斯動力現(xiàn)象的性質(zhì),需要經(jīng)驗豐富的專業(yè)機構(gòu)通過實測煤層瓦斯壓力,取樣分析化驗和現(xiàn)場勘查,綜合判斷該礦是否已具備發(fā)生煤與瓦斯突出的三大要素,以免判斷失誤,給生產(chǎn)帶來不必要的損失。判斷瓦斯動力現(xiàn)象的基本技術(shù)與裝備,一般在首次出現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象的礦井都是不具備的,難以進行正確的鑒定,因此需經(jīng)國家煤礦安全監(jiān)察局授權(quán)的單位鑒定。同樣,在一個突出礦井,由于受地質(zhì)條件的影響,采掘地區(qū)的變更或采掘條件的變化,經(jīng)過多年來的采掘?qū)嵺`,沒有再次出現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象,要對此現(xiàn)象出現(xiàn)真實的原因做出正確的判斷,同樣難度也是較大的。為了查明原因,做出正確的判斷,同樣也需做現(xiàn)場調(diào)查,實測瓦斯參數(shù),取樣分析化驗,綜合判斷突出礦井是否已不具備發(fā)生突出的三大要素。為了慎重的對待此項工作,以免造成由于判斷失誤而造成的重大人身傷亡事故,同樣也需要經(jīng)原鑒定單位確認后,才能撤消突出煤層或突出礦井的稱號。"新建突出礦井煤層突出危險性的再確認
在新建礦井,煤層的突出危險性是由地質(zhì)勘探部門提供的基礎(chǔ)資料確定的,這些資料一般是根據(jù)相鄰礦區(qū)或礦井的瓦斯,瓦斯動力現(xiàn)象資料和煤層的物理力學(xué)性質(zhì)資料確定的,具有一定的可信程度。因此在新建礦井的設(shè)計任務(wù)書必須明確確定該礦是否為突出礦井,并按相應(yīng)的技術(shù)要求進行設(shè)計,以免礦井投產(chǎn)后,由于發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象,礦井不具備防治突出的生產(chǎn)條件而造成的停產(chǎn)補套現(xiàn)象,給新投產(chǎn)礦井造成重大的經(jīng)濟損失或瓦斯事故?？碧讲块T所提供的瓦斯基礎(chǔ)資料雖具有一定的可信程度,但尚未進行驗證,所以新建礦井在建設(shè)期間,需進一步驗證勘探期間對煤層突出危險性判斷的可信程度,以便及時調(diào)整防治突出的措施,在新井建設(shè)期間,還必須根據(jù)揭穿各煤層的實際情況重新驗證煤層的突出危險性。#綜合防治突出措施。
煤與瓦斯突出是一種自然現(xiàn)象,它具有突發(fā)性,不完全的可知性,要想完全防止它的產(chǎn)生是難以達到的。根據(jù)現(xiàn)實情況,我國現(xiàn)有的防治突出方法首先要摸清楚它發(fā)生的地區(qū),范圍,采取必要的防治措施,改變其發(fā)生突出所應(yīng)具備的基本條件,使其不發(fā)生或降低其突出強度,并采取必要的安全防護措施,以保證施工人員的安全。從上述的思路可知,防治煤按語:目前在我國煤礦中,煤與瓦斯突出問題仍然比較突出。為此,組織有關(guān)專業(yè)人員撰寫此稿,分批刊出,供相關(guān)專業(yè)管理和技術(shù)人員參考。
煤與瓦斯突出工作,它已不是單一的技術(shù)措施,而是一套完整的綜合防治突出的系統(tǒng)工程,我們稱它為綜合防治突出措施?，F(xiàn)分兩部分加以敘述;突出預(yù)測,措施及效果檢驗。突出預(yù)測可分兩種,即區(qū)域預(yù)測和工作面預(yù)測。
預(yù)測的目的就是將突出礦井中有限的防突資金與人力用在突出礦井最需要,最危險的地方,以提高突出礦井的防突效率和降低突出礦井的生產(chǎn)成本。根據(jù)統(tǒng)計資料表明,突出礦井發(fā)生的突出區(qū)段,僅占采掘總面積或掘進總長度的()*%+),進行預(yù)測的目的是將()*%+)的區(qū)段盡可能的區(qū)分出來。要想一次用預(yù)測的方法,準(zhǔn)確無誤地劃分出突出危險區(qū)段或找出突出的地點,顯然在目前的條件下,具有相當(dāng)大的難度。目前,世界各主要采煤國家,都未能達到上述水平。
我國采取的預(yù)測途徑是采用縮小范圍的方法,逐步查明突出區(qū)域或突出地點。首先采用區(qū)域預(yù)測將突出礦井中的各個區(qū)段,采區(qū)劃分為突出危險區(qū),突出威脅區(qū)和無突出危險區(qū)。然后,在突出危險區(qū)中用工作面預(yù)測方法將采掘工作面進一步區(qū)分為突出危險工作面和無突出危險工作面。在突出危險區(qū)內(nèi)或突出危險工作面必須采取相應(yīng)的防治突出措施,以改善或消除突出的三大要素,但是由于煤層特性變化頻繁,采用固定的防突措施。參數(shù)施工,有時難以達到預(yù)期目的,因而還必須采取措施效果檢驗,以保證工作安全。
2、安全措施
眾所周知,突出礦井的防治突出工作,每天都在重復(fù)的進行,時間一長,難免在技術(shù)裝備上,思想上會出現(xiàn)失誤,為了防止由于這方面的失誤而導(dǎo)致的突出傷亡事故,綜合防治突出措施中規(guī)定,在執(zhí)行了預(yù)測,措施,措施效果檢驗后,還必須采用安全防護措施施工,以確保工作人員的安全。
安全措施主要指震動放炮和遠距離放炮。工作面落煤時是應(yīng)力明顯活動期,巖爆破落煤時,工作人員遠離工作面,可防止由于應(yīng)力激活誘發(fā)的突出對工作人員的傷害。而防護措施包括設(shè)置一些安全裝備或裝置或必要的組織措施,例如反向風(fēng)門,安全避難硐室,壓風(fēng)自救裝置,自救器等。
3、突出礦井專門防突機構(gòu)與人員的設(shè)置
煤與瓦斯突出有明顯的區(qū)域性特征,各地區(qū)或礦井所采取的防治突出措施 與手段也不盡相同,所以煤與瓦斯突出防治工作是一種專業(yè)性很強的工作,防突人員不僅需要采礦,礦壓,物理,化學(xué)等方面的基本專業(yè)知識,同時還需要積累豐富的實踐經(jīng)驗,而豐富的實踐經(jīng)驗來自于突出資料的積累,尤其是本礦的突出資料積累。因而突出礦井設(shè)置專門的機構(gòu)與人員進行管理是非常必要的,對積累突出資料和培養(yǎng)防突人材是非常有利的,這一點對突出礦井管好防治突出工作是至關(guān)重要的。經(jīng)驗告訴我們,凡是重視此項工作的突出礦井,防治突出管理工作就很正規(guī),突出事故發(fā)生率較低。從另外一點看,現(xiàn)在學(xué)校還未能培養(yǎng)出防治突出的專業(yè)人員滿足突出礦井的需要,因此突出礦井要想安全生產(chǎn),必須立足于自行培養(yǎng)自己所需的防治突出的專業(yè)人員。
4、突出礦井防治突出計劃的編制
突出礦井根據(jù)礦井生產(chǎn)采掘計劃,結(jié)合區(qū)域預(yù)測所劃分的突出危險區(qū),突出威脅區(qū),制定出礦井的年度,季度,月度防治突出計劃,目的是將防治突出工作納入礦井正常的生產(chǎn)計劃中,以便對防治突出工作加強管理。除此而外,可根據(jù)采掘計劃的安排,結(jié)合區(qū)域預(yù)測結(jié)果,可事先知道將被開采的采區(qū),煤層的突出危險程度,提前做好防治突出措施的編制和人力物力的安排,同時也可根據(jù)突出危險性程度,將采區(qū)或工作面事先做出輕,重,緩,急的安排,使防治突出的工作做到有序不亂。這樣,可最大限度地減少突出對生產(chǎn)的影響。
A、新建突出礦井,新水平,新采區(qū)投產(chǎn)時的要求
新建礦井,新水平,新采區(qū)投產(chǎn)時各種生產(chǎn)設(shè)施已完全齊備,已具備生產(chǎn)條件,但是防治突出設(shè)計中規(guī)定的工程設(shè)備,安全設(shè)施沒有或不符合規(guī)定要求時,強行投產(chǎn)后,必然對安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害。若勉強投產(chǎn)后再補套,勢必造成生產(chǎn)與安全兩者不能兼顧。因而,當(dāng)新建突出礦井,突出礦井的新水平,新采區(qū)驗收時,發(fā)現(xiàn)防治突出設(shè)計中規(guī)定的工程設(shè)備或安全設(shè)施不符合要求時,不要驗收移交生產(chǎn)。
B、新建突出礦井,突出礦井的新水平,新采區(qū)設(shè)計中要編制煤層防治突出設(shè)計
突出礦井防治突出效果的好壞,關(guān)鍵取決于礦井采掘計劃中是否考慮到了突出的防治,在開采前所必須做的防治突出工程。例如:有無采保護可開采,通風(fēng)系統(tǒng)能否達到突出工作面的通風(fēng)要求,根據(jù)煤層的突出危險性程度,采用何種形式的防治突出措施,需要做那些工程準(zhǔn)備,這些都需要在煤層開采前研究確定。為了做好防治突出工作,就需要把上述確定的方案,設(shè)施做好規(guī)劃,編制出突出煤層防治突出的專門設(shè)計。
C、布置突出礦井的采掘工作面應(yīng)考慮的因素
為了減少突出對生產(chǎn)的危害,盡量少擾動突出煤層,在有條件的地方,把主要巷道布置在巖石,無突出或突出危險性較低的煤層中。在開采了保護層的地方,要充分利用其保護范圍,將巷道布置在保護范圍內(nèi)。
地質(zhì)劇烈變化地帶,最易發(fā)生突出,且突出強度高,所以不能將石門布置在該帶中,以免增加危險和防治突出工作的難度。如果條件許可,先用煤巷掘至石門揭煤地點,然后石門再與煤巷溝通,為了防止煤巷掘進工作面與石門掘進工作面前方應(yīng)力的相互影響,應(yīng)力疊加而誘發(fā)的突出,煤巷必須超過石門貫通位置'(以上。為了防止石門與煤巷貫通時,炮眼底距煤巷幫的距離小于炮眼的最小抵抗線,火藥容易發(fā)生爆燃或有火焰噴出,當(dāng)煤巷中因通風(fēng)不良或沒有通風(fēng)而造成瓦斯聚集時,就會發(fā)生瓦斯爆炸事故,因而采用石門貫通煤層必須保證煤巷的正常通風(fēng)。應(yīng)力在煤與瓦斯突出中是一個不可忽視的重要因素,一般說來,應(yīng)力可分垂直應(yīng)力)巖石自重所形成的應(yīng)力*,水平應(yīng)力)構(gòu)造應(yīng)力*及采掘附加應(yīng)力。前二者在同一個采區(qū)或不大的范圍內(nèi),無明顯變化,而采掘附加應(yīng)力是一個變量,它是由于人們采掘活動,破壞了煤)巖*的原始應(yīng)力狀態(tài),使應(yīng)力重新分布的結(jié)果。在高應(yīng)力區(qū)內(nèi)進行采掘工作,易觸發(fā)應(yīng)力突變,導(dǎo)致在采掘工作面前方快速形成卸壓帶,造成煤體破壞,煤層中的瓦斯快速解吸,大量的游離瓦斯出現(xiàn)在煤層的裂隙,空隙中,參與破碎煤體,并將被破碎的煤塊搬運到遠離工作面的地方,形成突出。在#個或相鄰!個采區(qū)中,同一煤層的同一區(qū)段,兩個工作面進行相向采掘工作,當(dāng)!個工作面相互接近時,由于!個工作面的采掘附加應(yīng)力相互疊加,產(chǎn)生高應(yīng)力區(qū),易發(fā)生突出。因而在上述條件下,不能布置!個相向采掘工作面。
D、礦井瓦斯地質(zhì)圖
瓦斯地質(zhì)是研究礦井瓦斯涌出量,煤與瓦斯突出與地質(zhì)構(gòu)造的相互關(guān)系。在突出礦井中應(yīng)統(tǒng)計,總結(jié)出本礦井煤與瓦斯突出與礦井地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)律,并用于區(qū)域預(yù)測,劃分突出危險區(qū),突出威脅區(qū)和無突出危險區(qū),能對防治瓦斯突出工作起到積極指導(dǎo)作用。突出礦井的瓦斯地質(zhì)圖,是一種突出歷史資料的積累,它是在突出礦井日常工作中,對礦井瓦斯涌出量,煤與瓦斯突出和礦井地質(zhì)資料不斷積累完善的基礎(chǔ)上得出的。突出礦井,為了治理突出,就必須及時編制好礦井瓦斯地質(zhì)圖,供今后生產(chǎn)用。
E、防止誤穿突出危險煤層
嚴(yán)重突出礦井,為了防治瓦斯突出,常采用預(yù)抽突出煤層瓦斯的方法,防止在今后采掘工作中出現(xiàn)的煤與瓦斯突出,為了抽放突出煤層中的瓦斯,就要在突出煤層的頂?shù)装鍘r石中開鑿巖巷,通常巖巷距煤層要有一定的安全距離)其距離視煤層頂,底板的巖性而定*。但是當(dāng)巖石巷道進入到地質(zhì)變化帶時,煤層的走向,巖性都發(fā)生了變化,若安全距離減少,巖石變軟,受煤層中高壓瓦斯推力的作用或巖石卸壓的影響,會導(dǎo)致突出煤層自行揭穿或誤穿煤層,形成突出。例如:中梁山礦務(wù)局南礦在掘進抽放鉆場與六枝礦物局化處礦掘進底板抽放巷道時都發(fā)生了千噸級的大突出。除此之外,在開采了保護層的被保護層)已受保護的突出危險煤層中進行采掘工作時,同樣也要防止采掘工作面誤入未保護區(qū))尤其是接近未保護區(qū)的邊緣地帶,危險性更大,此處為高應(yīng)力集中地區(qū),容易發(fā)生突出,且突出強度較大。


（作者:華福民 ，男，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院）