李嘴孜煤礦防突知識(shí)培訓(xùn)教材
第一講 煤與瓦斯突出的基本理論
我國(guó)煤與瓦斯突出災(zāi)害十分嚴(yán)重。目前已有250個(gè)礦井發(fā)生近15000余次突出，占世界突出總量的40%，年突出次數(shù)200～300起左右。有記載以來最早一次突出，發(fā)生在l 950年4月2日的遼源礦務(wù)局富國(guó)礦西二坑。最大的一次突出是1975年8月8日，在天府煤礦三匯壩一井的+280m水平主平硐，放震動(dòng)炮揭開6號(hào)煤層時(shí)發(fā)生突出，突出煤量12780t，瓦斯140萬m。，1t巖石被拋出1.20m，3t巖石被拋出50m之遠(yuǎn)。
淮南礦區(qū)第一次突出發(fā)生于1959年，在原謝二礦6—127mCl3平巷，因風(fēng)鎬作業(yè)引起傾出。礦區(qū)至今已發(fā)生突出145次，其中1000噸以上的突出3起，最大的一次為1988年原潘二礦W2B組運(yùn)輸石門，在揭B4煤過程發(fā)生的，突出煤量1433t，瓦斯2.2萬m3。
目前，除謝橋礦、張集礦外，其余礦井均發(fā)生過突出，防突形勢(shì)日益嚴(yán)峻。主采煤層大都為突出煤層，如潘一開采的1 3—1、11—2、8，新莊孜C 1 3、B l l b、B 6、B 4和謝一C 1 3、B l l b、B 9、B 4均屬突出煤層。而且煤與瓦斯突出危險(xiǎn)礦井?dāng)?shù)目、突出強(qiáng)度和頻度將隨開采深度延深、開采強(qiáng)度增大而逐漸增多。
一、煤與瓦斯突出的定義
煤與瓦斯突出是煤礦井下采掘過程中，在很短時(shí)間內(nèi)(數(shù)分鐘)，從煤(巖)壁內(nèi)部向采掘工作空間突然噴出煤(巖)和瓦斯的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱瓦斯突出或突出。突出是一種伴有聲響和猛烈力能效應(yīng)
的動(dòng)力現(xiàn)象。
二、煤與瓦斯突出的確定
突出煤層的確定方法有兩種：一是礦井中只要發(fā)生一次突出現(xiàn)象，該礦井就定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層定為突出煤層;二是利用單項(xiàng)指標(biāo)法預(yù)測(cè)，可以定性煤層的突出危險(xiǎn)性，只有四個(gè)指標(biāo)全部達(dá)到條件方可定為突出煤層，條件具體是煤的破壞類型為Ⅲ、Ⅳ、V類，瓦斯放散初速度△p大于或等于1 0，煤的堅(jiān)固性系數(shù)小于或等于0·5，煤層瓦斯壓力大于或等于0.7 4M p a。
三、煤與瓦斯突出的危害
主要表現(xiàn)在：破壞巷道、設(shè)備、系統(tǒng)，沖擊傷人、煤流埋人，瓦斯造成人員窒息，引起瓦斯、煤塵爆炸，延誤生產(chǎn)等。
四、煤與瓦斯突出的分類及特征
依據(jù)動(dòng)力現(xiàn)象的力學(xué)特征，煤與瓦斯突出可分壓出、傾出、突出三種形式。
1、煤的壓出并伴隨大量瓦斯涌出，簡(jiǎn)稱壓出，主要特征有：①煤的整體位移或煤有一定距離的拋出，但位移和拋出的距離較小;②壓出后，在煤層與頂板之間的裂隙中，常留有細(xì)煤粉，整體位移的煤體上有大量的裂隙;③壓出的煤呈塊狀，無分 選現(xiàn)象;④巷道瓦斯涌出量增大;⑤壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。
2、煤的傾出并伴隨大量瓦斯涌出，簡(jiǎn)稱傾出， 主要特征有：①傾出的煤就地按自然安息角堆積，并無分選現(xiàn)象;②傾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞軸線沿煤層傾斜或鉛垂(厚煤層)方向發(fā)展;③無明 顯動(dòng)力效應(yīng);④傾出常發(fā)生在煤質(zhì)松軟的急傾斜煤層中;⑤巷道瓦斯涌出量明顯增加。
3、煤或巖石突然拋出伴隨瓦斯噴出，簡(jiǎn)稱突出，主要特征有：①突出的煤向外拋出距離較遠(yuǎn)，具有分選現(xiàn)象;②拋出的煤堆積角小于煤的自然安息角;③拋出的煤破碎程度較高，含有大量的煤 塊和手捻無粒感的煤粉;④有明顯的動(dòng)力效應(yīng)，破壞支架、推倒礦車、破壞和拋出安裝在巷道內(nèi)的設(shè) 施;⑤有大量的瓦斯涌出，涌出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過突出煤 的瓦斯含量，有時(shí)會(huì)使風(fēng)流逆轉(zhuǎn);⑥突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。
五、煤與瓦斯突出強(qiáng)度的劃分
按動(dòng)力現(xiàn)象強(qiáng)度分類，主要依據(jù)每次突出的煤(巖)重量。
小型突出：強(qiáng)度<5 O噸/次;中型突出：強(qiáng)度5 O～9 9噸/次;次大型突出：強(qiáng)度1 OO～4 9 9噸/次;大型突出：強(qiáng)度5 O0～999噸/次;特大型突出：強(qiáng)度≥1 OO O噸/次。
六、煤與瓦斯突出發(fā)生的一般規(guī)律
大量突出資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，突出的發(fā)生
一般具有以下規(guī)律：
1、突出發(fā)生在一定的采掘深度上，并隨開采深度增加，危險(xiǎn)性加大。突出最淺的深度稱為始突深度。
2、突出煤層的突出危險(xiǎn)區(qū)域呈帶狀分布。
3、突出與構(gòu)造關(guān)系密切。突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造附近，如斷層、褶曲、扭轉(zhuǎn)和火成巖侵入?yún)^(qū)。大構(gòu)造控制煤層突出分布，小構(gòu)造往往是突出位置最顯著的地質(zhì)標(biāo)志。
4、石門揭煤突出危險(xiǎn)性最大，突出煤層上山 掘進(jìn)比下山掘進(jìn)危險(xiǎn)。
5、大多數(shù)突出發(fā)生在放炮和風(fēng)鎬落煤過程。采礦應(yīng)力集中、片幫或冒頂也容易誘導(dǎo)突出。
6、突出具有延期性，延遲的時(shí)間由幾分鐘到十幾小時(shí)，它的危害性更大。
七、煤與瓦斯突出的預(yù)兆
1、有聲預(yù)兆：頂板來壓，支架劈裂聲，掉渣聲，煤壁發(fā)生震動(dòng)，從煤體深部發(fā)出煤炮聲。
2、無聲預(yù)兆：瓦斯涌出異常，瓦斯忽大忽小，打鉆噴瓦斯、噴煤等。煤層紊亂，煤厚、傾角急變，見斷層等。感覺迎頭變冷。迎頭出現(xiàn)“黑煙”現(xiàn)象。
八、煤與瓦斯突出的本質(zhì)
到目前為止，突出的機(jī)理還不清楚。一般認(rèn)為，突出是一種物理現(xiàn)象，即突出過程中沒有明顯的光、電、熱現(xiàn)象，突出的煤、巖和瓦斯氣體沒有發(fā)生分子意義上的變化。影響突出的主要因素是地應(yīng)力、瓦斯?jié)撃芎兔旱奈锢砹W(xué)性質(zhì)，目前的突出預(yù)測(cè)都針對(duì)這三個(gè)因素，所有的防突措施都是要降低地應(yīng)力和瓦斯?jié)撃?、提高煤體的強(qiáng)度。
第二講 煤與瓦斯突出的防治
在防治煤與瓦斯突出的實(shí)踐中，我國(guó)總結(jié)了一套行之有效的綜合防突措施，習(xí)慣上稱為“四位一體”防突措施，即突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施。
一、突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)是防治煤與瓦斯突出綜合措施的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)。突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)包括區(qū)域性預(yù)測(cè)和工作面預(yù)測(cè)。
1、區(qū)域性預(yù)測(cè)
突出煤層經(jīng)區(qū)域預(yù)測(cè)劃分為突出危險(xiǎn)區(qū);突出威脅區(qū);無突出危險(xiǎn)區(qū)。三個(gè)區(qū)域具體防突要求：無突出危險(xiǎn)區(qū)執(zhí)行安全防護(hù)措施;突出威脅區(qū)執(zhí)行30～100m區(qū)域預(yù)測(cè);突出危險(xiǎn)區(qū)執(zhí)行循環(huán)
預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)具體方法：
①瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法。根據(jù)已開采區(qū)域確切掌 握的煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造、突出分布規(guī)律，按一定原則定性地對(duì)突出煤層進(jìn)行危險(xiǎn)性劃分，這類方法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。
?、诰C合指標(biāo)法D、K法。它主要從地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤層硬度和結(jié)構(gòu)方面評(píng)價(jià)測(cè)定地點(diǎn)的突出危險(xiǎn)性，用以反應(yīng)同一構(gòu)造單元內(nèi)的區(qū)域突出危險(xiǎn)性大小趨勢(shì)。
D=(0.7775H/f一3)(p一0.74)
K=△P/f
這一方法主要缺點(diǎn)：測(cè)點(diǎn)較少，受限于石門揭煤中;用深度來間接反映地應(yīng)力，只能應(yīng)用于相同地質(zhì)條件下的單一構(gòu)造單元。甚至不如瓦斯壓力更為直觀，其它指標(biāo)測(cè)定有誤差時(shí)掩蓋了壓力值的影響。 、
③瓦斯地質(zhì)區(qū)化法。對(duì)特定的礦井，以較大的地質(zhì)構(gòu)造控制分布為背景，研究構(gòu)造煤及軟分層的分布規(guī)律來定性或定量劃分煤層突出危險(xiǎn)性分 布。以焦作工學(xué)院為代表，瓦斯地質(zhì)區(qū)化理論已相當(dāng)成熟，其成果已達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用階段。
2、工作面預(yù)測(cè)
對(duì)采掘迎頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)循環(huán)預(yù)測(cè)即工作面預(yù)測(cè)方法，又叫日常點(diǎn)預(yù)測(cè)或循環(huán)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。它的直接成果即預(yù)測(cè)有無突出危險(xiǎn)，用以決定是否施用具體防治突出措施。國(guó)內(nèi)廣泛采用的方法仍是傳統(tǒng)《細(xì)則》規(guī)定的鉆孔指標(biāo)法，它們都是建立在煤體應(yīng)力、結(jié)構(gòu)、瓦斯三要素基礎(chǔ)上，屬接觸式的定量預(yù)測(cè)方法。
?、偈T揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
石門揭開突出煤層前，應(yīng)選用綜合指標(biāo)法(D、K值)、鉆孔瓦斯解吸指標(biāo)法(K1、△h2、c值)或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性。
?、诿合锞蜻M(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
在突出危險(xiǎn)區(qū)域中掘進(jìn)煤巷時(shí)，可采用下列方法之一預(yù)測(cè)煤巷工作面的突出危險(xiǎn)性：
A.鉆孔瓦斯涌出初速度法(qm);
B.R值指標(biāo)法;鉆屑指標(biāo)法;
C.其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法(鉆屑溫度、煤體溫度、放炮后瓦斯涌出量等)。
下面著重介紹鉆孔瓦斯涌出初速度法和鉆屑指標(biāo)法。
用鉆孔瓦斯涌出初速度法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
A.在掘進(jìn)工作面的軟分層中，靠近巷道兩
幫，各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向，直徑42mm、深為3.5m的鉆孔;
B.用專門的封孔器封孔，封孔后測(cè)量室長(zhǎng)度為0。5m;
C、鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定必須在打完鉆后2min內(nèi)完成。當(dāng)實(shí)測(cè)的q值等于或大于臨界值qm=4.0L/min時(shí)，煤巷掘進(jìn)工作面應(yīng)預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面;實(shí)測(cè)q值小于臨界值qm時(shí)，該工作
面應(yīng)預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)工作面。
用鉆孔瓦斯涌出初速度法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，如預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)工作面，每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m預(yù)測(cè)超前距。
采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行：
A.在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)(傾斜和急傾斜煤層)或3個(gè)(緩傾斜煤層)直徑42mm、孔深8～lOm的鉆孔.
B.鉆孔每打1m測(cè)定鉆屑量一次，根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米的最大鉆屑量Smax預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性。實(shí)測(cè)得到的指標(biāo)Smax值等于或大于臨界值6.0Kg/m時(shí)，該工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工
作面，否則預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)工作面。
采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性，當(dāng)預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)時(shí)，每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測(cè)超前距。
⑧采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)可使用煤巷掘進(jìn)工作面突出預(yù)測(cè)方法，沿采煤工作面每隔10～15m布置一個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔，孔深根據(jù)工作面條件選定，但不得小于3.5m。當(dāng)預(yù)測(cè)為無突出危險(xiǎn)工作
面時(shí)，每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留2m預(yù)測(cè)超前距。
淮南主要采用D、K指標(biāo)，S、K1指標(biāo)。實(shí)事求是地講，這些指標(biāo)敏感性、準(zhǔn)確性都不夠理想。我們既有“經(jīng)預(yù)測(cè)危險(xiǎn)而未發(fā)生突出的情況”，也有“經(jīng)預(yù)報(bào)無突出危險(xiǎn)而實(shí)際發(fā)生突出的事例"。預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性制約著防突工作的整體進(jìn)步。
二、防治突出措施
開采突出煤層時(shí)，必須采用綜合防突措施。在采用防治突出措施時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇區(qū)域性防治突出措施，如果不具備采取區(qū)域性防治突出措施的 條件，必須采取局部防突措施。
(一)區(qū)域性防突措施
1、開采保護(hù)層保護(hù)層開采形成煤層頂?shù)装迳舷乱欢ǚ秶V壓形變，達(dá)到被保護(hù)的突出煤層應(yīng)力充分釋放，同時(shí)利于抽采本煤層瓦斯，進(jìn)一步增強(qiáng)煤體強(qiáng)度。從措施影響范圍和卸壓效果而言，保護(hù)層開采是最經(jīng)濟(jì)、可靠和有效的消突措施，廣泛應(yīng)用世界各國(guó)，技術(shù)十分成熟。
在突出礦井中，預(yù)先開采的、并能使其他相鄰的有突出危險(xiǎn)的煤層受到采動(dòng)影響而減少或喪失突出危險(xiǎn)的煤層稱為保護(hù)層，后開采的煤層稱為被保護(hù)層。保護(hù)層位于被保護(hù)層上方的叫上保護(hù)層，位于下方的叫下保護(hù)層。
開采保護(hù)層的作用
保護(hù)層開采后，由于采空區(qū)的頂?shù)装鍘r石冒落，移動(dòng)，引起開采煤層周圍應(yīng)力的重新分布，采空區(qū)上、下形成應(yīng)力降低(卸壓)區(qū)，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的未開采煤層將發(fā)生下述變化：
A.地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放。
B.煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣系數(shù)增加。所以被保護(hù)層內(nèi)的瓦斯能大量排放到保護(hù)層的采空區(qū)內(nèi)，瓦斯含量和瓦斯壓力都將明顯下降。
C.煤層瓦斯涌出后，煤的強(qiáng)度增加。據(jù)測(cè)定，開采保護(hù)層后，被保護(hù)層的煤硬度系數(shù)由0.3～O.5增加到1.O～1.5。
所以保護(hù)層開采后，不但消除或減少了引起突出的兩個(gè)重要因素：地壓和瓦斯，而且增加了抵御突出的能力因素——煤的機(jī)械強(qiáng)度。這就使得在卸壓區(qū)范圍內(nèi)開采被保護(hù)層時(shí)，不再會(huì)發(fā)生煤與瓦斯突出。
②保護(hù)范圍
保護(hù)范圍是指保護(hù)層開采后，在空間上使危險(xiǎn)層喪失突出危險(xiǎn)的有效范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行采掘工作，按無突出危險(xiǎn)對(duì)待，不需要再采取其他預(yù)防措施;在未受到保護(hù)的區(qū)域，必須采取防治突出的措施。但是厚度等于或小于1.5m的保護(hù)層開采時(shí)，它的效果必須實(shí)際考察，如果效果不好，被保護(hù)層開采后，還必須采取其他的防治措施。
劃定保護(hù)范圍，也就是在空間和時(shí)間上確定卸壓區(qū)的有效范圍。突出危險(xiǎn)礦井應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀測(cè)資料，確定合適的保護(hù)范圍，標(biāo)明在礦井開采平面圖上，如無實(shí)測(cè)資料，可參考下列數(shù)據(jù)。
A.垂直保護(hù)距離
保護(hù)層與被保護(hù)層之間的有效垂距應(yīng)符合下表所列數(shù)值。
B.沿傾向的保護(hù)范圍
確定沿傾向的保護(hù)范圍就是沿傾向劃定被保護(hù)層的上、下邊界。一般礦井的開采順序都是由淺到深，上水平(上階段)回采后，對(duì)被保護(hù)層的下水平(下階段)能起到卸壓作用，所以沿傾向的上部邊界可不劃定。如果煤層傾角平緩，沿傾斜的保護(hù)范圍可能錯(cuò)開l～2小階段，這時(shí)應(yīng)將上下邊界都劃出。水平或階段間留有柱時(shí)，必須劃定該煤柱沿傾向的影響范圍。
C.沿走向的保護(hù)范圍
保護(hù)層回采工作面與被保護(hù)層采、掘工作面之間的超前距?！?a href=http://cltuan.cn/czgc/ target=_blank class=infotextkey>規(guī)程》規(guī)定，保護(hù)層的回采工作面，必須超前于被保護(hù)層的掘進(jìn)工作面，其超前距一般不得小于兩個(gè)煤層之間垂直距離的兩倍，至少不小于30m。以便被保護(hù)層能充分卸壓和排出瓦斯。隨著層間距的增大，由于巖層移動(dòng)減少，透氣系數(shù)增加不多，或由于采深的增加，地壓和瓦斯壓力都增大，保護(hù)層采動(dòng)后，排瓦斯時(shí)間也將增長(zhǎng)，這個(gè)超前距就應(yīng)該大些。
保護(hù)層回采工作面始采線兩側(cè)的保護(hù)范圍，必須按實(shí)際考察結(jié)果確定。如無測(cè)資料，對(duì)停采的保護(hù)層采煤工作面，停采時(shí)間超過3個(gè)月且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線、收作線及所留煤柱對(duì)被保護(hù)層沿走向的保護(hù)范圍可暫按卸壓角56～60°劃定。
d.煤柱的影響
保護(hù)層開采后，在采空區(qū)上、下形成了卸壓區(qū)，在其附近的煤柱(未采區(qū))則產(chǎn)生了集中應(yīng)力區(qū)。在集中應(yīng)力區(qū)內(nèi)，增加了突出危險(xiǎn)性，對(duì)此要有充分的認(rèn)識(shí)。統(tǒng)計(jì)資料表明，開采保護(hù)層后，被保護(hù)層的突出，大多數(shù)發(fā)生于保護(hù)層煤柱的應(yīng)力集中影響區(qū)。
煤柱附近集中應(yīng)力區(qū)的寬度，隨層間距的增加而加大，集中應(yīng)力系數(shù)則隨之減小。在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行采掘工作時(shí)，必須采取預(yù)防突出的措施。
③開采保護(hù)層必須注意的幾個(gè)問題
A.如煤層群中有幾個(gè)保護(hù)層時(shí)，應(yīng)首先考慮上保護(hù)層。如果不得不開采下保護(hù)層時(shí)，要防止采動(dòng)影響而破壞未采煤層結(jié)構(gòu)。
B.礦井中所有煤層都有突出危險(xiǎn)時(shí)，可選擇突出危險(xiǎn)程度較小的煤層作為保護(hù)層，但在此保護(hù)層的采掘過程中，必須采取防治突出的措施。
C.礦井中所有可采煤層都具有嚴(yán)重突出危險(xiǎn)時(shí)，也可以選擇不可采的煤層作為保護(hù)層。為了減小勞動(dòng)強(qiáng)度，可使用刨煤機(jī)、鋼絲繩鋸等采煤機(jī)械。
d.開采保護(hù)層時(shí)，應(yīng)同時(shí)抽采被保護(hù)層的瓦斯。
?、芑茨系V區(qū)保護(hù)層開采現(xiàn)狀
淮南潘一、潘三遠(yuǎn)距離緩傾斜保護(hù)層開采的試驗(yàn)成功，老區(qū)急傾斜保護(hù)層開采的應(yīng)用，傾斜煤層多重開采保護(hù)層良好的效果，已逐漸完善了礦區(qū)保護(hù)層開采技術(shù)體系。新區(qū)開采B11保護(hù)C13，
B6保護(hù)B4;老區(qū)開采B8保護(hù)B6，B6保護(hù)B4，B10保護(hù)B11，和C1 5保護(hù)C1 3。初步建立了包括近水平、緩傾斜、傾斜、急傾斜煤層，近距離、中距離、遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離的上、下保護(hù)層開采治理瓦斯技術(shù)。目前正在試驗(yàn)研究強(qiáng)化抽采條件下擴(kuò)界保護(hù)技術(shù)，探索超遠(yuǎn)距離(層間距150m)保護(hù)層開采技術(shù)?；茨媳Ｗo(hù)層開采技術(shù)具有自身的特點(diǎn)，配合底板巷、穿層鉆孔抽采而有效解決自身開采的瓦斯治理問題。
2、密集鉆孔預(yù)抽
這種措施的實(shí)質(zhì)是，通過布置密集穿層鉆孔、順層鉆孔預(yù)抽突出煤層瓦斯，降低突出危險(xiǎn)煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，并由此引起煤層收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣系數(shù)增加和煤的強(qiáng)度提高等效應(yīng)，使被抽采瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險(xiǎn)性。其中順層鉆孔預(yù)抽已廣泛應(yīng)用于突出煤層危險(xiǎn)區(qū)域消突。該方法存在主要問題：鉆孔工程量大，保護(hù)效果不如保護(hù)層方法顯現(xiàn);順層長(zhǎng)鉆孔施工相當(dāng)困難，從施工、裝備、封孔工藝上仍有一定難度，制約這一技術(shù)發(fā)展;卸壓時(shí)間較長(zhǎng)。配合深孔預(yù)裂爆破以縮短抽采時(shí)間，提高抽采效果技術(shù)正在組織攻關(guān)。
3、煤層注水措施
通過煤層鉆孔向煤體施注高壓動(dòng)力水以增大煤層透氣性，達(dá)到應(yīng)力和瓦斯釋放。這一方法局限性較大，注水成功率低，在淮南礦區(qū)應(yīng)用不夠廣泛。
(二)局部消突措施
局部消突措施有鉆孔抽采、鉆孔自然排放、水力沖孔或擴(kuò)孔、松動(dòng)爆破、金屬骨架加固局部煤體等。在淮南礦區(qū)，鉆孔抽采瓦斯最為常用，而大直徑擴(kuò)孔和深孔預(yù)裂爆破比較有前景?；茨蠌?qiáng)制采用“巷幫鉆場(chǎng)+迎頭鉆孔”邊抽邊掘措施，該措施應(yīng)用有其自身的歷史背景，對(duì)當(dāng)前淮南的防突現(xiàn)狀是必要而又必須堅(jiān)持。這一措施最大問題防突工作量大，工序時(shí)間長(zhǎng)，一定程度影響了掘進(jìn)速度。由潘一礦試驗(yàn)成功的深孔預(yù)裂爆破配合鉆孔抽采措施，潘三礦推廣應(yīng)用的“兩綜一炮”掘進(jìn)工藝均取得了較好的防突效果，是淮南人摸索實(shí)踐的產(chǎn)物。
1、松動(dòng)爆破
松動(dòng)爆破是向掘進(jìn)工作面前方應(yīng)力集中區(qū)，打幾個(gè)鉆孔裝藥爆破，使煤體松動(dòng)，集中應(yīng)力區(qū)向煤體深部移動(dòng)，同時(shí)加快瓦斯的排出，從而在工作面前方造成較長(zhǎng)的卸壓帶，以預(yù)防突出的發(fā)生。松動(dòng)爆破分為深孔和淺孔兩種。深孔松動(dòng)爆破一般用于煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面，鉆孔直徑一般為40～60mm，深度8～15m(煤層厚時(shí)取大值)。淺松動(dòng)爆破主要用于采煤工作面，采煤工作面的松動(dòng)爆破防治突出措施，適用于煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定性較好的煤層，松動(dòng)爆破孔沿采煤工作面每隔2～3m打一個(gè)，孔深不小于3m，炮泥封孔長(zhǎng)度不得小于1m。措施實(shí)施后，必須經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有效后，方可進(jìn)行采煤。采用松動(dòng)爆破防治突出措施的超前距離不得小于2m。
深孔松動(dòng)爆破措施，可適用于煤質(zhì)較硬、突出強(qiáng)度較小的煤層。采用深孔松動(dòng)爆破防治突出時(shí)，應(yīng)符合下列要求：
?、偕羁姿蓜?dòng)爆破的孔徑為42mm，孔深不得小于8m。深孔松動(dòng)爆破應(yīng)控制到巷道輪廓線外1.5～2m的范圍。孔數(shù)應(yīng)根據(jù)松動(dòng)爆破有效半徑確定。采用深孔松動(dòng)爆破防突措施，在掘進(jìn)時(shí)必須
留有不小于5m的超前距。
?、谏羁姿蓜?dòng)爆破孔的裝藥長(zhǎng)度為孔長(zhǎng)減去5.5～6m，每個(gè)藥卷(特制藥卷)長(zhǎng)度為1m，每個(gè)藥卷裝入一個(gè)雷管。裝藥必須裝到孔底。裝藥后，應(yīng)裝入不小于0.4m的水炮泥，水炮泥外側(cè)還應(yīng)充填長(zhǎng)度不小于2m的封口炮泥。
?、墼谘b藥和充填炮泥時(shí)，應(yīng)防止折斷電雷管的腳線。
?、苌羁姿蓜?dòng)爆破后，必須進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。如果措施無效，必須采取補(bǔ)救措施。
?、萆羁姿蓜?dòng)爆破時(shí)，必須執(zhí)行撤人、停電、設(shè)警戒、遠(yuǎn)距離放炮、反向風(fēng)門等安全措施。
2、鉆孔排放瓦斯
石門揭煤前，由巖巷或煤巷向突出危險(xiǎn)煤層打鉆，將煤層中的瓦斯經(jīng)過鉆孔自然排放出來，待瓦斯壓力降到安全壓力以下時(shí)，再進(jìn)行采掘工作。鉆孔數(shù)和鉆孔布置應(yīng)根據(jù)斷面和鉆孔排放半徑的大小來確定，每平方米斷面不得少于3.5～4.5孔。
此法適用于煤層厚、傾角大、透氣系數(shù)大和瓦斯壓力高的石門揭煤時(shí)。也大量應(yīng)用于突出危險(xiǎn)煤層的煤巷掘進(jìn)。缺點(diǎn)是打鉆工程量大，瓦斯壓力下降慢，等待時(shí)間長(zhǎng)。
3、超前鉆孔
它是在煤巷掘進(jìn)工作面前方始終保持一定數(shù)量的排放瓦斯鉆孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的強(qiáng)度，在鉆孔周圍形成卸壓區(qū)，使集中應(yīng)力區(qū)移向煤體深部，
超前鉆孔孔數(shù)決定于巷道斷面積和瓦斯排放半徑。鉆孔在軟煤中的排放半徑為1～1.5m，硬煤中可能只有幾十厘米。平巷掘進(jìn)工作面一般布置3～5個(gè)鉆孔，孔徑200～300mm?？咨顟?yīng)超前工作面前方的集中應(yīng)力區(qū)，一般情況下它的數(shù)值為3～7m，所以孔深應(yīng)不小于10～15m。掘進(jìn)時(shí)鉆孔至少保持5m的超前距離。
采用超前鉆孔作為防治突出的措施時(shí)，應(yīng)符合下列要求：①超前鉆孔可適用于煤層透氣較好、煤質(zhì)較硬的突出煤層;②超前鉆孔直徑應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件和突出情況確定，一般為75～l20mm，地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑42mm的鉆孔。鉆孔超前于掘進(jìn)工作面的距離不得小于5m;若超前鉆孔直徑超過120mm時(shí)，必須采用專門的鉆進(jìn)設(shè)備和制定專門的施工安全措施;③鉆孔應(yīng)盡量布置在煤層的軟分層中;④超前鉆孔的控制范圍，應(yīng)控制到巷道斷面輪廓線外2～4m(包括巷道斷面內(nèi)的煤層);⑤超前鉆孔孔數(shù)應(yīng)根據(jù)鉆孔的有效排放半徑確定，鉆孔的有效排放半徑必須經(jīng)實(shí)測(cè)確定;⑥煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)探明情況，再重新確定超前鉆孔的參數(shù);⑦必須對(duì)超前鉆孔進(jìn)行效果檢驗(yàn)。如果經(jīng)檢驗(yàn)措施無效，必須補(bǔ)打鉆孔或采取其它補(bǔ)充措施;⑧超前鉆孔施工前應(yīng)加強(qiáng)工作面支護(hù)，打好迎面支架，背好工作面。
急傾斜中厚或厚煤層上山掘進(jìn)時(shí)，可用穿透式鉆機(jī)，貫穿全長(zhǎng)后，再由上而下擴(kuò)大斷面然后用人工修整到所需斷面。
超前鉆孔適用于煤層賦存穩(wěn)定、透氣系數(shù)較大的情況下。如果煤質(zhì)松軟，瓦斯壓力較大，則打鉆時(shí)容易發(fā)生夾鉆、垮孔、頂鉆，甚至孔內(nèi)突出現(xiàn)象。
4、震動(dòng)放炮
震動(dòng)放炮是采用增加炮眼數(shù)和裝藥量，一次爆破揭穿煤層并成巷的爆破方法。在此情況下，因爆破震動(dòng)，圍巖應(yīng)力和瓦斯壓差急劇變化，創(chuàng)造了最有利的突出條件。所以震動(dòng)放炮實(shí)質(zhì)上是一種人為的誘導(dǎo)突出的措施，而不是防止突出的方法。它使突出發(fā)生在沒有人員在場(chǎng)和采取了預(yù)防瓦斯、煤塵爆炸措施的情況下。
震動(dòng)放炮的效果取決于巖柱厚度、炮眼數(shù)、炮眼布置和裝藥量等參數(shù)。
采用震動(dòng)放炮措施時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：①震動(dòng)放炮時(shí)，應(yīng)將井下人員撤至地面。為了少影響生產(chǎn)，一般在交接班時(shí)放炮;②放炮時(shí)應(yīng)將放炮區(qū)或全井?dāng)嚯?，進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)不得有火源存在，以免引燃瓦斯;③放炮半小時(shí)后由救護(hù)隊(duì)進(jìn)入檢查。具有延
期突出的礦井，進(jìn)入的時(shí)間還要加長(zhǎng);④為了限制突出的波及范圍，可在距離工作面4～5m處，壘起高不小于1.5m的矸石堆或高至頂板的木垛。
三、防突措施的效果檢驗(yàn)
1、保護(hù)層保護(hù)效果檢驗(yàn)。保護(hù)層開采厚度等于或小于0.5m、上保護(hù)層與突出煤層間距大于50m或下保護(hù)層與突出煤層間距大于80m時(shí)，都必須對(duì)保護(hù)層保護(hù)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容為保護(hù)范圍和保護(hù)效果考察。檢驗(yàn)應(yīng)在被保護(hù)層中掘進(jìn)巷道時(shí)進(jìn)行，如果各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)都降到該煤層突出危險(xiǎn)臨界值以下，則認(rèn)為保護(hù)層開采有效;反之，認(rèn)為無效。
2、預(yù)抽效果檢驗(yàn)。預(yù)抽煤層瓦斯防突效果檢驗(yàn)方法：煤體殘存瓦斯含量小于2m3/t;煤層瓦斯抽采率大于30%。
3、揭煤防突措施效果檢驗(yàn)。石門揭煤措施效果檢驗(yàn)難度較大，現(xiàn)場(chǎng)可用措施質(zhì)量、卸壓時(shí)間、瓦斯釋放率和鉆孔內(nèi)瓦斯涌出狀況綜合評(píng)價(jià)。也可用鉆孔殘余瓦斯壓力檢驗(yàn)。采掘面防突措施效
果檢驗(yàn)方法同預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
4、煤巷掘進(jìn)工作面防治突出措施效果檢驗(yàn)。煤巷掘進(jìn)工作面執(zhí)行防治突出措施后，按規(guī)定的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。檢驗(yàn)孔孔深應(yīng)小于或等于措施孔，并應(yīng)布置在兩個(gè)措施孔之間。如果測(cè)得的指標(biāo)都在該煤層突出危險(xiǎn)臨界值以下，則認(rèn)為措施有效;反之，認(rèn)為措施無效。當(dāng)措施無效時(shí)，無論措施孔還留有多少超前距，都必須采取防治突出的補(bǔ)充措施，并經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有效后，方可采取安全措施施工。當(dāng)檢驗(yàn)孔孔深等于措施孔孔深(檢驗(yàn)與措施孔孔深均采用鉆孔向巷道掘進(jìn)方向的投影孔深，簡(jiǎn)稱投影孔深)時(shí)，經(jīng)檢驗(yàn)措施有效后，必須留有5m投影孔深的超前距。當(dāng)檢驗(yàn)孔孔深小于措施孔孔深，且兩孔投影孔深的差值不小于3m時(shí)，經(jīng)檢驗(yàn)措施有效后，可采用2m投影孔深的超前距。
5、采煤工作面防治突出措施的效果檢驗(yàn)。采煤工作面采用淺孔注水或松動(dòng)爆破措施時(shí)，可采用鉆孔瓦斯涌出初速度法、鉆屑指標(biāo)法或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法檢驗(yàn)防治突出措施的效果。
檢驗(yàn)鉆孔應(yīng)打在措施孔之間，測(cè)定方法按規(guī)定實(shí)施。檢驗(yàn)指標(biāo)小于該煤層突出危險(xiǎn)臨界值時(shí)，則認(rèn)為防突措施有效;反之，認(rèn)為防突措施無效。在措施效果無效區(qū)段，必須采取補(bǔ)充防治突出的措施，并經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有效后，方可采取安全措施施工，并應(yīng)留有不小于2m的超前距。
四、安全防護(hù)措施
安全防護(hù)主要措施要求：
1、獨(dú)立、穩(wěn)定、可靠的揭煤通風(fēng)系統(tǒng)。包括反向風(fēng)門，局部通風(fēng)設(shè)施，嚴(yán)禁串聯(lián)通風(fēng)、“抹門過”。
2、基本安全設(shè)施。避難硐室，壓風(fēng)自救，隔爆水袋，電話等。
3、供電管理的特殊要求。電器設(shè)備，供電系統(tǒng)及管理制度;探頭安設(shè)及斷電范圍。
4、震動(dòng)放炮或遠(yuǎn)距離放炮。放炮位置、驗(yàn)炮等待時(shí)間和放炮程序規(guī)定。
5、其它諸如嚴(yán)禁使用風(fēng)鎬作業(yè)，加強(qiáng)頂板管理的具體措施。
6、專職測(cè)氣員。
7、個(gè)體防護(hù)。熟悉突出預(yù)兆特征、突出后處理程序、避災(zāi)路線以及貫徹措施中主體內(nèi)容，佩帶隔離式自救器。
第三講 防突對(duì)巷道布置和生產(chǎn)的要求
主要巷道應(yīng)布置在巖層或非突出煤層中;煤層巷道應(yīng)盡可能布置在卸壓范圍內(nèi)，如采用沿空留巷或沿空送巷;井巷揭穿突出煤層的次數(shù)應(yīng)盡可能減少;井巷揭穿突出煤層的地點(diǎn)應(yīng)避開地質(zhì)
構(gòu)造破壞帶;突出煤層中的掘進(jìn)工作量應(yīng)盡可能減少;開采保護(hù)層的礦井，應(yīng)充分利用保護(hù)層的保護(hù)范圍;井巷揭穿突出煤層前，必須具有獨(dú)立、可靠的通風(fēng)系統(tǒng);在突出煤層中，嚴(yán)禁任何兩個(gè)采掘工作面之間串聯(lián)通風(fēng);突出煤層突出危險(xiǎn)區(qū)、突出威脅區(qū)嚴(yán)禁采用放頂煤采煤法、水力采煤法、非正規(guī)采煤法采煤;突出煤層危險(xiǎn)區(qū)、突出威脅區(qū)的采掘工作面嚴(yán)禁使用風(fēng)鎬作業(yè)。
第四講 防突規(guī)章制度
一、生產(chǎn)礦井必須設(shè)立專門防突機(jī)構(gòu)，建立、健全防突管理制度和部門責(zé)任制。防突機(jī)構(gòu)應(yīng)由專人具體負(fù)責(zé)，配足人員，保持隊(duì)伍穩(wěn)定。
二、生產(chǎn)礦井必須認(rèn)真編報(bào)瓦斯地質(zhì)圖和防突預(yù)測(cè)圖。石門揭穿突出煤層和新水平第一次揭開所有煤層，必須在石門距被揭煤層20m前編制專門防突設(shè)計(jì)，報(bào)集團(tuán)公司審批。
三、突出煤層開采必須堅(jiān)持以區(qū)域治理為主，局部治理相結(jié)合，以非突出煤層保護(hù)突出煤層，強(qiáng)化抽采的技術(shù)原則。具備保護(hù)層開采條件的，必須開采保護(hù)層;無保護(hù)層開采條件的，采用穿層孔、順層孔預(yù)抽突出煤層瓦斯。保護(hù)層開采，采空區(qū)不得留有煤(巖)柱，特殊情況需留煤(巖)柱時(shí)，必須經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)。
四、突出危險(xiǎn)掘進(jìn)工作面必須編制“四位一體"專門的防突措施，地質(zhì)構(gòu)造異常帶、瓦斯涌出異常帶、應(yīng)力集中帶必須編制專門具有針對(duì)的防突措施，距離突出煤層法距小于20m的掘進(jìn)巷道，
要制定防止誤穿煤層的防突措施。
五、突出危險(xiǎn)掘進(jìn)工作面和瓦斯絕對(duì)涌出量
大于3m3/min、炮后瓦斯經(jīng)常超限、有瓦斯涌出現(xiàn)象、或預(yù)測(cè)突出指標(biāo)超限的掘進(jìn)工作面，以及石門揭穿突出煤層工作面，必須實(shí)施巷幫鉆場(chǎng)深孔連續(xù)抽采措施，并確保掘進(jìn)迎頭鉆孔每平方米不得少于2個(gè)。具備底板巷條件的突出煤層掘進(jìn)面，必須施工穿層鉆孔超前掩護(hù)掘進(jìn)施工。
六、非突出煤層揭煤和煤巷掘，必須按《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第2 6條的規(guī)定收集“四項(xiàng)指標(biāo)"資料。
第五講 防突裝備、儀器儀表
礦井防治煤與瓦斯突出設(shè)備主要有鉆機(jī)、瓦斯泵、封孔泵、空氣壓縮機(jī)、防突儀等。這里介紹一下目前礦區(qū)常用的防突裝備和儀器。
一、鉆機(jī)
1、MK系列鉆機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作省力、安全可靠、解體性好、搬運(yùn)方便。
2、S GZ系列鉆機(jī)：適用于工程鉆孔和地質(zhì)勘探取芯鉆孔，既能用于鋼粒鉆進(jìn)，又能用于金剛石鉆進(jìn)，該機(jī)機(jī)身小，尤其適應(yīng)于水電鉆廊道內(nèi)和煤礦井下作業(yè)。 .
二、瓦斯泵
2 BE 1系列水環(huán)真空泵是一種單級(jí)單作用式真空泵。它具有無摩擦面、無油潤(rùn)滑、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行工作可靠、使用維護(hù)方便、選型范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，主要用于抽吸不含顆粒的氣體，工作介質(zhì)為溫清水，特殊要求也可用酸、堿等其它介質(zhì)為工作液。被廣泛用于電力、化工、醫(yī)藥、煤炭、制糖等行業(yè)。
三、KFB型礦用封孔泵
KFB型礦用封孔泵主要用于煤礦瓦斯抽采鉆孔的封孔及煤層注水鉆孔的封孔等煤礦井下其它各種類型鉆孔的封孔，對(duì)水平鉆孔的封孔長(zhǎng)度可達(dá)3 0m，垂直向上鉆孔的封孔長(zhǎng)度可達(dá)2OM。
四、防突儀
淮南礦區(qū)廣泛應(yīng)用煤炭科學(xué)研究總院重慶分院生產(chǎn)的TWy型及WTC型防突預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀用來預(yù)測(cè)(效檢)煤層的突出危險(xiǎn)性。儀器具有操作方法簡(jiǎn)便、測(cè)量準(zhǔn)確、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。潘一、潘三等礦主要利用TWy測(cè)定瓦斯涌出初速度qm，測(cè)量范圍O～50L/min，衰減系數(shù)測(cè)量范圍O.1～O.9 9。謝一、新莊孜等礦主要利用WTC型防突儀測(cè)定瓦斯解吸指標(biāo)K1值。
第六講、李嘴孜礦煤與瓦斯突出現(xiàn)狀
1、瓦斯地質(zhì)情況
兩井均為煤與瓦斯突出礦井，其中李井2000年被定為煤與瓦斯突出礦井，孔井于02年由低瓦斯礦井直接升級(jí)為突出礦井。先后有B4b、B7b、B9b、C13四層主采煤層被定為突出煤層，從我們掌握的瓦斯資料看，A1～B9b槽煤層從西向東，由淺入深瓦斯涌出量逐漸增大，特別是過李Ⅰ線以東后瓦斯突然增大，其中瓦斯涌出量最大的是B9b煤層，主要是進(jìn)行回采時(shí)，下鄰近層卸壓瓦斯大量涌出造成。而C13、B11b槽煤層從東向西瓦斯逐漸增大，但增幅較小，李井W1采區(qū)涌出量最大，再向西瓦斯又逐漸減小。B9b、C13槽煤層瓦斯涌出量變化見付圖
共發(fā)生煤與瓦斯突出四次
?、?995年12月18日，-400mE1石門揭開B7b煤層時(shí)因抽冒誘導(dǎo)突出，突出煤量170T，突出瓦斯量150m3。
②2000年1月9日，-400mE2B4b順槽掘進(jìn)時(shí)發(fā)生突出，突出煤量12 T，瓦斯60米3。
?、?003年7月11日，-430m E2B9b切眼在打鉆的過程中發(fā)生突出，突出煤量30T，瓦斯為100m3。
?、?004年6月15日-470W1C13槽刨眼發(fā)生突出，突出煤量50T，瓦斯為380m3，死亡2人。
雖然礦井瓦斯涌出量相對(duì)較小，但隨著礦井的延深，突出危險(xiǎn)性越來越大，在-440mE4石門測(cè)得A1煤層瓦斯壓力1.8MPa，且打鉆時(shí)噴煤、噴瓦斯;在-530m水平車場(chǎng)測(cè)得B4b煤層瓦斯壓力達(dá)4.0 MPa，-440mE2石門揭B4b煤層前施工前探孔時(shí)發(fā)生噴孔，噴出煤量約5噸，該瓦斯壓力并不比其他高突礦井瓦斯壓力小，說明該煤層具有強(qiáng)突出危險(xiǎn)性;-470mW1C13雖然瓦斯涌出量不大但地應(yīng)力大，在順槽掘進(jìn)過程中響煤炮聲頻繁，煤層極易抽冒。因此，煤與瓦斯突出對(duì)我礦安全生產(chǎn)的威脅越來越嚴(yán)重，防突形式十分嚴(yán)峻。
預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：
目前B4b、B7b槽煤層于2004年已進(jìn)行了區(qū)域性劃分，根據(jù)集團(tuán)公司煤瓦地[2004年]338號(hào)文件，孔李公司B4b、B7b槽煤層李Ⅰ線以西-530m以上劃定為無突出危險(xiǎn)區(qū)域，-530m以下暫劃定為突出危險(xiǎn)區(qū)域;李Ⅰ線～李Ⅱ線之間-340m以上劃定為無突出危險(xiǎn)區(qū)域，-340m ～-530m 劃定為突出威脅區(qū)，-530m以下暫劃定為突出危險(xiǎn)區(qū)域;李Ⅱ線以東-340m以上劃定為突出威脅區(qū)域。-340m及以下劃定為突出危險(xiǎn)區(qū)域。B9b 、C13區(qū)域性劃分工作資料收集已結(jié)束，正待審批。
石門揭煤工作面采用瓦斯壓力及D、K值綜合指標(biāo)法預(yù)測(cè)，臨界值參考《防突細(xì)則》中的規(guī)定值，即瓦斯壓力小于0.74Mpa，D值小于0.25，K值小于15。
煤巷掘進(jìn)工作面及采煤面使用WTC防突儀采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)，即在工作面施工預(yù)測(cè)鉆孔，鉆孔每打1米，測(cè)定一次鉆屑量，每隔2米測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)K1(K1值的物理意義是煤樣自煤體脫落暴露在大氣中第一分鐘內(nèi)，每克煤的瓦斯解吸量，ml/(g .min1/2))。.根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米的最大鉆屑量Smax和最大鉆屑解吸指標(biāo)K1預(yù)測(cè)工作面的突出危險(xiǎn)性。其臨界值K<0.5 ml/(g .min1/2)，鉆屑量S<6Kg。
其中掘進(jìn)面預(yù)測(cè)孔數(shù)不少于2個(gè)，孔徑42mm，孔深8~10m，每預(yù)測(cè)循環(huán)保持不少于2m的超前距;采煤面沿工作面每隔10~15m布置一個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔，孔徑42mm，孔深不小于3.5m ，每預(yù)測(cè)循環(huán)保持不少于2m的超前距。
防突措施：在采用防治突出措施時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇區(qū)域性防治突出措施
?、鍏^(qū)域性防突措施
⒈開采保護(hù)層 礦井主采煤層共七層，根據(jù)煤層賦存情況，[ A1→(90m)B4b→(45m)B7b→(22m)B8b(B9b)→(85m)B11b→(60m)C13],選擇非突出煤層B11b作為C13的下保護(hù)層開采，選擇突出危險(xiǎn)性相對(duì)較小的B9b作為B7b槽的上保護(hù)層開采，回采B7b槽時(shí)，又可作為B4b槽的上保護(hù)層。開采保護(hù)層時(shí)必須提前施工底板穿層鉆孔預(yù)抽被保護(hù)層的卸壓瓦斯。同時(shí)施工頂板走向鉆孔、高抽巷加強(qiáng)對(duì)開采層的瓦斯抽采，工作面的瓦斯抽采率不低于40%。
⒉密集鉆孔預(yù)抽 由于B9b槽頂、底板附近其他煤層賦存均極不穩(wěn)定，不可采，因此B9b無法提前開采保護(hù)層，回采時(shí)必須采用密集鉆孔超前抽采。同時(shí)上保護(hù)層工作面內(nèi)留設(shè)的煤柱，必須在采掘工作面圖上詳細(xì)標(biāo)注，并確定影響范圍，采用密集鉆孔加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域的瓦斯抽放。
孔李公司保護(hù)層開采示意圖
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石門揭煤防突措施
采用石門及巷幫鉆場(chǎng)預(yù)抽瓦斯，預(yù)抽率不低于30%，瓦斯壓力降到0.74 Mpa以下 ，揭煤期間必須利用巷幫鉆場(chǎng)邊抽邊掘，且過煤層時(shí)必須采用金屬錨桿進(jìn)行超前支護(hù)。用遠(yuǎn)距離震動(dòng)放炮的方法揭開煤層，因石門揭煤時(shí)突出危險(xiǎn)性最大，因此，揭煤把好七道關(guān)。
設(shè)計(jì)關(guān)：進(jìn)行煤巷道的設(shè)計(jì)時(shí)，要避開地質(zhì)構(gòu)造帶和應(yīng)力集中區(qū);
施工關(guān)：巷道和抽放鉆孔必須按設(shè)計(jì)施工，落實(shí)到實(shí)處;
驗(yàn)收關(guān)：巷道和抽放鉆孔必須有專人驗(yàn)收，確保質(zhì)量;
封孔關(guān)：應(yīng)采用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、新材料，確保封孔質(zhì)量，提高抽放效果;
抽放卸壓關(guān)：計(jì)算并掌握抽放量、抽放率、瓦斯壓力和解突安全抽放期等重要參數(shù);
檢驗(yàn)關(guān)：必須按照頒發(fā)的防突細(xì)則的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行效果檢驗(yàn)，符合要求后方準(zhǔn)揭煤;
二次卸壓關(guān)：揭煤前可再打一組卸壓孔，進(jìn)行二次卸壓。
3、B4、B7b、B9b高瓦斯煤層掘進(jìn)防突措施
由于C13瓦斯涌出量相對(duì)不大，主要是煤層傾角大、性較軟，易抽冒引起煤與瓦斯傾出，因此防突措施采用卸壓排放鉆孔釋放。通過煤體前方的鉆孔使煤體應(yīng)力釋放和轉(zhuǎn)移，鉆孔使煤體前方的高壓瓦斯得以釋放，使掘進(jìn)頭前方一定范圍內(nèi)形成低應(yīng)力區(qū)，達(dá)到防突或降低突出強(qiáng)度的目的。
B9b煤層掘進(jìn)及B4、B7b非保護(hù)區(qū)內(nèi)掘進(jìn)時(shí)必須提前在B7b底板巖巷內(nèi)施工超前鉆孔預(yù)抽瓦斯，掘進(jìn)迎頭必須始終在穿層鉆孔掩護(hù)下施工，同時(shí)施工巷幫鉆場(chǎng)邊掘邊抽
孔井“2004.6.15”事故
一、工作面基本情況
孔李公司孔井-530mE1二道石門于04年3月17日揭露C13煤層，該處C13槽地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無斷層，煤厚約4.0m。煤層傾角84度，為發(fā)育較穩(wěn)定的厚煤層，煤層節(jié)理發(fā)育。C13槽煤巷于6月4日開始施工，施工順槽前，由巨萬公司102隊(duì)向-440m施工一套生根眼，生根眼采用1.0×1.0m木盤支護(hù)，施工過程中11KW局扇供風(fēng)，風(fēng)量180m3/min，絕對(duì)涌出量0. 5 m3/min，由于煤層傾角大、性較軟，小眼施工時(shí)易發(fā)生抽冒，施工進(jìn)度較慢，經(jīng)有關(guān)部門研究，調(diào)換施工隊(duì)伍，改由礦掘進(jìn)一隊(duì)施工。
二、煤與瓦斯突出事故經(jīng)過
6月15日夜班，掘一隊(duì)安排兩人到-530mE1 C13二道半石門施工回風(fēng)眼，23：30分，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，檢查迎頭瓦斯0.3%。24：00分，施工人員將迎頭漫眼材料拆除，將虛煤放空后，迎頭出現(xiàn)長(zhǎng)度2米，下口約1.5米見方向上掉尖的空洞，施工人員開始在迎頭垛盤，至2：00，垛盤了約1.6米高時(shí)，眼內(nèi)發(fā)生抽冒，此時(shí)測(cè)氣員測(cè)得眼下口瓦斯為0.9%，當(dāng)即下至二道向調(diào)度所匯報(bào)，測(cè)氣員行至人眼口時(shí)聽到煤炮聲，隨即迎頭發(fā)生煤與瓦斯傾出，突出煤量50噸，涌出瓦斯380m3，迎頭2人未及時(shí)撤除，被堵在眼內(nèi)，窒息死亡。
1、直接原因
-530mE1C13二道半2#回風(fēng)眼掘進(jìn)工作面位于井田倒轉(zhuǎn)褶曲軸部，煤層軟硬相間、結(jié)構(gòu)松軟、內(nèi)聚力小，工作面煤體冒落，因沒有及時(shí)采取有效支護(hù)措施，造成抽冒誘導(dǎo)煤的突出，同時(shí)涌出大量瓦斯。
2、間接原因
?、偶夹g(shù)管理不到位。區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)工作不到位。對(duì)-530mE1C13煤在開采過程中出現(xiàn)的煤炮、瓦斯異常涌出等動(dòng)力現(xiàn)象，未進(jìn)行綜合分析，也未向有資質(zhì)單位提出申請(qǐng)。2004年6月7日，-530mE1C13二道半順槽在刷幫擴(kuò)棚時(shí)出現(xiàn)了較大的煤炮聲，并出現(xiàn)了抽冒和瓦斯異常涌出，工作面瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.54%。礦雖召開了追查會(huì)，但未采取針對(duì)性措施;2004年6月14日12時(shí)左右出現(xiàn)了連續(xù)的、聲音較大的煤炮，2#回風(fēng)眼因此發(fā)生抽冒，礦未認(rèn)證分析研究，未采取更有效措施。
?、频V井管理人員對(duì)防突意識(shí)不到位。對(duì)-530mE1C13煤層在采掘過程中出現(xiàn)的煤炮聲、瓦斯異常等現(xiàn)象沒有引起重視，未分析真正的原因，并制定有效措施，也沒有即使向集團(tuán)公司有關(guān)部門匯報(bào)。
?、?ldquo;一通三防”現(xiàn)場(chǎng)管理不到位。甲烷傳感器T1位置不當(dāng)，不能監(jiān)控小眼施工的真實(shí)CH4情況。
?、?#回風(fēng)眼施工過程發(fā)生掉頂現(xiàn)象后，倉(cāng)促調(diào)換施工隊(duì)伍，調(diào)換過程中交接人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況未作認(rèn)真了解，換隊(duì)進(jìn)點(diǎn)前未制定有針對(duì)性的防范措施。
⑸現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理不到位。跟班干部、安檢員未把住安全重點(diǎn)，對(duì)小眼內(nèi)同時(shí)有兩人空頂作業(yè)的違章現(xiàn)象未能及時(shí)制止。
⑹職工安全意識(shí)較差，防突意識(shí)淡薄，安全教育不到位。
四、事故教訓(xùn)及防范措施
1、加大“一通三防”工作力度，提高對(duì)“”瓦斯超限就是事故”的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)瓦斯綜合治理工作，強(qiáng)化防突意識(shí)，尤其要對(duì)C13煤的煤與瓦斯突出的管理，認(rèn)真開展突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，按規(guī)定嚴(yán)格落實(shí)“四位一體”的防突措施，將安全管理工作真正做實(shí)、做細(xì)、做到位。
2、要加強(qiáng)技術(shù)管理工作，優(yōu)化采場(chǎng)設(shè)計(jì)，采取有利于防止煤與瓦斯突出的采掘布置方式，提高安全可靠性。急傾斜煤層，盡量避免上山掘進(jìn)或刨小眼。
3、加大事故隱患追查、處理力度，對(duì)于瓦斯超限現(xiàn)象，必須立即停止作業(yè)，按照事故“四不放過”原則，認(rèn)真追查、處理，采取有效的防范措施。對(duì)掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的煤炮聲、瓦斯異常等現(xiàn)象，要高度關(guān)注。
4、加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理，認(rèn)真落實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)跟班制度和安全檢查員職責(zé)，提高各級(jí)管理人員的責(zé)任意識(shí)和跟班質(zhì)量，把住安全關(guān)。
5、加大對(duì)職工的安全教育和防突知識(shí)培訓(xùn)力度，提高每一位職工的安全生產(chǎn)意識(shí)和自我保安能力，杜絕“三違”行為的發(fā)生。
李嘴孜煤礦培訓(xùn)中心
2007.03.20
