防治煤及瓦斯突出教案1說課材料

1、防治煤及瓦斯突出教案1一、區(qū)域防突措施：（一）開采保護(hù)層 保護(hù)層：在突出礦井中，預(yù)先開采的、能使其它相鄰有突出危險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護(hù)層。 被保護(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。保護(hù)層被保護(hù)層被保護(hù)層 保護(hù)層開采是預(yù)防突出保護(hù)層開采是預(yù)防突出最有效、最有效、最經(jīng)濟(jì)最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域性預(yù)防突出的技術(shù)的區(qū)域性預(yù)防突出的技術(shù)措施，幾乎所有發(fā)生突出的國家措施，幾乎所有發(fā)生突出的國家都采用該措施，我國都采用該措施，我國19581958年年成功成功使用此技術(shù)，目前開采保護(hù)層的使用此技術(shù)，目前開采保護(hù)層的礦井占突出礦井總數(shù)的礦

2、井占突出礦井總數(shù)的26%26%。1 1、保護(hù)作用分析、保護(hù)作用分析 為什么保護(hù)層開采后，能有效消除煤層突出危險性？ 覆巖破壞移動分帶示意圖 I冒落帶 II斷裂帶 III彎曲帶a豎向裂隙 b離層裂隙 保護(hù)作用過程保護(hù)作用過程： （a a）保護(hù)層開采后，巖體中形成自由空間，破壞了原巖應(yīng)力平衡，地應(yīng)力重新分布，上覆巖體向采空區(qū)方向移動，發(fā)生頂板冒落下沉，底板鼓起，同時產(chǎn)生大小不等的裂隙。 （b b）被保護(hù)層： 產(chǎn)生“卸壓增流效應(yīng)”。 （c) c) 被保護(hù)層瓦斯排放后，煤層瓦斯壓力降低，瓦斯?jié)撃芙档汀?CHQ開采保護(hù)層的作用 (1) 地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放。 (2) 煤層膨脹變形，形成裂隙與孔

3、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。 (3) 煤層瓦斯涌出后，煤的強(qiáng)度增加。據(jù)測定，開采保護(hù)層后，被保護(hù)層的煤硬度系數(shù)由0.30.5增加到1.01.5。 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，不再會發(fā)生煤與瓦斯突出。2 2、保護(hù)范圍劃分、保護(hù)范圍劃分 保護(hù)范圍：指保護(hù)層開采后，在空間上使危險層喪失突出危險的有效范圍。 一般通過現(xiàn)場實測。（1）保護(hù)層與被保護(hù)層之間的有效層間距 下保護(hù)層影響范圍大于上保護(hù)層，且與保護(hù)層的厚

4、度、層間巖性、煤層傾角等因素有關(guān)。名 稱上 保 護(hù) 層 ， m下 保 護(hù) 層 ， m急 傾 斜 煤 層緩 傾 斜 與 傾 斜 煤 層 60 50 80 100（2） 沿傾斜的保護(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。 為巖石卸壓角，查表得出。保護(hù)層被保護(hù)層被保護(hù)層1324保護(hù)線（3） 沿走向的保護(hù)范圍-超前距 超前距一般不得小于兩個煤層之間垂直距離的兩倍，至少不小于30m。 目的：使被保護(hù)層能充分卸壓和排放瓦斯。保護(hù)層被保護(hù)層被保護(hù)層h1L 2h1L30mL 2h2L30mh2（4）煤柱的影響 保護(hù)層開采后，在采空區(qū)上、下形成卸壓區(qū)，而煤柱上方則產(chǎn)生集中應(yīng)力區(qū)，在集中應(yīng)

5、力區(qū)內(nèi)，增加了突出危險性。 影響范圍根據(jù)考察結(jié)果確定，否則，按以下角度確定。60456045煤柱影響區(qū)影響區(qū)3、抽放卸壓瓦斯擴(kuò)大保護(hù)范圍 隨著開采深度的增加，地應(yīng)力、瓦斯壓力、瓦斯含量增高，為了提高保護(hù)層的保護(hù)效果、可靠程度和保證被保護(hù)層順利開采，抽放卸壓瓦斯是可以對被保護(hù)層卸壓作用起到補(bǔ)充和深化作用。 作用：（1）降低被保護(hù)層殘余瓦斯壓力； （2）擴(kuò)大保護(hù)層間距。因為，隨著層間距增大，突出煤層卸壓程度減弱，瓦斯自然排放條件差。 根據(jù)前蘇聯(lián)經(jīng)驗，開采保護(hù)層，如結(jié)合抽放被保護(hù)層瓦斯，可使有效層間距增大1.4 1.6倍。4、選擇保護(hù)層的原則 （1）首先選擇無突出危險的煤層作為保護(hù)層； （2）當(dāng)所有

6、煤層均有突出危險時，選擇突出危險性小的煤層作為保護(hù)層； （3）優(yōu)先選擇上保護(hù)層。 選擇下保護(hù)層時，其最小層間距應(yīng)滿足下式： 式中 Hmin-允許采用的最小層間距； M-保護(hù)層厚度； k- 系數(shù)。sin60cos60minminkMHkMH時當(dāng)時當(dāng) （4）所有可采煤層均有嚴(yán)重突出危險時，可選擇不可采煤層舌質(zhì)軟巖層作為保護(hù)層。5、開采保護(hù)層應(yīng)注意的幾個問題 （1）盡量不在保護(hù)層采空區(qū)留煤柱； （2）保護(hù)層采高小于0.5m時，必須檢查其保護(hù)效果，否則要采取其它防突補(bǔ)充措施； （3）開采保護(hù)層，具有瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時抽放卸壓瓦斯。保護(hù)作用實質(zhì)：卸壓和排放瓦斯，其中卸壓作用是首要的、決定性的。（

7、二）預(yù)抽煤層瓦斯 應(yīng)用：無保護(hù)層可采、單一突出煤層開采。經(jīng)過試驗預(yù)抽瓦斯有效果時。 我國實施此措施的礦井占突出礦井總數(shù)的21%以上。1、防突機(jī)理 通過向突出煤層內(nèi)打大量的密集鉆孔，達(dá)到：鉆孔造成煤層局部卸壓；通過鉆孔排放瓦斯，釋放煤層瓦斯?jié)撃?；通過長時間抽放瓦斯，進(jìn)一步降低煤層瓦斯涌出壓力和瓦斯含量；引起煤層收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣性和煤的堅固性系數(shù)增加。煤層吸附了瓦斯煤層膨脹變形封閉狀態(tài)下煤層應(yīng)力增加抽出煤層中的瓦斯瓦斯解吸煤層收縮封閉狀態(tài)下煤層應(yīng)力下降煤層吸附了瓦斯2、適用條件與考察指標(biāo)適用條件：突出煤層，煤層透氣性較好,能抽出瓦斯。要求指標(biāo)： （1）瓦斯抽放率 30%； （2）預(yù)抽

8、后突出煤層殘存瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度的原始瓦斯含量； （3）鉆孔控制區(qū)，煤厚的收縮變形 2 。3、鉆孔布孔原則 采用：穿層鉆孔或沿層鉆孔。 HLR穿 層鉆 孔（1）鉆孔數(shù)量穿層鉆孔： 沿層鉆孔：式中：L-沿走向鉆孔控制范圍； H-沿斜向鉆孔控制范圍； R-鉆孔有效抽放瓦斯半徑； K-系數(shù)，1.2 1.3。L沿層鉆孔214. 3RHLKNRLKN2（2）鉆孔間距 一般根據(jù)現(xiàn)場考察確定。無考察數(shù)據(jù)時可根據(jù)煤層瓦斯涌出規(guī)律，采用下式計算： 對于沿層上向或水平平行鉆孔： 對于穿層鉆孔：axmeqdt100)1(60240 xeqdt4100)1(60240 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 1、穿、順層鉆孔預(yù)

9、抽區(qū)段煤層瓦斯時，鉆孔要控制該區(qū)段、其兩側(cè)回采巷道及以外一定范圍（沿層面傾斜、急斜煤層巷道上幫輪廓線外 20m，下幫 10m ；其他為巷道兩側(cè) 15m。如下圖所示。 底板穿層抽采鉆孔布置示意圖 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 2、穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶控制范圍為巷道及其兩側(cè)一定范圍（此范圍同上條這規(guī)定）。預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔布置如下圖所示。 1-石門2-煤層巷道3-抽放鉆孔4-煤層 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 3、穿、順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯，鉆孔應(yīng)控制整個回采塊段。如下圖所示。 軌道順槽預(yù)抽鉆孔運輸順槽預(yù)抽鉆孔 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 4、穿層孔預(yù)抽石門（立、斜井）揭煤區(qū)域瓦斯，抽放鉆孔在距離煤層 7m（構(gòu)造區(qū)適當(dāng)加

10、大）時布置，控制范圍是：巷道輪廓線外12m（急斜煤層底部或下幫6m）；當(dāng)鉆孔不能穿透煤層全厚時，煤孔超前距 15m。預(yù)抽鉆孔布置如下圖所示。 石門、豎井（斜井）預(yù)抽鉆孔布置示意圖 1-控制范圍最外處鉆孔；2-石門；3-豎井；4-運輸大巷 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 5、順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯，抽放鉆孔控制煤巷條帶長度 60m，兩側(cè)控制范圍同第1款規(guī)定。如下圖所示。 預(yù)抽煤層瓦斯的要求 6、厚煤層分層開采時，預(yù)抽鉆孔應(yīng)控制開采分層及其上部 20m，下部 10m（均為法向距離）。 關(guān)于預(yù)抽鉆孔間距、封孔長度、孔口負(fù)壓、抽放濃度的確定。 1、鉆孔間距按實際考察的預(yù)抽鉆孔有效半徑確定； 2、封孔長度：穿層孔

11、 5m，順層孔 8m； 3、孔口負(fù)壓 13KPa； 4、鉆孔瓦斯?jié)舛?30%。 二、工作面防突措施： 2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.1頂?shù)装鍘r巷穿層抽采措施 距離煤層頂板或底板一定距離施工巖巷，穿層超前預(yù)抽掘進(jìn)范圍內(nèi)的煤體瓦斯，實現(xiàn)巖巷掩護(hù)煤巷掘進(jìn)。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.2邊掘邊抽結(jié)合超前排放鉆孔防突措施 掘進(jìn)工作面正前采取超前排放鉆孔措施，卸壓、排放瓦斯； 兩幫預(yù)抽鉆孔控制掘進(jìn)影響范圍內(nèi)的煤體，截流瓦斯； 規(guī)定要求，可以作為順層預(yù)抽措施預(yù)抽煤巷條帶瓦斯。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.2邊掘邊抽結(jié)合超前排放鉆孔防突措施 采用超前鉆孔作為工

12、作面防突措施時，應(yīng)當(dāng)符合下列要求： （一）巷道兩側(cè)輪廓線外鉆孔的最小控制范圍：近水平、緩傾斜煤層5m，傾斜、急傾斜煤層上幫7m、下幫3m。當(dāng)煤層厚度大于巷道高度時，在垂直煤層方向上的巷道上部煤層控制范圍不小于7m，巷道下部煤層控制范圍不小于3m； （二）鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)均勻布置，在煤層的軟分層中可適當(dāng)增加鉆孔數(shù)。預(yù)抽鉆孔或超前排放鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆孔的有效抽放或排放半徑確定；煤巷掘進(jìn)超前鉆孔控制范圍 2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.2邊掘邊抽結(jié)合超前排放鉆孔防突措施 采用超前鉆孔作為工作面防突措施時，應(yīng)當(dāng)符合下列要求： （三）鉆孔直徑應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)

13、造和瓦斯情況確定，一般為75120mm，地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑4275mm的鉆孔。若鉆孔直徑超過120mm時，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； （四）煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時，及時探明情況，再重新確定超前鉆孔的參數(shù)； （五）鉆孔施工前，加強(qiáng)工作面支護(hù)，打好迎面支架，背好工作面煤壁。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.2邊掘邊抽結(jié)合超前排放鉆孔防突措施 措施的優(yōu)化： 兩幫采取邊掘邊抽措施，控制煤巷掘進(jìn)條帶內(nèi)瓦斯； 正前施工排放鉆孔的同時，利用淺孔抽放封孔器及時封孔連抽，做到打一個孔、封孔抽放一個孔，提高抽排效果。 CF-1型充氣式 CF-2型充氣式2.1 煤巷掘

14、進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.3中高壓注水（水力疏松）防突措施 掘進(jìn)工作面正前采取中高壓注水措施，兩幫邊掘邊抽鉆場卸壓、截流煤體瓦斯； 注水鉆孔布置35個，孔深610m，孔徑4250mm。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.3中高壓注水（水力疏松）防突措施 注水參數(shù)： 注水時間煤壁出水或者注水泵壓力下降30%以上； 注水量煤體水分達(dá)到4%； 注水壓力取決于煤層的埋藏深度和煤體堅固性系數(shù)。 注水系統(tǒng)乳化液泵、高壓水管、ZFS型水力自動封孔器等。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.3中高壓注水（水力疏松）防突措施 防突機(jī)理：p使煤體破裂和松動產(chǎn)生大量裂隙，游離瓦斯得到釋放，瓦

15、斯壓力降低。p使煤體充分潤濕，瓦斯由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)更加困難，煤體力學(xué)性質(zhì)改變，增強(qiáng)塑性，應(yīng)力分布均勻，彈性能釋放緩慢。p卸壓帶寬度加大，工作面前方一定范圍得到控制。 防突效果：p降低瓦斯涌出，增加煤體水分，防突、降塵效果顯著。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.3中高壓注水（水力疏松）防突措施 相關(guān)規(guī)定：水力疏松后的允許推進(jìn)度，一般不宜超過封孔深度，其孔間距不超過注水有效半徑的兩倍；單孔注水時間不低于9min。若提前漏水，則在鄰近鉆孔2.0m左右處補(bǔ)打注水鉆孔。注水參數(shù)應(yīng)根據(jù)煤層性質(zhì)合理選擇。如未實測確定，可參考如下參數(shù)：鉆孔間距4.0m，孔徑4250mm，孔長6.010m，封

16、孔24m，注水壓力1315MPa。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.4水力掏槽防突措施 該措施是焦煤公司研究的一項具有遠(yuǎn)距離操作特點的快速掘進(jìn)防突工藝。掘進(jìn)速度最快達(dá)到165m/月。 防突機(jī)理： 逐漸剝離破碎煤體，瓦斯和應(yīng)力得到有效釋放。 掘進(jìn)工作面原應(yīng)力集中帶向前方和槽的兩邦深部轉(zhuǎn)移。 動力現(xiàn)象一般不會發(fā)生在巷道方向。2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.4水力掏槽防突措施 措施工藝： 通過流量達(dá)2.5m3/min的水力掏槽系統(tǒng)，將高壓水射流射向掘進(jìn)工作面煤體，在2030min內(nèi)沖出深度2030m，斷面12m2的槽硐。掏槽槽硐高壓管路2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施

17、2.1.5水力沖孔防突措施 可控地、緩慢地排放突出煤層瓦斯。 防突機(jī)理 以巖柱為安全屏障， 利用打鉆和高壓水射流 沖擊煤體，激發(fā)煤體發(fā) 生可控的噴煤和噴瓦斯， 煤和瓦斯排出，使被揭 煤層地應(yīng)力降低，煤層透氣性增大，煤層瓦斯壓力和煤層瓦斯含量降低，煤的機(jī)械強(qiáng)度增加，煤的彈性變形能和瓦斯?jié)撃茚尫?，從而使鉆孔一定范圍內(nèi)煤的喪失突出能力。5m石門被揭煤層2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.5水力沖孔防突措施 措施工藝： （一）在厚度不超過4m的突出煤層，按扇形布置至少5個孔，在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或煤層較厚時，適當(dāng)增加孔數(shù)?？椎组g距控制在3m左右，孔深通常為2025m，沖孔鉆孔超前掘進(jìn)工作面的距離

18、不得小于5m。沖孔孔道沿軟分層前進(jìn)； （二）沖孔前，掘進(jìn)工作面必須架設(shè)迎面支架，并用木板和立柱背緊背牢，對沖孔地點的巷道支架必須檢查和加固。沖孔后或暫停沖孔時，退出鉆桿，并將導(dǎo)管內(nèi)的煤沖洗出來，以防止煤、水、瓦斯突然噴出傷人。 適用條件: 有自噴能力的突出危險煤層。 水力沖孔工藝系統(tǒng)示意圖1鉆桿 2套管 3三通管 4鉆機(jī) 5閥門 6高壓水管 7壓力表 8射流泵 9排煤水管 水力沖孔是我國獨創(chuàng)的一種防治煤與瓦斯突出的方法。原理是通過人為地在鉆孔內(nèi)利用高壓水的沖擊力，快速破壞鉆孔內(nèi)的煤體而誘發(fā)突出。這種人為的鉆孔內(nèi)的突出，由于受鉆孔內(nèi)的空間和鉆孔管道效應(yīng)的影響，因而它是可控的。也就是說，使煤體的突

19、出能量，通過鉆孔內(nèi)可控的小型突出，逐步緩慢釋放，達(dá)到消除或減弱煤層發(fā)生突出的可能。局部防突措施-水力沖孔2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.6 松動爆破防突措施措施工藝：（一）松動爆破鉆孔的孔徑一般為42mm，孔深不得小于8m。松動爆破應(yīng)至少控制到巷道輪廓線外3m的范圍?？讛?shù)根據(jù)松動爆破的有效影響半徑確定。松動爆破的有效影響半徑通過實測確定；（二）松動爆破孔的裝藥長度為孔長減去5.56m；（三）松動爆破按遠(yuǎn)距離爆破的要求執(zhí)行。 深孔松動爆破鉆孔布置： 如右圖示。 -直徑為125mm的控制孔 -直徑為50mm的爆破孔 深孔松動爆破是在工作面前方存在有5m卸壓煤體防護(hù)下在前方5.5m以外

20、引爆幾個深炮眼形成煤體松動的爆破。炮眼周圍煤體的破裂與松動形成卸壓圈，其透氣系數(shù)倍增，瓦斯得以排放、瓦斯壓力下降、瓦斯含量減少、煤的堅固性提高，結(jié)果使原應(yīng)力集中帶和高壓瓦斯帶移向深部，為工作面的掘進(jìn)創(chuàng)造了較長的安全區(qū)與防護(hù)區(qū)。局部防突措施-深孔松動爆破2.1 煤巷掘進(jìn)防治煤與瓦斯突出措施 2.1.7關(guān)于煤巷掘進(jìn)防突的思考 煤巷掘進(jìn)突出發(fā)生頻率高，威脅大，應(yīng)著力研究安全性的防突措施； 煤巷掘進(jìn)期間煤與瓦斯突出可以控制，關(guān)鍵在于防突措施是否落實到位； 防突措施不能一成不變，在地質(zhì)構(gòu)造等特殊地帶，應(yīng)強(qiáng)化防突措施； 區(qū)域性防突是煤巷掘進(jìn)安全的根本。介紹幾種其它有效的局部防突措施：水力擠出鉆孔布置 水力

21、擠出是向采掘工作面前方打鉆孔，并注入高壓水，使其注水速度超過煤的滲透速度，導(dǎo)致煤層破裂，并向工作面方向位移，使靠近工作面煤體處卸壓和排放瓦斯。局部防突措施-水力擠出水力擠出高效消突技術(shù)水力擠出前水力擠出后 水力沖刷施工工藝示意圖1沖刷鉆孔 2沖刷水槍 3支撐柱 4高壓膠管 5高壓水泵 6水管 7水車 水力沖刷是通過在工作面前方煤體內(nèi)的一組鉆孔，利用高壓水流沖刷煤層，被破壞的煤層通過沖刷鉆孔或排粉鉆孔排出使煤體內(nèi)形成較大的空洞，在瓦斯、地應(yīng)力與水壓沖擊共同的作用下，空洞的體積不斷增加，煤層的卸壓范圍不斷的擴(kuò)大，達(dá)到所要掘進(jìn)的巷道周圍，能達(dá)到局部消除或降低煤層的突出危險性的目的。局部防突措施-水力

22、沖刷 超前鉆孔是指在工作面前方一定距離的煤體內(nèi)，始終保存有足夠數(shù)量的鉆孔，由于鉆孔的卸壓與排放瓦斯作用，人為地造成并保持在工作面前方有一個較長的卸壓帶，以防止突出的發(fā)生。局部防突措施-超前鉆孔 根據(jù)資料記載：2001 年1月 4 日，松藻礦務(wù)局打通二礦+150水平N2801工作面運輸巷在施工直徑86mm排放鉆孔時發(fā)生煤與瓦斯突出，突出煤量 695t，瓦斯量 41000m3，煤炭拋出距離160m 左右，瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重大經(jīng)濟(jì)和財產(chǎn)損失。 2002年3月23日14時20分， 湖南漣邵礦務(wù)局蛇形山煤礦瓦斯工程隊在實施超前鉆孔防突措施過程中，發(fā)現(xiàn)瓦斯異常并立即撤退時，發(fā)生煤與瓦斯

23、突出事故，死亡3人。 2004年8月14日沈陽紅菱煤礦施工排放鉆孔期間發(fā)生煤與瓦斯突出事故 5名礦工死亡。 2006年2月25日17時5分， 湖南邵陽市隆回縣大園煤礦（民營股份制企業(yè)）3352機(jī)巷掘進(jìn)，在中班實施防突措施打切槽時發(fā)生煤與瓦斯突出。當(dāng)時井下共有24人作業(yè)，其中4人生還，2人輕傷，造成18人死亡。對煤巷掘進(jìn)防突措施的具體要求： 1、優(yōu)先使用超前（抽、排）鉆孔； 2、松動爆破、水力沖孔、水力疏松等措施，必須經(jīng)試驗考察措施有效后方可使用； 3、前探支架應(yīng)配合其他措施使用； 1、可用于松軟煤層的平巷工作面； 2、向工作面前方打鉆孔，孔內(nèi)插入鋼管或鋼軌，其長度可按兩次掘進(jìn)循環(huán)的長度再加0.

24、5m； 3、每掘進(jìn)一次打一排鉆孔，形成兩排鉆孔交替前進(jìn)，鉆孔間距為0.20.3m。 4、下山掘進(jìn)不得使用水力沖孔、水力疏松措施； 5、傾角8的上山掘進(jìn)不得使用松動爆破、水力沖孔、水力疏松措施。 2.2 采煤工作面防治煤與瓦斯突出措施 2.2.1交叉鉆孔抽采防突技術(shù) 在采煤工作面上下風(fēng)道施工傾向預(yù)抽鉆孔，并向切眼方向施工斜向鉆孔，形成預(yù)抽鉆孔的空間交叉。2.2 采煤工作面防治煤與瓦斯突出措施 2.2.2網(wǎng)格抽采防突技術(shù) 在采煤工作面沿走向每隔一定距離施工一個橫貫，在橫貫內(nèi)施工走向預(yù)抽鉆孔，與上下風(fēng)道施工的傾向鉆孔形成網(wǎng)格狀鉆孔布置。2.2 采煤工作面防治煤與瓦斯突出措施 2.2.2網(wǎng)格抽采防突技

25、術(shù) 防突機(jī)理 傾向與走向鉆孔交叉卸壓，提高煤體透氣性； 走向鉆孔穿過更多的節(jié)理，抽采效果更為明顯； 回采過程中，走向鉆孔可以保證卸壓帶內(nèi)的強(qiáng)化抽采。 應(yīng)用效果 焦作礦區(qū)全面采用這一種鉆孔布置方式，消除了回采期間煤與瓦斯突出危險和瓦斯超限。2.2 采煤工作面防治煤與瓦斯突出措施 2.2.3局部防突措施 超前排放鉆孔措施 淺孔預(yù)抽措施 鉆孔直徑一般為75120mm，鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)均勻布置，在煤層的軟分層中可適當(dāng)增加鉆孔數(shù)；超前排放鉆孔和預(yù)抽鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆孔的有效排放或抽放半徑確定。2.2 采煤工作面防治煤與瓦斯突出措施 2.2.3局部防突措施松動爆破措施 采煤工作面的松動爆

26、破防突措施適用于煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定性較好的煤層。松動爆破孔間距根據(jù)實際情況確定，一般23m，孔深不小于5m，炮泥封孔長度不得小于1m。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)控制裝藥量，以免孔口煤壁垮塌。動爆破時，應(yīng)當(dāng)按遠(yuǎn)距離爆破的要求執(zhí)行。注水措施 采煤工作面淺孔注水濕潤煤體措施可用于煤質(zhì)較硬的突出煤層。注水孔間距根據(jù)實際情況確定，孔深不小于4m，向煤體注水壓力不得低于8MPa。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水由煤壁或相鄰注水鉆孔中流出時，即可停止注水。煤層注水應(yīng)用：主要應(yīng)用于回采工作面。1、注水防突機(jī)理2、注水工藝 打鉆、封孔、注水力降低煤層瓦斯含量和壓注水鉆孔排放煤層瓦斯速度降低煤層的瓦斯放散初及其應(yīng)力分布改變煤的物理力學(xué)性質(zhì)機(jī)理,)cba2

27、.3 石門揭煤工作面防突出措施 石門揭煤突出特點 突出強(qiáng)度高，危害大，揭煤全過程都有煤與瓦斯突出危險。 世界上最大強(qiáng)度的突出發(fā)生在前蘇聯(lián)頓巴斯加加林礦，石門揭煤突出煤量達(dá)14000噸； 中國最大一次突出發(fā)生在四川天府礦務(wù)局三匯壩一井石門揭煤過程，突出煤量達(dá)12780噸，突出瓦斯140萬m3。2.3 石門揭煤工作面防突出措施 石門揭煤防突技術(shù)的發(fā)展 上世紀(jì)60年代以來，主要有水力沖孔、金屬骨架、煤層固化、鉆孔抽排瓦斯等措施。 石門揭煤抽放防突措施（平行鉆孔 、扇形鉆孔預(yù)抽） 石門揭煤采用水力沖孔措施的具體規(guī)定： 一、石門揭煤水力沖孔控制范圍：巷道輪廓線外35m。 二、沖孔順序：先對角、后周邊、再

28、中間。 三、沖孔水壓視煤層硬度而定。 四、沖出煤量：20倍煤厚。 水力沖孔鉆孔布置下圖所示。 H-巷高B-巷寬P1、P2、P3-測壓孔；19-措施孔；10-石門 石門揭煤預(yù)抽或排放孔防突措施鉆孔直徑和措施孔控制范圍 1、措施孔直徑75120mm； 2、鉆孔控制范圍 兩側(cè)和上幫 5m； 下部 3m；如下圖所示。 井筒揭煤預(yù)抽或排放孔控制范圍 1、措施孔直徑75120mm； 2、鉆孔控制范圍 傾斜及以下煤層：四周輪廓線外 5m，下部 3m； 急斜煤層：走向兩側(cè)和傾斜上方 5m，下部 3m； 如圖下所示。 1-預(yù)抽或排放孔；2-立井 石門揭煤排放鉆孔布置示意圖 2.3石門揭煤工作面防突出措施 交叉鉆

29、孔強(qiáng)化抽采防突技術(shù) 掘進(jìn)巷旁鉆場鉆場內(nèi)打 抽放鉆孔平行煤層頂板 做導(dǎo)硐防突效果檢驗 震動放炮揭開煤層清理、 支護(hù)防突效果檢驗煤 門掘進(jìn)，完成揭煤工作。2.3石門揭煤工作面防突出措施 交叉鉆孔強(qiáng)化抽采防突技術(shù)應(yīng)用效果 在安全的前提下，揭煤工期一般縮短至2 23 3個月。 經(jīng)多個礦井近2020處嚴(yán)重突出地區(qū)的試驗應(yīng)用，取得了顯著的應(yīng)用效果，實現(xiàn)了安全、快速揭開嚴(yán)重突出危險地區(qū)煤層。 最快揭開突出危險煤層僅用28天。 2.3石門揭煤工作面防突出措施 排放鉆孔 預(yù)定揭穿煤層的斷面輪廓外布置多排扇形穿層鉆孔，鉆取煤炭與排放瓦斯。5m石門被揭煤層1、防突機(jī)理 石門揭煤前，由巖巷或煤巷向突出危險煤層打一定數(shù)

30、量呈網(wǎng)格排列的鉆孔，鉆取煤炭，并將煤層中的瓦斯經(jīng)過鉆孔長時間自然排放，使石門周圍一定范圍內(nèi)煤體瓦斯含量和瓦斯壓力降低，煤體發(fā)生收縮變形，煤的彈性能和瓦斯?jié)撃艿玫结尫?，從而消除石門揭煤的突出危險。2、基本要求 巖柱厚度5m，范圍 輪廓線外 7 8 m?？拙啵簺Q定于煤層煤層透氣性。要求：煤層瓦斯壓力降低到 1.0 MPa 以下3、適用條件 煤層透氣性較高，有足夠的排放時間。特別適用于急斜煤層。金屬骨架 1、工藝 巷道頂、兩幫上部打75100mm鉆孔，進(jìn)入巖層0.5m，孔距0.2m，插入鋼管或鋼軌。(23)m石門被揭煤層石門煤層金屬骨架2、作用機(jī)理 預(yù)先加固煤體，增加煤的穩(wěn)定性；骨架孔排放一定量的瓦

31、斯，鉆取煤炭。從而降低了煤層的應(yīng)力狀態(tài)，增加了煤的堅固性，揭煤過程中金屬骨架支承上方煤體重量，阻止煤體突然破壞與離層，抑制突出的發(fā)動。3、要求 巖柱厚度：2.0m（硬巖），3.0m（松軟巖層） 范圍：巷道上部和兩側(cè)外 0.5 1.0 m 孔距： 2.0 m（單排） 0.3m（雙排）4、適用條件 45的薄及中厚煤層。對石門和立井揭煤工作面金屬骨架使用的規(guī)定： 1、在石門上部和兩側(cè)或立井周邊以外0.51.0m內(nèi)布置骨架； 2、骨架進(jìn)入煤層頂（底）板深度 0.5m ； 3、鉆孔不能一次穿透煤層時，孔深 15m ； 4、骨架密度：單排 0.3m ，雙排 0.2m ； 5、骨架材料：8kg/m型鋼或50

32、mm鋼管； 6、骨架要固定； 7、揭煤后骨架不許拆除。 遠(yuǎn)距離爆破采用遠(yuǎn)距離爆破揭煤的安全巖柱規(guī)定: 1、巖柱控制：邊掘邊探或物探方法控制； 2、巖柱尺寸 石門或斜井：緩斜或傾斜煤層1.5m，急斜煤層2m。 立井揭煤：急斜煤層1.5m，其他煤層2m。 以上巖柱在巖石松軟破碎帶應(yīng)加大。如下圖所示。 防突規(guī)定： 第六十五條 在揭煤工作面用遠(yuǎn)距離爆破揭開突出煤層后，若未能一次揭穿至煤層頂（底）板，則仍應(yīng)當(dāng)按照遠(yuǎn)距離爆破的要求執(zhí)行，直至完成揭煤作業(yè)全過程。 遠(yuǎn)距離爆破是局部綜合防突措施中安全防護(hù)的內(nèi)容之一，采用遠(yuǎn)距離爆破是考慮到石門揭煤的突出危險性大、突出強(qiáng)度大。為了確保石門爆破揭開煤層時作業(yè)人員的安

33、全，規(guī)定采用遠(yuǎn)距離爆破，即石門工作面放揭煤炮時，人員撤離到距工作面較遠(yuǎn)的地方，以避免爆破時發(fā)生突出而造成人員傷亡。爆破地點至工作面距離由礦井技術(shù)負(fù)責(zé)人確定 ，但不得小于300m。本規(guī)定中取消了石門揭煤采用震動性爆破的規(guī)定。規(guī)定工作面與被揭煤層保留一定安安全巖柱的條件下采用遠(yuǎn)距離爆破揭開煤層，這一規(guī)定與原有防治煤與瓦斯突出細(xì)則或煤礦煤礦規(guī)程中規(guī)定石門揭煤工作面必須使用震動性爆破揭開煤層沒有本質(zhì)區(qū)別。震動性爆破揭開煤層，其目的是在工作面與被揭煤層之間保持一定的巖柱（可以稱之為最小安全巖柱）的情況下，在工作面多打眼、多裝藥、一次起爆，把巖柱一次爆落揭開煤層，這種爆破方式無疑會使工作面煤巖體一定范圍內(nèi)

34、產(chǎn)生巨大的震動，伴隨著這種震動可能誘發(fā)突出，借助突出的作用沖破巖柱，達(dá)到揭開煤層的目的。就石門震動爆破揭開煤層的發(fā)展過程而言，早期是在采取工作面撤人、停電等安全防護(hù)措施的前提下進(jìn)行，這完全是一種被動的誘導(dǎo)突出揭煤的做法，這種做法總的來說是不安全，而且也不科學(xué)；后來發(fā)展到在工作面采取排放鉆孔、抽放瓦斯、水力沖孔（沖刷）等措施，使工作面突出危險性得到消除或減弱的情況下，采用震動性揭開煤層，這不僅在做法上更科學(xué)，而且安全上有很大的改善；自1988年防治煤與瓦斯突出細(xì)則第一次頒布，工作面預(yù)測、防突措施、措施效果檢驗和安全防護(hù)“四位一體”綜合防突措施的提出，石門揭煤技術(shù)更趨完善，石門揭煤突出在很大程度上

35、得到了控制，更安全。在綜合防突技術(shù)更為完善、更為有效的的下，石門揭開煤層技術(shù)也將更加成熟和完善，安全程度大大提高。在防突措施有把握從根本上消除突出的情況下，石門揭煤就有可能如同一般巷道掘進(jìn)一樣，無需特殊規(guī)定。因此淡化或退出采用震動性爆破揭開煤層是可行的、也是符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律的。 防突規(guī)定： 第六十六條 當(dāng)石門或立井、斜井揭穿厚度小于0.3m的突出煤層時，可直接用遠(yuǎn)距離爆破方式揭穿煤層。 【解讀】 本條規(guī)定石門（井筒）揭穿厚度0.3m煤層時，可直接采取遠(yuǎn)距離爆破。 這就意味著對于厚度0.3m煤層，無需在工作面進(jìn)行突出危險性預(yù)測和實施防突措施，使揭煤工作大大簡化。但仍應(yīng)按照本規(guī)定第六十四條的要求，

36、留設(shè)安全巖柱，并采取必要的安全防護(hù)措施。 地點地點名稱名稱適應(yīng)條件適應(yīng)條件優(yōu)缺點優(yōu)缺點石震動放炮揭煤和突出危險性小的地點操作簡單；一般不單獨使用門密集排放孔透氣性好，有較長排放時間操作簡單；揭煤時間長揭抽放透氣性好，有一定抽放時間措施時間短；增加抽放系統(tǒng)煤水力沖孔軟煤，有自噴能力措施時間短；系統(tǒng)復(fù)雜松動爆破煤質(zhì)較硬，突出危險性較小操作簡單；易誘導(dǎo)突出煤超前排放孔透氣性好，成孔率高操作簡單；打大孔易突出邊掘邊抽透氣性好，涌出量大，孔形好有效降低涌出；工程量大巷水力割煤透氣性差的突出煤層可有效增透；工藝復(fù)雜小孔密集排放軟煤，構(gòu)造帶，突出危險性小操作簡單；循環(huán)進(jìn)度小防開卸壓槽應(yīng)力和瓦斯含量高，突出嚴(yán)重卸壓好；操作要求嚴(yán)格煤層注水應(yīng)力和瓦斯大，煤脆，突出嚴(yán)重防突效果好；增加高壓系統(tǒng)突復(fù)合措施嚴(yán)重突出地區(qū)防突效果可靠；工序多煤體增強(qiáng)突出不嚴(yán)重，以傾出冒頂為主措施簡單；防突效果差地面鉆孔抽放透氣性好，厚煤層，打孔成本低突出提前解除；不經(jīng)濟(jì)回邊采邊抽有突出危險的回采工作面降低突出和涌出；工程量大采超前排放孔處理工作面局部突出危險性操作簡單；占用工作時間面高低壓注水煤塵大，突出較嚴(yán)重工作面防突消塵好；系統(tǒng)較復(fù)雜防水力割縫透氣性差，有突出危險工作面可