第二部分、煤與瓦斯突出防治技術(shù)

第二部分、煤與瓦斯突出的防治技術(shù)一.煤與瓦斯突出機(jī)理二.“四位一體〞綜合防突措施三.煤層突出危險性預(yù)測四.防治突出措施五.防治突出措施的效果檢驗(yàn)六.平安防護(hù)措施一.煤與瓦斯突出機(jī)理〔1〕突出機(jī)理就是解釋發(fā)生突出的緣由和過程的實(shí)際。煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜的動力景象，世界上許多產(chǎn)煤國家對煤與瓦斯突出的機(jī)理開展了廣泛研討，提出了多種假說。煤與瓦斯突出機(jī)理〔2〕1、國外煤與瓦斯突出假說瓦斯為主導(dǎo)作用的假說地壓為主導(dǎo)作用的假說化學(xué)本質(zhì)假說能量假說綜合假說2、國內(nèi)煤與瓦斯突出假說流變假說球殼失穩(wěn)假說瓦斯為主導(dǎo)作用的假說①瓦斯包說②粉煤帶說③煤孔隙構(gòu)造不均勻說④突出波說⑤裂隙堵塞說⑥瓦斯膨脹說⑦卸亞瓦斯說⑧火山瓦斯說⑨地質(zhì)破壞帶說⑩瓦斯解吸說前往地壓為主導(dǎo)作用的假說①巖石變形潛能說②應(yīng)力集中帶說③剪切應(yīng)力說④塑性變性說⑤振動動搖說⑥沖擊式移近說⑦拉應(yīng)力波說⑧應(yīng)力疊加說⑨放炮突出說⑩頂板位移不均勻說前往化學(xué)本質(zhì)假說①瓦斯水化物說②爆炸煤說③重煤說④地球化學(xué)說⑤硝基化合物說前往能量假說蘇聯(lián)B.B.霍多特提出，長期以來在國際上享有盛譽(yù)。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的根底上，從能量的觀念出發(fā)，用數(shù)學(xué)方法分析計算了煤層的變形潛能Wt、瓦斯內(nèi)能λ以及呵斥突出破壞需求的能量A，提出了能量假說。前往球殼失穩(wěn)假說突出的發(fā)生開展是以球蓋狀煤殼的構(gòu)成、開展及失穩(wěn)拋出為特點(diǎn)的突出過程的本質(zhì)是地應(yīng)力破壞煤體，煤體釋放瓦斯，瓦斯使煤體裂隙擴(kuò)張并使構(gòu)成的球殼失穩(wěn)破壞瓦斯膨脹能是發(fā)動突出的真正的動力及能源前往流變假說含瓦斯煤巖體在外力的作用下，當(dāng)?shù)竭_(dá)或超越其屈服載荷時，那么明顯地表現(xiàn)為時間上的三個階段，即變形衰減階段、均勻變形階段和加速階段第Ⅰ、第Ⅱ階段對應(yīng)于突出的預(yù)備階段，第Ⅲ階段是突出的發(fā)生開展階段，突出是含瓦斯煤巖體快速流變的結(jié)果瓦斯、地應(yīng)力、煤的物理力學(xué)性質(zhì)和時間過程是突出的重要影響要素前往綜合假說50年代中期，蘇聯(lián)A.A.斯科琴斯基院士根據(jù)開采突出危險煤層的閱歷以及當(dāng)時科研任務(wù)的成果，提出煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、煤層瓦斯和煤層物理力學(xué)性質(zhì)綜協(xié)作用的結(jié)果。目前綜合假說得到普遍認(rèn)同，是瓦斯突出防治技術(shù)的實(shí)際根底。突出的動力是地應(yīng)力和煤層中的瓦斯;突出的阻力是煤層的物理力學(xué)性質(zhì)。這三者稱為煤與瓦斯突出的“三要素〞煤與瓦斯突出機(jī)理〔3〕3、煤與瓦斯突出的三要素：〈1〉地應(yīng)力的作用突出煤層中存在著地應(yīng)力，它包括上覆巖層自重應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力和采掘集中應(yīng)力，采掘任務(wù)面前方部分煤體內(nèi)存在一個集中應(yīng)力帶，這里的地應(yīng)力高于原始煤體的應(yīng)力，瓦斯壓力接近于原始煤體的瓦斯壓力。地應(yīng)力的作用，一是使煤體產(chǎn)生位移和忽然破碎，煤由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)；二是地應(yīng)力影響煤體內(nèi)部構(gòu)造，控制著瓦斯的流動。由于任務(wù)面前方煤體內(nèi)存在著一個集中應(yīng)力帶，使距掘進(jìn)迎頭L米的集中應(yīng)力帶內(nèi)，煤的裂隙、孔隙受緊縮變小，妨礙煤體內(nèi)瓦斯的正常運(yùn)移流動。那么，什么是地應(yīng)力呢？我們經(jīng)過一個簡單的物理景象來予以闡明。煤與瓦斯突出的三要素我們知道，一個彈簧，給它一個壓力Ｐ，就產(chǎn)生一個反作用力Ｐ1，也就是說，我們用力把彈簧壓下去后，彈簧就蓄積一個彈起的能量。同樣，煤巖層也具有一定的彈性，由于在幾百米深的地下開采，必然遭到上覆巖層給它的一個壓力，使煤層蓄積一個向外膨脹的潛能。在沒有開采前，煤巖體是處于三向應(yīng)力平衡形狀，當(dāng)開掘巷道或進(jìn)展回采任務(wù)時，就破壞了原來的應(yīng)力平衡形狀，使煤巖體的應(yīng)力重新分布，煤體向作業(yè)空間膨脹變形。

煤與瓦斯突出的三要素采掘任務(wù)面地應(yīng)力情況及對突出的影響：采煤任務(wù)面前方存在一個集中應(yīng)力區(qū)，其峰值間隔采面煤壁的間隔越小，越容易破壞采面煤體而引發(fā)煤與瓦斯突出。因此，必需加強(qiáng)任務(wù)面支護(hù)，使采面煤體的集中應(yīng)力向煤體深部推移，或在采面采取人為卸壓措施，如打排放鉆孔、實(shí)施淺孔爆破等。掘進(jìn)任務(wù)面前方的地應(yīng)力，可分為三個帶，即：卸壓帶、集中應(yīng)力帶和常壓帶，亦叫做原始應(yīng)力區(qū)。從防突角度講，集中應(yīng)力區(qū)間隔任務(wù)面越近，任務(wù)面煤體越易發(fā)生破壞而引發(fā)煤與瓦斯突出。處理該問題的措施，就是在突出危險區(qū)域采取人為卸壓措施，如打排放鉆孔、實(shí)施深孔爆破和放慢掘進(jìn)速度等，使集中應(yīng)力帶向深部推移。煤與瓦斯突出的三要素以上情況闡明，具有較高的地應(yīng)力是發(fā)生煤與瓦斯突出的先決條件，即起著發(fā)動突出的作用。在地質(zhì)構(gòu)造帶，由于構(gòu)造應(yīng)力的存在，就是采深不大也能夠發(fā)生突出。因此，發(fā)生煤與瓦斯突出的第一個充分必要條件是：煤層和圍巖具有較高的地應(yīng)力和瓦斯壓力，并且在近任務(wù)面地帶煤層的應(yīng)力形狀發(fā)生忽然變化，使?jié)撃苡心軌蚝鋈会尫?。?yīng)力形狀的變化普通有以下緣由：

煤與瓦斯突出的三要素〔１〕、巷道進(jìn)入地質(zhì)破壞區(qū)；〔２〕、石門揭開煤層時；〔３〕、巷道從硬煤進(jìn)入軟煤帶；〔４〕、煤的冒落等。另外還有任務(wù)面迅速推進(jìn)時；煤層忽然加載，如巷道頂板下沉；煤層忽然卸壓，如懸臂梁斷裂等。5.向斜軸部附近..煤與瓦斯突出的三要素〈2〉瓦斯的作用瓦斯是成煤過程中的產(chǎn)物，以游離形狀和吸附形狀存于煤裂隙和孔隙中，促使煤體產(chǎn)生潛能，降低煤的強(qiáng)度?！趁后w中瓦斯含量是指每噸煤所含的瓦斯量，也就是煤體中游離和吸附兩種形狀瓦斯量的總和。其中吸附瓦斯量占瓦斯含量的80──90%以上。瓦斯壓力決議煤層中瓦斯含量的多少，是呵斥瓦斯突出的重要能源。在卸壓帶瓦斯壓力梯度是平緩的，在集中應(yīng)力帶瓦斯壓力梯度顯著增大，構(gòu)成作用于壓力降低方向〔掘進(jìn)迎頭〕的力，參與突出的開展。煤與瓦斯突出的三要素在掘進(jìn)巷道揭露煤層引起瓦斯流動后，隨著煤壁暴露時間ｔ的不斷增長，流動場范圍Ｌ不斷擴(kuò)展，任務(wù)面附近瓦斯壓力梯度不斷下降變緩。最危險的是在ｔ→０時，即爆破見煤的瞬時，瓦斯壓力梯度最大，此時最容易發(fā)生突出。因此，煤與瓦斯突出開展的第二個必要和充分條件是：有足夠的瓦斯流把碎煤拋出，并且突出孔道要暢通，以便在空洞壁構(gòu)成較大的地應(yīng)力梯度和瓦斯壓力梯度，從而使煤破碎向深部擴(kuò)展煤與瓦斯突出的三要素〈3〉煤的物理力學(xué)性質(zhì)與突出的關(guān)系煤構(gòu)造和力學(xué)性質(zhì)，與發(fā)生突出的關(guān)系很大。普通來說，煤愈硬、裂隙愈小，所需的破壞功愈大，要求的地應(yīng)力和瓦斯壓力愈高。反之亦然。因此，在地應(yīng)力和瓦斯壓力為一定值時，軟煤分層易被破壞，突出往往沿軟煤分層開展。

煤與瓦斯突出的三要素〈4〉外部要素的影響外部要素〔任務(wù)面推進(jìn)度、爆破等〕對煤與瓦斯突出的發(fā)生和開展也有重要影響。任務(wù)面快速推進(jìn)時，有助于應(yīng)力形狀發(fā)生忽然變化，從而激發(fā)突出。反之，任務(wù)面緩慢推進(jìn)時，應(yīng)力形狀變化是平緩的，發(fā)生突出的能夠性就小。任務(wù)面假設(shè)快速推進(jìn)時，由于任務(wù)面前方煤體中集中應(yīng)力帶沒有向深部推移時間，高壓瓦斯沒有有效排放，呵斥集中應(yīng)力帶間隔任務(wù)面的正常間隔Ｌ1大于異常間隔Ｌ2，使任務(wù)面突出危險性添加，特別是在爆破瞬間的突出危險性最大。二.“四位一體〞綜合防突措施1.防突技術(shù)的開展煤與瓦斯突出在煤礦出現(xiàn)曾經(jīng)超越一個半世紀(jì)，為了防治突出和防止呵斥人身傷亡事故，國內(nèi)外進(jìn)展了大量的研討，提出和運(yùn)用了多種防突措施?？v觀防突技術(shù)的開展史，大體有三個開展階段：1、以平安防護(hù)措施為主的階段，即在突出發(fā)生時，防止發(fā)生人身傷亡事故。在本世紀(jì)50年代前，屬于這一階段。防突技術(shù)的開展2、是以防治突出措施為主的階段，即在突出礦井普遍采用防突措施，使它不發(fā)生突出。本世紀(jì)50~70年代屬于這個階段。3、是采取綜合防突措施階段，即將突出危險性預(yù)測引入綜合防突措施。前蘇聯(lián)在70年代中期開場采用綜合防突措施，我國80年代末開場采用防突綜合措施，1988年我國<防突細(xì)那么>公布后，在各突出礦井普遍推行。2.“四位一體〞綜合防突措施突出危險性預(yù)測防治突出措施防治突出措施的效果檢驗(yàn)平安防護(hù)措施根據(jù)開采突出煤層時，必需采取突出危險性預(yù)測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗(yàn)和平安防護(hù)措施等綜合防治突出措施。前往三.突出危險性預(yù)測1、突出危險性預(yù)測分類2、煤層突出危險性預(yù)測流程3、區(qū)域突出危險性預(yù)測4、任務(wù)面突出危險性預(yù)測1、突出危險性預(yù)測分類前往任務(wù)面突出危險性預(yù)測〔日常預(yù)測或任務(wù)面預(yù)測〕區(qū)域突出危險性預(yù)測〔區(qū)域預(yù)測〕煤層突出危險性預(yù)測突出煤層突出危險區(qū)域預(yù)測突出危險性預(yù)測2、煤層突出危險性預(yù)測流程前往煤層突出煤層無突出危險區(qū)突出要挾區(qū)突出危險任務(wù)面無突出危險任務(wù)面突出危險區(qū)區(qū)域預(yù)測或鑒定區(qū)域預(yù)測任務(wù)面預(yù)測非突出煤層檢驗(yàn)性預(yù)測預(yù)告突出危險性預(yù)測的意義國內(nèi)外開采突出煤層的實(shí)際證明,突出只發(fā)生在某些部分地帶,突出煤層中突出危險帶的面積僅占5~10%。經(jīng)過在突出煤層進(jìn)展突出危險性預(yù)測,把突出煤層劃分為突出危險區(qū)、突出要挾區(qū)和無突出危險區(qū);把采掘任務(wù)面劃分為突出危險任務(wù)面和無突出危險任務(wù)面,從而采取不同級別的綜合防突措施,做到在平安的前提下,大量地節(jié)約防突工程量、任務(wù)量，減少防突任務(wù)的盲目性。3、區(qū)域突出危險性預(yù)測3.1煤層突出危險性預(yù)測3.2突出煤層危險區(qū)域預(yù)測3.1煤層突出危險性預(yù)測〔1〕①實(shí)踐突出②單項(xiàng)目的法

③煤層彈性變形特性E、煤層突出危險性預(yù)測〔2〕①礦井在采掘過程中只需發(fā)生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層即定為突出煤層。突出礦井及突出煤層確定程序國家煤礦平安監(jiān)察局授權(quán)單位鑒定煤炭企業(yè)提出報告報省煤炭管理部門審批報省級煤礦平安監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案煤層突出危險性預(yù)測〔3〕②單項(xiàng)目的法可用煤的破壞類型、瓦斯放散初速度、煤的鞏固性系數(shù)和煤層瓦斯壓力預(yù)測煤層的突出危險性，其臨界值應(yīng)根據(jù)礦井的實(shí)測資料確定，如無實(shí)測資料，只需全部目的到達(dá)或超越其臨界值時方可劃為突出煤層。劃分規(guī)范1.煤的破壞類型Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ以上2.瓦斯放散初速度ΔP≥103.煤的鞏固性系數(shù)f≤0.54.煤層瓦斯壓力P≥0.74MPA.煤層突出危險性預(yù)測〔4〕③煤層彈性變形特征俄羅斯學(xué)者從突出煤層和非突出煤層選取煤樣，在實(shí)驗(yàn)室利用超聲波確定其彈性模量E、剪切模量G，突出煤層和非突出煤層的E、G有明顯差別，并與煤層的蛻變程度有關(guān)對于非突出煤層的E、G有：G=(0.270-0.001Vdaf)109E=(0.790-0.006Vdaf)109當(dāng)某一煤層的E、G實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果大于上述計算值時，該煤層屬突出危險煤層前往3.2突出煤層危險區(qū)域預(yù)測①瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法

②綜合目的法③單項(xiàng)目的H、E、G

④綜合目的B

突出煤層危險區(qū)域預(yù)測〔2〕突出煤層中的區(qū)域預(yù)測可采用瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法或綜合目的法進(jìn)展，預(yù)測結(jié)果報礦務(wù)局總工程師同意①瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法根據(jù)已開采區(qū)確切掌握的煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造條件與突出分布的規(guī)律，劃分出突出危險區(qū)域和突出要挾區(qū)域②綜合目的法〔D=〔0.0075H/f-3)(P-0.74)K=ΔP/f當(dāng)D≥0.25、K≥20〔無煙〕或15〔其它煤種〕時，劃為危險區(qū)域突出煤層危險區(qū)域預(yù)測〔3〕③單項(xiàng)目的H、E、G(俄羅斯)a、在臨界突出深度以下，煤層本身的彈性能和瓦斯能足以呵斥突出破壞，其發(fā)生與否，關(guān)鍵取決于煤層所需破碎功的大小b、當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力作用于高彈性煤層時，在有脆性破壞傾向的煤層中可以構(gòu)成煤層破碎功小的區(qū)帶c、用E、G表示煤層的突出危險性傾向d、經(jīng)過計算煤層H、E、G的臨界值H0、E0、G0，并與H、E、G比較，確定區(qū)域突出危險性預(yù)測程序框圖輸入原始數(shù)據(jù)H、Vdaf等確定臨界值H0、E0、G0H≥H0測定煤層的E、GE≥E0G≥G0突出危險性確定NoYesYesNoYesNo突出煤層危險區(qū)域預(yù)測〔4〕④綜合目的B〔俄羅斯〕在地質(zhì)勘探階段，經(jīng)過對煤層巖心和瓦斯資料的研討，根據(jù)綜合目的B預(yù)測煤層的突出危險性該目的經(jīng)過廣泛驗(yàn)證，列入部門規(guī)范B≥15，煤層具有突出危險B<15，煤層無突出危險X煤層平均瓦斯含量X0煤層剩余瓦斯含量R煤層破壞程度M煤層厚度C煤層分層個數(shù)H開采深度fn圍巖特性前往4、任務(wù)面突出危險性預(yù)測定性目的根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和突出預(yù)兆確定任務(wù)面的突出危險性定量目的①鉆孔目的法根據(jù)所打鉆孔的瓦斯涌出速度、鉆屑量、鉆屑瓦斯解吸特征等進(jìn)展預(yù)測②延續(xù)動態(tài)法根據(jù)煤體破壞的地球物理特征、煤體構(gòu)造特性和任務(wù)面瓦斯涌出動態(tài)進(jìn)展預(yù)測在突出危險區(qū)域內(nèi)進(jìn)展采掘作業(yè)時，必需采取綜合防治突出措施，任務(wù)面進(jìn)展采掘前，應(yīng)進(jìn)展任務(wù)面突出危險性預(yù)測，將任務(wù)面劃分為突出危險任務(wù)面和無突出危險任務(wù)面。4.1任務(wù)面突出危險性預(yù)測目的定性目的在突出煤層中有以下情況之一者，應(yīng)視為突出危險任務(wù)面：①在突出煤層的構(gòu)造破壞帶，包括斷層、褶曲、火成巖侵入等；②煤層賦存條件急劇變化的區(qū)③采掘應(yīng)力疊加的區(qū)域；④在任務(wù)面預(yù)測過程中出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力景象；⑤任務(wù)面出現(xiàn)明顯突出預(yù)兆。前往4.2任務(wù)面突出危險性預(yù)測目的鉆孔目的法①鉆孔瓦斯涌出初速度法②鉆屑瓦斯解吸目的法③鉆屑目的法④R值目的法主要預(yù)測目的鉆孔瓦斯涌出初速度法實(shí)際根底煤層鉆孔瓦斯涌出速度測定闡明，在大多數(shù)情況下開場丈量后0.5～2min函數(shù)q=f〔t〕到達(dá)最大值；綜合反映了煤層的破壞程度、瓦斯壓力和瓦斯含量、煤體的應(yīng)力形狀及透氣性，可以綜合評價煤層的突出危險性。鉆孔瓦斯涌出初速度法煤巷掘進(jìn)任務(wù)面測試方法〔1〕接近巷道兩幫，各打一個平行于巷道掘進(jìn)方向直徑42mm、深3.5m的鉆孔，鉆孔布置在軟分層中；〔2〕用專門的封孔器封孔，封孔后丈量室長度為0.5m；〔3〕測試任務(wù)必需在鉆孔打完后2min內(nèi)完成。每預(yù)測循環(huán)可進(jìn)尺1.5m，留2m的超前距。鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值(Vdaf)煤的揮發(fā)份Vdaf(%)5～1515～2020～30>30qm(L/min)5.04.54.04.5鉆孔瓦斯涌出初速度法測試要點(diǎn)丈量室應(yīng)位于應(yīng)力集中帶或原巖應(yīng)力帶采用節(jié)流式流量計打鉆后立刻封孔丈量封孔嚴(yán)密測試前檢查儀器，無氣路堵塞景象運(yùn)用效果目前該方法是國內(nèi)外突出礦井的主要預(yù)測方法。前往鉆屑瓦斯解吸目的實(shí)際根底鉆屑瓦斯解吸目的h2或K1值表示瓦斯含量的大小和解吸速度的快慢，即表示瓦斯能的大小及釋放速度。鉆屑瓦斯解吸規(guī)律可用巴雷爾公式表示，Q1=K1T0.5，h2和K1值均表示煤樣在一段時間內(nèi)的瓦斯解吸量，K1值是解吸第1分鐘的解吸量，h2是第4和第5分鐘內(nèi)的解吸量，K1是按解吸規(guī)律推算的，K1是實(shí)測的按照巴雷爾公式推算，K1=0.016h2測試儀器與方法h2用MD-2解吸儀測定，K1用ATY突出預(yù)測儀測定可用于石門揭煤任務(wù)面以及采掘任務(wù)面的突出危險性預(yù)測永潤集團(tuán)突出礦井采用h2作為預(yù)測目的之一石門揭煤任務(wù)面h2和K1的臨界值鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)臨界值

h2(Pa)K1(mL/g.min1/2)干煤2000.5濕煤1600.4前往鉆屑目的法實(shí)際根底鉆屑量S表示煤層應(yīng)力集中程度大小，h2或K1值表示煤層瓦斯大小及其釋放速度大小，分別從地應(yīng)力和瓦斯的角度反映了煤層突出危險性的的大小，可以綜合反映煤層的突出危險性地應(yīng)力越大，S值越大鉆屑瓦斯釋放速度越快，h2或K1值越大測試方法在煤巷掘進(jìn)任務(wù)面打2個〔傾斜或急傾斜煤層〕或3個〔緩傾斜煤層〕直徑42mm、深8～10m的鉆孔。鉆孔每打1m測定鉆屑量一次，每2m測定一次鉆屑解吸目的根據(jù)每個鉆孔的S、h2或K1的最大值預(yù)測突出危險性當(dāng)任一目的大于或等于臨界值時，該任務(wù)面為突出危險任務(wù)面每預(yù)測循環(huán)留2m的超前距鉆屑目的法預(yù)測掘進(jìn)任務(wù)面的臨界值

h2最大鉆屑量SK1危險性PaKg/mL/mmL/(g.min1/2)≥200≥6≥5.4≥0.5突出危險工作面<200<6<5.4<0.5無突出危險工作面前往R值目的法鉆屑量S主要思索了煤層的強(qiáng)度性質(zhì)和應(yīng)力形狀，瓦斯涌出初速度那么主要思索了瓦斯要素，把兩者結(jié)合在一同用來預(yù)測突出危險性是適宜的該方法同時思索了任務(wù)面的應(yīng)力形狀、物理力學(xué)性質(zhì)、瓦斯含量、透氣性和煤層的放散才干，即思索了決議突出危險性的主要要素，是一個綜合目的判別目的R=(Smax–1.8)(qmax-4)當(dāng)任一鉆孔的R≥6時，突出危險任務(wù)面當(dāng)任一鉆孔的R<6時，無突出危險任務(wù)面當(dāng)R為負(fù)值時，運(yùn)用單項(xiàng)目的預(yù)測R值目的法測試方法(1)在煤巷掘進(jìn)任務(wù)面打2個(傾斜或急傾斜煤層)或3個(緩傾斜煤層直徑42mm、深5.5～6.5m的鉆孔(2)鉆孔布置在軟分層中，一個鉆孔位于巷道任務(wù)面中部平行于掘進(jìn)方向，其它鉆孔的終孔點(diǎn)應(yīng)位于巷道輪廓線外2～4m處(3)鉆孔每打1m，測定一次S和q(4)測q時，丈量室長度為1m，根據(jù)每個鉆孔的最大Smax和最大qmax確定R值(5)每預(yù)測循環(huán)留2m超前距平頂山礦區(qū)突出礦井預(yù)測目的礦別指標(biāo)q（L/min）Cq

S（kg/m）R四礦≥2.8≥4.5五礦≥4.5≥6≥6八礦≥4.5≤0.6≥6十礦≥4≥6十二礦≥4.5≤0.65≥6前往四、防治突出措施1、區(qū)域性防突措施2、部分性防突措施3、各類防突措施順應(yīng)條件及優(yōu)缺陷制定防突技術(shù)措施的原那么降壓排瓦，添加煤體強(qiáng)度降壓排瓦-----消除或減小能引起煤與瓦斯突出的能量聚集，并防止這種能量忽然釋放，即排除瓦斯，卸除地應(yīng)力和瓦斯壓力的原那么；添加煤體強(qiáng)度------加強(qiáng)煤體的穩(wěn)定性，改動煤體的物理力學(xué)性質(zhì)，添加煤體的抗破碎才干，即加固煤體，抑制突出的原那么。1、區(qū)域性防突措施1.1開采維護(hù)層1.2預(yù)抽煤層瓦斯1.3煤層區(qū)域性預(yù)先注水在煤層采掘之前，對煤層實(shí)施大面積預(yù)先處置，以到達(dá)煤層卸壓、排放瓦斯及改動煤層物理力學(xué)性質(zhì)的目的，從而大面積消除煤層的突出危險性。在選擇防突措施時，應(yīng)優(yōu)先采用區(qū)域性防突措施。1.1開采維護(hù)層作用機(jī)理在開采煤層群時，經(jīng)過開采維護(hù)層，實(shí)現(xiàn)被維護(hù)層的卸壓和瓦斯排放，消除被維護(hù)層的突出危險性。維護(hù)層的選擇①首先選擇無突出危險的煤層作為維護(hù)層。②礦井中一切煤層都有突出危險時，應(yīng)選擇突出危險性較小的煤層。③優(yōu)先選擇上維護(hù)層。有關(guān)維護(hù)層開采的技術(shù)要求和維護(hù)范圍的規(guī)定。前往1.2預(yù)抽煤層瓦斯作用機(jī)理經(jīng)過預(yù)抽煤層瓦斯，減少煤層瓦斯壓力和含量，降低瓦斯內(nèi)能，提高煤體強(qiáng)度，以消除煤層的突出危險性。技術(shù)要求①采用平行布孔方式，鉆孔應(yīng)控制整個預(yù)抽區(qū)域并均勻布孔；②煤層瓦斯預(yù)抽率應(yīng)大于25％；③預(yù)抽后，突出煤層殘存瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度處的煤層原始瓦斯含前往1.3煤層區(qū)域性預(yù)先注水作用機(jī)理水進(jìn)入煤層的裂隙和孔隙，使原始煤體潮濕，添加了煤的可塑性和柔性，彈性模數(shù)降低20～30％，應(yīng)力分布變的比較均勻，彈性能的釋放速度比較緩慢；水封鎖了瓦斯流動的通道，減小了瓦斯放散速度，降低了瓦斯能的釋放速度；注水可以提高f值，添加了煤層的強(qiáng)度。技術(shù)要求①煤層最少有一個分層均勻潮濕，水分到達(dá)4％以上。②沿煤層走向和傾向不留空白區(qū)。③最好采用中低壓小流量長時注水。該方法在俄羅斯作為區(qū)域性措施前往2、部分性防突措施卸壓排放措施超前鉆孔、抽放瓦斯、松動爆破、卸壓縫水力化措施煤層注水、水力松動、水力壓裂、水力爆破、水力沖孔煤體圍巖強(qiáng)化措施金屬骨架、前探支架煤體圍巖強(qiáng)化措施普通與其它兩種措施共同運(yùn)用在煤層采掘過程中，在采掘任務(wù)面向煤層體實(shí)施處置措施，以到達(dá)煤層卸壓、排放瓦斯及改動煤層物理力學(xué)性質(zhì)的目的，從而消除任務(wù)面附近煤層的突出危險性。2.1超前鉆孔作用原理在采掘任務(wù)面向煤層施工一定深度的鉆孔，對煤層進(jìn)展卸壓和排放瓦斯，使應(yīng)力集中帶向任務(wù)面深部轉(zhuǎn)移，消除突出危險性。技術(shù)參數(shù)①鉆孔直徑75～120mm；②堅持一定的超前距〔不小于5米〕；③掘進(jìn)任務(wù)面應(yīng)控制到巷道斷面輪廓外2～4m；④鉆孔應(yīng)布置在煤層的軟分層中；⑤鉆孔個數(shù)和間距根據(jù)鉆孔有效排放半徑而定。2.1超前鉆孔平頂山礦區(qū)超前鉆孔有效作用半徑測定結(jié)果礦別煤層鉆孔直徑(mm)作用半徑(mm)八礦戊9-10

750.8戊9-10

420.6己15

420.6十礦戊9-10

801.0十二礦己15

750.6己15-17

750.75前往2.2瓦斯抽放掘進(jìn)任務(wù)面超前抽放對突出危險性嚴(yán)重的掘進(jìn)任務(wù)面實(shí)施超前鉆孔抽放；超前鉆孔直徑75～120mm，深度25～30m以上，鉆孔5～12個，穿過任務(wù)面前方的應(yīng)力集中帶；巷道輪廓周圍的控制范圍2～4m；抽放時間7～10天；2.2瓦斯抽放掘進(jìn)任務(wù)面隔離式抽放〔邊掘邊抽〕對突出危險性相對不大、瓦斯涌出量大推進(jìn)速度快的掘進(jìn)任務(wù)面實(shí)施隔離式抽放；巷道兩幫卸壓帶內(nèi)瓦斯在抽放負(fù)壓的作用下，被引入到抽放鉆孔中，隔斷瓦斯向巷道的涌出，減少巷道瓦斯涌出量；鉆孔開口位置距煤壁2～2.5m，抽放區(qū)段距煤壁3～5m，與巷道軸線的夾角小于5°；鉆孔抽放期2～3個月。前往2.3松動爆破掘進(jìn)任務(wù)面深孔松動爆破鉆孔直徑42mm，孔深不小于8m-12米以上，孔數(shù)根據(jù)爆破有效半徑確定；控制到巷道輪廓線外2m以外；超前距不小于5m；必需執(zhí)行撤人、停電、設(shè)警戒、遠(yuǎn)間隔放炮、反向風(fēng)門等平安措施。2.3松動爆破采煤任務(wù)面淺孔松動爆破適用于煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定較好的煤層；沿采煤任務(wù)面每隔2～3m打一個鉆孔，孔深不小于3m，炮泥封孔長度不得小于1m；超前距不小于2m。前往2.4卸壓縫對突出危險性嚴(yán)重的采煤任務(wù)面，在任務(wù)面用專門機(jī)器開卸壓縫，引起煤層卸壓和排放瓦斯，消除突出危險性；主要參數(shù)卸壓縫的位置、高度、深度和割縫速度；卸壓縫深度不超越1.5m～2m，并保證0.5m的超前距；c、卸壓縫高度10～14mm，保證煤層充分卸壓，卸壓縫又能閉和，不積聚瓦斯；應(yīng)編制割縫過程中的防突措施。2.5卸壓槽在掘進(jìn)任務(wù)面的兩個隅角開卸壓槽，引起應(yīng)力集中帶向深部轉(zhuǎn)移，消除突出危險性；卸壓槽深度不小于0.5m，寬度60～80mm；進(jìn)尺超前距不小于0.5m；可用鉆孔法或公用工具構(gòu)成卸壓槽。前往2.6水力松動作用機(jī)理在任務(wù)面向煤層注入15～20MPa的高壓水，使煤層裂隙擴(kuò)張，構(gòu)成平行于任務(wù)面煤壁的裂痕，引起煤體卸壓和排放瓦斯，應(yīng)力集中帶向煤體深部轉(zhuǎn)移。主要參數(shù)根據(jù)煤層的詳細(xì)條件而定，包括封孔深度、注水壓力、注水量、有效注水半徑等。在俄羅斯約有20％的采掘任務(wù)面采用水力松動，回采任務(wù)面突出頻率0.055，預(yù)備任務(wù)面突出頻率0.057。前往2.7水力壓裂作用機(jī)理在任務(wù)面打直徑42～45mm的鉆孔，借助于高壓水將煤層向任務(wù)面方向強(qiáng)迫壓出，引起煤壁卸壓和排放瓦斯，消除突出危險性。主要參數(shù)鉆孔深度、封孔深度、鉆孔間距、注水壓力、注水時間、注水速度等實(shí)施水力壓裂必需制定詳細(xì)的平安技術(shù)措施在俄羅斯的運(yùn)用闡明，回采任務(wù)面突出頻率0.264，預(yù)備任務(wù)面突出頻率0.243。前往3、各類防突措施順應(yīng)條件及優(yōu)缺陷前往五、防治突出措施的效果檢驗(yàn)1.目的和要求2.鉆孔布置方式3.檢驗(yàn)方法1.目的和要求為檢查控制防突措施的施工質(zhì)量和有效性，確保消除突出危險性，保證任務(wù)面平安進(jìn)尺，必需實(shí)施防突措施的效果檢驗(yàn)；當(dāng)防突措施無效時，必需再次執(zhí)行防治突出的補(bǔ)充措施，只需經(jīng)措施效果檢驗(yàn)有效后，方可在采取平安防護(hù)措施的前提下進(jìn)展采掘作業(yè)，并留有不小于2m的檢驗(yàn)超前距。前往2.鉆孔布置方式檢驗(yàn)孔的布置必需可靠控制防突措施的效果和有效范圍；石門揭煤任務(wù)面檢驗(yàn)孔孔數(shù)為4個，其中石門中間1個，其它3個鉆孔位于石門上部和兩側(cè)，終孔位置應(yīng)位于措施控制范圍的邊緣線上。對于采掘任務(wù)面檢驗(yàn)孔位于措施孔之間，檢驗(yàn)孔孔深應(yīng)小于或等于措施孔；檢驗(yàn)孔不得與措施孔交叉穿透，不得采用措施孔或預(yù)測孔進(jìn)展效果檢驗(yàn)。前往3.檢驗(yàn)方法措施效果檢驗(yàn)方法根據(jù)<細(xì)那么>第34條、第35條采掘任務(wù)面突出危險性預(yù)測方法的規(guī)定執(zhí)行；必需采用2個及以上目的；選用的檢驗(yàn)?zāi)康囊槕?yīng)防突措施的特性，如煤層注水措施不采用鉆屑量目的，可采用鉆孔瓦斯涌出初速度、鉆屑瓦斯解吸目的等嚴(yán)厲執(zhí)行<細(xì)那么>第四節(jié)防治突出措施效果檢驗(yàn)。前往六、平安防護(hù)措施1.平安防護(hù)措施的作用2.平安防護(hù)措施的內(nèi)容與要求1.平安防護(hù)措施的作用由于突出機(jī)理的復(fù)雜性，目前仍處于假說階段，尚未完全掌握突出發(fā)生、開展的數(shù)學(xué)物理本質(zhì)，再加上煤層瓦斯賦存條件和地質(zhì)條件的多變性，以及預(yù)測、措施執(zhí)行和效果檢驗(yàn)過程中人為要素的影響，降低了預(yù)測、效果檢驗(yàn)的可靠性，即使在預(yù)測、效檢不超標(biāo)的情況下，仍有能夠發(fā)生突出。平頂山礦區(qū)也發(fā)生過多次低目的突出事故。前往2.平安防護(hù)措施的內(nèi)容井巷揭穿突出煤層或在煤層中進(jìn)展采掘作業(yè)時，都必需采取平安防護(hù)措施。平安防護(hù)措施包括震動放炮、遠(yuǎn)間隔放炮、避難所、壓風(fēng)自救系統(tǒng)和隔離式自救器等。2.1采用震動放炮揭穿石門時，

必需遵守以下規(guī)定：①任務(wù)面必需有獨(dú)立可靠風(fēng)系統(tǒng)，必需保證回風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流暢通，并嚴(yán)禁人員通行和作業(yè)；②放震動炮由礦總工程師一致指揮，并由救護(hù)隊(duì)在指定地點(diǎn)值班，炮后至少以30min，由礦山救護(hù)隊(duì)人員進(jìn)入任務(wù)面檢查。根據(jù)檢查結(jié)果，確定采取的恢復(fù)送電、通風(fēng)及排除瓦斯等詳細(xì)措施；③為降低震動放炮時誘發(fā)突出的強(qiáng)度，應(yīng)采取擋設(shè)備；④揭開煤層后，在石門附近30