礦井瓦斯防治技術(shù)課件

模塊一：瓦斯地質(zhì)

發(fā)展概況1.瓦斯地質(zhì)研究發(fā)展概況一.概述1978年我國召開了煤炭史上第一次“瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)座談會”，首次提出“瓦斯地質(zhì)”這一名稱，肯定了瓦斯地質(zhì)研究的理論意義和實(shí)踐意義。1983年原煤炭工業(yè)部部頒發(fā)了“關(guān)于加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)工作的通知”。1985年原煤炭工業(yè)部頒布的《煤礦安全規(guī)程》中加入瓦斯地質(zhì)的工作內(nèi)容。1986年中國煤炭學(xué)會成立了瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會，瓦斯地質(zhì)已逐步發(fā)展為一門新的邊緣學(xué)科。瓦斯地質(zhì)學(xué)瓦斯的形成和運(yùn)移瓦斯賦存的地質(zhì)條件煤與瓦斯突出的地質(zhì)條件瓦斯危險(xiǎn)預(yù)測瓦斯含量預(yù)測瓦斯涌出量預(yù)測瓦斯突出預(yù)測2.瓦斯地質(zhì)學(xué)主要研究內(nèi)容瓦斯的成因生物化學(xué)成氣時(shí)期煤化變質(zhì)作用時(shí)期在植物沉積成煤初期的泥炭化過程中，有機(jī)物在隔絕外部氧氣進(jìn)入和溫度不超過65℃的條件下，被厭氧微生物分解為CH4、CO2和H2O。泥炭時(shí)期埋深不大，生成的瓦斯通過滲濾和擴(kuò)散排放到大氣中，因此，生物化學(xué)作用產(chǎn)生的瓦斯一般不會保留在煤層內(nèi)。

隨著煤系地層的沉降及所處壓力和溫度的增加，泥炭轉(zhuǎn)化為褐煤.有機(jī)物在高溫、高壓作用下，處于變質(zhì)造氣時(shí)期，揮發(fā)分減少，固定碳增加，生成的氣體主要為CH4和CO2。3.瓦斯的生成煤中孔隙分類微孔：直徑<10-5mm小孔：直徑10-5mm～10-4mm中孔：直徑10-4mm～10-3mm大孔：直徑10-3mm～10-1mm可見孔及裂隙，>10-1mm二.煤層瓦斯的賦存1.瓦斯在煤體內(nèi)賦存狀態(tài)滲透容積：小孔至可見孔孔隙體積之和。總孔隙體積：吸附容積和滲透容積之和。吸附瓦斯游離瓦斯吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)1.瓦斯在煤體內(nèi)賦存狀態(tài)帶名（從上到下）氣帶成因CO2N2CH4（按體積）%（按體積）%（按體積）%CO2-N2空氣~生化成因20~8020~800~10N2空氣成因0~2080~1000~20N2-CH4變質(zhì)成因0~2020~8020~80CH4變質(zhì)成因0~100~2080~1002.煤層瓦斯垂向分帶各帶氣體組分深度2.煤層瓦斯垂向分帶各帶氣體組分瓦斯風(fēng)化帶下部邊界確定煤層內(nèi)的瓦斯壓力為0.1～0.15MPa在瓦斯風(fēng)化帶開采煤層時(shí)，煤層的相對瓦斯涌出量達(dá)到2m3/t煤的瓦斯含量達(dá)到2～3m3/t（煙煤）和5～7m3/t（無煙煤）煤層內(nèi)的瓦斯組分中甲烷組分含量達(dá)到80%（體積比）氮?dú)狻趸紟?、氮?dú)鈳?、氮?dú)狻淄閹Ыy(tǒng)稱為瓦斯風(fēng)化帶3.瓦斯風(fēng)化帶下部邊界的確定煤的變質(zhì)程度吸附瓦斯量（m3/t

）石墨煙煤褐煤無煙煤不同變質(zhì)程度煤對瓦斯的吸附能力示意圖三.影響瓦斯賦存的地質(zhì)因素1.煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)程度越高，生成的瓦斯量越大。當(dāng)其它條件相同，煤的變質(zhì)程度越高，煤層瓦斯含量就越大。瓦斯生成量煤的吸附能力內(nèi)蒙古自治區(qū)煤變質(zhì)及瓦斯分帶圖

煤種及瓦斯分帶界線省界線市鎮(zhèn)低沼氣礦井高沼氣礦井國界嘉峪關(guān)阿拉善右旗銀川渤海灣包頭呼市張家口承德赤峰通遼白城西烏旗東烏旗齊齊哈爾牙克石滿洲里低變質(zhì)中及高變中質(zhì)變低質(zhì)低瓦斯帶帶斯瓦瓦斯帶低二連1.煤的變質(zhì)程度圍巖條件瓦斯生成量巖石的力學(xué)性質(zhì)幾種不同的頂板變形1.煤的變質(zhì)程度地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造組合與瓦斯賦存的關(guān)系斷裂構(gòu)造褶皺構(gòu)造N22630CH4（m3/min）（c）（a）20423小馬村礦中馬村礦演馬村礦O2O2O2李莊斷層45大煤九里山斷層426大煤鳳凰嶺斷層（b）630CH4（m3/min）塔17李5127227123鳳凰嶺斷層塔掌斷層O2O2李封斷層O2天官斷層區(qū)O2三斷層井號三十九號井?dāng)鄬铀茀^(qū)西區(qū)天官區(qū)朱村礦2.地質(zhì)構(gòu)造圍巖致密完整、不透氣時(shí)，煤層瓦斯易于保存；反之，煤層瓦斯易于逸散3.煤層的埋藏深度深溫壓力（MPa)煤的孔隙在壓力作用下降低系數(shù)煤的孔隙體積(m3/t)煤的甲烷含量（m3/t）巖石甲烷含量（m3/t)煤孔隙中游離瓦斯量占(%)度(m)度(℃)地層靜壓力P1瓦斯壓力P2p=p1-p2吸附游離總計(jì)q1孔隙中分散有機(jī)質(zhì)中總計(jì)q2比值Q1/q21002003004005006007008009001000110012001114172023262931343740432.44.87.19.411.714.116.418.721.123.425.728.10.10.20.71.32.13.04.05.06.17.18.29.42.34.66.48.19.611.112.413.715.016.317.518.70.910.840.820.800.780.770.760.750.740.730.720.710.1180.1090.1070.1040.1010.1000.0990.0980.0960.0950.0940.092----5.712.917.019.020.421.021.421.621.721.621.5----0.20.71.32.02.83.74.75.76.57.48.3----5.913.618.321.423.224.726.127.328.229.029.8----0.10.40.91.42.02.63.44.14.85.56.3----0.10.10.20.20.20.30.30.30.30.30.3----0.20.51.11.62.22.93.64.45.15.86.0----357912151821232528----3027171311976655煤層甲烷含量與深度的關(guān)系

106510331剖面補(bǔ)372-11010補(bǔ)11027±0100-200-300-400-5005.03.52.11.71.52.54.56.01062063222204553443423煤3403085362163063086331F286420相對瓦斯涌出量（m3/t）工作面1062062203443423403083061083.煤層的埋藏深度四.煤層瓦斯流動1.煤層瓦斯流動煤層瓦斯流動方式孔隙直徑為10-5～10-4，瓦斯流動表現(xiàn)為自由擴(kuò)散或慢速的層流滲透孔隙直徑為10-4～2×10-4cm，瓦斯流動為層流滲透孔徑大于2×10-4cm，瓦斯流動表現(xiàn)為層流滲透或?qū)恿髋c紊流的混合過渡流孔隙直徑小于10-5cm，瓦斯流動屬于分子擴(kuò)散孔徑小于3×10-7cm，出現(xiàn)瓦斯表面擴(kuò)散和固體中的擴(kuò)散2.煤層瓦斯流動形態(tài)單向流動煤層瓦斯沿單一方向流動，流線相互平行2.煤層瓦斯流動形態(tài)徑向流動等瓦斯壓力線為一組同心圓，瓦斯流線沿圓的徑向發(fā)展2.煤層瓦斯流動形態(tài)球向流動等瓦斯壓力線為一組同心球狀，瓦斯流線沿球的徑向發(fā)展2－成面后4d1－成面后幾小時(shí)3－成面后10d4－成面后15d5－面后55d6－成面后150d（穩(wěn)定）3.流動的穩(wěn)定性及影響流動的基本參數(shù)煤層內(nèi)瓦斯流動的穩(wěn)定過程就是煤壁瓦斯涌出速率的穩(wěn)定過程，這一過程受到多種因素的影響，主要有煤層瓦斯壓力梯度、煤層的透氣性、煤壁外的大氣壓力等，其中最關(guān)鍵的一個(gè)是煤層的透氣性。4.采動影響下鄰近煤層瓦斯的流動1一卸壓圈2一冒落圈3一開采煤層4－鄰近煤層5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素地質(zhì)構(gòu)造封閉向斜軸附近原因在軸部地帶，上面受到強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用，而下面受到深部地層的阻力，是地應(yīng)力較高的地帶。地質(zhì)構(gòu)造帚狀構(gòu)造的收斂端原因5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素帚狀構(gòu)造的收斂端常常是應(yīng)力集中的區(qū)域-100-50±0+50+100+150+200+400+350+300+250AA放大突出點(diǎn)魚田堡礦東部邊界扭轉(zhuǎn)區(qū)突出分布示意圖地質(zhì)構(gòu)造煤層的扭轉(zhuǎn)區(qū)原因5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素受到強(qiáng)大扭力的作用，煤層逐漸發(fā)生倒轉(zhuǎn)，構(gòu)造應(yīng)力高度集中南桐煤礦一井王家壩向斜西翼轉(zhuǎn)折帶突出點(diǎn)分布示意圖地質(zhì)構(gòu)造煤層產(chǎn)狀變化地帶煤層產(chǎn)狀沿走向（或傾向）發(fā)生轉(zhuǎn)折、變陡或變緩的地區(qū)，是地應(yīng)力集中的地區(qū)原因5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素N50150t4202t33150t63200t62110t1814161000t51110t102200t610181491150t692500t104200t1011100t61027108t773200t29250t610143735t4610644100t45154t12000t610141810141822副井主井特大型突出點(diǎn)中小型突出點(diǎn)煤厚等值線大型突出點(diǎn)突出點(diǎn)編號突出強(qiáng)度紅衛(wèi)煤礦坦家沖井116采區(qū)瓦斯突出與煤厚變化關(guān)系圖煤層厚度變化5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素紅衛(wèi)煤礦里王廟井底車場特大型突出點(diǎn)剖面圖11600t+10煤層厚度變化5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素煤體結(jié)構(gòu)構(gòu)造煤的類型構(gòu)造煤的宏觀和微觀特征碎裂煤碎粒煤糜棱煤5.影響煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)因素知識點(diǎn)技能點(diǎn)能夠通過瓦斯地質(zhì)圖總結(jié)出其所涵蓋的瓦斯地質(zhì)內(nèi)容分析瓦斯地質(zhì)圖能夠根據(jù)原始資料，繪制簡單的瓦斯地質(zhì)圖課題要點(diǎn)瓦斯地質(zhì)圖的作用和涵蓋的主要內(nèi)容瓦斯地質(zhì)圖的表示方法瓦斯地質(zhì)圖的類型瓦斯地質(zhì)圖的繪制方法課題二：瓦斯地質(zhì)圖的認(rèn)識與繪制任務(wù)描述任務(wù)分析礦井瓦斯地質(zhì)圖是防治礦井瓦斯的主要技術(shù)資料，是煤炭安全管理工程技術(shù)人員交流的共同語言；能反映礦井瓦斯涌出規(guī)律，預(yù)測瓦斯涌出量；劃分出不同級別的瓦斯地質(zhì)單元，預(yù)測煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性；能夠系統(tǒng)的集中反映礦井瓦斯地質(zhì)資料，隨時(shí)跟蹤瓦斯地質(zhì)信息，綜合防治瓦斯災(zāi)害。要掌握煤與瓦斯突出分布的地質(zhì)規(guī)律，編制礦井瓦斯地質(zhì)圖，對煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測，劃分突出危險(xiǎn)性區(qū)域，預(yù)測瓦斯涌出量，做好“以風(fēng)定產(chǎn)”，有的放矢的綜合防治瓦斯災(zāi)害。首先必須具備相關(guān)瓦斯地質(zhì)圖知識，具有繪制瓦斯地質(zhì)圖的基礎(chǔ)技能。工作任務(wù)一.瓦斯地質(zhì)圖涵蓋的主要內(nèi)容地質(zhì)資料瓦斯資料包括煤層露頭，煤層底板等高線，褶皺軸，斷層，煤層厚度，煤層頂板砂、泥巖分界線，構(gòu)造煤的類型和厚度分布。包括動力現(xiàn)象發(fā)生點(diǎn)的位置、突出(傾出)煤量和瓦斯涌出量，尤其是采掘工作面每日的瓦斯?jié)舛?、風(fēng)量和抽放量，準(zhǔn)確地計(jì)算出各個(gè)采、掘工作面每日的絕對瓦斯涌出量點(diǎn)值。煤層底板等高線工程揭露的軸線、分界線構(gòu)造煤厚度所有工程揭露的斷層和褶皺軸線、煤層頂板砂泥巖分界線，瓦斯地質(zhì)圖中用一定顏色和型號的線條表示。選一些能反映構(gòu)造煤厚度分布特征的點(diǎn)，在瓦斯地質(zhì)圖中用一定顏色、高度和寬度的小柱狀來表示。在瓦斯地質(zhì)圖中用細(xì)實(shí)線表示，等高線可適當(dāng)加密。采掘揭露后，要對等高線進(jìn)行修正。地質(zhì)內(nèi)容二.瓦斯地質(zhì)圖的表示方法二.瓦斯地質(zhì)圖的表示方法瓦斯涌出量區(qū)劃絕對瓦斯涌出量等值線和相對瓦斯涌出量等值線絕對瓦斯涌出量點(diǎn)各自分為實(shí)測線和預(yù)測線兩部分，在圖中絕對和相對瓦斯涌出量等值線用不同顏色來區(qū)分，實(shí)測線和預(yù)測線用同顏色實(shí)線和虛線來區(qū)分。在瓦斯地質(zhì)圖中回采工作面相對瓦斯涌出量點(diǎn)用不同顏色的圖塊來區(qū)分和表示，在圖塊旁邊輔以一定文本，來反映不同的瓦斯參數(shù)。根據(jù)礦井瓦斯涌出特征，在瓦斯地質(zhì)圖中將瓦斯涌出劃分為不同的區(qū)域，并用不同的顏色來填充不同的區(qū)域以區(qū)分瓦斯涌出量的不同級別。瓦斯突出點(diǎn)和瓦斯突出區(qū)劃瓦斯突出點(diǎn)分別用一定顏色、大小圓點(diǎn)來表示突出的分布特征；瓦斯突出區(qū)劃用不同的顏色填充突出預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)和威脅區(qū)來加以表示和區(qū)分。瓦斯含量和瓦斯壓力測點(diǎn)在瓦斯地質(zhì)圖中用不同的顏色和形狀的點(diǎn)來表示。瓦斯內(nèi)容三.瓦斯地質(zhì)圖的類型馮封斷層王封斷層大煤陷伏露頭線Ⅰ王封風(fēng)凰嶺斷層5102015中站斷層朱201015村三朱村2025號新生街?jǐn)鄬永畲逅茢鄬?01520201020上白作斷層斷層焦西三十九號井?dāng)鄬?Ⅰ斷層天官區(qū)斷層2530201020風(fēng)凰嶺斷2025202525202020252525202520層演馬大煤隱伏露頭線Ⅱ1515小馬中馬102020202520252020李莊斷層九里山斷頭露伏隱煤大層韓王15152015202015馬坊泉斷層10152020九里山礦石炭紀(jì)C2+3P二疊紀(jì)Q第四紀(jì)馮營大煤隱伏露頭線85102015線Ⅱ奧陶紀(jì)O1+2煤層露頭礦井邊界向斜頂板巖性瓦斯突出點(diǎn)斷層及封閉線封閉盤開放盤立井斜井采面瓦斯相對量等值線鉆孔瓦斯含量等值線瓦斯突出區(qū)煤厚（＞m）圖例瓦斯地質(zhì)綜合柱狀圖煤系綜合柱狀圖或地層柱狀圖的基礎(chǔ)上，迭加后編制而成的反映某一塊段、某一井田或礦區(qū)的煤系瓦斯地質(zhì)概況106510331剖面補(bǔ)372-11010補(bǔ)11027±0100-200-300-400-5005.03.52.11.71.52.54.56.01062063222204553443423煤3403085362163063086331F286420相對瓦斯涌出量（m3/t）工作面106206220344342340308306108圖1-12大黃山礦瓦斯地質(zhì)剖面圖瓦斯地質(zhì)剖面圖三.瓦斯地質(zhì)圖的類型瓦斯地質(zhì)平面圖系統(tǒng)整理瓦斯地質(zhì)歷史資料瓦斯地質(zhì)綜合分析

選擇合理的編圖方法地質(zhì)資料的整理瓦斯資料的整理三.瓦斯地質(zhì)圖的類型首先要定性分析與瓦斯賦存的突出分布有關(guān)的各項(xiàng)地質(zhì)因素，再認(rèn)真從諸項(xiàng)地質(zhì)因素中篩選出起主導(dǎo)作用的因素，并在圖上給予重點(diǎn)表示。瓦斯地質(zhì)編圖原則上采用地質(zhì)編圖的基本原理和方法，但要將瓦斯資料和地質(zhì)資料有機(jī)地結(jié)合在一起。１.煤層瓦斯壓力的概念賦存在煤層孔隙中的游離瓦斯所表現(xiàn)出來的氣體壓力煤層瓦斯壓力當(dāng)煤的吸附瓦斯能力相同時(shí)，煤層瓦斯壓力越高，煤的吸附瓦斯量越大。當(dāng)煤的孔隙率相同時(shí)，游離瓦斯量與瓦斯壓力成正比。２.煤層瓦斯壓力分布的一般規(guī)律０２４６８102004006008001000同一礦區(qū)，煤層瓦斯壓力隨深度的增加而增大3.煤層瓦斯壓力的測定方法填料封孔法打完鉆孔后，先用水清洗鉆孔再向孔內(nèi)放置帶有壓力表接頭的測壓管，管徑約為6-8mm，長度不小于6m，最后用充填材料封孔。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈封孔器法優(yōu)點(diǎn)：簡便易行，封孔器可重復(fù)使用。缺點(diǎn)：封孔深度小，且要求封孔段巖石必須致密、完整。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈—壓力粘液封孔器法優(yōu)點(diǎn)：封孔段長度大，壓力粘液可滲入封孔段巖（煤）體裂隙，密封效果好。知識點(diǎn)技能點(diǎn)煤層瓦斯含量影響煤層瓦斯含量的因素煤層瓦斯含量的測定方法會測定煤層瓦斯含量能夠正確使用測定儀器課題要點(diǎn)課題二：煤層瓦斯含量的測定任務(wù)描述工作任務(wù)任務(wù)分析煤層瓦斯含量是煤層的基本瓦斯參數(shù)，是計(jì)算瓦斯蘊(yùn)藏量、預(yù)測瓦斯涌出量的重要依據(jù)。煤層未受采動影響時(shí)的瓦斯含量稱為原始瓦斯含量，如果煤層受到采動影響，已經(jīng)排放出部分瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯含量稱為殘存瓦斯含量。煤層瓦斯含量包含兩部分，即游離的瓦斯量和煤體吸附的瓦斯量。測定方法分為直接測定法和間接測定法兩類。根據(jù)應(yīng)用范圍又可分為地質(zhì)勘探鉆孔法和井下測定法兩類。1．直接測定法就是直接從采取的煤樣中抽出瓦斯，測定瓦斯的成分和含量。目前，主要采用解吸法測定。2．煤層瓦斯含量間接測定方法是根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量。1.煤層瓦斯含量含量的三種定義殘存瓦斯含量煤層瓦斯含量

原始瓦斯含量單位質(zhì)量或體積的煤中所含有的瓦斯量，單位是m3/t或m3/m3煤層未受采動影響時(shí)的瓦斯含量煤層受到采動影響，已經(jīng)排放出部分瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯含量煤田地質(zhì)史2.影響煤層瓦斯含量因素煤田的形成經(jīng)過了漫長的地質(zhì)變化。隨著地層的上升和沉降，覆蓋層加厚或剝蝕，對煤層瓦斯流失排放的過程產(chǎn)生了不同的影響。地層上升時(shí)，剝蝕作用增強(qiáng)，使煤層露出地表，煤層瓦斯的運(yùn)移排放速度加快；地層下降時(shí)，煤層的覆蓋層加厚，從而緩解了瓦斯向地表散失。褶曲構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造

開放性構(gòu)造發(fā)育煤層，瓦斯含量??；封閉性構(gòu)造煤層瓦斯含量大褶曲構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造

靠近斷層帶附近瓦斯含量降低；稍遠(yuǎn)離斷層，瓦斯含量增高；離斷層再遠(yuǎn)，瓦斯含量恢復(fù)正常。煤的變質(zhì)程度煤層圍巖性質(zhì)煤層賦存條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造決定因素2.影響煤層瓦斯含量因素3.煤層瓦斯含量的測定方法直接方法間接方法地勘方法井下方法按方法特點(diǎn)分按應(yīng)用范圍分分類（1）地質(zhì)勘探時(shí)期煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟采樣瓦斯解吸規(guī)律測定損失瓦斯量計(jì)算試驗(yàn)室煤樣脫氣及氣體成分分析煤層瓦斯含量計(jì)算（1）地質(zhì)勘探時(shí)期煤層瓦斯含量的直接測定法井下鉆屑解吸法(A)井下鉆屑解吸法(B)井下鉆屑解吸法(C)（2）生產(chǎn)時(shí)期井下煤層瓦斯含量的直接測定法僅適用于k<1的煤層，要推算取樣損失量、測定殘存瓦斯量，測定周期長。適應(yīng)于所有煤層。要推算煤樣在取樣過程中的損失量Q2、煤樣解吸測定終了后的殘存瓦斯量Q3＋Q4。不需要推算損失瓦斯量和測定殘存瓦斯量,測定周期僅15～30min采樣（2）生產(chǎn)時(shí)期井下煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟

負(fù)壓取樣器皂膜流量計(jì)瓦斯解吸規(guī)律測定損失瓦斯量計(jì)算煤樣粉碎過程和粉碎后解吸的瓦斯量可解吸瓦斯量計(jì)算（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量計(jì)算公式需要數(shù)據(jù)瓦斯壓力，吸附常數(shù)，工業(yè)分析，孔隙率。缺點(diǎn)需測參數(shù)多，周期長。（3）煤層瓦斯含量間接測定方法采樣測定步驟

測定不同平衡瓦斯壓力下煤樣解吸瓦斯量計(jì)算煤的瓦斯含量系數(shù)α煤樣吸附平衡含量系數(shù)法計(jì)算公式優(yōu)點(diǎn)簡便，適應(yīng)于瓦斯流動計(jì)算用瓦斯含量和壓力估算缺點(diǎn)：粗糙近似（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據(jù)煤的殘存瓦斯含量推算煤層瓦斯含量當(dāng)實(shí)測殘存瓦斯含量≤3m3/tf：X0＝1.33Xc當(dāng)實(shí)測殘存瓦斯含量＞3m3/tf：X0＝2.05Xc-2.17cc計(jì)算公式

技術(shù)關(guān)鍵在掘進(jìn)工作面煤壁暴露30min后，從煤層頂部和底部各取一個(gè)煤樣，裝入密封罐，送試驗(yàn)室測煤的殘存瓦斯含量；如暴露時(shí)間已超過30min，需清除煤壁0.2-0.3m深，再采煤樣。１.礦井瓦斯涌出方式礦井瓦斯涌出方式由采落煤炭和煤層、巖層的新鮮暴露面，通過孔隙、裂隙，緩慢、長時(shí)間的涌出。采掘時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)，瓦斯又煤體、圍巖內(nèi)突然、大量的涌出，有時(shí)還伴有煤粉、煤塊和巖石等。一般涌出特殊涌出２.礦井瓦斯涌出的來源礦井瓦斯的來源掘進(jìn)區(qū)瓦斯已采區(qū)瓦斯采煤區(qū)瓦斯落煤瓦斯煤壁瓦斯開采層瓦斯采空區(qū)瓦斯鄰近層瓦斯落煤瓦斯煤壁瓦斯２.礦井瓦斯涌出的來源礦井瓦斯的涌出源煤壁瓦斯涌出采空區(qū)瓦斯涌出采落煤瓦斯放散采煤工作面煤壁瓦斯涌出２.礦井瓦斯涌出的來源采煤工作面煤壁瓦斯涌出瓦斯涌出的速率隨時(shí)間衰減很快２.礦井瓦斯涌出的來源采煤工作面煤壁瓦斯涌出回采工藝不同，瓦斯涌出量的變化不同。２.礦井瓦斯涌出的來源掘進(jìn)工作面煤壁瓦斯涌出工作面通風(fēng)方式對采空區(qū)流場的影響２.礦井瓦斯涌出的來源２.礦井瓦斯涌出的來源落煤放散的瓦斯量占工作面總涌出量的比例有時(shí)也是較高的采落煤瓦斯放散3.礦井瓦斯涌出量及其影響因素礦井瓦斯涌出量

絕對瓦斯涌出量相對瓦斯涌出量礦井在單位時(shí)間內(nèi)涌出的瓦斯體積，單位是m3/min或m3/d。礦井正常生產(chǎn)條件下平均每采一噸煤所涌出的瓦斯體積，單位是m3/tQCH4=Qf×CqCH4=QCH4/T3.礦井瓦斯涌出量及其影響因素礦井瓦斯涌出量主要影響因素煤層瓦斯含量是決定因素。瓦斯含量越高，礦井瓦斯涌出量就越大。開采規(guī)模開采規(guī)模越大，礦井的絕對瓦斯涌出量也就越大；但就礦井的相對瓦斯涌出量來說，情況比較復(fù)雜。開采順序厚煤層分層開采時(shí)，首分層瓦斯涌出量最大，最后一個(gè)分層瓦斯涌出量最小。采煤方法采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因?yàn)閬G煤中所含瓦斯的絕大部分仍要涌入巷道頂板管理方法

陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。生產(chǎn)工序

落煤時(shí)瓦斯涌出量大于其它工序通風(fēng)壓力負(fù)壓通風(fēng)，風(fēng)壓越高瓦斯涌出量越大；正壓通風(fēng)，風(fēng)壓越高瓦斯涌出量越小。大氣壓力變化地面大氣壓的變化對對采空區(qū)瓦斯涌出有較大的影響。采空區(qū)管理方式一般采空區(qū)存有大量瓦斯，未封閉或封閉不嚴(yán)，采空區(qū)瓦斯大量涌出，礦井瓦斯涌出量增大。預(yù)測方法

礦山統(tǒng)計(jì)法分源預(yù)測法4.礦井瓦斯涌出量預(yù)測根據(jù)對本井或鄰近礦井實(shí)際瓦斯涌出量資料的統(tǒng)計(jì)分析得出的礦井瓦斯涌出量隨開采深度變化的規(guī)律，來推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。以煤層瓦斯含量、煤層開采技術(shù)條件為基礎(chǔ)，根據(jù)各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律，計(jì)算回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量。（1）礦山統(tǒng)計(jì)法基本公式在一定深度范圍內(nèi)，礦井相對瓦斯涌出量與開采深度呈如下線性關(guān)系（1）礦山統(tǒng)計(jì)法確定生產(chǎn)水平礦井瓦斯涌出量和平均開采深度礦井的加權(quán)平均開采深度礦井相對瓦斯涌出量用總回風(fēng)的瓦斯鑒定資料采區(qū)（或工作面）統(tǒng)計(jì)月份的平均日產(chǎn)量采區(qū)（或工作面）月平均相對瓦斯涌出量采區(qū)（或工作面）日涌出量月平均值（1）礦山統(tǒng)計(jì)法采區(qū)或工作面月平均相對瓦斯涌出量（1）礦山統(tǒng)計(jì)法

瓦斯涌出量等值線圖繪制把月平均相對瓦斯涌出量標(biāo)在采掘工程平面圖上用插值法繪出瓦斯涌出量等值線用外推法預(yù)測新區(qū)的相對瓦斯涌出量（1）礦山統(tǒng)計(jì)法使用的條件及要點(diǎn)生產(chǎn)礦井的延深水平、生產(chǎn)水平的新采區(qū)、與生產(chǎn)礦井鄰近的新礦井，必須保證預(yù)測區(qū)的開采技術(shù)條件、地質(zhì)條件與生產(chǎn)區(qū)相同或類似。

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)預(yù)測法時(shí)的外推范圍一般沿垂深不超過100～200m，沿煤層傾斜方向不超過600m。某些礦井相對瓦斯涌出量與開采深度之間并不呈線性關(guān)系，即a值不是常數(shù)，此時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)實(shí)際資料確定a值隨開采深度的變化規(guī)律。工作面從開切眼形成到第一次放頂期間，由于瓦斯涌出尚未達(dá)正常狀態(tài)，在該段時(shí)間內(nèi)的測定數(shù)據(jù)不能在統(tǒng)計(jì)分析中應(yīng)用；陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。在采煤不正常的情況下測得的瓦斯涌出量，以及地質(zhì)變化帶采區(qū)瓦斯涌出量變化很大的情況下測得的瓦斯涌出量，均不能在統(tǒng)計(jì)分析中應(yīng)用。在實(shí)施瓦斯抽放的采區(qū)和工作面，還應(yīng)考慮抽放瓦斯的影響。（2）分源預(yù)測法

源：落煤瓦斯涌出匯：礦井瓦斯涌出生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出源：已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出源：開采層瓦斯涌出源：生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出掘進(jìn)工作面瓦斯涌出源：鄰近層瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出根據(jù)各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律，計(jì)算回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量。（2）分源預(yù)測法預(yù)測所需的原始資料各煤層瓦斯含量測定資料、瓦斯風(fēng)化帶深度以及瓦斯含量等值線圖；地層剖面和柱狀圖，圖上應(yīng)標(biāo)明各煤層和煤夾層的厚度、層間距離和巖性；煤的工業(yè)分析（灰分、水分、揮發(fā)分和密度）和煤質(zhì)牌號；開拓和開采系統(tǒng)圖，應(yīng)有煤層開采順序、采煤方法、通風(fēng)方式等。（2）分源預(yù)測法(1)開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計(jì)算方法薄及中厚煤層不分層開采時(shí)計(jì)算公式采用長壁后退式回采時(shí)，系數(shù)k3的確定煤的揮發(fā)份含量Vdaf（%）6～88～1212～818～2626～3535～4242～50煤殘存瓦斯含量X1’（m3/t）9～66～44～33～2222（2）分源預(yù)測法①開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計(jì)算方法厚煤層分層開采時(shí)按計(jì)算公式厚煤層分層開采瓦斯涌出系數(shù)kf

兩分層開采三分層開采kf1kf2kf1kf2kf31.5040.4961.8200.6920.488（2）分源預(yù)測法②鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算公式開采層頂板的影響范圍開采層底板的影響范圍（2）分源預(yù)測法鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線（2）分源預(yù)測法③掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量④掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量⑤回采工作面瓦斯涌出量⑥掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量

q3=n×m0××q0（2－1）

知識點(diǎn)技能點(diǎn)礦井瓦斯等級的劃分生產(chǎn)礦井瓦斯等級鑒定方法課題要點(diǎn)課題二：礦井瓦斯等級及鑒定任務(wù)描述工作任務(wù)任務(wù)分析礦井瓦斯等級是礦井瓦斯量大小和安全程度的基本標(biāo)志。根據(jù)礦井瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式或瓦斯危害程度的不同將礦井分為不同等級，實(shí)行分級管理，選用相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備，采取符合客觀規(guī)律要求的防治措施和管理制度，才能確保礦井安全生產(chǎn)。那么，礦井瓦斯等級是如何鑒定的呢？要進(jìn)行礦井瓦斯等級鑒定工作，先要掌握礦井瓦斯等級的劃分、相關(guān)概念和《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。1.礦井瓦斯等級的劃分礦井瓦斯等級劃分煤與瓦斯突出礦井低瓦斯礦井礦井相對瓦斯涌出量小于10m3/t，且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min。礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。發(fā)生煤（巖）與瓦斯突出礦井、鑒定有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井。高瓦斯礦井

注：低瓦斯礦井中，相對瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯噴出的個(gè)別區(qū)域（采區(qū)或工作面）為高瓦斯區(qū)，該區(qū)按高瓦斯礦井管理。2.礦井瓦斯等級鑒定鑒定方法鑒定時(shí)間基本條件測點(diǎn)選擇測定內(nèi)容記錄整理計(jì)算瓦斯等級鑒定報(bào)告在七月或八月上、中、下旬中各取一天（間隔10天），分三個(gè)班（或四個(gè)班）進(jìn)行測定工作。被鑒定的礦井、煤層、水平或采區(qū)的回采產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到該地區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量的60％。通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐、各水平、各煤層和各采區(qū)的回風(fēng)道測風(fēng)站內(nèi)。測定內(nèi)容為風(fēng)量和風(fēng)流中甲烷、二氧化碳濃度。瓦斯涌出量＝風(fēng)量×瓦斯?jié)舛?，m3／min。根據(jù)鑒定的結(jié)果，結(jié)合產(chǎn)量、地質(zhì)構(gòu)造、采掘比重等提出確定礦井瓦斯等級的意見，填寫礦井瓦斯等級鑒定報(bào)告，并連同其他資料報(bào)上級主管部門審批。（1）生產(chǎn)礦井瓦斯等級鑒方法瓦斯和二氧化碳測定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖煤塵爆炸指數(shù)表上年度礦井內(nèi)外因火災(zāi)記錄表上年度煤（巖）與沼氣（二氧化碳）突出或噴出記錄表申報(bào)礦井瓦斯等級所需資料礦井瓦斯等級鑒定申報(bào)表其它說明鑒定中生產(chǎn)是否正常和礦井沼氣來源分析等資料（2）基建礦井的瓦斯鑒定對于正在建設(shè)的礦井也應(yīng)進(jìn)行礦井瓦斯等級的鑒定，特別是已經(jīng)揭露煤層的礦井。如果測定的結(jié)果超過原設(shè)計(jì)確定的礦井瓦斯等級，應(yīng)提出修改礦井瓦斯等級的專門報(bào)告，報(bào)請?jiān)O(shè)計(jì)審批單位批準(zhǔn)。（3）煤與瓦斯突出礦井的測定對于煤與瓦斯突出礦井也必須進(jìn)行要求的測定工作。在確定礦井瓦斯等級時(shí)，按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，只要發(fā)生過1次煤（巖）與瓦斯突出（簡稱突出），該礦井即被定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層即被定為突出煤層。礦井發(fā)生了瓦斯或二氧化碳噴出的地點(diǎn)，在其影響范圍內(nèi)應(yīng)按防治噴出的有關(guān)規(guī)定管理，在下一年度鑒定時(shí)，如果該地點(diǎn)的瓦斯或二氧化碳噴出現(xiàn)象已經(jīng)消失，則可以根據(jù)實(shí)際情況不再按防治噴出的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。鑒定報(bào)告的內(nèi)容礦井概況發(fā)生動力現(xiàn)象地點(diǎn)的情況實(shí)況描述和主要特征（3）煤與瓦斯突出礦井的測定（1）礦井地質(zhì)概況（2）礦井生產(chǎn)概況（3）礦井通風(fēng)瓦斯概況（1）發(fā)生動力現(xiàn)象采區(qū)的地質(zhì)資料（2）該地點(diǎn)的巷道名稱、類別、標(biāo)高及距地表的垂深（3）發(fā)生動力現(xiàn)象地點(diǎn)與鄰近層開采的相對位置（4）瓦斯壓力、瓦斯含量、煤的堅(jiān)固性系數(shù)和破壞類型１.礦井瓦斯噴出及其危害礦井瓦斯噴出及其危害大量的承壓狀態(tài)的瓦斯從可見的煤、巖裂縫中快速噴出到采掘工作面和巷道的現(xiàn)象可以造成局部地區(qū)瓦斯積聚；高濃度瓦斯，可致使人員窒息；也能引起瓦斯爆炸或火災(zāi)等事故，給礦井造成嚴(yán)重的破壞定義危害特征礦井瓦斯噴出在時(shí)間上的突然性和空間上的集中性2.瓦斯噴出分類與特點(diǎn)瓦斯噴出分類瓦斯沿采掘地壓形成的裂縫噴出瓦斯沿原始地質(zhì)構(gòu)造洞縫噴出特征特征往往流量大，持續(xù)時(shí)間長，無明顯的地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，噴瓦斯裂縫多屬于開放性裂縫（張性或張扭性斷裂），它們與儲氣層（煤層、砂巖層等）、溶洞或斷層帶相通。噴出頻臨發(fā)生時(shí)伴隨著地壓顯現(xiàn)效應(yīng)，出現(xiàn)多種顯現(xiàn)預(yù)兆，噴出持續(xù)的時(shí)間較短，其流量與卸壓區(qū)面積、瓦斯壓力和瓦斯含量大小等因素有關(guān)。3.瓦斯噴出的原因和規(guī)律瓦斯噴出的原因瓦斯噴出的規(guī)律內(nèi)因:煤層或巖層的構(gòu)造裂縫中貯存有大量高壓瓦斯；外因:在采掘過程中，由于爆破穿透、機(jī)械震動或地壓活動，使煤巖造成卸壓縫隙，構(gòu)成瓦斯噴出的通道是其外在因素。發(fā)生在地質(zhì)變化帶，瓦斯噴出前往往出現(xiàn)預(yù)兆煤層頂、底板巖層中有溶洞、裂隙發(fā)育的石灰?guī)r具有明顯的噴出口或裂隙瓦斯噴出量有大有小，噴出的持續(xù)時(shí)間從幾分鐘到幾年，甚至十幾年4.瓦斯噴出的防治措施探排引堵探明地質(zhì)構(gòu)造和沼氣情況排放或抽放沼氣把沼氣引至總回風(fēng)流或工作面后20米以外的區(qū)域?qū)⒘严丁⒘芽p等堵住，不讓沼氣噴出4.瓦斯噴出的防治措施探明地質(zhì)構(gòu)造情況利用引排、封堵、抽放綜合治理加強(qiáng)管理課題二礦井煤與瓦斯突出防治知識點(diǎn)技能點(diǎn)煤與瓦斯突出分類方法，突出的機(jī)理與突出發(fā)生過程；煤與瓦斯突出發(fā)生的基本條件；我國以及礦區(qū)煤與瓦斯突出發(fā)生的概況；平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出基本規(guī)律。視讀礦井瓦斯地質(zhì)圖；判斷礦井煤與瓦斯突出類別。任務(wù)一煤與瓦斯突出機(jī)理及特征任務(wù)描述任務(wù)分析認(rèn)識礦井煤與瓦斯突出發(fā)生的機(jī)理及其主要分類方法；分析礦井煤與瓦斯突出發(fā)生的規(guī)律與主要條件；能正確判斷煤與瓦斯突出預(yù)兆；可敘述我國礦井煤與瓦斯突出概況。礦井煤與瓦斯突出分類；分析礦井煤與瓦斯突出規(guī)律及發(fā)生條件；判斷煤與瓦斯突出預(yù)兆；敘述我國礦井煤與瓦斯突出概況；分析平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出特點(diǎn)。工作任務(wù)按照動力現(xiàn)象的力學(xué)特征1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯（二氧化碳）突出煤與瓦斯的突然壓出突出煤與瓦斯的突然傾出巖石與二氧化碳（瓦斯）突出壓出傾出1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯突出動力來源突出的基本特征發(fā)生突出的主要作用力是地應(yīng)力和瓦斯壓力的聯(lián)合作用，通常以地應(yīng)力為主，瓦斯壓力為輔，重力不起決定作用；實(shí)現(xiàn)突出的基本能源是煤內(nèi)積蓄的高壓瓦斯?jié)撃堋伋鼍嚯x較遠(yuǎn)，有明顯的分選現(xiàn)象；拋出煤堆積角小于煤的自然安息角；拋出的煤破碎程度高；有明顯的動力效應(yīng)；有大量的瓦斯涌出，有時(shí)會使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)；孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。1.突出現(xiàn)象及分類自然安息角松散礦巖自燃燒堆積時(shí)，其四周將形成傾斜的堆積坡面，我們把自然堆積坡面與水平面相交的最大角度，稱為該礦巖的自然安息角。拋出煤堆積角小于煤的自然安息角。1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯突出基本特征孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯壓出動力來源突出的基本特征發(fā)生與實(shí)現(xiàn)壓出的主要作用力是地應(yīng)力，瓦斯壓力與煤的自重是次要因素，壓出的基本能源是煤巖所積蓄的彈性變形能。1、兩種形式：煤的整體位移和煤有一定距離的拋出；2、壓出的煤呈塊狀，無分選現(xiàn)象；3、巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；4、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；5、壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯壓出基本特征壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯傾出動力來源突出的基本特征發(fā)生傾出的主要因素是地應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)松軟、含有瓦斯致使內(nèi)聚力降低的煤，在較高地應(yīng)力作用下，突然破壞、失去平衡，實(shí)現(xiàn)傾出的主要力是失穩(wěn)煤的自重。1、巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量明顯增加；2、傾出的煤按自然安息角堆積，并無分選現(xiàn)象；3、無明顯動力效應(yīng)；4、傾出常發(fā)生在煤質(zhì)松軟的急傾斜煤層中；5、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。1.突出現(xiàn)象及分類煤與瓦斯傾出的基本特征1.突出現(xiàn)象及分類巖石與瓦斯突出動力來源突出的基本特征發(fā)生突出的主要動力是地應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)突出的基本能源是巖石的變形能、瓦斯內(nèi)能。1、在砂巖中進(jìn)行爆破時(shí)，在炸藥直接作用范圍外發(fā)生巖破壞、拋出；2、突出的砂巖中，含有大量的砂粒和粉塵；3、動力效應(yīng)明顯，破壞性較強(qiáng)；4、巷道的二氧化碳（瓦斯）涌出量增大，二氧化碳（瓦斯）量取決于拋出的巖量及二氧化碳（瓦斯）含量；5、有突出危險(xiǎn)的砂巖巖層松軟，呈片狀、碎屑狀，并具有較大的孔隙率和二氧化碳（瓦斯）含量；6、在巖體中形成與煤與瓦斯突出類似的孔洞2.突出強(qiáng)度分類與突出過程按突出強(qiáng)度分類特大型突出（≥1000t）小型突出（<50t）中型突出（≥50，<100t）次大型突出（≥100，<500t）大型突出（≥500，<1000t）突出強(qiáng)度是指每次突出的煤巖數(shù)量和涌出的瓦斯量，主要以突出煤巖量做為劃分突出強(qiáng)度的依據(jù)。2.突出強(qiáng)度分類與突出過程突出過程準(zhǔn)備階段激發(fā)階段發(fā)展階段穩(wěn)定階段2.突出強(qiáng)度分類與突出過程2.突出強(qiáng)度分類與突出過程南桐東林礦+310m水平石門突出，突出煤量130t3.突出機(jī)理國外對煤與瓦斯突出的認(rèn)識瓦斯為主導(dǎo)作用的假說綜合假說化學(xué)本質(zhì)假說地應(yīng)力為主導(dǎo)作用的假說強(qiáng)調(diào)瓦斯是突出的主要能源1、地壓和瓦斯壓力是導(dǎo)致突出的能源；2、瓦斯起著拋出體和搬運(yùn)煤體的作用，是完成突出的主要能源；3、當(dāng)煤的強(qiáng)度很低、煤與圍巖的摩擦力不大時(shí)，地壓造成的變形潛能使煤體破碎。突出是由于煤在變質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)而引起的突出的主要因素和能源是地應(yīng)力3.突出機(jī)理結(jié)果致因致因明細(xì)主要作用煤與瓦斯突出地壓瓦斯煤性質(zhì)巖層應(yīng)力壓力構(gòu)造應(yīng)力集中應(yīng)力組分含量穩(wěn)定性透氣性強(qiáng)度破壞煤體發(fā)生突出拋出煤體完成突出過程決定突出發(fā)生發(fā)展的難易綜合假說突出機(jī)理3.突出機(jī)理國內(nèi)對煤與瓦斯突出的認(rèn)識中心擴(kuò)張學(xué)說流變說二相流體說固流藕合失穩(wěn)理論煤和瓦斯突出是從離工作面某一距離處的中心開始煤和瓦斯突出是含瓦斯煤體在采動影響后地應(yīng)力與孔隙瓦斯氣體偶合的一種流變過程。煤粒和瓦斯的二相流體受壓積蓄能量，卸壓膨脹放出能量，沖破阻礙區(qū)形成突出。球殼失穩(wěn)觀點(diǎn)突出是含瓦斯煤體在采掘活動影響下，局部發(fā)生迅速、突然破壞而生成的現(xiàn)象。地應(yīng)力破壞煤體、煤體釋放瓦斯、瓦斯使煤體裂隙擴(kuò)張并使形成的煤殼失穩(wěn)破壞的過程。3.突出機(jī)理推論1在突出的發(fā)展過程中，如果某一點(diǎn)煤體滿足了前兩個(gè)突出的力學(xué)條件，但不滿足第三個(gè)力學(xué)條件，則突出將在該處停止，由于滿足了前兩個(gè)力學(xué)條件，球蓋狀的煤殼已經(jīng)形成，因此，在突出孔洞的里端，應(yīng)該能夠找到這樣的球蓋狀的煤殼。3.突出機(jī)理突出模擬試驗(yàn)3.突出機(jī)理推論2突出煤體暴露后，如果未發(fā)生突出，則暴露表面煤體會在地應(yīng)力的作用下破壞，表面煤體內(nèi)的瓦斯會通過徑向裂隙很快釋放出去，在暴露面處很快形成一個(gè)卸壓帶，阻礙著深部煤體的突出，這時(shí)工作面不可能出現(xiàn)那種停滯一段時(shí)間后再突出的所謂延期突出現(xiàn)象。因此，延期突出中的延期現(xiàn)象不是突出煤體本身造成的，它只可能是爆破時(shí)在突出煤體前面殘存著部分硬巖或硬煤，它們發(fā)生了蠕變破壞后，發(fā)生垮落，導(dǎo)致突出煤體暴露，引起延期突出。3.突出機(jī)理推論3突出的發(fā)生需要連續(xù)滿足三個(gè)力學(xué)條件，如果我們增加巷道中的大氣壓力，也就是增加第二和第三個(gè)條件中的P2，就會使得突出停止或不發(fā)生。4.突出發(fā)生的條件地應(yīng)力在突出中的作用圍巖或煤層的彈性變形潛能使煤體產(chǎn)生突然破壞和位移；地應(yīng)力控制瓦斯壓力場，促進(jìn)瓦斯破壞煤體；圍巖中應(yīng)力增加決定了煤層的低透氣性，造成瓦斯壓力梯度增高，煤體一旦破壞對突出有利。煤和瓦斯突出是地應(yīng)力、煤中的瓦斯及煤的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)綜合作用的動力現(xiàn)象。地應(yīng)力包括自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力和采動應(yīng)力4.突出發(fā)生的條件瓦斯在突出中的作用全面壓縮煤的骨架，促使煤體產(chǎn)生潛能吸附在微孔表面的瓦斯分子對微孔起楔子作用，降低煤的強(qiáng)度瓦斯壓力可起到降低地應(yīng)力的作用發(fā)生突出的煤體結(jié)構(gòu)條件煤體結(jié)構(gòu)破壞程度影響煤層的力學(xué)性質(zhì)和對瓦斯的儲集能力,因而不同的煤體結(jié)構(gòu)類型具有不同的突出危險(xiǎn)性5.突出分布的規(guī)律我國突出礦區(qū)的分布規(guī)律從地理分布來看，我國突出分布的總規(guī)律是南方多、北方少，東部多、西部少從時(shí)代分布來看，由最老的早石炭世煤層（如湖南金竹山地區(qū)）到最新的第三紀(jì)煤層（如撫順）都有突出發(fā)生突出分布的不均衡性是普遍現(xiàn)象礦區(qū)內(nèi)突出分布的規(guī)律方向性突出的分布與構(gòu)造線方向密切相關(guān)，瓦斯突出條帶常沿構(gòu)造帶分布。5.突出分布的規(guī)律集中性相似性遞增性分級性突出分布有不均勻性，主要有幾個(gè)礦井突出，突出礦井只有幾個(gè)突出工作面。在相似的瓦斯地質(zhì)條件區(qū)域，具有相似的突出分布特點(diǎn)。煤與瓦斯突出規(guī)模和次數(shù)隨開采深度的增加而增加。地質(zhì)構(gòu)造級別的大小和序次的前后對突出分布具有明顯的對應(yīng)控制作用。6.突出的基本特征始突深度基本特征突出強(qiáng)度地質(zhì)因素氣體成分工程因素突出空洞強(qiáng)度頻度突出預(yù)兆在不同地區(qū)的礦井中相差很大以中、小型為常見構(gòu)造應(yīng)力集中的部位突出的危險(xiǎn)性大突出氣體主要成分是甲烷突出大多發(fā)生在落煤時(shí)多呈口小肚大的梨形一類是頻率高而強(qiáng)度低，另一類是頻率低而強(qiáng)度高概括起來，可分為有聲預(yù)兆和無聲預(yù)兆突出的預(yù)兆地壓顯現(xiàn)預(yù)兆瓦斯涌出預(yù)兆煤炮聲、支架斷裂、巖煤開裂掉碴、底臌、巖煤自行剝落、煤壁顫動、鉆孔變形、垮孔、頂鉆、夾鉆桿、鉆機(jī)過負(fù)荷等瓦斯涌出異常、忽大忽小，煤塵增大、氣溫異常、氣味異常，打鉆噴瓦斯，噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等層理紊亂、強(qiáng)度降低、松軟或不均質(zhì)、暗淡無光澤、厚度增大、軟分層厚度增大、傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體干燥、煤體斷裂等。煤體結(jié)構(gòu)預(yù)兆6.突出的基本特征7.突出的級別劃分（1）煤與瓦斯突出級別的劃分7.突出的級別劃分（2）瓦斯地質(zhì)區(qū)劃分基本觀點(diǎn)1、瓦斯分布和突出分布具有分區(qū)分帶的特點(diǎn)2、這種分區(qū)分帶性受地質(zhì)因素的制約3、瓦斯突出預(yù)測的地質(zhì)指標(biāo)應(yīng)分級提出將影響瓦斯賦存和瓦斯突出的各種地質(zhì)因素進(jìn)行分析對比，找出它們在空間和時(shí)間上的區(qū)別和聯(lián)系，按一定的標(biāo)志進(jìn)行綜合，劃分出不同級別的區(qū)域或地段，再進(jìn)一步將地質(zhì)區(qū)劃與瓦斯突出和瓦斯賦存的區(qū)帶劃分聯(lián)系起來，找出兩者的內(nèi)在聯(lián)系?；驹瓌t8.平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出的分布規(guī)律及特征（1）煤與瓦斯突出點(diǎn)地質(zhì)特征特征原因煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性隨開采深度增加而增加煤與瓦斯突出分布受地質(zhì)構(gòu)造控制煤與瓦斯突出分區(qū)與地質(zhì)條件分區(qū)相關(guān)隨煤層埋藏深度增加煤層中的瓦斯保存條件較好，瓦斯壓力及煤層瓦斯含量增加煤與瓦斯突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造附近突出的分區(qū)與礦區(qū)構(gòu)造分區(qū)相一致，在礦區(qū)構(gòu)造帶或褶皺軸部的過渡地帶，往往是煤與瓦斯突出帶8.平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出的分布規(guī)律及特征（2）工程因素對突出分布的影響從突出規(guī)?？?，已發(fā)生的突出以小型突出為主，中型、大型突出較少。從突出類型看，煤與瓦斯壓出、傾出、突出類型的比例也是不同的，對礦井生產(chǎn)系統(tǒng)造成的破壞程度也不同。煤巷掘進(jìn)工作面發(fā)生突出最多，在平巷中發(fā)生的次數(shù)高于上山和下山、回采工作中的突出次之。突出在不同生產(chǎn)工序中，發(fā)生突出的次數(shù)也不同。所有的突出發(fā)生前都有瓦斯涌出量增加、瓦斯壓力升高、煤層變軟、煤層內(nèi)響煤炮的現(xiàn)象，有時(shí)煤體溫度降低，甚至出現(xiàn)冒頂和片幫、夾鉆現(xiàn)象，有時(shí)鉆孔冒白煙，支架變形損壞，迎頭煤體變軟，礦壓顯現(xiàn)。8.平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出的分布規(guī)律及特征煤與瓦斯突出的分布,有明顯的區(qū)域性突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育和煤層條件發(fā)生變化的區(qū)域突出點(diǎn)及其附近煤體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,軟分層增厚突出多發(fā)生在掘進(jìn)工作面（3）煤與瓦斯突出的分布規(guī)律及主要特征突出多發(fā)生在放炮和割煤工序帶突出類型以壓出為主課題二礦井煤與瓦斯突出防治知識點(diǎn)技能點(diǎn)煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測分類與危險(xiǎn)性劃分；煤層突出危險(xiǎn)區(qū)域性預(yù)測方法：單項(xiàng)指標(biāo)、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)與綜合指標(biāo)法；工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測：石門揭煤、采掘工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測。進(jìn)行煤層突出危險(xiǎn)區(qū)域性預(yù)測進(jìn)行石門揭煤、采掘工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測正確使用瓦斯涌出初速度測定儀，測定△p任務(wù)二煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測任務(wù)描述任務(wù)分析煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測是礦井“四位一體”防治瓦斯突出的首項(xiàng)工作，掌握煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域性預(yù)測與工作面預(yù)測知識與方法，能夠進(jìn)行區(qū)域性和工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測工作，對合理制定、實(shí)施瓦斯防治措施，保證礦井安全生產(chǎn)意義重大。1.礦井煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域性預(yù)測；2.石門揭煤時(shí)突出危險(xiǎn)性區(qū)域性預(yù)測的規(guī)定要求與方法3.采掘工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測方法與規(guī)定；4.利用△p，D、K法，R值測定采掘工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。工作任務(wù)突出煤層無突出危險(xiǎn)區(qū)突出威脅區(qū)突出危險(xiǎn)工作面無突出危險(xiǎn)工作面突出危險(xiǎn)區(qū)區(qū)域預(yù)測或鑒定區(qū)域預(yù)測工作面預(yù)測非突出煤層檢驗(yàn)性預(yù)測預(yù)報(bào)煤層1.煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測分類和突出危險(xiǎn)性劃分流程1.煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測分類和突出危險(xiǎn)性劃分突出礦井及突出煤層確定程序省級煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案省煤炭管理部門審批國家局授權(quán)單位鑒定煤炭企業(yè)提出報(bào)告2.區(qū)域預(yù)測方法《細(xì)則》第28條：突出煤層中的區(qū)域預(yù)測可采用瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法或綜合指標(biāo)法進(jìn)行，預(yù)測結(jié)果報(bào)礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)。瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法（《細(xì)則》第29條）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(xiǎn)區(qū)域和突出威脅區(qū)域。綜合指標(biāo)法（《細(xì)則》第30條）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(shí)，劃為危險(xiǎn)區(qū)域2.區(qū)域預(yù)測方法工作面瓦斯突出區(qū)域預(yù)測效果2.區(qū)域預(yù)測方法平頂山十礦工作面瓦斯突出預(yù)測成果：減少瓦斯突出治理工程量50%以上3.工作面預(yù)測方法定性指標(biāo)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和突出預(yù)兆確定工作面的突出危險(xiǎn)性定量指標(biāo)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)行預(yù)測相關(guān)規(guī)定根據(jù)《規(guī)程》第188條和《細(xì)則》第23條之規(guī)定，在突出危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí)，必須采取綜合防治突出措施，工作面進(jìn)行采掘前，應(yīng)進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測，將工作面劃分為突出危險(xiǎn)工作面和無突出危險(xiǎn)工作面。3.工作面預(yù)測方法定性指標(biāo)根據(jù)《煤與瓦斯突出防治細(xì)則》第31條之規(guī)定，在突出煤層中有下列情況之一者，應(yīng)視為突出危險(xiǎn)工作面：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)域；③采掘應(yīng)力疊加的區(qū)域；④在工作面預(yù)測過程中出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象；⑤工作面出現(xiàn)明顯突出預(yù)兆。3.工作面預(yù)測方法定量指標(biāo)用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法采用下列方法之一預(yù)測煤巷工作面的突出危險(xiǎn)性：①瓦斯涌出初速度法；②R值指標(biāo)法；③鉆屑指標(biāo)法；④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)。預(yù)測方法同煤巷掘進(jìn)工作面。石門揭煤突出危險(xiǎn)性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測這四種預(yù)測指標(biāo)是我國《細(xì)則》規(guī)定的主要預(yù)測指標(biāo)（1）鉆孔指標(biāo)法鉆孔瓦斯涌出初速度法R值指標(biāo)法鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法鉆屑指標(biāo)法①鉆孔瓦斯涌出初速度法理論基礎(chǔ)煤層鉆孔瓦斯涌出速度測定表明，在大多數(shù)情況下開始測量后0.5～2min函數(shù)q=f（t）達(dá)到最大值；本方法由前蘇聯(lián)馬凱耶夫煤礦安全研究所提出，在突出帶和非突出帶q和煤層力學(xué)性質(zhì)不同：該指標(biāo)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)力狀態(tài)及透性，可以綜合評價(jià)煤層的突出危險(xiǎn)性①鉆孔瓦斯涌出初速度法煤巷掘進(jìn)工作面測試方法(《細(xì)則》第36條)（1）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，封孔后測量室長度為0.5m；（3）測試工作必須在鉆孔打完后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測定示意圖煤壁封孔膠囊測桿鉆孔測量室控制桿高壓膠管壓力表打氣筒流量計(jì)動畫演示①鉆孔瓦斯涌出初速度法煤的揮發(fā)份Vdaf(%)5～1515～2020～30>30qm(L/min)5.04.54.04.5臨界值(Vdaf)①鉆孔瓦斯涌出初速度法采用節(jié)流式流量計(jì)打鉆后立即封孔測量封孔嚴(yán)密測試前檢查儀器，無氣路堵塞現(xiàn)象測試要點(diǎn)①鉆孔瓦斯涌出初速度法1969～1980年間在前蘇聯(lián)頓巴斯127個(gè)礦井的3930個(gè)掘進(jìn)工作面和2070個(gè)回采工作面應(yīng)用，工作面共推進(jìn)1143Km，其中非突出危險(xiǎn)1104.6Km(占96.7%)，突出危險(xiǎn)帶38.4Km(占3.3％)。工作面共穿過691個(gè)突出危險(xiǎn)帶，其中有677個(gè)(占89％)是用該方法發(fā)現(xiàn)的，只漏掉了14個(gè)危險(xiǎn)帶。平煤集團(tuán)突出礦井主要采用該指標(biāo)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測,目前該方法是國內(nèi)外突出礦井的主要預(yù)測方法。①鉆孔瓦斯涌出初速度法應(yīng)用效果鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)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(shí)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.按照巴雷爾公式推算，K1=0.016h2②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)理論基礎(chǔ)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工作面以及采掘工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測測試方法和臨界值根據(jù)《細(xì)則》第34條和附錄四進(jìn)行?；騅1值的測試方法和臨界值根據(jù)《細(xì)則》第34條和附錄四進(jìn)行平煤集團(tuán)突出礦井采用h2作為預(yù)測指標(biāo)之一②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測試儀器與方法鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)臨界值h2(Pa)K1(mL/g.min1/2)干煤2000.5濕煤1600.4石門揭煤工作面

h2和K1的臨界值②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)理論基礎(chǔ)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(xiǎn)性的的大小，可以綜合反映煤層的突出危險(xiǎn)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③鉆屑指標(biāo)法測試方法在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)（傾斜或急傾斜煤層）或3個(gè)（緩傾斜煤層）直徑42mm、深8～10m的鉆孔，鉆孔布置方式與《細(xì)則》第37條規(guī)定相同；鉆孔每打1m測定鉆屑量一次，每2m測定一次鉆屑解吸指標(biāo)；根據(jù)每個(gè)鉆孔的S、h2或K1的最大值預(yù)測突出危險(xiǎn)性；當(dāng)任一指標(biāo)大于或等于臨界值時(shí)，該工作面為突出危險(xiǎn)工作面；每預(yù)測循環(huán)留2m的超前距。③鉆屑指標(biāo)法h2最大鉆屑量SK1危險(xiǎn)性PaKg/mL/mmL/(g.min1/2)≥200≥6≥5.4≥0.5突出危險(xiǎn)工作面<200<6<5.4<0.5無突出危險(xiǎn)工作面③鉆屑指標(biāo)法鉆屑指標(biāo)法預(yù)測掘進(jìn)工作面的臨界值R值指標(biāo)由蘇聯(lián)東方煤礦安全研究所1969年提出；鉆屑量S主要考慮了煤層的強(qiáng)度性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)，瓦斯涌出初速度則主要考慮了瓦斯因素；該方法同時(shí)考慮了工作面的應(yīng)力狀態(tài)、物理力學(xué)性質(zhì)、瓦斯含量、透氣性和煤層的放散能力，即考慮了決定突出危險(xiǎn)性的主要因素，是一個(gè)綜合指標(biāo)。④R值指標(biāo)法理論基礎(chǔ)測試方法R=(Smax–1.8)(qmax-4)當(dāng)任一鉆孔的R≥6時(shí)，突出危險(xiǎn)工作面當(dāng)任一鉆孔的R<6時(shí)，無突出危險(xiǎn)工作面當(dāng)R為負(fù)值時(shí)，應(yīng)用單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)測④R值指標(biāo)法④R值指標(biāo)法測試方法（《細(xì)則》第37條）(1)在煤巷掘進(jìn)工作面打2個(gè)(傾斜或急傾斜煤層)或3個(gè)(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(gè)鉆孔位于巷道工作面中部平行于掘進(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(shí)，測量室長度為1m，根據(jù)每個(gè)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。R值指標(biāo)法鉆孔布置圖應(yīng)用效果七十年代下半期蘇聯(lián)東方煤礦安全研究所曾進(jìn)行了數(shù)千次R值的測定，在所有情況下只要R<6從未發(fā)生過一次突出，而在突出前R≥6；目前在俄羅斯庫茲巴斯和卡拉干達(dá)礦區(qū)主要采用R值預(yù)測掘進(jìn)工作面的突出危險(xiǎn)性，在地質(zhì)破壞帶R值均大于6；平煤集團(tuán)各突出礦井曾用R值預(yù)測突出危險(xiǎn)性。④R值指標(biāo)法課題二礦井煤與瓦斯突出防治區(qū)域性防治突出措施：保護(hù)層的選擇與保護(hù)范圍，瓦斯抽放方法石門揭穿突出煤層主要防突措施與施工安全注意事項(xiàng)掘進(jìn)工作面主要防突措施，施工組織與安全規(guī)定采煤工作面防突主要措施與方法巖石與二氧化碳突出的特點(diǎn)及防治措施瓦斯抽放的施工設(shè)計(jì)與施工組織石門揭穿突出煤層防突措施制定與施工組織采掘工作面防突措施的實(shí)施任務(wù)三煤與瓦斯突出防治技術(shù)知識點(diǎn)技能點(diǎn)工作任務(wù)任務(wù)描述任務(wù)分析煤與瓦斯突出防治技術(shù)是礦井“四位一體”防治瓦斯突出的核心工作，掌握煤與瓦斯突出區(qū)域性防突措施，正確選擇保護(hù)層與瓦斯抽放方法，確定被保護(hù)的范圍；制定石門揭穿突出煤層工作面防突措施并組織實(shí)施；合理選擇采掘工作面煤與瓦斯突出防治措施，為礦井安全生產(chǎn)提供可靠保障。1.保護(hù)層的正確選擇，被保護(hù)層保護(hù)范圍的確定2.合理確定突出煤層瓦斯抽放方法3.制定石門揭穿突出煤層工作面的防突措施4.采掘工作面煤與瓦斯突出防治措施１.區(qū)域性防治突出措施在煤層采掘之前，對煤層實(shí)施大面積預(yù)先處理，以達(dá)到煤層卸壓、排放瓦斯及改變煤層物理力學(xué)性質(zhì)的目的，從而大面積消除煤層的突出危險(xiǎn)性?！睹旱V安全規(guī)程》第192條、《細(xì)則》第2條規(guī)定，在采用防突措施時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇區(qū)域性防突措施。區(qū)域性防突措施的有效性指標(biāo)應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)測資料確定，報(bào)礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行。開采保護(hù)層煤層區(qū)域性預(yù)先注水預(yù)抽煤層瓦斯①開采保護(hù)層首先選擇無突出危險(xiǎn)的煤層作為保護(hù)層礦井中所有煤層都有突出危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)選擇突出危險(xiǎn)性較小的煤層。優(yōu)先選擇上保護(hù)層作用機(jī)理在開采煤層群時(shí)，通過開采保護(hù)層，實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層的卸壓和瓦斯排放，消除被保護(hù)層的突出危險(xiǎn)性②預(yù)抽煤層瓦斯作用機(jī)理通過預(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(xiǎn)性。技術(shù)要求鉆孔應(yīng)控制整個(gè)預(yù)抽區(qū)域并均勻布孔；預(yù)抽有效性指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)測資料確定，如無實(shí)測資料，可采用下列指標(biāo)之一。煤層瓦斯預(yù)抽率應(yīng)大于30％；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量。②預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔布置方式——沿層鉆孔布置方式②預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔布置方式——沿層交叉鉆孔布置方式②預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔布置方式——穿層網(wǎng)格鉆孔布置方式③區(qū)域性預(yù)先注水煤層最少有一個(gè)分層均勻濕潤，水分達(dá)到4％以上。沿煤層走向和傾向不留空白區(qū)。最好采用中低壓小流量長時(shí)注水。技術(shù)要求2.局部防治突出措施石門揭煤(《規(guī)程》第202條、《細(xì)則》第62條在突出煤層中進(jìn)行掘進(jìn)和回采時(shí)，都應(yīng)預(yù)測煤層的突出危險(xiǎn)性，并根據(jù)煤層的突出危險(xiǎn)性和具體條件，采取防治突出措施。措施參數(shù)應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際測定的結(jié)果或參考有關(guān)資料確定，并報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)。抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、水力沖刷或金屬骨架或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的措施。局部防突措施（《細(xì)則》第66條）采煤工作面（《細(xì)則》第84條）超前鉆孔、松動爆破、前探支架、水力沖孔或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的措施。松動爆破、注水濕潤煤體、超前鉆孔、預(yù)抽瓦斯等防突措施。煤巷掘進(jìn)工作面（《細(xì)則》第69條）2.局部防治突出措施局部防突措施鉆孔卸壓排放措施排放鉆孔、超前鉆孔、抽放瓦斯爆破卸壓排放措施淺孔松動爆破、深孔松動爆破、水力爆破連續(xù)卸壓排放措施卸壓縫、卸壓槽、卸壓腔水力化措施注水濕潤煤體、水力松動、水力壓裂、水力沖孔、水力沖刷煤體圍巖強(qiáng)化措施金屬骨架、前探支架2.局部防治突出措施超前鉆孔措施防突機(jī)理鉆孔布置要求

(1)孔徑一般為75-120mm,直徑超過120mm時(shí)，必須采用專門設(shè)備和專項(xiàng)安全措施；

(2)超前鉆孔的控制范圍應(yīng)包括巷道斷面和上方及兩側(cè)，鉆孔終孔位置應(yīng)控制到巷道輪廓線外2m以上；

(3)鉆孔應(yīng)盡量布置在煤層的軟分層中；

(4)鉆孔數(shù)根據(jù)鉆孔有效排放半徑和須控制范圍確定；

(5)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),即隨之相應(yīng)增減超前鉆孔孔數(shù)；

(6)超前鉆孔實(shí)施后，必須按《細(xì)則》第35條的規(guī)定對進(jìn)行效果檢驗(yàn),鉆孔超前距于掘進(jìn)工作面不小于5m。

(7)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。

2.局部防治突出措施超前鉆孔措施的完善QFZ-22輕便型防突鉆機(jī)具額定功率(Kw)2.2額定電壓(V)127額定轉(zhuǎn)矩(N?m)41最大轉(zhuǎn)矩(N?m)156鉆孔直徑(mm)42-89鉆孔長度(m)<20電機(jī)效率81％額定轉(zhuǎn)速(r/rain)520鉆進(jìn)速度(m/min)0-1.5主機(jī)重量(Kg)主要技術(shù)指標(biāo)<3023ABCii11233i-i剖面2.局部防治突出措施掘進(jìn)工作面隔斷式抽放原理示意圖1—抽放鉆孔；2—巷道；3—抽放邊界；ABC—巷道卸壓帶范圍2.局部防治突出措施掘進(jìn)工作面預(yù)抽2.局部防治突出措施掘進(jìn)工作面深水力爆破防突機(jī)理在煤層水力爆破處理時(shí)，通過煤的松動和由此引起的工作面附近煤層應(yīng)力重新分布和瓦斯排放，達(dá)到防治煤與瓦斯突出?；緟?shù)鉆孔深度11m，直徑60mm，№1巖石硝銨炸藥，炮泥長度：水封4.5m，砂質(zhì)粘土0.5m。2.局部防治突出措施——深孔松動爆破措施防突機(jī)理：深孔松動爆破是通過深炮孔爆破，松動工作面前方煤體，使煤體卸壓和排放瓦斯，達(dá)到消除和減弱突出的一種措施。深孔松動爆破措施，可適用于煤質(zhì)較硬、突出強(qiáng)度較小的煤層鉆孔布置要求：①爆破孔徑42mm，孔長不應(yīng)小于8m。終孔應(yīng)控制到巷道輪廓線外2m以上?？讛?shù)應(yīng)根據(jù)松動爆破有效半徑確定。②深孔松動爆破的有效影響半徑，應(yīng)進(jìn)行實(shí)測。③裝藥長度為孔長減5.5-6m，藥卷長度為1m。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)充填長度不小于2m的封口炮泥。④裝藥和充填炮泥時(shí)，應(yīng)防止折斷電雷管的腳線。⑤爆破后，必須按《細(xì)則》進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)⑥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。⑦第一次采用松動爆破的掘進(jìn)工作面，必須用超前鉆孔或其它措施處理工作面前方5m的煤體，以免留下“門坎”。⑧掘進(jìn)時(shí)必須留有不小于5m的超前距。炮后30m后方能進(jìn)入工作面。2.局部防治突出措施適用范圍采煤工作面淺孔松動爆破措施鉆孔布置要求適用于煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定較好的煤層；①沿采煤工作面每隔2～3m打一個(gè)鉆孔，孔深不小于3m；炮泥封孔長度不得小于1m；②超前距不小于2m。2.局部防治突出措施卸壓縫①卸壓縫深度不超過1.5m-2m，并保證0.5m的超前距；②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；③應(yīng)編制割縫過程中的防突措施。2.局部防治突出措施——卸壓槽在掘進(jìn)工作面的兩個(gè)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(xiǎn)性。工作原理①卸壓槽深度不小于1.5m，寬度60-80mm；②進(jìn)尺超前距不小于0.5m；③可用鉆孔法或?qū)Ｓ霉ぞ咝纬尚秹翰?。工作原?.局部防治突出措施——卸壓腔機(jī)理保護(hù)層開采適用條件半煤巖工作面2.局部防治突出措施——水力松動鉆孔布置要求鉆孔深度6-11m，直徑42-45mm，間距6-12m，封孔深度4-8m，超前距2-3m。作用機(jī)理在工作面向煤層注入15～20MPa的高壓水，使煤層裂隙擴(kuò)張，形成平行于工作面煤壁的裂縫，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。2.局部防治突出措施——水力壓裂作用機(jī)理在工作面打直徑42-45mm的鉆孔，借助于高壓水將煤層向工作面方向強(qiáng)制壓出，引起煤壁卸壓和排放瓦斯，消除突出危險(xiǎn)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(shí)間、注水速度等。2.局部防治突出措施——金屬骨架措施施工措施:采用這一措施時(shí)，在石門工作面距煤層2m(急傾斜)或1.5m(緩傾斜、傾斜)時(shí)停止掘進(jìn)，在石門上部和兩側(cè)周邊外0.5-1.Om范圍內(nèi)布置骨架孔。骨架孔打穿煤層全厚并進(jìn)入巖層0.5m以上。孔間距不得大于0.3m。對于軟煤要架兩排金屬骨架，鉆孔間距應(yīng)大于0.2m。鉆孔完成后，插入8kg／m的鋼軌、型鋼或直徑不小于50mm鋼管等骨架材料。骨架可用專門支架、錨桿或灌水泥漿固定。在煤質(zhì)嚴(yán)重松軟破壞時(shí),可裝設(shè)兩排骨架。金屬骨架措施要求:《細(xì)則》第62條對金屬骨架措施的要求是：

①在揭開具有軟煤和軟圍巖的薄及中厚突出煤層時(shí),可采用金屬骨架；

②在石門上部和兩側(cè)周邊外0.5-1m范圍內(nèi)布置骨架孔；

③骨架鉆孔穿過煤層并進(jìn)入煤層頂(底)板至少0.5m,鉆孔間距不得大于0.3m，對于軟煤要架兩排金屬骨架，鉆孔間距應(yīng)小于0.2m；

④骨架材料可選用8kg/m的鋼軌、型鋼或直徑不小于50mm鋼管,其伸出孔外端用金屬框架支撐或砌入碹內(nèi)；

⑤揭開煤層后，嚴(yán)禁拆除金屬骨架；

⑥采用金屬骨架防治突出措施時(shí)，應(yīng)與抽放瓦斯、水力沖孔或排放鉆孔等措施配合使用。3.防突措施結(jié)果比較防突措施回采工作面準(zhǔn)備工作面突出次數(shù)工作面?zhèn)€數(shù)突出頻率突出次數(shù)/工作面?zhèn)€數(shù)突出次數(shù)工作面?zhèn)€數(shù)突出頻率突出次數(shù)/工作面?zhèn)€數(shù)超前開采保護(hù)層潤濕煤層抽放煤層煤層水力松動煤層水力壓裂切割卸壓縫打超前鉆孔煤層內(nèi)部爆破108349235421712272602368888736358560.0080.0310.0130.0550.2640.1390.1170.3048----41364513718----71614817903280.011----0.0570.2430.2350.0560.107合計(jì)15731480.93114325300.709課題二礦井煤與瓦斯突出防治煤與瓦斯突出防治措施效果檢驗(yàn)的方法與規(guī)定煤與瓦斯突出煤巷施工時(shí)安全防護(hù)措施震動爆破施工的技術(shù)措施與安全規(guī)定。能夠進(jìn)行煤與瓦斯突出防治措施效果檢驗(yàn)制定煤與瓦斯突出煤層巷道施工時(shí)安全防護(hù)措施組織實(shí)施震動爆破施工作業(yè)任務(wù)四煤與瓦斯突出防治措施效果檢驗(yàn)與防護(hù)措施知識點(diǎn)技能點(diǎn)工作任