突出煤層石門工藝技術

突出煤層石門工藝技術

勘察設計2/20/20241.主要內容一、全國煤礦煤與瓦斯突出事故統(tǒng)計分析〔局部〕二、突出煤層石門揭煤措施施工工藝三、石門揭煤案例2/20/20242.1.1全國煤礦煤與瓦斯事故統(tǒng)計分析〔局部〕2/20/20243.2/20/20244.炮掘工作面171次895人占80.63%；綜掘工作面6次42人占3.78%；炮采工作面11次95人占8.56%；綜采工作面1次3人占0.27%；施工鉆孔3次10人占0.9%；冒頂誘發(fā)1次6人占0.54%；石門揭煤6次44人占3.96%；擴修巷道2次15人占1.35%。2/20/20245.國有70次384人分別占34.83%和34.59%；鄉(xiāng)鎮(zhèn)131次726人分別占65.17%和65.41%。2/20/20246.1.2掘進工作面煤與瓦斯突出2004年10月20日，大平煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故。當時井下作業(yè)人員有446人，有298人逃出。事故造成148人死亡，32人受傷?！?0·20〞事故是一起特大型煤與瓦斯突出而引發(fā)的特大瓦斯爆炸事故。礦井為高瓦斯礦井。2007年10月13日，江西省豐城礦務局建新煤礦1113順槽掘進工作面發(fā)生煤與瓦斯突出事故，19名礦工遇難、2人受傷。全礦當班下井283人。2007年11月8日，納雍縣群力煤礦發(fā)生特別重大煤與瓦斯突出事故，死亡35人、傷7人，直接經濟損失1261萬元。2/20/20247.1.2掘進工作面煤與瓦斯突出2002年5月15日13時40分,湖南婁底市新化縣溫塘鎮(zhèn)新源煤礦二水平南翼運輸大巷煤巷掘進面發(fā)生煤與瓦斯突出事故，18人死亡。2002年4月7日4時25分,安徽淮北礦業(yè)集團公司蘆嶺礦3號溜煤巖巷掘進頭發(fā)生煤與瓦斯突出事故，共有13名作業(yè)人員，13人全部死亡。2/20/20248.1.3基建煤礦突出事故2005年12月24日，盤縣響水煤礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故。事故造成12人遇難。2006年1月05日安徽淮南煤礦一在建礦井發(fā)生瓦斯突出事故，12名礦工遇難。2006年3月26日，五輪山煤業(yè)井下11301運輸巷掘進工作面發(fā)生一起煤與瓦斯突出事故，事故造成15人死亡，9人受傷。2006年7月29日，云南省曲靖市滇東能源公司白龍山煤礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，死亡11人。2/20/20249.1.4實施防突措施時發(fā)生突出事故2007年4月6日23時5分，甘肅窯街煤電公司金河煤業(yè)公司南采區(qū)16203運輸順槽煤巷綜掘工作面，在施工深孔松動爆破鉆孔過程中誘發(fā)了煤與二氧化碳突出，造成9人死亡。2006年2月10日18時30分，鄭煤集團馬嶺山煤礦在打鉆預測瓦斯時誘發(fā)煤與瓦斯突出，當班入井56人，其中41人平安升井，15人死亡。2/20/202410.1.4實施防突措施時發(fā)生突出事故2007年7月20日11時10分,重慶南桐礦業(yè)集團魚田堡煤礦3504E2機巷在打防突預處理鉆孔施工時，發(fā)生煤與瓦斯突出事故，造成4人死亡。2006年4月9日10時40分,重慶松藻煤電有限責任公司石壕煤礦，在掘進工作面打防突孔施工過程中，發(fā)生煤與瓦斯突出事故。煤炭突出量600多噸，造成3人死亡。2002年3月23日14時20分,湖南漣邵礦務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)現瓦斯異常并立即撤退時，發(fā)生煤與瓦斯突出事故，死亡3人。2/20/202411.1.5石門揭煤突出2/20/202412.2/20/202413.2007年4月6日20時35分，湖南省煤業(yè)集團金竹山礦業(yè)一平峒煤礦25采區(qū)回風石門揭完煤過煤門期間，放炮后清理煤矸過程中，由于支護不到位，空頂導致煤與瓦斯突出，造成4人死亡。2003年8月10日16時40分,湖南郴州市嘉禾縣行廊鎮(zhèn)劉家山煤礦暗斜井-10石門發(fā)生煤與瓦斯突出事故，死亡8人。2/20/202414.1.5石門揭煤突出2005年6月8日11時0分,湖南婁底市冷水江市資江煤礦〔原國有地方礦，改制后賣給個人，屬國家煤礦平安監(jiān)察局公布的國有煤礦停產整頓礦井，瓦斯突出礦井〕-200水平四石門揭煤時發(fā)生煤與瓦斯突出事故，當時井下有232名作業(yè)人員，有210人脫險出井,造成22人死亡。2/20/202415.1.7我國突出的特點●突出礦井分布廣，局部地區(qū)較嚴重■20多個省(區(qū))的一些礦井■湖南、貴州、重慶、四川、云南、河南、江西、遼寧等省較嚴重■湖南的突出礦井數和突出總次數，均占全國總數的1/3以上，特大型突出次數占一半以上；2/20/202416.●突出分布在不同類型的煤層■單一突出煤層的礦井占突出礦井總數的1/3■相當一部份礦井的所有可采煤層均屬突出煤層，無保護煤層可采■全國有近一半的突出礦井，需采用本煤層防突措施2/20/202417.1.7我國突出的特點

●始突深度不一■50～60m——500～600m■始突深度淺，特大型突出的深度淺，在南方煤田中是一明顯特點●中小型突出占絕大多數，大強度突出次數也不少■50t以下的小型突出占73.77%■50～100t的中型突出占13.45%■100～500t的次大型突出占11.15%■500～1000t的大型突出占0.91%■＞1000t的特大型突出占0.7%2/20/202418.■大型和特大型突出比例雖小，但次數仍有100屢次，多數發(fā)生在石門揭煤時●有少數礦井發(fā)生過巖石與二氧化碳突出及巖石與甲烷突出●隨著采深的加大，突出礦井不斷增多，突出災害日益嚴重延期突出和打鉆突出增多2/20/202419.1.8突出的一般規(guī)律煤層突出危險性隨開采深度增加而增大;煤層突出危險性隨煤層厚度的增大而增大;大多數突出發(fā)生在掘進工作面;

掘進面占80%(其中石門占6.75%)以上,采面占15.8%石門突出的平均強度最大;誤穿煤層一次性傷亡最大；突出前的作業(yè)方式多樣，但以放炮為最多;

放炮占64.6%,手、風鎬落煤占21%,其它占12.1%突出多發(fā)生在地質構造帶和應力集中帶;多數突出前有預兆出現；2/20/202420.1.9突出多發(fā)地點封閉向斜軸附近帚狀構造收斂端煤層扭轉區(qū)壓性、壓扭性小斷層帶煤層產狀變化區(qū)煤包及煤厚變化帶分岔煤處巖漿巖浸入帶注意：大型構造附近必定存在大型突出危險！2/20/202421.1.10事故發(fā)生原因分析這些事故發(fā)生的原因，綜合歸納如下：1、客觀上，發(fā)生事故的地點都存在突出危險，對危險不知或認識缺乏的人們的采掘活動等偶然因素觸動誘發(fā)了必然要發(fā)生的突出，并導致傷亡事故。2、地質勘探程度不夠，對礦井瓦斯等級定位定性不準，客觀上使設計、施工、業(yè)主、管理人員、工人、監(jiān)察監(jiān)管者喪失了應有的警惕性，不采取措施或措施力度不夠。3、地質資料不清，既未打鉆控制煤層層位，又未制定誤穿煤層的平安措施。4、對復雜地質條件下的煤與瓦斯突出災害認識不夠，未能制定針對性措施，違章指揮、違章作業(yè)發(fā)生事故。2/20/202422.5、違規(guī)揭穿井筒煤層或石門揭煤，導致事故。表現為：未采取措施或所采取措施未能消除突出危險，刷斜面誤穿煤層，放炮揭煤時未全采區(qū)或全井撤人，過煤門期間違章作業(yè)等。6、違規(guī)進行煤巷掘進，導致事故。表現為：未采取區(qū)域性措施或所采取措施未能消除突出危險又未采取補充局部防突措施或措施力度不夠、未進行措施效果檢驗、所采取措施不符合規(guī)定、未執(zhí)行平安防護措施，放炮、割煤、施工措施孔、檢驗孔、手鎬作業(yè)等誘導突出發(fā)生事故。2/20/202423.7、違規(guī)在突出危險煤層中進行回采，導致事故。表現為：對突出危險工作面未采取抽放等措施或所采取措施未能消除突出危險、未進行措施效果檢驗、未采取局部防突措施消突、未執(zhí)行平安防護措施等導致事故。8、通風系統(tǒng)不可靠、采掘布局不合理、電器設備失爆、管理混亂、違章指揮等是事故擴大的原因。9、平安投入缺乏、專業(yè)知識缺少、專業(yè)人才奇缺、管理人才缺乏等也是導致事故發(fā)生的原因。2/20/202424.防突措施工程質量差，弄虛作假嚴重，監(jiān)督管理失誤，設計數據作為竣工資料利用，尤其害人。防突知識培訓、防突專業(yè)隊伍培訓弱化，嚴重不能支撐防突工作需要。突出礦井設計標準理念欠缺，不能滿足實際需要。追求高額利潤，鋌而走險仍有存在。2/20/202425.平安監(jiān)管不到位，執(zhí)法力度不夠也是原因之一。技術和管理標準的缺少、貫徹力度的缺乏、先進技術設備的支撐不強等也是影響突出災害多發(fā)的因素之一。沒有科學合理的建礦本錢，各地區(qū)、各類型礦井各不相同。日益增加的費用也將是影響因素。礦井建設各階段還未環(huán)環(huán)相扣，應是前一階段不達標，下一階段工作就不得開展?？煽匾蛩?、不可控因素各是什么？煤與瓦斯突出防治工作的主要著力點在哪里？追求的目標是什么?地質資料？專業(yè)知識？責任心？管理？技術？監(jiān)察監(jiān)管？法律法規(guī)？人才？尤其要提醒各位同行注意準備要充分2/20/202426.1.11新建突出礦井、新水平、新采區(qū)的管理新建突出礦井、新水平、新采區(qū)的管理新建突出礦井的初步設計突出礦井的新水平新采區(qū)的設計必須對突出煤層編制防治突出專門設計開拓方式煤層開采順序采煤方法通風方式支護形式突出危險性預測方法保護層選擇預抽瓦斯局部防突措施上一級總工程師批準實施建設新礦井建成新水平新采區(qū)建成按國家有關規(guī)定對專門設計驗收上一級對專門設計組織驗收通過移交生產未通過整改2/20/202427.1.12突出礦井的巷道布置突出礦井的巷道布置要求巷道布置主要巷道應布置在巖層或非突出煤層中突出煤層中嚴禁任何兩個采掘工作面串聯(lián)通風煤層巷道應盡可能布置在卸壓范圍內開采保護層的應充分利用保護層保護范圍突出煤層中的掘進工程量應盡可能減少揭穿突出煤層的地點應避開地質構造破壞帶揭穿突出煤層前必須有獨立可靠通風系統(tǒng)井巷揭穿突出煤層的次數應盡可能減少2/20/202428.1.13企業(yè)內部安監(jiān)部門的作用企業(yè)內部安監(jiān)部門的作用上一級安監(jiān)部門礦安檢部門負責監(jiān)督執(zhí)行防突工作的有關規(guī)定可能突出時責令停止作業(yè)撤出人員參加防突專門設計及措施的審查對突出隱患要求限期解決制止違章指揮作業(yè)并罰款或提出處理意見監(jiān)督防突設計防突措施的實施監(jiān)督防突措施費用的使用2/20/202429.1.14突出礦井的機構設置高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井必須按要求設立通風、防突、抽采、平安監(jiān)控等專業(yè)隊伍，并配備專業(yè)技術人員；礦井必須設專職通風副總工程師，提倡設通風副礦長，實現技術與行政管理責任別離；煤與瓦斯突出礦井應設專職地測副總工程師；——?安委辦〔2021〕17號?2/20/202430.突出煤層石門措施施工工藝2/20/202431.防止煤與瓦斯突出的局部性措施，根據各生產礦井使用的情況，大致可分以下三種類型：1、局部卸壓的措施：大直徑鉆孔排放，水力沖孔，預抽瓦斯等。2、增大煤體機械強度的措施：金屬骨架，前探支架，掩護擋板，留大根，半邊掘進等。3、誘導突出的措施：震動性放炮等。在不同條件下，可以采取不同措施。為了表達的方便，現根據巷道類別的不同，分述如下：2/20/202432.●石門揭煤程序〔MT/T955-2005〕探查煤層層位〔10m以外〕測壓或預測突出危險性〔5m〕采取防突措施〔3-5m〕進行措施效果檢驗遠距離放炮或震動性放炮揭開煤層〔1.5～2m〕穿過煤層并進入頂〔底〕板巖石(2m)2/20/202433.揭開石門的準備工作2/20/202434.一、掌握地質構造和煤層賦存情況1、為了平安揭開煤層，首先是要確切掌握地質構造、煤層厚度、傾角、掘進工作面距煤層的距離，以免誤穿煤層，引起瓦斯突出，造成重大事故。例如，南桐礦務局直屬二井+310米水平第十石門，從六號層向四號層掘進時，雖然曾打有鉆孔勘探煤層情況，但由于未認真記錄，未能確切掌握煤層位置，導致在6月8日中班按一般放炮進行第三次爆破后，產生了強度為130噸的突出。突出是沖破1米巖柱而發(fā)生的。2/20/202435.因此，要做好地質資料的收集，并進行分析研究，特別是打鉆探明煤層情況時，要認真做好原始記錄，確切掌握煤層位置，以便保持一定的平安巖柱是很重要的。2、正確測定瓦斯壓力，是一件很重要的工作。因為，煤層瓦斯突出的危險程度，決定于巖石壓力，瓦斯壓力和煤的結構，由于巖石壓力除用垂深推算估計外，還沒有好的測量方法，特別是地質構造的剩余應力，而對于煤層瓦斯壓力大小和煤質的軟硬程度，在某種意義上來說，反映了揭開煤層時突出的危險程度，也是選擇揭開煤層措施的重要依據之一。2/20/202436.根據南桐礦務局所屬各礦屢次測定煤層瓦斯壓力的經驗，當測壓孔距煤層較近且?guī)r石松軟時，測得的瓦斯壓力偏低。例如南桐礦務局直屬一井+150米水平主石門揭四號層時，從測壓孔進入槽口炭分層時，噴出1噸多煤和大量瓦斯，堵孔測壓后，測得壓力僅為7.6公斤/厘米2。因而錯誤地認為危險程度不大，致使在揭開煤層時發(fā)生了強度為1473噸的大突出。以后在相鄰地區(qū)測得四號層的瓦斯壓力為24公斤/厘米2。2/20/202437.因此，測定瓦斯壓力應選擇在堅硬致密的巖層中，未發(fā)生噴煤、噴瓦斯的鉆孔中進行。否那么，不能準確地測得煤層的原始瓦斯壓力。煤層結構軟硬分層的情況，可以從鉆進情況了解。測定煤體中瓦斯壓力的方法一般做法如以以下圖所示。2/20/202438.2/20/202439.在距離煤層垂面垂直5米的地方(應盡可能選擇在堅硬致密的巖層中)打測壓孔，其具體方位是：1、從煤層的底板向頂板掘進時，應在石門與煤層交匯地點上方1.5米處和右方(或左方)1.5米處各打一測壓孔。2、從煤層的頂板向底板掘進時，應在石門與煤層交匯點的下方1.5米處和右方(或左方)1.5米處各打一測壓孔。2/20/202440.3、鉆眼的封孔和瓦斯的測壓必須符合以下要求：①測壓鉆孔必須經過巖柱穿透煤層全厚。②鉆眼的封孔質量應符合以以下圖所示的要求。③可使用膠塞測壓器，或測壓銅管測壓，但銅管長度應在孔外余留0.5米。④對于含水地區(qū)，鉆眼封孔應采用速凝混凝土。2/20/202441.2/20/202442.⑤封孔后24小時始能安裝壓力表，安表后的三天內，因壓力上升較快，應每隔8小時記錄一次壓力。三天以后可每隔24小時記錄一次壓力，直至壓力穩(wěn)定時為止，最終壓力必須經嚴格審核。⑥測壓前工作面所有鉆眼，均應用黃泥填塞，其填塞長度應為鉆孔的深度。2/20/202443.二、確切掌握的頂底板巖石性質，合理確定揭煤層時的巖柱厚度從震動放炮布置炮眼揭開煤層的要求出發(fā)，巖柱厚度較小為好。但假設低于平安規(guī)程的規(guī)定，那么有高壓瓦斯沖破巖柱產生突出的危險。2/20/202444.為了給爆出巖柱，揭開煤層創(chuàng)造條件，所以在石門接近平安巖柱以前，對于傾斜和急傾斜煤層。盡量把工作面刷成和煤層傾角相近似的斜面，但必須考慮到斜面巖石受地壓和巖石自重及瓦斯壓力的影響，能產生破碎片落，甚至在垮塌嚴重時，造成漏斗形孔洞與煤層連通，產生突出的危險。因此，在刷出斜面后，根據巖性情況給以適當的支護2/20/202445.所留巖柱大小，一般應符合以下要求：1.對于傾斜或急傾斜煤層所留巖柱的厚度，按工作面到煤層的最小垂距計算為：巖柱的尺寸應根據防突措施要求、巖石的性質、煤層傾角等確定。采用震動放炮措施時，石門掘進工作面距煤層的最小垂距是：急傾斜煤層2m、傾斜或緩傾斜煤層1.5m，如果巖石松軟、破碎，還應適當增加厚度。2/20/202446.三、通風系統(tǒng)?防治煤與瓦斯突出實施細那么?規(guī)定,震動放炮工作面，必須具有獨立可靠的通風系統(tǒng)；震動放炮時，回風系統(tǒng)內電氣設備必須切斷電源，嚴禁人員操作和通過。這一點是很重要的。2/20/202447.例如：南桐一井+167米水平正坡車場繞道在揭四號層時，突出粉煤7噸，由于風量僅120米3/分，致使瓦斯蔓延到副坡車場，使100人窒息。因此，在揭穿石門前要準備好獨立通風系統(tǒng)，并以礦井實現負壓通風。在回風系統(tǒng)中，但凡瓦斯可能涉及的巷道，均應安裝反向風門或臨時密閉墻，其具體數量，應根據預計的突出情況而定。2/20/202448.四、石門揭穿突出煤層、即石門自底(頂)板巖柱穿過煤層進入頂(底)板的全部作業(yè)過程，都必須采取防突措施，并編制設計，報上級(或法人)總工程師批準。揭穿突出煤層應按以下順序進行：1、探明石門(或揭煤巷道)工作面和煤層的相對位置；2、在揭煤地點測定煤層瓦斯壓力或預測石門工作面突出危險性；2/20/202449.3、預測有突出危險時，采取防突措施；4、實施防突措施效果檢驗；5、用遠距離放炮或震動放炮揭開或穿過煤層；6、在巷道與煤層連接處加強支護；7、穿透煤層進入頂(底)板巖石。2/20/202450.五、在地質構造破壞帶應盡量不布置石門。如果條件許可，石門應布置在被保護區(qū)或先掘出石門揭煤地點的煤層巷道，然后再用石門貫穿。石門與突出煤層中已掘出的巷道貫穿時，該巷道應超過石門貫穿位置5m以上，并保持正常通風。2/20/202451.六、石門揭穿突出煤層的設計，必須具有以下主要內容：1、突出預測方法及預測鉆孔布置、控制突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力的鉆孔布置；2/20/202452.2、建立平安可靠的通風系統(tǒng)，并加強控制通風風流設施的措施。在建井初期，礦井尚未構成全風壓通風時，在石門揭穿突出煤層的全部作業(yè)過程中，與此石門有關的其他工作面都必須停止工作。放震動炮揭穿突出煤層時，與此石門通風系統(tǒng)有關地點的全部人員必須撤至地面，井下全部斷電，井口附近地面20m范圍內嚴禁有任何火源；2/20/202453.3、揭穿突出煤層的防突措施；4、準確確定平安巖柱厚度的措施；5、平安防護措施；2/20/202454.七、石門揭穿突出煤層前，必須遵守以下規(guī)定：1、石門揭穿突出煤層前，必須打鉆控制煤層層位、測定煤層瓦斯壓力或與此石門工作面的突出危險性。后兩項工作可與控制煤層層位的前探鉆孔共用。2、在石門工作面掘至距煤層10m(垂距)之前，至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂(底)板小于0.5m的前探鉆孔，并詳細記錄巖芯資料。2/20/202455.地質構造復雜、巖石破碎的區(qū)域，石門工作面掘至距煤層20m(垂距)之前，必須在石門斷面四周輪廓線外5m范圍煤層內布置一定數量的前探鉆孔，以保證能確切的掌握煤層厚度、傾角的變化、地質構造和瓦斯情況等；2/20/202456.3、在石門工作面距煤層5m(垂距)以外，至少打2個穿透煤層全厚的側壓鉆孔，測定煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯放散初速度指標與穩(wěn)固性系數或鉆屑瓦斯解吸指標等。為準確得到煤層原始瓦斯壓力值，測壓孔應布置在巖層比較完整的地方，測壓孔與前探孔不能共用時，兩者見煤點之間的間距不得小于5m。2/20/202457.在近距離煤層群中，層間距小于5米或層間巖石破碎時，應測定各煤層綜合瓦斯壓力。4、為了防止誤穿煤層，在石門工作面距煤層垂距5m時，應在石門工作面頂(底)部兩側補打3個小直徑(42mm)超前鉆孔，其超前距不得小于2m。當巖巷距突出煤層垂距缺乏5m且大于2m時，為了防止巖巷誤穿突出煤層，必須及時采取探測措施，確定突出煤層層位，保證巖柱厚度不小于2m(垂距)。2/20/202458.八、石門揭穿突出煤層前，當預測為突出危險工作面時，必須采取防突措施，經效果檢驗有效后可用遠距離放炮或震動放炮揭穿煤層。當預測為無突出危險時，可不采取防突措施，但必須采用震動放炮揭穿煤層。當石門揭穿厚度小于0.3m的突出煤層時，可直接用震動放炮揭穿煤層。2/20/202459.九、石門揭煤防突措施大至可分為：----預抽瓦斯----水力沖孔----排放鉆孔----金屬骨架----煤體(圍巖)固化在實施防突措施時，都必須進行實際考察，得出符合本礦井實際的有關參數。如無，可參照下表2/20/202460.類別抽放瓦斯水力沖、擴孔排放鉆孔金屬骨架適用條件有足夠的抽放時間(>3月）松軟煤層、有自噴現象有足夠的排放時間石門與煤層面的交角大于45度的薄及中厚煤層實施措施的巖柱厚度(m)不小于3m不小于5m不小于3m2-3m鉆孔在煤層的控制范圍石門周邊外8m以上，底部或下幫5m石門周邊外3m石門周邊外8m以上，底部或下幫5m巷頂上部及兩側0.5-1.0m鉆孔間距或布孔參數2-3m/直徑75-89mm布置上、中、下三排共9個或間隔擴孔1-2m單排0.2m\雙排0.3m，骨架進入頂或底0.5m要求達到的指標與效果瓦斯壓力P<0.74Mpa或效果檢驗有效沖出總煤量大于20倍煤厚度（m)或效果檢驗有效瓦斯壓力P<0.74Mpa或效果檢驗有效施工達到設計要求2/20/202461.防治措施工程實施關鍵環(huán)節(jié)防治措施工程實施實現抽掘采協(xié)調平衡高素質、足夠的施工隊伍足夠的超前時間足夠的實施空間足夠的措施工程足夠的平安保護范圍現場協(xié)調管理工程質量監(jiān)督管理：防突工作效果的好壞，取決于防突工程質量的好壞，嚴把設計、施工、過程監(jiān)督驗收弄虛作假絕不可為?。。?/20/202462.目前不管采用何種局部防突措施，都是近距離操作，危險性都大局部防突措施突出煤層〔危險源〕煤層巷道平安保護范圍——生命通道巷道輪廓線外保護8米以上礦井采掘等作業(yè)人員長期在突出煤層中作業(yè)，任何一環(huán)出現問題，都有可能發(fā)生突出事故，造成人員的傷亡；危險性較大。短兵相接高強度集中優(yōu)勢殲滅平安了，放心大膽干吧！對措施的效果區(qū)域內工作人員都會都應關心2/20/202463.各種防突措施根本原理:●卸除地應力●釋放煤層瓦斯●增強支護強度〔金屬骨架或固化〕2/20/202464.預抽瓦斯措施2/20/202465.1、預抽防突機理

預抽煤層瓦斯消突原理框圖施工抽放鉆孔煤體應力降低預抽煤層瓦斯消除〔或降低〕煤與瓦斯突出釋放煤巖彈性能減少突出的激發(fā)作用煤體強度增高釋放瓦斯?jié)撃荛_展突出的瓦斯作用減少煤體抵抗破壞能力增加瓦斯壓力梯度降低2/20/202466.2、預抽瓦斯措施的要求(1)煤層透氣性較好，并有足夠的抽放時間(一般不小于3個月)時，可采用瓦斯抽放措施；(2)抽放孔布置到石門周界外5~8m的煤層內；(3)抽放鉆孔的直徑為75~100mm，鉆孔孔底間距一般為2~3m；(4)在抽放鉆孔控制范圍內，如預測指標降到突出臨界值下，認為防突措施有效。2/20/202467.控制范圍控制范圍的概念都指與最外輪廓線平行的平面上的投影距離：5-8m8m石門8m5-8m井筒5-8m8m斜井8m5-8m平巷傾角大于8°時，由于自重的作用，平安性提高，底部和下幫的控制范圍可減少為5m。2/20/202468.鉆孔必須穿透煤層的頂(底)板0.5米以上，假設不能穿透煤層全厚，必須控制工作面前方15米以上，煤巷掘進工作面前方10米以上。2/20/202469.■預抽效果評價1、?煤礦平安規(guī)程?190條要求：●預抽瓦斯后,突出煤層的殘存瓦斯含量應小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量。●煤層瓦斯預抽率應大于30%。2/20/202470.2、標準要求〔AQ1026-2006〕：●殘存瓦斯壓力小于0.74MPa;●殘存瓦斯含量小于始突深度的原始煤層瓦斯含量或將瓦斯壓力降到煤層始突深度的煤層瓦斯壓力以下。假設沒能考察出煤層始突深度換煤層瓦斯含量或壓力，那么必須將煤層瓦斯降到8m3/t以下。●綜合指標D,K小于其臨界值。2/20/202471.鉆孔預排瓦斯

2/20/202472.1、預排煤體瓦斯的作用我們知道，煤體內的瓦斯是促進突出主要因素之一。因此預排(或預抽放)瓦斯，以降低其壓力，提高煤的機械強度，對于防止突出是有利的。以以下圖是天府煤礦鉆孔抽放瓦斯有效半徑的壓力變化曲線。抽放鉆孔P1，P2，P3之間的孔距分別為20，30，40米，抽放負壓200~300毫米汞柱，在30天內距離為20米的P1孔由12公斤/cm2降至0。如果半徑更小，負壓更大，顯然所需要時間更短，就是自然排放變可到達上述目的，只是排放半徑小些，所需要的時間更長些。2/20/202473.2/20/202474.當在石門揭煤地點測得瓦斯壓力在10個大氣壓以上，煤層透氣性好，瓦斯?jié)舛扔指撸刹捎妙A先打排放瓦斯鉆孔的方法，使瓦斯壓力下降到10大氣壓后，用震動放炮方法揭開煤層。2/20/202475.2、測定瓦斯排放半徑，確定排放孔個數突出危險煤層，由于透氣性不同，在確定用鉆孔預排瓦斯以前，都應測定瓦斯的排放半徑。有效瓦斯排放半徑的測定方法是：在石門工作面的測壓鉆孔壓力到達穩(wěn)定值后，在距測壓孔X米的地方，平行打直徑為120毫米的排瓦斯鉆孔，然后觀測測壓孔的壓力表下降情況和瓦斯量劇增情況。2/20/202476.如果壓力下降很慢或不下降，瓦斯涌出量也較少時，那么在距測壓孔23X(或12X)的地方重打一個排瓦斯鉆孔。如果由于第二個排瓦斯鉆孔而導致測壓鉆孔的瓦斯壓力24小時內下降到10個大氣壓以下，那么該突出煤層的有效瓦斯排放半徑即為2/3X(或12/X)，但2/3X(或1/2X)不應小于0.3米，見以以下圖。2/20/202477.2/20/202478.有效瓦斯排放半徑測定后，就可利用下述公式計算排放鉆孔數目：N=K×式中：S2=3.14×L2N——石門全斷面內排瓦斯鉆孔的總數，個；K——未排出瓦斯區(qū)的瓦斯備用系數，1.2；S1——應排放瓦斯的面積(包括石門四周×米范圍內應排放的瓦斯面積)，m2；S2——每個鉆孔可排放面積，m2；L——有效瓦斯排放半徑，m。2/20/202479.設：以以下圖所示的石門規(guī)格，鉆孔的有效瓦斯排放半徑為0.8米，那么：N=1.2×2/20/202480.=1.2×=16.5個孔。

這些鉆孔均應布在排放瓦斯的總面積上,如以以下圖2/20/202481.2/20/202482.在排放瓦斯總面積的鉆孔孔距，為有效瓦斯排放半徑的二倍(即2L)，鉆孔瓦斯排放總時間，應根據測定瓦斯有效排放半徑時壓力表的變化觀測結果，事先予以規(guī)定之。如果實際排放時間過長，可采用縮小有效排放半徑，即補孔的方法來加速預排過程。2/20/202483.對有效瓦斯排放半徑只有0.5米或小于0.5米的煤層，不適宜采用預排瓦斯降低壓力的方法來防止突出。安裝有抽放瓦斯設備的礦井，可利用高負壓預排煤體瓦斯，在時間上和孔數上均可大大減少。這種方法工藝過程簡單，建設有條件的礦井，作進一步的試驗，以確定它的效果，到達平安揭開煤層。2/20/202484.排放鉆孔措施的要求(1)在煤層透氣性較好、并有足夠的排放時間時，可采用鉆孔排放措施；(2)排放鉆孔應布置到石門周界外5~8m的煤層內；(3)排放鉆孔的直徑為75~100mm，鉆孔間距根據實測的有效排放半徑而定，一般孔底間距不大于2m。2/20/202485.(4)在排放鉆孔的控制范圍內，如果預測指標降到突出臨界值以下，措施有效；對于緩傾斜厚煤層，當鉆孔不能一次打穿煤層全厚時，可采取分段打鉆，但第一次打鉆鉆孔穿煤長度不得小于15m，進入煤層掘進時，必須留有5m最小超前距離(掘進到頂、底板時不在此限)。下一次的排放鉆孔參數(直徑、間距、孔數)應與第一次相同。2/20/202486.震動性放炮措施

2/20/202487.一、震動性放炮震動性放炮是人為地誘導突出的一種措施，是以加大裝藥量，增多炮眼數，全斷面一次起爆揭開灶層。通過起爆時的強烈震動，可以引起煤中潛能和瓦斯內能的迅速釋放，緩和巖層的壓力狀態(tài)，排卸高壓游離瓦斯，并使集中應力區(qū)向煤體深部移動，造成平安區(qū)域。為此，不管采用什么方法揭開煤層，均應配合使用震動性放炮爆破巖柱。2/20/202488.震動放炮必須編制專門設計，設計必須符合以下要求：1、震動放炮必須編制專門設計，報上一級總工程師批準；2、震動放炮的炮眼數目，應按照每平方米石門斷面4~5個確定；3、震動放炮的炮眼布置，根據斷面和巖性確定；2/20/202489.4、巖眼不得打入煤層，眼底距煤層應保持0.2m的距離。如果巖眼已打入煤層，必須在眼底的巖石中充填0.2m的炮泥；5、震動放炮的單位炸藥消耗量，應按照正常掘進的1.5~2倍確定，打穿煤層的炮眼在煤層段和巖石段應分段裝藥，并用長0.25m的炮泥隔開；6、所有炮眼都在炸藥與封泥間裝1~2個水泥炮，封泥都必須密實地封至孔口；2/20/202490.7、震動放炮必須采用銅腳線的毫秒雷管，最后一段的延期時間不得超過130ms，并不得跳段使用。電雷管使用前必須進行導通試驗。電雷管的連接可采用串聯(lián)、串并聯(lián)或并串聯(lián)方式，但都必須使通過每一電雷管的電流到達電雷管的引爆電流的2倍。放炮母線必須采用專用電纜，并盡可能減少接頭，以減少母線的電阻，有條件的可采用遙控引爆器；2/20/202491.8、震動放炮工作面，必須具有獨立可靠的通風系統(tǒng)；9、震動放炮時，回風系統(tǒng)內電氣設備必須切斷電源，嚴禁人員操作和通過。2/20/202492.二、采用震動性放炮時，必須注意：1.震動性放炮必須所有炮眼一次起爆，崩開石門的全斷面巖柱和煤層的全厚，如果第一次震動放炮沒有全斷面揭開煤層時，第二次爆破工作仍應按震動放炮的有關各條規(guī)定進行之，直至全部揭開并過完煤門(即未揭完的巖面)假設干米后為止。不要認為“只要石門揭開了煤層時沒有突出，就沒有突出危險了〞。2/20/202493.例如，南桐局直屬一井+150米水平主石門以及+200米西四號回風石門和南桐一井+90米三號半石門揭開四號煤層后卻產生了1473噸、135噸和3500噸的大突出。都是在即將全部做完煤門或挑頂、臥底時產生的。

2/20/202494.所以在石門進入煤層后，仍應采取預防突出的措施，注意觀測預兆，加強支架、在放炮作業(yè)時，應按震動性放炮措施規(guī)定進行。此外，在揭開煤層發(fā)生了一次較小的突出以后，也不能認為煤層已經“卸壓〞，再沒有突出危險了。這是因為在產生突出地點的地壓和瓦斯壓力雖然部份地降低了，但在未發(fā)生突出的地區(qū)，其地壓和瓦斯壓力并沒有降低，甚至可能處于突出孔洞形成的增壓帶。2/20/202495.2.當發(fā)現工作面巖層特殊破碎，巖柱崩落或壓出，地壓加大，瓦斯涌出量劇增，溫度急降以及劈裂等嘈雜聲等不正常的現象時，應立即停止作業(yè)，退至平安地區(qū)。3.震動性放炮的方法，只有在巖層較為穩(wěn)定，不致因支架破壞而引起巷道的坍塌的情況下，該法對于松軟地層，只有采用加固支架(如發(fā)石旋)及其它行之有效的措施后，方可使用震動性放炮。2/20/202496.4.當煤層的水平厚度在1米以下時，必須全部隨巖柱一次崩開，當煤層水平厚度在1米以上時，至少應有1米的煤層隨巖柱揭出。5.由于煤層的滲透性不同，考慮到延遲性瓦斯突出，一般在震動性放炮四小時后，救護隊員始能進入工作面檢查，考慮恢復工作。2/20/202497.6.當石門揭開突出煤層后，刷幫時應作用手鎬，不得采用風開工具。7.對每次放震動炮的有關資料，如巖柱，巖柱厚、眼數、眼深、眼位、藥量、聯(lián)炮方式、爆破效果等，應作詳細記錄，以備總結分析。2/20/202498.三、震動性放炮的炮眼布置、數量及裝藥量1.震動性放炮的炮眼布置方法一般是：①炮眼個數較一般性炮眼約多2-3倍，但具體眼數應視巖柱情況而定。②煤眼和巖眼要交錯相間排列，順序爆破。③總炮眼中，煤眼和巖眼的比例1:2。④炮眼的密度，巷道頂部一般小于下部，周邊眼一般大于中部。2/20/202499.⑤煤眼深度一般應超過欲揭之巖柱和煤層厚度之和。而巖眼眼底距煤層0.1~0.2米，不得透煤。但考慮打眼時不易掌握，可在鉆眼透煤后停止鉆進，填塞0.1~0.2米的內部炮泥。2.震動性放炮的炮眼數亦可按下式計算得出：N=2/20/2024100.式中：N——炮眼總數，個；S——掘進巷道的斷面積，m2；f——巖柱的普氏系數。按上式計算出不同的巖石和石門斷面的炮眼數如下表2/20/2024101.SNF石門斷面積(m2)2.8613.3845.3755.8055.9266.2396.7497.0929.0010.0011.32821415191919202122242527318192425262627283133364212329313132333438404352527343536373839444650628303840404143455052567313442444546484955576283437474848505253606168937405052535456586565731039435456575860627073791142465860616265667579841246486163646568707983892/20/2024102.3.裝藥量可根據實際經驗確定，以下計算可作為參考：q。=1.68Km×式中q?！獑挝粠r體消耗藥量(公斤/m3)；Km——煤層厚度影響系數，(查表)；f——巖石普氏硬度系數，(查表)；S——巷道斷面積，(m2)。2/20/2024103.Km值表揭開煤層厚度(米)0.4~0.60.61~1.0＞1.0石門斷面8M2以下0.950.90.85石門斷面8M2以上1.000.950.92/20/2024104.f值表

總裝藥量：Q=V.q。式中：Q——總裝藥量，(公斤)；V——崩開巖柱(包括煤柱)體積，(m3)。q?！獑挝粠r體消耗量，(公斤/m3)。對不同巖石和石門斷面的裝藥量如下表2/20/2024105.Sq。f斷面(m2)2.8613.3845.3755.8055.9266.2396.7497.0929.0010.0011.32821.781.541.091.041.0150.960.938.8950.760.670.6132.902.501.761.731.651.561.491.441.211.121.0044.133.502.522.402.362.212.122.041.711.601.4355.494.643.283.223.082.882.762.682.222.062.0266.615.704.053.803.803.543.402.882.762.562.2876.955.804.854.624.604.304.103.943.303.062.7289.408.155.705.505.405.064.854.653.923.623.22910.909.466.656.336.265.855.605.404.554.203.741012.4010.707.607.257.156.706.406.165.174.864.261114.0012.108.558.158.107.567.206.955.805.464.801215.2013.109.258.858.758.207.807.556.305.855.202/20/2024106.根據資料和現場具體情況，采用毫秒雷管時，裝藥量為2~3公斤/每M3實體巖體與煤體的平均值。4.震動性放炮，只準使用煤礦許用炸藥，不得使用變質、硬化、過期的藥包。要求在使用前必須逐個進行檢查。5.南桐礦務局東林礦+220米水平北二石門震動性放炮炮眼布置及裝藥量如下表所示：2/20/2024107.2/20/2024108.爆破說明書如下表炮眼名稱炮眼號數量長度mm裝藥是(公斤)裝藥總量(公斤)傾角向左向右向上向下巖石掏槽眼1,3,5,7,9510000.3751.87520°0°0°0°2,6,8310000.3751.1250°20°0°0°4,1029000.3000.6000°20°0°0°巖石輔助眼11110000.3750.3750°0°0°6°12110000.3750.3750°0°10°0°13,15,17,19,21510000.3751.8758°0°0°0°14,1627000.2250.4500°8°0°0°13,2029000.3000.6000°8°0°0°22110000.3750.3750°8°0°0°巖石刷幫眼23,24,25319000.6001.8000°0°0°0°26,27,28320000.7502.2500°0°0°0°29,30,31,38810000.3753.0000°0°0°0°40,47,48,4934,35,37312000.4501.3500°0°0°0°32,33,39,41,4299000.3002.7000°0°0°0°43,44,45,463617000.2250.2250°0°0°0°煤層震動性掏槽眼50,52,54357002.7008.1005°0°0°0°31,53,55350002.7008.1000°5°0°0°煤層震動性刷幫眼56,58,60,62457001.9507.8000°0°0°0°57,59,61,63449001.9507.8000°0°0°0°2/20/2024109.四、雷管電阻的測定及要求1.為了保證雷管的全部起爆，雷管在出庫前應進行導通和直流電阻的測定。2.對實測的雷管，應按電阻大小不同進行分組選配，同一爆破網路所選用雷管的電阻差應控制在0.2歐姆范圍內，以防止拒爆，雷管可根據實測電阻范圍按下表進行分組。2/20/2024110.組別電阻值段別123456789101102.25~2.452.46~2.662.67~2.872.88~3.083.09~3.293.30~3.503.51~3.713.72~3.924.00~4.204.21~4.414.42~以上1”””””””””””2”””””””””””3”””””””””””2/20/2024111.3.為了全斷面一次揭開煤層，確保爆破效果，可使用延期性煤礦型毫秒雷管，使掏槽眼以毫秒間隙先行爆破，利于輔助眼爆破時得到充分的自由面。所采用的煤礦型毫秒電雷管，其總的延緩時間不得超過100毫秒(即控制在五段以內)。2/20/2024112.4.不得用不同工廠生產的雷管串聯(lián)在同一組網路中使用。5.每個炮眼內采用的雷管個數，應根據炮眼長度及雷管起爆能力來確定。6.編組后的雷管，在正式入井使用以前，應根據設計的爆破圖表和爆破網路，在地面進行一次完爆試驗，測驗全網路電阻，核對實測值與計算值是否一致。如果實測值過大或過小，都說明聯(lián)炮有誤，應分路進行檢查，完爆試驗所采用雷管的準爆電流值：使用直流電時為1安，使用交流電時為2安，經過完爆試驗無誤，即可入井使用。2/20/2024113.五、聯(lián)炮、放炮及要求1.為了使爆破網路的每一個雷管獲得最大電流值，保證不發(fā)生拒爆和瞎炮等現象，在電流不是十分足的情況下(如網路電阻過大等)，全斷面一次起爆的雷管應進行合理的分組，分組數按下式計算：X1=2/20/2024114.X2=式中：X1——并串聯(lián)接線法時的分組數；X2——串并聯(lián)接線法時的分組數；R2——母線電阻，(歐姆，一般實測數)；R1——雷管電阻，(歐姆，一般采用1.25歐)；N——雷管總數。聯(lián)炮方式確定后，那么應測定全線路電組R值，計算每個雷管電流：2/20/2024115.采用并串聯(lián)時：采用串并聯(lián)時：I1=

I1=

式中：I1——每個雷管通過電流，(安)；U——起爆電源電壓，(伏)；R——線路電阻，(歐)；M——每組并聯(lián)雷管數，(個)；要求I1＞II——雷管的發(fā)火電流值。2/20/2024116.2.放炮許可證使用電壓為220V、127V電力電源發(fā)炮，但放炮開關必須是防爆的，也是滑動式的，以保證在瞬間能切斷電源。根據井下實測起爆電流：交流電為2.5安，直流電為2安。如用動力電放炮有困難而用放炮器(電容式)，南桐有較成熟經驗，可以在5公里遠帶300多個雷管起爆。2/20/2024117.3.放炮可使用二芯的信號電纜當放炮電纜，其電阻值以不大于15歐姆為宜。嚴禁使用裸鐵絲作為放炮母線或網路聯(lián)接線，線路聯(lián)接應采用交接法，接頭長度不得少于40毫米。4.聯(lián)炮后，應在放炮地點應使用電橋測驗一次整個網路電阻，是否與原設計電阻相吻合，起爆后應再測定一次電阻，以鑒定是否起爆。5.對于電力放炮，只能一次瞬時送電，如未起爆，應即切斷電源，15分鐘后，始能按要求檢查網路。2/20/2024118.六、聯(lián)炮方式及起爆電流值計算舉例設：某一石門工作面，炮眼60個(排列方式為橫6排，每排10個炮眼)，每個炮眼約裝雷管1個，即60個雷管；放炮距離L=1000米，母線采用14#銅線，即斷面S=4mm2，雷管電阻經測定均選用1.2歐姆的雷管，放炮電壓采用127伏，試確定分組數，聯(lián)炮方式和計算起爆電流？解算舉例.doc2/20/2024119.七、其他措施1、在震動性放炮前，距工作面20米左右地點應安排向工作面噴射的強力噴霧裝置。噴咀應上仰5~7度，水壓一般較風壓低1~2個大氣壓為宜。2、放炮前，通風安檢人員必須檢查所有通風設備，和防止瓦斯進入其他區(qū)和其水平用的各種通風設施，如發(fā)現不良時應禁止放炮。3、震動性放炮和停止局扇供風應在放炮地點同時進行，確保在放炮時瞬間切斷局扇電源。4、震動性放炮應在交接班的時間內進行，放炮時，應在地面進行。2/20/2024120.5、只準一次裝藥，一次放炮，打眼與裝藥不得平行作業(yè)，全部炮眼必須填滿炮泥，嚴禁使用無炮泥爆破和全部以水炮泥代替泥爆破。如發(fā)現炮眼內有瓦斯涌出時，應裝填內部炮泥；如眼內瓦斯劇增，并伴隨有煤粉噴出，應停止裝藥，人員撤至平安地區(qū)。對有前探探眼和排瓦斯鉆孔的工作面，往炮眼裝藥前，前探鉆眼和排瓦斯鉆孔必須用黃泥堵塞，堵塞深度必須超過裝藥煤眼深度1米以上。6、采用增設障礙物的方法，人為地降低突出強度，可在距工作面4~5米的地方，預留高度不小于1.5米的矸石堆或用坑木壘起高至頂板大垛。這種方法，同時也可減少因放炮而引起的倒棚事故。2/20/2024121.震動性放炮措施實例

2/20/2024122.一、四角田礦井主平峒車場震動性放炮揭7號煤層情況(一)概況：

四角男礦井以平峒方式開拓，七號煤層為主要可采煤層，煤層傾角16o～25o。根據鄰近礦井瓦斯情況確定為超級瓦斯礦井，并有煤炭自燃及煤塵爆炸危險。當時為邊生產邊建設的礦井。主平峒全長2230米，凈斷面10.2m2,永久支護為毛石砌石旋及金屬鉚桿、水泥噴漿。七號煤層5.3米，頂板為泥灰?guī)r，底板為粘土質頁石，傾角23o，為富硫、瘦貧煤，易碎、主平峒車場工作面為由頂板向底板方向掘進。2/20/2024123.(二)揭開七號煤層經過及突出情況：根據地質資料，這次要揭的七號煤層位于主平峒繞道車場內，距繞道曲線終點35.8米，距平峒井口為2240米，在掘進中加強對七號煤層頂板石灰標志的控制，確定打鉆位置，通過打鉆后資料，工作面距煤層最小距離為16.4米，并測得一號孔瓦斯壓力為7.5公斤/cm2，二號孔壓力為8.7公斤/cm2。一號孔在鉆見七號煤層時，孔中瓦斯和水噴出孔外約有10米遠。根據1968年7月至11月，主平峒通過一、四號煤層時曾測得一號煤層瓦斯壓力為15.8公斤/cm2，四號層瓦斯壓力為18.5公斤/cm2。2/20/2024124.××××年2月實測7號煤層瓦斯壓力雖然僅8.7公斤/cm2，但由于孔內丟落巖芯、鉆頭，以及鉆孔填堵質量差有漏氣現象，加上測壓觀察時間較短，所以難以代表7號煤層的直實瓦斯壓力。又根據7號煤層在1550及1518米水平實測瓦斯壓力，用作圖法及計算方法推算1388米主平峒水平的瓦斯壓力均在20公斤/cm2以上，并按有煤和瓦斯突出編制揭煤設計。揭煤過程情況如以以下圖所示2/20/2024125.2/20/2024126.1、經過：在準確地掌握煤層位置的情況下，當工作面距煤層垂直距離為0.8米，水平距離為2.3米時，決定采用深眼雙水平楔形震動性放炮揭煤。預計揭露煤層1米高。采用200發(fā)發(fā)爆器在2240米的主平峒口外放炮。共計89個炮眼，167個雷管，420公斤炸藥。放炮后，僅周邊眼起爆了，工作面中間出現大量瞎炮，并明顯看出自左至右第三個大直徑深鉆孔發(fā)生了煤和瓦斯少量突出。工作面40米以內布滿了煤塵，壓入通風后2小時檢查平峒口瓦斯含量為1%，隨后逐漸下降到0.1%。2/20/2024127.2月20日復工后，至2月22日，將工作面刷成一個與煤層傾角根本一致的斜面臺階，保護巖柱縮小為垂厚0.35米，水平厚1米。2月23日零點班在臺階工作面布置第二次揭煤炮眼，煤層部份9個眼，深4米，上部巖石18個眼，深1.8米，共27個眼，43公斤火藥。2/20/2024128.2月23日上午9點46分拉炮后，在平峒口剛聽到鐵風筒傳出不大的響聲，突然峒口內底板突然揚起大量土塵，隨后只見揚起的黃土塵瞬間變成大股塵柱由峒內吼叫旋滾出峒口十多米遠，傾刻間翻騰的塵柱后面就呼呼地噴出大股強勁的濃黑霧柱氣流，其勢更為兇猛，直噴沖出峒口30多米。在剛見濃黑霧柱時，又聽到井下傳出隆隆兩聲，在距井口20米遠的地方穿越時，感到這股霧柱氣注中帶有水滴和熱氣，戴的礦帽被氣流掀起，洞內20~30米處停放的三輛一噸礦車自動推出平峒外15米遠(上坡)，同時，井口三臺串聯(lián)的28瓦局扇內也噴出黑霧，風葉旋轉很快。2/20/2024129.2月24日上午11點55分，自平峒口以里800米處巷道底板以上1米處瓦斯?jié)舛葹?0%，往里高濃度瓦斯充滿整個巷道。850米巷道兩邦開始見煤塵，1000米處底板開始積有煤塵，再往里煤塵堆積逐漸增厚，到1800米處煤粉積厚100毫米高，即與軌面平，到2050米處煤粉厚0.3米，一號交岔點處(2100米)厚1.2米，繞道到突出口為1.5~2.8米厚，巷道里全是煤粉，未見煤粒。2/20/2024130.(三)震動揭煤體會：1.所需設備和技術條件要求比其他揭煤方法簡便，易行，是當前石門揭煤的主要方法。2.準確掌握煤層的第一性資料，對研究采用合理措施非常重要，如準確測定瓦斯壓力，當發(fā)現瓦斯壓力超過10個大氣壓以上煤層透氣性又較好時，就應先考慮用鉆孔預排瓦斯措施，然后再用震動性放炮揭煤，這樣，在揭煤后就有可能減小突出強度或不突出，以免造成揭煤后的大量清理修復工作，拖延施工時間，造成不應有的損失和浪費。2/20/2024131.3.要認真執(zhí)行打眼，裝藥放炮等各項技術要求，保證響好，不出瞎炮，這次出現大量瞎炮，是一次深刻的教訓。4.震動性放炮時，凡能涉及到巷道內的所有設備和器材均應撤離到平安地點，以免造成不應有的損失，這次沒有這樣做。2/20/2024132.用金屬骨架法揭開煤層的措施2/20/2024133.一、金屬骨架的布置方法采用金屬骨架措施時，就是當石門接近平安巖柱時，停止掘進，在其頂部及兩邦上側打眼，鉆孔穿過煤層全厚進入巖層0.5米后終孔，孔間距離一般為0.2米左右。布置鉆孔的范圍，依煤層瓦斯突出的危險而定。2/20/2024134.一般情況下，頂部布置單排鉆孔，必要時頂部布置雙排鉆孔，兩邦也布置局部鉆孔，鉆孔直徑一般為75~120mm，鉆孔打完后，向其中插入長度大于鉆孔0.5~0.7m的鋼管或鋼軌等作為骨架。插完后將骨架尾部加以固定，然后開始刷斜面，最后用震動性放炮揭開煤層。2/20/2024135.以以下圖所示為金屬骨架的安裝方法，骨架尾部是用卡箍卡緊在L75×5m/m的胎骨上，而胎骨那么用φ16m/m長1.2米的倒楔形錨桿固定在巷道頂板內，使骨架和胎骨形成一個固定的整體，不致因煤突出時倒塌或脫落。對于突出強度較大的煤層，骨架在鉆眼的一端，尚應用正楔固定在眼底。2/20/2024136.2/20/2024137.以以下圖所示為南桐局應用金屬骨架措施情況，圖中表示了從探測煤層位置，測定瓦斯壓力留設平安巖柱以及骨架布置等具體方法。金屬骨架一般適宜用于急傾斜中厚煤層其效果最好。但目前六盤水地區(qū)尚未使用過金屬骨架措施。2/20/2024138.2/20/2024139.二、金屬骨架的作用原理及實際效果金屬骨架所以能抵抗瓦斯突出的機理，是由于骨架鉆孔起到了排放煤體瓦斯的作用，降低了石門周邊的瓦斯壓力以及骨架插入煤體，在煤門范圍內形成了一個金屬支撐框架，從而加大了煤體的抗壓強度。在揭穿煤層過程中，它抵抗著上方煤體的重量，并阻礙著煤體的位移，這樣抑制突出第一階段的運動，起到了預防瓦斯突出的作用。所以說金屬骨架本質上是一種加固煤體抵抗突出的“抗〞的措施。2/20/2024140.從眾多例子可知,金屬骨架措施在大多數情況下是能夠平安揭穿危險煤層的，但在傾角較小的厚煤層中，采用骨架是不好的，因為骨架長度大，易于撓曲，不能防止煤體的位移，防止瓦斯突出的效果較差。震動爆破后，在煤體中能否產生大的裂隙面，這與煤體結構有很大關系，當煤層比較破碎，但具有一些滑動面時，這就給煤體內產生裂隙面創(chuàng)造了有利條件，因而在地質構造帶條件下，采用金屬骨架措施不適宜2/20/2024141.由于金屬骨架是一種抑制突出的措施，而震動放炮卻是誘導突出的措施。具體使用何種措施，視具體情況應用。從金屬骨架措施的實踐中可以看出，進入深部開采時，金屬骨架是不能防止突出發(fā)生的，有的在揭開時防止了，但在過煤門時卻突出了，這說明突出的危險不僅來自石門斷面內的煤體，也來自石門周邊外的煤體，也就是說突出的能量來源也來自石門周邊外煤體的彈性能和瓦斯壓力能，由于金屬骨架措施不能釋放煤體的潛能，而只是起著抑制潛能發(fā)動的作用，所以預防突出的能力就很有限了。2/20/2024142.三、金屬骨架措施實例子湖南里王廟煤礦用金屬骨架揭開厚危險煤層的實例湖南里王廟礦從1960年就開始在薄煤層、中厚煤層內進行金屬骨架揭開危險煤層的研究試驗，經數次試驗都獲得了良好的效果。但在危險煤層煤質異常松軟，且在煤層透氣性甚小的條件下，試用金屬骨架配合震動性放炮來揭開煤層是比較恰當的。(一)煤層賦存條件與瓦斯壓力為合理地選擇揭開危險煤層的平安措施，須先探清地層條件及瓦斯壓力，于是在石門鑿至距四槽煤一的距離時，利用探水鉆進行勘查煤層的厚度、側角、圍巖性質、地層變化及瓦斯壓力等。2/20/2024143.1、煤層賦存條件：從鉆探資料獲得(與實際變化一致)煤層頂底板巖層變化甚大；煤層特厚(為煤包)，煤層底板為砂巖變厚褶曲多，真厚8.0米，(水平厚度19.0米)，頂板為砂質頁巖，煤層傾角變緩15°~30°，真厚度19.7米；地層條件復雜，如柱狀以以下圖左所示。2/20/2024144.2/20/2024145.2、瓦斯壓力：距煤層7.85米處布置測壓孔，孔徑66毫米，孔深14.05米，孔打好后立即將紫銅管送入孔底用黃泥堵孔12米，孔口1.0米用快干水泥封口，經過24小時按上壓力表每天進行觀測；經16天時間，其值由起始值1.9公斤/cm2，獲得表壓力8.4公斤/cm2，因時間關系未等穩(wěn)定(如上圖右所示)，即拆表開始進行石門揭開的準備工作。2/20/2024146.(二)骨架的布置及構應1、金屬骨架鉆孔的布置：根據實測的瓦斯壓力、煤層厚度、傾角及煤層松軟等因素，選用φ50毫米無縫鋼管，采用單排骨架布置孔(上部10個兩幫各3個)。其深度9.2~10米，因煤層特厚難以插入至頂板巖石內，僅插入煤體內7-8米。骨架孔間距離0.2米，而骨架孔采用探水鉆機φ-75毫米鉆頭鉆進。如以以下圖所示。2/20/2024147.2/20/2024148.骨架孔在鉆進時，為準確的掌握鉆孔坡度方向一致性，易于施工，以防鉆孔交叉和坡度不一的現象發(fā)生。采用兩塊特制的定向板固定孔坡度方向位置(直徑57毫米孔距0.2米)，把其固定在鉆機前后，使鉆機前后鉆桿通過定向板內孔洞，并控制坡度在5°(包括傾斜角及水平角)，以石門中心線作為根底方向。2/20/2024149.2、金屬骨架的架設：在骨架孔打好后，立即插入骨架，一直插到底(打好一個即插入一根)，共計16根，巷頂10根，兩幫各3根，在骨架全部插入后，而骨架露出巷外的一端，頂部采用1.74米長(12公斤/米)的鋼軌托住(作頂梁)，再用V型(長0.7~1.0米)馬釘固定在巖石內(用水泥固定)，兩幫直接用V型馬釘將骨架(每骨架兩個)用水泥固定之。2/20/2024150.(三)震動性爆破一次全斷面揭開四槽危險煤層1、震動性放炮的炮眼布置及方法：其炮眼是根據巖石性質和石門規(guī)格等因素布置的，共布置38個炮眼(斷面5m2)，總裝藥量43.2公斤，平均每平方米面積裝藥量為7.55公斤。炮眼排列見上圖，其眼深和裝藥量參數如爆破說明書。爆破時采用串并聯(lián)方法，每組串聯(lián)雷管數為6~8個，后并聯(lián)在一起，共計6組。如以以下圖所示。2/20/2024151.2/20/2024152.2/20/2024153.2、震動性放炮進的平安措施：(1)震動性放炮所用的瞬發(fā)雷管預先檢查其電阻值，其值要大致相等。(2)放炮時全體人員撤至地面，且距爆破處20米的所有設備工具都撤出。(3)放炮時井下電源全部切斷，而地面局扇繼續(xù)運轉。(4)放炮后30分鐘，在井口瓦斯降至1.0%以下，由救護隊帶呼吸器赴現場檢查。2/20/2024154.(5)放炮后經8小時排放，方開始進行清理工作。(6)因煤層特厚難以一次揭開到頂板，所以待清理完后，掘進前打大直徑排放瓦斯鉆孔，先排后掘，必須按規(guī)定執(zhí)行。其大直徑鉆孔布置如以以下圖所示。2/20/2024155.2/20/2024156.3、爆破效果全斷面一次揭開1.75米，爆落巖石13m3，煤5噸，而巖石拋至20~30米之處。在地面放炮處聽到響聲，隨之于井口冒白濃煙達半小時左右，井口瓦斯2.0%以上，經35分鐘后瓦斯降到1.0%，救護隊赴現場檢查情況良好，無煤與瓦斯突出現象，隨后經觀察僅見到巷頂骨架露出而未有任何變形，骨架上的煤全無落下，外部的托梁鋼軌和V型馬釘稍有局部變形，其余完整無損，一次揭開到整個煤面。如以以下圖所示。2/20/2024157.2/20/2024158.用水力沖孔揭開煤層的措施2/20/2024159.●水力沖孔對于有自噴〔噴孔〕能力的突出煤層，利用鉆孔切割和水射流的打擊，破壞煤巖內部應力平衡和瓦斯的不穩(wěn)定平衡，在人為控制下激發(fā)噴孔，隨著煤和瓦斯的大量排出，突出潛能被釋放，從而起到消除一定范圍內突出危險性的作用。2/20/2024160.一、水力沖孔的作用原理水力沖孔是在石門巖柱未揭開以前，利用高壓水槍預先沖刷原方案揭露的煤層，并按照預定的沖刷范圍，使巖柱內側人為地形成空洞，使煤體局部卸壓，同時排除一定量的瓦斯，從而起到預防突出的作用。這種方法，適用條件廣，簡單易行，平安可靠。2/20/2024161.水力沖孔工作完成后，仍應采用震動性放炮揭開煤層。水力沖孔所須的最小工作壓力決定于煤層的軟硬程度可按下式計算：H=50×f式中：H——水槍的最小工作壓力；f——煤的硬度系數。選用上式時，假設煤層有較大的裂隙，應乘以0.5的校正系數。2/20/2024162.二、南桐直屬一井-100米水平采用水力沖孔石門揭穿4號層實例水力沖孔揭穿煤層的過程：用水力沖孔措施揭穿四號層，根據石門瓦斯突出往往來自石門斷面周邊外煤體的情況，首先把煤門周邊以上10米，左右8米下部6米的范圍約400平方米面積作為需要卸壓的危險區(qū)，也就是在把這個區(qū)域作為水力沖孔的范圍，考慮到四號層突出危險嚴重，決定沖孔時平安巖柱為5米，2/20/2024163.在距煤層5米的石門斷面上布置了十個孔徑為75~90m/m的水沖孔，由上而下依次從10個鉆孔中沖出煤炭260噸，瓦斯數萬立方米，沖孔過程中瓦斯最大流量約30m3/分，沖孔以后，在鉆孔周圍形成了排放瓦斯和卸壓區(qū)，逐步形成了需要降壓的區(qū)域。鉆孔布置如以以下圖所示。2/20/2024164.2/20/2024165.為了考查沖孔效果，在400m2降壓區(qū)內布置了11個考察孔，通過瓦斯壓力變化的觀測查明，每一個沖孔的影響半徑是隨沖出煤量和排放時間而變化。如以以下圖所示。2/20/2024166.2/20/2024167.根據瓦斯壓力的變化，初步認為沖孔影響半徑沿傾斜向上為8~10米，向下為2~4米，兩側為4~5米，每孔排放面積約80~140m2，在10個水沖孔的排放作用下，使降壓區(qū)的面積超過了400平方米。2/20/2024168.為了防止沖孔作用的不均衡性，在石門周邊殘留剩余的未卸壓區(qū)，我們用高壓注水泵向沖孔中注入約100m3的水進行檢查，并用真空泵從沖煤鉆孔中抽出近萬立方米的瓦斯。2/20/2024169.為了確保通過煤層時的平安，防止過煤門時巷道頂部煤層的垮塌，在石門頂部用30~40公斤/cm2的壓力注入了水泥13.15噸，以增加煤體的強度。并且在沖孔不充分的地點打三個偵察孔測量瓦斯壓力，得出其剩余最大壓力為5.8公斤/cm2，認為卸壓效果較好，為揭穿煤層創(chuàng)造了有利條件。2/20/2024170.最后與通過6號層相似，在石門兩邊做導峒，保存2米的平安巖柱，將工作面刷成斜面進行爆破，如以以下圖所示。第一次以213公斤炸藥，揭開了煤層，揭穿后以瓦斯遙測儀測定記錄了瓦斯涌出情況，其最大瓦斯涌出量為15.5m3/分，在進入煤層后，瓦斯很小，煤體潮濕變硬，煤層完整，很少垮落，再次證明了瓦斯突出的威脅已根本解除，于是又繼續(xù)進行了11次爆破，然后發(fā)石旋鋪底完成了整個揭穿工作。2/20/2024171.2/20/2024172.如何防止“過門坎〞(即挑頂拉底)時的突出2/20/2024173.石門揭開煤層后，在過煤門時仍然發(fā)生突出，這是因為：當石門