煤与瓦斯突出灾害机理及防治课件.ppt

1、2煤及瓦斯突出防治技术煤及瓦斯突出防治技术汇报提纲汇报提纲13防治煤及瓦斯突出规定解读防治煤及瓦斯突出规定解读4突出矿井管理突出矿井管理案例案例1 1防治煤及瓦斯突出防治煤及瓦斯突出1.1 1.1 煤矿瓦斯治理的系统性煤矿瓦斯治理的系统性1.1 1.1 煤矿瓦斯治理的系统性煤矿瓦斯治理的系统性n煤及瓦斯突出分类及特征煤及瓦斯突出分类及特征倾出的基本特征倾出的基本特征倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线压风自沿煤层倾斜或倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线压风自沿煤层倾斜或铅垂方向（厚煤层）发展；铅垂方向（厚煤层）发展；

2、无明显动力效应；无明显动力效应；倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；倾出常发生在煤质松软的急倾斜厚煤层中；巷道瓦斯涌出量明显增大。巷道瓦斯涌出量明显增大。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出分类及特征煤及瓦斯突出分类及特征压出的基本特征压出的基本特征压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；出，但位移和抛出的距离都较小；压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；整体位移的煤体上有大量的裂隙

3、；压出的煤呈块状，无分选显现；压出的煤呈块状，无分选显现；巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大；压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。压出可能无孔洞或呈口大小腔小的楔形孔洞。压出时常伴随巷道底鼓压出时常伴随巷道底鼓。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出分类及特征煤及瓦斯突出分类及特征突出的基本特征突出的基本特征1 1）突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象。）突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象。2 2）抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角。）抛出的煤堆积角小于煤的自然安

4、息角。3 3）抛出的煤破碎程度较高，含有大量碎煤和一定数量手捻）抛出的煤破碎程度较高，含有大量碎煤和一定数量手捻无粒感的煤粉。无粒感的煤粉。4 4）有明显的动力效应。）有明显的动力效应。5)5)有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转。含量，有时会使风流逆转。6 6）突出孔洞呈口小腔大的梨形，舌形，倒瓶形，分岔形以）突出孔洞呈口小腔大的梨形，舌形，倒瓶形，分岔形以及其他形状。及其他形状。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（1）煤层突出危险性随采深

5、增加而增大）煤层突出危险性随采深增加而增大浅部开采为高瓦斯甚至为瓦斯矿井。浅部开采为高瓦斯甚至为瓦斯矿井。开采到深部，煤层赋存条件变化，煤层瓦斯压力增大，可能转开采到深部，煤层赋存条件变化，煤层瓦斯压力增大，可能转变为突出矿井；变为突出矿井；一些在浅部开采突出危害较轻的突出矿井，开采到深部后，可一些在浅部开采突出危害较轻的突出矿井，开采到深部后，可能转变为严重突出矿井。能转变为严重突出矿井。矿井或煤层一般有一个始突深度，当大于该深度时，就有发生矿井或煤层一般有一个始突深度，当大于该深度时，就有发生突出的危险。突出的危险。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出

6、的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（2）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面）绝大多数突出发生在煤巷掘进工作面经统计的经统计的9845次突出中：次突出中：煤巷掘进工作面突出煤巷掘进工作面突出7482次，占次，占76%；石门揭煤工作面突出石门揭煤工作面突出567次，占次，占5.76%；回采工作面突出回采工作面突出1556次，占次，占15.8%。20152015年年金沙县新化乡贵源煤矿五号井金沙县新化乡贵源煤矿五号井“11.611.6”较大煤与瓦斯较大煤与瓦斯突出事故突出事故，事故发生在，事故发生在20932093运输巷运输巷掘进工作面。掘进工作面。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一

7、般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（3）煤层突出危险性随煤厚增加而加大）煤层突出危险性随煤厚增加而加大以南桐矿务局三号井为例：以南桐矿务局三号井为例：5号煤厚号煤厚0.70.8m，平均突出强度平均突出强度38吨吨/次，最大突出强次，最大突出强度度138吨吨/次；次；6号煤厚号煤厚11.5m，平均突出强度平均突出强度43吨吨/次，最大突出强度次，最大突出强度450吨吨/次；次；4号层，煤厚号层，煤厚2.53.2m，平均突出强度平均突出强度88吨吨/次，最大突次，最大突出强度出强度5000吨吨/次，该局所有特大型突出都发生在该煤层。次，该局所有特大型突出都发生在该煤层。20152

8、015年年金沙县新化乡贵源煤矿五号井金沙县新化乡贵源煤矿五号井“11.611.6”较大煤与瓦斯突出事故较大煤与瓦斯突出事故，事故事故“迎头断面宽迎头断面宽4.04.0米，高米，高3 3米，原先煤厚米，原先煤厚2 2米左右，出事时煤厚变米左右，出事时煤厚变为为3 3米，就近几个班变化的，大概有近米，就近几个班变化的，大概有近2020米米”1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（4）突出大多数发生在地质构造带）突出大多数发生在地质构造带在在3082次有地质构造情况详细记录的突出中，次有地质构造情况详细记录的突出中，2525次突出地

9、次突出地点有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等地质构造，点有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等地质构造，占占81.9%；557次突出无地质构造，仅占次突出无地质构造，仅占18.1%。20152015年年金沙县新化乡贵源煤矿五号井金沙县新化乡贵源煤矿五号井“11.611.6”较大煤与瓦斯突较大煤与瓦斯突出事故出事故，20932093运输巷运输巷掘进工作面事故前掘进工作面事故前遇到遇到1 1条断层条断层。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律1-不透气性岩层；不透气性岩层；2-煤层瓦斯含量增高部位；煤层瓦斯含量增高部位；3-煤层煤层几钟常见的储存瓦斯构造图1-瓦斯流失

10、区；瓦斯流失区；2-瓦斯含量降低区；瓦斯含量降低区；3-瓦斯含量增高区；瓦斯含量增高区；4-瓦斯含量正常区；瓦斯含量正常区；5-地表地表断层对煤层瓦斯含量影响示意图n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（5）大多数突出前有作业方式诱导）大多数突出前有作业方式诱导 8480次突出事例统计表明，有次突出事例统计表明，有8253次有放炮、支护、落煤、次有放炮、支护、落煤、带钻等作业方式诱导了突出，占带钻等作业方式诱导了突出，占97.3%，其中放炮作业突，其中放炮作业突出出5481次，占次，占64.6%，风镐落煤突出，风镐落煤突出676次，占次，占8%，手镐，手镐落煤突出落煤突出1102次，占

11、次，占13%。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（6）突出前大多有预兆）突出前大多有预兆在我国统计的在我国统计的5029次有明确突出预兆记载的突出事例中，有次有明确突出预兆记载的突出事例中，有4493次突出发生前有突出预兆，占次突出发生前有突出预兆，占89.3%，无突出预兆仅，无突出预兆仅有有536次，占次，占10.7%。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（7）煤体破坏程度越高，突出危险性越大）煤体破坏程度越高，突出危险性越大突出煤层多发生在为突出煤层

12、多发生在为、类煤中，此类煤的共同特点是类煤中，此类煤的共同特点是坚固性系数坚固性系数f值小、煤层瓦斯放散初速度值小、煤层瓦斯放散初速度P大、煤层透气大、煤层透气性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉皱的构造煤。性系数小、层理紊乱、多为遭受到地质构造揉皱的构造煤。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律煤的破坏类型：煤的破坏类型：1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律破坏类型破坏类型光泽光泽构造与结构特征构造与结构特征节理性质节理性质节理面性质节理面性质断口性质断口性质强度强度I类类(非破坏煤非破坏煤)亮亮

13、与与半亮半亮层状构造、块状构造，层状构造、块状构造，条带清晰明显条带清晰明显一组或二、三组一组或二、三组节理，节理系统节理，节理系统发达，有次序发达，有次序有充填物有充填物(方解石方解石等等)，次生面少，次生面少，节理、劈理面平节理、劈理面平整整参差阶状，贝参差阶状，贝状，波浪状状，波浪状坚硬，用手难坚硬，用手难掰开掰开类类(破坏煤破坏煤)亮与亮与半亮半亮1.尚未失去层状，较有次序；尚未失去层状，较有次序；2.条带明显，有时扭曲，有条带明显，有时扭曲，有错动；错动；3.不规则块状，多棱角；不规则块状，多棱角；4.有挤压特征有挤压特征次生节理面多且次生节理面多且不规则，与原生不规则，与原生节理构

14、成网状节节理构成网状节理理节理面有擦痕、节理面有擦痕、滑痕，节理平整，滑痕，节理平整，易掰开易掰开参差多角参差多角用手极易剥成用手极易剥成小块，中等硬小块，中等硬度度类类(强烈破坏强烈破坏煤煤)半亮半亮与与半暗半暗1.弯曲呈透镜构造；弯曲呈透镜构造；2.小片状构造；小片状构造；3.细小碎块，层理较紊乱，细小碎块，层理较紊乱，无次序无次序节理不清，系统节理不清，系统不发达，次生节不发达，次生节理密度大理密度大有大量擦痕有大量擦痕参差及粒状参差及粒状用手捻之成粉用手捻之成粉末，松软，硬末，松软，硬度低度低类类(粉碎煤粉碎煤)暗淡暗淡粒状或由小颗粒胶结粒状或由小颗粒胶结成天然煤成天然煤成粉块状，节理

15、成粉块状，节理失去意义失去意义粒状粒状用手捻之成粉用手捻之成粉末，偶尔较硬末，偶尔较硬V类类(全粉煤全粉煤)暗淡暗淡1.土状结构，似土质煤；土状结构，似土质煤；2.如断层泥状如断层泥状土状土状易捻成粉末，易捻成粉末，疏松疏松n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律煤的破坏类型：煤的破坏类型：1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律 不同类型煤结构示意图1 1原生煤结构；2 2微裂隙煤；3 3微劈理煤；4 4碎裂构造煤；5 5麋棱构造煤 n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律煤的破坏类型：煤的破坏类型：1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律

16、n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（8）石门突出危险性最大）石门突出危险性最大在统计的在统计的9845次突出中，尽管石门突出次数少，但突出强度次突出中，尽管石门突出次数少，但突出强度大，平均突出强度为大，平均突出强度为316.5吨吨/次，是平巷平均突出强度次，是平巷平均突出强度（50吨吨/次）的次）的6倍以上。倍以上。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律（9）煤层突出危险区常呈条带状分布）煤层突出危险区常呈条带状分布 前苏联统计资料表明，在突出煤层中，突出危险区仅占突前苏联统计资料表明，在突出煤层中，突出危险区仅

17、占突出煤层区域总面积的出煤层区域总面积的10%。我国统计资料表明，突出煤层中，突出危险区仅占突出煤我国统计资料表明，突出煤层中，突出危险区仅占突出煤层区域总面积的层区域总面积的 1015%。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出前的一般预兆煤及瓦斯突出前的一般预兆声响预兆声响预兆-响煤炮（闷雷声响、爆竹声、机枪声、嗡嗡声）响煤炮（闷雷声响、爆竹声、机枪声、嗡嗡声）瓦斯预兆瓦斯预兆-瓦斯异常、喷孔（瓦斯异常、喷孔（瓦斯浓度忽大忽小，打钻喷瓦斯、喷煤瓦斯浓度忽大忽小，打钻喷瓦斯、喷煤以及出现哨声、蜂鸣声以及出现哨声、蜂鸣声）煤结构预兆煤结构预兆-层理紊乱，煤体干

18、燥、煤体变软、色泽变暗而无光泽、层理紊乱，煤体干燥、煤体变软、色泽变暗而无光泽、产状急剧变化，波状隆起以及层理逆转等，尤其应引起注意的是煤层产状急剧变化，波状隆起以及层理逆转等，尤其应引起注意的是煤层软分层变厚软分层变厚矿压显现预兆矿压显现预兆-支架来压、煤壁开裂、掉碴、片帮、工作面煤壁外臌支架来压、煤壁开裂、掉碴、片帮、工作面煤壁外臌、巷道底臌、打钻时钻孔严重顶钻、夹钻、喷孔、钻孔变形垮孔以及、巷道底臌、打钻时钻孔严重顶钻、夹钻、喷孔、钻孔变形垮孔以及炮眼装不进炸药等炮眼装不进炸药等温度预兆温度预兆-温度降低、煤墙发凉温度降低、煤墙发凉1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般

19、规律n煤及瓦斯突出的机理煤及瓦斯突出的机理煤与瓦斯突出是由地应力、煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯与煤的物理力学性质三瓦斯与煤的物理力学性质三者综合作用的结果，是聚集在围岩和煤体中大量潜能的高者综合作用的结果，是聚集在围岩和煤体中大量潜能的高速释放。速释放。煤与瓦斯突出的内在因素是地应力、瓦斯和煤的物理力学煤与瓦斯突出的内在因素是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质。外在因素是形成集中应力和造成突然卸载的条件。性质。外在因素是形成集中应力和造成突然卸载的条件。为了防治煤与瓦斯突出为了防治煤与瓦斯突出,必需改善其内在因素和消除其形必需改善其内在因素和消除其形成集中应力和突然卸载的条件。成集中应力和突然卸载

20、的条件。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的机理煤及瓦斯突出的机理地应力对煤与瓦斯突出的影响：地应力对煤与瓦斯突出的影响：在地应力小于在地应力小于1MPa1MPa时时,地应力对瓦斯突出具有阻碍作用；地应力对瓦斯突出具有阻碍作用；当地应力大于当地应力大于1MPa1MPa时时,地应力对瓦斯突出具有双重作用：地应力对瓦斯突出具有双重作用：一方面其产生的水平压应力增强了煤体抵抗破坏的能力；一方面其产生的水平压应力增强了煤体抵抗破坏的能力；另一方面其产生的剪切应力促进煤体发生破坏。另一方面其产生的剪切应力促进煤体发生破坏。地应力对瓦斯突出起促进作用还表现在其增强了

21、瓦斯的存地应力对瓦斯突出起促进作用还表现在其增强了瓦斯的存储能力。储能力。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的机理煤及瓦斯突出的机理瓦斯因素对煤与瓦斯突出的影响：瓦斯因素对煤与瓦斯突出的影响：煤与瓦斯突出的能量来源为瓦斯内能，瓦斯内能做功比弹煤与瓦斯突出的能量来源为瓦斯内能，瓦斯内能做功比弹性潜能做功大。性潜能做功大。煤层的地应力越大，坚固性系数越小，发生突出时所需煤煤层的地应力越大，坚固性系数越小，发生突出时所需煤层的瓦斯含量越小层的瓦斯含量越小;在地应力一定的情况下，进尺越大突出时临界瓦斯含量越在地应力一定的情况下，进尺越大突出时临界瓦斯含量越小小;

22、煤层的厚度对突出时的临界瓦斯含量的影响不明显。煤层的厚度对突出时的临界瓦斯含量的影响不明显。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的机理煤及瓦斯突出的机理煤的物理力学性质和结构特性对煤与瓦斯突出的影响：煤的物理力学性质和结构特性对煤与瓦斯突出的影响：构造软煤结构破坏严重，微观裂隙孔隙发育，总孔容是原构造软煤结构破坏严重，微观裂隙孔隙发育，总孔容是原生结构煤的生结构煤的 2-3 倍，比表面积是原生结构煤的倍，比表面积是原生结构煤的 1.75 倍，倍，吸附能力是原生结构煤的吸附能力是原生结构煤的 4 倍左右，渗透率是原生结构煤倍左右，渗透率是原生结构煤的的 10

23、 倍左右，煤体强度明显低于原生结构煤。倍左右，煤体强度明显低于原生结构煤。构造煤微孔隙发育、比表面积大、吸附能力强使构造软煤构造煤微孔隙发育、比表面积大、吸附能力强使构造软煤能够保存较多的瓦斯气体能够保存较多的瓦斯气体;渗透率大、解吸速度快使构造渗透率大、解吸速度快使构造软煤在短时间内能够形成较高的瓦斯压力软煤在短时间内能够形成较高的瓦斯压力;力学强度低使力学强度低使构造软煤抵御外力作用的能力降低。构造软煤抵御外力作用的能力降低。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律n煤及瓦斯突出的发展阶段煤及瓦斯突出的发展阶段v突出的准备阶段：即能量的积聚阶段。地应力变化，形成高压瓦斯

24、区，储存突出的准备阶段：即能量的积聚阶段。地应力变化，形成高压瓦斯区，储存大量弹性潜能。大量弹性潜能。v 突出的发动阶段：外力作用导致煤体应力状态发生突然变化，岩石和煤的弹突出的发动阶段：外力作用导致煤体应力状态发生突然变化，岩石和煤的弹性潜能迅速释放，这时可听到从煤体或岩体中发出的破裂声，并观察到煤层性潜能迅速释放，这时可听到从煤体或岩体中发出的破裂声，并观察到煤层发生压缩变形，还出现掉煤碴、支架压力增大，煤中出现劈裂声及闷雷声等发生压缩变形，还出现掉煤碴、支架压力增大，煤中出现劈裂声及闷雷声等预兆。预兆。v 突出的发展阶段：依靠释放的弹性能和游离瓦斯的膨胀能，使煤体破坏并由突出的发展阶段：

25、依靠释放的弹性能和游离瓦斯的膨胀能，使煤体破坏并由瓦斯流把碎煤抛出。随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低，瓦斯解吸，解吸瓦斯流把碎煤抛出。随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低，瓦斯解吸，解吸瓦斯的膨胀加剧了这一过程，又促使煤进一步破碎，如此反复进行，直到煤瓦斯的膨胀加剧了这一过程，又促使煤进一步破碎，如此反复进行，直到煤被粉碎为粉煤并形成粉煤瓦斯流。被粉碎为粉煤并形成粉煤瓦斯流。v 突出的停止阶段：当激起突出的能量已经耗尽，继续放出的能量不足以粉碎突出的停止阶段：当激起突出的能量已经耗尽，继续放出的能量不足以粉碎煤体，突出孔道受到堵塞，不能继续在突出空洞壁建立高的应力梯度和瓦斯煤体，突出孔道受到堵塞，

26、不能继续在突出空洞壁建立高的应力梯度和瓦斯压力梯度等。以上任何一种情况出现时，突出立即停止。压力梯度等。以上任何一种情况出现时，突出立即停止。1.2 1.2 煤及瓦斯突出的一般规律煤及瓦斯突出的一般规律1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n区域综合防突措施区域综合防突措施 1 1、区域突出危险性预测区域突出危险性预测 2 2、区域防突措施区域防突措施 3 3、区域措施效果检验区域措施效果检验 4 4、区域验证区域验证煤矿瓦斯防治技术体系煤矿瓦斯防治技术体系防治煤及瓦斯突出技术体系防治煤及瓦斯突出技术体系合理采掘部署合理采掘部署煤层开采顺序，巷道布置，掘、保、抽、采接替煤层开采顺序，

27、巷道布置，掘、保、抽、采接替区域综合防区域综合防突突技术措施技术措施区域突出危险性预测区域突出危险性预测瓦斯参数结合瓦斯地质分析瓦斯参数结合瓦斯地质分析区域防突措施区域防突措施开采保护层开采保护层区域性预抽煤层瓦斯区域性预抽煤层瓦斯工作面突出预测工作面突出预测钻屑瓦斯解吸指标钻屑瓦斯解吸指标 K1K1钻孔瓦斯涌出初速度指标钻孔瓦斯涌出初速度指标 q q工作面防突措施工作面防突措施小直径超前排放钻孔小直径超前排放钻孔松动爆破松动爆破预抽瓦斯预抽瓦斯水力冲孔水力冲孔金属骨架、煤体固化等金属骨架、煤体固化等工作面措施效果检验工作面措施效果检验安全防护措施安全防护措施管理制度管理制度安全设施安全设施设

28、备、器材设备、器材局部综合防突局部综合防突 技术措施技术措施钻屑量指标钻屑量指标 S S区域措施效果检验区域措施效果检验区域验证区域验证1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.1 区域突出危险性预测区域突出危险性预测突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测。突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测和区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测和新采区

29、开拓完成后的区域预测。新采区开拓完成后的区域预测。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.1 区域突出危险性预测区域突出危险性预测预测技术：预测技术：1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.1 区域突出危险性预测区域突出危险性预测预测技术：预测技术：1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.1 区域突出危险性预测区域突出危险性预测区域预测工作程序：区域预测工作程序：确定目标确定目标资料收集资料收集参数测试参数测试瓦斯压力瓦斯压力瓦斯含量瓦斯含量坚固性系数坚固性系数瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度吸附常数吸附常数灰分、水分、孔隙率灰分、水分、孔隙率

30、预测结论预测结论1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.1 区域突出危险性预测区域突出危险性预测区域预测工作程序：区域预测工作程序：需要收集的资料需要收集的资料矿井设计说明书矿井设计说明书采掘工程平面图采掘工程平面图井上下对照图井上下对照图瓦斯含量（压力）历史测定资料瓦斯含量（压力）历史测定资料矿井地质报告矿井地质报告瓦斯动力现象历史资料瓦斯动力现象历史资料近三年来的矿井瓦斯等级鉴定资料近三年来的矿井瓦斯等级鉴定资料首分层回采工作面瓦斯涌出资料首分层回采工作面瓦斯涌出资料1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.2 区域防突措施区域防突措施区域防突措施包括预抽

31、煤层瓦斯和保护层开采。区域防突措施包括预抽煤层瓦斯和保护层开采。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯、预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯、井下穿层钻孔区段煤层瓦斯、顺层钻孔预抽区段煤层井下穿层钻孔区段煤层瓦斯、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽

32、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯煤巷条带煤层瓦斯等。（等。（预抽煤层瓦斯区域防突措施预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。种方式的预抽煤层瓦斯措施。）n1.3.2 区域防突措施区域防突措施1、开采保护层、开采保护层1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施下保护层开采上保护层开采保护层被保护层保护层被保护层n1.3.2 区域防突措施区域防突措施1、开采保护层、开采保护层1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施厚煤层分层开采也相当于保护层开采厚煤层分层开采也相当于保护层开采保护层被保

33、护层n1.3.2 区域防突措施区域防突措施1、开采保护层、开采保护层开采保护层本质上属于瓦斯储层物理改造为主的技术手段，开采保护层本质上属于瓦斯储层物理改造为主的技术手段，在开采保护层的同时，需要配合抽采措施。在开采保护层的同时，需要配合抽采措施。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.2 区域防突措施区域防突措施1、开采保护层、开采保护层我国多数矿区都具备煤层群的开采条件，在首采煤层的采动作我国多数矿区都具备煤层群的开采条件，在首采煤层的采动作用下，会造成邻近煤层的地应力下降、移动变形、裂隙发用下，会造成邻近煤层的地应力下降、移动变形、裂隙发育和透气性系数的增加，邻近煤层表

34、现出明显的卸压特征育和透气性系数的增加，邻近煤层表现出明显的卸压特征;在邻近煤层为矿井主采煤层，且煤层瓦斯赋存丰富、瓦斯灾害在邻近煤层为矿井主采煤层，且煤层瓦斯赋存丰富、瓦斯灾害严重的情况下，需要对邻近层进行采前抽采，降低邻近煤严重的情况下，需要对邻近层进行采前抽采，降低邻近煤层的瓦斯压力和瓦斯含量。层的瓦斯压力和瓦斯含量。自自1933年法国最先使用保护层开采防治煤及瓦斯突出技术以年法国最先使用保护层开采防治煤及瓦斯突出技术以来，已在许多国家得到了应用。来，已在许多国家得到了应用。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施1、开采保护层、开采保护层1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合

35、防突措施保护层和被保保护层和被保护层之间的有护层之间的有效垂距效垂距煤层类别煤层类别最大有效垂距（最大有效垂距（m）上保护层上保护层下保护层下保护层急倾斜煤层急倾斜煤层6080缓倾斜和倾斜煤层缓倾斜和倾斜煤层50100近距离保护层：H 10m；中距离保护层：10H50m)，煤岩体尚未受到采动影响，承受正常的应力，钻孔瓦斯流量按负指数规律自然衰减。顺层钻孔采前预抽区段煤层瓦斯顺层钻孔采前预抽区段煤层瓦斯2.4、顺层长钻孔递进瓦斯抽采、顺层长钻孔递进瓦斯抽采1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.4、顺层长钻孔递进瓦斯抽采、顺层长钻孔递进瓦斯抽采该方法是利用上区段采面机巷，向下区段采面

36、施工顺层长钻孔，预抽钻孔控制范围为上半工作面，抽采消突后，在留有15m以上预抽超前距前提下施工腰巷；然后从腰巷继续施工下部煤体倾向顺层长钻孔，抽采消突后，在留有15m以上预抽超前距前提下施工机巷；风巷和切眼在预抽范围内，可直接施工。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.4、顺层长钻孔递进瓦斯抽采、顺层长钻孔递进瓦斯抽采布置参数：工作面长度取决于顺层钻孔长度，顺层钻孔长度取决于钻井施工能力和煤层赋存条件，两次或三茬钻孔即可布置一个采面。钻孔间距2-5m，钻孔孔径90-120mm；钻孔长度超过腰巷或机巷15m以上；封孔长度10m以上，抽采负压13kPa以上；抽采时间不低于5个月。1.

37、3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.4、顺层长钻孔递进瓦斯抽采、顺层长钻孔递进瓦斯抽采适用条件：煤层硬度大、倾角小、赋存稳定，构造相对简单，突出危险性相对较弱且易于成孔的煤层；无须布置底板抽放巷，工程量小；钻孔为煤孔，利用率高；也可用于高瓦斯煤层预抽工作面煤层瓦斯。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.5、石门揭煤预抽煤层瓦斯、石门揭煤预抽煤层瓦斯预抽瓦斯要求：预抽瓦斯要求：揭煤石门揭煤工艺流程按距煤层法线距离可简称为20、7、5、2流程（20、7为区域防突措施，7以下为局部 防突措施）：20m之前：首先对需要揭穿煤层赋存条件、地质构造等基本情况进行分析，包括对巷道的

38、岩性条件进行素描。井筒揭煤：地勘资料、邻近矿井资料1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.5、石门揭煤预抽煤层瓦斯、石门揭煤预抽煤层瓦斯预抽瓦斯要求：预抽瓦斯要求：揭煤 10m位置（不小于7m）：（区域防突措施）前探钻孔探测煤层钻孔数量：不少于2个钻孔深度：穿透煤层全厚且进入顶（底）不少于0.5m探测资料：详细记录岩芯资料，准确探明石门及煤层的相对位置、煤层厚度、煤层倾角、地质构造等；绘制揭煤地点煤层的平、剖面图；利用前探钻孔测定煤层瓦斯压力进行区域措施的施工，钻孔控制范围：上、下、中、左、右，石门轮廓线外12m1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.5、石门揭煤预抽煤

39、层瓦斯、石门揭煤预抽煤层瓦斯预抽瓦斯要求：预抽瓦斯要求：揭煤5m位置：煤层突出预测和实施防突措施钻孔数量：不少于5个钻孔控制范围：上、下、中、左、右，石门轮廓线外5m预测指标：K1、q 钻孔深度：穿透煤层全厚且进入顶（底）不少于0.5m突出危险性综合判断实施防突措施防突措施效果检验在瓦斯防治措施检验有效后，按煤矿安全规程和防治煤及瓦斯突出规定的相关规定掘至距需要穿煤层法线距离2m的位置；1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施2.5、石门揭煤预抽煤层瓦斯、石门揭煤预抽煤层瓦斯预抽瓦斯要求：预抽瓦斯要求：揭煤 2m位置（局部防突措施）揭穿（开）煤层突出预测；突出危险性综合判断；实施防突防

40、护措施；防突措施效果检验；在采取安全防护措施的基础上，采用震动爆破或远距离爆破揭穿煤层。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施预抽煤层瓦斯常用方式预抽煤层瓦斯常用方式AAAAP15610111516202125262812345611162171217222681318232791419242810152025石门揭煤工作面抽、排钻孔布置图石门揭煤工作面抽、排钻孔布置图1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施u黔府办发电黔府办发电20134号号 省人民政府办公厅转发省人民政府办公厅转发省安全监管局贵州煤监局关于进一步加强煤矿瓦省安全监管局贵州煤监局关于进一步加强煤矿瓦斯治理工

41、作意见的通知：斯治理工作意见的通知：2 2、开采不具备开采保护层条件的，必须采取布置底（顶开采不具备开采保护层条件的，必须采取布置底（顶）板专用瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措）板专用瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。专用瓦斯抽采巷要同时抽采卸压瓦斯，要实现全风压施。专用瓦斯抽采巷要同时抽采卸压瓦斯，要实现全风压通风，其位置、支护形式等要依据围岩特性、采动影响等通风，其位置、支护形式等要依据围岩特性、采动影响等因素进行设计。穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯消除突出危险因素进行设计。穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯消除突出危险后掘进巷道时，要同时预抽煤层瓦斯。后掘进巷道时，要同时预抽煤层瓦

42、斯。顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯不属于区域防突措施。顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯不属于区域防突措施。n1.3.3 区域防突措施效果检验区域防突措施效果检验开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验（应符合本规定第瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法，也可以结四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应当根据实当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量

43、检验时，应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按本规定第测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按本规定第四十三条第（三）项的方法对预计被保护区域的保护效果四十三条第（三）项的方法对预计被保护区域的保护效果进行判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效进行判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.3 区域防突措施效果检验区域防突措施效果检验预抽瓦斯效果检验预抽瓦斯效果检验直接测量法应符合：直接测量法应符合：预抽区段宽度预抽区段宽度120m时，每推进时，每推进3050m

44、至少布置个测点；至少布置个测点；预抽区段宽度预抽区段宽度120m时，每推进时，每推进3050m至少布置个测点；至少布置个测点；煤巷穿层条带预抽，每掘进煤巷穿层条带预抽，每掘进3050m 至少布置个测点；至少布置个测点；煤巷顺层条带预抽，每掘进煤巷顺层条带预抽，每掘进2030m至少布置个测试点，且至少布置个测试点，且每次检验不少于个点；每次检验不少于个点；石门揭煤区域，至少布置个测量点，分别位于上、中和两侧石门揭煤区域，至少布置个测量点，分别位于上、中和两侧，至少有一个测量点距预抽边缘不大于，至少有一个测量点距预抽边缘不大于m的范围；的范围；1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.

45、3.3 区域防突措施效果检验区域防突措施效果检验保护效果检验保护效果检验主要指标：主要指标：P残；残；W残；残；顶底板位移量；顶底板位移量；变化率等变化率等辅助指标辅助指标；1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.4 区域验证区域验证区域验证是指在通过煤层突出危险预测、措施效果检验为区域验证是指在通过煤层突出危险预测、措施效果检验为无突出的区域在进行采掘作业时，采用工作面预测方法，无突出的区域在进行采掘作业时，采用工作面预测方法，对区域突出危险性进行验证。对区域突出危险性进行验证。要求：工作面进入应验证的区域，要立即连续进行至少要求：工作面进入应验证的区域，要立即连续进行至少

46、2次区域验证；工作面每推进次区域验证；工作面每推进10-50米至少进行米至少进行2次区域验；次区域验；在构造破坏带连续进行区域验证；煤巷掘进工作面还应当在构造破坏带连续进行区域验证；煤巷掘进工作面还应当至少打至少打1个超前距不小于个超前距不小于10米的超前钻孔或者采取超前物米的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造外观检察突出预兆。探措施，探测地质构造外观检察突出预兆。1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施1.3 1.3 区域综合防突措施区域综合防突措施n1.3.4 区域验证区域验证当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后

47、进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。突措施。1.4 1.4 局部综合防突措施局部综合防突措施n 局部综合防突措施局部综合防突措施1、工作面突出危险性预测、工作面突出危险性预测2、工作面防突措施、工作面防突措施3、工作面措施效果检验、工作面

48、措施效果检验4、安全防护措施、安全防护措施1.4 1.4 局部综合防突措施局部综合防突措施n1.4.1 局部综合防突措施的启动条件局部综合防突措施的启动条件区域验证有突出危险的工作面；区域验证有突出危险的工作面；经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施。措施。没有条件实施区域措施的局部地带没有条件实施区域措施的局部地带1.4 1.4 局部综合防突措施局部综合防突措施n1.4.2 工作面突出危险性预测工作面突出危险性预测工作面

49、预测范围及结果工作面预测范围及结果范围：包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工范围：包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。作面和采煤工作面的突出危险性预测等。时间：应当在工作面推进过程中进行。时间：应当在工作面推进过程中进行。结果：采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作结果：采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面；未进行工作面预测的采掘工作面，面和无突出危险工作面；未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。应当视为突出危险工作面。1.4 1.4 局部综合防突措施局部综合防突措施n1.4.2 工作面突出危险性预测

50、工作面突出危险性预测工作面预测范围及结果工作面预测范围及结果任务：任务：预先确定工作面附近煤体是否有突出危险，采掘工作是预先确定工作面附近煤体是否有突出危险，采掘工作是否进入突出危险带。否进入突出危险带。在突出危险带内作业时，对突出危险性进行不断检查，在突出危险带内作业时，对突出危险性进行不断检查，发现突出危险，及时撤人。发现突出危险，及时撤人。确定工作面是否通过突出危险带。确定工作面是否通过突出危险带。1.4 1.4 局部综合防突措施局部综合防突措施n1.4.2 工作面突出危险性预测工作面突出危险性预测煤巷掘进工作面突出危险性预测煤巷掘进工作面突出危险性预测可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的