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文檔簡介

2020年云南省煤礦通風技術(shù)員培訓(xùn)班2020年云南省煤礦主要負責人、安管人員再培訓(xùn)班《防治煤與瓦斯突出細則》解讀

第三節(jié)防治煤與瓦斯突出發(fā)展史第一節(jié)煤與瓦斯突出基礎(chǔ)第二節(jié)《防治煤與瓦斯突出細則》框架第四節(jié)防突工作流程目錄一、煤與瓦斯突出機理1、煤與瓦斯突出假說1)“瓦斯包說”:煤層中存在壓力與瓦斯含量比鄰近區(qū)域高得多的煤窩,煤窩中煤體松軟、孔隙裂隙發(fā)育,透氣差的煤巖包裹,當揭穿時,在高壓瓦斯作用將松軟的煤窩破碎并拋出形成突出。2)“地應(yīng)力說”:高地應(yīng)力(含重力、構(gòu)造應(yīng)力、采動應(yīng)力和吸附瓦斯應(yīng)力等)下,煤巖體彈性壓縮或伸張,將煤破壞和破碎,并伴隨大量瓦斯涌出而形成突出。第一節(jié)煤與瓦斯突出基礎(chǔ)3)“綜合作用說”:——工程人員普通認同的假說煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、高壓瓦斯和煤體結(jié)構(gòu)性能3個因素綜合作用的結(jié)果,是聚集在煤體、圍巖中大量潛能的高速釋放。

高壓瓦斯————突出發(fā)展中起決定作用;

地應(yīng)力—————激發(fā)突出的因素;

煤體結(jié)構(gòu)性能——煤體破壞是突出的有利環(huán)境。

煤與瓦斯突出的工程解釋:采掘作業(yè)揭通高應(yīng)力、高瓦斯的高潛能區(qū)域,高應(yīng)力激發(fā)煤體快速破碎,降低抵抗力,導(dǎo)致較高的瓦斯含量梯度、瓦斯壓力梯度快速向煤體的深部延伸,誘發(fā)煤體吸附瓦斯大量解吸、各種潛能高速釋放,而解吸出的大量瓦斯進一步破壞、粉碎煤塊,惡性循環(huán)加速煤巖、瓦斯向采掘空間的拋出。2、煤與瓦斯突出進程1)激發(fā)階段:破碎煤體的主導(dǎo)力是地應(yīng)力,通常地應(yīng)力比瓦斯壓力高幾倍;壓出、傾出時煤體最初破碎的主導(dǎo)力也是地應(yīng)力。

2)發(fā)展階段:地應(yīng)力同瓦斯壓力聯(lián)合剝離煤體,而瓦斯內(nèi)能高速釋放去運送、粉碎煤炭。瓦斯釋放能量比地應(yīng)力彈性能高3~6倍以上。2)按特征分類煤巖壓出煤巖沖擊煤巖瓦斯突出瓦斯噴噴出煤巖垮落煤與瓦斯(CO2)突出巖石與瓦斯(CO2)突出煤巖整體位移煤巖壓出煤的沖擊地壓巖爆煤巖傾出煤巖垮塌(冒頂、片幫)瓦斯與應(yīng)力共同作用:分選性強,瓦斯涌出量大應(yīng)力主導(dǎo):較軟煤巖,噸煤瓦斯涌出大于30m3且有孔洞為壓出、無孔洞為整體位移;噸煤瓦斯涌出≤30m3為擠出,無沖擊應(yīng)力主導(dǎo):較硬煤巖及頂?shù)装澹殡S煤巖拋射,具有弱、強沖擊傾向性重力主導(dǎo):自然堆積,伴隨瓦斯涌出,噸煤瓦斯涌出高于30m3且呈規(guī)則孔洞者為傾出,否則為冒頂?shù)瓤逅罅客咚箽怏w攜帶少量煤巖噴出瓦斯主導(dǎo):具有明顯的氣體噴射動力學(xué)特征煤巖擠出煤巖瓦斯突出、煤巖整體位移、煤巖壓出、煤巖傾出等合稱為煤(巖)與瓦斯(CO2)突出3、

煤與瓦斯突出的概念及分類1)定義:在采掘過程中,從煤(巖)壁內(nèi)部向采掘空間突然噴出煤巖和瓦斯的現(xiàn)象,稱為煤(巖)與瓦斯突出,簡稱突出。3)按突出強度分類序號名稱拋出煤量預(yù)抽防突措施1小型突出<100t2中型突出100t~500t(含100t)3大型突出500t~1000t(含500t)不準用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。4特大突出1000t及以上

二、煤層瓦斯賦存1、瓦斯大量排放成煤形成的瓦斯通過各種通道向大氣排放

通道(面源釋放和集中點源釋放):煤體中的間隙滲透;地殼運動或高壓地應(yīng)力形成的破碎帶、開放性斷層,水體浸蝕等帶出。2、瓦斯賦存狀態(tài)(

兩類三種狀態(tài))煤是孔隙直徑0.5nm至數(shù)百微米的多微孔性固體(微孔表面積占97%以上)。內(nèi)表面積可高達200m2/g微孔容積、內(nèi)表面積隨煤的變質(zhì)程度(褐煤→無煙煤)而增大。3、煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力☆煤層瓦斯含量:1噸煤所含瓦斯體積多少立方(m3/t)☆煤層瓦斯壓力:煤層孔隙內(nèi)游離瓦斯自由熱運動撞擊作用于孔隙壁的壓力。

常用單位:兆帕——Mpa

(單位:帕——pa)

1Mpa=10kgf=1000000pa=1000kpa

1標準大氣壓=101.325

kpa=0.101325Mpa≈0.1Mpa煤層瓦斯壓力(P)=煤層相對瓦斯壓力(PCY)

+采場環(huán)境壓力

=表壓力

PCY

+0.11)煤層原始瓦斯壓力、煤層原始瓦斯含量是指煤層未受采動、瓦斯抽采及人為卸壓等影響的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量。公斤力Pa不夠用2)煤層殘余瓦斯含量、煤層殘余瓦斯壓力

是指煤層受采動、瓦斯抽采及人為卸壓等影響后,單位質(zhì)量煤中所剩余的

瓦斯體積、瓦斯壓力。P殘余

=PCY+0.13)煤層(小煤塊)殘存瓦斯含量

是指煤層受采動暴露在采場(標態(tài)、常壓=0.1Mpa)、自然解吸平衡后,殘存在單位質(zhì)量煤中所含的瓦斯體積。P0W0P殘余

WCY0.1Mpa

WCC0.1Mpa3、煤層瓦斯壓力梯度——煤層壓力增量/煤層深度增量。單位:Mpa/m一般每加深1m為0.01Mpa(±0.005Mpa)。

煤層瓦斯含量梯度——煤層噸煤瓦斯含量增量/煤層深度增量。一般在無地質(zhì)變化情況下,隨煤層加深煤層瓦斯含量增大。單位:m3/t·m①淘汰易造成煤體內(nèi)部出現(xiàn)瞬間煤層瓦斯壓力(含量)梯度較大的采掘工藝:《細則》第27條第一、二款:突出煤層嚴禁水采、倒臺階開采和其他非正規(guī)開采;限制容易自燃的突出煤層,放頂煤開采的煤層瓦斯含量(≤6m3/t)

②《細則》第26條:高瓦斯礦井和高突礦井的非突出煤層,在延深≥50m,或開拓新采區(qū)時,必須測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量及其他與突出危險相關(guān)的參數(shù)。密切觀察突出預(yù)兆,開拓揭煤執(zhí)行局部綜合防突措施。

突出礦井或有突出危險煤層的新建井,在開拓新水平第一次揭開0.3m及以上煤層時,必須執(zhí)行上述檢測的同時,超前探測煤厚及地質(zhì)構(gòu)造。未作核酸檢測三、煤層瓦斯的涌出1、瓦斯涌出形式

普通涌出:涌出主體形式;

特殊涌出:(噴出、突出),呈現(xiàn)“局部短暫突發(fā)”

2、絕對瓦斯涌出量——礦井(某區(qū)域、某點)1分鐘涌出瓦斯的體積;

相對瓦斯涌出量——礦井(某區(qū)域、某點)日產(chǎn)1噸煤時涌出瓦斯的體積;

注意:有抽采瓦斯的礦井,計算礦井瓦斯涌出量時,應(yīng)包括抽采的瓦斯量。

3、拋出煤的噸煤瓦斯涌出量——某區(qū)域、某點發(fā)生特殊涌出期間涌出的瓦斯體積除以拋出(或整體推移)的煤體質(zhì)量。單位:m3/t

《細則》第11條:當發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象,出現(xiàn)以下任一情形的,應(yīng)確定發(fā)生煤與瓦斯突出:①此數(shù)值≥30;②此數(shù)值為本區(qū)域煤層瓦斯含量數(shù)值的2倍以上;③基本符合煤與瓦斯突出特征。四、煤層突出的影響因素及臨界指標1、煤層瓦斯壓力(P)

——封閉環(huán)境下受地應(yīng)力的影響較大,主要做煤層

、區(qū)域的突出參數(shù)指標。煤層瓦斯壓力臨界值——統(tǒng)計方法確定(0.7~1.0Mpa,普遍認同0.75Mpa)

△最先:煤層瓦斯絕對壓力0.74Mpa——P→放寬:煤層瓦斯相對壓力0.74Mpa——PCY→隨煤硬度再次放寬:煤層瓦斯相對壓力0.74Mpa+↗

突出預(yù)測:低變質(zhì)、低孔隙率的(肥、焦)煤層效果較好煤的堅固性系數(shù)f≤0.30.3<f≤0.50.5<f≤0.8/瓦斯壓力臨界值0.74Mpa1.00Mpa1.50Mpa2.00Mpa

2、煤層瓦斯含量(W)——作為煤層、區(qū)域的最重要突出參數(shù)指標。

煤層瓦斯含量=煤層吸附瓦斯量+煤層游離瓦斯量

1)煤層吸附瓦斯量

——富源宏發(fā)煤礦吸附瓦斯占94%=純煤瓦斯含量

×純煤含量系數(shù)×水影響系數(shù)×溫差影響系數(shù)

=×××

朗繆爾方程式a—噸煤極限吸附瓦斯量(一般為13~60m3/t

)b—吸附敏感梯度(當煤含50%的a時,瓦斯壓力的倒數(shù),0.5~5.0Mpa-1)p—吸附平衡時的瓦斯壓力,

Mpa煤層含可燃基的比例Ad——煤的灰分(%)Mad——煤的水分(%)煤體吸附水的能力是吸附瓦斯的30~40倍Mad——煤的水分(%)溫度越高,煤體吸附越弱t0——實驗溫度℃t——煤層溫度℃e=2.718通常實驗室調(diào)至與煤層相同2)煤層游離瓦斯量

=1噸煤所含孔隙體積×氣體壓縮倍數(shù)=(煤的孔隙率×噸煤體積)×(煤層瓦斯壓力/大氣壓)=(煤的孔隙率/煤的容重)×(煤層瓦斯壓力/大氣壓)

=(π

)×(P

/Pa

)3)煤層瓦斯含量

突出預(yù)測:高變質(zhì)、高孔隙率的(貧、無煙)煤層效果較好

——當≥8m3/t(構(gòu)造帶≥6m3/t)突出

①煤層殘余瓦斯含量(WCY)②煤塊殘存瓦斯含量(WCC)1噸殘余(或原始)煤層瓦斯含量:

《細則》:刪除原第56條的間接測定法。殘存:煤采出解吸一段時間后,表壓力PCY

=0,Pa=0.1《細則》第十一條:煤層瓦斯含量采用直接法測定,但煤樣的殘存瓦斯含量(Wcc)仍按上述公式求得。4)常壓自然解吸法測定:煤層瓦斯含量=取樣過程損失瓦斯量+(井下解吸瓦斯量+粉碎前后自然瓦斯解吸量)+常壓不可解吸瓦斯量殘存瓦斯含量煤層瓦斯含量=取樣過程損失量Q0+測定量Q1+不可解吸量Q2①埋深小于500米:70%測值偏低15-25%。②埋深大于500米:70%測值偏低30-40%。3、煤的瓦斯放散初速度

△p

(mmHg

)1)煤的瓦斯解吸特性的一項指標,反映了煤體解析釋放瓦斯的快慢速度。(當△p≥10時,此煤種有突出特性)——0.2~0.25mm粒度的3.5g煤樣在0.1Mpa的常壓下,用壓差△p

表示的從10S至60s釋放的瓦斯量指標。2)瓦斯放散初速度的測定:在一個大氣壓下吸附瓦斯后,60s內(nèi)的瓦斯放散量與10s內(nèi)的瓦斯放散量的差值(用

毫米汞柱高表示)。真空泵閥門閥門三通閥試樣瓶真空水銀柱計5

、地應(yīng)力——地質(zhì)構(gòu)造帶、集中應(yīng)力區(qū)

如:斷層、褶皺、煤層賦存變化帶;采動應(yīng)力集中、振動疊加力、煤柱影響等6、煤層抵抗破壞特征——煤的破壞類型、煤的堅固性系數(shù)(f)

1)Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類的煤有突出條件:用手可捻成粉末的煤。

2)煤的堅固性系數(shù)(f)較小的有突出條件:較軟煤層(大多f

0.8)3)喪失抵抗力的破碎帶五、突出煤層與突出礦井——《細則》第3條1、突出煤層:在礦井井田范圍內(nèi)發(fā)生過突出或者經(jīng)鑒定、認定有突出危險的煤層。

突出礦井:在礦井開拓、生產(chǎn)范圍內(nèi)有突出煤層的礦井。2、突出煤層和突出礦井鑒定

1)保留傳統(tǒng)的鑒定方法

①發(fā)生的瓦斯動力現(xiàn)象基本符合煤與瓦斯突出特征;②煤層突出的單項指標法——四項單項指標全部符合下表2)圈定雙指標判定范圍,刪除預(yù)測局部作業(yè)點的綜合指標法——“假”3)新增實用的判別方法

①拋出煤的噸煤瓦斯涌出量≥30;②鉆孔施工中發(fā)生噴孔、頂鉆;

③噸煤瓦斯涌出量的數(shù)值為本區(qū)域煤層瓦斯含量數(shù)值的2倍以上。煤的堅固性系數(shù)f≤0.30.3<f≤0.50.5<f≤0.8/瓦斯壓力(相對)臨界值0.74Mpa1.00Mpa1.50Mpa2.00Mpa現(xiàn)世報4)遵循可操作和株連的啟動鑒定原則《細則》第10條、第13條:①停產(chǎn)停建礦井和新建礦井,不要求馬上鑒定。②非突出煤層出現(xiàn)下列情況之一的,應(yīng)立即進行煤層突出危險性鑒定,或直接認定為突出煤層;鑒定或直接認定完成前,應(yīng)按突出煤層管理:

一)有瓦斯動力現(xiàn)象的;

二)煤層瓦斯壓力達到或超過0.74MPa的;

三)相鄰礦井開采的同一煤層發(fā)生突出或被鑒定、認定為突出煤層的。③應(yīng)在按突出煤層管理之日起6個月內(nèi)完成該煤層的突出危險性鑒定;否則,直接認定為突出煤層。鑒定機構(gòu)應(yīng)在接受委托之日起4個月內(nèi)完成鑒定工作。《細則》第11條、第12條、第19條:▲建井期間應(yīng)對開采煤層、可能威脅采掘活動的煤層進行突出危險性鑒定或認定。突出鑒定工作應(yīng)在巷道揭穿煤層前開始,在礦井建設(shè)三期工程竣工前完成;▲經(jīng)事故調(diào)查確定為突出事故的所在煤層,由省級煤炭行業(yè)管理部門直接認定為突出煤層。5)曾鑒定為非突出煤層構(gòu)設(shè)如影隨形的重啟機制

——————沖擊“所謂的低瓦斯礦井”①突出煤層鑒定為非突出煤層的,在開拓新水平、新采區(qū)或采深增加超過50m,或進入新的地質(zhì)單元時,應(yīng)重新突出煤層危險性的鑒定。核酸檢測陰性②采掘工作面正常生產(chǎn)中,自我重啟鑒定。

《細則》十四條:

考察煤層的突出危險性:突出預(yù)兆、分析瓦斯涌出變化等。局部預(yù)測方法預(yù)測突出危險性指標:鉆屑的K1值、△h2值、S值;或者鉆孔的q值、R值。采掘作業(yè)前方煤體有下任一情形的:①P≥0.74Mpa;②P≥0.50Mpa且f≤0.5;③P≥0.50Mpa且埋深大于500m;突出危險性指標≥臨界值2、后續(xù)采掘、鉆進中出現(xiàn)瓦斯動力現(xiàn)象,應(yīng)再次煤層突出危險性鑒定;1、對作業(yè)點半徑100m內(nèi)煤層采取局部綜合防突措施。3、不配合,直接認定為突出煤層。50或100,預(yù)測2次及以上出現(xiàn)過發(fā)熱癥狀第二節(jié)《防治煤與瓦斯突出細則》框架

一、《防突細則》的修訂歷程1、

1988年版《防治煤與瓦斯突出細則》;2、1995年版《防治煤與瓦斯突出細則》;3、

2009年版《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》;

2013年修訂;4、

2019年版《防治煤與瓦斯突出細則》。二、《防突細則》的結(jié)構(gòu)及特點

1、整理規(guī)范了防突思路,規(guī)避了中介服務(wù)風險、強化煤企防突主體責任,統(tǒng)稿不嚴謹,邏輯混亂。2、本《細則》由六章、總共127條及附錄構(gòu)成。

責任目錄第一章總則第二章一般規(guī)定第一節(jié)突出煤層和突出礦井鑒定第二節(jié)礦井建設(shè)和開采基本要求第三節(jié)防突管理及培訓(xùn)第四節(jié)綜合防突措施實施過程管理與突出預(yù)兆管控第三章區(qū)域綜合防突措施第一節(jié)區(qū)域綜合防突工作程序和要求第二節(jié)區(qū)域突出危險性預(yù)測第三節(jié)區(qū)域防突措施第四節(jié)區(qū)域防突措施效果檢驗

第五節(jié)區(qū)域驗證第四章局部綜合防突措施第一節(jié)局部綜合防突工作程序和要求第二節(jié)工作面突出危險性預(yù)測第三節(jié)工作面防突措施第四節(jié)工作面防突措施效果檢驗第五節(jié)安全防護措施第五章防治巖石與二氧化碳(瓦斯)突出措施第六章附則附錄三、本次《防突細則》修訂的主要原則和內(nèi)容⒈針對近期突出問題,提出對策和要求——各項防突措施實施的質(zhì)量管控問題;——煤層升級和突出鑒定問題:鑒定后須驗證;不同瓦斯(P、W)煤層要區(qū)別措施;⒉適應(yīng)國家新時期的安全政策、煤礦生產(chǎn)條件變化——先抽后建具體化;哪些狀況須返回區(qū)域防突措施;——再次限定順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的應(yīng)用;⒊

吸納防突和煤礦相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)——防突信息化;定向鉆進、軌跡測定;遠控鉆機;⒋

引領(lǐng)防突技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向——突出預(yù)警;地面井預(yù)抽技術(shù);⒌遵偱煤炭行業(yè)法規(guī)體系的調(diào)整:與《煤礦安全規(guī)程》一致修訂前后章節(jié)結(jié)構(gòu)對比防治煤與瓦斯突出規(guī)定防治煤與瓦斯突出細則第一章

則1-7第一章

則1-9第二章

一般規(guī)定第二章

一般規(guī)定

第一節(jié)

突出煤層和突出礦井鑒定8-13

第一節(jié)

突出煤層鑒定10-14

第二節(jié)

建設(shè)和開采基本要求14-25

第二節(jié)

礦井建設(shè)和開采基本要求15-34

第三節(jié)

防突管理及培訓(xùn)26-32

第三節(jié)

防突管理及培訓(xùn)35-43第三章

區(qū)域綜合防突措施第三章

區(qū)域綜合防突措施

第一節(jié)

區(qū)域綜合防突措施基本程序和要求33-41

第一節(jié)

區(qū)域綜合防突工作程序和要求51-56

第二節(jié)

區(qū)域突出危險性預(yù)測42-44

第二節(jié)

區(qū)域突出危險性預(yù)測57-59

第三節(jié)

區(qū)域防突措施45-50

第三節(jié)

區(qū)域防突措施60-67

第四節(jié)

區(qū)域措施效果檢驗51-56

第四節(jié)

區(qū)域防突措施效果檢驗68-72

第五節(jié)

區(qū)域驗證57-58

第五節(jié)

區(qū)域驗證73-74第四章

局部綜合防突措施第四章

局部綜合防突措施

第一節(jié)

局部綜合防突措施基本程序和要求59-68

第一節(jié)

局部綜合防突工作程序和要求75-84

第二節(jié)

工作面突出危險性預(yù)測69-78

第二節(jié)

工作面突出危險性預(yù)測85-93

第三節(jié)

工作面防突措施79-97

第三節(jié)

工作面防突措施94-111

第四節(jié)

工作面措施效果檢驗98-101

第四節(jié)

工作面防突措施效果檢驗112-115

第五節(jié)

安全防護措施102-106

第五節(jié)

安全防護措施116-121第五章

防治巖石與二氧化碳(瓦斯)突出措施107-111第五章

防治巖石與二氧化碳(瓦斯)突出措施122-126第七章

則124第六章

則127附錄E:防治煤與瓦斯突出基本流程參考示意圖附錄A:煤礦防突工作基本流程參考示意圖附錄A:煤與瓦斯突出礦井基本情況調(diào)查表附錄B:突出礦井基本情況調(diào)查表附錄B:煤與瓦斯突出記錄卡片附錄C:礦井突出記錄卡片附錄C:礦井煤與瓦斯突出匯總表附錄D:礦井突出匯總表附錄D:保護層保護范圍的確定附錄E:保護層保護范圍的確定

第六章

則112-123附錄F:井巷揭煤作業(yè)基本程序參考示意圖四、修訂后各章的重點內(nèi)容1、第一章

總則(1)明確了《細則》與煤炭行業(yè)施行的規(guī)程、規(guī)范和標準之間的關(guān)系(第1條);Δ定位:由部門規(guī)章變?yōu)橐?guī)范性文件,《煤礦安全規(guī)程》成為上位法!(2)修改了突出煤層和突出礦井定義(第3條);

只有“發(fā)生過突出、鑒定、認定”三種情況確認的,才是突出煤層!(3)提出了突出礦井應(yīng)當建立煤與瓦斯突出預(yù)警機制。(第4條);

突出礦井應(yīng)當建立突出預(yù)警機制,逐步實現(xiàn)突出預(yù)兆、瓦斯和地質(zhì)異常、采掘影響等

多元信息的綜合預(yù)警、快速響應(yīng)和有效處理。(4)明確了兩個“四位一體”綜合防突措施的概念,提出了對兩個“四位一體”綜合防突措施實施過程的安全管理和質(zhì)量管控要求。(第5條);

突出礦井應(yīng)當加強區(qū)域、局部綜合防突措施實施過程的安全管理和質(zhì)量管控,確保質(zhì)量可靠、過程可溯。“保真”“痕跡”(5)增加了“在采掘生產(chǎn)和綜合防突措施實施過程中,出現(xiàn)噴孔、頂鉆等明顯突出預(yù)兆或者發(fā)生突出的區(qū)域,必須采取或繼續(xù)執(zhí)行區(qū)域防突措施。”更為嚴格的要求(第6條);

突出煤層必須采取兩個“四位一體”綜合防突措施,否則嚴禁采掘活動。(6)新增具有沖擊地壓危險突出礦井的災(zāi)害治理要求(第8條);制定防治突出和沖擊地壓復(fù)合型煤巖動力災(zāi)害的綜合技術(shù)措施,強化保護層開采、煤層瓦斯抽采及其他卸壓措施。(7)增加了對防突新技術(shù)、新裝備、新工藝、新材料試驗和推廣應(yīng)用的鼓勵條款(第9條)

鼓勵煤礦企業(yè)、煤礦和科研單位參與防突的科技創(chuàng)新2、第二章

一般規(guī)定(1)新增了突出煤層的認定要求(第12條);經(jīng)事故調(diào)查確定為突出事故的所在煤層、或按突出煤層管理超期未完成鑒定的,由省行管部門直接認定為突出煤層;煤企自認為突出煤層的,應(yīng)上報煤礦省級的行管、監(jiān)管和監(jiān)察機構(gòu)。(2)新增鑒定結(jié)果為非突出煤層,但需要在采掘作業(yè)時密切關(guān)注煤層的突出危險性的相關(guān)要求(第14條);——“P≥0.50Mpa、f≤0.5的采掘面”在云南占大多數(shù)。

煤企主體責任——動態(tài)地觀測、預(yù)測,若異常變突。(3)明確了建井前評估概念,增加了先抽后建的內(nèi)容和要求(第16條);

《規(guī)程》第35條

有突出危險煤層的新建礦井必須先抽后建。(《細則》具體補充:首采區(qū)內(nèi)評估有突出危險且瓦斯含量大于等于12m3/t)礦井建設(shè)開工前,應(yīng)當對首采區(qū)突出煤層進行地面鉆井預(yù)抽瓦斯,且預(yù)抽率應(yīng)當達到30%以上。(4)增加了新建、生產(chǎn)突出礦井的生產(chǎn)能力、開采深度的紅線要求(第20條)

新建突出礦井設(shè)計生產(chǎn)能力不得低于0.9Mt/a,且不得高于5.0Mt/a。新建突出礦井:第一生產(chǎn)水平開采深度≯800m,延深水平開采深度≯1200m。(5)明確了區(qū)域評估的概念及其區(qū)域評估的相關(guān)要求及應(yīng)用范圍(第21條);

對新水平或新采區(qū)內(nèi)平均厚度0.3m以上的煤層進行區(qū)域突出危險性評估:

評估為無突出危險的,所有井巷揭煤作業(yè)還必須采取區(qū)域或局部綜合防突措施;評估為有突出危險的,按突出煤層進行設(shè)計。

非突出煤層區(qū)域評估為有突出危險的,開拓期間的所有揭煤作業(yè)前應(yīng)采取區(qū)域綜合防突措施。(6)修改了突出礦井和按突出礦井設(shè)計的礦井巷道布置設(shè)計要求(第22條);

斜井和平硐,運輸和軌道大巷、主要進(回)風巷等主要巷道應(yīng)當布置在巖層或者無突出危險煤層中。

采區(qū)上下山布置在突出煤層中時,必須布置在評估為無突出危險區(qū)或者采用區(qū)域防突措施(順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯除外)有效的區(qū)域;

突出煤層的巷道優(yōu)先布置在被保護區(qū)域、其他有效卸壓區(qū)域或者無突出危險區(qū)域;

揭煤應(yīng)合理避開地質(zhì)構(gòu)造帶。對突出煤層評估有危險設(shè)計足夠

區(qū)域綜合

防突

防突措施無危險設(shè)計考慮區(qū)域或局部

防突防突對非突出煤層評估有危險按突出煤開拓揭煤層設(shè)計區(qū)域防突無危險開拓揭煤局部防突(7)新增突出礦井有效防范采掘接續(xù)緊張基本要求(第24條);

開拓煤量可采期不得少于5年;準備煤量可采期不得少于14個月;2個及以上采煤工作面同時生產(chǎn)的礦井回采煤量可采期不得少于5個月,其他礦井不得少于4個月。

開拓區(qū)、抽采區(qū)、保護層開采區(qū)和被保護區(qū)按比例協(xié)調(diào)配置,確保采掘作業(yè)在區(qū)域防突措施有效區(qū)域內(nèi)進行。(8)修改了礦井瓦斯地質(zhì)圖更新周期要求,新增工作面瓦斯地質(zhì)圖更新要求(第25條);

礦井瓦斯地質(zhì)圖更新周期不得超過1年、工作面瓦斯地質(zhì)圖更新周期不得超過3個月;(9)修改了突出煤層的采掘作業(yè)遵守規(guī)定,新增容易自燃放頂煤開采、上山掘進、風鎬使用等要求(第27條);

容易自燃的突出煤層在消突的區(qū)域放頂煤開采時,煤層瓦斯含量不得大于6m3/t;

預(yù)測或認定為突出危險區(qū)的采掘工作面嚴禁使用風鎬作業(yè)?大于25°上山掘進加強支護、減小空頂距,大于45°的采用雙上山掘進。(10)新增在距突出煤層突出危險區(qū)小于5m范圍內(nèi)進行采掘作業(yè)的要求(第29條);

在距突出煤層突出危險區(qū)法向距離小于5m的鄰近煤、巖層內(nèi)進行采掘作業(yè)前,必須對突出煤層相應(yīng)區(qū)域采取區(qū)域防突措施并經(jīng)區(qū)域效果檢驗有效。(11)修改了突出礦井的通風系統(tǒng)要求,新增回風流中安設(shè)全量程或高低濃度甲烷傳感器的要求,不提下行通風要求(第31條);突出礦井采煤面的進、回風巷內(nèi),以及有瓦斯涌出的掘進工作面回風流中,采區(qū)回風巷及總回風巷,應(yīng)安設(shè)全量程或者高低濃度甲烷傳感器;(12)新增了煤礦企業(yè)主要負責人、礦長、總工程師、分管負責人、區(qū)(隊)、班組長、防突工等各自的職責(第35條),各人員的學(xué)歷、工作經(jīng)歷要求(第42條);(13)新增施工防突措施鉆孔時的相關(guān)要求(第32條);

鉆機回風側(cè)10m范圍內(nèi)增設(shè)甲烷傳感器;

當區(qū)域煤層瓦斯壓力≥2MPa、或施工鉆孔時出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象的,應(yīng)當采取防止瓦斯超限、噴孔頂鉆傷人等措施或使用遠程操控鉆機施工,附近受威脅的鉆孔施工點、掘進工作面以及回風流中的采掘工作面不得同時作業(yè);

順層鉆孔直徑超過120mm時,必須制定專門的防止鉆孔施工期間發(fā)生突出的安全措施。(14)新增了突出礦井突出事故的監(jiān)測報警工作要求(第43條)。

實時監(jiān)測、分析井下各相關(guān)地點瓦斯?jié)舛取L量、風向等的突變情況,及時判斷突出事故發(fā)生的時間、地點和可能的波及范圍等。一旦判斷發(fā)生突出事故,及時采取斷電、撤人、救援等措施。

(15)新增“第四節(jié)綜合防突措施實施過程管理與突出預(yù)兆管控”,要求突出礦井對兩個“四位一體”綜合防突措施實施的全過程進行監(jiān)督管理。對突出預(yù)測、效果檢驗指標測定的儀器儀表做出了要求。建立預(yù)警機制,進行區(qū)域和工作面突出危險性動態(tài)預(yù)警并采取對策和措施(第44條~第50條)。突出礦井應(yīng)詳細記錄突出預(yù)測、防突措施實施、措施效果檢驗、區(qū)域驗證等信息,區(qū)域的鉆孔施工應(yīng)采用視頻監(jiān)控等手段檢查確認鉆孔深度,并與儀器測量、抽采計量等數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸檔管理;預(yù)抽瓦斯鉆孔依鉆深按比例、見(止)煤長度誤差超1/3的穿層鉆孔均應(yīng)測定鉆孔軌跡;預(yù)測區(qū)域(P、W)的測試點、測定鉆孔軌跡應(yīng)在瓦斯地質(zhì)圖或防突措施竣工圖上標注;突出煤層的采掘工作面應(yīng)編制防突預(yù)測圖。通過監(jiān)測和綜合分析辨識發(fā)現(xiàn)有明顯突出預(yù)兆時,應(yīng)當及時發(fā)出煤層突出危險性動態(tài)預(yù)警,撤離現(xiàn)場作業(yè)人員,分析原因、采取措施。3、第三章

區(qū)域防突措施(1)進一步強調(diào)區(qū)域綜合防突措施,刪除了開拓前區(qū)域預(yù)測概念,更改為區(qū)域評估。開拓后區(qū)域預(yù)測更改為區(qū)域預(yù)測;(2)提出了“區(qū)域預(yù)測范圍最大不得超出1個采(盤)區(qū),一般不小于1個區(qū)段”的概念。同時區(qū)域預(yù)測為突出危險區(qū)的,再次區(qū)域預(yù)測時不得劃為無突出危險區(qū)。(第52條);(3)修改了被保護區(qū)域進行區(qū)域措施效果檢驗的要求(第55條);

有下列情況之一的,必須對每個被保護工作面的保護效果進行檢驗:一)未實際考察保護效果和保護范圍的;二)最大膨脹變形量未超過3‰的;三)保護層的開采厚度小于等于0.5m的;四)上保護層與被保護突出煤層間距﹥50m或下保護層與被保護突出煤層間距﹥80m的。(4)修改了瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險區(qū)域示意圖(第58條);(5)增加了“定向長鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯”的大面積的預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施(第60條)及其控制范圍要求(第64條)。定向長鉆孔區(qū)域預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯,鉆孔應(yīng)當控制煤巷條帶煤層前方長度不小于300m和煤巷兩側(cè)輪廓線外一定范圍。(6)增加了突出厚煤層分層開采或大傾角煤層利用上分層、相鄰區(qū)段開采后其保護效果和保護范圍等參數(shù)需要實際考察確定的要求(第63條)。(7)新增順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施使用條件(第65條)(8)新增采用俯向下行順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯的條件(第67條)。

采用傾角≥25°的下向順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時,應(yīng)當采取有效防范鉆孔積水、確保抽采效果的技術(shù)措施,否則不得采用。(9)提出對預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行的措施效果檢驗,應(yīng)當優(yōu)先采用預(yù)抽區(qū)域的殘余瓦斯含量指標(第69條),刪除了采用間接計算殘余瓦斯含量進行預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域措施效果檢驗時的要求。(10)增加了對定長向鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行效果檢驗的要求(第72條),分段進行檢驗時每段的最小長度要求(第73條)。定長向鉆孔區(qū)域預(yù)抽煤巷條帶可分段(≮80m)檢測每隔20-30m至少布1個檢測點;每段檢驗區(qū)域≥5個檢測點順層鉆孔區(qū)域預(yù)抽煤巷條帶可分段檢驗測試穿層鉆孔區(qū)域預(yù)抽煤巷條帶可分段(≮200m)檢測每隔30-50m至少布1個檢測點預(yù)抽區(qū)段和回采區(qū)煤層瓦斯區(qū)域防突措施效果檢驗:①可分段(≮200m)檢測②按區(qū)段(或采煤面)寬度≤120m,沿采煤面推進方向每間隔30~50m至少布置2個檢測點;否則,沿采煤面推進方向每間隔30~50m至少布置3個檢測點。穿層鉆孔預(yù)抽井巷揭煤區(qū)域防突效果檢驗:至少布置4個檢驗測試點,分別位于井巷中部和井巷輪廓線外的上部和兩側(cè)。自煤層頂板揭煤的,應(yīng)在巷道輪廓線下部增加至少增設(shè)1個檢測點。注意:測試點應(yīng)處于鉆孔密度較小、孔間距較大、預(yù)抽時間較短的位置,避開采掘巷道的排放范圍和工作面的預(yù)抽超前距;在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域適當增加檢測點。﹥20m穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域防突效果檢驗測試點4、第四章局部綜合防突措施(1)修改了井巷揭煤工作面的揭煤作業(yè)、掘進方式要求(第78~82條);

揭煤作業(yè)包括從距突出煤層底(頂)板的最小法向距離5m開始,直至揭穿煤層進入頂(底)板2m(最小法向距離)的全過程。當工作面預(yù)測、措施效果檢驗或者揭煤前驗證為突出危險工作面時,必須采取或者補充工作面防突措施。(2)明確工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象必須采取區(qū)域防突措施,工作面出現(xiàn)其他突出預(yù)兆必須采取工作面防突措施(第86修條);(3)刪除了綜合指標法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性指標;(4)修改了復(fù)合指標法和R值指標法預(yù)測鉆孔從第2m深度開始測試;(5)修改了突出煤層煤巷掘進工作面遇到落差超過煤層厚度的斷層時應(yīng)當執(zhí)行措施(第103條);——參照石門揭煤(6)刪除了煤巷掘進工作面水力沖孔措施;(7)修改了安全防護措施部分條款與2016版《煤礦安全規(guī)程》內(nèi)容一致,將起爆及撤人地點要求修改為“起爆及撤人地點必須位于反向風門外且距工作面500m以上全風壓通風的新鮮風流中,或者距工作面300m以外的臨時避難硐室內(nèi)。”(第120條);5、附錄(1)修改了防治煤與瓦斯突出基本流程參考示意圖。(2)修改了最大保護垂距計算中層間硬巖(砂巖、石灰?guī)r)含量系數(shù)計算表達式。(3)新增了井巷揭煤作業(yè)基本程序參考示意圖

說明:穿層鉆孔預(yù)抽井巷揭煤區(qū)域煤層的瓦斯區(qū)域防突措施,也可以采用鉆屑瓦斯解吸指標進行措施效果檢驗。一、防突發(fā)展歷經(jīng)階段1、安全防護措施為主階段上世紀50年代以前;以突出預(yù)兆、震動性放炮為主,易發(fā)生大量突出。2、全面采用防突技術(shù)措施階段上世紀90代前;措施成本很高,且難以確保有效防治突出。3、局部“四位一體”綜合防突措施階段2009年以前;采掘工作面突出危險性預(yù)測、消除突出危險性措施、措施效果檢驗、安全防護。措施的可靠性依賴于突出危險性預(yù)測和措施有效性檢驗的可靠性,對近距離機械化生產(chǎn)提出了挑戰(zhàn)。4、區(qū)域“四位一體”先行、局部“四位一體”補充階段2009年頒布《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。新增了區(qū)域突出危險性預(yù)測及驗證、區(qū)域消突措施及其效果檢驗。5、現(xiàn)階段2019年頒布《防治煤與瓦斯突出細則》。強化企業(yè)防突主體職責,細化規(guī)范建設(shè)、生產(chǎn)防突流程,固化防突實用新技術(shù),推進防突過程的信息化、防突的全面可控和質(zhì)量標準化。第三節(jié)防治煤與瓦斯突出發(fā)展史

二、安全防護措施《細則》第28條:突出煤層任何區(qū)域的任何工作面進行揭煤和采掘作業(yè)期間,必須采取安全防護措施。1、突出預(yù)兆《細則》第五十條:噴孔、頂鉆,瓦斯涌出持續(xù)增大或者忽大忽小,煤壁外鼓、掉渣,響煤炮聲(機槍聲、悶雷聲、劈裂聲),煤塵增大,煤壁溫度降低、掛汗等。2、安全防護措施種類《細則》第116條:在井巷揭煤、突出煤層中采掘作業(yè),必須采用反向風門、隔離式自救器、遠距離爆破、避難硐室、壓風自救裝置等措施。

“六大系統(tǒng)”3、反向風門——災(zāi)變隔離設(shè)施,將井下進風區(qū)域與用風、回風區(qū)域分隔開。非人為干預(yù)情況下,此通風設(shè)施能保證井下風流動的單向性。(1)《細則》第118條:1)揭煤或在突出煤層的掘進面的進風側(cè),必須設(shè)置2道及以上反向風門。2)風門強度:

墻垛:磚、料石、混凝土砌筑,墻垛厚≥0.8米

掏槽嵌入煤(巖)深度:巖石≥0.2米;進入硬幫硬底實體煤≥0.5米3)通過風門的風筒、水溝、刮板機道等,必須設(shè)逆向隔斷裝置。(2)《細則》第119條允許在炮掘面安設(shè)擋欄,“阻煤放氣”。≥10米≥70米≥4米專用回風巷回風饒道、回風石門(3)《細則》第31條第六款:開采突出煤層時,工作面回風側(cè)不得設(shè)置調(diào)節(jié)風量的設(shè)施。要求:調(diào)風設(shè)施設(shè)在工作面進風巷,有條件應(yīng)設(shè)成單向調(diào)節(jié)風門。容易自燃的突出煤層不準開放式均壓通風,可采取其他防自燃措施。開放性均壓通風:調(diào)整采場壓力分布,減少采空區(qū)漏風,抑制自燃。4、獨立可靠的通風系統(tǒng)采煤面掘進面

絞車房《細則》第31條:1)采掘工作面回風應(yīng)直接進入專用回風巷。

采區(qū)回風巷

區(qū)段回風石門

布置為專用回風巷;2)準備采區(qū)時,突出煤層掘進巷道的回風不得經(jīng)過有人作業(yè)的其他采區(qū)回風巷。3)距突出煤層垂距≤10m的掘進施工時,嚴禁工作面串聯(lián)。4)突出煤層嚴禁采掘工作面的回風切斷其他作業(yè)點唯一出口,雙巷掘進工作面必須交替作業(yè)。?5、避難硐室——“六大系統(tǒng)”

采區(qū)避難硐室建設(shè)標準降低,采掘巷道500m范圍內(nèi)增設(shè)臨時避難硐室或其他臨時避險設(shè)施。

《細則》第117條:

1)突出礦井必建采區(qū)避難硐室,必須接入礦井壓風、供水管路,滿足采區(qū)人員額定防護時間≥96小時。當然“六大系統(tǒng)”的其他部分也應(yīng)接入,配備必要的食物、醫(yī)用品、自救器,甚至降溫、消除有害氣體的器材。

2)臨時避難硐室必須設(shè)置密閉門或按反向風門標準的隔離門,只接入礦井壓風管路,內(nèi)設(shè)壓風自救裝置、電話、自救器和飲用水。6、壓風自救裝置按原“六大系統(tǒng)”要求設(shè)置《細則》第121條:采掘工作面、有人作業(yè)回風巷均應(yīng)布置。

1)采掘工作面巷道放寬到“壓縮空氣管道”;

2)至少一組的壓風自救裝置設(shè)置地點:

?距采掘工作面25-40m的巷道內(nèi);

?起爆地點、警戒地點、撤離人員集中地點;

?長距離掘進巷中、避災(zāi)路線上每隔200m處;

?回風巷有人作業(yè)點;

?預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突的施工區(qū)增加裝置組數(shù)。

3)每組裝置可供5-8人使用,

供給量≥0.1米3/人·分

7、安全監(jiān)控系統(tǒng)——“六大系統(tǒng)”比AQ1029-2007要求高。1)《細則》第31條第五款:

在采煤工作面的進、回風巷,掘進工作面回風流,采區(qū)回風巷及總回風巷,應(yīng)當安設(shè)全量程或高低濃度甲烷傳感器。干式排渣工藝施工的,還應(yīng)懸掛CO報警儀或設(shè)置CO傳感器。2)《細則》第32條第一款:

施工防突措施鉆孔時,在鉆機回風側(cè)10m范圍內(nèi)應(yīng)當設(shè)置甲烷傳感器,并具備超限報警斷電功能。

報警濃度≥1.0%、斷電濃度≥1.5%、斷電范圍為打鉆地點20m范圍及其下風側(cè)的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源。——云南省還要求:開鉆的鉆場,采掘面過老空,采動泄壓帶,地質(zhì)構(gòu)造帶,距突出煤層<15m的巖巷掘進面,掘進除塵風機安裝處等增設(shè)甲烷傳感器。8、遠距離爆破——《細則》第120條:明確揭煤、炮采掘工作面的遠距離要求,并修正了距離。

爆破作業(yè)面人員所處地點類別人員所處環(huán)境距爆破點距離備注井巷揭煤起爆地點撤人地點反向風門外的全風壓新風≥500m未形成全風壓通風時,井下斷電撤人至地面,嚴禁井口側(cè)20m、井口前50m范圍內(nèi)火源。避難硐室≥300m煤巷掘進面起爆地點進風側(cè)反向風門之外的全風壓新風≥300m(強度定)/避難硐室采煤工作面起爆地點位于工作面外的進風側(cè)≥100m(礦總定)/說明:井巷揭煤爆破時,須明確起爆地點、避災(zāi)路線、警戒范圍,制定停電撤人等措施。

遠距離爆破后,進入工作面檢查時間不小于30分鐘。——《細則》第27條第八款:采掘工作面使用三級的煤礦許用含水炸藥。——《細則》第27條第四款:坡度>25°的上山炮掘面,采用炮眼≤

1.0m的全斷面遠距離一次爆破。——《細則》第27條第六款:掘進面與貫通巷相距50m時鉆孔一次打透,小于50m時,被貫通巷正常通風、不得作業(yè),放炮時不能有人。——《細則》第78、80條:揭煤工作面距煤層法向距離5m至進入頂(底)板2m的范圍,要采用遠距離爆破掘進;禁止采用震動爆破揭煤。三、防突技術(shù)措施1、防突技術(shù)措施主要包含內(nèi)容:1)超前鉆孔排放瓦斯——“大直徑向中小直徑”轉(zhuǎn)變,局部防突措施。2)超前鉆孔預(yù)抽瓦斯——從局部防突向局部、區(qū)域、地面全方位發(fā)展。3)開采保護層——區(qū)域防突措施。4)水力沖孔——石門揭煤的“增透卸壓”措施,煤巷掘進面不得使用。

但同水力擠壓一樣,發(fā)展為深部煤(巖)體水力割縫。5)松動爆破——采掘工作面“增透卸壓”措施,禁止>8°上山掘進面使用。6)金屬骨架——石門揭煤強化煤體的輔助措施。

7)煤體固化、前探支架——掘進工作面強化煤體的輔助措施。8)鉆孔注水濕潤煤體措施——從區(qū)域向采煤工作面限制說明:《細則》102條:有突出危險的煤巷掘進面,局部防突措施的選項。《細則》108條:在采煤工作面局部防突措施中的選項。2、超前鉆孔排放瓦斯從掘進工作面向前方煤體施工一定數(shù)量的鉆孔,保持一定的超前距,達到排放瓦斯、釋放應(yīng)力的目的。1)鉆孔排放有效半徑(R排)——考察經(jīng)驗公式:R排=10D鉆

D鉆

——鉆孔直經(jīng)2)掘進面保持超前距≥5米或7米,

采煤面保持超前距≥3米或5米,否則,必須采用小直徑(42-75mm)超前排放鉆孔防突措施。——《細則》第76、103條。卸壓帶原始應(yīng)力帶應(yīng)力集中帶超前距工作面循環(huán)推進距工作面地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴重地帶“自然拱”——應(yīng)力向深部移動3)排放鉆孔直徑《細則》第76、97、103、104、109條:①井巷揭煤工作面、煤巷掘進工作面、采煤工作面:超前鉆孔直徑一般為75~120mm。②地質(zhì)條件劇烈變化、地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或者煤層賦存急劇變化處:

煤巷掘進面的超前鉆孔直徑改為42~75

mm。③煤巷掘進面、采煤面第一次執(zhí)行工作面防突措施,或措施超前距不足:超前鉆孔直徑為42~75

mm。④>120mm鉆孔必須有防鉆孔施工發(fā)生突出的措施——《煤礦安全規(guī)程》4)超前排放鉆孔控制范圍和鉆孔長度《細則》第97、104條:

作業(yè)類別煤層傾角控制范圍鉆孔長度石門揭煤工作面/兩側(cè)和上部輪廓線外至少5m、下部至少3m鉆孔穿透煤層全厚,否則:穿煤長度≥15m(且留有≥5m的煤層掘進超前距)。立井揭煤急傾斜沿煤層走向兩側(cè)、沿上部輪廓線外至少5m;沿下部輪廓線外至少3m<45°井筒四周輪廓線外至少5m煤巷掘進工作面近水平、緩傾斜煤層兩側(cè)各5m;煤厚時,控制全厚或頂部≥

7m、底部≥

3m鉆孔長一般10-20m,較長時,巷兩側(cè)應(yīng)增加1-2個淺孔,防范空白帶。傾斜、急傾斜煤層上幫7m、下幫3m;煤厚時,控制全厚或頂部≥

7m、底部≥

3m2、超前鉆孔預(yù)抽瓦斯(1)工作面局部防突措施——《細則》第97、104、109條:

1)當作為井巷揭煤、采掘工作面的局部防突措施時,超前預(yù)抽鉆孔的鉆孔直徑、鉆孔長度和鉆孔控制范圍與超前排放鉆孔完全相同。

2)《細則》第96條:實施超前鉆孔預(yù)抽瓦斯、超前鉆孔排放瓦斯、水力沖孔措施的揭煤工作面與突出煤層間的最小法向距離均為5m。3)《細則》第64條第七款:煤巷掘進和采煤工作面距未區(qū)域預(yù)抽、或預(yù)抽防突效果無效區(qū)域的邊界≮20m。

(2)預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施——《細則》第60、64、66、67條:1)預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施預(yù)抽類別鉆孔特征預(yù)抽有效控制范圍地面井預(yù)抽煤層瓦斯定向長鉆孔P瓦≥3MPa且無保護層開采、不能遠程操控打鉆的區(qū)域。預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯控制煤巷前方≥300m及煤巷兩側(cè)輪廓線外15m范圍(±5)順層鉆孔控制煤巷前方≥60m及煤巷兩側(cè)輪廓線外15m范圍(±5)穿層鉆孔控制整條煤層巷道及煤巷兩側(cè)輪廓線外15m范圍(±5)預(yù)抽井巷揭煤區(qū)域的煤層瓦斯穿層鉆孔距煤層法距7m前實施;控制石門、井筒揭煤處巷道輪廓線外12m(急傾斜煤層底部或下幫6m),只能分段實施的,各段能控制揭煤面前方≮20m的煤層。預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯穿層鉆孔控制區(qū)段內(nèi)整個回采區(qū)域、兩側(cè)回采巷道及其外側(cè)輪廓線外15m范圍(±5傾斜、急傾斜:上幫20m,下幫10m)順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)煤層瓦斯順層鉆孔控制整個回采區(qū)域的煤層,有條件優(yōu)先用定向鉆機施工穿層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施緩傾斜、近水平煤層控制范圍預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施傾斜、急傾斜煤層控制范圍穿層(上圖)、順層(下圖)鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施控制范圍2)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯——作為區(qū)域防突措施的條件

《細則》第65條:

①比《規(guī)程》條件收緊,但為資質(zhì)中介留了窗口。

有下列條件之一的突出煤層,不得將順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施:(一)新建礦井經(jīng)建井前評估有突出危險的煤層,首采區(qū)未按要求測定瓦斯參數(shù)并掌握瓦斯賦存規(guī)律的;(二)歷史上發(fā)生過突出強度大于500t/次的;(三)開采范圍內(nèi)f<0.3的;f為0.3~0.5,且埋深大于500m的;f為0.5~0.8,且埋深大于600m的;煤層埋深大于700m的;煤巷條帶位于開采應(yīng)力集中區(qū)的;(四)煤層瓦斯壓力P≥1.5MPa或者瓦斯含量W≥15m3/t的區(qū)域。

②可順層條帶抽采的有效抽采時間放寬

順層鉆孔預(yù)抽條帶煤層瓦斯的有效抽采時間不得少于

20天;如果在鉆孔施工過程中發(fā)現(xiàn)有噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象的,有效抽采時間不得少于

60天。對比:《規(guī)程》第210條:突出煤層不得采用本巷道順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯作為區(qū)域防突措施。>15m>15m3)影響煤層預(yù)抽效果的因素

與煤層透氣性系數(shù)(λ)、鉆孔直徑、鉆孔抽采半徑、封孔質(zhì)量等有關(guān)。λ物理意義:在1m3煤體的兩側(cè),當瓦斯壓力平方差為1Mpa2時,通過1m2煤層斷面每天流過的瓦斯體積(m3)。抽采難易程度容易抽采可以抽采難以抽采

(m3/Mpa2﹒d)

>100.1~10<0.1強化增透措施//水力壓裂、水力割縫、擴孔卸壓、深孔松動爆破3、水力沖孔1)機理——煤體在高壓水射流的沖擊作用下破碎、掉落,逐漸在煤體中形成一個小孔洞,使煤層局部快速卸壓、裂隙增加、煤層透氣性增高,促進瓦斯解吸和排放。曾有實險證明瓦斯抽采量增大3.5倍。2)煤巷禁用、在傾角不大的石門揭煤允許用,但在提高煤層區(qū)域預(yù)抽效果中得到長足發(fā)展。3)參數(shù):沖孔石門巖厚≧5m;水壓約4~10Mpa水量40~45m3/h鉆孔≧上中下3排、左中右3個。石門全斷面沖出的總煤量(t)數(shù)值不得小于煤層厚度(m)的20倍。25m3/h4、超高壓水力割縫——卸壓增透技術(shù)高低壓轉(zhuǎn)換器金剛石水力割縫鉆頭超高壓旋轉(zhuǎn)水尾超高壓系列鉆桿、膠管超高壓清水泵1)設(shè)備配置GF-100超高壓水力割縫裝置GF-100型超高壓水力割縫工藝示意圖

1-清水箱;2-高壓清水泵;3-高壓膠管;4-高壓旋轉(zhuǎn)水尾;5-淺螺旋鉆桿;6-高低壓轉(zhuǎn)換器噴嘴(壓力>15Mpa,前端封閉,實施割縫);7-水力割縫鉆頭2)超高壓水力割縫工藝超高壓水力割縫卸壓增透工藝

高低壓轉(zhuǎn)換器前端出水,實現(xiàn)鉆孔鉆進功能≯15MPa

高低壓轉(zhuǎn)換器側(cè)向射流,實現(xiàn)切割功能>15MPa

100MPa

Text1Text2Text3正常打鉆鉆割切換高壓割縫7171超高壓水力割縫增透工藝流程用直徑113mm金剛石復(fù)合片鉆頭,按鉆孔設(shè)計參數(shù)施工至設(shè)計深度,按1m割一刀計算該鉆孔需割縫刀數(shù)。關(guān)閉靜壓水,撤出一根鉆桿,連接高壓水,開啟高壓水泵,由低到高壓,通過高壓水流對周邊煤體進行切割,每刀割縫不小于10min。割縫期間根據(jù)孔口返水返渣情況,確定關(guān)閉高壓清水泵時間,待管路卸壓后撤卸1根鉆桿,重新接上高壓管路。123重復(fù)上述步驟,完成預(yù)計割縫刀數(shù)。割縫完成后,及時關(guān)閉超高壓清水泵,待充分卸壓后撤卸鉆桿、封孔完成割縫作業(yè)。472724應(yīng)用實踐工程概況應(yīng)用地點目標煤層平均煤厚/m瓦斯壓力P/MPa瓦斯含量W/m3/t堅固性系數(shù)f瓦斯放散初速度ΔP破壞類型1351(1)運順底板巷11-22.01.48.400.5-0.87-10Ⅱ-Ⅲ鉆孔布置鉆孔長度:

30m~95m鉆孔角度:

25°~84°煤孔長度:

3m~7.5m733)現(xiàn)場割縫增透情況

割煤效果

第一評價單元共施工鉆孔308個,單孔割縫刀數(shù)2-3刀,單刀割縫時間12―20分鐘,平均單孔割縫時間40分鐘,單孔出煤量0.7-1.7t。

割縫額定水壓為100MPa,煤體被切割為均勻的小顆粒,粒度為0.5-1.5cm,在水和螺旋鉆桿的共同作用下,順利排到孔口。

通過割煤,在鉆孔內(nèi)部形成了卸壓抽采空間,降低了煤層應(yīng)力、增加了煤層透氣性。74745、松動爆破——在松軟煤中慎用。

《細則》第105條:煤巷掘進工作面采用松動爆破防突措施時,應(yīng)當符合下列要求:(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)當至少控制到巷道輪廓線外3m的范圍。孔數(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5.5~6m;(三)松動爆破按遠距離爆破的要求執(zhí)行;(四)松動爆破應(yīng)當配合瓦斯抽放鉆孔一起使用。

深孔松動爆破:孔徑一般60~75mm,孔長15~25m,封孔深度不小于5m,孔數(shù)4~5個,其中:爆破孔1~2個,其他孔不裝藥,以提高松動效果。上被保護層下被保護層保護層原始煤體卸壓煤體m+△m地應(yīng)力保護層開采后,頂?shù)装鍍?nèi)煤體移動,被保護層地應(yīng)力降低、產(chǎn)生裂隙,發(fā)生膨脹變形、透氣性增大(瓦斯釋放、煤的塑形增強)。6、開采保護層——首選區(qū)域綜合防突措施技術(shù)原理m上保護層下保護層1)保護層最大保護垂距——《細則》附則E

①簡單查表②較準確的查圖表修正——采深H、工作面長度L、煤層間硬巖含量系數(shù)β2、

保護層開采的影響系數(shù)β1(=保護層煤厚M/保護層最小有效厚度M0,最大為1)上被保護層的最大保護垂距S上:S上=β1β2S’上下被保護層的最大保護垂距S下:S下=β1β2

S’下查表:S’上、

S’下———上保護層、下保護層的

理論最大保護垂距,米參數(shù)取值:M0查圖——與埋深H、工作面長度L有關(guān)(當L>0.3H,取L=0.3H但≯250m

);

β1——

當M≤M0時,β1=M/M0

;當M>M0時,β1=1

η——砂巖、石灰?guī)r等硬巖在層間巖石中所占的百分比;

β2——當η≥50%時,β2=1-0.4η/100;當η<50%時,β2=12)下保護層距上層煤的最小層間距

當α<60°時,H小=KMcosα當α≥60°時,H小=KMsin(α/2)式中:

H小——允許采用的最小層間距,m;M——保護層的開采厚度,m;α——煤層傾角,(°);

K——頂板管理系數(shù):冒落法管理頂板時,K取10,

充填法管理頂板時,K取6。不會破壞上層煤開采條件的最小距離3)保護層保護范圍①沿傾向:按表E.1據(jù)煤層傾角劃定卸壓角δ②沿走向:始采線、采止線以及所留煤柱邊緣位置的邊界線可按卸壓角

δ5=56°~60°劃定4)消減保護層應(yīng)力疊加——《細則》第29條、第30條、第62條①保護層采煤工作面超前于被保護層掘進工作面

②突出煤層的掘進工作面與可能造成應(yīng)力集中的鄰近煤層相向采煤工作面的間距不得小于100m,相向掘進工作面的間距不得小于60m。③在距突出煤層突出危險區(qū)法距<5m的鄰近煤、巖層內(nèi)進行采掘作業(yè)前,必須對突出煤層相應(yīng)區(qū)域采取區(qū)域防突措施并經(jīng)區(qū)域效果檢驗有效。④開采保護層時,采空區(qū)內(nèi)不得留設(shè)煤(巖)柱;必留時煤(巖)柱的位置、尺寸、煤(巖)柱的影響范圍,應(yīng)標注在瓦斯地質(zhì)圖上。在煤(巖)柱及其影響范圍內(nèi)采掘作業(yè)前,必須采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。⑤在同一突出煤層正在采掘的工作面應(yīng)力集中范圍內(nèi),不得安排其他工作面同時進行回采或者掘進。

應(yīng)力集中范圍由煤礦總工程師確定,但2個采煤工作面之間的距離不得小于150m;采煤工作面與掘進工作面的距離不得小于80m;2個同向掘進工作面之間的距離不得小于50m;2個相向掘進工作面之間的距離不得小于60m。7、強化支護、煤(巖)體強度——金屬骨架、煤體固化、前探支架1)《細則》第99條:

井巷揭煤工作面金屬骨架措施一般在石門和斜井上部和兩側(cè)或者立井周邊外0.5~1.0m范圍內(nèi)布置骨架孔。骨架鉆孔應(yīng)當穿過煤層并進入煤層頂(底)板至少0.5m,當鉆孔不能一次施工至煤層頂(底)板時,則進入煤層的深度不應(yīng)小于15m。

鉆孔間距一般不大于0.3m,對于松軟煤層應(yīng)當安設(shè)兩排金屬骨架,鉆孔間距應(yīng)當小于

0.2m。骨架材料可選用8kg/m及以上的鋼軌、型鋼或者直徑不小于50mm的鋼管,其伸出孔外端用金屬框架支撐或者砌入碹內(nèi)等方法加固。插入骨架材料后,應(yīng)當向孔內(nèi)灌注水泥砂漿等不延燃性固化材料。揭開煤層后,嚴禁拆除金屬骨架。骨肉一體、永不分離

2)

井巷揭煤工作面煤體固化措施適用于松軟煤層——增加工作面周圍煤體的強度。向煤體注入固化材料的鉆孔應(yīng)進入煤層頂(底)板0.5m及以上,一般鉆孔間距不大于0.5m,鉆孔位于巷道輪廓線外0.5~2.0m的范圍內(nèi)——可在巷道輪廓線外布置多排環(huán)狀鉆孔。不能一次鉆入煤層頂板時,進入煤層的深度不應(yīng)小于10m。

在鉆孔口封堵牢固后才可注入固化材料。據(jù)注入壓力、注入量決定是否停止注入,固化操作時人員不得正對孔口。

在巷道四周環(huán)狀固化鉆孔外側(cè)的煤體中,預(yù)抽或排放瓦斯鉆孔自固化作業(yè)到完成揭煤前應(yīng)保持抽采或自然排放狀態(tài),否則,應(yīng)當施工一定數(shù)量的排放瓦斯鉆孔。

從固化作業(yè)完成到揭煤結(jié)束的時間超過5天時,必須重新進行工作面突出危險性預(yù)測或措施效果檢驗。多層鑄殼、保持透氣——《細則》第107條:

3)

前探支架——用于松軟煤層的平巷掘進工作面。向工作面前方施工鉆孔,孔內(nèi)插入鋼管或鋼軌,其長度可按兩次掘進循環(huán)的長度再加0.5m,每掘進一次施工一排鉆孔,形成兩排鉆孔交替前進,鉆孔間距為0.2~0.3m。

巷內(nèi)加骨、交替強抬四、局部“四位一體”綜合防突措施

——在防突技術(shù)、安全防護的措施基礎(chǔ)上增加了預(yù)測、檢驗、再檢驗…

“步兵侵入前,偵察兵偵測,工兵探(排)雷,近距確認”1、采掘作業(yè)前方局部范圍煤體的突出性預(yù)測

工作面預(yù)測、措施效果檢驗、揭煤前驗證——預(yù)測方法完全一致2、突出性預(yù)測方法

1)鉆屑瓦斯解吸指標法

2)鉆屑指標法

3)復(fù)合指標法

4)R值指標法

3、鉆屑瓦斯解吸指標法——預(yù)測井巷揭煤工作面

1)《細則》第88條:鉆孔鉆進到煤層時每鉆進1m采集一次孔口排出的粒徑1~3mm的煤鉆屑,測定其瓦斯解吸指標K1

或者△h2值。

2)△h2的物理意義:煤樣(10g)自煤體脫落于大氣之中,在第4~5分鐘(共2分鐘),煤樣解吸瓦斯所產(chǎn)生的壓力差。單位:Pa(或mmH2O

)

3)常用測量儀器MD-2鉆屑瓦斯解吸儀——一種傳統(tǒng)的、可現(xiàn)

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