煤矿班队长以上管理人员防突知识陪训课件.ppt

,卧龙湖煤矿班队长以上管理人员防突知识培训卧龙湖煤矿2016年3月17日,煤与瓦斯突出防治技术与管理,二零一六年三月十七,卧龙湖煤矿,主 要 内 容,二,三,煤与瓦斯突出概况,防突预测预报仪器仪表,一,综合防突措施,四,防突钻孔施工及设备,五,典型突出事故案例,六,矿井防突管理,一,煤与瓦斯突出概况,1、煤与瓦斯突出的定义,煤与瓦斯突出：在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。煤与瓦斯突出煤层：指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。煤与瓦斯突出矿井：在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。,煤与瓦斯突出基本知识教学视频,1、瓦斯：无色，无味，比空气轻（容重为空气的0.554倍），微溶于水（35L/m3）,燃烧时火焰呈现兰色。对突出起作用的瓦斯压力和吨煤瓦斯含量。2、地应力：自重应力、构造残余应力，采掘支承压力。构造煤及其分布规律。3、煤质结构：煤的软硬度变化（塑性变化）、煤的种类、破坏类型。,2、发生煤与瓦斯突出的因素,3、煤与瓦斯突出类型,煤的突然倾出：主要由重力引起，瓦斯在一定程度上参与倾出过程。煤的突然压出：由构造应力或开采集中引起，瓦斯起次要作用。按形式不同，压出分为两类：突然移动 煤体整体移动，不抛出煤、不形成孔洞 突然挤出 发生在构造应力大，有软分层等条件下煤与瓦斯突出：地应力和瓦斯压力共同参与。,按突出动力现象分类,按动力现象强度分类,小型突出：强度1000t/次,按作业地点分类,煤巷掘进突出：平巷、上山、下山石门揭煤突出：次数不多，但强度最大回采工作面突出竖井突出岩巷突出,4、煤与瓦斯突出特点及危害,煤与瓦斯突出的特点:煤与瓦斯突出是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，它能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤(岩)抛出物，造成人员窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故，造成更大的灾难。,到目前为止，由于突出过程的复杂性和现有科学技术的局限性，人们对煤与瓦斯突出机理的认识仍然处于定性阶段，对突出现象发生的许多方面还未能作出科学、全面、完整的解释。对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。,煤与瓦斯突出的危害：（1）动力摧毁作用；（2）缺氧窒息作用；17%，工作时会出现喘气或呼吸困难；15%时，会失去劳动能力；12%（瓦斯为43%，空气为57%）时会丧失理智，78分钟会有窒息死亡危险；9%（瓦斯为57%，空气为43%）时丧失理智，23分钟会有窒息死亡。6%（瓦斯为71%，空气为29%）时会丧失理智，立即窒息死亡。国际劳动局（Internationl Labour office）制定的煤矿安全与健康实用规程（1985年5月，日内瓦）规定：“任何地点空气中的氧气成分低于19%，都不适合人员作业和通过”。我国规定“当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具”。,（3）发生瓦斯爆炸。其危害以可分为三个方面：A、火焰锋面：传播速度从每秒几十厘米100 m/s，最大可达音速；温度21502650。B、冲击波：传播速度大于音速，可达1000 m/s。正向传播的峰值压力一般为0.50.8MPa，最高可达2MPa。人体抵抗能力为2.0KPa。C、巷道中大气成份的变化：生成大量的CO、CO2、水蒸气。CO浓度一般在0.4%以上。CO浓度0.4%，人维持810分钟；CO浓度1.0%，人维持12分钟；（4）突出煤自燃、进而引发瓦斯爆炸。,5、突出发生的一般规律,突出发生在一定深度上，开始突出的最浅深度称为始突深度，标志着突出需要起码的地应力和瓦斯压力。随着开采深度的增加，突出的危险性增大。主要表现为突出次数增多、突出强度增大、突出煤层增多和突出危险区域扩大。突出次数和突出强度随着煤层的厚度，特别是软分层的厚度增大而增加，突出最严重的煤层往往是最厚的主采煤层。突出的气体主要是甲烷，少数情况是二氧化碳。,5、突出发生的一般规律,突出煤层的力学强度低（f10），煤层破坏类型为类。煤体破坏程度越严重，煤的硬度越小，突出危险性越大。一般情况，煤层增厚时容易突出，合层时也容易突出。由上向下的突出较多，由下而上的突出极少。突出的危险性随着煤层倾角的增大而增加。突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。90%以上的突出（石门突出除外）发生在向斜轴部、扭转地带、断层和褶曲附近。突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近区域，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处，回采工作面的集中应力区，掘进工作面临近贯通处等地点。,5、突出发生的一般规律,采掘工作往往可诱发突出,大多数突出发生在放炮和落煤工序。煤与瓦斯突出具有延期性。放炮后没有立即发生的突出，称延期突出。延迟的时间由几分钟到十几分钟，它的危害性更大。突出发生在掘进工作面较多，回采工作面较少。石门揭煤的突出危险性最为严重。,突出煤层具有临界瓦斯压力和瓦斯含量，随着瓦斯压力的增大，煤层的突出危险性增大。但突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系。瓦斯压力低，含量小的煤层可能发生突出；压力高，含量大的煤层也可能不突出。因为突出是多种因素综合作用的结果。但值得注意的是，我国30处特大型突出的煤层瓦斯含量都大于20m3/t。,5、突出发生的一般规律,突出危险性随着有硬而厚的围岩存在而增高.突出煤层的顶底板透气性越差，越有利煤层的瓦斯储存，其突出危险性越大。突出前常有预兆。,5、突出发生的一般规律,6.煤与瓦斯突出预兆,突出预兆分为有声预兆和无声预兆两类：,有声预兆响煤炮。在煤层内发生像机关枪、炮击声。突出压力显现声。支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤璧能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。无声预兆压力增大。顶板来压，片帮、掉碴、煤壁向外鼓，煤岩自行剥落。煤层变化。层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。瓦斯及温度变化。瓦斯涌出异常，忽大忽小；煤尘增大、气味异常，发闷；煤壁发冷，气温下降等。打钻时出现顶钻、吸钻、喷煤、喷瓦斯、装药顶炮等。应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅仅出现一种或几种。,二,综 合 防 突 措 施,第一节,综合防突措施及执行程序,区域防突措施先行，局部防突措施补充,防治煤与瓦斯突出执行程序,从安全区域向突出煤层施工防突工程,大面积消除突出危险性,安全开采突出煤层,区域瓦斯治理技术,区域突出危险性预测,区域防突措施,区域措施效果检验,区域验证,局部瓦斯治理技术,工作面突出危险性预测,工作面防突措施,工作面措施效果检验,安全防护措施,工作人员长期在突出煤层中作业，任何一环出现问题，都有可能发生突出事故，造成人员的伤亡；危险性较大。,突出煤层（危险源）,防突工程,煤层巷道,防治煤与瓦斯突出基本流程示意图,区域综合防突措施的基本程序,区域综合防突措施的具体内容,开采保护层,上保护层,地面钻井预抽煤层瓦斯,穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯,区域防突措施,预抽煤层瓦斯,下保护层,穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯,顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯,穿层钻孔预抽石门（立、斜井）揭煤区域瓦斯,顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯,局部综合防突措施的基本程序,防突预测超前距：煤巷掘进和回采工作面均为2m；防突措施超前距：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；地质破坏带，煤巷掘进工作面不小于7m，回采不小于5m。,综上所述：区域治理是变高瓦斯、突出煤层为低瓦斯、无突出煤层的治本之策。局部治理俗称“拼刺刀”，风险大，不可预知、不可控因素多，不能从根本上杜绝突出事故发生。所以，必须坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”原则，做到“多措并举，可保必保，应抽尽抽，效果达标”，确保“不掘突出头，不采突出面”。,第二节,防突钻孔布置原则,首先，降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量，释放煤体内的瓦斯潜能。其次，煤体收缩变形，煤体所受的应力降低，透气性增大；同时煤体中的弹性潜能得到释放。此外，增大煤体的机械强度和煤体的稳定性，从而使煤与瓦斯突出的阻力增大，进一步减弱或消除突出危险性，起到防突效果。就钻孔实施地点来说可分为石门揭煤预抽钻孔、煤巷条带预抽钻孔（底抽巷穿层钻孔）和回采工作面预抽钻孔（以顺层孔为主）,实施预抽煤层瓦斯钻孔消突的基本原理,1、石门揭煤防突钻孔布置原则,采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），当钻孔不能穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；若巷道揭煤后进入煤巷掘进时，还应保证最前端钻孔至少控制到巷道揭开煤点前1520m位置。,1-控制范围最外处钻孔；2-石门；4-大巷,以单一突出危险煤层为例。通过底抽岩巷施工煤巷条带穿层钻孔抽采，消除顺槽预掘区域的突出危险性；然后掘进顺槽，在顺槽内施工顺层钻孔抽采工作面瓦斯以区域性消除工作面突出危险。,底抽巷穿层钻孔和顺层钻孔抽采布置,穿层孔与顺层孔瓦斯抽采技术动画演示,2、煤巷掘进防突钻孔布置原则,采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施时，钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。钻孔控制巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m（卧龙湖煤矿实际控制15.5m）。,3、回采工作面防突钻孔布置原则,采用顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施时，钻孔应当控制整个开采块段的煤层。当采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施时，机、风两巷顺层钻孔至少压茬10m。,防治煤与瓦斯突出规定第五十条规定：预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。,其他要求：,第三节,防突预测指标的含义,煤矿常用的防突预测指标：1、煤层瓦斯含量W，突出临界值为6.5m3/吨（公司）；2、煤层瓦斯压力P，临界值0.74MPa；3、钻屑瓦斯解吸指标K1值，突出临界值为0.4（公司）；4、钻屑瓦斯解吸指标h2，突出临界值为160Pa（公司）；5、钻屑量S，突出临界值为4.8kg/m(公司)。,煤层瓦斯含量：是指煤层内单位重量或单位体积的煤在自然条件下所含的瓦斯量，单位是m3/t。它是煤与瓦斯突出的基本条件，当其8m3/t时就具备发生突出的条件。残余瓦斯含量：为经预抽或经采动卸压后的瓦斯含量，是可解吸瓦斯含量和残存瓦斯含量之和。残存瓦斯含量：常压下不可解吸，对突出没有贡献，也无法抽采。,DGC瓦斯含量测定装置,井下测定装置,实验室测定装置,1、煤层瓦斯含量W,粉碎前自然解吸瓦斯量（W2）,常压吸附瓦斯量（Wc）,煤层瓦斯含量（W）,残存瓦斯含量：常压下不可解吸，对突出没有贡献，也无法抽采利用。,损失瓦斯含量（W1）,包含井下常压解吸量（W21）和地面（实验室）常压解吸量W22）,粉碎自然解吸瓦斯量（W3）,采用粉碎方式加速瓦斯解吸,煤层瓦斯含量构成图W=W1+W2+W3+WC,使用DGC装置测定煤层瓦斯含量的具体操作程序,DGC型瓦斯含量直接测定装置操作流程.doc,煤层瓦斯压力：是指煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力，通俗讲就是煤层中所含的瓦斯表现出来的压力，单位是MPa。它是发动煤与瓦斯突出的能量，当其0.74 MPa时就具备发动突出的能力。,残余瓦斯压力：为经预抽或经采动卸压后的数值。,1-测压管筛管，2-档板，3-砂浆，5、测压管，6-压力表,1-测压管筛管，2-档板，3-砂浆，5、测压管，6-压力表,瓦斯压力测定装置,2、煤层瓦斯压力 P,钻屑瓦斯解吸指标K1值：为煤层瓦斯解吸特征系数，其值等于煤体暴露后第1min内 每克钻屑的瓦斯解吸量，K1值 综合反映了瓦斯压力、可解吸 瓦斯量、瓦斯放散能力、煤体 破坏类型等，K1值越大，突出危险性越大。单位ml/gmin1/2，其临界值为0.5 ml/gmin1/2。,3、钻屑瓦斯解吸指标K1值,WTC（YTC）瓦斯突出参数仪,钻屑瓦斯解吸指标h2：是指10克煤样自煤体脱落暴露在大气中，以水柱计压差值（压力变化）来表示的第3min到第5min的累积瓦斯解吸量，h2值综合反映了瓦斯压力、可解吸瓦斯量、瓦斯放散能力、煤体破坏类型等，h2值越大，突出危险性越大。,MD-2型煤层瓦斯解吸仪,4、钻屑瓦斯解吸指标h2,钻屑指标钻屑量S：指1分钟内直径42mm钻杆推进1m时产生的钻屑，钻屑量S反应地压指标，钻屑量越大，说明地压越大，突出危险性越大。,5、钻屑指标钻屑量S,KL-10型管型测力计,三,防突预测预报仪器仪表,目前，煤矿常用的突出危险性预测预报仪器有：1、DGC瓦斯含量直接测定装置；2、瓦斯压力直接测定装置；3、WTC(或YTC)瓦斯突出参数仪；4、MD-2型瓦斯解吸仪；5、管型测力计。,井下取样及现场解吸量测定1.井下取样首先要钻头开孔到预定位置，然后换用取芯管(或压风排渣)进行煤样的采取。在取样过程中要记录四个时间，分别为：停钻时间（开孔到预定位置时间）、开始取样时间（用取样管钻进开始取样）、取样结束时间（取样管钻进结束时间）和开始解吸时间（与井下解吸仪连接时间）。在井下取样时间要尽量缩短，越短越好，从开始取样到开始解吸这个时间段超过60min时，本样作废。,1、煤层瓦斯含量的测定,2.现场解吸量测定，首先要将井下解吸仪充水，开始解吸前记录初始刻度。然后在煤样筒与解吸连接时打开秒表记录时间，每分钟记录一次数据，直到30min结束。当解吸过程中井下解吸仪需要换水时，不要停止秒表，要关闭阀门，当换水完毕后开启阀门，到整数时间时读数，这样把关闭阀门期间累加解吸量平均到关闭阀门时间段上。3.井下解吸结束后，关闭煤样筒阀门，直到到达实验室解吸开始解吸时不能打开阀门。4.记录井下大气压力、温度。若采用水力排渣，一定要在取芯钻孔附近采取原始煤样用以水分校正。5.井下解吸工作完成后，详细填写记录表后连同煤样一起送达防突实验室。由于地面解吸工作有防突实验室专业人员操作，本次不再予以讲解。,1、煤层瓦斯含量的测定,井下取样及现场解吸量测定,2.煤层瓦斯压力的测定装置及测定方法,填料封孔测压法,打完钻孔后，先用水清洗钻孔,再向孔内放置带有压力表接头的测压管，管径约为6-8mm，长度不小于6m，最后用充填材料封孔。,瓦斯压力测定装置,常用测压方法,1-测压管筛管，2-档板，3-砂浆，5、测压管，6-压力表,一、WTC(YTC)瓦斯突出参数仪的使用和维护,1。需要的仪器JCX-10/100光干涉甲烷测定器数字式标准仪 1台2。标准仪的安装调试、通常情况下仪器应安装在能够恒温恒湿的室内，将标准仪置于坚实的工作台面上，台面应平整，最好在台面上铺一层橡胶板；、接通电源，按下电源开关；、将仪器接嘴封住，检查仪器各部件功能及压力系统的气密情况，一切良好后，方可使用。,（一）煤样罐漏气检验方法,3.漏气检验方法、关闭标准仪的排气阀，打开电源开关，系统内自动充气，达到所需压力值时电磁气泵自动停机。、标准仪的零点标校：标准仪零点在温度变化的情况下会产生微小的漂移，这时应对零点进行调整，方法是：将仪器开机预热30min，然后旋转校零旋钮将其调整到零点。、检查煤样罐罐盖及盖上阀门密封圈是否完好，并拧紧罐盖和盖上阀门。,（一）煤样罐漏气检验方法,、使用5硅胶管将煤样罐出气口与校准仪光瓦接头相连，旋转校准仪加压阀给煤样罐加压到一定压力（一般5KPa-7KPa），观察校准仪数显表压力在一段时间内是否有变动，若变化微小（0-20Pa），则说明煤样罐气密性良好，否则，煤样罐漏气，需检查、更换密封圈。（亦可将煤样罐浸没水中，加压后查看是否有水泡冒出。）,（一）煤样罐漏气检验方法,1.预测前的准备工作。按说明书要求将仪器充足电、并试操作一遍，确认无问题后，方可带仪器下井工作；到达现场后，仪器放置要平稳，人员分工明确。2.具体操作如下：开机预热5分钟，删除仪器保留数据，并按提示步骤调整日期和时间、输入工作面编号和K1值、钻屑量（S）的临界指标；,（二）WTC型瓦斯突出参数仪测定K1值的操作步骤：,按措施要求在煤层内选择好适当位置施工预测钻孔，用风煤钻打眼，钻孔孔径42mm，打钻速度控制在1米/分左右，并要考虑钻进速度对钻屑量的影响。煤巷掘进面每米测定一次钻屑量，每两米测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1（揭煤面每米测定一次K1）；钻孔每钻进2m，用1-3mm的组合筛子在孔口接煤粉（3mm筛子在上，1mm筛子在下），接煤粉的同时启动秒表计时，充分筛分后迅速装入煤样杯中，并用筛子刮平，使装入煤样体积和煤样杯体积一致，,（二）WTC型瓦斯突出参数仪测定K1值的操作步骤：,然后拧紧罐盖，松开盖上阀门，当秒表计时时间达到预定值t0时（t0一般应取1min、1.5min、2min，不应超过2min），拧紧盖上阀门并开始测量；测量5分钟后，输入取样时间t0和钻孔长度，并确认，则仪器自动显示K1值。然后倒掉煤样，再进行下一个煤样的测定；所有煤样的K1值测完后，按预报键，输入Smax值，再确认，仪器将自动显示突出危险性等级；全部煤样测完后，按仪器说明书规定的方法关机；,（二）WTC型瓦斯突出参数仪测定K1值的操作步骤：,仪器带上井后，在断电的情况下，将微型打印机和WTC仪器联接好，接通电源，按仪器上的打印键，打印机将自动打印出全部预测数据和预测结果。3.注意事项应严格按说明书进行操作。，不得打开主机盖；仪器长期不用时(30天以上)，必须每30天充一次电；必须对每次测定结果作系统整理、分析，并将测定结果及时送交领导审阅。,（二）WTC型瓦斯突出参数仪测定K1值的操作步骤：,二、MD-2型瓦斯解吸仪的使用和维护,二、MD-2型瓦斯解吸仪的使用和维护,（一）MD-2型瓦斯解吸仪气密性检查方法,该仪器要定期进行气密性检查，其检查方法是：给仪器水柱计注水，并将两侧液面调整至零刻度线；拧紧气样室上盖，打开两通、三通旋塞；仪器倾斜，使水柱计两侧液面产生变化，然后拧紧三通旋塞，将仪器水平放置；观察水柱计液面在1min内是否有变化，如没有下降，证明仪器气密性完好；如水柱下降，说明仪器气密性不合格，应检修，否则不能使用。,、入井前准备工作向仪器内注水，将仪器两侧液面调整到“0”刻度线；检查仪器的密封性能，若密封失败，需更换新的密封圈。、具体操作如下将仪器放在三脚架上，并调整三脚架高度使仪器两液面调整到“0”刻度线；钻孔施工及接煤样同K1值一致；,（二）MD-2瓦斯解吸仪测定h2的操作步骤,首先打开两通旋塞，然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室中，拧紧解吸室上盖，打开三通旋塞，使解吸室、水柱计和大气连通，煤样处于暴露状态；当煤样暴露时间为3min时（从接煤样开始计时），迅速逆时针方向旋转三通旋塞，使解吸室与大气隔绝，仅与水注计连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时；钻屑解吸指标h2为测定开始后第2min末解吸仪水柱计压差读数，该指标直接从解吸仪水柱计上读取。,测量结束后，拧开解吸室上盖，打开三通旋塞，倒掉煤样，准备进行下一个煤样的测定。、注意事项：a.应严格按照说明书要求进行操作，不得随意打开仪器；b.测量时应防止煤粉进入连通眼内，测量结束后应及时清洗仪器；c.读取数据时应平视，当水柱液面成“凹”形时应读取凹点所在位置数据，当水柱液面成“凸”形时应读取凸点所在位置数据。,三、KL-10型管型测力计的使用和维护,KL-10型管型测力计,用于测定钻屑指标钻屑量S值,三、KL-10型管型测力计的使用和维护,（一）KL-10型管型测力计的使用注意事项,（1）观察测力计的量程和分度值，每一小格代表2牛（即约200g）；（2）使用前要进行“校零”，看一下弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是的话，要来回拉动几次挂钩，看一下是否弹簧很好的恢复初始形状，检查一下，是否与外壳之间存在较大摩擦，让指针指在零刻度线的位置才能使用；否则报废；（3）在测量前先对物体进行估测，测量的力不能超过测力计的测量范围；（4）测量时不得突然将测力计拉起，防止弹簧变形；,三、KL-10型管型测力计的使用和维护,（5）测力计不得与水、腐蚀性液体及其它杂质接触；（6）每次下井前需用砝码对测力计进行精确度标校，当误差较大时，该弹簧秤报废；（7）升井后要对测力计进行清理，保持干净。,（一）KL-10型管型测力计的使用注意事项,、预测前的准备工作桶、弹簧秤完好；称桶重量；测定前将桶放好，以便能接住测量孔深的全部钻屑。、具体操作：煤巷掘进面每米测定一次钻屑量，从开始施工到结束，收集每米全部钻屑，使用弹簧秤称重，减去桶重，便为该米钻屑量重量。、操作注意事项：应做到每米段推、拉钻杆的次数基本相同，以减小预测误差；每米施工时间应控制在1min左右，并匀速钻进；当出现塌孔等异常情况不能反映真实钻屑量时，钻屑量可供参考。,（二）KL-10型管型测力计测定钻屑量S的操作步骤：,四,防突钻孔施工及设备,ZDY系列钻机,常用钻孔施工设备,SGZA型钻机,适用于孔深60-150m的钻孔施工,适用于孔深60m以内的钻孔施工,ZDY-3200S型钻机是一种低转速、大扭矩、能够钻进大直径中深孔的全液压坑道钻机。该钻机适于采用复合片钻头或牙轮钻头钻进。主要用于煤矿井下大直径瓦斯抽放孔及其它工程孔的施工。二、结构特点1.采用全液压动力头结构，由主机、动力设置、操纵台三大部分组成，解体性好，搬迁方便，钻场布置灵活；2.液压自动拧卸钻具，减轻了工人劳动强度，提高了工作效率；3.双泵液压系统使回转参数与给进工艺参数独立调节。变量油泵和变量马达组合进行无级调速，转速和扭矩可在大范围内调整，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力。4.夹持器为常闭式结构，可有效防止施工过程中跑钻现象的发生，满足大角度倾斜孔施工需要；5.通过操纵台集中操纵使操纵人员可远离孔口一定距离，确保了人身安全；6.回转器采用通孔式结构，钻杆长度不受钻机给进行程的限制；7.用支撑油缸调整机身倾角方便省力又安全可靠；,ZDY3200S型全液压钻机,SGZ-IIIA型钻机是立轴式岩芯钻机，适用于水电、交通、桥梁、坝基等建筑物的地质勘探、工程钻孔以及煤矿井下钻孔施工。主要特点1.设有液压给进，液压移机、液压卡盘、钻进效率高、减轻劳动强度.2.立轴内径60mm，可使用42mm、50mm、53mm三种钻杆钻进。3.转速范围宽，可满足钢粒、硬质合金、金刚石钻进等工艺的需要。4.传动系统设计先进，所有传动零件工艺精湛，强度高，使用寿命长。5.结构紧凑，稳定性好、拆装容易，便于分拆搬运及维修。,SGZ-IIIA型钻机,1.钻机入井使用前，应先在地面调试运行，确认各部件状态良好、符合要求，方可入井。2.进入安装地点前，应先检查巷道支护及通风等情况，发现问题及时处理。整修、加固钻场时，应清理干净杂物，挖好清水池，疏通好水沟。3.钻场面积必须大于钻机机座，周围要有足够的安全间隙；在运输巷道安设钻机时，要保证不影响运输。4.安设断电应无浮煤，底板平整。地梁木平稳卧入底板，四角打上立柱及斜柱。按中腰线摆正钻机。5.机身安放平稳后，应上紧底固螺丝，各机械转动部分要安装防护栏、保护罩。,一、钻机安装前准备工作及注意事项,1.钻机安装应牢固，变速箱内的油位应合适，安全防护罩及防尘盖必须齐全。2.各部分操作手把应处在正确位置。3.调试钻机时，要求各转动部分运转应正常，开关启动应灵敏可靠。钻机空载运行10分钟，确认无问题后，方可接上钻杆，钻头，接通水源，由司机操作开始钻孔。,二、井下开机前的准备工作,1.钻孔要严格按照标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深进行施工，严禁擅自改动。2.安装钻杆时应注意:先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损；不合格的钻杆不得使用。连接钻杆时要对准丝口，避免歪斜和漏水。装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。安装钻杆时，必须在安完第一根后，在安第二根。3.钻头送入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢转，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。,三、钻孔施工,4.采用清水钻进时，开钻前必须供水，水返回后才能给压钻进，不准钻干孔；孔内岩粉多时，应加大水量，切实冲好孔后方可停钻。5.钻进时，钻工要认真观察钻机运转情况，即观察送水、钻孔的给排水、钻孔内的震动声音等情况。6.钻进过程中要准确测量距离。一般每钻进10米或换钻具水必须测量一次钻杆，以核实孔深。7.钻机运转过程中要注意观察轴承部位、液压油、电机、变速箱、轴套、横立轴齿轮等有无超温、有无异常声音，发现问题立即停机，查找原因，及时处理。,三、钻孔施工,发现煤岩松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减少以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，要立即派人监视水情，并迅速向有关部门汇报。钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风，并用黄泥封孔，同时向矿调度室汇报。钻瓦斯抽放孔出现瓦斯急剧增大、顶钻杆等现象时，要及时采取措施。煤层注水孔钻入顶板或底板岩石时，要停钻，该孔报废，并将报废孔封死，不得注水。,8.钻孔施工过程中注意事项,三、钻孔施工,9.临时停钻要将钻头退离一定距离，防止煤岩粉卡住钻杆，停钻8h小时以上时应将钻杆拉出来。10.提出钻具时注意事项：提钻前，要丈量机上余尺。提钻前，必须用清水冲孔，排净煤、岩粉。对于瓦斯抽放孔，钻杆提出后要用木塞等堵住钻孔，以防瓦斯溢出。,三、钻孔施工,1.在施工过程中发生瓦斯燃烧、爆炸和熏人窒息事故2.在施工过程中发生煤与瓦斯突出事故。3.施工过程中由于电气设备失爆而造成电气伤人事故。4.钻孔施工作业场所由于片帮冒顶伤人事故。5.操作钻机不熟练造成钻杆搅人及牙钳伤人事故。6.由于排屑不及时，产生煤尘积聚，造成煤尘燃烧、爆炸事故等。,四、钻孔施工过程中常见安全事故,（一）孔内事故预防1.钻进中因故停钻时，应及时设法将钻具提出孔口或安全孔段，如停钻时间较短，也必须将钻具提至安全孔段，经常活动钻具（不停风、可停水）2.处理事故过程中，严禁强拉硬拧。3.处理事故过程中，应有正副班长或熟练钻工负责主要技术操作。,四、钻孔施工过程中孔内事故处理注意事项,（二）孔内事故处理的原则 孔内事故处理原则主要有三清、两慎、一勤、一稳。1.三清：事故深度要清，孔内钻具要清（种类、规格、数量），事故部位和孔壁的稳固程度要清。2.两慎：慎重决定事故的处理方法，慎重选择打捞工具。3.一勤：勤召开研究分析事故的变换情况。4.一稳：升降钻具及处理事故时要稳。,四、钻孔施工过程中孔内事故处理注意事项,（三）处理事故前准备工作1.量好残尺，做好记录。2.做好交接班工作。3.处理事故用的工具要做好全面检查和测量，避免规格不一致，增加处理事故困难。4.本着“做一、备二、考虑三”的原则，提前做好处理事故的准备工作，避免延误处理事故时间。,四、钻孔施工过程中孔内事故处理注意事项,五,典型突出事故案例,郑煤集团大平煤矿“10.20”特别重大突出瓦斯爆炸事故案例及分析,2004年10月20日，河南省郑州煤业集团公司大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出而引发的特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受伤。,煤与瓦斯突出事故突出时间：2004年10月20日22时09分；突出地点：21轨道下山岩石掘进工作面（距地表垂深612m）；事故类型：特大型延期性煤与瓦斯突出；突出强度：突出煤岩量为1894 t，瓦斯量约25万 m3。,郑煤集团大平煤矿“10.20”特别重大突出瓦斯爆炸事故案例及分析,爆炸时间：2004年10月20日22时40分；爆炸引火源：架线电机车取电弓与架线的电火花；爆炸地点：在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内；爆炸波及范围：矿井西翼进风系统，13、15、11、21四个采区和矿井西翼回风系统。,瓦斯爆炸事故,郑煤集团大平煤矿“10.20”特别重大突出瓦斯爆炸事故案例及分析,根据现场勘查情况，调查组认定：煤与瓦斯突出的时间为2004年10月20日22时9分，属特大型煤与瓦斯突出；突出地点在距地表深612米的21岩石下山掘进工作面。煤与瓦斯突出之后高压瓦斯流致使风流逆转至西大巷新鲜风流中，引发瓦斯爆炸。引发瓦斯爆炸的时间为2004年10月20日22时40分；瓦斯爆源点在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内；瓦斯爆炸波及矿井西翼11、13、15采区和井下爆破材料库。,郑煤集团大平煤矿“10.20”特别重大突出瓦斯爆炸事故案例及分析,2004年10月20日，郑州大平煤矿发生特大型突出，引发瓦斯爆炸，死亡148人。,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,m,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示,大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示,21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m3,大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示,煤与瓦斯突出的原因：突出地点具备了发生煤与瓦斯突出的条件：位于向斜构造的轴部；位于落差约10m的逆断层处。,21轨道下山岩石掘进工作面地处矿井深部，放炮揭穿地质构造复杂的逆断层；该矿为高瓦斯矿井，对矿井开采深度增加可能带来的瓦斯等级升高没有引起足够重视；瓦斯地质预报工作不到位，没有及时预测到21岩石下山掘进工作面遇到的逆断层。,煤与瓦斯突出的原因：,瓦斯爆炸的原因：,矿井防突管理,六,一、防突管理组织机构与职责,突出矿井必须按规定设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。,（一）防突机构职责：1、负责矿井防治煤与瓦斯突出管理工作；2、负责矿井防治煤与瓦斯突出管理制度、规范的落实；3、负责编制防治煤与瓦斯突出设计和措施，并监督落实；4、负责矿井突出危险性预测预报及效果检验工作；5、负责煤层瓦斯压力等基本参数的测定和收集工作。,第一责任：主要负责人；技术责任：技术负责人；分管责任：分管负责人；职能责任：防突部门；直接责任：队、班组长；岗位责任：防突人员；监督责任：安全监管监察部门。,（二）矿井各部门责任：,1、根据煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定等要求建立完善可靠的矿井通风系统、瓦斯抽采系统和紧急避险系统，配齐防突相关人员。,二、防突管理基本要求,2、通风系统的要求：,（1）井巷揭穿突出煤层前，具有独立、可靠的通风系统突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。（2）严禁任何两个采掘工作面串联通风；（3）采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器；（4）突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准；（5）严禁在井下安设辅助通风机；（6）突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。,3、巷道布置要求：,突出矿井的巷道布置应当符合下列要求和原则：（1）运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（盘区大巷）等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中；（2）减少井巷揭穿突出煤层的次数；（3）井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带；（4）突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。,4、突出煤层的采掘作业要求：,（1）掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m 内的巷道应加强支护。（2）在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保护正常通风，且在放炮时不得有人；（3）采煤工作面尽可能采用刨煤机或浅截深采煤机采煤；（4）煤、半煤岩煤掘和炮采工作面，使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药（二氧化碳突出煤层除外）。,5、防突措施贯彻实施要求,1、施工防突措施的区（队）在施工前，负责向本区（队）职工贯彻并严格组织实施防突措施；2、采掘作业时，应当严格执行防突措施的规定并有详细准确的记录。由于地质条件或者其他原因不能执行所规定的防措施的，施工区（队）必须立即停止作业并报告矿调度室，经矿井技术负责人组织有关人员到现场调查后，由原措施编制部门提出修改或补充措施，并按原措施的审批程序重新审批后方可继续施工；其他部门或者个人不得改变已批准的防突措施；,3、煤矿企业的主要负责人、技术负责人应当每季度至少一次到现场检查各项防突措施的落实情况。矿长矿井技术负责人应当每月至少一次到现场检查各项防突措施的落实情况；4、煤矿企业、矿井的防突机构应当随时检查综合防措施的实施情况，并及时将检查结果分别向煤矿企业负责人、煤矿企业技术负责人和矿长、矿井技术负责人汇报，有关负责人应当对发现的问题立即组织解决；5、煤矿企业、矿井进行安全检查时，必须检查综合防突措施的编制、审批和贯彻执行情况。,5、防突措施贯彻实施要求,6、加强防突措施过程控制,加强现场防突措施施工的管理，强化防突抽采钻孔施工的检查和验收，确保钻孔按设计要求施工到位，保证钻孔覆盖均匀和有足够的预抽时间；加强石门揭煤、集中应力区和地质构造带的重点防治；严格做好防突措施的效果检验和验证工作，防突效果不达标要及时采取补充措施，直至消除突出危险。,7、强化防突效果检验工作,强化防突效果检验工作，开展突出预测敏感指标和临界值的考察工作，建立适合矿井实际的突出预测指标体系，认真做好区域性防突措施效果检验和验证工作，保证区域性防突措施的效果。,8、做好突出预警工作：,应从以下十个方面做好突出防治的预警工作：（1）加强地质测量工作。编制矿井瓦斯地质图，作为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据；地质测量部门在采掘工作面距离未保护区边缘50m前，编制临近未保护通知单，并报矿技术负责人审批后交有关采掘区（队）；突出煤层顶、底板岩巷掘进时，地质测量部门提前进行地质预测，掌握施工动态和围岩变化情况，及时验证提供的地质资料，并定期通报给煤矿防突机构和采掘区（队）；遇有较大变化时，随时通报。,8、做好突出预警工作：,（2）及时测定瓦斯基本参数。突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的开采煤层，在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数，准确掌握煤层瓦斯赋存规律和煤与瓦斯突出危险状况，编制各煤层瓦斯地质图，为矿井瓦斯治理和突出灾害防治提供科学依据。（3）严格贯通管理。掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10 m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在放炮时不得有人。,（4）谨慎近距离掘进。所有突出煤层外的掘进巷道（包括钻场等）距离突出煤层的最小法向距离小于10m时（在地质构造破坏带为小于20m时），必须边探边掘，确保最小法向距离不小于5m。（5）严管揭煤。高瓦斯矿井各煤层和突出矿井的非突出煤层在新水平开拓工程的所有煤巷掘进过程中，应当密切观察突出预兆，并在开拓工程首次揭穿煤层时执行石门和立井、斜井揭煤工作面的局部综合防突措施。（6）验证探煤。在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。,8、做好突出预警工作：,（7）指标和异常综合判断（防突规定第53、75、98、100、101条）。对现场区域措施效果检验、工作面预测和检验等指标变化进行综合判断，既要指标不超，又要没有出现突出征兆异常情况。（8）