防治煤与瓦斯突出.ppt

防治煤与瓦斯突出,周 宗 勇,主要内容,面临的形势与任务矿井瓦斯基础知识防治煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出案例分析2011年瓦斯事故总结,面临的形势与任务,一、突出矿井分布概况淮北矿业突出矿井（生产矿井中12对突出矿井）宿县矿区：芦岭、朱仙庄、桃园、祁南杨柳矿区：临涣、海孜、童亭、杨柳、青东、袁一闸河矿区：石台新建邹庄、祁南改扩建（二矿）、信湖矿均按突出矿井设计突出煤层多达30层。历史上曾多次煤与瓦斯突出。,1、1993年1月7日，芦岭矿821-6#溜煤眼穿过9煤顶板进入8煤3.5m处，架棚时发生煤与瓦斯突出，将三人埋住致死。2、1997年12月5日，芦岭矿814-2#溜煤眼揭开煤层，因揭煤区域煤层变薄（由10m变为2m）发生煤与瓦斯突出，造成6人死亡。3、2002年4月7日，芦岭矿818溜煤斜巷施工发生瓦斯突出事故，造成13人死亡。4、2009年4月25日，海孜矿1026机巷发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量，瓦斯量，死亡一人。,淮北矿业历史上突出死亡事故,二、瓦斯灾害日趋严重。一是淮北矿区地质构造复杂。断层极为发育，多数矿井受火成岩侵入影响严重，临涣矿区煤层为巨厚火成岩岩床覆盖，突出危险性强；闸河矿区火成岩沿煤层侵入，局部瓦斯赋存不均，瓦斯治理难度大。二是矿井开采深度大，地应力高。芦岭三水平开采深度达-900m，海孜矿三水平、新建祁南矿改扩建开采深度达-1000m；三是煤层瓦斯压力增大，突出危险性强，芦岭8煤层（5.0MPa）、祁南32煤、海孜8煤层瓦斯压力均超过4.5MPa；四是在瓦斯、地压综合作用下，矿井动力现象复杂。杨柳矿地面钻孔喷井、海孜矿低指标突出等问题，尚处于摸索研究阶段。邹庄、涡北等矿开采深度大，虽然预测突出参数不超标，但地压危害日益严重，我们在这方面尚无成功的经验可以借鉴。,三、防突任务日益艰巨集团公司22对生产矿井中，现有12对突出矿井、30层突出煤层，防突工程量大幅度增加；非突出煤层转化成突出煤层倾向性增加，防突预警工程量大。2012年计划保护层开采面积100万m2，顶底板岩巷24000m，区域瓦斯治理钻孔180万m，其它各类防突钻孔90万m，突出危险区石门揭煤40处以上，突出危险区煤巷掘进22000m，无突出危险区煤巷掘进30000m，突出煤层近距离岩巷掘进40000多m，地质探查、防突预警等工作量巨大。另外，2012年各类瓦斯参数测定200处以上。,四、管理基础相对薄弱一是防突技术难题依然很多。巨厚火成岩下安全开采、地质构造预测、突出临界指标、软煤钻采卸压增透等技术尚未取得实质性突破，未能建立适合淮北矿区实际的突出敏感指标体系，钻孔施工质量、施工效率、抽采效果等需要进一步研究和提高。二是防突管技人员、防突、抽采、钻孔等专业化技能人才数量偏少，不能适应矿井快速发展的需要。三是防突技术管理上的不足。矿区瓦斯抽放参数测定上，如钻孔瓦斯抽采半径、钻孔流量衰减系数等。,矿井瓦斯基础知识,矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体的总称。煤矿瓦斯指的就是甲烷。物理化学性质：无色、无味、无毒、比空气轻，微溶于水。危害：喷出、突出、爆炸、人员窒息、环境污染。作用：能源、化工原料。每立方米瓦斯的燃烧热3.7107J相当于11.5kg烟煤。,矿井瓦斯基础知识,一、瓦斯的成因与赋存 煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。一是生物化学成气时期；腐植型有机物堆积在沼泽相和三角洲环境中开始，在温度不超过65C条件下，腐植体经厌氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，生成的瓦斯扩散到古大气中。随着泥炭层下沉，上覆岩层越来越厚，压力温度升高，生物化学作用减弱直至结束，在较高的压力和温度下泥炭转化成褐煤（生成瓦斯量68m3/t）二是煤化变质作用时期：随着褐煤层沉降，压力温度作用加剧，进入煤化变质造气阶段,矿井瓦斯基础知识,煤和煤层的形成与演化,1，成煤母质植物（低等、高等）两淮煤的成煤母质高等植物。在成煤期淮南气候和地理环境适于植物生长2，成煤环境泥炭沼泽 两淮煤的成煤环境发育在滨海三角洲平原上的泥炭沼泽,当时南边是海，河流方向自北向南。“两淮”煤田是安徽人的通俗称谓。淮南与淮北被“蚌埠隆起”隔开淮南与淮北被“蚌埠隆起”隔开；淮北与徐州相连，称“徐淮煤田”,矿井瓦斯基础知识,煤层中瓦斯垂直分带 形成原因：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。四带：CO2-N2带、N2带、N2CH4带、CH4带。,矿井瓦斯基础知识,突出煤层 是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。突出矿井 是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井,矿井瓦斯基础知识,瓦斯喷出（gas blowout）从煤体或岩体裂隙、孔洞、钻孔或炮眼中大量涌出瓦斯（二氧化碳）的异常涌出现象。在20m巷道范围内，涌出瓦斯（二氧化碳）量大于或等于1.0m3/min且持续8h以上时的区域定位瓦斯（二氧化碳）喷出危险区域。防治方法地质工作、前探钻孔,矿井瓦斯基础知识,防治煤与瓦斯突出,煤与瓦斯突出 coal and gas outburst 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中突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。摧毁井巷设施、破坏通风系统、井巷内充满瓦斯抛出物、人员窒息、煤流埋人、引起瓦斯爆炸火灾，煤矿最严重的灾害之一。,矿井瓦斯基础知识,世界第一次有记载的突出1834年3月22日法国鲁阿尔煤田伊萨克矿井在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载的突出。支架工在架棚子时，发现工作面煤壁外移，三个工人立即逃跑，巷道煤尘弥漫，一人被煤流埋没死亡，一人被瓦斯窒息牺牲，一人逃跑得救。突出煤沿巷道堆积13m，煤粉散落15m，迎头支架倾倒。世界上第一次猛烈的突出 1879年4月17日比利时阿拉波二号井，向上掘进580610m水平之间的上山眼时，突出420t煤、瓦斯50万m3以上。最初瓦斯喷出量2000m3/min以上，瓦斯逆风流从提升井冲至地面，距该井口23m处的绞车房附近的火炉引燃了瓦斯，火焰高达50m，井口建筑物烧成一片废墟，2小时后火焰将要熄灭时，又连续发生7次瓦斯爆炸(每隔7钟左右1次)，井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧伤1。世界上最大的突出 顿巴斯加加林矿710m水平主石门揭穿仅1.03m的l3煤层时，突出煤量14000t，瓦斯量25万m3。我国最大的突出天府矿务局三汇坝一矿主平峒（+280m），震动放炮揭穿6煤层时，突出煤岩12780t（60煤、40岩），瓦斯140万m3。,3、防治煤与瓦斯突出,1）瓦斯主导作用假说：(1)“瓦斯包”说(2)粉煤带说(3)煤孔隙结构不均匀说(4)突出波说(5)裂缝堵塞说(6)闭合孔隙瓦斯释放说(7)瓦斯膨胀说(8)卸压瓦斯说(9)火山瓦斯说(10)地质破坏带说(11)瓦斯解吸说,突出机理瓦斯作用说、地应力作用说、化学本质说和综合假说,防治煤与瓦斯突出,2)地压主导作用假说：(1)岩石变形潜能说(2)应力集中说(3)剪应力说(4)冲击式移近说(5)拉应力波说(6)应力叠加说(7)放炮突出说(8)顶板位移不均匀说,3)化学本质作用假说：(1)爆炸的煤说(2)瓦斯水化物说(3)地球化学说(4)硝基化合物说,3、防治煤与瓦斯突出,综合作用假说认为：煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯以及煤的物理力学性质三者综合作用的结果。振动说、分层分离说、破坏区说、游离瓦斯压力说能量假说、应力分布不均匀说流变说球壳失稳说煤与瓦斯突出的力学作用机理,3、防治煤与瓦斯突出,突出机理由于突出现象的发生必须具备一定的能量，故煤体需要经历一定的能量积聚过程，使之逐渐发展到临界破坏甚至过载的脆弱平衡状态，发展过程四个阶段：准备阶段激发阶段发展阶段终止阶段,3、防治煤与瓦斯突出,突出发生的一般规律1、突出点的区域性分布与地质构造 2、突出危险性随采深的增加而增大 3、突出危险煤层的厚度 4、突出危险与巷道类型 5、突出危险与采掘工艺 6、突出预兆（1）地压显现，煤炮声、支架声响、掉碴、岩煤开裂、底鼓、岩与煤自行剥落，煤壁外鼓、来压、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻杆、钻粉量增大、钻机过负荷等。（2）瓦斯涌出，瓦斯浓度增大，瓦斯涌出忽大忽小，打钻时顶钻、卡钻和抱钻，钻孔喷瓦斯，煤壁或工作面温度降低，也有少数实例发现煤壁温度升高等。（3）煤力学性能与结构方面，层理紊乱、煤强度松软或软硬不均、煤暗淡无光泽、煤厚变化大、倾角变陡、波状隆起、褶曲、顶（底）板阶状凸起、断层、煤干燥等等。7、突出孔洞形状各异,3、防治煤与瓦斯突出,特大突出的特大（1）绝大多数特大型煤与瓦斯突出都发生在石门穿过危险煤层的过程中，在回采工作面也发生过特大型突出；（2）绝大多数特大型煤与瓦斯突出都是放炮引起的。放炮与突出往往有几分钟甚至几小时的延迟时间；（3）特大型煤与瓦斯突出时的瓦斯量（有时是二氧化碳）都很大，可达到吨煤80100m3；（4）多数特大型突出都发生在由地质构造变化而引起的煤层厚度变化地带；（5）发生特大型突出的煤层几乎都有厚度不等的软分层存在，或是煤层本身就比较松软，破坏类型较高。尤其是软分层结构分散，多呈粒状或粉末状，易于破碎。在地质构造变化带，往往形成强烈的揉皱煤，层理和节理遭到破坏。,动力现象分类按力学特征分为突出、压出、倾出三种类型。(1)动力现象造成的空洞位置及形状(包括孔洞中心线和水平面所成之夹角);(2)喷出煤(或岩石)的粒度及其分选情况;(3)煤(或岩石)的抛出距离及堆积坡度;(4)强度(喷出的煤量及岩石量)；(5)喷出的瓦斯量及瓦斯流运行方向(6)动力效应；(7)现象发生前的预兆。,3、防治煤与瓦斯突出,判定煤层突出危险性单项指标的临界值,煤的破坏类型、瓦斯放散初速度p 10煤的坚固性系数f 0.5煤层瓦斯压力p/MPa 0.74 煤层突出危险性指标未完全达到上述指标的，测点范围内的煤层突出危险性由鉴定机构根据实际情况确定；但当f0.3、p0.74MPa，或0.3f0.5、p1.0MPa,或0.5f0.8、p1.50MPa，或p2.0MPa的，一般确定为突出煤层；认定为非突出煤层的范围和需要重新鉴定的条件，应当在鉴定报告中明确划定或者说明。,3、防治煤与瓦斯突出,采用煤层突出危险性指标鉴定时，鉴定报告还应附有瓦斯参数测点和煤样取样点布置图、煤层瓦斯压力上升曲线图、实验室指标测定报告、现场指标测定所用仪器仪表的规格及其检定证书等。,突出动力现象特征,1、煤的突然倾出,煤的突然倾出主要是重力引起的，而瓦斯在一定程度上也参与了倾出过程，这是由于瓦斯的存在进一步降低了煤的机械强度，瓦斯压力还促进了重力作用的显现，由于这种关系，煤的倾出能引起或转化为煤与瓦斯突出。在急倾斜煤层中，煤和瓦斯突出又多以煤倾出开始,最终转化为煤与瓦斯突出。,煤的突然倾出具有下列特征：(1)倾出空洞具有较规则的几何形；(比如椭圆形、梨形、舌形等)。在上山，空洞常沿煤层倾斜方向延伸，多为梨形；在平巷，空洞多分布在巷道工作面上方及上隅角以椭圆形较为常见，般空洞的上部呈自然拱的形状。在平巷内，空洞中心线与水平面所成之夹角，必然大于煤的自然安息角。(2)倾出的煤主要是碎煤，有时也能见到少量粉煤，无分选现象。(3)煤的抛出距离及其堆积情况，取决于煤量的多少、空洞的大小及倾角。煤的抛出距离一般不超过50m，倾出的煤的堆积坡面角，一般接近于自然安息角，但沿倾斜发生大强度倾出时,堆积坡度可能小于自然安息角。,(4)倾出的煤量由数吨到数百吨，但多数情况下不超过100t。(5)倾出时的瓦斯涌出量取决于煤层瓦斯含量，煤的破碎程度和倾出煤量等.每吨倾出煤的瓦斯涌出量略少于或接近煤层瓦斯含量。一般不会发生瓦斯流逆流，在正常通风条件下，般经0.51h，空气中的瓦斯含量便能降至正常浓度。(6)倾出时的动力效应，可以推倒空车、折断木支架等。(7)在倾出前经常出现的预兆是：煤的硬度降低，煤开裂，工作而掉煤渣，支架压力增加等，有时煤体中也出现劈裂声、闷雷声等。,2、煤的突然压出,煤的突然压出:是由应力或开采层集中压力引起的，瓦斯只起次要作用，伴随着突然压出,回风流中瓦斯浓度增高,但一般不会引起巷道瓦斯超限(或超限时间很短)。按表现形式不同，煤的突然压出又可分为两类。第一类煤的突然移动，常见于掘进巷道，表现为煤体的整体移动。煤体虽保持某种程度的完整外形，而实际上已被压坏并布满裂缝，甚至还有部分煤体被压碎成块状。有时也表现为巷道底板整体向上鼓起。不抛出煤和不形成空洞是它的特点。,这一类突然压出乃是应力的水平挤压作用所造成的。其特征为：(1)工作面煤体整体移动或底板煤体向上鼓起0.204m(有时达1m)，不形成空洞。(2)煤不抛出，无分选现象。(3)强度般在1020t以下；个别达50t以上;(4)瓦斯涌出量小于煤层的瓦斯含量，通常不引起巷道瓦斯超限。(5)动力效应较小，支柱一般不被破坏，只是嵌入压出的煤体中,底板鼓起时，可把矿车、钻机抬起。,(6)压出前的预兆是:支柱压力增加，掉煤渣，煤体内出现劈裂声、雷声等。第二类，煤的突然挤出，多发生在倾斜和缓倾斜煤层的采煤工作面,它是由于应力大，煤层中有软分层，有平行工作面的节理裂缝，在直接顶板中有弹性岩石(砂岩、石灰岩等)以及放顶不及时，悬顶过大等条件下，煤层受到采动应力作用使工作面边缘煤体被压碎而发生的，瓦斯随着煤的突然挤出而加剧涌出。其特征为：(1)压出空洞沿弧形条带分布，中间最宽达13m，有时达6m；长度般为730m，有时达60m。空洞分布在软分层中，空洞高度可达到软分层全厚，并向上下两个方向逐渐减少，其剖面呈唇形。,(2)抛出的煤为小块及大块，煤粉很少，无分选现象。(3)压出的煤可抛出1m，个别情况下在4 m以上，堆积坡度比自然安息角小。(4)压出的煤量一般为数十吨，大强度压出可达375t。(5)压出后短时间内瓦斯浓度可达10以上，但在正常通风条件下，很快能恢复正常。煤在大强度突然压出时，大量瓦斯涌出可以延续较长时间,每吨压出煤的瓦斯涌出量略大于煤层瓦斯含量。(6)动力效应抛出的煤，一般可将工作面支架打断、折断，在突然压出和老顶冒落时，有时出现冲击气浪，有时还发生顶板开裂的现象。(7)压出前的预兆：软煤分层厚度增加，支架压力增加，工作而掉煤渣，煤体中出现劈裂声，闷雷声等。,3、煤与瓦斯突出,煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同参与下发生的，而应力是发动突出的的主要动力,其特征如下：(1)突出空洞的位置和形状是各式各样的，大部分空洞位于巷道上方及上隅角，但也有位于巷道下隅角。突出空洞的形状为口小腹大的倒梨形或椭圆形，有时呈很复杂的奇异的外形。空洞中心线与水平面之夹角可以小于自然安息角，也可大于自然安息角，但很少为水平平方向的。(2)煤与瓦斯突出的另一个重要特征是喷出的煤具有分选现象，即靠近突出空洞和巷道下部为块煤，其次为碎煤，离突出空洞较远处和煤堆上部是粉煤，有时粉煤能被抛出很远。(3)煤的抛出距离取决于突出强度，可以从数米到数百米，突出的煤可以堆满巷道全断面，造成巷道堵塞。煤的堆积坡度通常小于自然安息角。(4)煤和瓦斯突出的煤量，可由数吨到数千吨，按强度可把煤与瓦斯突出分成如下5类：,小型煤与瓦斯突出，强度小于10t，中型煤与瓦斯突出，强度1099t;次大型煤与瓦斯突出，强度100499t;大型煤与瓦斯突出，强度500999t 特大型煤与瓦斯突出，强度等于或大于1000t。(5)煤和瓦斯突出时喷出的瓦斯量，取决于煤的瓦斯含量和突出的煤量。特大型煤与瓦斯突出时，短时间能涌出数十万至数百万立方米的瓦斯，吨煤瓦斯涌出量高达100800 m3，超过煤层瓦斯含量530倍。瓦斯一般顺风流运行，而在特大型煤与瓦斯突出时，瓦斯与粉煤流以暴风形式，可逆风流运行并充满数千米长的巷道。例如，由桐矿务鱼田堡煤矿：1406采区大巷的特大型突出，涌出瓦斯360万m，瓦斯逆风流经1612m长的巷道，到达进风副井井口(进风量3600 m3min)。同时，沿回风道将鱼塘角抽风机双扇防爆门推开(抽风机仍运转)，并使前来关闭防爆门的地面工人窒息。(6)煤和瓦斯突出的动力效应明显，常表现为推翻矿车，搬动巨石，破坏木支架，造成冲击气浪以及声响等。,这三类煤与瓦斯动力现象的发动都以地应力为主，预兆相似（如有声响预兆等），对震动以及引起应力集中的各因素都非常敏感；在应力集中地带、地质构造带、松软煤带等处都易发生这三类现象。综掘机、扒装机、风镐震动爆破,石门揭开煤层时发生的煤和瓦斯突出，可以在放炮揭煤时、过煤门放门坎炮时发生，当岩柱强度不足或岩柱尺寸不够时,也会发生自行揭开若不能一次全断面揭开或揭穿煤层时,还会发生延迟突出,其特点是强度强、危害性大。沿煤层掘进平巷时，煤和瓦斯突出频繁发生，这是由于煤矿中煤巷多的缘故。沿煤层掘进上山时，由于煤的重力作用，对发生煤和瓦斯突出是有利的。相对来说，下山的突次数较少。沿煤层打钻时也会发生煤与瓦斯突出.钻头以极高的速度揭开高应力、高瓦斯压力带时，即给煤和瓦斯突出创造了有利条件。因钻孔直径很小，钻孔中一旦发生突出，随即发生煤的自行膨胀，并使孔内瓦斯压力升高，引起突出过程停滞，所以突出强度一般不大(35t以内)，只在个别情况下达到420t。,瓦斯动力现象抛出煤量和瓦斯涌出量计算原则和方法：（一）抛出的煤量指由瓦斯动力现象抛出的煤量。煤量可按照实际清理出的煤量为准，或按照煤炭的堆积体积计算。计算时堆积煤炭的密度取值范围为0.8t/m31.0t/m3，抛出煤炭的粒度差别较大时，可分段按照不同堆积密度计算。（二）抛出煤的瓦斯涌出量为发生瓦斯动力现象后回风巷中的瓦斯从升高开始，截至恢复到瓦斯动力现象发生前状态的增量。对瓦斯涌出量长时间不能恢复到瓦斯动力现象发生前的瓦斯涌出状态的，计算截止时间为瓦斯涌出量降到1.0m3/min时或瓦斯涌出量降到稳定状态时。（三）瓦斯涌出量可根据工作面、采区、水平或总回风流中的瓦斯浓度和风量的测定值计算，并应尽量选用瓦斯浓度测值没有超过测量仪器（或传感器）量程的测点资料，当发生瓦斯逆流或局部通风系统遭到破坏时，可选用采区或总回风流中的测点资料计算。瓦斯涌出量可根据瓦斯浓度和风量的测值变化规律，采用曲线拟合后再积分的方法或者采用分段取平均值的方法计算。,工作面采掘应力正常分布示意图,突出前工作面应力分布示意图,工作面前方应力突变时应力分布图,突出初期工作面煤体应力变化设想图,突出发生发展过程中应力变化设想图,防治煤与瓦斯突出规定,第二十四条 煤（岩）与瓦斯突出矿井井下进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出煤层的掘进、回采、钻孔、支护以及其他所有扰动突出煤层的作业。第三十条 突出煤层采掘工作面每班必须设专职瓦斯检查工并随时检查瓦斯；发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止作业，协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出，并报告矿调度室。第三十二条 突出矿井的井下工作人员的培训包括防突基本知识和规章制度等内容。,两级“四位一体”防突措施区域综合防突措施（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四）区域验证。局部综合防突措施（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。,区域性防治措施（开采保护层、预抽煤层瓦斯）开采保护层是最有效的区域治理措施，应首选此措施.,预抽方式,地面井预抽煤层瓦斯井下穿层钻孔或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）揭煤区域煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。,预抽煤层瓦斯穿层孔预抽,预抽煤层瓦斯顺层孔预抽,大宁矿顺煤层千米钻机枝状长钻孔施工竣工图,局部防突措施煤层中采掘工作面 超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔、煤层注水 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,煤巷,第六十二条 石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制石门揭煤的专项防突设计，报煤矿企业技术负责人批准。突出煤层石门揭煤应当按照下列作业程序进行：（一）探明揭煤工作面和煤层的相对位置；（二）在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）；（三）工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施；（四）实施工作面措施效果检验；（五）掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；（六）采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层；（七）在岩石巷道与煤层连接处加强支护。,石门揭煤程序示意图,石门揭煤程序示意图,探煤,石门工作面,7m,5m,爆破前,10m,区域防突措施,区域效果检验,局部预测、检验,区域验证,局部预测验证,区域最后验证,石门揭煤程序示意图,石门揭煤程序示意图,探煤,石门工作面,7m,5m,爆破前,10m,区域防突措施,区域效果检验,局部预测、检验,区域验证,局部预测验证,区域最后验证,在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时，可以根据实际条件测定一些辅助指标（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等），采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象，实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面：（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；（二）煤层赋存条件急剧变化；（三）采掘应力叠加；（四）在工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；（五）工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层，当出现上述第（四）、（五）情况时，应判定为突出危险工作面；当有上述第（一）、（二）、（三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。,第七十三条 采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或h2值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。,第七十四条 可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：（一）钻屑指标法；（二）复合指标法；（三）R值指标法；（四）其他经试验证实有效的方法。,采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。钻屑瓦斯解吸指标h2 200Pa钻屑瓦斯解吸指标K1 0.5钻屑量 S 6（kg/m）、5（L/m）,第七十六条 采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应当向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽量布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。,第七十八条 对采煤工作面的突出危险性预测，可参照本规定第七十四条所列的煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，深度510m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。,第九十八条 在实施钻孔法防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：（一）检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章、标准等，并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等(包括喷孔、卡钻等)，作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断;（二）各检验指标的测定情况及主要数据。,国发办201226号（十九）加强煤矿瓦斯超限管理。煤矿发生瓦斯超限，要立即停产撤人，并比照事故处理查明瓦斯超限原因，落实防范措施。因责任和措施不落实造成瓦斯超限的，要严肃追究有关人员责任。因瓦斯防治措施不到位，1个月内发生2次瓦斯超限的矿井必须停产整顿。凡1个月内发生3次以上瓦斯超限未追查处理，或因瓦斯超限被责令停产整顿期间仍组织生产的矿井，煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门应提请地方政府予以关闭。（二十）从重处理煤矿瓦斯死亡事故。发生造成人员死亡瓦斯事故的矿井必须停产整顿，停产整顿时限由地方政府确定。凡发生较大及以上瓦斯事故，且地质条件复杂、安全生产系统存在重大隐患、不能有效防范瓦斯事故的矿井，地方政府应当依法予以关闭。,皖政办201262号第六十一条 严肃瓦斯超限分级追查纪律。瓦斯超限浓度在3%以下的，由矿长组织追查；瓦斯超限浓度在3%及以上的，国有重点煤矿由集团公司组织追查，其他煤矿由所在市级煤矿管理部门组织追查。对超限浓度在3%及以上的煤矿矿长和总工程师，按管理权限由煤矿管理部门、安全监察机构进行警示谈话。对一年内发生1次突出（没有人员伤亡）的煤矿矿长，暂扣矿长资格证、矿长安全资格证，并按管理权限由煤矿管理部门、安全监察机构进行诫勉谈话；对一年内发生2次突出（没有人员伤亡）的煤矿矿长和总工程师，予以撤职，并吊销矿长资格证、矿长安全资格证，5年内不得担任煤矿矿长或总工程师。,事故案例分析,同华煤矿5.30特大煤与瓦斯突出事故芦岭“4.7”特大煤（岩）与瓦斯突出事故大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出事故,2009年5月30日10时49分，重庆市能源投资集团公司松藻煤电公司同华煤矿（以下简称同华煤矿）三区+100水平安稳皮带斜井揭煤工作面发生一起特别重大煤与瓦斯突出事故。事故突出煤量3000吨，瓦斯量28.2万立方米；造成30人死亡，79人受伤（其中12人重伤），直接经济损失1219万元。,事故案例一,突出过程示意图,放炮器,巷道底板堆积大量煤粉,2.防突措施效果检验不符合相关规定,（1）检测参数不全 安稳斜井揭煤工作面5月27日部分揭开K3煤层后（2平方米左右），于5月30日施工了5个直径42毫米、深度4米的探测钻孔，并进行防突措施效果检验，但只测定了钻屑瓦斯解吸指标K1值，不符合松藻煤电公司防治煤与瓦斯突出实施细则“预测或效检是否超标采用两个指标综合判断，一个是钻屑指标K1、S临界指标，以该指标为主；另一个是最小突出瓦斯压力Pmin”的规定。只测定了钻屑指标K1值，没有测定瓦斯压力。,效果检验布孔位置不当 5个探测钻孔与巷道的夹角均为0度,其中，4个钻孔终孔在巷道轮廓线内,1个钻孔终孔位于巷道轮廓线上1.0米，巷道两帮没有措施效果检验钻孔，不符合防突细则“石门防治突出措施执行后，应采取钻屑瓦斯解吸指标等方法检验措施效果。检验孔数为4个，其中石门中间一个、并应位于措施孔之间，其它3个孔位于石门上部和两侧，终孔位置应位于措施控制范围的边缘线上”和松藻防突出实施细则渐进式揭煤过煤门“沿揭煤点周边施工58个预测（或检验）孔，上方、两帮、前方不少于5米屏障，下方不少于23米屏障”规定。检测参数不全、布孔位置不当，不能真实反映突出危险性。,实际措施效果检验范围与要求对比图,芦岭煤矿“4.7”特大煤与瓦斯突出事故 2002年4月7日04时18分，芦岭矿在岩巷施工过程中，因断层导致818-3号眼误揭煤层，发生了历史上罕见的特大瓦斯突出事故。突出煤(岩)10500吨，瓦斯量123万m3,风流逆转3000m。因突出煤岩冲击、掩埋、窒息，瓦斯逆转至82采区的824-1面，距突出点3120m。造成13人死亡，多人重伤。,事故案例二,突出煤体抛出最远240m，累计填堵巷道796m，填堵体积7935m3,芦岭煤矿“4.7”瓦斯突出波及范围及人员伤亡示意图,通过对现场工作人员的调查取证和原始相关资料的核实：4月7日4时左右，工作面上部眼已施工完毕，突出前迎头工人正在用风锤打下部眼。通过对现场有关地质资料、及钻孔情况分析确定：818-3#溜煤斜巷迎头前方存在一个小型走向逆断层，该断层倾向南西，地层断距仅2.8m，在3#溜煤斜巷附近尖灭，经计算818-3#溜煤斜巷迎头距9煤岩柱法距尚余11.2m。,、煤层在#溜煤斜巷附近厚达9.5左右,煤层被层间滑动搓揉成粉状,硬度小,在818岩石集中巷测得煤层瓦斯压力为2.412.65MPa。经核查在突出前，3#溜煤斜巷周边巷道及钻孔（上区段采掘工程平面图、11号地质剖面图、II818岩石轨道巷、集中运输巷及其间的联络巷，以及1#、2#溜煤斜巷等）均未发现地质构造异常。突出地点煤层埋深600m。位于816-1采场和#溜煤斜巷工作面等采动集中应力影响范围内。小向斜轴部的弯曲应力与走向小断层的集中应力 对突出也有一定的影响。,2004年10月20日22时09分，河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司大平煤矿21岩石下山发生特大型煤与瓦斯突出，突出瓦斯逆流进入进风流，于22时40分发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，21人受伤。,事故案例三,大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示,大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示,事故案例四,红卫矿坦井二石门与1269-1煤巷突出1972.2.20.二石门放炮揭煤突出。突出4500t煤，138.5万m3瓦斯。瓦斯冲开风井口风门进入信号室并被炉子点燃，火焰高数十米，烧毁井口设施。瓦斯逆流到进风井地面工业广场的瓦斯浓度达0.7%,主井井口瓦斯浓度一度达到15%,较长时间稳定在9%。煤巷突出 两突出点仅相距17m，突出 2800t煤。突出点距地表202m，地质构造复杂，煤层顶板倾角8o，底板倾角38o，瓦斯压力1.65Mpa，水平厚度45m，煤搓揉严重，硬度低。煤巷掘进打钻喷孔、顶钻、响煤炮。,河南平禹四矿煤与瓦斯突出事故2010年10月16日6时许，河南省中国平煤神马能源化工集团平禹煤电公司四矿12190工作面发生特别重大煤与瓦斯突出事故，突出煤量2500余吨，突出瓦斯量约18万立方米；当班入井276人，其中239人经及时抢救撤离安全升井，事故共造成37人死亡。经查，该矿核定生产能力30万吨/年，为煤与瓦斯突出矿井，事故当日在12190工作面切眼施工瓦斯抽放钻孔过程中发生煤与瓦斯突出事故。初步分析，事故暴露出该矿存在违规违章等严重问题：一是发生事故的工作面曾于2008年8月1日在掘进机巷时发生重大煤与瓦斯突出事故、造成23人死亡，但该矿没有真正吸取教训，以致再次引发了特别重大煤与瓦斯突出事故。,2011年瓦斯事故总结,重大瓦斯事故统计图,较大瓦斯事故统计图,2011年较大以上瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故所占比例最大，其次是煤与瓦斯突出事故。43起较大瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故22起、死亡114人，；煤与瓦斯突出事故17起、死亡103人；窒息事故4起、死亡16人,煤与瓦斯突出矿井事故最多。发生较大瓦斯事故的43个矿井中，煤与瓦斯突出矿井18个，占41.9%；低瓦斯矿井14个，占32.6%；高瓦斯矿井10个，占23.3%；瓦斯等级未鉴定矿井1个，占2.3%。,掘进工作面发生瓦斯事故最多。43起较大瓦斯事故中，掘进工作面发生28起，死亡157人；采煤工作面9起，死亡44人；石门揭煤、回风大巷、瓦斯抽放巷等其他地点6起，死亡32人。,从瓦斯积聚原因看，瓦斯抽采不达标，局部通风管理混乱和通风系统不合理是主要原因。22起较大瓦斯爆炸事故中有10起是由于局部风机安装位置不符合规定形成循环风或风筒漏风、送风距离过长致使有效风量不足引起的；2起是通风系统不合理引起的，主要是矿井总风量不足、风流短路；5起是停电停风引起的，3起是采空区瓦斯溢出引起的，2起是突出造成的瓦斯异常涌出引起的。,从瓦斯爆炸火源看，主要是电气设备火花、违章放炮引起的。22起较大瓦斯爆炸事故中，有10起是电气设备火花引起的，有7起是放炮引起的，2起是井下煤炭自燃引起的，2起是由违章吸烟引起的，1起是由金属撞击火花引起的。,从地质构造情况看，相当部分煤与瓦斯突出事故发生在地质构造带和煤层急剧变化处。17起较大煤与瓦斯突出事故中，7起与地质构造、煤层变化有关。4起重大以上煤与瓦斯突出事故中，1起与地质构造、煤层变化有直接关系。从突出地点来看，突出事故多数发生在煤层掘进巷道。17起较大煤与瓦斯突出事故中，14起发生在煤层巷道掘进工作面，2起发生在采煤工作面，1起发生在其他地点。,从诱突因素来看，采掘施工是诱发突出的主要原因。17起较大突出事故中，7起由采掘落煤诱导突出，如综掘机掘进、采煤机、风镐落煤等诱发；5起是放炮震动诱发突出；3起是由顶板冒落诱发突出；2起是由施工钻孔诱发突出。,事故教训,地质先行，突出多发生在构造破坏带石门揭煤、近距离岩巷、打钻地点、煤巷掘进工作面特别重视瓦斯异常区域喷孔、突出点等,谢 谢,