《煤与瓦斯突出分类》PPT课件.ppt
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1、煤与瓦斯突出概念,煤矿地下采掘过程中,在很短时间(数分钟)内,从煤(岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的现象,人们称为煤(岩)与瓦斯突出,简称瓦斯突出或突出。它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,能造成人员窒息、煤流埋人,甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故,导致生产中断等,因此它是煤矿最严重的灾害之一。,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
2、人逃跑得救。突出煤沿巷道堆积13m长,煤粉散落15m长。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。1950年吉林省辽源矿务局富国西二坑在垂深280m煤巷掘进发生第一次有记载突出。我国最大突出是于1975年8月8日在天府矿务局三汇坝一矿主平硐(+280 m),震动性放炮揭穿6号煤层时发生的,突出煤岩12780t(煤占60,矸占40)、甲烷40万m3。,煤与瓦斯突出的危害,突出的煤炭突出的瓦斯突出冲击波破坏通风、生产系统引发其它灾害 瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、火灾等,郑州大平矿“10.20”瓦斯突出爆炸事故过程,21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量1894t(其中煤1300t),瓦斯量25万m3,突出
3、地点,煤与瓦斯突出的分类,按动力现象的力学(能量)特征分类 煤与瓦斯突出可分为突出、压出与倾出三类。(1)发动突出的主要作用力是地应力和瓦斯压力的联合作用,通常以地应力为主,瓦斯压力为辅,重力不起决定作用;实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯潜能。(2)发动与实现压出的主要作用力是地应力,瓦斯压力与煤的自重是次要因素,压出的基本能源是煤岩所积蓄的弹性变形能。(3)发动倾出的主要因素是地应力,即结构松软、含有瓦斯致使内聚力降低的煤,在较高地应力作用下,突然破坏、失去平衡,为其位能的释放创造了条件,实现倾出的主要力是失稳煤的自重。,按动力现象的强度分类(1)小型突出:强度1000t次(突出后,经
4、过长时间排放瓦斯,回风系统瓦斯浓度才恢复正常)。,煤与瓦斯突出的一般规律,(1)突出发生在一定的深度上,开始发生突出的最浅深度称为始突深度,一般它比瓦斯风化带的深度深一倍以上。(2)突出的次数和强度随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。突出最严重的煤层一般是最厚的主采煤层。(3)突出的气体种类主要是甲烷,个别矿井(吉林营城、甘肃窑街)突出二氧化碳。(4)突出煤层的特点是煤的力学强度低,而且变化大;透气性差(透气性系数10m2(Mpa2.d);瓦斯放散初速度高;湿度小;层理紊乱、遭受过地质构造力严重破坏的“构造煤”。,(5)突出危险区呈带状分布,这是因为影响突出的主要因素受地质构造控制的缘
5、故,而地质构造具有带状分布的特征。向斜轴部地区、向斜构造中局部隆起地区、向斜轴部与断层或褶曲交汇地区、火成岩侵入形成变质煤与非变质煤交混或邻近地区、煤层扭转地区、煤层倾角骤变、走向拐弯、变厚特别是软分层变厚地区、压性、压扭性断层地带、煤层构造分岔、顶、底板阶梯状凸起地区等都是突出点密集地区、也是大型甚至特大型突出地区。(6)受煤自重影响,自上前方向巷道的突出占大多数,从下方向巷道的突出为数极少。突出的次数有随着煤层倾角增大而增多的趋势。(7)采掘工作往往可激发突出,特别是落煤与震动作业,不仅可引起应力状态的变化,而且可使动载荷作用在新暴露煤体上造成煤的突然破碎。(8)绝大多数突出都有预兆。(9
6、)突出危险性随着有硬而厚的围岩(硅质灰岩、沙岩等)存在而增高(10)煤与瓦斯突出主要发生在掘进工作面,但石门突出强度最大。,煤与瓦斯突出预兆,预兆大体可分为三个方面:地压显现方面的预兆有,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、夹钻扦、钻粉量增大、钻机过负荷等;瓦斯涌出方面的预兆有,瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、气温与气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤、哨声蜂鸣声等;煤力学性能与结构方面的预兆有,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、煤干操等等。,煤矿安全规程
7、对突出矿井的特殊要求,第48条 采区开采前必须编制采区设计,并严格按照采区设计组织施工。一个采区内同一煤层不得布置3个(含3个)以上回采工作面和5个(含5个)以上掘进工作面同时作业。突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面,不得采用前进式采煤方法。,第68条 采用放顶煤采煤法开采时,必须遵守下列规定(第68修订):煤层有煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出危险的,严禁采用放顶煤开采。该条规定与煤矿安全规程183、186、187条保持一致,主要强调了区域的概念。也就是说,对于突出矿井的突出煤层,经区域预测,鉴定为突出危险区、威胁区的,严禁采用放顶煤开采;无突出危险区,可以采用放顶煤开采。
8、不允许在突出危险区、威胁区布置放顶煤工作面后再采取局部消突措施进行回采。,第75条 高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域煤巷掘进工作面,严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。,第112条 矿井开拓新水平和准备新采区的回风,必须引入总回风巷或主要回风巷中。在未构成通风系统前,可将此种回风引入生产水平的进风中;但在有瓦斯喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井中,开拓新水平和准备新采区时,必须先在无瓦斯喷出或无煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤(岩)层中掘进巷道并构成通风系统,为构成通风系统的掘进巷道的回风,可以引入生产水平的进风中。上述2种回风流中的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气
9、体浓度必须符合本规程第一百条的规定,并制订安全措施,报企业技术负责人审批。,第113条 生产水平和采区必须实行分区通风。准备采区,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可回采。高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区,必须设置至少1条专用回风巷;低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置1条专用回风巷。,第114条 采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面,布置独立通风有困难时
10、,在制定措施后,可采用串联通风,但串联通风的次数不得超过1次。开采有瓦斯喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层时,严禁任何2个工作面之间串联通风。,第115条 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。,第118条 控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。开采突出煤层时,工作面回风侧不应设置风窗。,第127条 掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式,不得采用抽出式(压气、水力引射器不受此限);如果采用混合式,必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层的掘进通风方
11、式必须采用压入式。,第128条 安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定:。(五)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中,掘进工作面的局部通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电;也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,但每天应有专人检查次,保证局部通风机可靠运转。(六)严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用台局部通风机同时向个作业的掘进工作面供风。,第133条 一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯,该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和
12、瓦斯涌出形式划分为:(一)低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。(二)高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。(三)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作,报省(自治区、直辖市)负责煤炭行业管理的部门审批,并报省级煤矿安全监察机构备案。上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。新矿井设计文件中,应有各煤层的瓦斯含量资料。,第145条 有下列情况之一的矿井,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统:(一)
13、1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。(二)矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:1大于或等于40m3/min;2年产量1.01.5Mt的矿井,大于30m3/min;3年产量0.61.0Mt的矿井,大于25m3/min;4年产量0.40.6Mt的矿井,大于20m3/min;5年产量小于或等于0.4Mt的矿井,大于15m3/min。(三)开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。,第149条 矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度,并遵守下列规定:。(三)采掘工作面的瓦斯浓度检查次数如下:1低瓦斯矿井中每班至少2次;2
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