防治煤與瓦斯突出第1頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四主要內(nèi)容面臨的形勢與任務礦井瓦斯基礎知識防治煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出案例分析2011年瓦斯事故總結(jié)第2頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四面臨的形勢與任務第3頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四一、突出礦井分布概況淮北礦業(yè)突出礦井（生產(chǎn)礦井中12對突出礦井）宿縣礦區(qū)：蘆嶺、朱仙莊、桃園、祁南楊柳礦區(qū)：臨渙、海孜、童亭、楊柳、青東、袁一閘河礦區(qū)：石臺新建鄒莊、祁南改擴建（二礦）、信湖礦均按突出礦井設計突出煤層多達30層。歷史上曾多次煤與瓦斯突出。第4頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四渦陽礦區(qū)臨渙礦區(qū)宿縣礦區(qū)濉肖礦區(qū)第5頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四1、1993年1月7日，蘆嶺礦Ⅱ821-6#溜煤眼穿過9煤頂板進入8煤3.5m處，架棚時發(fā)生煤與瓦斯突出，將三人埋住致死。

2、1997年12月5日，蘆嶺礦Ⅱ814-2#溜煤眼揭開煤層，因揭煤區(qū)域煤層變?。ㄓ?0m變?yōu)?m）發(fā)生煤與瓦斯突出，造成6人死亡。3、2002年4月7日，蘆嶺礦Ⅱ818溜煤斜巷施工發(fā)生瓦斯突出事故，造成13人死亡。4、2009年4月25日，海孜礦1026機巷發(fā)生煤與瓦斯突出事故，突出煤量，瓦斯量，死亡一人。淮北礦業(yè)歷史上突出死亡事故第6頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四二、瓦斯災害日趨嚴重。一是淮北礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜。斷層極為發(fā)育，多數(shù)礦井受火成巖侵入影響嚴重，臨渙礦區(qū)煤層為巨厚火成巖巖床覆蓋，突出危險性強；閘河礦區(qū)火成巖沿煤層侵入，局部瓦斯賦存不均，瓦斯治理難度大。二是礦井開采深度大，地應力高。蘆嶺三水平開采深度達-900m，海孜礦三水平、新建祁南礦改擴建開采深度達-1000m；三是煤層瓦斯壓力增大，突出危險性強，蘆嶺8煤層（5.0MPa）、祁南32煤、海孜8煤層瓦斯壓力均超過4.5MPa；四是在瓦斯、地壓綜合作用下，礦井動力現(xiàn)象復雜。楊柳礦地面鉆孔噴井、海孜礦低指標突出等問題，尚處于摸索研究階段。鄒莊、渦北等礦開采深度大，雖然預測突出參數(shù)不超標，但地壓危害日益嚴重，我們在這方面尚無成功的經(jīng)驗可以借鑒。第7頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四三、防突任務日益艱巨集團公司22對生產(chǎn)礦井中，現(xiàn)有12對突出礦井、30層突出煤層，防突工程量大幅度增加；非突出煤層轉(zhuǎn)化成突出煤層傾向性增加，防突預警工程量大。2012年計劃保護層開采面積100萬m2，頂?shù)装鍘r巷24000m，區(qū)域瓦斯治理鉆孔180萬m，其它各類防突鉆孔90萬m，突出危險區(qū)石門揭煤40處以上，突出危險區(qū)煤巷掘進22000m，無突出危險區(qū)煤巷掘進30000m，突出煤層近距離巖巷掘進40000多m，地質(zhì)探查、防突預警等工作量巨大。另外，2012年各類瓦斯參數(shù)測定200處以上。第8頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四四、管理基礎相對薄弱一是防突技術難題依然很多。巨厚火成巖下安全開采、地質(zhì)構(gòu)造預測、突出臨界指標、軟煤鉆采卸壓增透等技術尚未取得實質(zhì)性突破，未能建立適合淮北礦區(qū)實際的突出敏感指標體系，鉆孔施工質(zhì)量、施工效率、抽采效果等需要進一步研究和提高。二是防突管技人員、防突、抽采、鉆孔等專業(yè)化技能人才數(shù)量偏少，不能適應礦井快速發(fā)展的需要。三是防突技術管理上的不足。礦區(qū)瓦斯抽放參數(shù)測定上，如鉆孔瓦斯抽采半徑、鉆孔流量衰減系數(shù)等。第9頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四礦井瓦斯基礎知識第10頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過程中，從煤、巖內(nèi)涌出的各種氣體的總稱。煤礦瓦斯指的就是甲烷。物理化學性質(zhì)：無色、無味、無毒、比空氣輕，微溶于水。危害：噴出、突出、爆炸、人員窒息、環(huán)境污染。作用：能源、化工原料。每立方米瓦斯的燃燒熱3.7×107J．相當于1～1.5kg煙煤。Ch4O2備注5~16%瓦斯爆炸43%12%呼吸短促57%9%立刻昏迷，有死亡危險礦井瓦斯基礎知識第11頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四一、瓦斯的成因與賦存

煤層瓦斯是腐植型有機物（植物）在成煤過程中生成的。一是生物化學成氣時期；腐植型有機物堆積在沼澤相和三角洲環(huán)境中開始，在溫度不超過65°C條件下，腐植體經(jīng)厭氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，生成的瓦斯擴散到古大氣中。隨著泥炭層下沉，上覆巖層越來越厚，壓力溫度升高，生物化學作用減弱直至結(jié)束，在較高的壓力和溫度下泥炭轉(zhuǎn)化成褐煤（生成瓦斯量68m3/t）二是煤化變質(zhì)作用時期：隨著褐煤層沉降，壓力溫度作用加劇，進入煤化變質(zhì)造氣階段煤牌號泥煤褐煤長焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無煙煤產(chǎn)氣量m3/t68168212229270287339419礦井瓦斯基礎知識第12頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四煤和煤層的形成與演化1，成煤母質(zhì)——植物（低等、高等）

兩淮煤的成煤母質(zhì)——高等植物。在成煤期淮南氣候和地理環(huán)境適于植物生長2，成煤環(huán)境——泥炭沼澤兩淮煤的成煤環(huán)境——發(fā)育在濱海三角洲平原上的泥炭沼澤,當時南邊是海，河流方向自北向南?！皟苫础泵禾锸前不杖说耐ㄋ追Q謂?；茨吓c淮北被“蚌埠隆起”隔開淮南與淮北被“蚌埠隆起”隔開；淮北與徐州相連，稱“徐淮煤田”

礦井瓦斯基礎知識第13頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四煤層中瓦斯垂直分帶形成原因：當煤層直達地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時，由于煤層中瓦斯向上運移和地面空氣向煤層中滲透，使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。四帶：CO2-N2帶、N2帶、N2—CH4帶、CH4帶。礦井瓦斯基礎知識第14頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出煤層

是指在礦井井田范圍內(nèi)發(fā)生過突出的煤層或者經(jīng)鑒定有突出危險的煤層。突出礦井

是指在礦井的開拓、生產(chǎn)范圍內(nèi)有突出煤層的礦井礦井瓦斯基礎知識第15頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

瓦斯噴出（gasblowout）從煤體或巖體裂隙、孔洞、鉆孔或炮眼中大量涌出瓦斯（二氧化碳）的異常涌出現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯（二氧化碳）量大于或等于1.0m3/min且持續(xù)8h以上時的區(qū)域定位瓦斯（二氧化碳）噴出危險區(qū)域。

防治方法－－地質(zhì)工作、前探鉆孔礦井瓦斯基礎知識第16頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四防治煤與瓦斯突出第17頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

煤與瓦斯突出coalandgasoutburst

在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、巖和瓦斯由煤體或巖體中突然向采掘空間拋出的異常的動力現(xiàn)象。

摧毀井巷設施、破壞通風系統(tǒng)、井巷內(nèi)充滿瓦斯拋出物、人員窒息、煤流埋人、引起瓦斯爆炸火災，煤礦最嚴重的災害之一。

礦井瓦斯基礎知識第18頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四世界第一次有記載的突出1834年3月22日法國魯阿爾煤田伊薩克礦井在急傾斜厚煤層平巷掘進工作面發(fā)生了世界上第一次有記載的突出。支架工在架棚子時，發(fā)現(xiàn)工作面煤壁外移，三個工人立即逃跑，巷道煤塵彌漫，一人被煤流埋沒死亡，一人被瓦斯窒息犧牲，一人逃跑得救。突出煤沿巷道堆積13m，煤粉散落15m，迎頭支架傾倒。世界上第一次猛烈的突出

1879年4月17日比利時阿拉波二號井，向上掘進580～610m水平之間的上山眼時，突出420t煤、瓦斯50萬m3以上。最初瓦斯噴出量2000m3/min以上，瓦斯逆風流從提升井沖至地面，距該井口23m處的絞車房附近的火爐引燃了瓦斯，火焰高達50m，井口建筑物燒成一片廢墟，2小時后火焰將要熄滅時，又連續(xù)發(fā)生7次瓦斯爆炸(每隔7鐘左右1次)，井下209人，死亡121人，地面3人燒死，11人燒傷[1]。

世界上最大的突出

1969.7.13頓巴斯加加林礦710m水平主石門揭穿僅1.03m的l3煤層時，突出煤量14000t，瓦斯量25萬m3。

我國最大的突出1975.8.8天府礦務局三匯壩一礦主平峒（+280m），震動放炮揭穿6煤層時，突出煤巖12780t（60％煤、40％巖），瓦斯140萬m3。3、防治煤與瓦斯突出第19頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四1）瓦斯主導作用假說：

(1)“瓦斯包”說(2)粉煤帶說(3)煤孔隙結(jié)構(gòu)不均勻說(4)突出波說(5)裂縫堵塞說(6)閉合孔隙瓦斯釋放說(7)瓦斯膨脹說(8)卸壓瓦斯說(9)火山瓦斯說(10)地質(zhì)破壞帶說(11)瓦斯解吸說突出機理瓦斯作用說、地應力作用說、化學本質(zhì)說和綜合假說防治煤與瓦斯突出第20頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四2)地壓主導作用假說：(1)巖石變形潛能說(2)應力集中說(3)剪應力說(4)沖擊式移近說(5)拉應力波說(6)應力疊加說(7)放炮突出說(8)頂板位移不均勻說3)化學本質(zhì)作用假說：(1)爆炸的煤說(2)瓦斯水化物說(3)地球化學說(4)硝基化合物說3、防治煤與瓦斯突出第21頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四綜合作用假說認為：煤與瓦斯突出是由地應力、瓦斯以及煤的物理力學性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。振動說、分層分離說、破壞區(qū)說、游離瓦斯壓力說能量假說、應力分布不均勻說流變說球殼失穩(wěn)說煤與瓦斯突出的力學作用機理3、防治煤與瓦斯突出第22頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

突出機理由于突出現(xiàn)象的發(fā)生必須具備一定的能量，故煤體需要經(jīng)歷一定的能量積聚過程，使之逐漸發(fā)展到臨界破壞甚至過載的脆弱平衡狀態(tài)，發(fā)展過程四個階段：

準備階段激發(fā)階段發(fā)展階段終止階段3、防治煤與瓦斯突出第23頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

突出發(fā)生的一般規(guī)律1、突出點的區(qū)域性分布與地質(zhì)構(gòu)造

2、突出危險性隨采深的增加而增大

3、突出危險煤層的厚度

4、突出危險與巷道類型

5、突出危險與采掘工藝

6、突出預兆

（1）地壓顯現(xiàn)，煤炮聲、支架聲響、掉碴、巖煤開裂、底鼓、巖與煤自行剝落，煤壁外鼓、來壓、煤壁顫動、鉆孔變形、垮孔頂鉆、夾鉆桿、鉆粉量增大、鉆機過負荷等。（2）瓦斯涌出，瓦斯?jié)舛仍龃?，瓦斯涌出忽大忽小，打鉆時頂鉆、卡鉆和抱鉆，鉆孔噴瓦斯，煤壁或工作面溫度降低，也有少數(shù)實例發(fā)現(xiàn)煤壁溫度升高等。（3）煤力學性能與結(jié)構(gòu)方面，層理紊亂、煤強度松軟或軟硬不均、煤暗淡無光澤、煤厚變化大、傾角變陡、波狀隆起、褶曲、頂（底）板階狀凸起、斷層、煤干燥等等。7、突出孔洞形狀各異

3、防治煤與瓦斯突出第24頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四特大突出的特大（1）絕大多數(shù)特大型煤與瓦斯突出都發(fā)生在石門穿過危險煤層的過程中，在回采工作面也發(fā)生過特大型突出；（2）絕大多數(shù)特大型煤與瓦斯突出都是放炮引起的。放炮與突出往往有幾分鐘甚至幾小時的延遲時間；（3）特大型煤與瓦斯突出時的瓦斯量（有時是二氧化碳）都很大，可達到噸煤80~100m3；（4）多數(shù)特大型突出都發(fā)生在由地質(zhì)構(gòu)造變化而引起的煤層厚度變化地帶；（5）發(fā)生特大型突出的煤層幾乎都有厚度不等的軟分層存在，或是煤層本身就比較松軟，破壞類型較高。尤其是軟分層結(jié)構(gòu)分散，多呈粒狀或粉末狀，易于破碎。在地質(zhì)構(gòu)造變化帶，往往形成強烈的揉皺煤，層理和節(jié)理遭到破壞。第25頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

動力現(xiàn)象分類按力學特征分為突出、壓出、傾出三種類型。

(1)動力現(xiàn)象造成的空洞位置及形狀(包括孔洞中心線和水平面所成之夾角);(2)噴出煤(或巖石)的粒度及其分選情況;(3)煤(或巖石)的拋出距離及堆積坡度;(4)強度(噴出的煤量及巖石量)；

(5)噴出{的瓦斯量及瓦斯流運行方向}(6)動力效應；

(7)現(xiàn)象發(fā)生前的預兆。3、防治煤與瓦斯突出第26頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四判定煤層突出危險性單項指標的臨界值煤的破壞類型Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ瓦斯放散初速度△p≥10煤的堅固性系數(shù)f≤0.5煤層瓦斯壓力p/MPa≥0.74

煤層突出危險性指標未完全達到上述指標的，測點范圍內(nèi)的煤層突出危險性由鑒定機構(gòu)根據(jù)實際情況確定；但當f≤0.3、p≥0.74MPa，或0.3＜f≤0.5、p≥1.0MPa,或0.5＜f≤0.8、p≥1.50MPa，或p≥2.0MPa的，一般確定為突出煤層；認定為非突出煤層的范圍和需要重新鑒定的條件，應當在鑒定報告中明確劃定或者說明。3、防治煤與瓦斯突出第27頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四采用煤層突出危險性指標鑒定時，鑒定報告還應附有瓦斯參數(shù)測點和煤樣取樣點布置圖、煤層瓦斯壓力上升曲線圖、實驗室指標測定報告、現(xiàn)場指標測定所用儀器儀表的規(guī)格及其檢定證書等。第28頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出動力現(xiàn)象特征第29頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四1、煤的突然傾出

煤的突然傾出主要是重力引起的，而瓦斯在一定程度上也參與了傾出過程，這是由于瓦斯的存在進一步降低了煤的機械強度，瓦斯壓力還促進了重力作用的顯現(xiàn)，由于這種關系，煤的傾出能引起或轉(zhuǎn)化為煤與瓦斯突出。在急傾斜煤層中，煤和瓦斯突出又多以煤傾出開始,最終轉(zhuǎn)化為煤與瓦斯突出。第30頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四煤的突然傾出具有下列特征：(1)傾出空洞具有較規(guī)則的幾何形；(比如橢圓形、梨形、舌形等)。在上山，空洞常沿煤層傾斜方向延伸，多為梨形；在平巷，空洞多分布在巷道工作面上方及上隅角以橢圓形較為常見，—般空洞的上部呈自然拱的形狀。在平巷內(nèi)，空洞中心線與水平面所成之夾角，必然大于煤的自然安息角。(2)傾出的煤主要是碎煤，有時也能見到少量粉煤，無分選現(xiàn)象。(3)煤的拋出距離及其堆積情況，取決于煤量的多少、空洞的大小及傾角。煤的拋出距離一般不超過50m，傾出的煤的堆積坡面角，一般接近于自然安息角，但沿傾斜發(fā)生大強度傾出時,堆積坡度可能小于自然安息角。第31頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

(4)傾出的煤量由數(shù)噸到數(shù)百噸，但多數(shù)情況下不超過100t。

(5)傾出時的瓦斯涌出量取決于煤層瓦斯含量，煤的破碎程度和傾出煤量等.每噸傾出煤的瓦斯涌出量略少于或接近煤層瓦斯含量。一般不會發(fā)生瓦斯流逆流，在正常通風條件下，—般經(jīng)0.5～1h，空氣中的瓦斯含量便能降至正常濃度。

(6)傾出時的動力效應，可以推倒空車、折斷木支架等。

(7)在傾出前經(jīng)常出現(xiàn)的預兆是：煤的硬度降低，煤開裂，工作而掉煤渣，支架壓力增加等，有時煤體中也出現(xiàn)劈裂聲、悶雷聲等。第32頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四2、煤的突然壓出

煤的突然壓出:是由應力或開采層集中壓力引起的，瓦斯只起次要作用，伴隨著突然壓出,回風流中瓦斯?jié)舛仍龈?但一般不會引起巷道瓦斯超限(或超限時間很短)。按表現(xiàn)形式不同，煤的突然壓出又可分為兩類。

第一類煤的突然移動，常見于掘進巷道，表現(xiàn)為煤體的整體移動。煤體雖保持某種程度的完整外形，而實際上已被壓壞并布滿裂縫，甚至還有部分煤體被壓碎成塊狀。有時也表現(xiàn)為巷道底板整體向上鼓起。不拋出煤和不形成空洞是它的特點。第33頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四這一類突然壓出乃是應力的水平擠壓作用所造成的。其特征為：

(1)工作面煤體整體移動或底板煤體向上鼓起0.2～0．4m(有時達1m)，不形成空洞。

(2)煤不拋出，無分選現(xiàn)象。

(3)強度—般在10～20t以下；個別達50t以上;(4)瓦斯涌出量小于煤層的瓦斯含量，通常不引起巷道瓦斯超限。

(5)動力效應較小，支柱一般不被破壞，只是嵌入壓出的煤體中,底板鼓起時，可把礦車、鉆機抬起。

第34頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四(6)壓出前的預兆是:支柱壓力增加，掉煤渣，煤體內(nèi)出現(xiàn)劈裂聲、雷聲等。

第二類，煤的突然擠出，多發(fā)生在傾斜和緩傾斜煤層的采煤工作面,它是由于應力大，煤層中有軟分層，有平行工作面的節(jié)理裂縫，在直接頂板中有彈性巖石(砂巖、石灰?guī)r等)以及放頂不及時，懸頂過大等條件下，煤層受到采動應力作用使工作面邊緣煤體被壓碎而發(fā)生的，瓦斯隨著煤的突然擠出而加劇涌出。其特征為：(1)壓出空洞沿弧形條帶分布，中間最寬達1～3m，有時達6m；長度—般為7～30m，有時達60m?？斩捶植荚谲浄謱又校斩锤叨瓤蛇_到軟分層全厚，并向上下兩個方向逐漸減少，其剖面呈唇形。第35頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四(2)拋出的煤為小塊及大塊，煤粉很少，無分選現(xiàn)象。(3)壓出的煤可拋出1～３m，個別情況下在4m以上，堆積坡度比自然安息角小。(4)壓出的煤量一般為數(shù)十噸，大強度壓出可達375t。(5)壓出后短時間內(nèi)瓦斯?jié)舛瓤蛇_10％以上，但在正常通風條件下，很快能恢復正常。煤在大強度突然壓出時，大量瓦斯涌出可以延續(xù)較長時間,每噸壓出煤的瓦斯涌出量略大于煤層瓦斯含量。

(6)動力效應拋出的煤，一般可將工作面支架打斷、折斷，在突然壓出和老頂冒落時，有時出現(xiàn)沖擊氣浪，有時還發(fā)生頂板開裂的現(xiàn)象。

(7)壓出前的預兆：軟煤分層厚度增加，支架壓力增加，工作而掉煤渣，煤體中出現(xiàn)劈裂聲，悶雷聲等。第36頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四3、煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出是在地應力和瓦斯的共同參與下發(fā)生的，而應力是發(fā)動突出的的主要動力,其特征如下：

(1)突出空洞的位置和形狀是各式各樣的，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。突出空洞的形狀為口小腹大的倒梨形或橢圓形，有時呈很復雜的奇異的外形?？斩粗行木€與水平面之夾角可以小于自然安息角，也可大于自然安息角，但很少為水平平方向的。

(2)煤與瓦斯突出的另一個重要特征是噴出的煤具有分選現(xiàn)象，即靠近突出空洞和巷道下部為塊煤，其次為碎煤，離突出空洞較遠處和煤堆上部是粉煤，有時粉煤能被拋出很遠。

(3)煤的拋出距離取決于突出強度，可以從數(shù)米到數(shù)百米，突出的煤可以堆滿巷道全斷面，造成巷道堵塞。煤的堆積坡度通常小于自然安息角。

(4)煤和瓦斯突出的煤量，可由數(shù)噸到數(shù)千噸，按強度可把煤與瓦斯突出分成如下5類：

第37頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四①小型煤與瓦斯突出，強度小于10t，②中型煤與瓦斯突出，強度10～99t;③次大型煤與瓦斯突出，強度100—499t;④大型煤與瓦斯突出，強度500—999t⑤特大型煤與瓦斯突出，強度等于或大于1000t。

(5)煤和瓦斯突出時噴出的瓦斯量，取決于煤的瓦斯含量和突出的煤量。特大型煤與瓦斯突出時，短時間能涌出數(shù)十萬至數(shù)百萬立方米的瓦斯，噸煤瓦斯涌出量高達100～800m3，超過煤層瓦斯含量5—30倍。

瓦斯一般順風流運行，而在特大型煤與瓦斯突出時，瓦斯與粉煤流以暴風形式，可逆風流運行并充滿數(shù)千米長的巷道。例如，由桐礦務魚田堡煤礦：1406采區(qū)大巷的特大型突出，涌出瓦斯360萬m’，瓦斯逆風流經(jīng)1612m長的巷道，到達進風副井井口(進風量3600m3／min)。同時，沿回風道將魚塘角抽風機雙扇防爆門推開(抽風機仍運轉(zhuǎn))，并使前來關閉防爆門的地面工人窒息。

(6)煤和瓦斯突出的動力效應明顯，常表現(xiàn)為推翻礦車，搬動巨石，破壞木支架，造成沖擊氣浪以及聲響等。第38頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四這三類煤與瓦斯動力現(xiàn)象的發(fā)動都以地應力為主，預兆相似（如有聲響預兆等），對震動以及引起應力集中的各因素都非常敏感；在應力集中地帶、地質(zhì)構(gòu)造帶、松軟煤帶等處都易發(fā)生這三類現(xiàn)象。綜掘機、扒裝機、風鎬震動爆破第39頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四石門揭開煤層時發(fā)生的煤和瓦斯突出，可以在放炮揭煤時、過煤門放門坎炮時發(fā)生，當巖柱強度不足或巖柱尺寸不夠時,也會發(fā)生自行揭開．若不能一次全斷面揭開或揭穿煤層時,還會發(fā)生延遲突出,其特點是強度強、危害性大。沿煤層掘進平巷時，煤和瓦斯突出頻繁發(fā)生，這是由于煤礦中煤巷多的緣故。沿煤層掘進上山時，由于煤的重力作用，對發(fā)生煤和瓦斯突出是有利的。相對來說，下山的突次數(shù)較少。沿煤層打鉆時也會發(fā)生煤與瓦斯突出.鉆頭以極高的速度揭開高應力、高瓦斯壓力帶時，即給煤和瓦斯突出創(chuàng)造了有利條件。因鉆孔直徑很小，鉆孔中一旦發(fā)生突出，隨即發(fā)生煤的自行膨脹，并使孔內(nèi)瓦斯壓力升高，引起突出過程停滯，所以突出強度一般不大(35t以內(nèi))，只在個別情況下達到420t。第40頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四瓦斯動力現(xiàn)象拋出煤量和瓦斯涌出量計算原則和方法：（一）拋出的煤量指由瓦斯動力現(xiàn)象拋出的煤量。煤量可按照實際清理出的煤量為準，或按照煤炭的堆積體積計算。計算時堆積煤炭的密度取值范圍為0.8t/m3～1.0t/m3，拋出煤炭的粒度差別較大時，可分段按照不同堆積密度計算。（二）拋出煤的瓦斯涌出量為發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象后回風巷中的瓦斯從升高開始，截至恢復到瓦斯動力現(xiàn)象發(fā)生前狀態(tài)的增量。對瓦斯涌出量長時間不能恢復到瓦斯動力現(xiàn)象發(fā)生前的瓦斯涌出狀態(tài)的，計算截止時間為瓦斯涌出量降到1.0m3/min時或瓦斯涌出量降到穩(wěn)定狀態(tài)時。（三）瓦斯涌出量可根據(jù)工作面、采區(qū)、水平或總回風流中的瓦斯?jié)舛群惋L量的測定值計算，并應盡量選用瓦斯?jié)舛葴y值沒有超過測量儀器（或傳感器）量程的測點資料，當發(fā)生瓦斯逆流或局部通風系統(tǒng)遭到破壞時，可選用采區(qū)或總回風流中的測點資料計算。瓦斯涌出量可根據(jù)瓦斯?jié)舛群惋L量的測值變化規(guī)律，采用曲線擬合后再積分的方法或者采用分段取平均值的方法計算。第41頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四工作面采掘應力正常分布示意圖第42頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出前工作面應力分布示意圖第43頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四工作面前方應力突變時應力分布圖第44頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出初期工作面煤體應力變化設想圖第45頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出發(fā)生發(fā)展過程中應力變化設想圖第46頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四防治煤與瓦斯突出規(guī)定第47頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第二十四條煤（巖）與瓦斯突出礦井井下進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，必須停止突出煤層的掘進、回采、鉆孔、支護以及其他所有擾動突出煤層的作業(yè)。第三十條突出煤層采掘工作面每班必須設專職瓦斯檢查工并隨時檢查瓦斯；發(fā)現(xiàn)有突出預兆時，瓦斯檢查工有權停止作業(yè)，協(xié)助班組長立即組織人員按避災路線撤出，并報告礦調(diào)度室。第三十二條突出礦井的井下工作人員的培訓包括防突基本知識和規(guī)章制度等內(nèi)容。第48頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第49頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四兩級“四位一體”防突措施區(qū)域綜合防突措施（一）區(qū)域突出危險性預測；（二）區(qū)域防突措施；（三）區(qū)域措施效果檢驗；（四）區(qū)域驗證。局部綜合防突措施（一）工作面突出危險性預測；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果檢驗；（四）安全防護措施。防突工作堅持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充的原則。突出礦井采掘工作做到不掘突出頭、不采突出面。未按要求采取區(qū)域綜合防突措施的，嚴禁進行采掘活動。第50頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

區(qū)域性防治措施（開采保護層、預抽煤層瓦斯）開采保護層是最有效的區(qū)域治理措施，應首選此措施.第51頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四預抽方式地面井預抽煤層瓦斯井下穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區(qū)段煤層瓦斯穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯順層鉆孔或穿層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯穿層鉆孔預抽石門（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。第52頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

預抽煤層瓦斯穿層孔預抽第53頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

預抽煤層瓦斯順層孔預抽大寧礦順煤層千米鉆機枝狀長鉆孔施工竣工圖

第54頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四局部防突措施煤層中采掘工作面超前鉆孔、松動爆破、前探支架、水力沖孔、煤層注水

工作人員長期在突出煤層中作業(yè)，任何一環(huán)出現(xiàn)問題，都有可能發(fā)生突出事故，造成人員的傷亡；危險性較大。突出煤層（危險源）防突工程煤巷第55頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第六十二條石門和立井、斜井工作面從距突出煤層底（頂）板的最小法向距離5m開始到穿過煤層進入頂（底）板2m（最小法向距離）的過程均屬于揭煤作業(yè)。揭煤作業(yè)前應編制石門揭煤的專項防突設計，報煤礦企業(yè)技術負責人批準。突出煤層石門揭煤應當按照下列作業(yè)程序進行：（一）探明揭煤工作面和煤層的相對位置；（二）在與煤層保持適當距離的位置進行工作面預測（或區(qū)域驗證）；（三）工作面預測（或區(qū)域驗證）有突出危險時，采取工作面防突措施；（四）實施工作面措施效果檢驗；（五）掘進至遠距離爆破揭穿煤層前的工作面位置，采用工作面預測或措施效果檢驗的方法進行最后驗證；（六）采取安全防護措施并用遠距離爆破揭開或穿過煤層；（七）在巖石巷道與煤層連接處加強支護。第56頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四石門揭煤程序示意圖石門揭煤程序示意圖探煤石門工作面＞7m＞5m爆破前＞10m區(qū)域防突措施區(qū)域效果檢驗局部預測、檢驗區(qū)域驗證局部預測驗證區(qū)域最后驗證石門揭煤程序示意圖石門揭煤程序示意圖探煤石門工作面＞7m＞5m爆破前＞10m區(qū)域防突措施區(qū)域效果檢驗局部預測、檢驗區(qū)域驗證局部預測驗證區(qū)域最后驗證第57頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四在主要采用敏感指標進行工作面預測的同時，可以根據(jù)實際條件測定一些輔助指標（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量動態(tài)變化、聲發(fā)射、電磁輻射、鉆屑溫度、煤體溫度等），采用物探、鉆探等手段探測前方地質(zhì)構(gòu)造，觀察分析工作面揭露的地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象，實現(xiàn)工作面突出危險性的多元信息綜合預測和判斷。工作面地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象主要有以下方面：（一）煤層的構(gòu)造破壞帶，包括斷層、劇烈褶曲、火成巖侵入等；（二）煤層賦存條件急劇變化；（三）采掘應力疊加；（四）在工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象；（五）工作面出現(xiàn)明顯的突出預兆。在突出煤層，當出現(xiàn)上述第（四）、（五）情況時，應判定為突出危險工作面；當有上述第（一）、（二）、（三）情況時，除已經(jīng)實施了工作面防突措施的以外，應視為突出危險工作面并實施相關措施。第58頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第七十三條采用鉆屑瓦斯解吸指標法預測石門揭煤工作面突出危險性時，由工作面向煤層的適當位置至少打3個鉆孔，在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△h2值。測定時，應考慮不同鉆進工藝條件下的排渣速度。第59頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第七十四條可采用下列方法預測煤巷掘進工作面的突出危險性：（一）鉆屑指標法；（二）復合指標法；（三）R值指標法；（四）其他經(jīng)試驗證實有效的方法。第60頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四采用鉆屑指標法預測煤巷掘進工作面突出危險性時，在近水平、緩傾斜煤層工作面應向前方煤體至少施工3個、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深8～10m的鉆孔，測定鉆屑瓦斯解吸指標和鉆屑量。鉆孔應盡可能布置在軟分層中，一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部，并平行于掘進方向，其他鉆孔的終孔點應位于巷道斷面兩側(cè)輪廓線外2～4m處。鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量S，每鉆進2m至少測定一次鉆屑瓦斯解吸指標K1或△h2值。鉆屑瓦斯解吸指標Δh2200Pa鉆屑瓦斯解吸指標K10.5鉆屑量S6（kg/m）、5（L/m）第61頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第七十六條

采用復合指標法預測煤巷掘進工作面突出危險性時，在近水平、緩傾斜煤層工作面應當向前方煤體至少施工3個、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深8～10m的鉆孔，測定鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標。鉆孔應當盡量布置在軟分層中，一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部，并平行于掘進方向，其他鉆孔開孔口靠近巷道兩幫0.5m處，終孔點應位于巷道斷面兩側(cè)輪廓線外2～4m處。鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量S，并在暫停鉆進后2min內(nèi)測定鉆孔瓦斯涌出初速度q。測定鉆孔瓦斯涌出初速度時，測量室的長度為1.0m。第62頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第七十八條對采煤工作面的突出危險性預測，可參照本規(guī)定第七十四條所列的煤巷掘進工作面預測方法進行。但應沿采煤工作面每隔10～15m布置一個預測鉆孔，深度5～10m，除此之外的各項操作等均與煤巷掘進工作面突出危險性預測相同。第63頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第九十八條在實施鉆孔法防突措施效果檢驗時，分布在工作面各部位的檢驗鉆孔應當布置于所在部位防突措施鉆孔密度相對較小、孔間距相對較大的位置，并遠離周圍的各防突措施鉆孔或盡可能與周圍各防突措施鉆孔保持等距離。在地質(zhì)構(gòu)造復雜地帶應根據(jù)情況適當增加檢驗鉆孔。工作面防突措施效果檢驗必須包括以下兩部分內(nèi)容：（一）檢查所實施的工作面防突措施是否達到了設計要求和滿足有關的規(guī)章、標準等，并了解、收集工作面及實施措施的相關情況、突出預兆等(包括噴孔、卡鉆等)，作為措施效果檢驗報告的內(nèi)容之一，用于綜合分析、判斷;（二）各檢驗指標的測定情況及主要數(shù)據(jù)。第64頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四國發(fā)辦[2012]26號（十九）加強煤礦瓦斯超限管理。煤礦發(fā)生瓦斯超限，要立即停產(chǎn)撤人，并比照事故處理查明瓦斯超限原因，落實防范措施。因責任和措施不落實造成瓦斯超限的，要嚴肅追究有關人員責任。因瓦斯防治措施不到位，1個月內(nèi)發(fā)生2次瓦斯超限的礦井必須停產(chǎn)整頓。凡1個月內(nèi)發(fā)生3次以上瓦斯超限未追查處理，或因瓦斯超限被責令停產(chǎn)整頓期間仍組織生產(chǎn)的礦井，煤炭行業(yè)管理部門、煤礦安全監(jiān)管部門應提請地方政府予以關閉。（二十）從重處理煤礦瓦斯死亡事故。發(fā)生造成人員死亡瓦斯事故的礦井必須停產(chǎn)整頓，停產(chǎn)整頓時限由地方政府確定。凡發(fā)生較大及以上瓦斯事故，且地質(zhì)條件復雜、安全生產(chǎn)系統(tǒng)存在重大隱患、不能有效防范瓦斯事故的礦井，地方政府應當依法予以關閉。第65頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四皖政辦[2012]62號第六十一條嚴肅瓦斯超限分級追查紀律。瓦斯超限濃度在3%以下的，由礦長組織追查；瓦斯超限濃度在3%及以上的，國有重點煤礦由集團公司組織追查，其他煤礦由所在市級煤礦管理部門組織追查。對超限濃度在3%及以上的煤礦礦長和總工程師，按管理權限由煤礦管理部門、安全監(jiān)察機構(gòu)進行警示談話。對一年內(nèi)發(fā)生1次突出（沒有人員傷亡）的煤礦礦長，暫扣礦長資格證、礦長安全資格證，并按管理權限由煤礦管理部門、安全監(jiān)察機構(gòu)進行誡勉談話；對一年內(nèi)發(fā)生2次突出（沒有人員傷亡）的煤礦礦長和總工程師，予以撤職，并吊銷礦長資格證、礦長安全資格證，5年內(nèi)不得擔任煤礦礦長或總工程師。第66頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四事故案例分析同華煤礦5.30特大煤與瓦斯突出事故蘆嶺“4.7”特大煤（巖）與瓦斯突出事故大平煤礦“10.20”煤與瓦斯突出事故第67頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四

2009年5月30日10時49分，重慶市能源投資集團公司松藻煤電公司同華煤礦（以下簡稱同華煤礦）三區(qū)+100水平安穩(wěn)皮帶斜井揭煤工作面發(fā)生一起特別重大煤與瓦斯突出事故。事故突出煤量3000噸，瓦斯量28.2萬立方米；造成30人死亡，79人受傷（其中12人重傷），直接經(jīng)濟損失1219萬元。

事故案例一第68頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出過程示意圖放炮器巷道底板堆積大量煤粉第69頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四2.防突措施效果檢驗不符合相關規(guī)定

（1）檢測參數(shù)不全安穩(wěn)斜井揭煤工作面5月27日部分揭開K3煤層后（2平方米左右），于5月30日施工了5個直徑42毫米、深度4米的探測鉆孔，并進行防突措施效果檢驗，但只測定了鉆屑瓦斯解吸指標K1值，不符合《松藻煤電公司防治煤與瓦斯突出實施細則》“預測或效檢是否超標采用兩個指標綜合判斷，一個是鉆屑指標K1、S臨界指標，以該指標為主；另一個是最小突出瓦斯壓力Pmin”的規(guī)定。只測定了鉆屑指標K1值，沒有測定瓦斯壓力。第70頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四效果檢驗布孔位置不當5個探測鉆孔與巷道的夾角均為0度,其中，4個鉆孔終孔在巷道輪廓線內(nèi),1個鉆孔終孔位于巷道輪廓線上1.0米，巷道兩幫沒有措施效果檢驗鉆孔，不符合防突細則“石門防治突出措施執(zhí)行后，應采取鉆屑瓦斯解吸指標等方法檢驗措施效果。檢驗孔數(shù)為4個，其中石門中間一個、并應位于措施孔之間，其它3個孔位于石門上部和兩側(cè)，終孔位置應位于措施控制范圍的邊緣線上”和《松藻防突出實施細則》漸進式揭煤過煤門“沿揭煤點周邊施工5～8個預測（或檢驗）孔，上方、兩幫、前方不少于5米屏障，下方不少于2～3米屏障”規(guī)定。檢測參數(shù)不全、布孔位置不當，不能真實反映突出危險性。第71頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四實際措施效果檢驗范圍與要求對比圖第72頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四蘆嶺煤礦“4.7”特大煤與瓦斯突出事故

2002年4月7日04時18分，蘆嶺礦在巖巷施工過程中，因斷層導致Ⅱ818-3號眼誤揭煤層，發(fā)生了歷史上罕見的特大瓦斯突出事故。突出煤(巖)10500噸，瓦斯量123萬m3,風流逆轉(zhuǎn)3000m。因突出煤巖沖擊、掩埋、窒息，瓦斯逆轉(zhuǎn)至Ⅱ82采區(qū)的Ⅱ824-1面，距突出點3120m。造成13人死亡，多人重傷。事故案例二第73頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四突出煤體拋出最遠240m，累計填堵巷道796m，填堵體積7935m3蘆嶺煤礦“4.7”瓦斯突出波及范圍及人員傷亡示意圖第74頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四通過對現(xiàn)場工作人員的調(diào)查取證和原始相關資料的核實：4月7日4時左右，工作面上部眼已施工完畢，突出前迎頭工人正在用風錘打下部眼。通過對現(xiàn)場有關地質(zhì)資料、及鉆孔情況分析確定：Ⅱ818-3#溜煤斜巷迎頭前方存在一個小型走向逆斷層，該斷層傾向南西，地層斷距僅2.8m±，在3#溜煤斜巷附近尖滅，經(jīng)計算Ⅱ818-3#溜煤斜巷迎頭距9煤巖柱法距尚余11.2m。第75頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四８、９煤層在３#溜煤斜巷附近厚達9.5ｍ左右,煤層被層間滑動搓揉成粉狀,硬度小,在Ⅱ818巖石集中巷測得煤層瓦斯壓力為2.41～2.65MPa。

經(jīng)核查在突出前，3#溜煤斜巷周邊巷道及鉆孔（上區(qū)段采掘工程平面圖、11號地質(zhì)剖面圖、II818巖石軌道巷、集中運輸巷及其間的聯(lián)絡巷，以及1#、2#溜煤斜巷等）均未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造異常。

突出地點煤層埋深600m。位于Ⅱ816-1采場和３#溜煤斜巷工作面等采動集中應力影響范圍內(nèi)。小向斜軸部的彎曲應力與走向小斷層的集中應力對突出也有一定的影響。

第76頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四2004年10月20日22時09分，河南省鄭州煤炭工業(yè)（集團）有限責任公司大平煤礦21巖石下山發(fā)生特大型煤與瓦斯突出，突出瓦斯逆流進入進風流，于22時40分發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，21人受傷。事故案例三第77頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第78頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第79頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四22時09分53秒～22時12分26秒瓦斯0.1%到40%以上.大平煤礦“10.20”事故瓦斯突出及擴散過程演示22時29分~22時39分瓦斯1.29%到7.3%.22時34分~22時36分,瓦斯2.48%到4%.第80頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四第81頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四大平煤礦“10.20”瓦斯爆炸傳播過程演示第82頁，共96頁，2023年，2月20日，星期四事故案例四紅衛(wèi)礦坦井二石門與1269-1煤巷突出1972.2.20.二石門放炮揭煤突出。突出4500t煤，138.5萬m3瓦斯。瓦斯沖開風井口風門進入信號室并被爐子點燃，火焰高數(shù)十米，燒毀井口設施。瓦斯逆流到進風井地面工業(yè)廣場的瓦斯?jié)舛冗_0.7%,主井井口瓦斯?jié)舛纫欢冗_到15%,較長時間穩(wěn)定在9%。1989.3.27.1269-1煤巷突出

兩突出點僅相距17m，突出2800t煤。突出點距地表