1、1,防突、防瓦斯基礎知識,義煤公司瓦斯研究所 2015年6月,2,主 要 內 容,一、煤與瓦斯突出的基本常識 二、瓦斯治理技術及措施 三、安全防護措施 四、瓦斯基礎參數(shù)測定,3,煤與瓦斯突出基本常識,1,4,煤與瓦斯突出的定義 在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、巖和瓦斯突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象。,（一）突出的基本常識,5,煤與瓦斯突出的機理 由于煤與瓦斯突出的復雜性，迄今為止，對于突出的機理還把握不準，至今還停留在假說階段。煤與瓦斯瓦斯突出的假說主要有3大類：一是以瓦斯為主導作用的假說，二是以地應力為主導作用的假說，三是綜合作用假說。目前，大多數(shù)人比較認可綜合作用假說，認為突出是地

2、應力、包含在煤體中的瓦斯和煤體自身物理力學性質綜合作用的結果。,（一）突出的基本常識,6,（一）突出的基本常識,煤與瓦斯突出分類 按照動力現(xiàn)象的力學基本特征，可分為三類，即：突出、壓出、傾出，統(tǒng)稱為煤與瓦斯突出。 按照突出強度的大小可分為四類，即：小型（100t）、中型(100 t500 t)、大型（500 t1000 t）和特大型（1000 t）。,7,（一）突出的基本常識,煤與瓦斯突出的預兆 有聲預兆： 地壓活動劇烈、頂板來壓、不斷發(fā)生掉渣和支架斷裂聲；煤層產生震動、手扶煤壁感到震動和沖擊；聽到煤炮聲或悶雷聲，一般是先遠后近、先小后大、先單響后連響，突出時伴有巨雷般響聲。 無聲預兆： 工作

3、面遇到地質變化、煤層厚度不一，尤其是煤層中軟分層變化；瓦斯涌出量增大或忽大忽小；氣溫降低、煤層層理紊亂、硬度降低、光澤暗淡、煤體干燥、煤塵飛揚、有時煤體碎片從煤壁上彈出；打鉆時嚴重頂鉆、夾鉆或噴孔等。,8,煤與瓦斯突出的一般規(guī)律 （1）煤層突出危險性隨采深增加而增大 （2）煤層突出危險性隨煤厚變化而加大 （3）絕大多數(shù)突出發(fā)生在煤巷掘進工作面 （4）突出大多數(shù)發(fā)生在地質構造帶 （5）大多數(shù)突出前有誘導作業(yè)方式 （6）突出前大多有預兆 （7）煤體破壞程度越高，突出危險性越大 （8）石門揭煤突出危險性最大,（一）突出的基本常識,9,突出的危害性,10,（二）突出的危害,實驗室模擬煤與瓦斯突出,11

4、,（二）突出的危害,瓦斯爆炸,12,（三）突出災害日趨嚴重,國有煤礦70%以上為高瓦斯礦井 突出礦井達1044對，每年因瓦斯事故死亡300人以上,13,近年來，雖然瓦斯事故逐年下降，但仍是煤礦重特大事故的第一殺手,2013年重特大事故均為瓦斯事故,（三）突出災害日趨嚴重,14,瓦斯治理技術及措施,2,15,（一）義煤公司礦井瓦斯等級情況,義煤公司省內現(xiàn)有21對礦井和1個區(qū)域公司（洛陽公司），21對礦井中， 露天礦1對（天新礦業(yè)）和井工礦20對，20對井工礦的瓦斯等級如下：突出礦井5對（新安、新義、義安、孟津、李溝）；高瓦斯礦井4對（耿村、千秋、鐵生溝，云頂）；瓦斯礦井11對（躍進、常村、楊村、

5、義絡、觀音堂、石壕、曹躍、華興、郁山、陽光、金鼎）。 洛陽公司現(xiàn)有兼并重組礦井42對，其中批復生產的礦井2對，分別為昌平煤業(yè)和五星煤業(yè)，均為瓦斯礦井。,16,（一）義煤公司礦井瓦斯等級情況,經公司排查：石壕、曹躍、郁山3對瓦斯礦井存在瓦斯異常區(qū)；常村礦21區(qū)深部隨著開采深度增加，采面絕對瓦斯涌出量達到5 m/min以上，礦井將升級為高瓦斯礦井；另外，云頂、義絡2對礦井目前正在進行突出危險性鑒定。,17,防治煤與瓦斯突出技術體系,鉆屑瓦斯解吸指標h2,（二）突出礦井防突技術體系,18,開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式。 預抽煤層瓦斯可采用的方式有：地面井預抽煤層瓦斯； 井下穿層鉆孔或順層

6、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。 預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施應當按上述所列6種方式的優(yōu)先順序選取，或一并采用多種方式的預抽煤層瓦斯措施。,（二）突出礦井防突技術體系,19,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,鐵生溝、耿村和千秋3對高瓦斯礦井隨著開采深度的增加， 瓦斯出現(xiàn)了明顯的增大趨勢，在瓦斯治理方面應采取以下措施： （1）礦井建立防突、瓦斯抽采、抽采達標評判、鉆孔施工、抽 采鉆孔封孔等方面的瓦斯綜合治理管理制度。 （2）礦井采煤工作面的瓦斯綜合治理設計

7、報公司批準； （3）礦井采、掘工作面滿足下列條件之一的執(zhí)行預抽: 采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5 m3/min，掘進工作面絕對 瓦斯涌出量大于3 m3/min的； 煤層瓦斯含量大于6 m/t或瓦斯壓力大于0.6 MPa的區(qū)域，必須 采取保護層開采或底(頂)板巖巷預抽煤層瓦斯措施；,20,采、掘工作面發(fā)生瓦斯超限的； 采、掘工作面回風流中瓦斯?jié)舛冉洺Ｌ幱?.5 %以上； 當實測抽采范圍內煤層瓦斯含量小于6 m3/t或瓦斯壓力小于0.6MPa 時，方可掘進或回采。 （4）高瓦斯礦井的煤巷掘進工作面，抽采鉆孔應控制工作面前方 不少于60 m、巷道兩側不小于20 m，當遇斷層，鉆孔不能控制前方 60

8、m時，鉆孔必須穿透斷層面。 （5）采掘工作面瓦斯抽采達標評判：礦井采、掘工作面嚴格執(zhí) 行瓦斯抽采達標評判規(guī)定，采煤工作面抽采達標評判報公司批準。,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,21,（6）礦井采、掘工作面回采和掘進期間必須執(zhí)行連續(xù)的區(qū)域驗證。 （7）掘進工作面施工3個超前探測孔，執(zhí)行掘進工作面超前鉆探。 （8）高瓦斯礦井石門揭煤時必須編制專項設計，距離煤層法向距 離10 m處到進入煤層頂（底）板2 m范圍內按照防治煤與瓦斯突出 規(guī)定中揭煤規(guī)定實施區(qū)域防突措施。,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,22,隊 伍 人 員,設 備 設 施,需增加人員53名，其中通風科增加技術員2人，設置負責防

9、突工作1名，增加抽采、打鉆人員40名，防突效檢人員10名。,地面瓦斯抽采泵站正在按照計劃建設，預計可以在12月完成泵站建設；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套。,鐵生溝礦：礦井需增加人員和設備設施情況如下。,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,23,隊 伍 人 員,設 備 設 施,需增加人員71名，其中通風科設置負責防突工作1名，增加抽采、打鉆人員60名，防突效檢人員10名。,配置ZDY3200型號的鉆機6臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套。,耿村礦：礦井需增加人員和設備設施情況如下。,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,24,隊 伍 人 員,設 備 設 施,需

10、增加人員21名，其中通風科設置負責防突工作1名，增加抽采、打鉆人員10名，防突效檢人員10名。,配置ZDY3200和ZDY4000S型號的鉆機各2臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套。,千秋礦：礦井需增加人員和設備設施情況如下。,（三）高瓦斯礦井瓦斯治理技術及措施,25,常村礦：礦井目前主采區(qū)為21采區(qū)，21200工作面煤層瓦斯壓力0.15MPa0.52MPa之間， 采面瓦斯絕對涌出量平均達5.6 m/min，最大達6.48m/min；21150工作面回采期間絕對 瓦斯涌出量平均達4.6 m/min，最大達5.11m/min；該延伸區(qū)域缺少相關瓦斯參數(shù)。 根據(jù)煤礦瓦斯等級鑒定暫

11、行辦法，常村礦升級為高瓦斯礦井。礦井升級為高 瓦斯礦井后，應采取以下措施： （1）建立地面瓦斯抽采系統(tǒng)。 （2）掘進工作面施工3個超前探測孔，執(zhí)行掘進工作面超前鉆探； （3）礦井采、掘工作面執(zhí)行瓦斯預抽措施。 （4）采、掘工作面執(zhí)行抽采達標評判。 （5）采、掘工作面執(zhí)行區(qū)域驗證。 （6）在21采區(qū)深部測試瓦斯含量、瓦斯壓力等瓦斯基礎參數(shù)。,（四）常村礦瓦斯治理技術及措施,26,隊 伍 人 員,設 備 設 施,需增加人員60名，其中通風科增加技術員1人，設置負責防突工作1名，增加抽采、打鉆人員38名，增加專職瓦斯檢查工10名，防突效檢人員6名，視頻監(jiān)鉆系統(tǒng)值班人員4名；,建立地面瓦斯抽采泵站1座

12、（安裝2臺額定流量350 m3/min的抽采泵，并施工瓦斯抽采管子井800 m）；配置ZDY4000S型號的鉆機4臺；手持風鉆5臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套；瓦斯異常區(qū)域重新構筑風門8道；視頻監(jiān)控系統(tǒng)一套（含4個攝像頭）。,常村礦：礦井需增加人員和設備設施情況如下。,（四）常村礦瓦斯治理技術及措施,27,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,近期，經公司排查：石壕、曹躍和郁山3對瓦斯礦井存在瓦斯異常區(qū)，具體 情況如下： 石壕礦：13采區(qū)下山北翼13271工作面和南翼13341工作面以深區(qū)域（標高 +116m以深）為瓦斯異常區(qū) ； 曹躍礦：20采區(qū)西翼20060工作

13、面和東翼20050工作面以深區(qū)域（標高+155m 以深）和25采區(qū)軌道下山聯(lián)絡巷以深區(qū)域（標高+299以深）為瓦斯異常區(qū) ； 郁山礦：33采區(qū)南翼33061工作面及以深區(qū)域（標高64m以深）為瓦斯異 常區(qū)。,28,瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域嚴格執(zhí)行河南能源化工集團礦井瓦斯異常區(qū)管 理規(guī)定（暫行）（河南能源2015261號），主要措施如下：,（1）礦井瓦斯異常區(qū)要報告 公司并作為重大隱患掛牌管理。 （2）礦井在通防部門必須設置 專人負責防突工作，同時組建瓦 斯抽采隊伍，瓦斯異常區(qū)配備專 職瓦斯檢查工。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,29,（3）采區(qū)設置專用回風巷，采掘工作面的通風設施符合

14、防突設施建設要求。 （4）采掘工作面建立瓦斯抽采系統(tǒng)，采取預抽瓦斯措施。 （5）采掘工作面開工前，必須按要求編制工作面設計及專項防突設計，同時 履行審批程序。 （6）采、掘工作面采掘前進行抽采達標評判，保留不低于20m的區(qū)域預測超前距。 （7）抽采達標評判合格的采掘工作面，執(zhí)行區(qū)域驗證。 （8）掘進工作面執(zhí)行超前鉆探，鉆孔數(shù)量正前方至少2個，巷道兩側各1個，查清 前方不低于60m、巷道兩側（沿空側除外，下同）不低于15m范圍內的地質構造及 煤層賦存條件，保留不低于30m的鉆探超前距。 （9）巷道與煤層最小法向距離小于5m、揭煤或近煤穿構造時，必須在巷道距煤層 最小法向距離10m（地質構造帶20

15、m）前編制臨近煤層掘進瓦斯防治措施或揭煤專 項防突設計，并報公司審批后方可實施。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,30,（10）巖巷掘進工作面與煤層最小法向距離不小于7m，否則必須在采取區(qū)域綜合 防突措施并經抽采達標評判后方可掘進，同時在掘進時應保留不低于20m的探煤超前距。 （11）采掘工作面施工應避開應力集中區(qū)，一個或相鄰的兩個采區(qū)在同一區(qū)段煤層 中進行采掘作業(yè)時，相向回采和背向回采的兩個工作面的間距均不得小于100m。相向 掘進的兩個工作面間距不得小于60m，并且在小于60m以前實施鉆孔一次貫通，只允許 向一個方向掘進，另一掘進工作面不得安排人員作業(yè)。 （12）巷道開口必須提

16、前一周向公司報批。要求上報相關材料，經公司批準后方可 開口掘進。 （13）采掘工作面生產過程中，預計揭露落差0.5m及以上的斷層或過地質構造帶期間， 除已實施了有效消突措施的以外，必須立即停止生產，采取局部“四位一體”綜合防突 措施，經防突措施有效后，方可在安全防護措施到位的情況下繼續(xù)生產。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,31,石壕礦：礦井需增加人員、工程和設備設施情況如下。,隊伍人員,需增加人員22名，其中通風科設置負責防突 工作1名，增加抽采技術員2名，增加專職瓦 斯檢查工9名，防突效檢人員6名，視頻監(jiān)鉆 系統(tǒng)值班人員4名。,?；毓こ?13采區(qū)需新做專用回風巷2500 m。,

17、（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,32,設備設施,建立井下13采區(qū)瓦斯抽采泵站1座（安裝3臺額定流量 120m3/min）；配置ZDY3200和ZDY4000S型號的鉆機各2臺；手持風鉆5臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套；瓦斯異常區(qū)域重新構筑風門8道；光學瓦檢儀10臺，高低濃瓦斯傳感器10臺，多氣體參數(shù)測試儀10臺；視頻監(jiān)控系統(tǒng)一套（含3個攝像頭）。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,33,曹躍礦：礦井需增加人員、工程和設備設施情況如下。,隊伍人員,需增加人員90名，其中通風科增加技術員2人，設置負責防突工作1名，增加抽采、打鉆人員60名，增加專職瓦斯檢

18、查工15名，防突效檢人員8名，視頻監(jiān)鉆系統(tǒng)值班人員4名。,?；毓こ?20和25采區(qū)需新做專用回風巷1200m。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,34,設備設施,建立井下20和25采區(qū)瓦斯抽采泵站各1座（各安裝2臺額定流量120m3/min；配置ZDY3200型號的鉆機4臺。手持風鉆5臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）5套；瓦斯異常區(qū)域重新構筑風門22道；視頻監(jiān)控系統(tǒng)一套（含5個攝像頭）。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,35,郁山礦：礦井需增加人員、工程和設備設施情況如下。,隊伍人員,需增加人員70名，其中通風科增加技術員1人，設置負責防突工作1名，增加抽

19、采、打鉆人員50名，增加專職瓦斯檢查工8名，防突效檢人員6名，視頻監(jiān)鉆系統(tǒng)值班人員4名。,?；毓こ?33采區(qū)需新做專用回風巷475 m。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,36,設備設施,建立井下33采區(qū)瓦斯抽采泵站1座（安裝2臺額定流量120m3/min；配置ZDY3200型號的鉆機3臺。手持風鉆5臺；執(zhí)行局部效果檢驗的儀器（測試h2、q、S值）3套；瓦斯異常區(qū)域重新構筑風門8道；視頻監(jiān)控系統(tǒng)一套（含3個攝像頭。,（五）瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)瓦斯治理技術及措施,37,一、義絡礦 1、機構及人員 義絡升級為突出礦井后，按照突出礦井管理的相關規(guī)定需增加兩個機構和增加 250人。具體見以下：

20、 增加防突科、抽放隊兩個機構。增加防突工17人；抽放隊鉆孔施工以及抽放管路 的安裝與維護工作人員160人，瓦斯抽放泵站值班人員25人；通風區(qū)專職瓦檢員35人， 提升隊加充電工13人。,2、設備及工程 義絡礦變?yōu)橥怀龅V井后，新增設備主要包括機電系統(tǒng)、瓦斯抽采系統(tǒng)、監(jiān)測 監(jiān)控設備；增加回風巷工程、底板巷工程及鉆孔工程等。,（六）義絡、云頂升級為突出礦井后機構、人員、設備及工程情況,38,二、云頂?shù)V 1、機構及人員 云頂升級為突出礦井后，按照突出礦井管理的相關規(guī)定需增加1個機構 和增加146人，具體見以下：增加防突科1個機構。增加防突工20人、抽探隊 鉆機操作工80人、瓦斯抽放管路的安裝維護工20人

21、、瓦斯抽放泵站值班17人、 通風隊專職瓦檢員9人。,2、設備及工程 云頂按突出礦井管理后，新增設施、設備主要包括通風設施設備改造、 機電系統(tǒng)改造、瓦斯抽采系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控設備等。,（六）義絡、云頂升級為突出礦井后機構、人員、設備及工程情況,39,安全防護措施,3,40,煤巷掘進工作面掘進距離超過500 m時必須設置1個避難硐室，以后每掘進300 m設置1個避難硐室。工作面避難硐室按照采區(qū)避難硐室標準構筑。,安全防護措施,一、避難硐室,41,在巷道進風側，必須設置至少2道牢固可靠的反向風門，風門間距不得小于4m。風門距工作面回風巷口應盡可能遠，最低不得小于10m。局部通風機必須安裝在防突風門外不小

22、于10m的位置。,安全防護措施,二、反向風門,42,工作面必須設置壓風自救系統(tǒng)，并符合下列規(guī)定： （一）距工作面2540m的巷道內、起爆地點、撤離人員與警戒人員所在位置以及 回風巷道內有人作業(yè)地點處均至少設置一組。 （二）自巷道回風口開始，每隔50m至少設置一組，靠近工作面一組的壓風自救裝 置個數(shù)按照工作面最多人數(shù)設定，并不少于15個。 （三）定期檢查壓風自救系統(tǒng)，確保開關靈活、風量充足。 （四）壓風自救裝置安裝地點應設置物理反光等醒目警示標志，并加強日常維護 管理。,安全防護措施,三、壓風自救,43,采用遠距離爆破時，爆破地點必須設在進風側反向風門之外的全風壓通風的新鮮風流中或避難所內，爆破

23、撤人躲炮距離及躲炮時間按義煤公司爆破管理辦法（義煤發(fā)【2014】385號）執(zhí)行。,安全防護措施,四、遠距離爆破,44,瓦斯基礎參數(shù)測定,4,井下鉆孔測壓,適用條件： 松軟巖層或煤巷測壓； 煤層群分層測壓； 穿層鉆孔測壓； 用于煤層孔測壓時，煤層傾角應該大于10; 鉆孔長度 15m； 可用于上向或下向測壓孔。,（一）瓦斯壓力測定,注漿封孔,前期（72h內）一小班一次，之后每天觀測一次。如發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，則應增加觀測次數(shù)。瓦斯壓力記錄表的格式如下表。,測壓管理,設專人負責瓦斯壓力的測定工作。 在瓦斯壓力測定過程中，應作好各種參數(shù)及施工情況的記錄。,瓦斯壓力觀測,（一）瓦斯壓力測定,井下瓦斯

24、壓力觀測,繪制瓦斯壓力平衡曲線,瓦斯壓力恢復曲線1,瓦斯壓力恢復曲線2,瓦斯壓力恢復曲線3,（一）瓦斯壓力測定,48,直 接 法 瓦 斯 含 量 測 定 流 程,實驗室實驗,現(xiàn)場解吸,解吸規(guī)律,完善解吸曲線,推算損失量,粉碎前和粉碎后解吸,解吸瓦斯量,損失瓦斯量,殘存瓦斯量,煤的瓦斯含量,（二）瓦斯含量測定,49,FH-5瓦斯含量測定儀,直接法測定煤層瓦斯含量，包括井下解吸量、損失量、粉碎前解吸量、粉碎后解吸量,（二）瓦斯含量測定,殘存瓦斯含量測定真空脫氣裝置,（二）瓦斯含量測定,（1）物理意義 煤樣（10g）自煤體脫落暴露于大氣之中第四和第五分鐘的瓦斯解吸總量，單位為Pa。 （2）測定裝置,（三）鉆屑解吸指標h2測定,MD2型瓦斯解吸儀（撫順煤科院）,52,（3）突出煤的h2比非突出煤大 煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、煤的瓦斯放散初速度P越大，h2越大；煤的硬度系數(shù)f值越小、煤的破壞程度越嚴重，h2越大。,（三）鉆屑解吸