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1、井下班队长“一通三防”知识培训班教案武建军目的：通过本次学习使井下班队长对了解防突管理规定和“四位一体”防突措施有进一步了解。难点：煤炭安全生产中的防突管理规定多及“四位一体”防突措施中预测预报的指标、参数专业性强，联系、延伸的知识内容难理解。重点：我矿采取的防突措施和瓦斯治理措施。第一节 突出危险性预测一、煤层突出危险性预测分类及突出危险性划分按现行我国关于煤与瓦斯突出预测的规定，煤层突出危险性预测可分区域性突出危险性预测（简称区域预测）和工作面突出危险性预测（简称工作面预测）。区域预测应预测煤层和煤层区域的突出危险性，并应在地质勘探、新井建设、新水平和新采区开拓和准备时进行。在地质勘探、新
2、井建设、矿井生产时期应进行区域预测，把煤层划分为突出煤层和非突出煤层。突出煤层经区域预测后可划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。工作面预测是预测工作面附近煤体的突出危险性，应在工作面推进过程中进行。在突出危险区内，工作面进行采掘前，应进行工作面预测，采掘工作面经预测后可划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。工作面预测包括石门揭煤工作面、竖、斜井揭煤工作面，煤巷掘进工作面及采煤工作面的突出危险性预测。二、区域突出危险性预测煤层突出危险性区域性预测应在矿区地质勘探、新建矿井和新水平开拓时进行，我国目前采用的区域性预测采用单项指标法、地质统计法、综合指标法。 （一） 单项指标法设计新矿井前
3、必须确定新建矿井煤层突出危险性，编制设计任务书的单位应根据地质勘探部门提供的矿井突出危险性的基础资料，并参照临近矿井突出情况和预测煤层突出危险性指标，与部授权的煤炭科研单位共同确定煤层的突出危险性，方可将矿井突出危险性列入设计任务书中，报上级批准后，作为新矿井的设计依据。新矿井预测煤层突出危险性的指标可用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度(p)、煤的坚固性系数（f）、和煤的瓦斯压力（p）。其判断煤层突出危险性临界值，应根据矿井的实测资料确定，如无实测资料时，可参照下表所列数据划分，只有全部指标达到或超过临界值时方可划为突出煤层。预测煤层突出危险性临界指标值如下表预测煤层突出危险性临界指标值煤的破坏类
4、型瓦斯放散初速度p煤的坚固性系数f煤层瓦斯压力p(Mpa)煤层突出危险性判断、100.50.74有突出危险、100.5074无突出危险煤的破坏类型是在井下用肉眼观测煤层的结构得出的观测结果，通常将煤层的破坏类型分为5类。p是在实验室的特定特定的条件下对煤样瓦斯解吸能力测定的一向指标，具体测定方法可参考防治煤与瓦斯突出细则附录七，如此指标超过10，表明煤层结构已经遭到破坏，煤已具备突出性能。f称之谓坚固性系数，在实验室进行测定，操作规程按防治煤与瓦斯突出细则附录六。坚固性系数是煤抵抗外力破坏能力的一个综合指标，因煤松软，不易加工成型，难以在压力机上测定其抗压强度，故用坚固性系数表示。当坚固性系数
5、大于0.5后，煤层比较坚硬，此时瓦斯压力和地应力难以破坏煤层，煤层就很难突出。测压孔用水泥沙浆注浆封孔，封孔距离1015m左右，测压管用4分钢管，前头1.5m打上小眼，并用纱网包裹，封孔后24小时安装上压力表，前3天每8小时该专人观察压力变化情况，然后每24小时观察一次，并详细记录，当瓦斯压力连续3天没有变化时，稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。单项指标法适应于新建矿井对煤层的突出危险性预测，它仅适用突出矿井的区域预测，只能测定煤层的突出危险性，单项指标法中的诸指标作为确定突出矿井的主要依据是不妥的。突出矿井和突出煤层的确定，是根据矿井在采掘过程中发生的煤（岩）与瓦斯突出的动力现象所确定的。二、瓦
6、斯地质综合指标进行预测“钻屑指标法”预测煤与瓦斯突出在煤矿得到广泛普及和应用，对防治突出起到了重要作用。同时也出现预测突出参数h2和钻屑指标S未超规定的临界值而发生突出和超过临界值多倍未实施防突措施（临界值探索）而没有发生突出的现象。“综合分析法”是对煤矿多年发生突出的特点进行分析总结，并结合突出机理进行考虑的从多方面综合判断煤与瓦斯的突出危险性的指标。它能提高预测的准确性，避免从单一指标预测的不准确性。瓦斯地质综合指标区域构造应力指采掘工作面位于的采区是否存在区域构造应力，包括扭应力、压应力、大断层构造应力等。在有区域构造应力控制的采区进行采掘作业时，区域构造应力起发动突出的动能作用。采场应
7、力采区附近及采区内本煤层和邻近煤层有无已采工作面；已采工作面与采区的关系。若采区受场应力影响，采场应力也起发动突出的动能作用。区域小构造指采区内已揭露和未揭露的小断层及褶皱构造。90%以上的突出与构造的关，它能使煤层增厚，煤体结构受破坏，能使疏松的煤体富积大量的瓦斯，更能产生局部构造应力对发动突出起动能作用。煤体结构煤体结构受破坏及软分层增厚，煤层松软一般都与地质构造有关，也是构造 现的前兆。煤体结构受破坏的程度与煤的硬度有直接关系，破坏越严重，煤的硬度越低，抵抗突出的能力越小。突出参数h2和钻屑指标S及喷孔实施防突钻孔预测的解吸指标突出参数h2值越大，说明 煤体内瓦斯含理越高，并存在一定的瓦
8、斯压力，在一定的瓦斯含量和压力的情况下，突出参娄数h2值与喷孔距离成正比关系。因此h2值与喷孔是发生突出的能量条件；钻屑指标S值越大，说明煤层受应力影响也越大。以上5种指标为判断煤与瓦斯突出危险程度的瓦斯地质综合指标。瓦斯地质综合指标对突出危险性的预测利用综合分析指标并结合突出机理“三因素”和考虑邻近突出点的分布情况，对工作面进行突出危险区区域预测和突出危险工作面预测。在进行工作面预测时，可以综合分析预测出“突出危险区”和突出威胁区”，然后根据预测的情况在不同的区域采取不同的防突措施。该预测方法是结合煤矿实际情况的行之有效的预测突出的方法，具有较广泛的推广价值。（三）地质统计法根据大量统计资料
9、和突出事例表明，煤与瓦斯突出与地质构造存在着明显的关系，用地质统计法进行区域预测时，应根据已开采区域确切掌握的煤层赋存和地质构造条件与突出分布规律，划分为突出危险区域与突出威胁区域。划分突出危险区域一般应符合下列要求：1、在上水平发生过突出的区域，下水平的垂直对应区域应预测为突出危险区。2、根据上水平突出点分布与地质构造的关系，确定突出点距构造线两侧的最远距离线，并结合地质部门所提供的下水平或下部采区的地质构造分布，按照下水平构造线两侧的最远距离线向下推测下水平或下部采区的突出危险区域。3、未划分的区域为突出威胁区。（四）、综合指标法采用综合指标法对煤层进行区域预测时应符合下列要求：1、在岩石
10、工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层瓦斯压力。两个测压孔距离要大于200m。2、在打测压孔的过程中，每米煤孔采取一个煤样（重量大于2公斤，煤样要用塑料袋包严，煤样要附有标签，标明孔号、孔内位置、取样时间等），测定煤层的坚固性系数（在实验室进行）。3、将两个测压孔所测得的坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数。4、将坚固性系数最小的两个煤样混合后，测定煤的瓦斯放散初速度指标（p）。煤层突出危险性，可用下列两个综合指标判断：D=(0.0075H/f3)(p0.74)K=p/f式中：D煤的突出危险性综合指标之一。它反映煤质、瓦斯压力和地应力的作用程度；K煤的突出危险性综合指标
11、二。它集中反映煤的破坏程度和放散瓦斯的能力；H开采深度，m;P煤的瓦斯压力，Mpa；p软分层煤的瓦斯放散初速度；f软分层的平均坚固性系数。综合指标D 、K的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，如无实测数据，可参照下表所列的临界值，确定区域突出危险性。用综合指标法D 、K预测煤层区域突出危险性的临界值见下表：煤层突出危险性综合指标D煤层突出危险性综合指标K无烟煤其它煤种0.252015注：（1）如果D=(0.0075H/f3)(p0.74)式中两个括号内的计算值都为负值时，则无论D值大小，都为突出威胁区域。（2）、地质勘探和新井建设时期进行煤层突出危险倾向性预测时，突出威胁视为无突出危险煤层
12、。（3）当D0.25时无突出危险；当D0.25，K15时，有突出威胁；当D0.25，K15时，有突出危险。综合指标法是比较实用的区域突出危险性预测方法，突出矿井的新水平、新采区进行煤层突出危险性区域预测时多采用此方法。二、工作面突出危险性预测工作面预测适用于已经确定为突出危险区中，进一步缩小突出范围或用于突出威胁区的验证，工作面预测方法，还可以用于防治突出措施的效果检验和措施参数的测定。（一）工作面突出危险性预测只要有下列情况之一者，都应视为突出危险工作面在突出煤层的构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入等；煤层赋存条件急剧变化的区域；采掘应力叠加的区域:在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力
13、现象；工作面出现明显突出预兆。（二）石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭开突出煤层前，一般选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性。1、 综合指标法同区域突出危险性预测综合指标法基本相同，在石门工作面距煤层5m（垂距）以外，至少施工两个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔，测定煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度指标与煤的坚固性系数，然后根据计算出的 D 、K值确定煤层的突出危险性。2、钻屑瓦斯解吸指标法在石门工作面距煤层5m（垂距）以外，至少施工两个穿透煤层全厚的预测钻孔，用MD2型解吸仪或WTC瓦斯突出参数预测仪测定其瓦斯解吸指标（h2或k1），在钻孔钻进煤层时，每2m测定一次。钻屑解吸
14、指标的临界值，应根据实测数据确定；如无实测数据，可按下表所列的的指标制预测突出危险性。选用任一指标进行预测时，当指标超过临界值时，该石门工作面预测为突出危险工作面；反之为无突出危险工作面。钻屑指标法预测石门揭煤工作面突出危险性临界值表钻屑解吸指标临界值h2(Pa)k1(ml/g.min1/2)干煤2000.5湿煤1600.4(三)煤巷掘进工作面突出危险性预测1、在突出危险区域中掘进煤巷时,可采用下列方法之一预测煤巷工作面的突出危险性:（1）、钻孔瓦斯涌出处速度法:（2）、R值指标法:（3）、钻屑指标法：（4）、其他经实验证实有效的方法(钻屑温度、煤体温度、放炮后瓦斯涌出量等)。钻孔瓦斯涌出初速
15、度法和R值指标法不常用，煤巷掘进工作面突出危险性预测一般采用钻屑指标法。这里详细介绍钻屑指标法。2、采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险时，应按照如下部骤进行：（1）、在煤巷掘进工作面打2个（倾斜和急倾斜煤层）或3个（缓倾斜煤层）直径42mm、孔深810米的钻孔，1个钻孔位于巷道工作面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔位点应位于巷道轮廓线外24m处。（2）、钻孔每1m测定钻屑量一次，每隔2m测定一次钻屑解吸指标，根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax值、h2或k1预测工作面的突出危险性。采用钻屑指标法预测工作面突出危险性时，各项指标的突出危险临界值，应根据现场测定资料确定，如无资料时，可参照下表数据确定工作面的突出危险性。实测得到的任一指标Smax值、h2或k1值等于或大于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。（3）、采用钻屑指标法预测突出危险性，当预测无突出危险时，每循环应留有2m的预测孔超前距（钻孔投影距离）。用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值h2最大钻屑量K1危险性PaKg/mL/
