《突出煤层区域防突关键技术及应用1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《突出煤层区域防突关键技术及应用1（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中 国 矿 业 大 学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心俞启香教授、博士生导师煤巷掘进打钻突出事故 及区域性防突技术讲讲 座座 提提 纲纲一、 突出灾害及煤巷打钻突出的严重性与 现状二、防突规定的总体技术思路三、区域性瓦斯治理技术四、结束语一、煤与瓦斯突出的严重性与现状灾害（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性 （二）煤与瓦斯突出灾害现状(三) 煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例 （四）焦作九里山矿煤巷采取“四位一体”防突 措施中“8.23”特大型突出（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出是煤层中存储的瓦斯能和应力能的突然失稳释放，表现为在极短的时间内向工作面空间抛出大量煤岩和瓦斯。抛出煤岩从几吨到上万吨
2、瓦斯从几百到上百万立方米，并可能引发瓦斯爆炸。煤与瓦斯突出（简称突出）煤与瓦斯突出（简称突出）（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性煤与瓦斯突出（简称突出）煤与瓦斯突出（简称突出）截止到2009年底，我国已累计发生 突出一万七千余次，占世界总突出次数 的40%以上，而且，每年还要增加100多 次。煤矿有约50对矿井开采深度达到 8001200m ，每年以2050m 的速度 向深部延伸，地应力及瓦斯压力不断增 加，突出灾害日趋严重。 突出矿区分布示意图2008年全国有754处突出矿井（国有煤矿255处）比 2007年增加55处，每年因突出灾害死亡超过300人。（一）煤与瓦斯突出灾害的严重性（二）煤与瓦斯
3、突出现状20062008年我国煤矿 较大瓦斯事故 按类型统计分析2006年2007年2008年（二）煤与瓦斯突出现状20062008年我国煤矿 重大以上瓦斯事故 按类型统计分析2006年2007年2008年（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v1、2001年1月4日，松藻矿务局打通二矿+150 水平N2801工作面运输顺槽在施工直径86mm排 放钻孔时发生煤与瓦斯突出，突出煤量695t ，瓦斯量41000m3，煤炭抛出距离160m左右， 瓦斯逆流700m以上，死亡6人，造成重大经济 和财产损失。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v2、2002年3月23日，湖南涟邵矿务局蛇形山煤矿瓦斯工程
4、 队在实施超前钻孔防突措施过程中，发现瓦斯异常并立即撤 退时，发生煤与瓦斯突出事故，死亡3人。v3、2004年8月14日沈阳红菱煤矿在-780米水平南二石门顺 槽施工防突排放瓦斯钻孔期间发生突出事故死亡5人。8月14日南翼-780中石门南十二煤运输顺槽掘进工作面 前一个防突掘进循环（防突措施孔孔径90mm ，20个，孔深 12m ）已经干完，在留有5m措施孔超前距的情况下进行下一 个循环措施孔的打钻工作， 该事故班为第一个打钻班，在 打第4个钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故，造成5人窒息死亡 。经现场勘查，突出煤量701t、瓦斯量66226 m3。突出卡 片编号突出时间突出煤量 /t瓦斯量 /万m
5、3突出点是否在7#煤柱 范围内 136 130 117 100 98 88 04-08-14 01-12-11 98-12-24 97-04-09 97-03-01 96-06-20 701 125 2645 1683 73 5390 6.8 4.4 81.0 11.4 0.5 42.0 是，距断层约20m 是，断层处 是， 是， 是，火成岩侵入 是， （三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例红菱煤矿“8 .14”突出事故技术原因分析： 1） “8.14 ”事故点正处于上方70m远的7#煤层煤柱的集中应力区内，即在 7#层留有煤柱的12#突出危险煤层不仅突出点密集而且突出强度巨大，从124 次突
6、出中随机抽取6次突出卡片，它们全部都位于7#煤层开采留下的煤柱内或 煤柱边缘，如下表。 2）突出点距断层20m。3）突出点埋深800m。 4）瓦斯含量22m3/t。5）瓦斯压力 7 MPa 。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v4、2006年2月25日，湖南邵阳市隆回县大 园煤矿3352机巷掘进，在中班实施防突措施 打切槽时发生煤与瓦斯突出。当时井下共有 24人作业，造成18人死亡，2人轻伤。v5、2006年4月9日，重庆松藻煤电有限责任 公司石壕煤矿，在掘进工作面防突钻孔施工 过程中，发生煤与瓦斯突出事故，造成1人 死亡，2人失踪。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例6、2007年4月
7、6日，甘肃窑街煤电公司金河煤业公 司南采区16203运输顺槽煤巷综掘工作面在施防突 措施效果检验、发现有突出危险性后，准备实施 深孔松动爆破，在施工钻孔过程中诱发了煤与二 氧化碳突出，造成9人死亡。导致事故发生的原因是，顺槽掘进工作面发现 有小断层，在防突措施效果检验时、发现有突出 危险，准备采取深孔松动爆破措施，在施工钻孔 过程中诱发了煤与二氧化碳突出。 煤巷突出300t，堆煤长度49.6m，分选明显， CO239271m3,CH46233m3,合计45505 m3,吨煤涌出 CO2130.9m3/t，吨煤涌出CH420.8m3/t。 （三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v7、2007年7
8、月20日，重庆南桐矿业集团鱼田 堡煤矿3504E2机巷在打防突预抽钻孔时，发 生煤与瓦斯突出事故，造成4人下落不明。v8、2008年8月1日1时03分，河南平煤集团平 禹煤电公司四矿二1煤层12190机巷掘进工作 面，施工防突措施钻孔时发生煤与瓦斯突出 事故，突出煤量2500余t，瓦斯量26万m3， 抛煤距离328m，造成23人死亡。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例2008年8月1日1时03分, 河南平煤集团平禹 煤电公司（许昌禹州市）四矿（简称平禹四 矿）二1煤层12190机巷978m位置施工瓦斯预 抽钻孔时诱发煤与瓦斯突出事故。v1：02通风调度发现12190机巷瓦斯异常，瓦 斯浓度
9、瞬间达到40%以上。v1：05在12160采煤工作面出现风流逆转。v1：06调度室报告各级领导发生了突出事故 。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例平禹四矿根据瓦斯突出应急预案的要求，v即时启动突出应急专项预案，v构建了应急救援运行组织体系，明确各部门职责 ，形成矩阵式事故应急救援组织保障系统，v组织矿山救护队积极进行井下侦察和救援。v通过现场侦察获得应急救援信息，抢险救灾指挥 部制定了救援方案和安全技术措施。v救援人员依据安全救援方案和安全技术措施，首 先检查并维修了通风设施，保证矿井通风系统稳 定，排放发生突出巷道的瓦斯，为抢险救援创造 条件。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v8月
10、2日5时37分救援人员进到避难硐室内，将被困的 2名矿工成功救出。v救援人员严格落实清理突出巷道堆积物的安全技术 措施，采取洒水降尘，分层、分段清理突出堆积物 ，控制瓦斯浓度超限。v根据矿山救护队的侦察数据和瓦斯突出特征，采取 科学的应急救援技术措施，在救援工作中避免了瓦 斯爆炸等次生事故的发生，达到了事故救援的最佳 效果。v到8月11日20时55分，23名遇难矿工全部搜救出来， 最大程度降低了事故损失。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v突出瓦斯量26万m3，突出煤量2500t，抛运 距离328m。事故造成25人遇险，在12190机 巷695m以里9人被埋，12190机巷以里750m处
11、避难硐室有2人被困，与地面保持联系，在 12160工作面和其他地方有14名矿工遇难。 当班下井50人，其中27人安全升井，经过全 力搜救，截止到10日20时55分，23名遇难者 全部找到。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例v9、2010年6月13日10时35分，平煤集团公司十三矿掘进四 队施工的己15-17-11111机巷低位瓦斯抽采巷，在打钻过 程中发生煤与瓦斯突出事故。该区域当班出勤29人，已安 全升井21人，5人窒息死亡，3人被突出煤埋没。发生事故 后，公司立即启动了应急救援预案。10、2010年10月16日6时3分，平禹煤电公司四矿二1-12190 综采工作面在执行局部防突措施打防
12、突钻孔时，发生煤与瓦 斯突出事故，初步测算，突出煤粉约2500吨，瓦斯17.35万 立方米。37人名死亡 ， 四矿副总工刘文彬15日23时左右入 井，并在调度室签到、登记、挂牌。此次突出与例8在同一 工作面，这次发生在回采，例8发生在机巷掘进，突出煤量 相等，突出吨煤瓦斯量回采为69m3/t;掘进为104m3/t。（三）煤巷施工防突钻孔引发突出事故实例综上众多突出实例表明，目前我国煤巷与回采突出的 危险性已经严重到在实施“四位一体”的局部防突措施 过程中不仅不能保证施工人员安全的程度而且突出的 瓦斯逆流到达邻近的采煤工作面造成群死众伤，即这 一技术在严重突出危险区域已无防突效果，必须创新 理念
13、，研究与采用新的安全可靠有效的新技术体系。二、总体技术思路（一）突出煤层低瓦斯煤层开采（二）传统技术途径（三）区域防突措施先行（四）技术难点与技术关键（五）总体目标突出煤层突出煤层（一）突出煤层开采高瓦斯煤层高瓦斯煤层低瓦斯煤层低瓦斯煤层重大危险源我国开采煤层必须首先消除突出危险预抽煤层瓦斯传统技术途径：传统技术途径：局部瓦斯治理技术（二）传统技术途径突出煤层防突工程煤层巷道重大危险源突出 预测防突 措施效果 检验安全 防护问题：矿工时刻都在突出 煤层突出危险环境中作业， 任一工程工艺环节都可能 发生突出甚至是特大突出 事故，并波及邻区乃至矿 井安全，造成人员伤亡。（三）区域防突措施先行从安全
14、区域先向突出 煤层的危险区域施工防突工程区域性消突指标达标 确认消除突出危险在无突出危险区域中 验证确无危险，保障开掘采安全区域防突措施：区域防突措施：区域性瓦斯治理技术底板岩巷 安全区域抽采钻孔重大危险源（三）区域防突措施先行区域防突措施：区域防突措施：区域性瓦斯治理技术无保护层 条件下， 穿层钻孔 预测瓦斯 消突达标 法，掩护 突出危险 煤层煤巷 掘进。（三）区域防突措施先行无保护层条件下，穿层钻孔预测瓦斯消突达标法，掩护突 出危险煤层回采法。（适用于松软突出煤层，打顺层长钻 孔喷孔、打不进、难成孔、有突出危险情况下。）（三）区域防突措施先行无保护层条件下，穿层钻孔预测瓦斯消突达标法，掩护
15、突出危险 煤层回采法。（适用于较硬突出煤层，能打成顺层长钻孔无喷孔 、易成孔。）第六条 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。区域防突工作应当做到多措并举、可保 必保、应抽尽抽、效果达标。防治煤与瓦斯突出规定第六条是单一突出煤层区域性瓦斯治理技术抽采被保护层 卸压瓦斯并达标煤层群开采保护层区域性增透强化抽采瓦斯 并达标低瓦斯 煤层保护层 突出否 否技术难点技术难点（四）难点与技术关键地应力高 瓦斯压力大煤层透气性低 瓦斯抽采困难突出灾害严重技术关键技术关键大面积增加 煤层透气性
16、 和钻孔密度提高封孔质量 和抽采时间 降低突出能量区域性消除 突出危险将突出煤层转变为低瓦斯煤层，实现突出煤层安全高效开采。总体目标总体目标（五）总体目标区域防突措施先行，局部防突措施补充区域防突措施先行，局部防突措施补充不掘突出头、不采突出面不掘突出头、不采突出面 区域综合防突措施区域突出危险性预测区域防突措施区域措施效果检验区域验证局部综合防突措施工作面危险性预测工作面防突措施工作面措施效果检验安全防护措施（一）瓦斯治理的理念无危险区内 有危险点（二）防突规定的工作程序突出煤层开拓前区域预测 突出危险区无突出危险区局部综合防突 措施区域综合防突 措施由“已知推测未知”， 根据已知的技术资料 科学外推，获得未知 区域的技术资料用途：指导新水平 新采区的设计和新 水平、新采区开拓 工程的揭煤作业（三）防突规定的工作程序突出煤层开拓后区域预测 突出危险区无突出危险区每掘采1050m至少 连续2次做工作面预 测进行区域验证区域综合防突措 施并进行区域措 施效果检验增加了煤层瓦斯参数 实测资料，验证开拓 前区域预测用途：指导工
