煤与瓦斯突出防治技术简介

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1、煤炭科学研究总总院重庆庆研究院瓦斯分院 赵旭生 研究员 总工程师 13983833210煤与瓦斯突出防治技术简介主要内容 防突理念与思路 我国防突技术发展历程 现行防突技术体系 突出矿井管理1.防突理念及思路理 念 树立防突战略思想，提高认识、落实防突在突出矿井安 全管理中的战略地位。 只要尊重客观规律，采取科学的手段，突出是可防、可 控的，应树立信心。 制定防突战略，体现全面规划、总体布局、统筹安排、 系统控制的原则。实现系统协调、装备可靠、措施有效、管理 到位。1.防突理念及思路防治思路（1）严格执行防突有关规定和标准。 （2）分区分类治理，技术、管理、培训、装备并重。（3）加强防突基础工

2、作。（4）健全防突系统：生产、抽采、监测、防护、通风、防 爆等系统。（5）强化采掘部署，合理开采关系。开采顺序合理；水平延伸、开拓、采区准备、预测预报、抽采、 保护层开采“六个超前”；开拓保预测、准备报预抽、预抽保保护层开 采、保护层保主采、主采保效益、瓦斯保利用“六个保证”建立开拓区、 准备区、回采区互不干扰的独立系统，实现准备区超前保护层区、保护层区 超前主采层开采区，形成“三区配套两超前”。要以保护层保护煤量、抽 采达标煤量与进尺 约束 矿井生产产量和掘进进尺，保证治理能力与生产能 力的协调。1.防突理念及思路防治思路（6）健全防突机构，充实防突人员。 （7）依靠科技进步，提高防治投入。

3、（8）强化科学管理，落实各级责任。（9）加强教育培训，提高职工素质。领导重视、决策正确、部署合理是关键精细化、规范化日常管理体系很重要依靠科技进步是重要途径我国防突技术大致可分为3个发展阶段第一阶段：在20世纪50年代以前，以安全防护措施为主，避 免人员伤亡。主要措施是采取震动性放炮。第二阶段：20世纪50至70年代，以防止突出措施为主，普遍 采取防突措施（区域和局部措施），辅以安全防护措施；第三阶段：综合防突措施，增加了突出预测和措施效果检验 内 容，形成了包括突出危险性预测、防突措施、措施效果检验 和安全防护措施的“四位一体”综合防突措施。目前，已经进入到将区域性防突措施作为重点的新阶段。

4、2、我国防突技术发展历程防治煤与瓦斯突出规定要求区域防突措施先行、局部防突措施补充；未采取区域防突措施，严禁采掘；区域措施，多措并举、可保必保、应抽尽抽、 效果达标技术体系：3、现行的防突技术体系煤科总院重庆研究院瓦 斯分院 赵旭生局部综合防突措施区域综合防突措施建井期间进行突出煤层、突出矿井鉴定非突出矿井生产矿 井突出 煤层、 突出矿 井鉴定有 突 出 煤 层无突出煤层： 按非突出矿井 管理危险区新建矿井突出危险性评估有突出危险：按突出矿井设计无突出危险：按非突出矿井设计突出矿井突出煤层开拓前区域预测：用于指 导新水 平、新 采区设 计及开 拓工程 揭煤区 域 措 施 效 果 检 验危险区无

5、危险区每 采 掘 10 50 m 进 行 区 域 验 证有危险无危险工 作 面 预 测突出危险工作面无突出危险工作面工 作 面 措 施 效 果 检 验执 行 安 全 防 护 措 施 后 采 掘 作 业工 作 面 防 突 措 施突出危险工作面无突出危险工作面安全 防护 措施 后采 掘作 业区 域 防 突 措 施无危险区开 拓 后 区 域 预 测防突技术体系基本流程参考示意图防突技术体系基本流程参考示意图评估与鉴定突出煤层评估和鉴定新建矿井煤层危险性评估突出煤层鉴定的条件鉴定的标准和机构3、现行的防突技术体系两个“四位一体”（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四

6、）区域验证。（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。区域综合防突措施局部综合防突措施3、现行的防突技术体系区域综合防突措施（一） 区域突出危险性预测方法 开拓前 开拓后区域预测瓦斯参数结合瓦斯地质分析法3、现行的防突技术体系-450-400-350-300-450-400-350-300514326区域综合防突措施（二）区域性防突措施1）保护层开采2）预抽煤层瓦斯3、现行的防突技术体系煤科总院重庆研究院瓦 斯分院 赵旭生区域综合防突措施（二）区域性防突措施1）、保护层开采 概念保护层措施参数：有效垂距、保护范围、超前距离3、现行的防突技术

7、体系1234突出层突出层保护层区域综合防突措施（二）区域性防突措施1）保护层开采防突原理3、现行的防突技术体系开采保护层应力降低、煤层卸压激发突出的作用减少消除（或降低 ）煤与瓦斯突 出危险性透气性增加瓦斯排放煤体强度增高瓦斯压力梯度降低发展突出的瓦斯作用减少煤体抵抗破坏能力增加区域综合防突措施（二）区域性防突措施保护层开采防突原理3、现行的防突技术体系区域综合防突措施（二）区域性防突措施1）保护层开采典型事例淮南新庄孜矿将厚度1.8m的B8煤层作为上保护层，其下方22m为 B6煤层、65m为B4煤层。B8煤层开采后，在考察确定的保护范围内，B6煤层的瓦斯压力下 降到了0.2MPa，煤层透气性

8、系数增大到原来的500倍以上，钻孔瓦斯 流量是卸压前的30倍； B4煤层的瓦斯压力由3.6MPa下降到1.2MPa， 未消除突出危险，但煤层透气性系数增加到原来的323倍，钻孔瓦斯 流量也由原来的8L/min增加到145L/min，增加到原来的18倍，为大大 提高瓦斯抽放效果带来了有利条件。 在淮南矿区，已全面推广开采保护层防突技术。 3、现行的防突技术体系区域综合防突措施（二）区域性防突措施2）预抽煤层瓦斯防突原理3、现行的防突技术体系预抽煤层瓦斯消突原理框图施工抽放钻孔煤体应力降低预抽煤层瓦斯消除（或降低）煤与瓦斯突出危险释放煤岩弹性能减少突出的激发作用煤体强度增高释放瓦斯潜能发展突出的瓦

9、斯作用减少煤体抵抗破坏能力增加瓦斯压力梯度降低区域综合防突措施（二）区域性防突措施2）预抽煤层瓦斯 方式预抽方法有多种方式，要根据实际条件选择。体现 先抽后采、抽采达标的原则，即尽量在采掘之前就已经对 煤层进行了瓦斯抽采，并且达到标准要求。3、现行的防突技术体系地面预抽煤层瓦斯地面钻钻井抽采穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯穿层钻孔预抽采面瓦斯顺层钻孔预抽采面瓦斯顺层+顺层钻孔 预抽瓦斯穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域综合防突措施（二）区域性防突措施2）预抽煤层瓦斯-关键技术涉及的关键技术： 突出煤层钻孔

10、施工技术和装备； 瓦斯抽采合理参数优化技术； 增加煤层透气性技术； 钻孔封孔技术。3、现行的防突技术体系区域综合防突措施（三）区域措施效果检验瓦斯压压力、瓦斯含量及其它参数瓦斯含量直接测定技术已经成熟煤层瓦斯含量井下直接测定方法（GB/T23250-2009）DGC型瓦斯含量直接测定装置为效果检 验提供了技术支撑3、现行的防突技术体系区域综合防突措施（四） 区域验证用工作面日常预测方法进行检验3、现行的防突技术体系局部综合防突措施（一）工作面预测日常预测指标综合指标D、K: D=（0.0075H/f-3） (P-0.74) K= P/f推荐临界值：D:0.25;K：20（无烟煤）或15钻屑瓦斯

11、解吸指标K1或h2: 推荐临界值：K1：0.5、0.4（湿）； h2 ：200、160（湿）； 钻屑指标：S、K1或h2: 推荐S临界值6Kg/m或5.4L/m复合指标：q、 S: 推荐q临界值：5L/minR指标：R=（Smax-1.8）(qmax-4)：推荐临界值：6其它经试验证实有效的指标3、现行的防突技术体系钻屑瓦斯解吸指标K1值 测定过程演示钻粉量指标测定过程演示钻孔瓦斯涌出初速度测定过程演示煤巷掘进工作面预测钻孔布置示意缓倾斜煤层钻孔布置示意急倾斜煤层钻孔布置示意24m10-15m采煤工作面预测钻孔布置示意应不小于5m2、31132石门工作面预测钻孔布置示意局部综合防突措施（一）工

12、作面预测突出预测敏感指标及其临界值确定：敏感指标临界值考察方法应用规范操作，保证预测准确性3、现行的防突技术体系局部综合防突措施（一）工作面预测非接触式连续预测技术声发射预测突出技术；电磁辐射预测突出技术；瓦斯涌出动态指标预测突出技术。原理试验、应用与评价3、现行的防突技术体系声发射预测突出技术监测指标主要为：声发射事件数和事件能量3、现行的防突技术体系声发射预测突出技术3、现行的防突技术体系电磁辐射预测突出技术监测指标主要为：电磁辐射强度3、现行的防突技术体系天 线 抗 冲 击 外 壳三 角 形 固 定 支 架滑 轮 装 置抗 冲 击 主 机 保 护 箱 定 支 架电磁辐射预测突出技术3、现

13、行的防突技术体系常用指标：（1）反映瓦斯含量的指标炮后吨煤瓦斯涌出量；移动平均值等（2）反映瓦斯解吸特性的指标峰值与平均值之比衰减系数等（3）反映瓦斯涌出波动类指标变异系数、浓度变化值等（4）反映瓦斯涌出趋势类指标波峰比、波宽比、移动平均值比等瓦斯涌出动态指标预测突出技术 3、现行的防突技术体系瓦斯涌出动态指标预测突出技术3、现行的防突技术体系放炮 放炮放炮放炮放炮放炮后突出 放炮瓦斯涌出动态指标预测突出技术3、现行的防突技术体系软分层从软分层从0 0到到0.230.23发生喷孔现象发生喷孔现象瓦斯涌出动态指标预测突出技术3、现行的防突技术体系软分层从软分层从0 0到到0.230.23发生喷孔

14、现象发生喷孔现象突出（二）工作面防突措施抽放钻孔排放钻孔 松动爆破水力化措施：水力冲孔、水力冲刷、水力挤出等金属骨架煤体固化其它经试验证实有效的措施所有措施的技术原理：卸压或加强支护3、现行的防突技术体系煤巷掘进工作面采用超前钻孔布置示意图煤科总院重庆研究院瓦 斯分院 赵旭生图1 钻冲诱控法（水力冲孔）工艺流程示意图1逆止钻头；2套管；3钻杆；4三通；5安全密封卡头；6钻机； 7尾水管接头；8排煤胶管；92寸胶管；10阀门；11压力表； 12供水管；13射流管；14排煤管；15煤壁石门揭煤工作面金属骨架布孔图局部综合防突措施（三）防突措施效果检验方法和指标与工作面预测基本相同（四）安全防护措施

15、 采区避难所 反向风门 挡栏 远距离爆破 压风自救系统 隔离式自救器3、现行的防突技术体系4、突出矿井管理4.1 突出煤层和突出矿井概念的变化 突出煤层层：矿井范围内内发生过突出的煤层或者经 鉴定有突出危险的煤层。 突出矿矿井：在井田的开拓、生产范围内有突出煤层的 矿井。4 突出矿井管理4.2 组织管理1）防突机构及人员2）防突措施计划（综合防突技术措施、工程、资金等）3）制度及责任制 4）防突装备5）人员培训4.3日常防突技术管理（1）尊重客观规律，合理采掘部署和适当控制采掘进度；坚持区域措施为主原则。 （2）规范化、精细化、科学化管理加强管理程序(设计、审批、签字、通知、检查)、 操作和装

16、备维护,做到规范化管理；加强各部门的信息共享和异常信息汇报；加强防突工作的实施和监督；加强防突每个环节的的精细化、具体化。4 突出矿井管理4.3日常防突技术管理（3）加强地质测量和观测工作；坚持钻孔超前探测；地质探孔、抽放钻孔资料反馈与分析加强地质分析工作；巷道跟踪与素描、煤层产状变化、煤结构变化利用物探手段4 突出矿井管理三维地震、地质雷达、坑透仪、瑞丽波等。地质雷达坑透仪及工作面探测结果4.3日常防突技术管理（4）坚持突出预兆观测；瓦斯异常涌出、声响、煤层层理、结构变化、钻 孔喷孔等观测、通报与及时处理；（5）加强支护,防止冒顶垮塌；4 突出矿井管理4.3日常防突技术管理（6）加强爆破工作管理