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1、1,防治煤与瓦斯突出规定 突出与 掲煤部分 卢 杰 2015.07.30,2,一、防突概念,3,什么是突出？ 煤与瓦斯突出简称突出，是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。 时间极短（几秒、十几秒、几分钟） 量极大（煤几吨上千吨，瓦斯万立方百万立方） 能量巨大（冲垮通风设施、挤扁矿车、3吨岩石运移近30米,煤最大抛出距离1170米） 引起瓦斯爆炸或瓦斯煤尘爆炸。 突出是煤层中储存的瓦斯能和应力能的失稳释放造成。,4,5,6,7,大平2004.11.20误揭煤突出,石门揭煤设计；避开构造带，设计消突措施；郑州大平煤矿“11*20”突出事故，
2、是在掘进21采区时因施工误揭煤，没有设计石门揭煤，更没有采取防突措施造成的。从现场揭露的实际情况分析，揭煤地点是一个极复杂的地质构造带。构造煤极为发育，一方面处于向斜轴部，另一方面处于一逆断层的下降盘，即造成了应力集中，岩石破碎，造成岩柱小，误揭煤（突出煤量1894吨，瓦斯250000m3）,死亡148，伤32人。,8,9,案例11 大平煤矿“10.20”事故,21轨道下山岩石掘进 工作面,突出煤岩量约 1894t,瓦斯量25万m3,10,11,2004年10月20日22时09分，21岩石下山发生煤与瓦斯突出事故，突出瓦斯逆流进入西大巷主要进风流，从而导致13、15采区巷道和工作面的瓦斯浓度突
3、然上升，并造成西大巷局部地段和13采区瓦斯浓度达到爆炸浓度，22时40分发生瓦斯爆炸事故，波及西大巷、11、13、15、21采区，造成矿井西翼供电线路、电器设备、运输设备、通风设施、安全监控系统及排水系统严重破坏。148人死亡，21人受伤。 一般突出地应力是主导,12,13,煤与瓦斯突出机理图,煤与瓦斯突出,较松软的煤层,瓦斯压力P,地应力,14,工作面上煤柱应力叠加示意图,工作面超前应力集中区,上煤柱支承应力集中区,上煤柱残采支承应力集中区,突出地点,三种集中应力叠加,该区域具有严重突出危险,15,突出有哪些类型？各有何特征？ （一）突出分类 按突出机理分为：煤与气体突出，即煤与甲烷、煤与二
4、氧化碳突出；岩石与气体突出，即岩石与甲烷、岩石与二氧化碳突出。 按突出的物理性质分为： 突出煤与瓦斯突然喷出 压出煤的压出伴随瓦斯涌出 倾出煤的倾出伴随瓦斯涌出三种类型。 一般情况下，压出和倾出属于动力现象，如果动力现象没有造成人员伤亡，都应申请有突出鉴定资质的部门进行突出危险性鉴定。,16,（二）突出特征 1.煤与瓦斯突出的基本特征 （1）突出的基本特征 1）突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象； 2）抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角； 3）抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和一定数量手捻无粒感的煤粉； 4）有明显的动力效应，破坏支架，推倒矿车，破坏或移动安装在巷道内的设施等； 5）有大
5、量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转； 6）突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形、分岔形以及其它形状。 （2）压出的基本特征 1）压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小； 2）压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙； 3）压出的煤呈块状，无分选现象； 4）巷道瓦斯涌出量增大； 5）压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形、半圆形孔洞。 （3）倾出的基本特征 1）倾出的煤就地按自然安息角堆积，无分选现象； 2）倾出的孔洞多为孔大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂(厚煤层)方向发展； 3）无明显动力效应；
6、 4）倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中； 5）巷道瓦斯涌出量明显增加。,17,突出有哪些规律？（1） 1.随着开采深度的增加，突出的危险性增大。主要表现为突出次数增多、突出强度增大、突出煤层增多和突出危险区域扩大。 2.突出次数和突出强度随煤层的厚度，特别是软分层的厚度增大而增加，突出最严重的煤层往往是最厚的主采煤层。 3.突出的气体主要是甲烷，少数情况是二氧化碳。 4.煤体破坏程度越严重，煤的硬度越小，突出危险性越大。一般情况，煤层增厚时容易突出，合层时也容易突出。 5.由上向下的突出较多，由下而上的突出极少。突出的危险性随着煤层倾角的增大而增加。 6.突出多发生在地质构造附近，如断层、褶
7、曲、扭转和火成岩侵入区附近。90以上的突出(石门突出除外)发生在向斜轴部、扭转地带、断层和褶曲附近。,18,突出有哪些规律？（2） 7.突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近区域，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处，回采工作面的集中应力区内掘进，孤岛工作面等等。 8.大多数突出发生在放炮和落煤工序。放炮后没有立即发生的突出，称延期突出。延迟的时间由几分钟到十几小时，它的危害性更大。 9.突出发生在掘进工作面较多，回采工作面较少。 10.突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系。瓦斯压力低、含量小的煤层可能发生突出；压力高，含量大的煤层也可能不突出。因为突出是多种因素
8、综合作用的结果。但值得注意的是，我国30处特大型突出的煤层瓦斯含量都大于20m3/t。 11.突出煤层的顶底板透气性越差，越有利于煤层的瓦斯储存，其突出危险性越大。 12.突出前常有预兆。 13.涌水量大的矿井、区域瓦斯相对较小，标态下100L水可溶解3.31L瓦斯。,19,煤和瓦斯突出前有那些预兆？ 突出前一般具有有声预兆或无声预兆： 一、有声预兆 响煤炮。在煤层内发出像机关枪、炮击声。 突然压力显现声。支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤壁能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。 二、无声预兆 压力增大。预板来压，片帮、掉碴、煤壁向
9、外鼓，煤岩自行剥落。 煤层发生变化，特别是软煤层变厚。层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。 瓦斯及温度变化。瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，气味异常，发闷，打钻时喷煤、顶钻、夹钻、喷瓦斯，煤壁发冷，气温下降等。 应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅仅出现一种或几种。,20,21,22,（三）煤与瓦斯突出现状,“十一五”期间我国较大以上瓦斯事故统计,23,突出档案,世界上煤与瓦斯突出已有180多年的历史。1834年3月22日法国鲁阿尔煤田依萨克煤矿在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了第一次有记载的突出。撤退时一人被煤流埋没，一人被瓦斯窒息死亡，一人逃跑得救。突
10、出煤沿巷道堆积13米长，煤粉散落15米长，迎头支架倾倒。 世界上最大的一次突出发生在1969年7月13日原苏联的顿巴斯加加林矿井710米水平主石门揭穿厚度仅有1.03米的煤层时，突出煤量14200吨，瓦斯25万立方米以上。 中国早在1939年吉林辽源矿务局就发生动力现象。有记载第一次的突出发生在1950年4月20日吉林辽源矿务局富国西二坑在掘进垂深280米的煤巷掘进工作面。 我国最大的一次突出发生在1975年8月8日四川天府局三汇坝一矿主平硐（+280米），震动性放炮揭穿6号煤层时，突出煤岩12780吨，瓦斯140万立方米以上。 突出瓦斯量最多的是1968年1月20日南桐鱼田堡井350万m3
11、，突出煤5000吨 1406平巷掘进 (1988)8826t 201 瓦斯压力5.29.4MPa 到2007年突出大概30000次，我国15000.1980、1981年突出最多600次，辽宁、湖南、重庆突出次数最多，山西、黑龙江、江西、贵州、河南次之。突出煤量大于500吨以上的大型特大型突出每年约100次。 1995年实施防突细则1.0执行四位一体综合防突措施后突出次数下降到300以下。2009年8月防突规定 2.0实施，突出次数下降,年突出30-40次。 平均突出强度77.5吨/次，平均瓦斯涌出量1.45万立方/次。 瓦斯突出事故超过瓦斯爆炸事故的发生起数和死亡人数，成为第一位的瓦斯事故,2
12、4,掲煤与突出的关系,经过统计揭煤时发生频率高，强度大，伤亡人数多，主要大型突出、特大型突出都是揭煤或误揭煤引起的，三汇坝、大平矿的突出。揭煤消耗大量的人力物力财力和时间，揭煤时间从两个月到半年不等。石门揭煤需要进行专项防突设计、石门揭煤区域瓦斯抽采达标评判、制定石门揭煤安全技术专项措施，还要两三次到永煤公司审批。 突出多发生在地址构造带，平煤不完全统计83%的突出与构造带有关，95%的突出有突出预兆。淮南79%的突出与构造带有关。构造破坏，改变瓦斯储存与排放条件，煤体强度降低。 煤巷平巷突出次数占45%，石门揭煤次数占5.8%，石门揭煤的平均突出强度316吨，是其他突出强度的6.55倍。80
13、%的特大型突出是石门揭煤突出。 吨煤突出瓦斯量最大583m3/t，吨煤突出瓦斯量与吨煤瓦斯含量比值最大达到48.6。,25,煤与瓦斯突出的危害,1879年4月17日比利时阿拉波二号井，向上掘进580610米水平之间的上山眼时，发生了当时世界上最猛烈的一次突出，突出煤量420吨，喷出瓦斯50万立方米以上。瓦斯喷出时，瓦斯逆风流从提升井冲至地面，距井口23米的绞车房附近的炉火引燃了瓦斯，火焰高达50米，井口建筑物烧成一片废墟，2小时后火焰将熄灭时，又连续发生了7次瓦斯爆炸（每隔7分钟左右1次），井下209人，死亡121人，地面3人烧死，11人烧伤。 1972年湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了
14、突出，突出煤量4500t，喷出瓦斯138.5万立方米，高浓度瓦斯从主井口喷出，井口附近瓦斯浓度达15%，较长时间稳定在9%左右，从北翼井口喷出的瓦斯，被信号房的炉火点燃，火柱高达30m，进口房和主扇被烧毁。 总之，突出的危害可以概括为： 1）破坏通风设施，通风系统，摧毁采掘空间，损坏机电设备； 2）喷出大量的煤岩能堵塞巷道，造成煤岩埋人事故； 3）涌出的瓦斯造成人员窒息（瓦斯浓度达到43%时，氧气浓度下降到12%，人出现智力混乱现象），瓦斯燃烧和爆炸事故； 4）严重影响单产单进，造成经济效益大幅下降。 重大（死亡10人以上）以上事故瓦斯事故的起数和死亡人数分别占重大以上事故的78.6%和80.
15、3%。,26,按突出强度分类,强度指每次动力现象抛出的煤岩数量（吨或立方米）和瓦斯量（立方米）。 小型突出：强度小于50吨/次（几十分钟后瓦斯浓度可恢复正常）； 中型突出：强度50100吨/次（经过一个班以上瓦斯浓度可恢复正常）； 次大型突出：强度100500吨/次（经过一天以上瓦斯浓度可恢复正常）； 大型突出：强度5001000吨/次（经过几天回风系统瓦斯浓度可恢复正常）； 特大型突出：强度大于1000吨/次（经过长时间排放后瓦斯浓度可恢复正常）。 如何自救与互救 救7人 带领40人逃生 自救器,27,瓦斯防治的方针,安全生产工作方针：安全第一、预防为主、综合治理 瓦斯治理工作方针：先抽后采
16、、监测监控、以风定产 瓦斯治理工作体系：通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位 通风是基础：通风可靠 系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定 抽采是手段：抽采达标 多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标 监控是保障：监控有效 装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速 管理是关键：管理到位 责任明确、制度完善、执行有力、监督严格。,28,瓦斯治理理念,5080年代：局部防突措施为主 1988 防治煤与瓦斯突出细则 辟邪剑谱 2002年 先抽后采 十二字工作方针 矿井瓦斯治理经验五十条 葵花宝典 2008年 抽采达标 瓦斯防治工作体系 抽采达标 吸星大法 2009年 区域防突措施先行 防治煤与瓦斯突出规定 易筋经 效果：2010年抽采量91亿立方，利用量30亿立方，利用率33%；煤炭产量32.5亿吨，死亡人数下降到2433人，百万吨死亡率0.75；瓦斯事故死亡人数623人。,29,什么是突出煤层和突出矿井？ 第3条 突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经
