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文檔簡介

1、第二部分 煤與瓦斯突出綜合防治技術(shù)措施一、煤與瓦斯突出機(jī)理二、四位一體綜合防突措施三、區(qū)域綜合防突措施四、局部綜合防突措施2021/8/171第二部分 煤與瓦斯突出綜合防治技術(shù)措施2021/8/17一、煤與瓦斯突出機(jī)理突出機(jī)理是解釋發(fā)生突出的原因和過程、指導(dǎo)突出預(yù)測及防治的理論體系。 煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜的動力現(xiàn)象,世界上許多產(chǎn)煤國家對煤與瓦斯突出的機(jī)理開展了廣泛研究,提出了多種假說。2021/8/172一、煤與瓦斯突出機(jī)理突出機(jī)理是解釋發(fā)生突出的原因和過程、指導(dǎo)一、煤與瓦斯突出機(jī)理國外煤與瓦斯突出假說瓦斯為主導(dǎo)作用的假說地壓為主導(dǎo)作用的假說化學(xué)本質(zhì)假說能量假說綜合假說國內(nèi)煤與瓦斯突出假說流

2、變假說(周世寧,何學(xué)秋)球殼失穩(wěn)假說(蔣承林、俞啟香) 固流耦合失穩(wěn)理論(章夢濤、梁冰)2021/8/173一、煤與瓦斯突出機(jī)理國外煤與瓦斯突出假說國內(nèi)煤與瓦斯突出假說一、煤與瓦斯突出機(jī)理瓦斯包說粉煤帶說煤孔隙結(jié)構(gòu)不均勻說突出波說裂隙堵塞說瓦斯膨脹說卸亞瓦斯說火山瓦斯說地質(zhì)破壞帶說瓦斯解吸說 瓦斯為主導(dǎo)作用的假說2021/8/174一、煤與瓦斯突出機(jī)理瓦斯包說瓦斯為主導(dǎo)作用的假說2021/一、煤與瓦斯突出機(jī)理巖石變形潛能說應(yīng)力集中帶說剪切應(yīng)力說塑性變性說振動波動說沖擊式移近說拉應(yīng)力波說應(yīng)力疊加說放炮突出說頂板位移不均勻說 地壓為主導(dǎo)作用的假說2021/8/175一、煤與瓦斯突出機(jī)理巖石變形潛能

3、說地壓為主導(dǎo)作用的假說20一、煤與瓦斯突出機(jī)理瓦斯水化物說爆炸煤說重煤說地球化學(xué)說硝基化合物說 化學(xué)本質(zhì)假說2021/8/176一、煤與瓦斯突出機(jī)理瓦斯水化物說化學(xué)本質(zhì)假說2021/8/一、煤與瓦斯突出機(jī)理能量假說蘇聯(lián)B.B.霍多特提出,長期以來在國際上享有盛譽。在實驗室試驗的基礎(chǔ)上,從能量的觀點出發(fā),用數(shù)學(xué)方法分析計算了煤層的變形潛能Wt 、瓦斯內(nèi)能以及造成突出破壞需要的能量A ,提出了能量假說。2021/8/177一、煤與瓦斯突出機(jī)理能量假說2021/8/177一、煤與瓦斯突出機(jī)理球殼失穩(wěn)假說突出的發(fā)生發(fā)展是以球蓋狀煤殼的形成、發(fā)展及失穩(wěn)拋出為特點的。突出過程的實質(zhì)是地應(yīng)力破壞煤體,煤體釋

4、放瓦斯,瓦斯使煤體裂隙擴(kuò)張并使形成的球殼失穩(wěn)破壞。瓦斯膨脹能是發(fā)動突出的真正的動力及能源。2021/8/178一、煤與瓦斯突出機(jī)理球殼失穩(wěn)假說2021/8/178一、煤與瓦斯突出機(jī)理流變假說含瓦斯煤巖體在外力的作用下,當(dāng)達(dá)到或超過其屈服載荷時,則明顯地表現(xiàn)為時間上的三個階段,即變形衰減階段、均勻變形階段和加速階段第、第階段對應(yīng)于突出的準(zhǔn)備階段,第階段是突出的發(fā)生發(fā)展階段,突出是含瓦斯煤巖體快速流變的結(jié)果瓦斯、地應(yīng)力、煤的物理力學(xué)性質(zhì)和時間過程是突出的重要影響因素2021/8/179一、煤與瓦斯突出機(jī)理流變假說2021/8/179一、煤與瓦斯突出機(jī)理綜合作用假說該類假說最早由前蘇聯(lián)的.聶克拉索夫

5、斯基教授在50年代提出,他認(rèn)為煤與瓦斯突出是由于地壓和瓦斯的共同作用引起的。到50年代中期,.斯科欽斯基院士根據(jù)開采突出危險煤層的經(jīng)驗,以及當(dāng)時的科研工作成果,提出突出是由于下列因素綜合作用的結(jié)果:(1)地壓;(2)包含在煤體中的瓦斯;(3)煤的物理力學(xué)性質(zhì),煤的微結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)及煤層結(jié)構(gòu);(4)在急傾斜煤層中,煤層工作面附近的煤的自重。這些為綜合假說奠定了基礎(chǔ)。綜合作用假說認(rèn)為:煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、包含在煤體中的瓦斯以及煤體自身物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。持綜合作用假說觀點的學(xué)者都承認(rèn),煤與瓦斯突出是綜合因素作用的結(jié)果。2021/8/1710一、煤與瓦斯突出機(jī)理綜合作用假說2021/

6、8/1710一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出過程由于該動力現(xiàn)象的發(fā)生必須具備一定的能量,故煤體需要經(jīng)歷一定的能量積聚過程,使之逐漸發(fā)展到臨界破壞甚至過載的脆弱平衡狀態(tài),則其發(fā)展過程可劃分為以下四個階段:(1)準(zhǔn)備階段(2)激發(fā)階段(3)發(fā)展階段(4)終止階段2021/8/1711一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出過程2021/8/1711一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出的準(zhǔn)備階段該階段的特點是在工作面附近的煤壁內(nèi)形成高的地應(yīng)力與瓦斯壓力梯度。煤體內(nèi)地應(yīng)力梯度急劇增高,形成很高的應(yīng)力集中,積聚著很大的變形能;2021/8/1712一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出的準(zhǔn)備階段2021/8/17一、煤與

7、瓦斯突出機(jī)理由于孔隙裂隙的壓縮,使瓦斯壓力增高,瓦斯內(nèi)能增大。在這個階段,會顯現(xiàn)多種有聲的與無聲的突出預(yù)兆。 2021/8/1713一、煤與瓦斯突出機(jī)理由于孔隙裂隙的壓縮,使瓦斯壓力增高,瓦斯一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出的激發(fā)階段該階段的特點是地應(yīng)力狀態(tài)突然改變,即極限應(yīng)力狀態(tài)的部分煤體突然破壞,卸載(卸壓)并發(fā)生巨響和沖擊;由于煤體的破裂,伴隨著裂隙的生成與擴(kuò)張,膨脹瓦斯流開始形成,大量吸附瓦斯進(jìn)入解吸過程而參與突出。2021/8/1714一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出的激發(fā)階段2021/8/17一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出發(fā)展階段在地應(yīng)力與瓦斯壓力共同作用下,突出從激發(fā)點起向內(nèi)部

8、連續(xù)剝離并破碎煤體;由于是瓦斯膨脹作功,破碎的煤在不斷膨脹的承壓瓦斯氣流中邊運送邊粉碎。2021/8/1715一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出發(fā)展階段2021/8/171一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤的粉化程度、游離瓦斯含量、瓦斯放散初速度、解吸瓦斯量以及突出孔周圍的卸壓瓦斯流對瓦斯風(fēng)暴的形成與發(fā)展起決定作用。 2021/8/1716一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤的粉化程度、游離瓦斯含量、瓦斯放散初速一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出過程突出的終止有兩種情況,一是在剝離和破碎煤體的擴(kuò)展中遇到了較硬的煤體或地應(yīng)力與瓦斯壓力降低到不足以破壞煤體;二是突出孔道被堵塞,其孔壁由突出物支撐建立起新的拱平衡或孔洞。雖然這時

9、突出停止了,而突出孔周圍的卸壓區(qū)與突出的煤涌出瓦斯的過程并沒有停止,異常的瓦斯涌出還要持續(xù)相當(dāng)長時間。 2021/8/1717一、煤與瓦斯突出機(jī)理煤與瓦斯突出過程2021/8/1717二、“四位一體”綜合防突措施防突技術(shù)的發(fā)展煤與瓦斯突出在煤礦出現(xiàn)已經(jīng)超過一個半世紀(jì),為了防治突出和避免造成人身傷亡事故,國內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究,提出和應(yīng)用了多種防突措施??v觀防突技術(shù)的發(fā)展史,大體有三個發(fā)展階段:(1)以安全防護(hù)措施為主的階段,即在突出發(fā)生時,避免發(fā)生人身傷亡事故。其主要措施是震動性放炮,即在人員遠(yuǎn)離工作面的條件下,放震動炮誘導(dǎo)突出,以保證人身安全。在 20 世紀(jì) 50 年代以前,屬于這一階段,世

10、界各國廣泛應(yīng)用這一措施。2021/8/1718二、“四位一體”綜合防突措施防突技術(shù)的發(fā)展2021/8/1二、“四位一體”綜合防突措施防突技術(shù)的發(fā)展(2)是以防治突出措施為主的階段,即在突出礦井普遍采用防突措施,使它不發(fā)生突出。輔助采用安全防護(hù)措施。本世紀(jì) 50 至 70 年代屬于這個階段,在這一階段提出和應(yīng)用了多種區(qū)域和局部防突措施。 (3)是采取綜合防突措施階段,即將突出危險性預(yù)測引入綜合防突措施。前蘇聯(lián)在70年代中期開始采用綜合防突措施,我國80年代末開始采用綜合防突措施 ,1988年我國防治煤與瓦斯突出細(xì)則頒布后,在各突出礦井普遍推廣。2009年5月,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局以第十九號令

11、的形式頒布了防治煤與瓦斯突出規(guī)定,體現(xiàn)了以人為本,源頭治理,依法治突。2021/8/1719二、“四位一體”綜合防突措施防突技術(shù)的發(fā)展2021/8/17二、“四位一體”綜合防突措施 根據(jù)煤與瓦斯突出規(guī)定第5條之規(guī)定,有突出礦井的煤礦企業(yè)、突出礦井應(yīng)當(dāng)根據(jù)突出礦井的實際情況和條件,制定區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。2021/8/1720二、“四位一體”綜合防突措施 根據(jù)煤與瓦斯突出規(guī)二、“四位一體”綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施包括區(qū)域突出危險性預(yù)測區(qū)域防治突出措施區(qū)域措施效果檢驗區(qū)域驗證局部防突措施包括工作面突出危險性預(yù)測工作面防治突出措施工作面防治突出措施的效果檢驗安全防護(hù)措施2021/

12、8/1721二、“四位一體”綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施包括局部防突措三、區(qū)域綜合防治突出措施區(qū)域突出危險性預(yù)測煤層突出危險性預(yù)測(突出礦井鑒定)2021/8/1722三、區(qū)域綜合防治突出措施區(qū)域突出危險性預(yù)測2021/8/17三、區(qū)域綜合防治突出措施突出礦井應(yīng)當(dāng)對突出煤層進(jìn)行區(qū)域突出危險性預(yù)測(以下簡稱區(qū)域預(yù)測)。經(jīng)區(qū)域預(yù)測后,突出煤層劃分為突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。 未進(jìn)行區(qū)域預(yù)測的區(qū)域視為突出危險區(qū)。 區(qū)域預(yù)測分為新水平、新采區(qū)開拓前的區(qū)域預(yù)測(以下簡稱開拓前區(qū)域預(yù)測)和新采區(qū)開拓完成后的區(qū)域預(yù)測(簡稱開拓后區(qū)域預(yù)測)。2021/8/1723三、區(qū)域綜合防治突出措施突出礦井應(yīng)當(dāng)對突出煤層

13、進(jìn)行區(qū)域突出危三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)煤 層突出煤層無突出危險區(qū)突出危險工作面無突出危險工作面突出危險區(qū)預(yù)測或鑒定區(qū)域預(yù)測工作面預(yù)測非突出煤層煤層突出危險性預(yù)測流程2021/8/1724三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)煤 層突出煤層無三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)突出礦井鑒定根據(jù)規(guī)定第12條規(guī)定,突出煤層和突出礦井的鑒定由煤礦企業(yè)委托具有突出危險性鑒定資質(zhì)單位進(jìn)行。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)將鑒定結(jié)果報省級煤炭行業(yè)管理部門、煤礦安全監(jiān)管部門、煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。突出礦井及突出煤層確定程序國家煤礦安全監(jiān)察局授權(quán)單位鑒定煤炭企業(yè)提出報告報省煤炭管理、安全監(jiān)管部門、煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備

14、案2021/8/1725三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)突出礦井鑒定突出礦井三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)突出礦井鑒定根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第13條之規(guī)定,突出煤層鑒定應(yīng)當(dāng)首先根據(jù)實際發(fā)生的瓦斯動力現(xiàn)象進(jìn)行,當(dāng)動力現(xiàn)象特征不明顯或者沒有動力現(xiàn)象時,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際測定的煤層最大瓦斯壓力P、軟分層煤的破壞類型、煤的瓦斯放散初速度p和煤的堅固性系數(shù)f等指標(biāo)進(jìn)行鑒定。全部指標(biāo)均達(dá)到或者超過以下所列的臨界值的,確定為突出煤層。 2021/8/1726三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)突出礦井鑒定2021三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測) 鑒定單位也可以探索突出煤層鑒定的新方法和新指

15、標(biāo)。 防治煤與瓦斯突出規(guī)定劃分標(biāo)準(zhǔn) 煤的破壞類型、 以上 瓦斯放散初速度P 10 煤的堅固性系數(shù)f0.5 煤層瓦斯壓力P0.74Mpa2021/8/1727三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測) 鑒定單位也三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)區(qū)域突出危險性預(yù)測預(yù)測指標(biāo)(1)瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法 (2)瓦斯壓力或瓦斯含量法預(yù)測結(jié)果(1)突出危險區(qū)(2)無突出危險區(qū)2021/8/1728三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)區(qū)域突出危險性預(yù)測2三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)區(qū)域突出危險性預(yù)測 根據(jù)煤與瓦斯突出防治規(guī)定第42條之規(guī)定,區(qū)域預(yù)測一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進(jìn)行,也可采

16、用其他經(jīng)試驗證實有效的方法進(jìn)行。2021/8/1729三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)區(qū)域突出危險性預(yù)測2三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)根據(jù)煤層瓦斯壓力或者瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測的臨界值應(yīng)當(dāng)由具有煤與瓦斯突出危險性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行試驗考察。在試驗前和應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。 區(qū)域預(yù)測新方法的研究試驗應(yīng)當(dāng)由具有煤與瓦斯突出危險性鑒定資質(zhì)的單位進(jìn)行,并在試驗前由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。2021/8/1730三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)根據(jù)煤層瓦斯壓力或者三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)(規(guī)定第43條)根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測方法應(yīng)當(dāng)按照下

17、列要求進(jìn)行煤層瓦斯風(fēng)化帶為無突出危險區(qū)域。根據(jù)已開采區(qū)域確定掌握的煤層賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造條件、突出分布的規(guī)律和對預(yù)測區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測、預(yù)測結(jié)果,采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險區(qū)域。2021/8/1731三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)(規(guī)定第43條)三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)當(dāng)突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布于構(gòu)造帶有直接關(guān)系時,則根據(jù)上部突出區(qū)域突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布于地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系確定構(gòu)造線兩側(cè)突出危險區(qū)邊緣到構(gòu)造線的最遠(yuǎn)距離,并結(jié)合下部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造分布劃分出下部區(qū)域構(gòu)造線兩側(cè)的突出危險區(qū);否則,在同一地質(zhì)單元內(nèi),突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置

18、以上20m及以下的范圍為突出危險區(qū)。 2021/8/1732三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)當(dāng)突出點及具有明顯突三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)在上述兩項劃分出的突出危險區(qū)域和無突出危險區(qū)以外的區(qū)域,應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層瓦斯壓力P進(jìn)行預(yù)測。如果沒有或缺少煤層瓦斯壓力資料,也可根據(jù)煤層瓦斯含量W進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測所依據(jù)的臨界值應(yīng)根據(jù)實驗考查確定,在確定前可暫按表2預(yù)測。2021/8/1733三、區(qū)域綜合防突措施(突出危險性預(yù)測)在上述兩項劃分出的突2021/8/17342021/8/1734三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)區(qū)域性防突措施區(qū)域性防突措施是指在突出煤層進(jìn)行采掘前,對突出煤層

19、較大范圍采取的防突措施。它包括:(1)開采保護(hù)層(2)預(yù)抽煤層瓦斯2021/8/1735三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)區(qū)域性防突措施2三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-開采保護(hù)層)區(qū)域性防突措施(1)開采保護(hù)層作用機(jī)理 在開采煤層群時,通過開采保護(hù)層,實現(xiàn)被保護(hù)層的卸壓和瓦斯排放,消除被保護(hù)層的突出危險性。2021/8/1736三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-開采保護(hù)層)區(qū)域三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)保護(hù)層的選擇選擇保護(hù)層必須遵守下列規(guī)定:(一)在突出礦井開采煤層群時,如在有效保護(hù)垂距內(nèi)存在厚度0.5m及以上的無突出危險煤層,除因突出煤層距離太近而

20、威脅保護(hù)層工作面安全或可能破壞突出煤層開采條件的情況外,首先開采保護(hù)層。有條件的礦井,也可以將軟巖層作為保護(hù)層開采;2021/8/1737三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)保護(hù)層的選擇20三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)(二)當(dāng)煤層群中有幾個煤層都可作為保護(hù)層時,綜合比較分析,擇優(yōu)開采保護(hù)效果最好的煤層;(三)當(dāng)?shù)V井中所有煤層都有突出危險時,選擇突出危險程度較小的煤層作保護(hù)層先行開采,但采掘前必須按本規(guī)定的要求采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進(jìn)行效果檢驗;(四)優(yōu)先選擇上保護(hù)層。在選擇開采下保護(hù)層時,不得破壞被保護(hù)層的開采條件。 2021/8/1738三、區(qū)域綜合防治突出措施(

21、區(qū)域性防突措施)(二)當(dāng)煤層群中三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)開采保護(hù)層區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)符合下列要求: (一)開采保護(hù)層時,同時抽采被保護(hù)層的瓦斯;(二)開采近距離保護(hù)層時,采取措施防止被保護(hù)層初期卸壓瓦斯突然涌入保護(hù)層采掘工作面或誤穿突出煤層;(三)正在開采的保護(hù)層工作面超前于被保護(hù)層的掘進(jìn)工作面,其超前距離不得小于保護(hù)層與被保護(hù)層層間垂距的3倍,并不得小于100m;2021/8/1739三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)開采保護(hù)層區(qū)域防三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)四)開采保護(hù)層時,采空區(qū)內(nèi)不得留有煤(巖)柱。特殊情況需留煤(巖)柱時,經(jīng)煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批

22、準(zhǔn),并作好記錄,將煤(巖)柱的位置和尺寸準(zhǔn)確地標(biāo)在采掘工程平面圖上。每個被保護(hù)層的瓦斯地質(zhì)圖應(yīng)當(dāng)標(biāo)出煤(巖)柱的影響范圍,在這個范圍內(nèi)進(jìn)行采掘工作前,首先采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。 當(dāng)保護(hù)層留有不規(guī)則煤柱時,按照其最外緣的輪廊劃出平直輪廓線,并根據(jù)保護(hù)層與被保護(hù)層之間的層間距變化,確定煤柱影響范圍。在被保護(hù)層進(jìn)行采掘工作時,還應(yīng)當(dāng)根據(jù)采掘瓦斯動態(tài)及時修改。2021/8/1740三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施)四)開采保護(hù)層時保護(hù)范圍圖1234被保護(hù)層被保護(hù)層保護(hù)層沿傾斜保護(hù)范圍2021/8/1741保護(hù)范圍圖1234被保護(hù)層被保護(hù)層保護(hù)層沿傾斜保護(hù)范2021/8/17422021

23、/8/1742區(qū)域性防突措施(2)預(yù)抽煤層瓦斯預(yù)抽煤層瓦斯的方法平行鉆孔預(yù)抽網(wǎng)格式穿層抽放鉆孔穿層和順層結(jié)合的瓦斯抽放鉆孔三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)2021/8/1743區(qū)域性防突措施三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)(2)預(yù)抽煤層瓦斯預(yù)抽煤層瓦斯的作用機(jī)理 通過預(yù)抽煤層瓦斯,減少煤層瓦斯壓力和含量,降低瓦斯內(nèi)能,提高煤體強度,以消除煤層的突出危險性。 2021/8/1744三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)(三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)預(yù)抽煤層瓦斯

24、的技術(shù)要求規(guī)定第50條規(guī)定預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔應(yīng)當(dāng)在整個預(yù)抽區(qū)域內(nèi)均勻布置,鉆孔間距應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際考察的煤層有效抽放半徑確定。 預(yù)抽瓦斯鉆孔封堵必須嚴(yán)密。穿層鉆孔的封孔段長度不得小于5m,順層鉆孔的封孔段長度不得小于8m 。2021/8/1745三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)預(yù)三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯) 應(yīng)當(dāng)做好每個鉆孔施工參數(shù)的記錄及抽采參數(shù)的測定。鉆孔孔口抽采負(fù)壓不得小于13kPa。預(yù)抽瓦斯?jié)舛鹊陀?0 %時,應(yīng)當(dāng)采取改進(jìn)封孔的措施,以提高封孔質(zhì)量。2021/8/1746三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯) 三、區(qū)域綜合

25、防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)15m15m突出煤層底板巖巷穿層鉆孔20m10m傾斜、急傾斜煤層預(yù)抽瓦斯防突范圍規(guī)定緩傾斜、水平煤層預(yù)抽瓦斯防突范圍規(guī)定2021/8/1747三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性防突措施-預(yù)抽煤層瓦斯)112 m5m7m穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域最小控制范圍示意圖石門突出危險煤層穿層鉆孔2021/8/174812 m5m7m穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域最小控制范圍示意圖2021/8/17492021/8/17492021/8/17502021/8/1750三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)開采保護(hù)層的保護(hù)效果檢驗主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、

26、頂?shù)装逦灰屏考捌渌?jīng)試驗(應(yīng)符合規(guī)定第四十二條要求的程序)證實有效的指標(biāo)和方法,也可以結(jié)合煤層的透氣性系數(shù)變化率等輔助指標(biāo)。 當(dāng)采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗時,應(yīng)根據(jù)實測的最大殘余瓦斯壓力或者最大殘余瓦斯含量按本規(guī)定第四十三條第(三)項的方法對預(yù)計被保護(hù)區(qū)域的保護(hù)效果進(jìn)行判斷。若檢驗結(jié)果仍為突出危險區(qū),保護(hù)效果為無效。2021/8/1751三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)開采保護(hù)層的三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時,應(yīng)當(dāng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)或其他經(jīng)試驗(應(yīng)符合本規(guī)定第四十二條要求的程序)證實有效的

27、指標(biāo)和方法進(jìn)行措施效果檢驗。其中,在采用殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量指標(biāo)對穿層鉆孔、順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施和穿層鉆孔預(yù)抽石門(含立、斜井等)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗時,必須依據(jù)實際的直接測定值,2021/8/1752三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)采用預(yù)抽煤層三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗) 其他方式的預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施可采用直接測定值或根據(jù)預(yù)抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等參數(shù)間接計算的殘余瓦斯含量值。對穿層鉆孔預(yù)抽石門(含立、斜井等)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施也可以參照本規(guī)定第七十三條的方法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗

28、。 檢驗期間還應(yīng)當(dāng)觀察、記錄在煤層中進(jìn)行鉆孔等作業(yè)時發(fā)生的噴孔、頂鉆及其他突出預(yù)兆。2021/8/1753三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗) 其他三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)對預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗時,應(yīng)當(dāng)根據(jù)經(jīng)試驗考察(應(yīng)符合本規(guī)定第四十二條要求的程序)確定的臨界值進(jìn)行評判。在確定前可以按照如下指標(biāo)進(jìn)行評判: 可采用殘余瓦斯壓力指標(biāo)進(jìn)行檢驗,如果沒有或者缺少殘余瓦斯壓力資料,也可根據(jù)殘余瓦斯含量進(jìn)行檢驗,并且煤層殘余瓦斯壓力小于0.74MPa或殘余瓦斯含量小于8m3/t的預(yù)抽區(qū)域為無突出危險區(qū)。否則,即為突出危險區(qū),預(yù)抽防突效果無效;2021/8/17

29、54三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施效果檢驗)對預(yù)抽煤層瓦三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)在石門揭煤工作面對無突出危險區(qū)進(jìn)行的區(qū)域驗證,應(yīng)當(dāng)采用規(guī)定第七十一條所列的石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測方法進(jìn)行。 在煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面分別采用本規(guī)定第七十四條、第七十八條所列的工作面預(yù)測方法對無突出危險區(qū)進(jìn)行區(qū)域驗證時,應(yīng)當(dāng)按照下列要求進(jìn)行:(一)在工作面進(jìn)入該區(qū)域時,立即 連續(xù)進(jìn)行至少2次區(qū)域驗證;2021/8/1755三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)在石門揭煤工三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)(二)工作面每推進(jìn)1050m(在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域或采取了

30、預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施以及其他必要情況時宜取小值)至少進(jìn)行兩次區(qū)域驗證;(三)在構(gòu)造破壞帶連續(xù)進(jìn)行區(qū)域驗證;(四)在煤巷掘進(jìn)工作面還應(yīng)當(dāng)至少打1個超前距不小于10m的超前鉆孔或者采取超前物探措施,探測地質(zhì)構(gòu)造和觀察突出預(yù)兆。2021/8/1756三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)(二)工作面三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)當(dāng)區(qū)域驗證為無突出危險時,應(yīng)當(dāng)采取安全防護(hù)措施后進(jìn)行采掘作業(yè)。但若為采掘工作面在該區(qū)域進(jìn)行的首次區(qū)域驗證時,采掘前還應(yīng)保留足夠的突出預(yù)測超前距。 只要有一次區(qū)域驗證為有突出危險或超前鉆孔等發(fā)現(xiàn)了突出預(yù)兆,則該區(qū)域以后的采掘作業(yè)均應(yīng)當(dāng)執(zhí)行局部綜合防突

31、措施。2021/8/1757三、區(qū)域綜合防治突出措施(區(qū)域性措施區(qū)域驗證)當(dāng)區(qū)域驗證為四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測工作面突出危險性預(yù)測石門揭煤突出危險性預(yù)測 根據(jù)規(guī)定 第71條 石門揭煤工作面的突出危險性預(yù)測應(yīng)選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其它經(jīng)試驗證實有效的方法進(jìn)行。 立井、斜井揭煤工作面的突出危險性預(yù)測按照石門揭煤工作面的各項要求和方法進(jìn)行。2021/8/1758四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測工作面突出危險性預(yù)測20四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測 根據(jù)規(guī)定第74條 可采用下列方法預(yù)測煤巷工作面的突出危險性:鉆屑指標(biāo)法;復(fù)合指標(biāo)法; R值指標(biāo)法

32、; 其他經(jīng)試驗證實有效的方法。采煤工作面突出危險性預(yù)測 預(yù)測方法同煤巷掘進(jìn)工作面(但應(yīng)沿工作面每10-15米布置一個預(yù)測鉆孔,深度為5-10米)。2021/8/1759四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測 在主要采用敏感指標(biāo)進(jìn)行工作面預(yù)測的同時,可以根據(jù)實際條件測定一些輔助指標(biāo)(如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量動態(tài)變化、聲發(fā)射、電磁輻射、鉆屑溫度、煤體溫度等),采用物探、鉆探等手段探測前方地質(zhì)構(gòu)造,觀察分析工作面揭露的地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象,實現(xiàn)工作面突出危險性的多元信息綜合預(yù)測和判斷。2021/8/1760四、局部綜合防突

33、措施突出危險性預(yù)測 在主要采用敏感四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測工作面地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)及鉆孔等發(fā)生的各種現(xiàn)象主要有以下方面:(一)煤層的構(gòu)造破壞帶,包括斷層、劇烈褶曲、火成巖侵入等;(二)煤層賦存條件急劇變化;(三)采掘應(yīng)力疊加;(四)工作面出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動力現(xiàn)象;(五)工作面出現(xiàn)明顯的突出預(yù)兆。2021/8/1761四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測工作面地質(zhì)構(gòu)造、采掘作業(yè)四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測在突出煤層,當(dāng)出現(xiàn)上述第(四)、(五)情況時,應(yīng)判定為突出危險工作面; 當(dāng)有上述第(一)、(二)、(三)情況時,除已經(jīng)實施了工作面防突措施的以外,應(yīng)視為突出危險工作面并實施相關(guān)措施

34、。2021/8/1762四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測在突出煤層,當(dāng)出現(xiàn)上述第四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測石門揭煤突出危險性預(yù)測(1)綜合指標(biāo)法規(guī)定第七十二條規(guī)定 采用綜合指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時,應(yīng)當(dāng)由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔測定煤層瓦斯壓力P。近距離煤層群的層間距小于5m或?qū)娱g巖石破碎時,應(yīng)測定各煤層的綜合瓦斯壓力。2021/8/1763四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測石門揭煤突出危險性預(yù)測2四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測測壓鉆孔在每米煤孔采一個煤樣測定煤的堅固性系數(shù)f,把每個鉆孔中堅固性系數(shù)最小的煤樣混合后測定煤的瓦斯放散初速度p,則此值及所有鉆孔

35、中測定的最小堅固性系數(shù)f值作為軟分層煤的瓦斯放散初速度和堅固性系數(shù)參數(shù)值。2021/8/1764四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測測壓鉆孔在每米煤孔采一個四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D、K的計算公式為:(1)(2)2021/8/1765四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測綜合指標(biāo)D、K的計算公式四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測式中 D工作面突出危險性的綜合指標(biāo); K工作面突出危險性的綜合指標(biāo); H煤層埋藏深度,m; P煤層瓦斯壓力,取各個測壓鉆孔實測瓦斯壓力的最大值,MPa; p軟分層煤的瓦斯放散初速度; f軟分層煤的堅固性系數(shù)。2021/8/1766四、局部綜合防突措施突出危險

36、性預(yù)測式中 D工作面突出危四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測2021/8/1767四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測2021/8/1767四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測石門揭煤突出危險性預(yù)測(2)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)規(guī)定第73條采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性時,由工作面向煤層的適當(dāng)位置至少打3個鉆孔 ,在鉆孔鉆進(jìn)到煤層時每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑,測定其瓦斯解吸指標(biāo)K1或h2值。測定時,應(yīng)考慮不同鉆進(jìn)工藝條件下的排渣速度。 各煤層石門揭煤工作面鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定,在確定前可暫按表4中所列的指標(biāo)臨界值預(yù)測突出危險性。2021/8/

37、1768四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測石門揭煤突出危險性預(yù)測2四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測2021/8/1769四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測2021/8/1769四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測(1)鉆屑指標(biāo)法(規(guī)定第75條)采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性時,在近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個,在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深810m的鉆孔,測定鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。 鉆孔應(yīng)盡可能布置在軟分層中,一個鉆孔位于巷道工作面中部,并平行于掘進(jìn)方向,其他鉆孔的終孔點應(yīng)位于巷道兩側(cè)輪廓線外24m處。2021/8

38、/1770四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測鉆孔每鉆進(jìn)1m測定該1m段的全部鉆屑量S,每鉆進(jìn)2m至少測定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1或h2值。 各煤層采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定,在確定前可暫按表5的臨界值確定工作面的突出危險性。2021/8/1771四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測鉆孔每鉆進(jìn)1m測定該1m四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測 鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性的參考臨界值2021/8/1772四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測 鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)四、局部綜合防突措施突出危

39、險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測(2)復(fù)合指標(biāo)法(規(guī)定第76條)采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性時,在近水平、緩傾斜煤層工作面應(yīng)向前方煤體至少施工3個,在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深810m的鉆孔,測定鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標(biāo)。鉆孔應(yīng)盡量布置在軟分層中,一個鉆孔位于巷道工作面中部,并平行于掘進(jìn)方向,其他鉆孔開孔口靠近巷道兩幫0.5m處,終孔點應(yīng)位于巷道兩側(cè)輪廓線外24m處。 2021/8/1773四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測鉆孔每鉆進(jìn)1m測定該1m段的全部鉆屑量S,并在暫停鉆進(jìn)后2min內(nèi)測定

40、鉆孔瓦斯涌出初速度q。測定鉆孔瓦斯涌出初速度時,測量室的長度為1.0m。2021/8/1774四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測鉆孔每鉆進(jìn)1m測定該1m四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測各煤層采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定,在確定前可暫按表6的臨界值進(jìn)行預(yù)測。2021/8/1775四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測各煤層采用復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測2021/8/17762021/8/1776四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測測試儀表2021/8/1777四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性四、局部綜合防突措施突出

41、危險性預(yù)測2021/8/1778四、局部綜合防突措施突出危險性預(yù)測2021/8/1778四、局部綜合防突措施局部防突措施防突措施的作用兩降兩增:降低應(yīng)力集中,降低瓦斯壓力、瓦斯含量;增加卸壓帶長度,增加煤體強度。(1)通過對煤體結(jié)構(gòu)的破壞作用改變工作面附近煤層的瓦斯動力狀態(tài)和應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) ,在工作面附近煤層形成裂隙帶,導(dǎo)致煤層失去支撐能力,引起集中應(yīng)力帶向煤體深部轉(zhuǎn)移。在工作面附近形成卸壓帶時,同時伴有瓦斯向外排放。 消除或減小能引起煤與瓦斯突出的能量積聚,并防止這種能量突然釋放,(2)增加煤體強度增強煤體的穩(wěn)定性,改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì),增加煤體的抗破碎能力。2021/8/1779四、局部綜

42、合防突措施局部防突措施防突措施的作用2021/8四、局部綜合防突措施局部防突措施按實施地點分類(1)石門揭煤 抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、水力沖刷或金屬骨架或其它經(jīng)試驗證實有效的措施。 (2)煤巷掘進(jìn)工作面(3)采煤工作面2021/8/1780四、局部綜合防突措施局部防突措施2021/8/1780四、局部綜合防突措施局部防突措施按措施類型分類(1)鉆孔卸壓排放措施 排放鉆孔、超前鉆孔(2)爆破卸壓排放措施 淺孔松動爆破、深孔松動爆破、水力爆破2021/8/1781四、局部綜合防突措施局部防突措施按措施類型分類2021/8四、局部綜合防突措施局部防突措施(3)連續(xù)卸壓排放措施 卸壓縫、卸壓槽、

43、卸壓腔(4)水力化措施 注水濕潤煤體、水力松動、水力壓裂、水力沖孔、水力沖刷(5)煤體圍巖強化措施 金屬骨架、前探支架2021/8/1782四、局部綜合防突措施局部防突措施(3)連續(xù)卸壓排放措施20四、局部綜合防突措施局部防突措施超前鉆孔(1)作用原理 在沿煤層打的鉆孔周圍出現(xiàn)塑性帶,在塑性帶內(nèi)煤層應(yīng)力和瓦斯含量嚴(yán)重下降。由于在鉆孔周圍煤體應(yīng)力減小,煤層透氣性增加,煤層瓦斯自然排放,使其突出危險性消除。 2021/8/1783四、局部綜合防突措施局部防突措施超前鉆孔2021/8/17四、局部綜合防突措施局部防突措施(2)技術(shù)參數(shù) 鉆孔直徑75120mm或4275mm ; 保持一定的超前距(煤巷

44、掘進(jìn)不小于5米,采煤工作面不小于3米;在地質(zhì)構(gòu)造帶應(yīng)適當(dāng)增加,掘進(jìn)工作面不小于7米,采煤工作面不小于5米。) 掘進(jìn)工作面應(yīng)控制到巷道斷面輪廓外5m或37m; 鉆孔應(yīng)布置在煤層的軟分層中; 鉆孔個數(shù)和間距根據(jù)鉆孔有效排放半徑而定2021/8/1784四、局部綜合防突措施局部防突措施(2)技術(shù)參數(shù)2021/8四、局部綜合防突措施局部防突措施(3)規(guī)定要求有突出危險的煤巷掘進(jìn)工作面應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用超前鉆孔(包括超前預(yù)抽瓦斯鉆孔、超前排放鉆孔)防突措施。如果采用松動爆破、水力沖孔、水力疏松或其他工作面防突措施時,必須經(jīng)試驗考察確認(rèn)防突效果有效后方可使用。前探支架措施應(yīng)當(dāng)配合其他措施一起使用。 下山掘進(jìn)時,

45、不得選用水力沖孔、水力疏松措施。傾角8以上的上山掘進(jìn)工作面不得選用松動爆破、 水力沖孔、水力疏松措施。2021/8/1785四、局部綜合防突措施局部防突措施2021/8/1785四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面采用超前鉆孔作為工作面防突措施時,應(yīng)當(dāng)符合下列要求:(一)巷道兩側(cè)輪廓線外鉆孔的最小控制范圍:近水平、緩傾斜煤層5m,傾斜、急傾斜煤層上幫7m、下幫3m。當(dāng)煤層厚度大于巷道高度時,在垂直煤層方向上的巷道上部煤層控制范圍不小于7m,巷道下部煤層控制范圍不小于3m;(二)鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)均勻布置,在煤層的軟分層中可適當(dāng)增加鉆孔數(shù)。預(yù)抽鉆孔或超前排放鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當(dāng)

46、根據(jù)鉆孔的有效抽放或排放半徑確定;2021/8/1786四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面采用超前鉆孔四、局部綜合防突措施局部防突措施(三)鉆孔直徑應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況確定,一般為75120mm,地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑4275mm的鉆孔。若鉆孔直徑超過120mm時,必須采用專門的鉆進(jìn)設(shè)備和制定專門的施工安全措施;(四)煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時,及時探明情況,再重新確定超前鉆孔的參數(shù);(五)鉆孔施工前,加強工作面支護(hù),打好迎面支架,背好工作面煤壁。2021/8/1787四、局部綜合防突措施局部防突措施(三)鉆孔直徑應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層四、局部綜合防突措施局部防突措

47、施2021/8/1788四、局部綜合防突措施局部防突措施2021/8/17882021/8/17892021/8/1789四、局部綜合防突措施局部防突措施 煤巷掘進(jìn)工作面深孔松動爆破鉆孔直徑42mm,孔深不小于8m,控制巷道輪廓線外至少3米,孔數(shù)根據(jù)爆破有效半徑確定;松動爆破的有效半徑通過實測確定松動爆破的裝藥長度為孔長減去5.56m;必須執(zhí)行撤人、停電、設(shè)警戒、遠(yuǎn)距離放炮、反向風(fēng)門等安全措施。2021/8/1790四、局部綜合防突措施局部防突措施 煤巷掘進(jìn)工作面深孔松動爆四、局部綜合防突措施局部防突措施水力疏松作用機(jī)理 在工作面向煤層注入的高壓水,使煤層裂隙擴(kuò)張,形成平行于工作面煤壁的裂縫,

48、引起煤體卸壓和排放瓦斯,應(yīng)力集中帶向煤體深部轉(zhuǎn)移。2021/8/1791四、局部綜合防突措施局部防突措施水力疏松2021/8/17四、局部綜合防突措施局部防突措施技術(shù)要求(一)沿工作面間隔一定距離打淺孔,鉆孔與工作面推進(jìn)方向一致,然后利用封孔器封孔,向鉆孔內(nèi)注入高壓水。注水參數(shù)應(yīng)根據(jù)煤層性質(zhì)合理選擇。如未實測確定,可參考如下參數(shù):鉆孔間距4.0m,孔徑4250mm,孔長6.010m,封孔24m,注水壓力1315MPa,注水時以煤壁已出水或注水壓力下降30%后方可停止注水;2021/8/1792四、局部綜合防突措施局部防突措施技術(shù)要求2021/8/17四、局部綜合防突措施局部防突措施(二)水力疏

49、松后的允許推進(jìn)度,一般不宜超過封孔深度,其孔間距不超過注水有效半徑的兩倍;(三)單孔注水時間不低于9min。若提前漏水,則在鄰近鉆孔2.0m左右處補打注水鉆孔。2021/8/1793四、局部綜合防突措施局部防突措施(二)水力疏松后的允許推進(jìn)四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面水力沖孔應(yīng)當(dāng)符合下列要求:(一)在厚度不超過4m的突出煤層,按扇形布置至少5個孔,在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或煤層較厚時,適當(dāng)增加孔數(shù)??椎组g距控制在3m左右,孔深通常為2025m,沖孔鉆孔超前掘進(jìn)工作面的距離不得小于5m。沖孔孔道沿軟分層前進(jìn);2021/8/1794四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面水力沖孔2

50、0四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面水力沖孔(二)沖孔前,掘進(jìn)工作面必須架設(shè)迎面支架,并用木板和立柱背緊背牢,對沖孔地點的巷道支架必須檢查和加固。沖孔后或暫停沖孔時,退出鉆桿,并將導(dǎo)管內(nèi)的煤沖洗出來,以防止煤、水、瓦斯突然噴出傷人。2021/8/1795四、局部綜合防突措施局部防突措施煤巷掘進(jìn)工作面水力沖孔20四、局部綜合防突措施局部防突措施 采煤工作面超前排放鉆孔 技術(shù)要求 鉆孔直徑一般為75120mm,鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)均勻布置,在煤層的軟分層中可適當(dāng)增加鉆孔數(shù);超前排放鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆孔的有效排放或抽放半徑確定。2021/8/1796四、局部綜合防突措施局部

51、防突措施 采煤工作面超前排放四、局部綜合防突措施局部防突措施采煤工作面的松動爆破適用使用范圍煤質(zhì)較硬、圍巖穩(wěn)定性較好的煤層。 技術(shù)要求松動爆破孔間距根據(jù)實際情況確定,一般23m,孔深不小于5m,炮泥封孔長度不得小于1m。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)控制裝藥量,以免孔口煤壁垮塌。 松動爆破時,應(yīng)當(dāng)按遠(yuǎn)距離爆破的要求執(zhí)行。2021/8/1797四、局部綜合防突措施局部防突措施采煤工作面的松動爆破202四、局部綜合防突措施局部防突措施采煤工作面淺孔注水適用范圍煤質(zhì)較硬的突出煤層。 技術(shù)要求注水孔間距根據(jù)實際情況確定,孔深不小于4m ,向煤體注水壓力不得低于8MPa。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)水由煤壁或相鄰注水鉆孔中流出時,即可停止注水。

52、2021/8/1798四、局部綜合防突措施局部防突措施采煤工作面淺孔注水2021四、局部綜合防突措施局部防突措施防突措施適應(yīng)條件及優(yōu)缺點2021/8/1799四、局部綜合防突措施局部防突措施防突措施適應(yīng)條件及優(yōu)缺點2四、局部綜合防突措施局部防突措施防突措施效果比較(俄羅斯資料)防突措施回采工作面準(zhǔn)備工作面突出次數(shù)工作面?zhèn)€數(shù)突出頻率突出次數(shù)/工作面?zhèn)€數(shù)突出次數(shù)工作面?zhèn)€數(shù)突出頻率突出次數(shù)/工作面?zhèn)€數(shù)超前開采保護(hù)層潤濕煤層抽放煤層煤層水力松動煤層水力壓裂切割卸壓縫打超前鉆孔煤層內(nèi)部爆破108349235421712272602368888736358560.0080.0310.0130.0550.2

53、640.1390.1170.3048-41364513718-71614817903280.011-0.0570.2430.2350.0560.107合計15731480.93114325300.7092021/8/17100四、局部綜合防突措施局部防突措施防突措施效果比較(俄羅斯資四、局部綜合防突措施效果檢驗1、目的和要求2、鉆孔布置方式3、檢驗方法2021/8/17101四、局部綜合防突措施效果檢驗1、目的和要求2021/8/1目的和要求為檢查控制防突措施的施工質(zhì)量和有效性,確保消除突出危險性,保證工作面安全進(jìn)尺,必須實施防突措施的效果檢驗; 當(dāng)防突措施無效時,必須再次執(zhí)行防治突出的補充措

54、施,只有經(jīng)措施效果檢驗有效后,方可在采取安全防護(hù)措施的前提下進(jìn)行采掘作業(yè),并留有不小于2m的檢驗超前距。 四、局部綜合防突措施效果檢驗2021/8/17102目的和要求四、局部綜合防突措施效果檢驗2021/8/171鉆孔布置方式檢驗孔的布置必須可靠控制防突措施的效果和有效范圍;石門揭煤工作面檢驗孔孔數(shù)為5個,分別位于石門上部、下部、中部和兩側(cè),終孔位置應(yīng)位于措施控制范圍的邊緣線上。對于采掘工作面檢驗孔位于措施孔之間,檢驗孔孔深應(yīng)小于或等于措施孔;檢驗孔不得與措施孔交叉穿透,不得采用措施孔或預(yù)測孔進(jìn)行效果檢驗。四、局部綜合防突措施效果檢驗2021/8/17103鉆孔布置方式四、局部綜合防突措施效

55、果檢驗2021/8/17四、局部綜合防突措施效果檢驗檢驗方法措施效果檢驗方法根據(jù)規(guī)定第71條、第100條采掘工作面突出危險性預(yù)測方法的規(guī)定執(zhí)行;選用的檢驗指標(biāo)要適應(yīng)防突措施的特性,如煤層注水措施不采用鉆屑量指標(biāo),可采用鉆孔瓦斯涌出初速度、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)等嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定防治突出措施效果檢驗。遠(yuǎn)距離和極薄保護(hù)層的效果檢驗預(yù)抽煤層瓦斯防治突出措施的效果檢驗石門揭煤工作面防治突出措施的效果檢驗煤巷掘進(jìn)工作面防治突出措施的效果檢驗 采煤工作面防治突出措施的效果檢驗以上效果檢驗由礦總工程師審批2021/8/17104四、局部綜合防突措施效果檢驗檢驗方法2021/8/1710四、局部綜合防突措施安全防護(hù)1、安全防護(hù)措施的作用2、安全防護(hù)措施的內(nèi)容與要求2021/8/17105四、局部綜合防突措施安全防護(hù)1、安全防護(hù)措施的作用2021安全防護(hù)措施的作用由于突出機(jī)理的復(fù)雜性,目前仍處于假說階段,尚未完全掌握突出發(fā)生、發(fā)展的數(shù)學(xué)物理本質(zhì),再加上煤層瓦斯賦存條件和地

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