浅论矿井煤与瓦斯突出防治_煤与瓦斯突出及其防治

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浅论防治煤与瓦斯突出措施

[内容摘要]煤与瓦斯突出是矿井“五大灾害”之首，时刻威胁着煤矿下井人员的生命安全，预防煤与瓦斯突出是煤矿日常安全管理的重中之重；本文主要浅述了煤与瓦斯突出的机理、规律、突出前的预兆、防治突出措施等相关内容，为今后瓦斯治理工作提供借鉴和参考。

[关键词] 煤与瓦斯突出防治措施

煤矿在采掘作业过程中，在地应力和瓦斯压力的共同作用下，大量的煤和瓦斯由煤体内突然抛向采掘空间，且伴随强烈震动和声音的异常现象，称为煤与瓦斯突出；突出的煤炭能埋压人员、破坏巷道、设备、设施、通风系统；突出的瓦斯能造成人员窒息、引起矿井火灾和瓦斯爆炸。防治煤与瓦斯突出，一直是煤炭行业研究的课题。

一、煤与瓦斯突出的机理和规律

（一）、煤与瓦斯突出机理：

煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力现象，突出机理观点不同，目前综合作用假说较具有代表性，即：煤与瓦斯突出是地应力、高压瓦斯、煤的结构性能等三个因素综合作用的结果，地应力是发动突出的主要因素、是破坏煤体的主要动力；瓦斯是完成突出的主要能源、是完成突出过程的主要因素；煤的结构决定了突出的难易程度，煤的强度越低越容易突出。

（二）、煤与瓦斯突出规律

1、随作开采深度的增加，突出的强度增大，突出次数增多，突出的危险性增大。

2、地质构造带、断层带、破碎带、煤层变化带、岩浆侵入地区、褶曲地点容易发生突出。

3、采掘应力集中时，容易发生突出。

4、在外力冲击下，如震动、打眼、放炮等易引起突出。

5、大多数突出都有预兆。

6、突出大多数发生在石门揭煤和煤巷掘进工作面。

二、煤与瓦斯突出预兆

绝大多数煤与瓦斯突出，在突出前都伴有预兆，突出预兆可分为：

（一）、地压显现方面有：煤炮声、闷雷声、机枪声、工作面来压支架断裂、煤岩开裂掉渣、底鼓、岩煤剥落，煤岩壁颤动，钻孔变形，垮孔、顶钻、夹钻、钻孔过负荷等。

（二）、瓦斯涌出方面有：瓦斯涌出异常，瓦斯浓度忽大忽小，煤尘增大气温下降，气味异常，打钻时喷煤瓦斯或有哨声、风声、蜂叫声等。

（三）、煤层结构方面有：层理紊乱，煤体松软且暗淡无光或粉碎干燥，受挤褶曲，煤层厚度变化异常，倾角变陡，软分层厚度增加，遇断层或地质破坏带等。

三、防治煤与瓦斯突出措施

防治煤与瓦斯突出措施主要采取“四位一体”的综合防突措施，综合防突措施又分为区域综合防突措施和局部综合防突措施，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。

（一）、区域综合防突措施

区域综合防突措施是指一个采区、水平或煤层内在开采前所采取的防突措施，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”：

1、区域突出危险性预测

在同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个的预测孔，进行区域预测，依据实测的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数进行鉴定；当煤层瓦斯压力 P﹤0.74（MPa）、瓦斯含量W﹤8（m3/t）时，煤层划分为无突出危险区；当煤层瓦斯压力 P≥0.74（MPa）、瓦斯含量W≥8（m3/t）时，煤层划分为突出危险区，未进区域预测的区域视为突出危险区。

2、区域性防突措施

区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类；

1）开采保护层：根据矿井煤层瓦斯情况，首先开采无突出危险或突出较小的煤层，利用开拓、开采巷道提前预抽或释放其它煤层瓦斯，起到保护层作用。

2）预抽煤层瓦斯：有地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或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、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

3、区域性防突措施效果检验

1）采用残余瓦斯压力或残余瓦斯含量指标进行检验，则煤层残余瓦斯压力＜0.74MPa或残余瓦斯含量＜8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，防突效果无效，必须重新制定措施。

2）当采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区

域防突措施进行检验时，当最大钻屑量＜6 Kg/m、K1＜0.5 mL/(g·mm1/2)则

为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效，必须重新制定措施。

（二）、局部综合防突措施

1、突出危险性预测：采掘工作面采用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性。操作步骤和方法为：①在采掘工作面打3个直径为42mm、孔深lOm的钻孔，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点位于巷道轮廓线外2～4m处，2）钻孔每打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和钻屑解吸指标△h2或K1预测工作面的突出危险性。当最大钻屑量＜6 Kg/m、K1＜0.5 mL/(g·mm1/2)则为无突出危险区，否则，即为突出危险

区。

2、防治突出的措施：

1）掘进工作面防治突出措施：

煤巷掘进工作面采用“先抽后掘”的局部防治突出措施，当采用此方法经效果检验无效后，再采用排放钻孔作为补充措施：①、先抽后掘防治突出措施：在巷道上、下两帮交错迈步掘进抽放钻场，钻场规格为高×宽×深=1700mm×2000mm×3000mm，钻场之间的距离为40m，控制范围为巷道轮廓线外16m，钻孔必须超前于掘进工作面20m； 每个钻场设计8个直径为75mm、长为70m的抽放钻孔对工作面前方煤体瓦斯进行预抽，抽放半径为2m。②、超前排放钻孔防治突出措施：煤巷掘进工作面进行瓦斯抽放后，必须进行防突效果检验，若检验为无突出危险后，方可前掘。若防突效果

检验有突出危险，则必须采取在掘进工作面施工超前排放钻孔的补充防突措施，施工方法：在巷道断面内按0.5m×0.5m的间排距布置，其终孔点间距按2m×2m进行布置，孔深12m，施工完后进行瓦斯排放，排放时间不得小于一个班，然后重新进行效果检验，检验为无突出危险后方可掘。但必须保证巷道掘进前方有不小于2m的保护距离。

2）采煤工作面防突措施

采煤工作面采用本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯和超前钻孔排放瓦斯防突措施。

1）本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯措施：在回采工作面运输巷实施本煤层顺层钻孔预抽。在运输巷沿煤层倾斜方向每隔4m（抽放半径为2m）布置一个顺层抽放钻孔，钻孔深度距回风巷保留5m，进行高负压封孔抽放。

2)超前钻孔排放瓦斯措施:用于煤层松软或煤层透气性好的采煤工作

面，沿工作面每隔2～3m打一个，孔深不小于8.0m，进行瓦斯压力释放和瓦斯排放。瓦斯压力释放和瓦斯排放后，必须经措施效果检验有效后，方可进行采煤。效果检验孔深超前工作面的距离不得小于2m。

3、防突措施效果检验

采掘工作面执行防治突出措施后，采用钻屑指标法进行措施效果检验。检验孔应当不少于3个，深度应当小于或等于防突措施钻孔。如果采掘工作面措施效果检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效。当措施无效时，必须采取防治突出的补充措施，并再经措施效果检验，直到有效为止，做到“不掘突出头，不采突出面”。

4、安全防护措施

安全防护措施是“四位一体”综合防突措施的第四个环节，其目的在于预测失误或防突措施失效后发生突出时，避免造成人员伤害，从而建立起防止突出事故的第二道保障线，采掘工作面不论是否有煤与瓦斯突出危险性，都必须采取安全防护措施；安全防护措施主要包括岩巷揭穿突出煤层的震动放炮，远距离放炮、防突风门、避难所，压风自救和隔离式（压缩氧或化学氧）自救器等。

四、总结

随作煤炭生产规模日益扩大，开采水平不断加深，煤与瓦斯突出的危险性在增大，煤矿企业必须：

1、成立防突管理机构，配备专业的防突管理人员、防突队伍，制定防突管理制度、岗位责任制，并认真贯彻落实。

2、加大资金投入，配备防突所需的设备、器材，确保正常使用。

3、严格执行“四位一体”的综合防突措施（例：2011年8月18日织金县肥田煤矿掘进工作面未采取任何防突措施，未执行远距离放炮规定，在距工作面30m地点放炮，造成8死9伤的较大煤与瓦斯突出事故），消除突出危险后，方可进行采掘作业。

4、加强从业人员安全教育培训，提高从业人员安全防护意识，防突操作技能，使每位从业人员自觉参入防突管理管理，防止“三违”现象发生。

5、加强瓦斯抽放设施、设备，监测监控系统日常检查、维护管理，确保瓦斯抽放系统正常抽放，监控系统正常监控。

6、构筑“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、隐患排除、综合利用”的24字工作体系，100﹪做到先抽后采（掘）, 100﹪执行远距离放炮，确保矿井正常生产。2011年11月20日