防治煤与瓦斯突出教案

防治煤与瓦斯突出教案我矿是一个严重煤与瓦斯突出矿井，近几年来，随着矿井开采深度的不断延伸，煤与瓦斯突出危险性越来越严重，直接危及着矿工的生命、生产安全，为了确保职工生命和生产安全，确保我矿健康、稳定、持续、和谐发展，坚决杜绝“三违”现象，加强安全隐患的排查，提升全矿职工尤其是“三违”人员的安全思想意识和瓦斯综合治理理念，根据矿统一部署，防突科特编写本教案，教案内容按18个课时安排，不足之处敬请大家指教。第一节国内外突出动态一、国外突出动态据不完全统计，截止目前，世界上约有20多个国家（地区）发生过煤与瓦斯突出，约计30000余次。这些国家是：中国、法国、苏联、波兰、日本、美国、匈牙利、比利时、联邦德国、英国、加拿大、澳大利亚、保加利亚、罗马尼亚、南斯拉夫和荷兰等，其中中国、苏联、波兰、日本五个国家突出严重，下面列举几个突出的典型案例：1.1834年3月22日，法国鲁矿雷煤田依萨克煤矿，在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次煤与瓦斯突出；2.世界上最大的一次煤与瓦斯突出发生在1969年7月13日苏联的顿巴斯矿区加加林矿，当时石门揭穿煤厚仅1.03米的煤层时发生了煤与瓦斯突出，突出煤（岩）14200吨，涌出瓦斯约25立方。3.截止目前，世界上发生煤与瓦斯突出的历史已有160多年的历史。二、国内突出动态1、我国早在1939年吉林省辽源市就发生过瓦斯动力现象。到目前为止已有200多对矿井发生突出12000余次。其中以四川、湖南、辽宁、河南，贵州和江西等省突出较为严重，突出次数较多的矿务局、矿有白沙、南桐、阳泉、鸡西、涟沼、六枝、天府、菘藻等。2、我国第一次煤与瓦斯突出发生在1950年4月20日，吉林省辽源矿务局富国矿西二坑，当时掘进垂深280米的煤巷发生突出。3、我国最大的一次瓦斯突出发生在1975年8月8日，四川天府矿务局三江坎一矿在主平硐揭穿煤层是发生突出，突出煤量12780吨，喷出瓦斯140万立方米。三、平顶山八矿突出动态1.截止目前平顶山煤业集团公司已经发生突出一百多次，其中最大一次突出发生在八矿戊二皮带下山，时间是2000年10月15日，当时突出煤量562吨，涌出瓦斯量30103立方米，抛煤距离65米，并发生瓦斯逆流现象。2.八矿截止目前已发生煤与瓦斯突出事故36次，突出煤量3224吨，瓦斯量248135立方米，最早一次发生在西大巷重车线，突出煤量20吨。3、1994年12月21日4点班，戊9.10…12121机巷发生突出事故，突出煤量138吨，瓦斯量12210立方米。4、1999年1月25日，己15…13190机巷发生突出事故，突出煤量215吨，瓦斯量6766立方米，抛煤距离30.2米，造成两人窒息昏迷。本节重点：1.了解国内外突出情况。2.重点了解八矿突出情况，认识八矿煤与瓦斯突出的严重性，目的是提高“三违”人员的安全意识，提升瓦斯综合治理理念和防突的主动性。第二节八矿基本情况一、矿井概况1.八矿位于平顶山市东部，1966年动工，1981年2月投产，设计生产能力300万吨/年，2003年通风核定生产能力411.9万吨，89年被鉴定为突出矿井，97年被重庆煤科院鉴定为严重煤与瓦斯突出矿井。2.八矿可采煤层自上而下共有三层四组，即丁5-6煤层，平均厚度2.0米；戊9-10煤层，厚度为4.2米；己15煤层，平均厚度3.5米；己16-17煤层，平均厚度1.4~20.米；其中戊9-10煤层和己15煤层为突出煤层，近两年以来，随着矿井开采深度的增加，其中丁5-6煤层和戊8煤层为突出煤层瓦斯涌出量日趋增大，这两种煤层是否会上升为突出煤层还要待于考察，进行重新鉴定。3.矿井通风系统八矿目前的通风系统为对角与分区混合式通风系统，主扇工作方式为抽出式，共布置三个进风筒（副井、新副井、主井辅助进风）；四个回风井筒（东风井、西一风井、西二风井、丁一风井），其中东风井服务己三和己三扩大采区，西一风井服务己四、戊四采区，丁一风井服务丁一、己一采区，西二风井服务己二、戊二采区，待建风井为北风井。4.八矿突出采区分布八矿的己四、戊四采区、己二、戊二下延采区、己三扩大采区、戊一采区、二水平己二采区为突出威胁采区。5.八矿突出危险工作面等级管理根据现场生产实际情况和矿井突出危险性划分，将突出危险工作面划分为5个等级，即：严重突出危险、突出危险、一般突出危险、突出威胁和无突出危险，具体划分标准不做详细介绍。6.八矿突出危险性预测指标的选定及临界值：（1）根据现场实际摸索确定我矿的突出危险预测指标为：瓦斯涌出处速度值（q值）和钻屑指标法（s值），另外还有一种预测指标法为钻屑瓦斯解吸指标法（ΔH2值）主要用于石门揭煤工作面。（2）临界值不做详细介绍。第三节煤与瓦斯突出基本知识一、煤与瓦斯突出的概念：煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，在矿井采掘过程中，由于地应力的作用，在很短的时间内（几秒或几分钟内），突然从煤（岩）体内向采掘空间抛出大量的煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）的动力现象称为煤与瓦斯突出；二、煤与瓦斯突出的危害：煤与瓦斯突出的危害主要表现在两个方面，一是突出物埋人，破坏设备，喷出的高浓度瓦斯造成施工人员窒息，遇到明火造成瓦斯燃烧或爆炸。二是破坏正常的采掘生产循环，严重制约突出矿井劳动生产率的提高。三、煤与瓦斯突出的预兆：概括起来，突出的预兆有有声预兆和无声预兆1.有声预兆：地压活动剧烈，顶板来压，不断发生掉渣现象，有支架断裂声，煤层中产生震动，手扶煤壁感到震动和冲击，听到爆炸声或闷雷声，一般先远后近，先大后小，先单响后连响，突出时伴有巨雷般的响声；2.无声预兆：工作面遇到地质变化，煤层层理紊乱，硬度降低，光泽暗淡，煤体干燥，煤尘飞扬，煤层厚度不一，尤其是煤层中软分层的变化，瓦斯涌出量忽大忽小，有时煤体碎片会从煤壁上弹出，打钻时有严重的顶钻、喷孔、夹钻等现象；四、本节重点煤与瓦斯突出预兆第四节煤与瓦斯突出基本知识（二）一、开采突出煤层时采取那些措施开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测，防治突出措施，防治突出措施的效果检验，安全防护措施。二、煤与瓦斯突出按动力现象分类：突出、压出、倾出；三、突出发生的地点可分为：石门突出、上山突出、下山突出、平巷掘进突出、回采工作面突出等；四、突出矿井的井下工人的培训要求是什么：突出矿井的井下工人，培训的主要内容应包括有关突出的规章制度，防治煤与瓦斯突出的基本知识（突出预兆、防治突出措施和安全防护措施等）五、突出按强度可分为：小型突出（小于50吨）、中型突出（50~100吨）、大型突出（100~1000吨）、特大型突出（1000吨以上）六、煤的破坏类型分类Ⅰ类：光亮、层块状，条带清晰明显，坚硬，用手难以掰开；Ⅱ类；光亮、有挤压特征、属条带有扭曲，较硬，用手易掰成小块；Ⅲ类：半亮与半暗，层理无次序，有大量擦痕，用手捻之易成粉末状，硬度低；Ⅳ类：暗淡，无层理，成粘块状，用手捻之成粉末状，偶尔较硬；Ⅴ类：暗淡，土状结构，似土质煤，用手可捻成粉末，疏松；其中Ⅰ、Ⅱ类煤为非突出煤，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类煤为突出煤层。七、本节重点：掌握突出的类型和突出煤层的类型。第五节煤与瓦斯突出知识（三）一、新井、新水平开拓准备时确定煤层的突出危险性单项指标煤层突出危险性煤的破坏类型瓦斯放散初速度ΔP煤的坚固性系数f煤层瓦斯压力P(Ma)突出危险Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ100.50.74二、在突出煤层中有下列情况之一者1.在突出煤层的构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入等；2.煤层赋存条件急剧变化的区域；3.采掘应力迭加的区域；4.在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；5.工作面出现明显的突出预兆；三、突出煤层区域预测方法：突出煤层中的区域预测可采用瓦斯地质统计法或综合指标法1.瓦斯地质统计法：（1）在上水平发生过一次突出的区域，下水平垂直对应区域应预测为突出危险区；（2）根据上水平突出点的分布与地质构造的关系，确定突出点距构造线两侧的最远距离线，并结合地质部门提供的下水平或下部采区的地质构造分布，按照上水平构造线两恻的最远距离线向下推测下水平或下部采区突出危险区域；（3）未划定的其他区域为突出威胁区。2.综合指标法：K值、D值D=(0.0075H/f-3)(P-0.74)K=ΔP/f其中：D、K为煤层的突出危险性综合指标H—开采深度P—煤层瓦斯压力f—软煤的平均坚固性系数ΔP—软分层煤的瓦斯放散初速度煤层突出危险性综合指标煤的突出危险性综合指标无烟煤烟煤0.252015本节重点：突出煤层在那些情况下应视为突出危险工作面。第六节工作面突出危险性预测方法一、石门揭煤工作面预测方法1.综合指标法2.钻屑瓦斯解吸指标法；3.其他经测试有效的方法；二、煤巷掘进工作面预测方法：1.钻孔瓦斯涌出初速度法；2.R值指标法；3.钻屑指标法；4.其他经实验有效的方法（钻屑、煤体温度、放炮后的瓦斯涌出量等）三、采煤工作面预测方法可采用掘进工作面的预测方法四、介绍瓦斯涌出初速度法和钻屑指标法的测定1.钻孔瓦斯涌出初速度法：（1）检查仪器、仪表的完好性和灵敏性（2）在掘进工作面的软分层中布置3个孔，两个孔位于巷道两帮（距帮0.5米），一个孔位于工作面中部，帮孔终孔位置控制到巷道轮廓线外3米处，中间孔垂直于煤层布置，孔径42毫米，孔深7米。（3）用专用封孔器封孔，封孔后的长度（测量室）0.5米；（4）每个钻孔取值段分别在2米、4米、7米，分别取值，取值在打完钻后2分钟内完成；2.钻屑钻屑指标法：（1）检查仪器的灵敏性和完好性；（2）在煤巷掘进工作面布置三个孔，孔径42毫米，孔深8~10米。（3）钻孔每打一米，测定一次钻屑一次（我矿在2.4.7米出取值）（4）若实测的钻屑重量大于5公斤，该工作面可判断为突出危险工作面，反之则为无突出危险；本节重点：了解q值，s值的测定方法第六节区域防治突出措施一、区域防治突出措施有哪些：1.开采保护层2.预抽煤层瓦斯二、保护层的开采应遵循那些规定：1.首先选择无突出危险的煤层作为保护层，当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，应根据安全、技术和经济的合理性综合比较分析，确定。2.矿井中所有煤层都有突出危险性时，应优先选择突出危险程度较小的煤层作为保护层，但在开采保护层中进行采掘作业时，应采取防治突出措施。3.选择保护层时，应优先选择上保护层，条件不允许时，也可选择下保护层，但在开采下保护层时不得破坏被保护层的开采条件。三、预抽煤层瓦斯1.预抽煤层瓦斯：既通过打钻和抽放管路及设备对煤层内的瓦斯提前进行抽放，从而降低煤层的瓦斯含量和突出危险性。2.采用预抽煤层瓦斯防突措施的有效指标应根据矿井实测资料确定，如果无实测数据，可参考下列指标之一确定：（1）预抽煤层瓦斯后，突出煤层残留瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量。（2）煤层瓦斯预抽率应大于25%。四、我矿目前的瓦斯抽放情况：1.我矿目前有6套抽放系统，即戊二采区抽放系统、戊四采区抽放系统，己二采区抽放系统、己三扩大采区抽放系统、二水平己二采区抽放系统，丁一采区抽放系统、地面泵站抽放系统。2.我矿目前的抽放方法：（1）本煤层抽放（2）邻近煤层抽放（3）高位孔抽放（4）上隅角抽放（5）尾巷抽放（6）采空区瓦斯抽放本节重点：了解瓦斯抽放的目的和方法。第八节局部防治突出措施（1）石门揭煤防突措施一、石门揭煤防突措施石门揭煤防突措施可采用抽放瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、金属骨架和水力冲刷或其他经试验证实有效的方法。二、石门揭煤突出煤层前必须遵守下列规定1、在工作面距煤层法线距离10米（构造、顶板破碎处20米）之外至少打2个前探钻孔，掌握煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况等。2、在工作面距离煤层法线距离5米以外，至少打2个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10米的钻孔，测定煤层瓦斯压力或预测煤层突出危险性。测定煤层瓦斯压力时，钻孔应布置在岩层比较稳定的地方，近距离煤层或层间距小于5米或层间岩石破碎时，可测定煤层群的综合瓦斯压力。3、工作面与煤层之间的岩柱尺寸应根据放突措施的要求、岩石性质、煤层倾角等确定。工作面距离煤层法线距离的最小值为：抽放或排放钻孔3米，金属支架2米，水力冲孔5米，震动爆破