局部综合防突技术与管理要点分析煤炭科学技术研究院有限公司2019年9月20日太原张浪(研究员)《防治煤与瓦斯突出细则》宣贯学习TEL:1861113324401084264482国家煤矿安全监察局汇报内容231局部综合防突发展变化局部综合防突总体要求33局部防突技术要点分析1988年,煤炭工业部制定和颁布了《防治煤与瓦斯突出细则》(共99条),提出突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施“四位一体”综合措施。具备条件的优先采用区域防突措施,实际上局部防突为主,工作面预测、区域和工作面措施效果检验都采用工作面突出危险性预测方法,防突措施以局部防突为主。1995年,煤炭工业部对《防治煤与瓦斯突出细则》进行了修订(共104条),对突出鉴定、区域划分、地质构造破坏等特殊区工作面危险性认定、揭煤预测方法、指标、效检孔数量、防突措施参数等修订,总体是局部防突措施为主。2009年,颁布《防治煤与瓦斯突出规定》124条,全面修订升级为部门规章,提出了双“四位一体”,强调区域综合防突措施先行,局部综合防突措施补充,强化了区域瓦斯抽采。井巷揭煤由局部防突升级为区域防突;取消了震动放炮揭煤、上山掘进松动爆破、上山掘进水力冲孔等局部防突措施。1.局部防突发展变化1.局部防突发展变化2019年8月,新颁布的《防治煤与瓦斯突出细则》(127条)提出突出预警机制建设、过程质量管控、防突信息系统建设、新理念、新技术和新装备应用等新内容。虽然重点强化区域综合防突措施,但局部综合防突措施也强化了在非突出煤层的预防性和突出煤层的补充性,并取消了煤巷掘进工作面禁止水力冲孔、水力挤出(挤压)措施等一些不安全方法与措施。局部防突修订主要内容:局部综合防突措施的应用扩大实施过程的从严现场管理突出预兆、瓦斯异常的的管控不适应技术、方法和措施的修订原则防突工作必须坚持区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充的原则。突出煤层必须采取两个“四位一体”综合防突措施,做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标,否则严禁采掘活动。(第六条)注:强调两个“四位一体”。适用条件一、按照突出煤层管理的煤层,必须采取区域或者局部综合防突措施。(第十条)注:突出煤层管理的煤层,发生喷孔等突出预兆的必须采取区域综合防突措施,其它情况下可以采用局部综合防突措施。2.局部防突总体要求局部综合防突措施是预防性的、补充性防突工作,主要应用于按突出煤层管理的、近似突出煤层超标的、需鉴定的新建矿井非突煤层、无突出危险煤层的井巷揭煤、区域验证有突出危险煤层。二、近似突出煤层超标按本细则第十三条要求进行鉴定,结果为非突出煤层但具有下列情况之一的,应当在采掘作业时考察煤层的突出危险性,包括观察突出预兆、分析瓦斯涌出变化情况等,并在井巷揭煤、煤巷掘进及采煤工作面分别采用本细则第八十七条、八十九条、九十三条的方法测定突出危险性指标,其中采掘工作面每推进100m(地质构造带50m)应当进行不少于2次的测定:(1)P≥0.74MPa的;(2)当P≥0.50MPa时,f≤0.5或者煤层埋深大于500m的。当突出危险性指标达到或者超过临界值时,则自工作面位置半径100m范围内的煤层应当采取局部综合防突措施。(第十四条)注:近拟突出煤层,提高安全性,采用局部预测指标验证性预测。2.局部防突总体要求三、新建突出矿井的非突煤层(建井期间)按突出矿井设计的新建矿井在建井期间,在突出煤层鉴定完成前必须对评估为有突出危险的煤层采取区域综合防突措施,评估为无突出危险的煤层必须采取区域或者局部综合防突措施。(第十七条)注:突出矿井非突煤层建井期间煤巷掘进与揭爆要求。2.局部防突总体要求四、新建矿井鉴定为非突出煤层(建井期间)所有需要进行鉴定的新建矿井,在建井期间鉴定为突出煤层的应当即时提交鉴定报告;鉴定为非突出煤层的,在建井期间应当采取区域或者局部综合防突措施,并在矿井建设三期工程竣工前完成突出鉴定工作。(第十九条)注:非突矿井(相邻矿井同一煤层为突出煤层需鉴定,但评估为无突出危险的矿井)和突出矿井非突煤层建井期间煤巷掘进与揭爆要求。2.局部防突总体要求五、突出矿井的非突煤层(揭煤)突出矿井的非突出煤层在新水平、新采区开拓工程的所有煤巷掘进过程中,应当密切观察突出预兆,并在开拓工程揭穿这些煤层时执行揭煤工作面的局部综合防突措施。(第二十六条)注:突出矿井非突出煤层在新水平、新采区开拓揭煤要求。六、突出矿井非突出区域揭煤对突出矿井的新水平或者新采区内平均厚度在0.3m以上的煤层进行区域突出危险性评估,评估结论作为新水平和新采区设计以及揭煤作业的依据。对评估为无突出危险的煤层,所有井巷揭煤作业还必须采取区域或者局部综合防突措施。(第二十一条)注:突出煤层与非突出煤层的无突出危险区井巷揭煤。八、区域验证有危险的区域当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时,采掘前还应当保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险,则该区域以后的采掘作业前必须采取区域或者局部综合防突措施。(第七十四条)注:对区域验证有突出危险的区域,新增区域措施选项,有突出预兆的就区域措施,没有的可以区域或局部。2.局部防突总体要求七、高瓦斯矿井揭煤高瓦斯矿井各煤层在新水平、新采区开拓工程的所有煤巷掘进过程中,应当密切观察突出预兆,并在开拓工程揭穿这些煤层时执行揭煤工作面的局部综合防突措施。(第二十六条)注:高瓦斯矿井新水平、新采区开拓揭煤要求。局部过程质量管控局部综合防突措施由煤矿总工程师审批并落实。钻孔施工、核查、预测和效果检验管理比照区域综合防突措施执行,但可以不进行钻孔轨迹测定,采煤工作面区域验证和局部综合防突措施的钻孔施工可以不用视频监控。工作面预测和措施效果检验报告应当按规定程序审核、审批。(第四十八条)注:过程质量控制对于局部综合防突措施的要求。1、方案与报告:按规定程序审核、审批;2、记录规范:参数测试应当记录测试时间、测试点位置、钻孔参数、钻进异常现象、取样及测试情况、测定结果、测试人员、审核人员等信息;包括突出预兆记录。3、钻孔施工:预测与效检钻孔需视频监控(包括煤巷掘进与井巷揭煤),所有钻孔按设计做好施工与峻工记录;2.局部防突总体要求局部主要修订揭煤远距离爆破距离、过煤门掘进连续预测;局部综合措施中出现喷孔、顶钻明显突预兆返回区域措施;揭煤远距离爆破起爆及撤人地点;煤巷掘进水力冲孔措施;井巷揭煤突出预测方法;2.局部防突总体要求1井巷揭煤工作面2煤巷掘进与采煤工作面3安全防护措施3.局部防突技术要点分析第一节井巷揭煤工作面井巷揭煤八步•第一步:井巷揭煤工作面防突专项设计•第二步:煤层层位控制及瓦斯参数测定•第三步:区域预测、区域措施及效果检验•第四步:区域验证或工作面预测•第五步:局部防突措施•第六步:措施效果检验•第七步:揭煤验证•第八步:安全防护第一节井巷揭煤工作面第一步:井巷揭煤工作面防突专项设计第九十五条井巷揭煤防突专项设计应当至少包括下列内容(一)井巷揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况;(二)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;(三)控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施,测定煤层瓦斯参数的钻孔等工程布置、实施方案;(四)揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标,预测及检验钻孔布置等;(五)井巷揭煤工作面防突措施;(六)安全防护措施及组织管理措施;(七)加强过煤层段巷道的支护及其他措施。应当采取区域综合防突措施的,还要包括本细则第三章规定的相关内容。注:揭煤是突出矿井最容易发生突出的,揭煤防突专项设计应包括局部和区域。新增应采取区域措施的内容。测定压力改为参数第一节井巷揭煤工作面第二步:煤层层位控制及瓦斯参数测定第七十七条井巷揭开突出煤层前,必须掌握煤层层位、赋存参数、地质构造等情况。在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前,应当至少施工2个穿透煤层全厚且进入顶(底)板不小于0.5m的前探取芯钻孔,并详细记录岩芯资料,掌握煤层赋存条件、地质构造等。当需要测定瓦斯压力时,前探钻孔可用作测压钻孔;若二者不能共用时,则必须在最小法向距离7m前施工两个瓦斯压力测定钻孔,且应当布置在与该区域其他钻孔见煤点间距最大的位置。在地质构造复杂、岩石破碎的区域,揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔,也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底(顶)板岩石致密性等情况。第一节井巷揭煤工作面第二步:煤层层位控制及瓦斯参数测定第十七条按非突出矿井设计的新建矿井在建井期间,所有平均厚度0.3m以上的的煤层在首次揭煤时,应当测定瓦斯压力、瓦斯含量等参数。第二十六条有突出危险煤层的新建矿井或突出矿井,开拓新水平的井巷第一次揭穿(开)厚度为0.3m及以上为煤层时,必须超前探测煤层厚度及地质构造、测定煤层瓦斯压力及瓦斯含量等与突出危险性相关的参数。注:新增加条款第一节井巷揭煤工作面第三步:区域预测、区域措施及效果检验第五十八条根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行:(一)煤层瓦斯风化带为无突出危险区;(二)根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区。当突出点或者具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时,则该构造的延伸位置及其两侧一定范围的煤层为突出危险区;否则,在同一地质单元内,突出点和具有明显突出预兆的位置以上20m(垂深)及以下的范围为突出危险区;(三)在第一项划分出的无突出危险区和第二项划分的突出危险区以外的范围,应当根据煤层瓦斯压力P和煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应当根据试验考察确定,在确定前可暂按表2预测。第一节井巷揭煤工作面第三步:区域预测、区域措施及效果检验第六十四条穿层钻孔预抽井巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当在揭煤工作面距煤层最小法向距离7m以前实施,并用穿层钻孔到少控制以下范围的煤层:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或者下帮6m),同时还应当保证控制范围的外缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m。当区域防突措施难以一次施工完成时,可分段实施,但每一段都应当能保证揭煤工作面到巷道前方至少20m之间的煤层内,区域防突措施控制范围符合上述要求。第一节井巷揭煤工作面第三步:区域预测、区域措施及效果检验第六十九条用预抽煤层瓦斯区域防突措施的,必须对区域防突措施效果进行检验,检验指标优先采用残余瓦斯含量指标,根据现场条件也可采用残余瓦斯压力或者其他经试验(应当符合本细则第五十七条的要求)证实有效的指标和方法进行检验。采用穿层钻孔预抽井巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施时,也可以参照本细则第八十八条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。要对距本煤层法向距离小于5m的平均厚度大于0.3m的邻近突出煤层一并检验。第七十条检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔施工等作业时发生的喷孔、顶钻、卡钻及其他突出预兆。穿层钻孔预抽井巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施采用钻屑瓦斯解吸指标进行检验的,如果所有实测的指标值均小于临界值且没有喷孔、顶钻等动力现象时,判定区域防突措施有效,否则措施无效第一节井巷揭煤工作面第三步:区域预测、区域措施及效果检验第七十二条对穿层钻孔预抽井巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,至少布置4个检验测试点,分别位于井巷中部和井巷轮廓线外的上部和两侧。当分段实施区域防突措施时,揭煤工作面与煤层最小法向距离小于7m后的各段都必须进行区域防突措施效果检验,且每一段布置的检验测试点不得少于4个。自煤层顶板揭煤对实施的防突措施效果进行检验时,应当至少增加1个位于巷道轮廓线下部的检验测试点;第一节井巷揭煤工作面第四步:区域验证或工作面预测第五十四条经区域预测或区域防突措施效果检验为无突出危险区的煤层进