煤與瓦斯突出的防治專業知識
煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中的嚴重自然災害之一,因其具有突發性,對生產人員的安全危害極大.由於突出機理目前仍處於假說階段,影響它的因素隨機性又大,要完全控製它的發生,還有一定的難度,但采取一些行之有效的措施後,仍可以做到不發生或減少傷亡02manbetx.com .根據目前所掌握的規律,隨著采掘深度的增加,突出發生的可能性與危害性也日趨嚴重,例如:礦井在開采淺部煤層時,從未出現過瓦斯動力現象,當采掘到一定的深度時,就會出現瓦斯動力現象.
瓦斯動力現象出現的初期,緩傾斜煤層多以壓出形式出現,它與片幫現象很難區分.急傾斜煤層則多出現受煤體自重作用而誘發的傾出,而這種現象又與冒頂現象難以區分.因而判斷瓦斯動力現象的性質,需要經驗豐富的專業機構通過實測煤層瓦斯壓力,取樣03manbetx 化驗和現場勘查,綜合判斷該礦是否已具備發生煤與瓦斯突出的三大要素,以免判斷失誤,給生產帶來不必要的損失.判斷瓦斯動力現象的基本技術與裝備,一般在首次出現瓦斯動力現象的礦井都是不具備的,難以進行正確的鑒定,因此需經國家煤礦安全監察局授權的單位鑒定.同樣,在一個突出礦井,由於受地質條件的影響,采掘地區的變更或采掘條件的變化,經過多年來的采掘實踐, 沒有再次出現瓦斯動力現象,要對此現象出現真實的原因做出正確的判斷,同樣難度也是較大的.為了查明原因,做出正確的判斷,同樣也需做現場調查,實測瓦斯參數,取樣03manbetx 化驗,綜合判斷突出礦井是否已不具備發生突出的三大要素.為了慎重的對待此項工作,以免造成由於判斷失誤而造成的重大人身傷亡02manbetx.com ,同樣也需要經原鑒定單位確認後,才能撤消突出煤層或突出礦井的稱號."新建突出礦井煤層突出危險性的再確認
在新建礦井,煤層的突出危險性是由地質勘探部門提供的基礎資料確定的,這些資料一般是根據相鄰礦區或礦井的瓦斯,瓦斯動力現象資料和煤層的物理力學性質資料確定的,具有一定的可信程度.因此在新建礦井的設計任務書必須明確確定該礦是否為突出礦井,並按相應的技術要求進行設計,以免礦井投產後,由於發生瓦斯動力現象,礦井不具備防治突出的生產條件而造成的停產補套現象,給新投產礦井造成重大的經濟損失或瓦斯02manbetx.com .勘探部門所提供的瓦斯基礎資料雖具有一定的可信程度,但尚未進行驗證,所以新建礦井在建設期間,需進一步驗證勘探期間對煤層突出危險性判斷的可信程度,以便及時調整防治突出的措施,在新井建設期間, 還必須根據揭穿各煤層的實際情況重新驗證煤層的突出危險性.#綜合防治突出措施.
煤與瓦斯突出是一種自然現象,它具有突發性,不完全的可知性,要想完全防止它的產生是難以達到的.根據現實情況,我國現有的防治突出方法首先要摸清楚它發生的地區,範圍,采取必要的防治措施,改變其發生突出所應具備的基本條件,使其不發生或降低其突出強度,並采取必要的安全防護措施,以保證施工人員的安全.從上述的思路可知,防治煤按語:目前在我國煤礦中,煤與瓦斯突出問題仍然比較突出.為此,組織有關專業人員撰寫此稿,分批刊出,供相關專業管理和技術人員參考.
煤與瓦斯突出工作,它已不是單一的技術措施,而是一套完整的綜合防治突出的係統工程,我們稱它為綜合防治突出措施.現分兩部分加以敘述;突出預測,措施及效果檢驗.突出預測可分兩種,即區域預測和工作麵預測.
預測的目的就是將突出礦井中有限的防突資金與人力用在突出礦井最需要,最危險的地方,以提高突出礦井的防突效率和降低突出礦井的生產成本.根據統計資料表明,突出礦井發生的突出區段,僅占采掘總麵積或掘進總長度的()*%+),進行預測的目的是將()*%+)的區段盡可能的區分出來.要想一次用預測的方法,準確無誤地劃分出突出危險區段或找出突出的地點,顯然在目前的條件下,具有相當大的難度.目前,世界各主要采煤國家,都未能達到上述水平.
我國采取的預測途徑是采用縮小範圍的方法,逐步查明突出區域或突出地點.首先采用區域預測將突出礦井中的各個區段,采區劃分為突出危險區,突出威脅區和無突出危險區.然後,在突出危險區中用工作麵預測方法將采掘工作麵進一步區分為突出危險工作麵和無突出危險工作麵.在突出危險區內或突出危險工作麵必須采取相應的防治突出措施,以改善或消除突出的三大要素,但是由於煤層特性變化頻繁,采用固定的防突措施.參數施工,有時難以達到預期目的,因而還必須采取
措施效果檢驗,以保證工作安全.
2.安全措施
眾所周知,突出礦井的防治突出工作,每天都在重複的進行,時間一長,難免在技術裝備上,思想上會出現失誤,為了防止由於這方麵的失誤而導致的突出傷亡02manbetx.com
,綜合防治突出措施中規定,在執行了預測,措施,措施效果檢驗後,還必須采用安全防護措施施工,以確保工作人員的安全.
安全措施主要指震動放炮和遠距離放炮.工作麵落煤時是應力明顯活動期,岩爆破落煤時,工作人員遠離工作麵,可防止由於應力激活誘發的突出對工作人員的傷害.而防護措施包括設置一些安全裝備或裝置或必要的組織措施,例如反向風門,安全避難硐室,壓風自救裝置,自救器等.
3.突出礦井專門防突機構與人員的設置
煤與瓦斯突出有明顯的區域性特征,各地區或礦井所采取的防治突出措施 與手段也不盡相同,所以煤與瓦斯突出防治工作是一種專業性很強的工作,防突人員不僅需要采礦,礦壓,物理,化學等方麵的基本專業知識,同時還需要積累豐富的實踐經驗,而豐富的實踐經驗來自於突出資料的積累,尤其是本礦的突出資料積累.因而突出礦井設置專門的機構與人員進行管理是非常必要的,對積累突出資料和培養防突人材是非常有利的,這一點對突出礦井管好防治突出工作是至關重要的.經驗告訴我們,凡是重視此項工作的突出礦井,防治突出管理工作就很正規,突出事故發生率較低.從另外一點看,現在學校還未能培養出防治突出的專業人員滿足突出礦井的需要,因此突出礦井要想安全生產,必須立足於自行培養自己所需的防治突出的專業人員.
4.突出礦井防治突出計劃的編製
突出礦井根據礦井生產采掘計劃,結合區域預測所劃分的突出危險區,突出威脅區,製定出礦井的年度,季度,月度防治突出計劃,目的是將防治突出工作納入礦井正常的生產計劃中,以便對防治突出工作加強管理.除此而外,可根據采掘計劃的安排,結合區域預測結果,可事先知道將被開采的采區,煤層的突出危險程度,提前做好防治突出措施的編製和人力物力的安排,同時也可根據突出危險性程度,將采區或工作麵事先做出輕,重,緩,急的安排,使防治突出的工作做到有序不亂. 這樣,可最大限度地減少突出對生產的影響.
A.新建突出礦井,新水平,新采區投產時的要求
新建礦井,新水平,新采區投產時各種生產設施已完全齊備,已具備生產條件,但是防治突出設計中規定的工程設備,安全設施沒有或不符合規定要求時,強行投產後,必然對安全生產造成嚴重的危害.若勉強投產後再補套,勢必造成生產與安全兩者不能兼顧.因而,當新建突出礦井,突出礦井的新水平,新采區驗收時,發現防治突出設計中規定的工程設備或安全設施不符合要求時,不要驗收移交生產.
B新建突出礦井,突出礦井的新水平,新采區設計中要編製煤層防治突出設計
突出礦井防治突出效果的好壞,關鍵取決於礦井采掘計劃中是否考慮到了突出的防治,在開采前所必須做的防治突出工程.例如:有無采保護可開采,通風係統能否達到突出工作麵的通風要求,根據煤層的突出危險性程度,采用何種形式的防治突出措施,需要做那些工程準備,這些都需要在煤層開采前研究確定.為了做好防治突出工作,就需要把上述確定的方案,設施做好規劃,編製出突出煤層防治突出的專門設計.
C.布置突出礦井的采掘工作麵應考慮的因素
為了減少突出對生產的危害,盡量少擾動突出煤層,在有條件的地方,把主要巷道布置在岩石,無突出或突出危險性較低的煤層中.在開采了保護層的地方,要充分利用其保護範圍,將巷道布置在保護範圍內.
地質劇烈變化地帶,最易發生突出,且突出強度高,所以不能將石門布置在該帶中,以免增加危險和防治突出工作的難度.如果條件許可,先用煤巷掘至石門揭煤地點,然後石門再與煤巷溝通,為了防止煤巷掘進工作麵與石門掘進工作麵前方應力的相互影響,應力疊加而誘發的突出,煤巷必須超過石門貫通位置'(以上.為了防止石門與煤巷貫通時,炮眼底距煤巷幫的距離小於炮眼的最小抵抗線,火藥容易發生爆燃或有火焰噴出,當煤巷中因通風不良或沒有通風而造成瓦斯聚集時,就會發生瓦斯爆炸事故,因而采用石門貫通煤層必須保證煤巷的正常通風.應力在煤與瓦斯突出中是一個不可忽視的重要因素,一般說來,應力可分垂直應力)岩石自重所形成的應力*,水平應力)構造應力*及采掘附加應力.前二者在同一個采區或不大的範圍內,無明顯變化,而采掘附加應力是一個變量,它是由於人們采掘活動,破壞了煤)岩*的原始應力狀態,使應力重新分布的結果.在高應力區內進行采掘工作,易觸發應力突變,導致在采掘工作麵前方快速形成卸壓帶,造成煤體破壞,煤層中的瓦斯快速解吸,大量的遊離瓦斯出現在煤層的裂隙,空隙中,參與破碎煤體,並將被破碎的煤塊搬運到遠離工作麵的地方,形成突出.在#個或相鄰! 個采區中,同一煤層的同一區段,兩個工作麵進行相向采掘工作,當!個工作麵相互接近時,由於!個工作麵的采掘附加應力相互疊加,產生高應力區,易發生突出.因而在上述條件下,不能布置!個相向采掘工作麵.
D.礦井瓦斯地質圖
瓦斯地質是研究礦井瓦斯湧出量,煤與瓦斯突出與地質構造的相互關係.在突出礦井中應統計,總結出本礦井煤與瓦斯突出與礦井地質構造的規律,並用於區域預測,劃分突出危險區,突出威脅區和無突出危險區,能對防治瓦斯突出工作起到積極指導作用.突出礦井的瓦斯地質圖,是一種突出曆史資料的積累,它是在突出礦井日常工作中,對礦井瓦斯湧出量,煤與瓦斯突出和礦井地質資料不斷積累完善的基礎上得出的.突出礦井,為了治理突出,就必須及時編製好礦井瓦斯地質圖,供今後生產用.
E.防止誤穿突出危險煤層
嚴重突出礦井,為了防治瓦斯突出,常采用預抽突出煤層瓦斯的方法,防止在今後采掘工作中出現的煤與瓦斯突出,為了抽放突出煤層中的瓦斯,就要在突出煤層的頂底板岩石中開鑿岩巷,通常岩巷距煤層要有一定的安全距離)其距離視煤層頂,底板的岩性而定*.但是當岩石巷道進入到地質變化帶時,煤層的走向,岩性都發生了變化,若安全距離減少,岩石變軟,受煤層中高壓瓦斯推力的作用或岩石卸壓的影響,會導致突出煤層自行揭穿或誤穿煤層,形成突出.例如:中梁山礦務局南礦在掘進抽放鑽場與六枝礦物局化處礦掘進底板抽放巷道時都發生了千噸級的大突出.除此之外,在開采了保護層的被保護層)已受保護的突出危險煤層*中進行采掘工作時,同樣也要防止采掘工作麵誤入未保護區)尤其是接近未保護區的邊緣地帶,危險性更大*,此處為高應力集中地區,容易發生突出,且突出強度較大.例如南桐礦務局魚田堡煤礦+#'"水平西三石門,&煤層運輸大巷,在進入,-煤層保護層采煤工作麵采線附近的未保護區的邊緣地帶時,發生強度達- """.的大突出.鬆藻礦務局石壕煤礦#$##,&回采工作麵,同樣也進入上保護層回采工作麵的采止線形成的未保護帶的邊緣地區,也發生了千噸級的大突出.
突出危險煤層的采掘工作麵需要設立專職的瓦斯檢查員
煤層發生突出之前,一般會出現突出預兆.預兆分有聲和無聲兩類
1)#*有聲預兆:煤體中有悶雷聲,且由遠到近的發出悶雷聲;煤體中出現機槍聲,煤炮聲;支柱受壓發出的喳喳聲.
2)無聲預兆:工作麵空氣中的瓦斯含量有明顯的變化,忽大忽小,變化頻繁;工作麵片幫,掉渣;工作麵頂板來壓;煤層厚度變化明顯,尤其是其中最容易發生突出的軟分層的變化;煤層硬度變化,由硬變軟,煤層的層理變得模糊不清,成雞窩狀;煤層有遭受強烈的擠壓的痕跡;煤層的產狀發生突變.
充分掌握上述有聲與無聲預兆,對防止煤與瓦斯突出,減少人員的傷亡是至關重要的.但這些都需要人去觀察與掌握,尤其是工作麵空氣中的瓦斯含量變化是最明顯的預兆之一.因而開采突出危險煤層時,每個采掘工作麵都應設置專職瓦斯檢查員隨時隨地檢查工作麵的瓦斯,觀察突出預兆,並隨時準備撤退工作人員,防止突出事故對工作人員的傷害.
F.礦井工作人員,需要提高自我保護意識,掌握防治突出的基本知識開采突出礦井是一項難度大,技術複雜的工作.因為它的發生具有很大的隨機性,為了防治它所采用防治突出的措施也需根據現場的實際情況,在原定的防治突出措施上進行適當的修改,方能對防治突出奏效.現場變化的信息反映到決策者時,需要有一定的時間,在這段時間內,工作人員對防治突出工作如不熟悉,繼續或違章工作,就有可能醞釀出因突出而導致的重大人身傷亡事故.所以突出礦井的工作人員,必須接受防治突出知識培訓,熟悉突出預兆和防治突出的基本知識,經考試合格後,方能上崗.突出礦井的工作人員掌握了防治突出的基本知識後,可以提高工作人員的自我保護意識,抵製一些因違章指揮而可能發生的突出事故.
G.突出危險煤層中禁止使用放頂煤采煤法
放頂煤采煤法是利用礦壓,煤的自重落煤.突出煤層具有鬆軟,瓦斯含量大的特征,這些特征有利於放頂煤采煤法,但這些特征恰恰是發生突出必不可少的條件.礦壓'應力(活動頻繁,煤層鬆軟,受煤體自重的影響,使煤層自頂板垮落'冒頂(,形成了新的暴露麵,新暴露麵上的瓦斯壓力梯度陡增,在煤層中遊離瓦斯壓力作用下,煤層被破碎,瓦斯快速解吸形成強大的瓦斯氣流,將被地應力和瓦斯破碎的煤塊搬運到采掘空間中來,形成突出,若瓦斯與煤塊的混合氣流在流動過程中沒有遇到阻力,突出將繼續進行,直到混合氣流受阻,新暴露麵上的瓦斯壓力梯度下降,不能再破碎煤體時,突出才被迫停止.由此看來,放頂煤采煤法不但不利於防治煤與瓦斯突出,反而為突出的發生創造良好的條件.
H.突出煤層不能使用風鎬
煤層在發生突出時,突出的三大因素都處於不穩定狀態,其中尤其是應力,稍有震動,就會失去平衡,而導致突出.風鎬是一種震動力很強的工具,使用它進行落煤時,對煤體會產生強烈的震動,加速煤層瓦斯解吸並觸發工作麵前方應力突變而導致突出.除此之外,高噪音也掩蓋了突出有聲預兆,使工作人員不能及時發現突出預兆,迅速撤離現場,極易造成人員傷亡.所以在突出煤層中進行采掘工作時,不能使用風鎬.
I.突出礦井爆破作業須采用安全等級不低於三級的煤礦許用的含水炸藥
突出礦井為了避免人員傷亡,盡量避免人員與由於落煤工作誘發的應力突變時期接觸,所以突出礦井采掘工作麵的落煤工作多采用爆破落煤.在爆破落煤時,煤層受到強烈震動,容易發生突出,突出時必然會產生大量瓦斯,如火藥安全性能不好,極易引發瓦斯爆炸.因而突出礦井對爆破落煤的炸藥有嚴格的要求,即在有瓦斯存在,一定的技術條件要求下引發火藥爆炸,不能引起瓦斯爆炸.目前煤礦使用的安全等級不低於三級的含水炸藥,就能滿足上述要求.
J.爆破作業前,不裝藥的炮眼及孔,洞的處理
采掘工作麵在爆破作業前,對爆破工作麵所有不裝藥的炮眼,要用不燃材料充填,充填深度要大於爆破孔深度的%)*倍.對爆破工作麵的各種直徑超前鑽孔,水力衝刷或水力衝孔等措施在煤體形成的孔洞,爆破前,都必須充填或注滿水,砂或填土.
突出煤層中的人工形成的各種孔洞,洞穴,都不同程度的有瓦斯逸出或積聚.且爆破孔與孔洞之間的間距,一般都小於01manbetx
要求的鑽孔爆破最小抵抗線'煤層中不得小於$)*+(,在孔洞附近進行爆破作業時,有可能引發未充填孔穴內的瓦斯爆炸,所以當爆破孔深大於不裝藥的其它鑽眼時,不裝藥的其它鑽眼全部用不燃材料充填.當爆破孔深小於不裝藥的其它鑽眼時,不裝藥的其它鑽眼用不燃材料的充填深度應不小於爆破鑽孔深度的%)*倍.各種直徑的超前鑽孔,水力衝刷或水力衝孔等措施在煤體中所形成的孔洞,因其體積大,積蓄在孔洞中的瓦斯量大,一旦引起瓦斯爆炸,其影響範圍,爆炸強度都不容忽視,為了避免此類瓦斯爆炸事故,所以將這些孔洞用水,砂或土加以充填,目的是消除爆破地點附近的瓦斯聚集,防止瓦斯爆炸.......待續！
