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《煤礦安全規程》有關防治突出措施的解釋

作者:佚名 2009-10-31 14:14 來源:本站原創

第三節 區域性防治突出措施
第一百九十三條 在突出礦井開采煤層群時,應優先選擇開
采保護層防治突出措施。開采保護層後,在被保護層中受到保護
的區域可按無突出危險區進行來掘作業;在未受到保護的區域,
必須采取綜合防治突出措施
【釋義】:本條文是關於在突出礦井開采煤層群時的規定。
開采保護層後,保護層頂底板岩石(包括被保護的突出煤層)會發生劇烈的膨脹變形,煤層中的原始應力降低,煤體發生膨脹變形,煤的孔隙率增加,裂隙增加,這樣就會使煤層的透氣性大幅度的提高,為瓦斯流動提供良好的條件。在煤層瓦斯壓力的作用下,被保護煤層中的瓦斯會通過突出危險煤層頂底板岩石裂隙,不斷地流向保護層的開采空間,被保護煤層的瓦斯壓力不斷地降低,吸附瓦斯迅速解吸為遊離瓦斯,成為供給流動瓦斯的不間斷的氣源,導致被保護煤層瓦斯含量不斷降低,同時使煤層強度與穩定性也有所增加。上述一係列的變化,會使被保護煤層逐漸失去發生突出時所需的必要條件,可避免大麵積範圍內突出的發生;同時,采用保護層防治煤與瓦斯突出要比采用局部防治突出的成本低得多,且安全性和可靠程度都較局部措施好。所以,國內外開采煤層群的突出礦都廣泛應用開采保護層作為防突首選措施。
當保護層開采後,在被保護層的突出煤層中就出現了受保護的區域和沒有受到保護的區域。所謂受到保護,即該區域內因保護層的開采地質采礦因素發生了變化,瓦斯含量和壓力降低,煤體強度增強,失去了發生突出所需要的條件,不存在突出的危險性,同無突出危險煤層已無兩樣,所以在保護區域內進行采掘工作可按無突出危險從事作業。相反的,在非保護區域內,由於煤層的各種地質采礦因素均未發生變化,發生突出的必需條件仍然存在,有發生突出的危險性,因而,在非保護區域內從事采掘工作必須采取綜合防突措施,避免突出02manbetx.com 發生造成損失。這方麵有的礦區(井)出現多次失誤,有深刻的教訓。
第一百九十三條 在突出礦井開采煤層群時,應優先選擇開
采保護層防治突出措施。開采保護層後,在被保護層中受到保護
的區域可按無突出危險區進行來掘作業;在未受到保護的區域,
必須采取綜合防治突出措施。
【釋義】:本條文是關於選擇保護層應遵循的原則的規定。
突出礦井開采煤層群時,選擇距被保護突出層最近,開采後頂﹑底岩石發生移動或冒落不破壞被保護的突出煤層開采條件的無突出危險煤層,作為保護煤層先於突出煤層開采最為理想。但是我國突出礦井很難找到這樣理想的保護層,而且,隨著采掘深度增加,過去作為保護層開采的無突出危險煤層也逐漸轉變成突出危險煤層,因而有些突出礦井不得不選擇突出危險程度較小的突出危險煤層先行開采。這種在沒有不突出的保護層可選時,選擇突出危險較小的煤層作為保護層開采,是一種明智的選擇。因為開采保護層要比采用局部防突措施的安全性和可靠性高,防突的成本也要低。曾經有的礦井為保證突出煤層的安全開采,在無可選取作為保護層的煤層先行開采時,在突出煤層的底板中開鑿一層岩層,或把不可采的極薄煤層作為保護層開采。
第一百九十五條 被保護範圍的劃定方法及有關參數,應根
據對礦井實際考察的結果確定。正在開采的保護層來煤工作麵,
必須超前於保護層的掘進工作麵,其超前距離不得小於保護層
與被保護層之間法線距離的2倍,並不得小於30 m。
【釋義】:本條文是關於正在開采的保護層與被保護層距離的規定。
保護層的走向範圍是根據對保護層開采後被保護層內充分卸壓效果進行大量的測定而確定的。保護層在開采過程中,隨著工作麵前進,在被保護的突出危險煤層中的應力﹑瓦斯壓力和煤的物理機械性能都在不斷地發生變化,並以煤的彈性變形﹑瓦斯壓力變化﹑鑽孔瓦斯量變化﹑溫度和透氣性等形式反映出來。其變化的規律表現為,在工作麵前方30m以外,為正常壓力地帶,受采掘影響較小;30m以內為集中壓力區(若采用突出危險程度較小的煤層做保護層時,不應在此範圍內掘進巷道,若掘進巷道,必須采取防治突出措施),而在工作麵後方2倍於層間距的範圍內被保護的突出煤層中的地應力﹑瓦斯壓力及其物理機械性能都能發生劇烈的變化,距工作麵越遠,其變化程度越弱。在2倍層間距以遠的地區,各種變化趨於穩定,被保護層中的瓦斯壓力一般都降低到1Mpa以下,瓦斯流量達到極大值,膨脹變形達到極大值並趨於穩定,保護效果十分理想,突出的基本要素已經減弱或消除,在此範圍內布置掘進巷道,從理論上與實踐中都是安全的。為了充分利用保護層的保護效果,保證被保護層的掘進工作麵的作業安全,保護層工作麵必須超前於被保護層掘進工作麵,且超前距離不得小於其層間距的2倍,且不小於30m。
第一百九十七條 開采保護層時采空區內不得留有煤(岩)
柱;特殊情況需留煤(岩)柱時,必須將煤(岩)柱的位置和尺寸準確地標在采掘平麵圖上。每個被保護層的瓦斯地質圖上,應標出煤(岩)柱的影響範圍,在這個範圍內進行采掘工作時,必須采取綜合防治突出措施。
【釋義】:本條文是關於開采保護層時采空區留有煤(岩)柱的規定。
開采保護層雖然被認為是最有效的防治突出措施,但若使用不當,同樣也容易發生重大傷亡02manbetx.com
開采保護層時必須加強煤柱管理。保護層在開采後,必然會破壞被保護層及其頂底板岩石中的原有的應力狀態,並使應力重新分布後達到新的平衡狀態。開采保護層後在被保護層中造成了大麵積的應力已被釋放的卸壓帶,這是開采保護層所需要達到的目的,但事物總是矛盾的,產生卸壓帶同時必然會在有支撐能力的煤柱上出現應力集中現象,形成新的應力集中帶,尤其是在保護層開采過程中,由於不得不在保護層的采空區內留有煤柱時,所造成的安全危險極大。當被保護層采掘工作麵進入該煤柱影響範圍區內時,由於此處不但未曾卸壓,反而是一個由於應力集中而形成的增壓地帶,此處的煤層的突出危險性不但沒有降低,反而有所增加(與該突出煤層正常地帶的突出危險性進行比較)。
為了防止被保護層中產生局部應力集中現象,在保護層的采空區中不允許能留有煤(岩)柱,以免開采被保護層時發生突出。若因地質采礦因素非得留有煤(岩)柱不可,當被保護層采掘工作麵進入該煤柱影響區進行采掘工作時,必須采用綜合防治突出的措施,否則就可能發生突出02manbetx.com
第一百九十八條 開采保護層時,應同時抽放被保護層的瓦
斯。開采近距離保護層時,必須采取措施嚴防被保護層初期卸壓的瓦斯突然湧入保護層采掘工作麵和誤穿突出煤層。
【釋義】:本條文是關於開采保護層時防治瓦斯的規定。
開采保護層時同時抽放被保護層中的瓦斯的原因有以下兩個方麵:
1.保護層開采後,被保護層的卸壓瓦斯在瓦斯壓力的作用下,會通過頂底板卸壓後由於岩石膨脹變形所形成的裂縫流向保護層的采掘空間,造成保護層回風係統中瓦斯濃度嚴重超限或局部聚集,難以用通風的方法加以解決。尤其當開采近距離保護層時,保護層工作麵從開切眼快速推進到保護層與被保護層間距2倍左右時,由於被保護層得到了充分的卸壓,大量的吸附瓦斯經解吸變為遊離瓦斯,這時若頂底板岩石還未形成大量的裂縫為瓦斯提供流動所需的暢通的通道,則在瓦斯壓力和地應力的雙重的作用下,會發生突出底鼓或冒頂現象,並伴隨著大量瓦斯突出湧出,容易發生人員傷亡。
2.瓦斯是發生突出的主要因素之一,如將其從突出煤層中排除,無疑對防止煤與瓦斯或降低突出對生產的危害是有益的。另外,當保護層與被保護層層間距較遠時,保護層的卸壓作用會有所降低,這裏為了增強保護效果,采用強化抽放瓦斯工作就是一種較好的選擇。
所以在開采保護層時,為了降低瓦斯聚集對通風的壓力﹑防止瓦斯突然湧出和提高保護效果,在開采保護層時都應強化被保護層中的瓦斯。
第四節 局部防治突出措施
第二百條 石門揭穿突出煤層前必須遵守下列規定:
(一)在工作麵距煤層法線距離10 m(地質構造複雜、岩石破碎的區域20 m)之外,至少打2個前探鑽孔,掌握煤層賦存條件、地質構造、瓦斯情況等。
(二)在工作麵距煤層法線距離5m以外,至少打2個穿透煤層全厚或見煤深度不少於10 m的鑽孔,測定煤層瓦斯壓力或預測煤層突出危險性。測定煤層瓦斯壓力時,鑽孔應布置在岩層比較完整的地方。對近距離煤層群層間距小於5m或層間岩石破碎時,可測定煤層群的綜合瓦斯壓力。
(三)工作麵與煤層之間的岩柱尺寸應根據防治突出措施要求、岩石性質、煤層傾角等確定。工作麵距煤層法線距離的最小值為:抽放或排放鑽孔3m,金屬骨架2m,水力衝孔5m,震動爆破揭穿(開)急傾斜煤層2m、揭開(穿)傾斜或緩傾斜煤層1.5m。如果岩石鬆散、破碎,還應適當加大法線距離。

第二百零一條 石門揭穿(開)突出煤層前,當預測為突出
危險工作麵時,必須采取防治突出措施,經檢驗措施有效後,可
用遠距離爆破或震動爆破揭穿(開)煤層;若檢驗措施無效,應采取補充防治突出措施直至有效。當預測為無突出危險工作麵時,可不采取防治突出措施.直接采用遠距離爆破或震動爆破揭穿(開)煤層。
厚度小於0.3m的突出煤層,可直接采用震動爆破或遠距
離爆破揭穿。
【釋義】:第200條和201條是關於石門揭穿突出煤層前的規定。
石門揭穿煤層的全過程的含義為石門自底(頂)板岩柱穿入煤層進入頂(底)板的全部作業過程。具體來講,石門揭穿煤層分兩個階段:第一階段是石門距煤層垂距10m時就開始探明煤層的位置﹑產狀﹑煤層的突出危險性,製定和執行防治突出措施,在經措施效果檢驗有效後,石門工作麵掘進到距煤層垂距1.5~2m(緩傾斜1.5m﹑急傾斜2m)處;第二階段是從震動爆破或遠距離爆破爆破揭煤開始,直到突出煤層全部被掘完時為止(巷道全部成型﹑支護全部架好)。上述兩個階段全部完工後,石門揭煤工作才算完成。在執行第二個階段工作中,所有的工作包括清碴﹑支護﹑打眼爆破﹑落煤﹑巷道或設備維護與拆卸等作業都必須有防治突出的技術措施和安全防護措施,尤其是震動爆破或遠距離爆破未能一次次全斷麵揭開或揭穿煤層時,更須注意,雖然在措施有效影響範圍內煤層突出危險性已減小或消失,但這都是局部的,超出措施有效影響範圍煤層的突出危險性並未得到改善,所以在石門揭煤過程未結束之前,必須時刻提高警惕性。如果由於支護不及時而發生冒頂,當冒落到措施有效影響範圍之外時,就有可能引發煤與瓦斯突出;其他作業對煤體的震動也有可能誘發突出。當岩柱與煤層水平厚度較大一次震動爆破不能完全揭開時,在一些情況下,揭開煤層時往往沒有發生突出,而在煤門爆破即即將完成時(大都在放門坎炮時)卻發生了煤與瓦斯突出。過煤門時的煤與瓦斯突出,重慶地區和湖南一些礦井中均發生過。
實踐證明,石門揭穿煤層的全部作業過程,都必須采取綜合防治突出措施。
石門揭穿突出煤層前要打前探鑽孔的目的是為了掌握突出煤層的賦存情況﹑地質構造和瓦斯情況等,為正確編製石門揭煤設計提供依據。也是為了避免石門因情況不明而誤穿煤層造成損失。
測壓或預測鑽孔是為測定煤層瓦斯壓力或預測煤層突出危險性服務的。鑽孔布置在岩層比較完事的地方是為了測值準確,避免破碎地點測壓時因漏氣造成測值偏低導致02manbetx.com 發生。
石門掘進工作麵與突出煤層之間留有足夠尺寸的岩柱,是一種安全措施,是為了避免因瓦斯壓力或地應力過大,岩柱抵抗不住引發自行突出的事故發生。我國煤礦不止一次發生過因岩柱抵抗力不足,出現自行突出的事故。
第二百零二條 防治石門突出措施可選用抽放瓦斯、水力衝
孔、排放鑽孔、水力衝刷或金屬骨架等措施。
【釋義】:本條文是關於防治石門突出措施的規定。
1.作為防治煤與瓦斯突出的局部措施,如抽放瓦斯﹑水力衝孔、排放鑽孔、水力衝刷或金屬骨架等等可改善或削弱誘發煤與瓦斯突出的三大要素,常被用於石門揭煤工作麵。
抽放瓦斯與排放鑽孔在防治煤與瓦斯突出作用機理方麵是相同的,都是力求將突出煤層中的瓦斯含量與煤層中的應力降低到不能發動突出的安全範圍內(即煤層始突深度時的煤層瓦斯含量),但短時間內要達到此目標是很困難的。一般認為能排放或抽出煤層中瓦斯含量的25%以上已是相當不錯。抽放瓦斯與排放鑽孔的區別在於前者借助於機械產生的小於大氣壓的負壓,加速突出危險煤層中的瓦斯排放,而後者是靠突出煤層中的瓦斯壓力,使瓦斯從鑽孔周圍深部煤層中不間斷地流向鑽孔,並通過鑽孔向礦井空氣中擴散。當鑽孔周圍煤層中瓦斯含量降低後,煤層發生的收縮變形,會改善石門工作麵應力集中狀態,並增加煤層的穩定性,這一切都破壞或減弱了發生突出所必須的條件,可有效地控製煤與瓦斯突出的發生。
2.水力衝孔﹑水力衝刷與抽放﹑排放鑽孔作用一樣,也是為了排除煤層中的瓦斯,達到降低煤層中的瓦斯含量與應力的目的。其不同之點是水力衝孔是借助於水壓,加速破壞鑽孔孔底前方的煤體,形成新的暴露麵,使鑽孔周圍的應力發生突變﹑瓦斯壓力梯度陡增,誘發鑽孔內產生突出,由於鑽孔孔口的斷麵小,並用特殊的孔口裝置加以控製,因而,孔內的突出是可控的。當孔口排渣通暢時,孔內突出將得到延續;不暢通或被堵塞時,孔內瓦斯壓力陡增,煤層暴露麵上的瓦斯壓力梯度降低或消失,則突出被迫停止;當需要再衝孔時,隻要疏通鑽孔,使孔內瓦斯壓力突降,則鑽孔內的突出又重新恢複,借此控製釋放煤層中的突出能量。由於應力的作用,衝孔完畢後所形成的洞穴附近的煤層位移,使洞穴充滿碎煤,也使空穴周圍煤體中的應力得到釋放,煤層中的瓦斯也得到排放,措施的有效影響範圍也隨之增大,防治突出的效果有明顯的提高。水力衝孔自20世紀70年代初在南桐礦務局開始試驗,並取得成功,在隨後的10年時間內,據統計在20個礦井中石門揭煤100多次均未引發突出事故。水力衝刷是在有岩柱隔離的條件下,通過3~9個直徑105~200mm的鑽孔借助高壓細射流,在已成的鑽孔內擴大鑽孔的走私形成超前空洞,以提高鑽孔卸壓除應力的能力、降低煤(岩)體的應力和提高鑽孔的排放效果。水力衝刷措施於1965年在北票礦務局開始實驗,並取得成功,在統計的采用水力衝刷措施的20次石門揭突出煤層過程中,安全揭煤13次。
3.金屬骨架適用於急傾斜厚度不大鬆軟的突出煤層(通常煤層厚度不要超過4m,煤層厚度大,骨架容易發生強烈的彎曲,起不到支撐煤體的作用)。其主要作用是增加石門揭穿煤層時巷道上方煤層的穩定性和排除煤體中的瓦斯。這個工作是在揭穿煤層前通過鑽孔事先實現的,實際上它起到在鬆軟的急傾斜煤層中,為了防止煤層冒頂而引發突出的一種前探支架作用。金屬骨架於1958年在東林煤礦試驗應用手,先後在南桐、中梁山、打通、紅衛、北票等局礦推廣應用,取得較好效果。
第二百零三條 有突出危險的新建礦井或突出礦井開拓的新
水平的井巷第一次揭穿(開)各煤層時,必須測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量及其他與突出危險性相關的參數。
【釋義】:本條文是關於有突出危險的新建礦井或開拓新水平測定與突出危險性相關參數的規定。
新建的突出礦井或突出礦井開拓新水平的井巷第一次揭穿(開)各煤層時,雖然在未開拓前做過一些推測,但有可能與生產現實有出入,所以要在實際工作中進行驗證,對煤層的瓦斯實際情況進行了解,以便對未開拓前的結論進行修正,並采取相應的防治措施,避免煤與瓦斯突出事故的發生。同時對石門工作麵的突出危險性進行預測,石門揭開突出危險煤層前的突出危險性預測方法有綜合指標法、鑽屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法,這些預測方法中涉及到的綜合指標D與K、鑽屑解吸指標⊿h2和K1等參數都與瓦斯壓力、煤的堅固性係數、瓦斯放散初速度、開采深度、瓦斯含量等有關,因而在有突出危險的新建礦井或突出礦井開拓新水平的井巷第一次揭穿(開)各煤層時,必須進行測量煤層中的瓦斯壓力、瓦斯含量,並測定其他與煤與瓦斯突出有關的相關參數,以便確定煤層實際的突出危險性和采取防突措施,確保石門揭(開)煤工作麵的生產安全。

第二百零五條 突出煤層的采掘工作麵,應根據煤層實際情況選用防治突出措施,並遵守下列規定:
(一)掘進上山時不應采取鬆動爆破、水力衝孔、水力疏鬆等措施。
(二)在急傾斜煤層中掘進上山時,應采用雙上山、偽傾斜上山或直徑在300 mm以上的鑽孔等掘進方式,並加強支護。
(三)采煤工作麵應盡量采用刨煤機或淺截深采煤機采煤。
(四)急傾斜突出煤層厚度大於0.8m時,應優先采用偽傾斜正台階、掩護支架采煤法等。對於急傾斜突出煤層倒台階采煤工作麵,應盡量加大各個台階高度,盡量縮小台階寬度,每個台階的底腳必須背緊背嚴,落煤後,必須及時緊貼煤壁支護。
在過突出孔洞及在其附近30 m範圍內進行采掘作業時,必須加強支護。
【釋義】:本條文是突出煤層的采掘工作麵選用防突措施的規定。
1.在突出煤層掘進上山,危險性極高,世界各主要產煤國家,雖然經過多年努力,至今仍未找到有效的防治突出的方法。由於突出煤層強度小,在掘進上山時受煤層自重的影響,很容易發生垮塌,並誘發突出,這種現象在急傾斜煤層中尤為常見;另外,在突出煤層中掘進上山,即使在發生垮塌或突出前工作人員發現了突出預兆後,由於受條件的限製,也很難迅速地撤離現場,容易導致人員傷亡,所以在突出煤層掘進上山時應首先采取能增加煤層穩定性的防突措施。但鬆動爆破、水力衝孔、水力疏鬆等防突措施會破壞煤體的穩定性,在上山掘進中應用對防突工作不利,故不應采用。
2.在急傾斜突出煤層中掘進上山時,因突出煤層煤質鬆軟,煤層化解較大,受煤體自重的影響,容易發生由冒頂而誘發的突出。冒頂或突出出來的煤塊,順上山而下,極易將上山下部出口處堵塞,同時,也會破壞通風設施,使瓦斯迅速聚集。工作人員若不能迅速撤離現場易被冒落或突出的煤埋沒、砸傷或窒息而死亡。為了使工作人員在發現突出或冒頂預兆時能迅速撤離工作麵,在掘進急傾斜突出煤層上山沒有其他更好的防治突出措施之前,采取雙上山掘進、增加突出煤層掘進上山安全出口將是明智選擇。
急傾斜突出煤層上山采用偽傾斜上山掘進,為的是降低煤體自重對突出或冒頂的影響,同時有利於人員撤離。但在實際工作中,效果並不明顯,其原因是急傾斜煤層偽傾斜上山掘進,其采用的偽傾斜角度不可能小於或等於煤的自然安息角。因而為了防止冒頂、片幫,在急傾斜突出煤層掘進上山時,特別強調要加強支護。
掘進急傾斜突出煤層上山也可采用先用大直徑鑽孔先行打穿突出煤層的整個階段高度,形成通風係統後,再刷大到所需要的斷麵的方式施工。突出危險性小、煤質堅硬的煤層,可以直接打鑽。但在突出危險程度高的突出煤層,由於煤質鬆軟,受煤體自重的影響,也容易發生突出,因而在刷在成巷時必須加強支護。
3.發生煤與瓦斯突出除了要具備應力瓦斯和煤的物理力學性質三大自然因素之外,還要有人為的誘發煤層突出卸載的條件(采掘速度的快慢)。由於煤層中的應力從不平衡到平衡需要一定的時間周期,當回采速度增快時,在煤層中的應力還未達到新的穩定狀態時回采工作麵就快速進入應力不穩定的地區,就容易引起突出。因而可以通過降低工作麵的推進速度的方法來防止煤與瓦斯突出。采用刨煤機或淺截深采煤機采煤時,由於截深淺,引發煤層應力的變化速率和強度都降低,應力重新恢複平衡所需的時間周期也短,每次切割煤層時基本上都是卸壓帶中工作,因而可以防止截煤時發生突出。
4.急傾斜突出煤層由於煤質鬆軟、傾角陡,受煤體自重的影響,容易發生垮塌,垮塌後將導致煤層中應力活動劇烈、瓦斯壓力梯度增加,當超過其極限值時,便會發生突出。為了消除煤體自重對發生突出的影響,當開采厚度大於0.8m的急傾斜突出危險煤層,應優先采用偽傾斜正台階、掩護支架采煤法,這些采煤法能消除或降低了煤體自重對突出的影響。理論與實現經驗告訴我們,工作麵凸出部分,是高應力集中的地方,也最容易發生垮塌或突出,為了改善倒台階工作麵煤層受力情況,采用倒台階采煤時應盡量加大各台階的高度並盡量縮小台階寬度。
5.過去有一種說法,突出是一種能量的釋放,並單純的認為在突出空洞附近不會再發生突出,但在生產實踐中卻付出了沉重的代價.芙蓉礦務局某礦,有一條長度近百米的巷道,連續發生多次突出,這條巷道幾乎不是掘出來的,完全是突出來的.突出空洞一個接一個,這就表明,雖然在突出空洞內的應力釋放了,但在突出空洞周圍卻又形成有新的能量集中地帶,由於突出空洞的斷麵往往大於巷道斷麵,空洞空間也大,所以在突出空洞周圍應力的集中程度要比巷道的集中程度高,突出危險程度也大得多.通常情況下,突出強度在100t以下時,突出空洞的影響範圍可達到30m,當突出強度大於100t時,突出空洞的影響範圍可達60m以上,所以在過突出空洞以及在其附近30m範圍內進行采掘作業時,為了防止垮塌、冒頂或片幫,防止突出,必須加強巷道支護工作,強化綜合防治突出措施.
第二百零六條 在煤巷掘進工作麵第一次執行局部防治突出措施或無措施超前距時,必須采取小直徑淺孔排放等防治突出措施,隻有在工作麵前方形成5m的安全屏障後,方可進入正常防突措施循環.
在掘進工作麵執行上述措施時,鑽孔終孔位置應控製到巷道輪廓線外2m以上.
【釋義】:本條文是關於煤巷掘進工作麵進入正常防突措施循環的規定。
因為在第一次執行局部防治突出措施或無措施超前距時,工作麵前方5m內煤體沒有得到充分的卸壓,發生突出的因素未得到充分消除.在執行措施後,進入上述地段1~2m便會發生突出.此時隻能采取小走私排放鑽孔等不破壞煤體,能排放瓦斯,提高煤體強度的措施以使此地段形成安全屏障。
實踐表明:煤巷掘進時,工作麵前方5~6m處為應力集中帶,而在距工作麵5m之內一般處於卸壓狀態,該卸壓帶有能力阻擋煤與瓦斯突出是工作麵作業的安全屏障;工作麵若在此安全屏障未形成前就進入正常的防突措施循環,則就可能因為發生突出的因素未消除工作麵前方煤體阻擋能力不足而發生突出導致事故。所以,隻有在工作麵前方形成5m的安全屏障後,才可進入正常防突措施循環。
第二百零七條 在急傾斜突出煤層中采用雙上山掘進時,2個上山之間應開聯絡巷,聯絡巷間距不得大於10m,上山與聯絡巷隻準1個工作麵作業。
急傾斜突出煤層上山掘進工作麵,應采用阻燃搞靜電的硬質風筒通風。
突出煤層上山掘進工作麵采用爆破作業時,應采用深度不大於1.0m的炮眼遠距離全斷麵一次爆破.
【釋義】:本條文是關於急傾斜突出煤層上山掘進與爆破的規定。
由於受煤體自重的影響,急傾斜突出煤層上山工作麵極易發生突出,為了保證掘進工作麵工作人員在發現突出預兆或突出時,能快速逃脫,避免傷亡事故,不僅要增加安全出口數量,而且還要縮短從發生突出的上山撤退的路程,由於有些突出是瞬間發生的,留給人員做出反應的時間很短,從實踐經驗來看,為了確保安全,便於人員及時撤出,要求聯絡巷的間距不能大於10m。
巷道掘進過程中,煤(岩)體的應力會重新分布,出現應力集中帶,由於2個上山間聯絡巷間距不大於10m,所以上山掘進工作麵同聯絡巷工作麵相距很近,這2個掘進工作麵的應力集中帶就可能出現應力疊加現象,應力集中係數可達4~6倍,這時若2個工作麵同時作業,不僅會增加巷道維護難度,而且由於相距很近,工作時產生的應力會疊加,會成為誘發突出的因素。為避免突出事故發生,隻能允許一個工作麵工作。
很多突出事故現場發現,人員傷亡除被突出的煤岩掩埋致死外,不少人員是因膠質風筒被突出煤岩壓死,缺風而窒息死亡。急傾斜突出煤層上山掘進工作麵在地應力和瓦斯壓力的作用下,尤其是在煤的自重作用下,易發生突出或出現煤體垮塌。當發生垮塌或突出時,煤塊會順上山而下,若采用普通的軟質風筒,很容易被落下的煤塊壓死,造成風流中斷、瓦斯聚集,並導致人員窒息傷亡。為了確保在發生垮塌或突出時供風不中斷,急傾斜突出煤層上山掘進工作麵應采用硬質風筒通風;由於風筒靜電放電能量是可以引爆達到爆炸濃度的瓦斯的,而急傾斜突出煤層上山工作麵又易發生突出、出現瓦斯超限現象,所以為了防止瓦斯爆炸和防止火災,工作麵應采用阻燃搞靜電的風筒通風。
上山受采掘附加應力與煤體自重作用雙重影響,再加上突出煤層煤質鬆軟,穩定性差。為了減少爆破作業對煤體的震動和防止快速進入應力集中帶、高瓦斯壓力梯度區而誘發突出,突出煤層的上山掘進工作麵采用爆破作業時炮眼深度不應大於1m;由於突出煤層上山工作麵發生突出的幾率較大,為了避免因爆破誘發的突出埋壓工作麵作業人員,確保工作麵人員的人身安全,應采用人員全部撤離工作麵,實施遠距離全斷麵一次爆破的方法作業。
第二百零八條 在突出煤層的煤巷中,更換、維修或回收支架時,必須采取預防煤體冒落引起突出的措施。
【釋義】:本條文是關於突出煤層在煤巷中更換、維修或回收支架時的規定。
冒頂誘發的大小突出在我國已出現過多次,例如:南桐礦務局某煤礦,曾發生過因煤層突然冒落而發生的千噸級大的突出;鬆藻礦務局鬆藻某礦也曾發生過在突出煤層煤巷中因回收支架導致煤層冒落而發生的數百噸位的突出,都造成了重大的人員傷亡(上述兩事例都發生在急傾斜突出危險煤層中)。在更換、推移和回收支架時,支架失去支撐作用,其上方的煤體在已被壓碎的情況下,極易冒落,特別是突出煤層,本身的強度就不大,就更易冒落,而煤體的冒落就極易引發突出。為了避免支架上方煤體垮塌,特別是避免因垮塌引發突出,在從事支架更換、推移和回收時必須采取諸如在架設好新支架後再更換老支架等的預防煤體冒落的措施。
第五節 安全防護措施
第二百零九條 井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進行采掘作業時,必須采取震動爆破、遠距離爆破、避難硐室、反向風門、壓風自救係統等安全防護措施。
突出礦井的入井人員必須攜帶隔離式自救器。
【釋義】:本條文是關於進巷揭穿突出煤層和在突出煤層中采掘作業,以及突出礦井入井人員采取安全防護措施的規定。
綜合防治突出措施中最後一個關口是安全防護措施。雖然有一套行之有效的預測方法和防治突出的措施,但因形成突出的因素隨機性很強,有時也難免出現一些偏差,所以必須有一套完整的安全防護措施,以保證工作人員的安全。安全防護措施可分為兩部分:一是盡量減少工作人員在落煤時與工作麵的接觸時間,主要措施是遠距離爆破、震動性爆破等;二是突出後工作人員應有的一套完整的生命保證係統,主要有避難硐室、隔離式自救器、壓風自救裝置、急救袋等。
避難硐室是供礦工在井下遇到事故無法撤退躲避待救的設施,分永久避難硐室和臨時避難硐室兩種。永久避難硐室事先構築在井底車場附近或采掘工作麵附近和爆破啟動地點。臨時避難硐室是利用獨頭巷道硐室或兩道風門之間的巷道,由避難人員臨時修建的。避難人員盡量利用身邊現有的材料(如木料、笆片、風筒布、溜槽、衣服等)嚴密構築,以減少有害氣體的侵入。臨時避難硐室機動靈活,修築方便,正確地利用它,往往能發揮很好的救護作用。
隔離式自救器依靠自救器中提供的氧氣,供佩戴人呼吸並同外界空氣完全隔絕的一種救生裝置。因本身能產生氧氣供佩戴人呼吸,所以它就不受外界空氣中有毒氣體的種類及其濃度和氧氣含量的限製。所以在有煤和瓦斯突出危險的礦井中,必須采用隔離式自救器。
壓風自救裝置是用於煤與瓦斯突出礦井遇險人員避災自救的設施。它由壓氣管道、開關、送氣器、口鼻罩等組成,利用壓氣管道中的壓氣,借助於送氣器對壓氣進行減壓消聲淨化等處理,通過口鼻供人呼吸。通常安裝在采掘工作麵的進、回風巷,有人工作的場所和人員流動的巷道中,發生煤與瓦斯突出後,災區人員可以利用它避災自救、等待救援。
第二百一十條 采取震動爆破措施時,應遵守下列規定:
(一)必須編製專門設計。爆破參數,爆破器材及起爆要求爆破地點,反向風門位置,避災路線及停電、撤人和警戒範圍等,必須在設計中明確規定。
(二)震動爆破工作麵,必須具有獨立、可靠、暢通的回風係統,爆破時回風係統內必須切斷電源,嚴禁人員作業和通過。在其進風側的巷道中,必須設置2道堅固的反向風門。與回風係統相聯的風門、密閉、風橋等通風設施必須堅固可靠,防止突出後的瓦斯湧入其他區域。
(三)震動爆破必須由礦技術負責人統—指揮,並有礦山救
護隊在指定地點值班,爆破30min後礦山救護隊員方可進入工作麵檢查。應根據檢查結果,確定采取恢複送電、通風、排除瓦斯等具體措施。
(四)震動爆破必須采用銅腳線的毫秒雷管,雷管總延期時
間不得超過130ms,嚴禁跳段使用。電雷管使用前必須進行導通試驗。電雷管的連接必須使通過每一電雷管的電流達到其引爆電流的2倍。爆破母線必須采用專用電纜,並盡可能減少接頭,有條件的可采用遙控發爆器。
(五)應采用擋欄設施降低震動爆破誘發突出的強度。
(六)震動爆破應一次全斷麵揭穿或揭開煤層。如果未能一次揭穿煤層,在掘進剩餘部分時(包括掘進煤層和進入底(頂)板2m範圍內),必須按震動爆破的安全要求進行爆破作業。
采取金屬骨架措施揭穿煤層後,嚴禁拆除或回收骨架。
揭穿或揭開煤層後,在石門附近30 m範圍內掘進媒巷時,必須加強支護。
【釋義】:本條文是關於防突采取震動爆破措施以及揭煤層後的規定。
1.震動性爆破不同於其他爆破作業,它不僅要起到落煤作用,還要利用炸藥爆炸產生的強烈震動波使煤體劇烈震動,如此時煤層中的應力狀態極不穩定,強烈的振動會使它加速趨於穩定,若煤層已達到發生突出時三大基本條件就會誘導出煤與瓦斯突出。
震動爆破炮眼的數量與炸藥的消耗量都要比正常的爆破作業高0.7~1.0倍,並要用專用的炮眼分別爆破岩石和震動煤體(煤、岩分開爆破)。由於眼多裝藥量大,起爆工作比正常爆破作業難度大。基於震動爆破技術的複雜性、特殊性以及達不到預期效果所遺留下來的危害性,必須在采用安全防護措施前,進行專門的設計,以做到心中有數,萬無一失。
2.由於震動爆破的目的之一就是要誘發突出,因而震動爆破工作麵發生突出的幾率很高。為了順利將發生突出時突出的煤(岩)、瓦斯引入回風係統,避免突出的煤(岩)、瓦斯波及其他區域,避免突出的瓦斯向井風流逆轉、擴大突出影響範圍,甚至造成更多人員傷亡。要求震動爆破工作麵必須具有獨立可靠、暢通的回風係統。
震動爆破揭煤時誘發突出的瓦斯量可能很大,也可能出現煤粉流,其濃度很高,已達爆炸界限,為了避免因電火花或人員作業出現的火源點燃突出的瓦斯或煤流,避免突出後因瓦斯濃度過高造成人員窒息傷亡的發生,震動爆破工作麵的回風係統內在爆破時必須切斷電源,嚴禁人員作業和通過。
在進風側的巷道中設置2道堅固的反向風門是為了阻擋突出的煤(岩)、瓦斯向進風係統逆流,避免震動爆破時誘發的突出向進風係統中蔓延。
3.震動爆破揭露突出危險煤層,是一項技術性很強,也是非常危險的工作,稍有疏忽就可能引發事故,甚至是惡性事故。震動爆破揭煤不但要有一個措施得當的設計和安全措施,而且,在實際施工中更要嚴格按設計和安全措施施工,一絲不苟;否則就可能引發事故。所以,震動爆破時必須由礦技術負責人統一指揮。
震動爆破揭煤,極易出現煤與瓦斯突出,假期措施不當或組織不嚴密或對突出危險的判斷有誤,極易出現事故(如掩埋人員,引起瓦斯燃燒或爆炸),為了減少發生事故後的損失,及時進行搶險救災,所以礦山救護隊要在指定地點值班。
4.震動爆破的炮眼數量和炸藥的充填量都比常規爆破的多,作業難度大。要一次全部起爆,就必須保證通過每一個雷管的電流都遠遠大於雷管的最小起爆電流;否則將出現瞎炮,導致震動爆破作業後留有門坎。為了減少雷管的總電阻,雷管要采用電阻較小的銅腳線雷管。為防止前段炸藥爆炸後引起的瓦斯快速積聚因後段炸藥爆炸出現火源而點燃引起瓦斯爆炸,雷管總延長時間規定不得大於130ms。
雷管起爆時間間隔短,爆破氣浪在瓦斯還沒有積聚起來之前可將其驅散,但時間間隔過長,瓦斯就可能積聚並達到爆炸界限,此時當後段炸藥起爆時,就容易引起瓦斯爆炸。所以震動性爆破作業,嚴禁跳段使用雷管。
5.假若震動爆破不能一次全斷麵揭穿或揭開突出煤層,則留有“門坎”(未炸掉的岩體),由於處理“門坎”時作業人員無法進行遠距離操作,在工作麵處理“門坎”時往往會發生突出,極易造成人員傷亡。為了避免此類事故的發生,震動爆破時必須一次揭穿或揭開煤層,金屬骨架是一種超前支架,其作用是加強石門工作麵上部煤體的支撐力,以減弱或防止揭穿石門過程煤與瓦斯突出。然而這種方法並未根本改變煤層應力和瓦斯狀態,突出煤層的突出因素並未改變,突出危險性依然存在,若揭穿煤層後撤除或回收金屬風架煤門就會因支護不佳發生冒頂,進而誘發突出、導致事故。為防止突出事故的發生,在揭穿煤層後嚴禁拆除或回收金屬骨架。
6.揭開突出煤層後,在靠近石門30m範圍內掘進煤巷,煤層中的瓦斯和應力還未得到充分的釋放,同時還要受石門集中應力的影響,突出危險性較正常地區要大。為防止突出的發生,必須加強支護。
第二百一十二條 石門褐煤采用遠距離爆破時,必須製定包括爆破地點,避災路線及停電、撤人和警戒範圍等的專門措施。
煤巷掘進工作麵采用遠距離爆破時,爆破地點必須設在進風側反向風門之外的全風壓通風的新鮮風流中或避難硐室內,爆破地點距工作麵的距離必須在措施中明確規定。
遠距離爆破時,回風係統必須停電撤人。爆破後,進人工作麵檢查的時間應在措施中明確規定,但不得小於30min。
【釋義】:本條文是關於石門揭煤遠距離爆破的規定。
遠距離爆破的主要目的是爆破時將工作人員撤離爆破地點,避免突出的煤(岩)、瓦斯危及作業人員的安全。反向風門雖然能起到隔斷突出物流動到進風側和防止突出瓦斯逆流的作用,但當突出規模較大時,突出的煤(岩)、瓦斯會將反向風門摧毀,從而波及到工作麵進風側,這時若人員僅處在反向風門外的新鮮風流中,當反向風門被摧毀時,則就會造成人員的傷亡。若人員處在全負壓通風的新鮮風流中,由於全負壓通風係統的風流狀態不會因突出破壞了通風設施而受到影響,所以即使突出的瓦斯逆流到了發爆地點,逆流的瓦斯在全負壓風流的作用下也會很快得到稀釋,可將因瓦斯濃度過高造成人員窒息的可能性降到最小,對人身安全有利。所以,在煤巷工作麵采用遠距離爆破時,爆破地點必須設在進風側反向風門之外的全風壓通風的新鮮風流中。
由於避難硐室內設有供給空氣的設施,且構築堅固,人員躲在其中即使在發生突出時安全也不會受到影響,所以將爆破地點設在避難硐室是安全的。
石門揭穿突出煤層時采用遠距離爆破時,存在發生突出的可能性,即使不發生突出,因煤層是第一次揭露,瓦斯湧出量必然很大,假若回風係統不停電撤人就可能因電火花或其他火源引燃瓦斯造成人員傷亡,因此,遠距離爆破時,回風係統內必須停電撤人。
第二百一十三條 在突出煤層采掘工作麵附近、爆破時撤離人員集中地點必須設有直通礦調度室的電話,並沒置有供給壓縮空氣設施的避難硐室或壓風自救係統。工作麵回風係統中有人作業的地點,也應設置壓風自救係統。
【釋義】:本條文是關於在突出煤層采掘工作麵爆破時,撤離人員集中地點的規定。
突出煤層的采掘工作麵無論地質條件、煤層厚度與強度、煤層瓦斯情況變化都很頻繁,為了使礦井決策者能隨時了解突出工作麵的實際變化,需要有電話通訊聯絡,所以突出煤層的采掘工作麵附近,應設有直通礦調度室的電話,在爆破時撤離人員集中地點設直通礦調度室的電話是為了在發現突出征兆和發生突出時及時通知礦調度室,以便及時采取措施進行救災和避免災害範圍擴大。另外,突出煤層隨時都有可能發生突出,特別是在爆破時更可能發生突出,當出現突出預兆後人員需立即撤離現場,但突出瓦斯影響範圍廣,波及速度快,有時工作人員還沒有到達安全地點就會發生突出,為了解決這一問題,在爆破時撤離人員集中地點就必須設立電話和安全救生裝置與係統,以確保工作人員的安全,避難硐室或壓風自救裝置就是為此而設。
第二百一十四條 突出的煤必須及時清理,以防自燃引起瓦斯煤塵爆炸。清理突出的煤時,必須製定防煤塵、片幫、冒頂以及瓦斯超限、出現火源、再次發生事故的安全措施
【釋義】:本條文是關於對突出的煤處理的規定。
突出的煤,粉碎程度較高,比表麵積大,容易與空氣中的氧氣相結合,再加上突出孔洞附近通風不良,突出煤氧化後所發生的熱量容易積存,很易發生自然發火。例如:芙蓉礦務局芙蓉礦,煤層突出後,突出煤尚未清理完就發生自燃,時間最短不超過20d。所以,必須及時清理突出的煤。突出煤一般都幹燥破碎,清理時不采取防塵措施,就會造成煤塵飛揚,若煤塵爆炸指數高,遇火源,則易發生煤塵爆炸。而突出孔洞附近煤層鬆軟、地應力大,容易發生冒頂與片幫;突出孔洞附近通風欠佳的情況下,空氣中的瓦斯濃度容易超限,上述這些情況都易引發事故。因而清理突出的煤時,需要編製必要的安全防護措施,防止煤塵飛揚、片幫、冒頂、瓦斯超限、出現火源等發生。

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