李嘴孜煤礦防突知識培訓教材
第一講 煤與瓦斯突出的基本理論
我國煤與瓦斯突出災害十分嚴重。目前已有250個礦井發生近15000餘次突出，占世界突出總量的40%，年突出次數200～300起左右。有記載以來最早一次突出，發生在l 950年4月2日的遼源礦務局富國礦西二坑。最大的一次突出是1975年8月8日，在天府煤礦三彙壩一井的+280m水平主平硐，放震動炮揭開6號煤層時發生突出，突出煤量12780t，瓦斯140萬m。，1t岩石被拋出1.20m，3t岩石被拋出50m之遠。
淮南礦區第一次突出發生於1959年，在原謝二礦6—127mCl3平巷，因風鎬作業引起傾出。礦區至今已發生突出145次，其中1000噸以上的突出3起，最大的一次為1988年原潘二礦W2B組運輸石門，在揭B4煤過程發生的，突出煤量1433t，瓦斯2.2萬m3。
目前，除謝橋礦、張集礦外，其餘礦井均發生過突出，防突形勢日益嚴峻。主采煤層大都為突出煤層，如潘一開采的1 3—1、11—2、8，新莊孜C 1 3、B l l b、B 6、B 4和謝一C 1 3、B l l b、B 9、B 4均屬突出煤層。而且煤與瓦斯突出危險礦井數目、突出強度和頻度將隨開采深度延深、開采強度增大而逐漸增多。
一、煤與瓦斯突出的定義
煤與瓦斯突出是煤礦井下采掘過程中，在很短時間內(數分鍾)，從煤(岩)壁內部向采掘工作空間突然噴出煤(岩)和瓦斯的現象，簡稱瓦斯突出或突出。突出是一種伴有聲響和猛烈力能效應
的動力現象。
二、煤與瓦斯突出的確定
突出煤層的確定方法有兩種：一是礦井中隻要發生一次突出現象，該礦井就定為突出礦井，發生突出的煤層定為突出煤層;二是利用單項指標法預測，可以定性煤層的突出危險性，隻有四個指標全部達到條件方可定為突出煤層，條件具體是煤的破壞類型為Ⅲ、Ⅳ、V類，瓦斯放散初速度△p大於或等於1 0，煤的堅固性係數小於或等於0·5，煤層瓦斯壓力大於或等於0.7 4M p a。
三、煤與瓦斯突出的危害
主要表現在：破壞巷道、設備、係統，衝擊傷人、煤流埋人，瓦斯造成人員窒息，引起瓦斯、煤塵爆炸，延誤生產等。
四、煤與瓦斯突出的分類及特征
依據動力現象的力學特征，煤與瓦斯突出可分壓出、傾出、突出三種形式。
1、煤的壓出並伴隨大量瓦斯湧出，簡稱壓出，主要特征有：①煤的整體位移或煤有一定距離的拋出，但位移和拋出的距離較小;②壓出後，在煤層與頂板之間的裂隙中，常留有細煤粉，整體位移的煤體上有大量的裂隙;③壓出的煤呈塊狀，無分 選現象;④巷道瓦斯湧出量增大;⑤壓出可能無孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。
2、煤的傾出並伴隨大量瓦斯湧出，簡稱傾出， 主要特征有：①傾出的煤就地按自然安息角堆積，並無分選現象;②傾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞軸線沿煤層傾斜或鉛垂(厚煤層)方向發展;③無明 顯動力效應;④傾出常發生在煤質鬆軟的急傾斜煤層中;⑤巷道瓦斯湧出量明顯增加。
3、煤或岩石突然拋出伴隨瓦斯噴出，簡稱突出，主要特征有：①突出的煤向外拋出距離較遠，具有分選現象;②拋出的煤堆積角小於煤的自然安息角;③拋出的煤破碎程度較高，含有大量的煤 塊和手撚無粒感的煤粉;④有明顯的動力效應，破壞支架、推倒礦車、破壞和拋出安裝在巷道內的設 施;⑤有大量的瓦斯湧出，湧出量遠遠超過突出煤 的瓦斯含量，有時會使風流逆轉;⑥突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。
五、煤與瓦斯突出強度的劃分
按動力現象強度分類，主要依據每次突出的煤(岩)重量。
小型突出：強度<5 O噸/次;中型突出：強度5 O～9 9噸/次;次大型突出：強度1 OO～4 9 9噸/次;大型突出：強度5 O0～999噸/次;特大型突出：強度≥1 OO O噸/次。
六、煤與瓦斯突出發生的一般規律
大量突出資料的統計03manbetx 表明，突出的發生
一般具有以下規律：
1、突出發生在一定的采掘深度上，並隨開采深度增加，危險性加大。突出最淺的深度稱為始突深度。
2、突出煤層的突出危險區域呈帶狀分布。
3、突出與構造關係密切。突出多發生在地質構造附近，如斷層、褶曲、扭轉和火成岩侵入區。大構造控製煤層突出分布，小構造往往是突出位置最顯著的地質標誌。
4、石門揭煤突出危險性最大，突出煤層上山 掘進比下山掘進危險。
5、大多數突出發生在放炮和風鎬落煤過程。采礦應力集中、片幫或冒頂也容易誘導突出。
6、突出具有延期性，延遲的時間由幾分鍾到十幾小時，它的危害性更大。
七、煤與瓦斯突出的預兆
1、有聲預兆：頂板來壓，支架劈裂聲，掉渣聲，煤壁發生震動，從煤體深部發出煤炮聲。
2、無聲預兆：瓦斯湧出異常，瓦斯忽大忽小，打鑽噴瓦斯、噴煤等。煤層紊亂，煤厚、傾角急變，見斷層等。感覺迎頭變冷。迎頭出現“黑煙”現象。
八、煤與瓦斯突出的本質
到目前為止，突出的機理還不清楚。一般認為，突出是一種物理現象，即突出過程中沒有明顯的光、電、熱現象，突出的煤、岩和瓦斯氣體沒有發生分子意義上的變化。影響突出的主要因素是地應力、瓦斯潛能和煤的物理力學性質，目前的突出預測都針對這三個因素，所有的防突措施都是要降低地應力和瓦斯潛能、提高煤體的強度。
第二講 煤與瓦斯突出的防治
在防治煤與瓦斯突出的實踐中，我國總結了一套行之有效的綜合防突措施，習慣上稱為“四位一體”防突措施，即突出危險性預測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗和安全防護措施。
一、突出危險性預測
突出危險性預測是防治煤與瓦斯突出綜合措施的第一個重要環節。突出危險性預測包括區域性預測和工作麵預測。
1、區域性預測
突出煤層經區域預測劃分為突出危險區;突出威脅區;無突出危險區。三個區域具體防突要求：無突出危險區執行安全防護措施;突出威脅區執行30～100m區域預測;突出危險區執行循環
預測。預測具體方法：
①瓦斯地質統計法。根據已開采區域確切掌 握的煤層賦存、地質構造、突出分布規律，按一定原則定性地對突出煤層進行危險性劃分，這類方法現已廣泛應用於現場。
②綜合指標法D、K法。它主要從地應力、瓦斯壓力、煤層硬度和結構方麵評價測定地點的突出危險性，用以反應同一構造單元內的區域突出危險性大小趨勢。
D=(0.7775H/f一3)(p一0.74)
K=△P/f
這一方法主要缺點：測點較少，受限於石門揭煤中;用深度來間接反映地應力，隻能應用於相同地質條件下的單一構造單元。甚至不如瓦斯壓力更為直觀，其它指標測定有誤差時掩蓋了壓力值的影響。 、
③瓦斯地質區化法。對特定的礦井，以較大的地質構造控製分布為背景，研究構造煤及軟分層的分布規律來定性或定量劃分煤層突出危險性分 布。以焦作工學院為代表，瓦斯地質區化理論已相當成熟，其成果已達到現場實用階段。
2、工作麵預測
對采掘迎頭進行動態循環預測即工作麵預測方法，又叫日常點預測或循環預測預報。它的直接成果即預測有無突出危險，用以決定是否施用具體防治突出措施。國內廣泛采用的方法仍是傳統《細則》規定的鑽孔指標法，它們都是建立在煤體應力、結構、瓦斯三要素基礎上，屬接觸式的定量預測方法。
①石門揭煤工作麵突出危險性預測
石門揭開突出煤層前，應選用綜合指標法(D、K值)、鑽孔瓦斯解吸指標法(K1、△h2、c值)或其它經試驗證實有效的方法預測工作麵突出危險性。
②煤巷掘進工作麵突出危險性預測
在突出危險區域中掘進煤巷時，可采用下列方法之一預測煤巷工作麵的突出危險性：
A.鑽孔瓦斯湧出初速度法(qm);
B.R值指標法;鑽屑指標法;
C.其他經試驗證實有效的方法(鑽屑溫度、煤體溫度、放炮後瓦斯湧出量等)。
下麵著重介紹鑽孔瓦斯湧出初速度法和鑽屑指標法。
用鑽孔瓦斯湧出初速度法預測煤巷掘進工作麵突出危險性時，應按下列步驟進行：
A.在掘進工作麵的軟分層中，靠近巷道兩
幫，各打一個平行於巷道掘進方向，直徑42mm、深為3.5m的鑽孔;
B.用專門的封孔器封孔，封孔後測量室長度為0。5m;
C、鑽孔瓦斯湧出初速度的測定必須在打完鑽後2min內完成。當實測的q值等於或大於臨界值qm=4.0L/min時，煤巷掘進工作麵應預測為突出危險工作麵;實測q值小於臨界值qm時，該工作
麵應預測為無突出危險工作麵。
用鑽孔瓦斯湧出初速度法預測煤巷掘進工作麵突出危險性時，如預測為無突出危險工作麵，每預測循環應留有2m預測超前距。
采用鑽屑指標法預測煤巷掘進工作麵突出危險性時，應按照下列步驟進行：
A.在煤巷掘進工作麵打2個(傾斜和急傾斜煤層)或3個(緩傾斜煤層)直徑42mm、孔深8～lOm的鑽孔.
B.鑽孔每打1m測定鑽屑量一次，根據每個鑽孔沿孔長每米的最大鑽屑量Smax預測工作麵的突出危險性。實測得到的指標Smax值等於或大於臨界值6.0Kg/m時，該工作麵預測為突出危險工
作麵，否則預測為無突出危險工作麵。
采用鑽屑指標法預測突出危險性，當預測為無突出危險時，每預測循環應留有2m的預測超前距。
⑧采煤工作麵突出危險性預測
采煤工作麵突出危險性預測可使用煤巷掘進工作麵突出預測方法，沿采煤工作麵每隔10～15m布置一個預測鑽孔，孔深根據工作麵條件選定，但不得小於3.5m。當預測為無突出危險工作
麵時，每預測循環應留2m預測超前距。
淮南主要采用D、K指標，S、K1指標。實事求是地講，這些指標敏感性、準確性都不夠理想。我們既有“經預測危險而未發生突出的情況”，也有“經預報無突出危險而實際發生突出的事例"。預測預報的準確性製約著防突工作的整體進步。
二、防治突出措施
開采突出煤層時，必須采用綜合防突措施。在采用防治突出措施時，應優先選擇區域性防治突出措施，如果不具備采取區域性防治突出措施的 條件，必須采取局部防突措施。
(一)區域性防突措施
1、開采保護層保護層開采形成煤層頂底板上下一定範圍礦壓形變，達到被保護的突出煤層應力充分釋放，同時利於抽采本煤層瓦斯，進一步增強煤體強度。從措施影響範圍和卸壓效果而言，保護層開采是最經濟、可靠和有效的消突措施，廣泛應用世界各國，技術十分成熟。
在突出礦井中，預先開采的、並能使其他相鄰的有突出危險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護層，後開采的煤層稱為被保護層。保護層位於被保護層上方的叫上保護層，位於下方的叫下保護層。
開采保護層的作用
保護層開采後，由於采空區的頂底板岩石冒落，移動，引起開采煤層周圍應力的重新分布，采空區上、下形成應力降低(卸壓)區，在這個區域內的未開采煤層將發生下述變化：
A.地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放。
B.煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣係數增加。所以被保護層內的瓦斯能大量排放到保護層的采空區內，瓦斯含量和瓦斯壓力都將明顯下降。
C.煤層瓦斯湧出後，煤的強度增加。據測定，開采保護層後，被保護層的煤硬度係數由0.3～O.5增加到1.O～1.5。
所以保護層開采後，不但消除或減少了引起突出的兩個重要因素：地壓和瓦斯，而且增加了抵禦突出的能力因素——煤的機械強度。這就使得在卸壓區範圍內開采被保護層時，不再會發生煤與瓦斯突出。
②保護範圍
保護範圍是指保護層開采後，在空間上使危險層喪失突出危險的有效範圍。在這個範圍內進行采掘工作，按無突出危險對待，不需要再采取其他預防措施;在未受到保護的區域，必須采取防治突出的措施。但是厚度等於或小於1.5m的保護層開采時，它的效果必須實際考察，如果效果不好，被保護層開采後，還必須采取其他的防治措施。
劃定保護範圍，也就是在空間和時間上確定卸壓區的有效範圍。突出危險礦井應根據實際觀測資料，確定合適的保護範圍，標明在礦井開采平麵圖上，如無實測資料，可參考下列數據。
A.垂直保護距離
保護層與被保護層之間的有效垂距應符合下表所列數值。
B.沿傾向的保護範圍
確定沿傾向的保護範圍就是沿傾向劃定被保護層的上、下邊界。一般礦井的開采順序都是由淺到深，上水平(上階段)回采後，對被保護層的下水平(下階段)能起到卸壓作用，所以沿傾向的上部邊界可不劃定。如果煤層傾角平緩，沿傾斜的保護範圍可能錯開l～2小階段，這時應將上下邊界都劃出。水平或階段間留有柱時，必須劃定該煤柱沿傾向的影響範圍。
C.沿走向的保護範圍
保護層回采工作麵與被保護層采、掘工作麵之間的超前距。《01manbetx 》規定，保護層的回采工作麵，必須超前於被保護層的掘進工作麵，其超前距一般不得小於兩個煤層之間垂直距離的兩倍，至少不小於30m。以便被保護層能充分卸壓和排出瓦斯。隨著層間距的增大，由於岩層移動減少，透氣係數增加不多，或由於采深的增加，地壓和瓦斯壓力都增大，保護層采動後，排瓦斯時間也將增長，這個超前距就應該大些。
保護層回采工作麵始采線兩側的保護範圍，必須按實際考察結果確定。如無測資料，對停采的保護層采煤工作麵，停采時間超過3個月且卸壓比較充分，該采煤工作麵的始采線、收作線及所留煤柱對被保護層沿走向的保護範圍可暫按卸壓角56～60°劃定。
d.煤柱的影響
保護層開采後，在采空區上、下形成了卸壓區，在其附近的煤柱(未采區)則產生了集中應力區。在集中應力區內，增加了突出危險性，對此要有充分的認識。統計資料表明，開采保護層後，被保護層的突出，大多數發生於保護層煤柱的應力集中影響區。
煤柱附近集中應力區的寬度，隨層間距的增加而加大，集中應力係數則隨之減小。在這個範圍內進行采掘工作時，必須采取預防突出的措施。
③開采保護層必須注意的幾個問題
A.如煤層群中有幾個保護層時，應首先考慮上保護層。如果不得不開采下保護層時，要防止采動影響而破壞未采煤層結構。
B.礦井中所有煤層都有突出危險時，可選擇突出危險程度較小的煤層作為保護層，但在此保護層的采掘過程中，必須采取防治突出的措施。
C.礦井中所有可采煤層都具有嚴重突出危險時，也可以選擇不可采的煤層作為保護層。為了減小勞動強度，可使用刨煤機、鋼絲繩鋸等采煤機械。
d.開采保護層時，應同時抽采被保護層的瓦斯。
④淮南礦區保護層開采現狀
淮南潘一、潘三遠距離緩傾斜保護層開采的試驗成功，老區急傾斜保護層開采的應用，傾斜煤層多重開采保護層良好的效果，已逐漸完善了礦區保護層開采技術體係。新區開采B11保護C13，
B6保護B4;老區開采B8保護B6，B6保護B4，B10保護B11，和C1 5保護C1 3。初步建立了包括近水平、緩傾斜、傾斜、急傾斜煤層，近距離、中距離、遠距離、超遠距離的上、下保護層開采治理瓦斯技術。目前正在試驗研究強化抽采條件下擴界保護技術，探索超遠距離(層間距150m)保護層開采技術。淮南保護層開采技術具有自身的特點，配合底板巷、穿層鑽孔抽采而有效解決自身開采的瓦斯治理問題。
2、密集鑽孔預抽
這種措施的實質是，通過布置密集穿層鑽孔、順層鑽孔預抽突出煤層瓦斯，降低突出危險煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，並由此引起煤層收縮變形、地應力下降、煤層透氣係數增加和煤的強度提高等效應，使被抽采瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險性。其中順層鑽孔預抽已廣泛應用於突出煤層危險區域消突。該方法存在主要問題：鑽孔工程量大，保護效果不如保護層方法顯現;順層長鑽孔施工相當困難，從施工、裝備、封孔工藝上仍有一定難度，製約這一技術發展;卸壓時間較長。配合深孔預裂爆破以縮短抽采時間，提高抽采效果技術正在組織攻關。
3、煤層注水措施
通過煤層鑽孔向煤體施注高壓動力水以增大煤層透氣性，達到應力和瓦斯釋放。這一方法局限性較大，注水成功率低，在淮南礦區應用不夠廣泛。
(二)局部消突措施
局部消突措施有鑽孔抽采、鑽孔自然排放、水力衝孔或擴孔、鬆動爆破、金屬骨架加固局部煤體等。在淮南礦區，鑽孔抽采瓦斯最為常用，而大直徑擴孔和深孔預裂爆破比較有前景。淮南強製采用“巷幫鑽場+迎頭鑽孔”邊抽邊掘措施，該措施應用有其自身的曆史背景，對當前淮南的防突現狀是必要而又必須堅持。這一措施最大問題防突工作量大，工序時間長，一定程度影響了掘進速度。由潘一礦試驗成功的深孔預裂爆破配合鑽孔抽采措施，潘三礦推廣應用的“兩綜一炮”掘進工藝均取得了較好的防突效果，是淮南人摸索實踐的產物。
1、鬆動爆破
鬆動爆破是向掘進工作麵前方應力集中區，打幾個鑽孔裝藥爆破，使煤體鬆動，集中應力區向煤體深部移動，同時加快瓦斯的排出，從而在工作麵前方造成較長的卸壓帶，以預防突出的發生。鬆動爆破分為深孔和淺孔兩種。深孔鬆動爆破一般用於煤巷或半煤岩巷掘進工作麵，鑽孔直徑一般為40～60mm，深度8～15m(煤層厚時取大值)。淺鬆動爆破主要用於采煤工作麵，采煤工作麵的鬆動爆破防治突出措施，適用於煤質較硬、圍岩穩定性較好的煤層，鬆動爆破孔沿采煤工作麵每隔2～3m打一個，孔深不小於3m，炮泥封孔長度不得小於1m。措施實施後，必須經措施效果檢驗有效後，方可進行采煤。采用鬆動爆破防治突出措施的超前距離不得小於2m。
深孔鬆動爆破措施，可適用於煤質較硬、突出強度較小的煤層。采用深孔鬆動爆破防治突出時，應符合下列要求：
①深孔鬆動爆破的孔徑為42mm，孔深不得小於8m。深孔鬆動爆破應控製到巷道輪廓線外1.5～2m的範圍。孔數應根據鬆動爆破有效半徑確定。采用深孔鬆動爆破防突措施，在掘進時必須
留有不小於5m的超前距。
②深孔鬆動爆破孔的裝藥長度為孔長減去5.5～6m，每個藥卷(特製藥卷)長度為1m，每個藥卷裝入一個雷管。裝藥必須裝到孔底。裝藥後，應裝入不小於0.4m的水炮泥，水炮泥外側還應充填長度不小於2m的封口炮泥。
③在裝藥和充填炮泥時，應防止折斷電雷管的腳線。
④深孔鬆動爆破後，必須進行措施效果檢驗。如果措施無效，必須采取補救措施。
⑤深孔鬆動爆破時，必須執行撤人、停電、設警戒、遠距離放炮、反向風門等安全措施。
2、鑽孔排放瓦斯
石門揭煤前，由岩巷或煤巷向突出危險煤層打鑽，將煤層中的瓦斯經過鑽孔自然排放出來，待瓦斯壓力降到安全壓力以下時，再進行采掘工作。鑽孔數和鑽孔布置應根據斷麵和鑽孔排放半徑的大小來確定，每平方米斷麵不得少於3.5～4.5孔。
此法適用於煤層厚、傾角大、透氣係數大和瓦斯壓力高的石門揭煤時。也大量應用於突出危險煤層的煤巷掘進。缺點是打鑽工程量大，瓦斯壓力下降慢，等待時間長。
3、超前鑽孔
它是在煤巷掘進工作麵前方始終保持一定數量的排放瓦斯鑽孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的強度，在鑽孔周圍形成卸壓區，使集中應力區移向煤體深部，
超前鑽孔孔數決定於巷道斷麵積和瓦斯排放半徑。鑽孔在軟煤中的排放半徑為1～1.5m，硬煤中可能隻有幾十厘米。平巷掘進工作麵一般布置3～5個鑽孔，孔徑200～300mm。孔深應超前工作麵前方的集中應力區，一般情況下它的數值為3～7m，所以孔深應不小於10～15m。掘進時鑽孔至少保持5m的超前距離。
采用超前鑽孔作為防治突出的措施時，應符合下列要求：①超前鑽孔可適用於煤層透氣較好、煤質較硬的突出煤層;②超前鑽孔直徑應根據煤層賦存條件和突出情況確定，一般為75～l20mm，地質條件變化劇烈地帶也可采用直徑42mm的鑽孔。鑽孔超前於掘進工作麵的距離不得小於5m;若超前鑽孔直徑超過120mm時，必須采用專門的鑽進設備和製定專門的施工安全措施;③鑽孔應盡量布置在煤層的軟分層中;④超前鑽孔的控製範圍，應控製到巷道斷麵輪廓線外2～4m(包括巷道斷麵內的煤層);⑤超前鑽孔孔數應根據鑽孔的有效排放半徑確定，鑽孔的有效排放半徑必須經實測確定;⑥煤層賦存狀態發生變化時，應及時探明情況，再重新確定超前鑽孔的參數;⑦必須對超前鑽孔進行效果檢驗。如果經檢驗措施無效，必須補打鑽孔或采取其它補充措施;⑧超前鑽孔施工前應加強工作麵支護，打好迎麵支架，背好工作麵。
急傾斜中厚或厚煤層上山掘進時，可用穿透式鑽機，貫穿全長後，再由上而下擴大斷麵然後用人工修整到所需斷麵。
超前鑽孔適用於煤層賦存穩定、透氣係數較大的情況下。如果煤質鬆軟，瓦斯壓力較大，則打鑽時容易發生夾鑽、垮孔、頂鑽，甚至孔內突出現象。
4、震動放炮
震動放炮是采用增加炮眼數和裝藥量，一次爆破揭穿煤層並成巷的爆破方法。在此情況下，因爆破震動，圍岩應力和瓦斯壓差急劇變化，創造了最有利的突出條件。所以震動放炮實質上是一種人為的誘導突出的措施，而不是防止突出的方法。它使突出發生在沒有人員在場和采取了預防瓦斯、煤塵爆炸措施的情況下。
震動放炮的效果取決於岩柱厚度、炮眼數、炮眼布置和裝藥量等參數。
采用震動放炮措施時，應注意下列事項：①震動放炮時，應將井下人員撤至地麵。為了少影響生產，一般在交接班時放炮;②放炮時應將放炮區或全井斷電，進風係統內不得有火源存在，以免引燃瓦斯;③放炮半小時後由救護隊進入檢查。具有延
期突出的礦井，進入的時間還要加長;④為了限製突出的波及範圍，可在距離工作麵4～5m處，壘起高不小於1.5m的矸石堆或高至頂板的木垛。
三、防突措施的效果檢驗
1、保護層保護效果檢驗。保護層開采厚度等於或小於0.5m、上保護層與突出煤層間距大於50m或下保護層與突出煤層間距大於80m時，都必須對保護層保護效果進行檢驗。檢驗內容為保護範圍和保護效果考察。檢驗應在被保護層中掘進巷道時進行，如果各項測定指標都降到該煤層突出危險臨界值以下，則認為保護層開采有效;反之，認為無效。
2、預抽效果檢驗。預抽煤層瓦斯防突效果檢驗方法：煤體殘存瓦斯含量小於2m3/t;煤層瓦斯抽采率大於30%。
3、揭煤防突措施效果檢驗。石門揭煤措施效果檢驗難度較大，現場可用措施質量、卸壓時間、瓦斯釋放率和鑽孔內瓦斯湧出狀況綜合評價。也可用鑽孔殘餘瓦斯壓力檢驗。采掘麵防突措施效
果檢驗方法同預測預報。
4、煤巷掘進工作麵防治突出措施效果檢驗。煤巷掘進工作麵執行防治突出措施後，按規定的預測方法進行措施效果檢驗。檢驗孔孔深應小於或等於措施孔，並應布置在兩個措施孔之間。如果測得的指標都在該煤層突出危險臨界值以下，則認為措施有效;反之，認為措施無效。當措施無效時，無論措施孔還留有多少超前距，都必須采取防治突出的補充措施，並經措施效果檢驗有效後，方可采取安全措施施工。當檢驗孔孔深等於措施孔孔深(檢驗與措施孔孔深均采用鑽孔向巷道掘進方向的投影孔深，簡稱投影孔深)時，經檢驗措施有效後，必須留有5m投影孔深的超前距。當檢驗孔孔深小於措施孔孔深，且兩孔投影孔深的差值不小於3m時，經檢驗措施有效後，可采用2m投影孔深的超前距。
5、采煤工作麵防治突出措施的效果檢驗。采煤工作麵采用淺孔注水或鬆動爆破措施時，可采用鑽孔瓦斯湧出初速度法、鑽屑指標法或其它經試驗證實有效的方法檢驗防治突出措施的效果。
檢驗鑽孔應打在措施孔之間，測定方法按規定實施。檢驗指標小於該煤層突出危險臨界值時，則認為防突措施有效;反之，認為防突措施無效。在措施效果無效區段，必須采取補充防治突出的措施，並經措施效果檢驗有效後，方可采取安全措施施工，並應留有不小於2m的超前距。
四、安全防護措施
安全防護主要措施要求：
1、獨立、穩定、可靠的揭煤通風係統。包括反向風門，局部通風設施，嚴禁串聯通風、“抹門過”。
2、基本安全設施。避難硐室，壓風自救，隔爆水袋，電話等。
3、供電管理的特殊要求。電器設備，供電係統及管理製度;探頭安設及斷電範圍。
4、震動放炮或遠距離放炮。放炮位置、驗炮等待時間和放炮程序規定。
5、其它諸如嚴禁使用風鎬作業，加強頂板管理的具體措施。
6、專職測氣員。
7、個體防護。熟悉突出預兆特征、突出後處理程序、避災路線以及貫徹措施中主體內容，佩帶隔離式自救器。
第三講 防突對巷道布置和生產的要求
主要巷道應布置在岩層或非突出煤層中;煤層巷道應盡可能布置在卸壓範圍內，如采用沿空留巷或沿空送巷;井巷揭穿突出煤層的次數應盡可能減少;井巷揭穿突出煤層的地點應避開地質
構造破壞帶;突出煤層中的掘進工作量應盡可能減少;開采保護層的礦井，應充分利用保護層的保護範圍;井巷揭穿突出煤層前，必須具有獨立、可靠的通風係統;在突出煤層中，嚴禁任何兩個采掘工作麵之間串聯通風;突出煤層突出危險區、突出威脅區嚴禁采用放頂煤采煤法、水力采煤法、非正規采煤法采煤;突出煤層危險區、突出威脅區的采掘工作麵嚴禁使用風鎬作業。
第四講 防突規章製度
一、生產礦井必須設立專門防突機構，建立、健全防突管理製度和部門責任製。防突機構應由專人具體負責，配足人員，保持隊伍穩定。
二、生產礦井必須認真編報瓦斯地質圖和防突預測圖。石門揭穿突出煤層和新水平第一次揭開所有煤層，必須在石門距被揭煤層20m前編製專門防突設計，報集團公司審批。
三、突出煤層開采必須堅持以區域治理為主，局部治理相結合，以非突出煤層保護突出煤層，強化抽采的技術原則。具備保護層開采條件的，必須開采保護層;無保護層開采條件的，采用穿層孔、順層孔預抽突出煤層瓦斯。保護層開采，采空區不得留有煤(岩)柱，特殊情況需留煤(岩)柱時，必須經集團公司批準。
四、突出危險掘進工作麵必須編製“四位一體"專門的防突措施，地質構造異常帶、瓦斯湧出異常帶、應力集中帶必須編製專門具有針對的防突措施，距離突出煤層法距小於20m的掘進巷道，
要製定防止誤穿煤層的防突措施。
五、突出危險掘進工作麵和瓦斯絕對湧出量
大於3m3/min、炮後瓦斯經常超限、有瓦斯湧出現象、或預測突出指標超限的掘進工作麵，以及石門揭穿突出煤層工作麵，必須實施巷幫鑽場深孔連續抽采措施，並確保掘進迎頭鑽孔每平方米不得少於2個。具備底板巷條件的突出煤層掘進麵，必須施工穿層鑽孔超前掩護掘進施工。
六、非突出煤層揭煤和煤巷掘，必須按《防治煤與瓦斯突出細則》第2 6條的規定收集“四項指標"資料。
第五講 防突裝備、儀器儀表
礦井防治煤與瓦斯突出設備主要有鑽機、瓦斯泵、封孔泵、空氣壓縮機、防突儀等。這裏介紹一下目前礦區常用的防突裝備和儀器。
一、鑽機
1、MK係列鑽機：優點是結構合理、技術先進、工藝適應性強、操作省力、安全可靠、解體性好、搬運方便。
2、S GZ係列鑽機：適用於工程鑽孔和地質勘探取芯鑽孔，既能用於鋼粒鑽進，又能用於金剛石鑽進，該機機身小，尤其適應於水電鑽廊道內和煤礦井下作業。 .
二、瓦斯泵
2 BE 1係列水環真空泵是一種單級單作用式真空泵。它具有無摩擦麵、無油潤滑、結構緊湊、運行工作可靠、使用維護方便、選型範圍寬等優點，主要用於抽吸不含顆粒的氣體，工作介質為溫清水，特殊要求也可用酸、堿等其它介質為工作液。被廣泛用於電力、化工、醫藥、煤炭、製糖等行業。
三、KFB型礦用封孔泵
KFB型礦用封孔泵主要用於煤礦瓦斯抽采鑽孔的封孔及煤層注水鑽孔的封孔等煤礦井下其它各種類型鑽孔的封孔，對水平鑽孔的封孔長度可達3 0m，垂直向上鑽孔的封孔長度可達2OM。
四、防突儀
淮南礦區廣泛應用煤炭科學研究總院重慶分院生產的TWy型及WTC型防突預測預報儀用來預測(效檢)煤層的突出危險性。儀器具有操作方法簡便、測量準確、便於攜帶等優點。潘一、潘三等礦主要利用TWy測定瓦斯湧出初速度qm，測量範圍O～50L/min，衰減係數測量範圍O.1～O.9 9。謝一、新莊孜等礦主要利用WTC型防突儀測定瓦斯解吸指標K1值。
第六講、李嘴孜礦煤與瓦斯突出現狀
1、瓦斯地質情況
兩井均為煤與瓦斯突出礦井，其中李井2000年被定為煤與瓦斯突出礦井，孔井於02年由低瓦斯礦井直接升級為突出礦井。先後有B4b、B7b、B9b、C13四層主采煤層被定為突出煤層，從我們掌握的瓦斯資料看，A1～B9b槽煤層從西向東，由淺入深瓦斯湧出量逐漸增大，特別是過李Ⅰ線以東後瓦斯突然增大，其中瓦斯湧出量最大的是B9b煤層，主要是進行回采時，下鄰近層卸壓瓦斯大量湧出造成。而C13、B11b槽煤層從東向西瓦斯逐漸增大，但增幅較小，李井W1采區湧出量最大，再向西瓦斯又逐漸減小。B9b、C13槽煤層瓦斯湧出量變化見付圖
共發生煤與瓦斯突出四次
①1995年12月18日，-400mE1石門揭開B7b煤層時因抽冒誘導突出，突出煤量170T，突出瓦斯量150m3。
②2000年1月9日，-400mE2B4b順槽掘進時發生突出，突出煤量12 T，瓦斯60米3。
③2003年7月11日，-430m E2B9b切眼在打鑽的過程中發生突出，突出煤量30T，瓦斯為100m3。
④2004年6月15日-470W1C13槽刨眼發生突出，突出煤量50T，瓦斯為380m3，死亡2人。
雖然礦井瓦斯湧出量相對較小，但隨著礦井的延深，突出危險性越來越大，在-440mE4石門測得A1煤層瓦斯壓力1.8MPa，且打鑽時噴煤、噴瓦斯;在-530m水平車場測得B4b煤層瓦斯壓力達4.0 MPa，-440mE2石門揭B4b煤層前施工前探孔時發生噴孔，噴出煤量約5噸，該瓦斯壓力並不比其他高突礦井瓦斯壓力小，說明該煤層具有強突出危險性;-470mW1C13雖然瓦斯湧出量不大但地應力大，在順槽掘進過程中響煤炮聲頻繁，煤層極易抽冒。因此，煤與瓦斯突出對我礦安全生產的威脅越來越嚴重，防突形式十分嚴峻。
預測預報：
目前B4b、B7b槽煤層於2004年已進行了區域性劃分，根據集團公司煤瓦地[2004年]338號文件，孔李公司B4b、B7b槽煤層李Ⅰ線以西-530m以上劃定為無突出危險區域，-530m以下暫劃定為突出危險區域;李Ⅰ線～李Ⅱ線之間-340m以上劃定為無突出危險區域，-340m ～-530m 劃定為突出威脅區，-530m以下暫劃定為突出危險區域;李Ⅱ線以東-340m以上劃定為突出威脅區域。-340m及以下劃定為突出危險區域。B9b 、C13區域性劃分工作資料收集已結束，正待審批。
石門揭煤工作麵采用瓦斯壓力及D、K值綜合指標法預測，臨界值參考《防突細則》中的規定值，即瓦斯壓力小於0.74Mpa，D值小於0.25，K值小於15。
煤巷掘進工作麵及采煤麵使用WTC防突儀采用鑽屑指標法預測，即在工作麵施工預測鑽孔，鑽孔每打1米，測定一次鑽屑量，每隔2米測定一次鑽屑解吸指標K1(K1值的物理意義是煤樣自煤體脫落暴露在大氣中第一分鍾內，每克煤的瓦斯解吸量，ml/(g .min1/2))。.根據每個鑽孔沿孔長每米的最大鑽屑量Smax和最大鑽屑解吸指標K1預測工作麵的突出危險性。其臨界值K<0.5 ml/(g .min1/2)，鑽屑量S<6Kg。
其中掘進麵預測孔數不少於2個，孔徑42mm，孔深8~10m，每預測循環保持不少於2m的超前距;采煤麵沿工作麵每隔10~15m布置一個預測鑽孔，孔徑42mm，孔深不小於3.5m ，每預測循環保持不少於2m的超前距。
防突措施：在采用防治突出措施時，應優先選擇區域性防治突出措施
㈠區域性防突措施
⒈開采保護層 礦井主采煤層共七層，根據煤層賦存情況，[ A1→(90m)B4b→(45m)B7b→(22m)B8b(B9b)→(85m)B11b→(60m)C13],選擇非突出煤層B11b作為C13的下保護層開采，選擇突出危險性相對較小的B9b作為B7b槽的上保護層開采，回采B7b槽時，又可作為B4b槽的上保護層。開采保護層時必須提前施工底板穿層鑽孔預抽被保護層的卸壓瓦斯。同時施工頂板走向鑽孔、高抽巷加強對開采層的瓦斯抽采，工作麵的瓦斯抽采率不低於40%。
⒉密集鑽孔預抽 由於B9b槽頂、底板附近其他煤層賦存均極不穩定，不可采，因此B9b無法提前開采保護層，回采時必須采用密集鑽孔超前抽采。同時上保護層工作麵內留設的煤柱，必須在采掘工作麵圖上詳細標注，並確定影響範圍，采用密集鑽孔加強對該區域的瓦斯抽放。
孔李公司保護層開采示意圖
㈡局部消突措施
石門揭煤防突措施
采用石門及巷幫鑽場預抽瓦斯，預抽率不低於30%，瓦斯壓力降到0.74 Mpa以下 ，揭煤期間必須利用巷幫鑽場邊抽邊掘，且過煤層時必須采用金屬錨杆進行超前支護。用遠距離震動放炮的方法揭開煤層，因石門揭煤時突出危險性最大，因此，揭煤把好七道關。
施工關：巷道和抽放鑽孔必須按設計施工，落實到實處;
驗收關：巷道和抽放鑽孔必須有專人驗收，確保質量;
封孔關：應采用新設備、新技術、新工藝、新材料，確保封孔質量，提高抽放效果;
抽放卸壓關：計算並掌握抽放量、抽放率、瓦斯壓力和解突安全抽放期等重要參數;
檢驗關：必須按照頒發的防突細則的有關規定進行效果檢驗，符合要求後方準揭煤;
二次卸壓關：揭煤前可再打一組卸壓孔，進行二次卸壓。
3、B4、B7b、B9b高瓦斯煤層掘進防突措施
由於C13瓦斯湧出量相對不大，主要是煤層傾角大、性較軟，易抽冒引起煤與瓦斯傾出，因此防突措施采用卸壓排放鑽孔釋放。通過煤體前方的鑽孔使煤體應力釋放和轉移，鑽孔使煤體前方的高壓瓦斯得以釋放，使掘進頭前方一定範圍內形成低應力區，達到防突或降低突出強度的目的。
B9b煤層掘進及B4、B7b非保護區內掘進時必須提前在B7b底板岩巷內施工超前鑽孔預抽瓦斯，掘進迎頭必須始終在穿層鑽孔掩護下施工，同時施工巷幫鑽場邊掘邊抽
第七講 防突02manbetx.com 案例
孔井“2004.6.15”02manbetx.com
一、工作麵基本情況
孔李公司孔井-530mE1二道石門於04年3月17日揭露C13煤層，該處C13槽地質構造簡單，無斷層，煤厚約4.0m。煤層傾角84度，為發育較穩定的厚煤層，煤層節理發育。C13槽煤巷於6月4日開始施工，施工順槽前，由巨萬公司102隊向-440m施工一套生根眼，生根眼采用1.0×1.0m木盤支護，施工過程中11KW局扇供風，風量180m3/min，絕對湧出量0. 5 m3/min，由於煤層傾角大、性較軟，小眼施工時易發生抽冒，施工進度較慢，經有關部門研究，調換施工隊伍，改由礦掘進一隊施工。
二、煤與瓦斯突出02manbetx.com 經過
6月15日夜班，掘一隊安排兩人到-530mE1 C13二道半石門施工回風眼，23：30分，到達現場，檢查迎頭瓦斯0.3%。24：00分，施工人員將迎頭漫眼材料拆除，將虛煤放空後，迎頭出現長度2米，下口約1.5米見方向上掉尖的空洞，施工人員開始在迎頭垛盤，至2：00，垛盤了約1.6米高時，眼內發生抽冒，此時測氣員測得眼下口瓦斯為0.9%，當即下至二道向調度所彙報，測氣員行至人眼口時聽到煤炮聲，隨即迎頭發生煤與瓦斯傾出，突出煤量50噸，湧出瓦斯380m3，迎頭2人未及時撤除，被堵在眼內，窒息死亡。
1、直接原因
-530mE1C13二道半2#回風眼掘進工作麵位於井田倒轉褶曲軸部，煤層軟硬相間、結構鬆軟、內聚力小，工作麵煤體冒落，因沒有及時采取有效支護措施，造成抽冒誘導煤的突出，同時湧出大量瓦斯。
2、間接原因
⑴技術管理不到位。區域突出危險性預測工作不到位。對-530mE1C13煤在開采過程中出現的煤炮、瓦斯異常湧出等動力現象，未進行綜合03manbetx ，也未向有資質單位提出申請。2004年6月7日，-530mE1C13二道半順槽在刷幫擴棚時出現了較大的煤炮聲，並出現了抽冒和瓦斯異常湧出，工作麵瓦斯濃度達到1.54%。礦雖召開了追查會，但未采取針對性措施;2004年6月14日12時左右出現了連續的、聲音較大的煤炮，2#回風眼因此發生抽冒，礦未認證03manbetx 研究，未采取更有效措施。
⑵礦井管理人員對防突意識不到位。對-530mE1C13煤層在采掘過程中出現的煤炮聲、瓦斯異常等現象沒有引起重視，未分析真正的原因，並製定有效措施，也沒有即使向集團公司有關部門彙報。
⑶“一通三防”現場管理不到位。甲烷傳感器T1位置不當，不能監控小眼施工的真實CH4情況。
⑷2#回風眼施工過程發生掉頂現象後，倉促調換施工隊伍，調換過程中交接人員對現場施工情況未作認真了解，換隊進點前未製定有針對性的防範措施。
⑸現場監督管理不到位。跟班幹部、安檢員未把住安全重點，對小眼內同時有兩人空頂作業的違章現象未能及時製止。
⑹職工安全意識較差，防突意識淡薄，安全教育不到位。
四、事故教訓及防範措施
1、加大“一通三防”工作力度，提高對“”瓦斯超限就是事故”的認識，加強瓦斯綜合治理工作，強化防突意識，尤其要對C13煤的煤與瓦斯突出的管理，認真開展突出危險性預測預報工作，按規定嚴格落實“四位一體”的防突措施，將安全管理工作真正做實、做細、做到位。
2、要加強技術管理工作，優化采場設計，采取有利於防止煤與瓦斯突出的采掘布置方式，提高安全可靠性。急傾斜煤層，盡量避免上山掘進或刨小眼。
3、加大事故隱患追查、處理力度，對於瓦斯超限現象，必須立即停止作業，按照事故“四不放過”原則，認真追查、處理，采取有效的防範措施。對掘進過程中出現的煤炮聲、瓦斯異常等現象，要高度關注。
4、加強施工現場的安全管理，認真落實實現現場跟班製度和安全檢查員職責，提高各級管理人員的責任意識和跟班質量，把住安全關。
5、加大對職工的安全教育和防突知識培訓力度，提高每一位職工的安全生產意識和自我保安能力，杜絕“三違”行為的發生。
李嘴孜煤礦培訓中心
2007.03.20
