機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 1 課時

　　課 題煤與瓦斯突出基本概況及危害課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害

　　教學重點煤與瓦斯突出發生的一般規律及突出預兆

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　一、煤與瓦斯突出的基本概念

　　在煤礦井下采掘過程中，在極短時間內(數秒至幾分鍾)突然從煤(岩)體內噴出大量的煤(岩)與瓦斯的現象，稱為煤與瓦斯突出，簡稱突出。

　　二、煤與瓦斯突出的危害

　　煤與瓦斯突出是煤礦嚴重的自然災害之一，是煤、岩和瓦斯參與下的一種複雜的動力現象。

　　具體表現為：

　　在數秒至幾十秒極短的時間內向巷道、采麵等采掘空間拋出大量的煤岩，並噴出大量的瓦斯。煤量從幾噸到上萬噸，瓦斯量從幾十立方米到數百萬立方米。危害輕的摧毀巷道支架，推到礦車，破壞通風設施，引起局部地區風流反向，嚴重的使礦井充滿煤岩和瓦斯，造成人員窒息、埋人，甚至可能引起礦井瓦斯爆炸等煤礦惡性傷亡事故。

　　1879年比利時阿拉波二號井掘進突出事故。

　　三、煤與瓦斯突出發生的一般規律

　　1、隨采深加大而加大。

　　2、多發地質構造帶，如斷層、褶曲、火成岩侵入的地區，受擠壓扭曲嚴重易發生突出。

　　3、突出氣體多為瓦斯。少數情況下為CO2。一般情況下，瓦斯壓力和瓦斯含量越大，突出危險越嚴重。

　　4、煤體破壞程度越嚴重，煤的強度越小，突出危險性越大。

　　5、采掘麵應力集中區容易發生突出。

　　6、突出常發生於外力衝擊作用下。如放炮、支護、落煤等作業方式誘導。

　　7、突出多數有突出預兆。

　　8、石門揭煤突出的危險性最大。

　　9、煤層突出危險區常呈帶狀分布。統計表明，在突出煤層中，突出危險區占突出煤層總區域麵積不到10%，即突出煤層並非處處都危險，相反大多數地區無突出危險。

　　第二節 瓦斯動力現象分類及突出預兆

　　一、瓦斯動力現象分類

　　1、按瓦斯動力現象力學特征，分為突出、壓出和傾出。

　　2、按參與突出種類分：煤與瓦斯、岩石與瓦斯、煤與二氧化碳、岩石與二氧化碳。

　　3、按突出發生地點分：石門突出、平巷突出、上山突出、下山突出、回采麵突出。

　　4、按突出強度分：小型<100噸，中型100~500噸，大型500~1000噸，特大型>1000噸。

　　二、煤與瓦斯突出的基本特征

　　1、突出特征。2、壓出特征。3、傾出特征。

　　二、突出預兆：

　　1、聲響預兆：

　　響煤炮---煤體中發出悶雷聲、爆竹聲、機槍聲、嗡嗡聲。

　　在5029次有預兆記錄的突出次數中，有1415次突出錢有響煤炮預兆，是各種突出預兆發生最為頻繁的預兆。一般發生響煤炮時，工作麵就視為突出危險工作麵，應停止繼續作業。

　　2、瓦斯預兆：

　　瓦斯湧出異常，濃度忽大忽小、打鑽噴瓦斯、噴煤及出現哨聲、蜂鳴聲等。

　　瓦斯濃度忽大忽小預兆，常常發生在大強度突出之前。

　　3、煤層結構預兆：

　　層理紊亂、煤體幹燥、變軟、色澤變暗無光澤、產狀急劇變化、波狀隆起及層理逆轉等，尤應注意煤軟分層變厚，在各種煤結構變化中，平均突出強度最大。

　　4、礦壓顯現預兆：

　　支架來壓、煤壁開裂、掉碴、片幫、煤壁外鼓、巷道底鼓、打鑽時頂鑽、夾鑽、噴孔、變形垮孔及裝不進藥等。

　　第三節 突出發生機理

　　一、突出機理概述

　　內因是地應力、瓦斯和煤的物理力學性質。外因是形成集中應力和造成突然卸載壓力的條件。

　　總體來說，煤與瓦斯突出的內在因素是地應力、瓦斯和煤的屋裏力學性質。而外在因素是形成集中應力和造成突出卸載的條件。為了防治煤與瓦斯突出，必須改善其內在因素和消除其形成集中應力和突然卸載的條件。

　　二、突出發展階段：準備、發動、發展和停止階段。

　　第四節 我國煤與瓦斯突出防治技術的發展

　　第一階段 以安全防護措施為主。

　　第二階段 防突措施研究試驗階段

　　第三階段 突出預測階段

　　第四階段 “四位一體”綜合防突階段

　　從1988年開始，以《防治煤與瓦斯突出細則》的頒布為標誌，我國的防突技術全麵進入以預測、防突措施、措施效果檢驗和人身安全防護措施四位一體綜合防突階段。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 2 課時

　　課 題煤與瓦斯突出危險性預測概念課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害

　　教學重點突出預測的目的和意義

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　第一節 煤與瓦斯突出危險性預測概述

　　一、突出預測的目的和意義：

　　突出預測是四位一體綜合防突第一環節，目的是通過預測區分煤層、區域和采掘工作麵的突出危險性，以便區別對待，采取不同技術、管理措施。

　　意義：

　　1、提高防突工作的準確性，減少盲目性，在安全生產的前提下，降低消耗，節約成本，改善礦井的經濟效益。

　　2、指導防突措施的合理應用，經檢驗可在突出危險帶采取適宜的防突措施，確保安全生產。

　　3、使防突工作建立在科學檢測手段的基礎上。

　　二、預測分類：

　　1、區域預測和工作麵預測，見分級預測流程圖(附圖1)。

　　2、區域預測的任務：

　　預測煤層和煤層區域(包括開采水平、采區等)的突出危險性。將煤層區域包括開采水平、采區等劃分出突出煤層和非突出煤層;將突出煤層劃分為突出危險區、突出威脅區和非突出危險區。

　　工作麵預測是預測工作麵附近煤體的突出危險性，在采掘工作麵推進過程中進行。在突出危險區域內預測為有突出危險工作麵和無突出危險工作麵。

第二節 區域突出危險性預測

　　預測方法：

　　區域預測主要有單項指標法、瓦斯地質統計法和綜合指標法。前者適用於確定新建礦井煤層的突出危險性，後兩者主要用於生產礦井突出煤層中的區域預測。

　　第三節 工作麵預測方法

　　按采掘場所不同，工作麵預測方法分為石門揭煤、煤巷掘進和采煤工作麵預測。

　　一、石門揭煤工作麵突出危險性預測

　　預測方法主要有綜合指標法和鑽屑解吸指標法。《細則》第30條規定石門揭開突出煤層前應選用上述兩方法之一或自他經試驗有效的方法進行工作麵預測。

　　綜合指標法與區域綜合指標相同，隻是由石門工作麵向突出煤層打測壓鑽孔測定瓦斯壓力P。

　　采用鑽屑解吸指標法進行預測時，《細則》第34條規定，應符合以下要求：

　　在石門工作麵距煤層最小垂距3～10m時，利用探煤鑽孔和測定瓦斯參數鑽孔或至少打兩個直徑為50～70mm的預測鑽孔。在打鑽過程中采樣測定鑽屑解吸指標△h2或K1值。解吸指標評價突出危險的臨界值應根據實測數據確定，如無實測數據，《細則》根據幹濕煤樣速度差異，分別給出了臨界值：幹燥煤樣△h2≥200Pa，K1≥0.5，濕煤樣△h2≥160Pa，K1≥0.4。

　　二、煤巷掘進工作麵突出危險性預測

　　我國目前應用的主要有鑽孔瓦斯湧出初速度法、R值法和鑽屑指標法。

　　1、鑽孔瓦斯湧出初速度q

　　基本原理是依據鑽孔瓦斯湧出初速度越大，工作麵突出危險性也越大的規律來預測煤巷掘進工作麵的突出危險性，其實質是當鑽孔打完後，瓦斯從鑽孔中單位時間內湧出的最大流量(L/min)。它是全麵反映了煤體的應力狀態、瓦斯含量、煤層的透氣性及煤的物理力學性質的綜合性指標。

　　預測方法：

　　在工作麵巷道兩幫距巷幫500mm，選擇煤層軟分層各施工一個平行巷道掘進方向、直徑為42mm、深度為3.5m的鑽孔，用專用封孔器留0.5m長測量室封孔，在2min內測定完鑽孔瓦斯湧出初速度q。

　　鑽孔瓦斯湧出初速度臨界值

　　煤的揮發份5～1515～2020～30≥30

　　Q(L/min)5.04.54.04.5

　　2、R值法

　　R值臨界值為Rm=6。

　　3、鑽屑指標法

　　鑽屑量S和鑽屑解吸指標△h2。

　　采用鑽屑指標法預測煤巷掘進工作麵突出危險性時，應按下列步驟進行：

　　(1)在煤巷掘進工作麵打3個直徑Φ42mm、孔深8-10米的鑽孔，鑽孔布置在軟分層中，一個鑽孔位於巷道工作麵的中部，並平行於掘進方向，其他鑽孔的終點位於巷道輪廓線外4m處。

　　(2)鑽孔每打1m測定一次鑽屑量，每隔2m測定一次鑽屑解吸指標。

　　根據每個鑽孔沿孔長每米的最大鑽屑量Smax和鑽屑解吸指標Δh2預測工作麵的突出危險性。當實測得到的任一深度、任一防突指標Sm值或Δh2值或q值大於或等於臨界值時，掘進工作麵預測為具有煤與瓦斯突出危險工作麵，否則，為無突出危險工作麵。

　　當預測為無突出危險時，每預測循環應留有不少於2m的預測超前距。

　　鑽屑指標法預測掘進工作麵突出危險性臨界值為△h2≥200Pa，Sm≥6Kg/m。

　　三、回采工作麵突出危險性預測

　　回采工作麵突出預測方法可以用煤巷掘進工作麵相同的預測方法，隻是在布置鑽孔時，要求沿工作麵每隔10～15m布置一個預測鑽孔，且鑽孔深度不得小於3.5m(我礦為8～10m)，每循環應留有2m預測超前距。

　　第四節 煤與瓦斯突出措施效果檢驗

　　需要進行效果檢驗的主要有1)開采解放層措施效果檢驗2)、預抽煤層瓦斯防突措施效果檢驗。3)、石門揭煤防突措施效果檢驗。4)、煤巷掘進防突措施效果檢驗。5)、采煤工作麵防突措施效果檢驗。

　　采用的方法與前述相同，有鑽孔瓦斯湧出初速度法、R值法和鑽屑鑽屑指標法。檢驗鑽孔布置在措施孔之間。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 3 課時

　　課 題煤與瓦斯突出的機理及防治技術課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害

　　教學重點煤與瓦斯突出的預測

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　第三節 工作麵預測方法

　　按采掘場所不同，工作麵預測方法分為石門揭煤、煤巷掘進和采煤工作麵預測。

　　一、石門揭煤工作麵突出危險性預測

　　預測方法主要有綜合指標法和鑽屑解吸指標法。《細則》第30條規定石門揭開突出煤層前應選用上述兩方法之一或自他經試驗有效的方法進行工作麵預測。

　　綜合指標法與區域綜合指標相同，隻是由石門工作麵向突出煤層打測壓鑽孔測定瓦斯壓力P。

　　采用鑽屑解吸指標法進行預測時，《細則》第34條規定，應符合以下要求：

　　在石門工作麵距煤層最小垂距3～10m時，利用探煤鑽孔和測定瓦斯參數鑽孔或至少打兩個直徑為50～70mm的預測鑽孔。在打鑽過程中采樣測定鑽屑解吸指標△h2或K1值。解吸指標評價突出危險的臨界值應根據實測數據確定，如無實測數據，《細則》根據幹濕煤樣速度差異，分別給出了臨界值：幹燥煤樣△h2≥200Pa，K1≥0.5，濕煤樣△h2≥160Pa，K1≥0.4。

　　二、煤巷掘進工作麵突出危險性預測

　　我國目前應用的主要有鑽孔瓦斯湧出初速度法、R值法和鑽屑指標法。

　　1、鑽孔瓦斯湧出初速度q

　　基本原理是依據鑽孔瓦斯湧出初速度越大，工作麵突出危險性也越大的規律來預測煤巷掘進工作麵的突出危險性，其實質是當鑽孔打完後，瓦斯從鑽孔中單位時間內湧出的最大流量(L/min)。它是全麵反映了煤體的應力狀態、瓦斯含量、煤層的透氣性及煤的物理力學性質的綜合性指標。

　　預測方法：

　　在工作麵巷道兩幫距巷幫500mm，選擇煤層軟分層各施工一個平行巷道掘進方向、直徑為42mm、深度為3.5m的鑽孔，用專用封孔器留0.5m長測量室封孔，在2min內測定完鑽孔瓦斯湧出初速度q。

　　鑽孔瓦斯湧出初速度臨界值

　　煤的揮發份5～1515～2020～30≥30

　　Q(L/min)5.04.54.04.5

　　2、R值法

　　R值臨界值為Rm=6。

　　3、鑽屑指標法

　　鑽屑量S和鑽屑解吸指標△h2。

　　采用鑽屑指標法預測煤巷掘進工作麵突出危險性時，應按下列步驟進行：

　　(1)在煤巷掘進工作麵打3個直徑Φ42mm、孔深8-10米的鑽孔，鑽孔布置在軟分層中，一個鑽孔位於巷道工作麵的中部，並平行於掘進方向，其他鑽孔的終點位於巷道輪廓線外4m處。

　　(2)鑽孔每打1m測定一次鑽屑量，每隔2m測定一次鑽屑解吸指標。

　　根據每個鑽孔沿孔長每米的最大鑽屑量Smax和鑽屑解吸指標Δh2預測工作麵的突出危險性。當實測得到的任一深度、任一防突指標Sm值或Δh2值或q值大於或等於臨界值時，掘進工作麵預測為具有煤與瓦斯突出危險工作麵，否則，為無突出危險工作麵。

　　當預測為無突出危險時，每預測循環應留有不少於2m的預測超前距。

　　鑽屑指標法預測掘進工作麵突出危險性臨界值為△h2≥200Pa，Sm≥6Kg/m。

　　三、回采工作麵突出危險性預測

　　回采工作麵突出預測方法可以用煤巷掘進工作麵相同的預測方法，隻是在布置鑽孔時，要求沿工作麵每隔10～15m布置一個預測鑽孔，且鑽孔深度不得小於3.5m(我礦為8～10m)，每循環應留有2m預測超前距。

　　第四節 煤與瓦斯突出措施效果檢驗

　　需要進行效果檢驗的主要有1)開采解放層措施效果檢驗2)、預抽煤層瓦斯防突措施效果檢驗。3)、石門揭煤防突措施效果檢驗。4)、煤巷掘進防突措施效果檢驗。5)、采煤工作麵防突措施效果檢驗。

　　采用的方法與前述相同，有鑽孔瓦斯湧出初速度法、R值法和鑽屑鑽屑指標法。檢驗鑽孔布置在措施孔之間。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 4 課時

　　課 題煤與瓦斯防突措施課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害

　　教學重點煤與瓦斯防突措施、原則

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　第一節 防治突出措施概述

　　當前對突出理論的認識：煤層(包括圍岩)中地應力和瓦斯壓力是突出的主要原動力;采掘工藝條件是突出發生的外部誘因。

　　《防治煤與瓦斯突出細則》規定：“開采突出煤層時，必須采取包括突出危險性預測、防治突出措施、措施效果檢驗和安全防護措施的綜合措施。”(簡稱：“四位一體”防突措施)。

　　在防治突出措施方麵，有大麵積預抽煤層瓦斯(穿層網格鑽孔、本煤層順層長鑽孔和交叉鑽孔)的技術、提高煤層瓦斯抽放效果的技術(控製預裂爆破、水力擴孔等)、煤巷掘進的綜合配套防突技術、機掘巷道的鑽掘一體化、割掘一體化技術、石門揭煤防突新技術等。

　　防突措施向綜合配套方向發展是今年來的一個重要特點。

　　第二節 防治突出措施的原則與分類

　　一、防治突出措施的原則(六原則)：

　　1)、巷道布置和開采方式要白日提供足夠的時間和空間，有利於實施綜合防突措施;煤巷應盡量布置在非突出煤層或突出煤層保護區內;保護層不留煤柱;地質複雜礦井，應按地質構造劃分盤區，每盤區自成一個開采係統。

　　2)、部分卸除煤層區域或采掘工作麵前方煤體應力，使煤體卸壓並將集中應力區推移至遠離工作麵。

　　3)、部分排放煤層區域或采掘工作麵前方煤體中瓦斯，降低瓦斯壓力(含量)，減小工作麵前方煤體中的瓦斯壓力梯度。

　　4)、增大工作麵附近煤體的承載能力，提高煤體穩定性，如金屬骨架、超前支護和注漿加固煤體等。

　　5)、改變煤體性質，使其不易突出。如煤層注水，煤體彈性減小，塑性增大，煤的放散瓦斯初速度降低，使突出不易發生。

　　6)、改變采掘工藝條件，使采掘工作麵前方煤體應力和瓦斯壓力狀態平緩變化，達到工作麵自身卸壓和排放瓦斯，消除和減小突出危險性。如水平分層開采、刨煤機和淺截深機組采煤、間歇作業等。

　　前三原則為本質性的，是減少發生突出危險的原動力，也是國內外防突措施主要依據。第4、5個是增大煤體對發生突出的阻力。他對防止小型突出，特別是傾出類型的突出是有效的，但對大型突出起不到防止的目的。第6個原則是最理想的，隻是改變巷道的布置和采掘工藝即可，不需要采取其他專門的措施。目前已在芙蓉礦務局白皎煤礦取得成功。

　　二、防治突出措施分類：

　　防治突出措施一般按其實施的空間和作用影響的範圍分為區域性防突措施和局部防突措施。(見附圖2)。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 5 課時

　　課 題防治煤與瓦斯突出的措施課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害。

　　教學重點區域性、局部防突

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　第三節 區域性防治突出措施

　　區域防突措施主要有開采保護層、預抽和煤層注水三種。

　　一、開采保護層：

　　指突出礦井在開采煤層群中，首先開采沒有突出危險或突出危險性較小的煤層稱為保護層。保護層分上保護層和下保護層。

　　1933年在法國使用，1958年在我國開始試驗，七十年代廣泛應用。是防治突出最有效、最經濟的區域防突措施。

　　近距離保護層：H≤10m

　　中距離保護層：10

　　遠距離保護層：H≥60m

　　二、預抽煤層瓦斯

　　預抽煤層瓦斯措施防突機理為通過預抽煤體中的瓦斯，降低了突出煤層瓦斯壓力和瓦斯含量，使煤體瓦斯潛能得到釋放;由於煤體瓦斯排放，煤體發生收縮變形，煤體應力得到緩解和卸壓，部分地釋放煤體的彈性潛能;此外，由於瓦斯排放，煤體強度提高，增大了煤體抵抗突出的阻力。以上三方麵的共同作用，達到消除突出的目的。

　　預抽煤層瓦斯的有效性指標主要有兩個：

　　A、預抽瓦斯後，煤層殘存瓦斯含量小於該煤層始突深度煤層原始瓦斯含量。

　　B、煤層瓦斯預抽率大於30%。

　　預抽煤層瓦斯措施適用於單一突出煤層或無保護層開采的突出煤層。

　　預抽煤層瓦斯方法有網格鑽孔預抽瓦斯防止突出、順層長鑽孔預抽瓦斯防止突出。

　　三、煤層注水

　　隨著煤體的濕潤，可引起突出的因素(包括煤層的瓦斯動力學性質及物理力學性質)產生影響，使煤的濕度、瓦斯湧出量、瓦斯壓力及煤體應力都發生變化。其原因是水改變了煤的力學性質，增加了煤的可塑性。降低了煤的彈性能，使應力分布均勻化，彈性能釋放的速度變小，降低了釋放的功率;水進入煤的孔隙，抑製了瓦斯的排放，可使煤的瓦斯放散初速度大大降低，減少了發生突出的可能性。

　　煤層注水有長鑽孔(區域性措施)和淺孔(局部措施，一般用於采煤工作麵防突)兩種，按工藝分高壓注水和中壓長時注水。

　　第四節 局部性防突措施

　　局部性防突措施的作用在於使工作麵前方小範圍煤體喪失突出危險性。

　　根據防突措施的應用場所可分為石門揭煤措施、煤巷掘進措施和采煤麵措施。

　　一、石門揭煤防突措施

　　突出大多數發生在煤巷掘進工作麵，石門發生突出次數僅占5.76%，主要是突出礦井石門揭煤次數少。據統計，我國千噸以上的特大型突出幾乎都發生在石門揭煤工作麵。因此，可以認為，在各種作業場所中石門發生突出的危險性最大。

　　對石門揭煤，《細則》規定：① 探明石門和煤層相對位置。②測定瓦斯壓力進行突出預測。③預測有突出危險時采取防突措施。④進行措施效果檢驗。⑤用遠距離放炮或震動放炮揭開或穿過煤層。⑥在巷道與煤層連接處加強支護。⑦穿透煤層進入頂(底)板岩層。

　　石門揭煤可采用排放鑽孔、水力衝孔、抽放瓦斯、金屬骨架等措施。

　　排放瓦斯措施要求有足夠的排放時間。

　　抽放瓦斯措施要求煤層透氣性比較好，有足夠的抽放時間(一般不少於3個月)。

　　金屬骨架措施適用於軟煤和軟圍岩的薄和中厚煤層。

　　二、煤巷掘進防突措施

　　主要有大直徑鑽孔、超前鑽孔、鬆動爆破、水力衝孔、煤層高壓注水、前探支架等。其中超前鑽孔和鬆動爆破措施是國內應用最普遍的煤巷掘進局部防突措施。

　　1、超前鑽孔措施

　　超前鑽孔措施是在工作麵前方煤體內打一定數量的鑽孔，並始終保持一定距離的超前距，使工作麵前方煤體卸壓，排放瓦斯，達到減弱和防止突出的目的。

　　超前鑽孔孔徑一般應為75～300mm，地質變化劇烈地帶也可采用孔徑為42mm的直徑孔。其鑽孔布置主要取決於鑽孔的有效影響半徑和所需形成的卸壓和排放瓦斯範圍。

　　2、煤巷深孔控製卸壓爆破防突技術

　　實質是在煤層掘進工作麵正前方煤體中，打若幹個25～30m深的鑽孔，其中有爆破孔(直徑50～75mm)和控製孔(直徑90～120mm)。通過爆破作用，煤體內產生破碎圈和鬆動圈，使地應力峰值轉移，同時加速排放高壓瓦斯，降低瓦斯壓力梯度，減小突出勢能，實現空間和時間上的超前防護作用，從而達到防止突出的目的。

　　深孔控製卸壓爆破作用原理：

　　(1)形成破碎圈帶

　　(2)形成鬆動圈帶

　　由於控製孔的控製與補償作用，導致炸藥爆炸部分能量有效地作用在布孔區間的煤體上，使得工作麵前方煤體內產生一個直徑1～1.2m、長20～25m具有較大空隙的破碎圈帶，同時在破碎圈帶外產生一個範圍更大的鬆動圈帶。

　　深孔控製卸壓爆破防突機理：

　　破碎圈帶和鬆動圈帶的形成，有利於消除煤體結構不均，卸除較高的地應力，排放高壓瓦斯，降低能量梯度，從而消除突出危險或降低突出危險程度。

　　防突機理主要從三個方麵理解：排放瓦斯、轉移地應力、超前防護作用。

　　3、邊掘邊抽與排放鑽孔相結合的措施

　　在具有瓦斯抽采係統、瓦斯湧出量大及突出危險性嚴重的礦井煤巷掘進時，可采用邊掘邊抽、抽掘結合，並配以排放鑽孔的防突措施。

　　三、采煤工作麵防突措施

　　目前一般采用超前排放鑽孔、淺孔鬆動爆破、煤層注水等。

　　一、概述

　　安全防護措施是“四位一體”綜合防突措施的第四個環節，其目的在於突出預測失誤或防突措施失效發生突出時，避免造成人員傷害事故，從而建立起突出事故的第二道生命保障線。

　　二、安全防護措施

　　安全防護措施主要包括石門揭穿突出煤層的震動放炮、采掘工作麵遠距離放炮、反向風門、避難所、壓風自救係統和作業人員必須配帶隔離式自救器等。

　　1、震動性放炮

　　震動性放炮的作用

　　震動放炮是一種誘導突出的方法，由於震動性放炮是在人員遠離工作麵條件下進行的，所以它是防止發生人身事故的一種安全防護措施。震動放炮時對爆破工作麵產生的強大震動力和破碎，使工作麵前方煤體應力和瓦斯動力狀態突然改變，給突出發生創造了最為有力的條件。

　　2、遠距離放炮：

　　遠距離放炮在我國突出采掘工作麵普遍采用，它和震動放炮一樣，也是一種安全防護措施，隻是一次爆破的孔數和藥量少而已。

　　在有突出危險的采掘工作麵采用爆破作業時，都必須采用遠距離放炮。放炮地點應設在進風側反向風門之外，距工作麵的距離應根據放炮後突出可能波及範圍而定，但不得小於300米。放炮員操縱放炮地點，應配備壓風自救係統或自救器。

　　遠距離放炮時，回風係統的采掘工作麵及其它有人作業地點，必須撤人、停電，放炮後30分鍾，方可進入工作麵檢查。

　　遠距離放炮必須選用煤礦安全炸藥、銅腳線的毫秒雷管及銅芯電纜作母線。

　　3、反向風門：

　　反向風門是防止突出的瓦斯逆流進入進風巷道而安設的風門。反向風門必須設在石門掘進工作麵的進風側，以控製突出時的瓦斯能沿回風道流入回風係統，必須設置兩道牢固可靠的反向風門，風門牆垛可用磚或混凝土砌築。

　　當發生大型和特大型突出時，其突出產生的衝擊波往往破壞反向風門和通風設施，造成瓦斯逆流波及其它區域，擴大了突出造成的人員傷亡等嚴重後果。如1986年2月8日，六枝礦務局大用礦1377煤巷掘進放炮引起突出，突出煤量2000t，湧出瓦斯42萬m3，突出衝擊波將距突出點300m外設置的兩道反向風門破壞，造成瓦斯逆流波及整個東翼采區的采掘工作麵，致使多人傷亡。因此，合理確定反向風門的工作參數，研究高強度、性能可靠的反向風門，對保障礦井安全生產，具有十分重要的意義。

　　4、壓風自救裝置：

　　突出的一個重要特點是，突出過程中湧出大量的瓦斯，在大多數事故中，職工傷亡均因瓦斯窒息引起。因此，在目前技術上尚不能完全杜絕突出事故發生的情況下，建立礦工生命保障係統，是工人在充滿瓦斯的巷道中得到及時自救，具有重要的意義。

　　1989年 12月19日，在江西英崗嶺礦務局建山礦2201工作麵發生500t煤炭的特大型突出，突出瓦斯34.5萬m3，造成風流逆轉，當時在工作地點的37人，有36人因及時使用壓風自救裝置而幸免於難。

　　壓風自救係統是一種固定式永久性自救裝備，安裝在避難所、回風道有人作業場所及人員流動的井巷，也可安裝在掘進和回采工作麵。長距離掘進巷道應每隔50米設置一組。當發生煤與瓦斯突出或有突出預兆出現時，工作人員可就近進入自救裝置，打開壓氣閥避災。

　　每組壓風自救係統一般可供5~8人同時使用，壓縮空氣供給量，每人不得少於0.1m3/min。

　　5、隔離式自救器：

　　突出礦井入井人員必須隨身攜帶隔離式自救器。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 6 課時

　　課 題煤與瓦斯突出的概念意義課型

　　教學目標使職工掌握了解，煤與瓦斯突出的基本概念和基本地質常識及危害

　　教學重點煤與瓦斯突出的特點

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　煤與瓦斯突出的基本概念

　　在煤礦井下采掘過程中，在極短時間內(數秒至幾分鍾)突然從煤(岩)體內噴出大量的煤(岩)與瓦斯的現象，稱為煤與瓦斯突出，簡稱突出。

　　煤與瓦斯突出的危害

　　煤與瓦斯突出是煤礦嚴重的自然災害之一，是煤、岩和瓦斯參與下的一種複雜的動力現象。

　　煤與瓦斯突出的基本特征

　　1、突出特征。2、壓出特征。3、傾出特征。

　　突出預兆：

　　1、聲響預兆：

　　響煤炮---煤體中發出悶雷聲、爆竹聲、機槍聲、嗡嗡聲。

　　在5029次有預兆記錄的突出次數中，有1415次突出錢有響煤炮預兆，是各種突出預兆發生最為頻繁的預兆。一般發生響煤炮時，工作麵就視為突出危險工作麵，應停止繼續作業。

　　2、瓦斯預兆：

　　瓦斯湧出異常，濃度忽大忽小、打鑽噴瓦斯、噴煤及出現哨聲、蜂鳴聲等。

　　瓦斯濃度忽大忽小預兆，常常發生在大強度突出之前。

　　3、煤層結構預兆：

　　層理紊亂、煤體幹燥、變軟、色澤變暗無光澤、產狀急劇變化、波狀隆起及層理逆轉等，尤應注意煤軟分層變厚，在各種煤結構變化中，平均突出強度最大。

　　4、礦壓顯現預兆：

　　支架來壓、煤壁開裂、掉碴、片幫、煤壁外鼓、巷道底鼓、打鑽時頂鑽、夾鑽、噴孔、變形垮孔及裝不進藥等。

　　突出預測的目的和意義：

　　突出預測是四位一體綜合防突第一環節，目的是通過預測區分煤層、區域和采掘工作麵的突出危險性，以便區別對待，采取不同技術、管理措施。

　　意義：

　　1、提高防突工作的準確性，減少盲目性，在安全生產的前提下，降低消耗，節約成本，改善礦井的經濟效益。

　　2、指導防突措施的合理應用，經檢驗可在突出危險帶采取適宜的防突措施，確保安全生產。

　　3、使防突工作建立在科學檢測手段的基礎上。

　　安全防護措施

　　安全防護措施主要包括石門揭穿突出煤層的震動放炮、采掘工作麵遠距離放炮、反向風門、避難所、壓風自救係統和作業人員必須配帶隔離式自救器等。

　　1、震動性放炮

　　2、遠距離放炮：

　　3、反向風門：

　　4、壓風自救裝置：

　　5、隔離式自救器：

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 7 課時

　　課 題自救器的概述、使用課型麵授

　　教學目標過對職工的培訓，使職工正確使用自救器。

　　教學重點如何正確使用自救器

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　一、自救器的概述及使用方法

　　自救器是入井人員在井下發生火災、瓦斯、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出時防止有害氣體中毒或缺氧窒息的一種隨身攜帶的呼吸保護器具。自救器是一種體積小、重量輕、便於攜帶的防護個人呼吸器官的裝備。其主要用途就是在井下發生火災、瓦斯、煤塵爆炸，煤與瓦斯突出或二氧化碳突出事故時，供井下人員佩戴脫險，免於中毒或窒息死亡。根據原理分為過濾式自救器和生氧式自救器兩種。

　　。

　　自救器的使用方法

　　1.將專用腰帶穿入自救器皮帶卡，固定在背部腰間。

　　2.使用時先將自救器轉到腹前，一手托底，另一手拉開封口帶。

　　3.去掉上外罐，手提頭帶將自救器抽出後將下外罐丟棄。

　　4.戴好頭帶，整理好氣囊。

　　5.拔掉口具塞，迅速啟動氧燭(若氧燭啟動失效，應深吸氣後通過口具向藥罐呼氣以強製生氧)。

　　6.將口具放入口中，口具片置於唇齒之間，牙齒咬緊牙墊，用鼻夾墊夾住鼻子，開始用口呼吸。

　　7.均勻呼吸，快速撤離災區。

　　注意事項

　　1.佩戴自救器撤離災區時要注意口具和鼻夾一定要咬緊夾好，絕不能中途取下口具和鼻夾。

　　2.生氧劑產生的氧氣要比環境空氣溫度幹熱，但對人體無害。

　　3.佩戴時不要壓迫氣囊，以防損壞漏氣。

　　4.佩戴自救器要求操作準確迅速，使用者必須經過預先訓練，並經考試合格方可配備。

　　使用維護

　　1.自救器必須隨身攜帶，應盡量避免碰撞;嚴禁將自救器當坐墊使用。

　　2.自救器不使用時嚴禁隨意打開。

　　3.在攜帶自救器前，應檢查外觀有無損壞和碰撞凹痕，若發現不正常現象，應及時送交有關部門檢查。

　　4.自救器隻能佩戴使用一次，使用過的自救器已經報廢，不得再次使用。

　　5.自救器應定期檢查氣密性是否良好。氣密不良的自救器嚴禁使用。根據《煤礦自救器使用管理辦法》規定，將被測自救器放入氣密檢查儀腔體內(注意腔體內剩餘空間若過大，應適當填加實體充填物)，扣合封壓蓋，使壓力達到(5～6)kPa，15秒時間內壓力下降值不超過300Pa為合格。隨身攜帶的自救器一般1～2個月檢查1次，受到劇烈撞擊有漏氣可能的自救器應隨時進行檢查。

　　羊東礦二機電區煤與瓦斯突出/自救器的使用培訓教案

　　主備人 王濤 審核人 李國鋒 授課時間：2012年2月28日

　　總 課 題煤與瓦斯突出/自救器的使用總課時8第 8課時

　　課 題自救器的性能種類課型麵授

　　教學目標通過對職工的培訓，使職工正確使用自救器。

　　教學重點如何正確使用自救器

　　教 學 過 程

　　教學環節授 課 內 容備課劄記

　　一、 生氧式自救器

　　1、 結構

　　由生氧罐、氣囊、導氣管、口具、背腰帶等部件組成。

　　生氧罐內裝有超氧化鈉500g，並有散熱片，以散發反應時產生的熱。在藥劑上下各有一金屬絲網及玻璃棉組成的網格，以過濾藥劑粉塵於網格之間。自救器安全使用時間為40分鍾，靜坐待救狀態可維持2.5～3小時。在生氧罐上部，連接氣囊與導氣管。在導氣管的口水降溫盒下裝有排氣閥，用伸縮接頭安插在氣囊中間，但不與氣囊內部相通，而且直接通向外界空氣。排氣閥上有尼龍繩與氣囊硬壁相連接，起動裝置由藥桶、起動藥塊、硫酸瓶、密封墊及瓶上的尼龍繩組成，尼龍繩穿過密封墊後，附在外殼的上蓋上。

　　2、工作過程

　　當氣囊充滿氣體時，拉開排氣閥，排出多餘的呼出氣，以保證氣囊在常壓力下工作，並減少二氧化碳和水進入生氧罐，從而調節生氧速度，延長使用時間。當佩戴時感到生氧不足，可采用快速起動裝置，拉尼龍繩，使硫酸與起動藥塊起化學反應而立即生氧，以彌補開始佩戴口罩時生氧不足的狀態。

　　二、 礦用一氧化碳過濾式自救器

　　1、 機構

　　由濾毒罐和口具等部件構成。其性能應符合GB8159-87《礦用一氧化碳過濾式自救器》的規定。

　　2、性能要求

　　(1)防一氧化碳性能

　　當按GB8160-87《礦用一氧化碳過濾式自救器試驗方法》試驗時，吸入空氣的一氧化碳透過質量分數不超過5×10-4，一氧化碳透過累積量不超過380mL。

　　(2)吸氣溫度

　　試驗空氣中的一氧化碳濃度達到1.0%時，吸入空氣的最高溫度不超過65℃，試驗空氣中的一氧化碳達到1.5%時，吸入空氣的溫度不超過95℃。

　　(3)呼吸阻力

　　在防一氧化碳性能試驗後，呼吸阻力檢驗應符合有關要求。

　　(4)濾煙能力

　　帶有濾煙裝置的自救器，按GB8160-87方法試驗時，其煙霧透過率應不大於40%。

　　(5) 外殼氣密性

　　在13.34kPa壓力不得漏氣。

　　(6) 防水透濕性能

　　按GB18160-87試驗，產品增重不得超過5%。

　　(7) 過濾器的氣密性

　　在980Pa在力下不得漏氣。

　　(8) 呼氣閥氣密性

　　在1.47kPa負壓下恢複到常壓的時間應不小於15s。

　　(9) 視野

　　下方視野應大於40(。

　　(10) 耐撞性能

　　按GB8560-87的規定試驗後，防一氧化碳性能、吸氣溫度、呼吸阻力外殼氣密性、防水透濕性、過濾器氣密性和呼氣閥氣密性等，應該符合標準要求。

　　(11)外殼上應有管理排架，腰帶環或其他背具及封印裝置，開啟應深紅色標誌。

　　(12)產品開啟，佩戴應方便、封印裝置開啟力應為39～118N。

　　(13)口具應采用無毒無異味的橡膠材料製造，含口片形狀尺寸應與口形相適宜，並具有良好的彈性。

　　(14)頭帶的鬆緊適宜，使其適用於不同的頭形，在逃生或劇烈活動時，口具不應從口中脫出。

　　(15)鼻夾彈力應適宜，保證夾緊鼻孔不能通氣，在布置鼻夾時應能使佩戴者在含入口具時注意到夾上鼻夾。(16) 過濾器取出力

　　取出力應不大於98N。當過濾器夾緊在外殼內不取出時仍可供呼吸使用，其流量為30L/分鍾時，吸氣阻力不得超過392Pa。

　　(17)過濾器應設有熱交換的隔熱墊。當空氣中一氧化碳濃度達1.5%出現高溫時，不應燙傷佩戴者。

　　(18)過濾器設有口水擋板，以防唾液回流。

　　(19)過濾器應設有濾塵層，空氣的藥劑中的粉塵不應進入口具內。

　　(20)過濾器的吸氣閥(帶有吸氣閥的自救器)應靈敏可靠。

　　(21)材料要求，呼吸係統所用材料應能耐一氧化碳1.5%濃度時的高溫，不得分解出有害氣體;產品外殼如係輕合金製成時，應符合“爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求”的規定，使用非金屬外殼時，表麵的絕緣電阻不得超過1000M(。

　　(22)外殼和緊固體必須有良好的耐老化、耐熱和耐寒等性能。