第六章 第四节.ppt

第六章瓦斯地质规律与瓦斯预测,第一节瓦斯基础参数测试方法第二节瓦斯含量预测第三节矿井瓦斯涌出量预测第四节煤与瓦斯突出危险性预测第五节瓦斯防治相关文件及防治措施,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,煤与瓦斯突出,1.什么是煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种复杂的瓦斯动力现象，表现为在很短时间（几秒至数十秒）内，大量的煤（几吨至数千吨）和瓦斯（数百至数百万米）由煤体向采掘巷道喷出，伴随着强大的冲击力，破坏煤壁，摧毁巷道，使风流逆转，煤流埋人，甚至造成严重的爆炸事故。煤与瓦斯突出是煤矿井下严重的自然灾害之一。,,突出模拟,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,2.煤与瓦斯突出分类,按突出特征和成因分,煤与瓦斯突出突出煤与瓦斯压出压出煤与瓦斯倾出倾出,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,煤与瓦斯突出,动力来源,突出的基本特征,,,,发生突出的主要作用力是地应力和瓦斯压力的联合作用，通常以地应力为主，瓦斯压力为辅，重力不起决定作用；实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯潜能。,抛出距离较远，有明显的分选现象；抛出煤堆积角小于煤的自然安息角；抛出的煤破碎程度高；有明显的动力效应；有大量的瓦斯涌出，有时会使风流逆转；孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,自然安息角,,松散矿岩自然堆积时，其四周将形成倾斜的堆积坡面，我们把自然堆积坡面与水平面相交的最大角度，称为该矿岩的自然安息角。,,,抛出煤堆积角小于煤的自然安息角。,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等。,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,煤与瓦斯压出,动力来源,压出的基本特征,,,,发生与实现压出的主要作用力是地应力，瓦斯压力与煤的自重是次要因素，压出的基本能源是煤岩所积蓄的弹性变形能。,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,煤与瓦斯倾出,动力来源,倾出的基本特征,,,,发生倾出的主要因素是地应力，即结构松软、含有瓦斯致使内聚力降低的煤，在较高地应力作用下，突然破坏、失去平衡，实现倾出的主要力是失稳煤的自重。,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,按突出强度分,小型突出（＜100t）中型突出（≥100，＜499t）大型突出（≥500，＜999t）特大型突出（≥1000t）,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,按突出地点分,石门突出平巷突出上山突出下山突出回采工作面突出,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,按参与突出物种类分,煤与瓦斯突出岩石与瓦斯突出煤与二氧化碳突出岩石与二氧化碳突出盐与二氧化碳突出煤、盐和二氧化碳突出,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,3煤与瓦斯突出一般规律,煤与瓦斯突出一般规律,煤层突出危险性随采深增加而增大,煤层突出危险性随煤厚增加而加大,绝大多数突出发生在掘进工作面,,,,,突出前大多有突出预兆,突出危险区常呈区域条带状分布,石门突出危险性最大,煤体破坏程度越高突出危险性越大,突出大多数发生在地质构造带,突出危险随坚硬围岩存在而增大,,,,,,,,大多数突出前有作业方式诱导,,,,突出的预兆,地压显现预兆,瓦斯涌出预兆,煤炮声、支架断裂、岩煤开裂掉碴、底臌、岩煤自行剥落、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔、顶钻、夹钻杆、钻机过负荷等,,瓦斯涌出异常、忽大忽小，煤尘增大、气温异常、气味异常，打钻喷瓦斯，喷煤粉、哨声、蜂鸣声等,,层理紊乱、强度降低、松软或不均质、暗淡无光泽、厚度增大、软分层厚度增大、倾角变陡、挤压褶曲、波状隆起、煤体干燥、煤体断裂等。,,,煤体结构预兆,,4煤与瓦斯突出的预兆,5煤与瓦斯突出机理,,,国外对煤与瓦斯突出的认识,瓦斯为主导作用的假说,综合假说,化学本质假说,地应力为主导作用的假说,,强调瓦斯是突出的主要能源,,,突出是由于煤在变质时发生的化学反应而引起的,,突出的主要因素和能源是地应力,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,结果,,致因,,致因明细,,主要作用,,煤与瓦斯突出,,,,,,地压,,瓦斯,,煤性质,,岩层应力,,压力,构造应力,集中应力,组分,含量,,稳定性透气性强度,,破坏煤体发生突出,,抛出煤体完成突出过程,,决定突出发生发展的难易,,,,,,,,,,综合假说突出机理,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,6煤与瓦斯突出发生条件,,,地应力在突出中的作用,,围岩或煤层的弹性变形潜能使煤体产生突然破坏和位移；,地应力控制瓦斯压力场，促进瓦斯破坏煤体；,围岩中应力增加决定了煤层的低透气性，造成瓦斯压力梯度增高，煤体一旦破坏对突出有利。,,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,,瓦斯在突出中的作用,,全面压缩煤的骨架，促使煤体产生潜能,吸附在微孔表面的瓦斯分子对微孔起楔子作用，降低煤的强度,瓦斯压力可起到降低地应力的作用,,,,发生突出的煤体结构条件,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,7煤与瓦斯突出过程,准备阶段发动阶段扩展阶段停止阶段,能量积聚，煤休处于临界状态高应力状态破坏，裂隙增加，解吸加剧弹性能和瓦斯使煤体迅速破坏，瓦斯抛出煤体破坏停止，瓦斯涌出减弱,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,煤与瓦斯突出预测1.预测分类,煤与瓦斯突出预测,,,,预测工作面（石门和竖、斜井揭煤工作面，煤巷掘进工作面和采煤上作面）附近煤体的突出危险性，应在工作面推进过程中进行。,工作面预测,区域预测,,亦称长期预测/面预测,其任务是确定煤层区域的突出危险性,即开采过程中有无发生突出的可能性,主要包括开采水平、采区等.,,,第四节煤与瓦斯突出危险性预测,第三十三条突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测（以下简称区域预测）。经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测）。,【导读】⑴只有突出煤层才要求进行区域预测，而细则第22条，在地质勘探、建井中应进行区域预测⑵细则第23条区域预测的结果分为危险区、威胁区和无危险区；⑶区域预测分为两个阶段，细则第21条是在勘探、建设、开拓时进行。,防突规定中区域预测相关内容,第三十四条突出煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。【导读】区域预测的范围是有限制的，不是整个煤层一下子就能够进行区域预测的，前提条件是预测范围要具有测试参数的条件。,防突规定中区域预测相关内容,第三十五条新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。,【导读】开拓前区域预测的作用为全矿开采布局、新水平及新采区开拓规划、设计提供宏观指导。但是预测结论可能会与实际有偏差。,防突规定中区域预测相关内容,第三十六条开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。,【导读】开拓后区域预测，也要随着瓦斯资料的不断丰富、防突实践资料的积累，不断地进行。结果越来越准确，指导作用越来越具体。,防突规定中区域预测相关内容,第三十七条对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的预测资料的，区域预测工作可由矿技术负责人组织实施；否则，应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。,【导读】各矿应根据自身的条件，技术经验不足的，原则上要求有相关授权资质单位进行。,防突规定中区域预测相关内容,第三十八条经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、新采区开拓、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施。,【导读】⑴评估为有突出危险煤层尽管还不是突出煤层，但建井期间所有揭煤作业按突出煤层处理；⑵经评估或开拓前区域预测有危险的新水平、新采区，揭煤前执行区域综合防突措施。⑶开拓前区域预测划分的新水平、新采区中的无危险区，考虑到还不确实，揭煤前应采取局部综合防突措施。,瓦斯含量＜8m3/t或者瓦斯压力＜0.74MPa,防突规定中区域预测相关内容,第三十九条经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。所有区域防突措施均由煤矿企业技术负责人批准。,【导读】危险区必须采取区域防突措施和检验，无危险区必须进行区域验证；,防突规定中区域预测相关内容,33,区域突出危险性预测方法第四十二条区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。区域预测新方法的研究试验应当由具有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。,防突规定中区域预测相关内容,【导读】⑴细则的瓦斯地质分析和综合指标法合并为一个方法；⑵突出预测新方法、新指标要授权资质单位参加、企业总工批准试验；⑶区域预测临界值确定，由授权资质单位参加，企业总工批准试验和应用。,第四十三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域；（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域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区如图1；,1煤层中所含甲烷和重烃的浓度之和占气体成分的80（体积百分数）；2煤层瓦斯压力为0.1-0.15MPa；4矿井相对瓦斯涌出量大于为23m3/t。5煤层瓦斯含量；长烟煤W1.01.5m3/t.r；气煤W1.5-2.0m3/t.r；肥煤与瘦煤W2.0-2.5m3/t.r；瘦煤W2.5-3.0m3/t.r；贫煤W3.0-4.0m3/t.r；无烟煤W5.0-7.0m3/t.r；,防突规定中区域预测相关内容,35,防突规定中区域预测相关内容,36,（3）在上述（一）、（二）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表2预测。,表2根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值,防突规定中区域预测相关内容,第四十四条采用本规定第四十三条进行开拓后区域预测时，还应当符合下列要求（一）预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据；（二）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。,防突规定中区域预测相关内容,瓦斯突出鉴定测点布置示意图,防突规定中区域预测相关内容,防突规定中工作面预测相关内容,第五十九条工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面预测应当在工作面推进过程中进行。采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。未进行工作面预测的采掘工作面，应当视为突出危险工作面。,第六十条突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m。每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。,包括措施实施的情况（包括钻孔孔口间距、钻孔方位、钻孔长度、钻孔直径、工作面煤层产状及厚度、工作面超前距、工作面瓦斯涌出等）要绘制成图件和附上文字说明，记录措施实施过程所有可能获取的信息。用来检查措施的实际施工情况与措施设计的符合程度。它还可以起到检查措施设计是否科学合理以及突出事故发生后事故原因的分析与处理，是采掘工作面防突措施动态管理的内容,防突规定中工作面预测相关内容,第六十九条对于各类工作面，除本规定载明应该或可以采用的工作面预测方法外，其他新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行；在试验前，应当由煤矿企业技术负责人批准。应针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。,新的预测方法及指标的确定是一项严肃的工作；确定要由资质单位承担，应用单位也要承担一定的责任。最好走立项和专家鉴定程序。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十条在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时，可以根据实际条件测定一些辅助指标（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等），采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象，实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。,“主要指标”“辅助指标”“构造探测”“动力现象”,防突规定中工作面预测相关内容,工作面预测方法,工作面预测,地质雷达方法,巷道瓦斯涌出特征法,钻屑解吸指标法,R值指标法,煤体温度法,复合指标法,声发射方法,其它经试验证实有效的方法,综合指标法,,,瑞利波方法,,,,,,,,煤体电磁辐射方法,,,,钻屑指标法,,石门揭煤,,,辅助指标,主要指标,煤巷掘进,第七十条工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；（二）煤层赋存条件急剧变化；（三）采掘应力叠加；（四）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；（五）工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层，当出现上述第（四）、（五）情况时，应判定为突出危险工作面；当有上述第（一）、（二）、（三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十二条采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，应当由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔测定煤层瓦斯压力P。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时，应当测定各煤层的综合瓦斯压力。测压钻孔在每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度ΔP，则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。,防突规定中工作面预测相关内容,综合指标D、K的计算公式为（1）（2）D工作面突出危险性的D综合指标；K工作面突出危险性的K综合指标；H煤层埋藏深度，m；P煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa；△P软分层煤的瓦斯放散初速度；f软分层煤的坚固性系数。,防突规定中工作面预测相关内容,各煤层石门揭煤工作面突出预测综合指标D、K的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3所列的临界值进行预测。当测定的综合指标D、K都小于临界值，或者指标K小于临界值且式（1）中两括号内的计算值都为负值时，若未发现其他异常情况，该工作面即为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。,表3石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值,防突规定中工作面预测相关内容,第七十三条采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或△h2值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4中所列的指标临界值预测突出危险性。,防突规定中工作面预测相关内容,表4钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值,,如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十四条可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性（一）钻屑指标法；（二）复合指标法；（三）R值指标法；（四）其他经试验证实有效的方法。,注意去掉了钻孔瓦斯涌出初速度法。主要理由属于单指标法，有时采取措施后反而测值大。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十五条采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层（构造煤）中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表5的临界值确定工作面的突出危险性。,防突规定中工作面预测相关内容,煤巷掘进工作面突出预测钻孔布置示意图,防突规定中工作面预测相关内容,表5钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值,如果实测得到的S、K1或△h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十六条采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应当向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽量布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。,防突规定中工作面预测相关内容,煤巷掘进工作面复合指标法预测钻孔布置示意图,,防突规定中工作面预测相关内容,各煤层采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表6的临界值进行预测。如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。,表6复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值,防突规定中工作面预测相关内容,第七十七条采用R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。,防突规定中工作面预测相关内容,根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax按式3计算各孔的R值R＝Smax-1.8qmax-43式中Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m；qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min。判定各煤层煤巷掘进工作面突出危险性的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按以下指标进行预测当所有钻孔的R值有R﹤6且未发现其他异常情况时，该工作面可预测为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。,防突规定中工作面预测相关内容,第七十八条对采煤工作面的突出危险性预测，可参照本规定第七十四条所列的煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，深度5～10m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。,防突规定中工作面预测相关内容,煤与瓦斯突出防治,有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。区域综合防突措施包括下列内容（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四）区域验证。局部综合防突措施包括下列内容（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。,区域先行、局部补充,,防突技术措施分类,第四十五条区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。,区域综合防突措施,区域综合防突措施,区域综合防突措施,地面钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,第四十六条选择保护层必须遵守下列规定（一）在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；（二）当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最好的煤层；（三）当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验；（四）优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。,区域综合防突措施,沈阳红菱煤矿开采极薄保护层案例红菱煤矿煤与瓦斯突出灾害极其严重，自1972年建井至今共发生136次煤与瓦斯突出，1000t以上的突出3次，最大突出强度5390t，在煤巷打钻的情况下也发生过突出。经有关专家对红菱煤矿的瓦斯灾害进行现场调研和仔细研究后，一致认为开采保护层是唯一的选择。,区域综合防突措施,红菱各煤层参数及间距,各测压孔随工作面推进的变化关系图,,天府天府矿业公司磨心坡煤矿开采岩石保护层保护K2煤层案例,第四十七条开采保护层区域防突措施应当符合下列要求（一）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；（二）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；（三）正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m；,区域综合防突措施,保护层采煤工作面超前于被保护层掘进工作面示意图,区域综合防突措施,（四）开采保护层时，采空区内不得留有煤岩柱。特殊情况需留煤岩柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤岩柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤岩柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。,区域综合防突措施,保护层不规则煤柱的影响区划分方法,区域综合防突措施,第四十八条保护层和被保护层开采设计依据的保护层有效保护范围等有关参数应当根据试验考察确定，并报煤矿企业技术负责人批准后执行。首次开采保护层时，可参照附录D确定沿倾斜的保护范围、沿走向（始采线、终采线）的保护范围、保护层与被保护层之间的最大保护垂距、开采下保护层时不破坏上部被保护层的最小层间距离等参数。,区域综合防突措施,有效保护垂距、保护层沿煤层走向的卸压角,区域综合防突措施,保护层沿煤层倾向的卸压角,区域综合防突措施,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求（一）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同；,区域综合防突措施,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施缓倾斜、近水平煤层控制范围,区域综合防突措施,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施用穿层钻孔,区域综合防突措施,预抽区段煤层瓦斯区域防突措施倾斜、急倾斜煤层控制范围,区域综合防突措施,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求,（二）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第（一）项中回采巷道外侧的要求相同；,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施控制范围,区域综合防突措施,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求,（三）顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；,区域综合防突措施,顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施,区域综合防突措施,穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围,区域综合防突措施,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求（四）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；,区域综合防突措施,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求,（五）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第（一）项中回采巷道外侧的要求相同；,区域综合防突措施,（六）当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；（七）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应当控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法向距离，且仅限于煤层部分）。,第四十九条采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求,区域综合防突措施,厚煤层首先开采下分层时，预抽钻孔控制范围,厚煤层首先开采上分层时，预抽钻孔控制范围,区域综合防突措施,第五十条预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。,区域综合防突措施,第五十一条开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按本规定第四十三条第（三）项的方法对预计被保护区域的保护效果进行判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。,区域防突措施检验,第五十二条采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中，在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以参照本规定第七十三条的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。,区域防突措施检验,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,,,区域防突措施检验,第五十三条对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察（应符合本规定第四十二条要求的程序）确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于表4的临界值则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。,区域防突措施检验,第五十三条但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区。,区域防突措施检验,区域防突措施检验,,,,,,第五十四条对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。,区域防突措施检验,第五十五条采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求（一）对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔30～50m，至少沿工作面方向布置2个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时，按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验；,区域防突措施检验,区域防突措施检验,第五十五条（二）对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；,区域防突措施检验,穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施检验测试点布置,区域防突措施检验,第五十五条,（三）对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）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，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围；,区域防突措施检验,穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施检验测试点布置,区域防突措施检验,第五十五条（四）对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔20～30m至少布置1个检验测试点，且每个检验区域不得少于3个检验测试点；（五各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。,区域防突措施检验,区域防突措施检验,第五十六条采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求（一）当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标；（二）若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。,区域防突措施检验,钻孔控制范围与间接计算残余瓦斯含量时适当扩大的评价计算范围示意图,区域防突措施检验,第五十七条在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证，应当采用本规定第七十一条所列的石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用本规定第七十四条、第七十八条所列的工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时，应当按照下列要求进行（一）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；（二）工作面每推进10～50m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；（三）在构造破坏带连续进行区域验证；（四）在煤巷掘进工作面