煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）防治突出.doc

第三章 煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）防治突出 第一节 一般规定 1.突出矿井的鉴定 煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一，因其具有突发性，对生产人员的安全危害极大，为了防治它，突出矿井需投入大量的人力与物力导致开采成本的增加。由于突出机理目前仍处于假说阶段，影响它的因素随机性又强，要完全控制它的发生，还有一定的难度，但采取一些行之有效的措施后，仍可以做到不发生或减少伤亡事故。根据所掌握的规律，随着采掘深度的增加，突出发生的可能性与危害性也日趋严重，例如矿井在开采浅部煤层时，从未出现过瓦斯动力现象，当采掘工作达到一定的深度时，就会出现瓦斯动力现象。 瓦斯动力现象出现的初期，缓倾斜煤层多以压出形式出现，它与片帮现象很难区分。急倾斜煤层则多出现受煤体自重作用而诱发的倾出，而这种现象又与冒顶现象难以区分。因而判断瓦斯动力现象的性质，需要经验丰富的专业机构通过实测煤层瓦斯压力、取样分析化验和现场勘查，综合判断该矿是否已具备发生煤与瓦斯突出的三大要素，以免判断失误，给生产带来不必要的损失。判断瓦斯动力现象的基本技术与装备，一般首次出现瓦斯动力现象的矿井都是不具备的，难以进行正确的鉴定，因此需经国家煤矿安全检察局授权的单位坚定。 同样，在一个突出矿井，由于受地质条件的影响、采掘地区的变更或采掘条件的变化，经过多年来的采掘实践，没有再次出现瓦斯动力现象，要对此现象出现真实的原因作出正确的判断，同样也是难度较大的。为了查明原因，作出正确的判断，同样也需做现场调查、实测瓦斯参数、取样分析化验，综合判断突出矿井是否已不具备发生突出的三大要素。为了慎重的对待此项工作，以免造成由于判断失误而造成的重大人身伤亡事故，同样也需经原鉴定单位确认后，撤消突出煤层或突出矿井的称号。 2．新建突出矿井煤层突出危险性的再确认 在新建矿井，煤层的突出危险性是由地质勘探部门提供的基础资料确定的，这些资料一般是根据相邻矿区或矿井的瓦斯、瓦斯动力现象资料和煤层的物理力学性质资料确定的，具有一定的可信程度。因此在新建矿井的设计任务书必须明确确定该矿应是突出矿井，并按突出矿井的技术要求进行设计，以免矿井投产后，由于发生瓦斯动力现象，矿井因不具备防治突出的生产条件而造成的停产补套现象，给新投产矿井造成重大的经济损失或瓦斯事故。勘探部门所提供的瓦斯基础资料虽具有一定的可信程度，但尚未进行验证，所以新建矿井在建设期间，为了进一步的验证勘探期间对煤层的突出危险性判断的可信程度，以便及时调整防治突出的措施，在新井建设期间，还必须根据揭穿各煤层的实际情况重新验证煤层的突出危险性。 3．综合防治突出措施 煤与瓦斯突出是一种自然现象，它具有突发性、不完全的可知性，要想完全防止它的产生是难以达到的。根据现实情况，我国现有的防治突出方法首先要摸清楚它发生的地区、范围，采取必要的防治措施，改变其发生突出所应具备的基本条件，使其不发生或降低其突出强度，并采取必要的安全防护措施，以保证施工人员的安全。从上述的思路可知，防治煤与瓦斯突出工作，它已不是单一的技术措施，而是一套完整的综合防治突出的系统工程，我们称它为综合防治突出措施。 综合防治突出措施内容包括（1）。突出预测，（2）。防治突出措施，（3）。措施效果检验，（4）。安全防护措施施工。现分两部分加以叙述 1.突出预测、措施及效果检验 突出预测可分两种，即区域预测和工作面预测。预测的目的就是将突出矿井中有限防突资金与人力用在突出矿井最需要、最危险的地方，以提高突出矿井的防突效率和降低突出矿井的生产成本。根据统计资料表明，突出矿井发生的突出区段，仅占采掘总面积或掘进总长度的517，进行预测的目的是将517的区段尽可能的区分出来。 要想一次用预测的方法，准确无误地划分出突出区段或找出突出的地点，显然在目前的条件下，具有相当的难度，目前，世界各主要采煤国家，都未能达到上述水平。 我国采取的预测途径是采用缩小范围的方法，逐步查明突出区域或突出地点。首先采用区域预测将突出矿井中的各个区段、采区划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。然后，在突出危险区中用工作面预测方法将采掘工作面进一步区分为突出危险工作面和无突出危险工作面。 a.区域预测 在进行区域预测时，此时煤层未被揭露或未完全被揭露，只能通过两种途径确定。一是采用钻孔取煤样分析、测定煤层瓦斯压力等有关瓦斯的参数，用单项指标或多项综合指标确定该地区突出的可能性。二是利用附近采区或上水平的煤与瓦斯突出与地质的关系，根据被预测地点的地质因素推测出该地区发生突出的可能性。 区域预测适用于突出矿井中的开拓水平、井田两翼和新采区，将其划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。突出危险区具有明显的突出危险性，突出威胁区危险性次之，它有可能成为突出危险区，也有可能成为无突出危险区。经验告诉我们，突出危险区和无突出危险区之间不可能有明显的界限，它们之间有一个过渡地带，这个地带就是突出威胁区。在突出威胁区中，为了随时随地的掌握煤层突出危险性的变化，要求在突出威胁区中的采掘工作面每推进30100m，就要用工作面预测方法连续进行不少于2次的区域性预测准确性验证，以确认判断是否正确或工作面是否进入突出危险区。为了避免由于工作上的微小失误而造成的错判（此种错判有可能造成突出事故），要求连续进行不少于2次区域性预测准确性验证，当任何一次验证有突出危险时（用工作面预测方法，预测指标超过临界指标值时），表明区域预测判断失误或工作面已经进入突出危险区，此时，突出威胁区要立即改划为突出危险区。在突出威胁区进行采掘工作时，可不采取技术性的防治突出措施，为了防止意外，保证工作人员的安全，还必须采用安全防护措施施工。 在无突出危险区中进行采掘工作时，可按正常的采掘方式进行。 b.工作面预测、防治突出措施的执行及措施效果检验 在突出危险区内，为了进一步缩小突出危险范围，采用工作面预测方法将工作面区分为突出危险工作面和无突出危险工作面。 工作面预测方法可分为以下两大类，一是用钻屑量判断的应力指标，二是以钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑解吸量或钻屑瓦斯解吸特征指标判断瓦斯因素的指标，除了上述两种方法和指标外，也可以采用其它经试验证实有效的预测方法和指标。在我国使用普遍、效果较好的指标为地应力和瓦斯指标。 工作面预测效果的好坏取决于如何正确选用判断发生突出时各种指标的临界值。确定这些临界值时必须考虑安全系数，同时又要照顾到防治突出的成本。安全系数大，预测出来的突出危险工作面的次数就多，需要执行防治瓦斯突出的措施工程量就会增加，矿井的防治突出成本随之升高，反之，则相反。 单项指标判断工作面的突出危险性具有一定的片面性，预测效果不够理想，通常采用双指标进行判断，即地应力指标和瓦斯指标。 无突出工作面判断的有效范围是指预测钻孔整个长内，所采用的预测指标都未超出其临界指标值，将钻孔长度减去为保证预测工作人员安全而预留的2 m预测超前距，剩余的范围内被确认为无突出危险，可不采取防治突出的技术措施，但必须采取安全防护措施施工。超出此范围又必须重新进行新一轮工作面预测循环。 在突出危险工作面进行采掘工作时必须按规定采取防治突出的技术措施，并经措施效果检验有效后方可采用保证人员安全的安全防护措施施工。如措施效果检验无效，必须再采取补救的防治突出措施，并再进行措施效果检验，直到措施效果检验有效后，方可采用安全防护措施施工。 防治煤与瓦斯突出细则未编制前，对全国部分重点突出矿井的调查结果表明，有75的突出次数是是采用过各种防治突出措施后发生的，这表明当时防治突出措施的有效性很不理想，考察其原因是对选用的防治突出措施的防突效果心中无数，因为当时还没有手段和装备能确认措施防突效果的有效性，而现在我们已有了手段与装备，因而，对防治突出措施的效果进行检验不仅必要，也有可能。它可以提高防治突出效率，减少突出事故的发生。 （2）安全措施 众所周知，突出矿井的防治突出工作，每天都在重复的进行，时间一长，难免在技术装备上、思想上会出现失误，为了防止由于这方面的失误而导致的突出伤亡事故，综合防治突出出措施中规定，在执行了预测、措施、措施效果检验后，还必须采用安全防护措施施工，以确保工作人员的安全。 安全措施主要指震动放炮和远距离放炮。工作面落煤时是应力明显活动期，若爆破落煤时，工作人员远离工作面，可防止由于应力明显活动诱发的突出对工作人员的伤害。而防护措施包括设置一些安全装备或装置或必要的组织措施，例如反向风门、按全避难洞室、压风自救装置、自救器等。 4．突出矿井专门防突机构与人员的设置 煤与瓦斯突出有明显的区域性特征，各地区或矿井所采取的防治突出措施与手段也不尽相同，所以煤与瓦斯突出防治工作是一种专业性很强的工作，防突人员不仅需要采矿、矿压、物理、化学等方面的基本的专业知识，同时还需要积累丰富的实践经验，而丰富的实践经验来自于突出资料的积累，尤其是本矿的突出资料。因而突出矿井设置专门的机构与人员进行管理是非常必要的，对积累突出资料和培养防突人材是非常有利的，这一点对突出矿井管好防治突出工作是至关重要的。经验告诉我们，凡是重视此项工作的突出矿井，防治突出管理工作就很正规，突出事故发生率很低，生产人员的安全就有保证。从另外一点看，现在学校还未能培养出防治突出的专业人员满足突出矿井的需要，因此突出矿井要想安全生产，必须立足于自行培养自己所需的防治突出的专业人员。 5．突出矿井防治突出计划的编制 突出矿井根据矿井生产采掘计划，结合区域预测所划分的突出危险区、突出威胁区，制定出矿井的年度、季度、月度防治突出计划，目的是将防治突出工作纳入矿井的正常的生产计划中，以便对防治突出工作加强管理。除此而外，可根据采掘计划的安排，结合区域预测结果，可事先知道将被开采的采区煤层的突出危险程度，提前做好防治突出措施的编制和人力物力的安排，同时也可根据突出危险性程度，将采区或工作面事先作出轻、重、缓、急的安排，使防治突出的工作做到有序不乱，这样，可最大限度地减少突出对生产的影响。 6．新建突出矿井、新水平、新采区投产时的要求 新建矿井、新水平、新采区投产时各种生产设施已完全齐备，已具备生产条件，但是防治突出设计中规定的工程设备、安全设施没有或不符合规定要求时，强行投产后，必然对安全生产造成严重的危害。若勉强投产后再补套，势必造成生产与安全两者不能兼顾。因而，当新建突出矿井、突出矿井的新水平、新采区验收时，发现防治突出设计中规定的工程设备或安全设施不符合要求时，不得验收移交生产。 7．新建突出矿井、突出矿井的新水平、新采区设计中要编制煤层防治突出设计 突出矿井的防治突出效果的好坏，关键取决于矿井采掘计划中是否考虑到为了防治突出，在开采前所必须做的防治突出工程，例如有无采保护可开采，通风系统能否达到突出工作面的通风要求，根据煤层的突出危险性程度，采用何种形式的防治突出措施，需要做那些工程准备，这些都需要在煤层开采前研究确定的。为了做好防治突出工作，就需要把上述确定的方案、设施做好规划，编制出突出煤层防治突出的专门设计。 8．布置突出矿井的采掘工作面应考虑的因素 为了减少突出对生产的的危害，尽量少扰动突出煤层，在有条件的地方，把主要巷道布置在岩石、无突出或突出危险性较低的煤层中。在开采了保护层的地方，要充分利用其保护范围，将巷道布置在保护范围内。 地质剧烈变化地带，最易发生突出，且突出强度高，所以不能将石门布置在该带中，以免增加危险和防治突出工作的难度。如果条件许可，先用煤巷掘至石门揭煤地点，然后石门再与煤巷沟通，为了防止煤巷掘进工作面与石门掘进工作面前方应力的相互影响，应力叠加而诱发的突出，煤巷必须超过石门贯通位置5m以上。为了防止石门与煤巷贯通时，由于炮眼底距煤巷帮的距离小于炮眼的最小抵抗线，此时火药容易发生爆燃或有火焰喷出，当煤巷中因通风不良或没有通风而造成瓦斯聚集时，就会发生瓦斯爆炸事故，因而采用石门贯通煤层必须保证煤巷的正常通风。 应力在煤与瓦斯突出中是一个不可忽视的重要因素，一般说来，应力可分垂直应力（岩石自重所形成的应力）、水平应力（构造应力）及采掘附加应力。前二者在同一个采区或不大的范围内，无明显变化，而采掘附加应力它是一个变量，它是由于人们采掘活动，破坏了煤（岩）的原始应力状态，使应力重新分布的结果。在高应力区内进行采掘工作，易触发应力突变，导致在采掘工作面前方快速形成卸压带，造成煤体破坏、煤层中的瓦斯快速解吸，大量的游离瓦斯出现在煤层的裂隙、空隙中，参与破碎煤体，并将被破碎的煤块搬运到远离工作面的地方，形成突出。 在1个或相邻2个采区中，同一煤层的同一区段，两个工作面进行相向采掘工作，当2个工作面相互接近时，由于2个工作面的采掘附加应力相互叠加，产生高应力区，易发生突出。因而在上述条件下，不能布置2个采掘工作面。 9．矿井瓦斯地质图 瓦斯地质是研究矿井瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出与地质构造的相互关系。在突出矿井中应统计、总结出本矿井煤与瓦斯突出与矿井地质构造的规律，并用于区域预测，划分突出危险区、突出威胁区和无突出危险区，能对防治瓦斯突出工作起到积极的作用。突出矿井的瓦斯地质图，是一种突出历史资料的积累，它是在突出矿井日常工作中，对矿井瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出和矿井地质资料不断积累完善的基础上得出的。突出矿井，为了治理突出，就必须及时编制好矿井瓦斯地质图。 10．防止误穿突出危险煤层 严重突出矿井，为了防治瓦斯突出，常采用预抽突出煤层瓦斯的方法，防止在今后采掘工作中出现的煤与瓦斯突出，为了抽放突出煤层中的瓦斯，就要在突出煤层的顶底板岩石中开凿岩巷，通常岩巷距煤层要有一定的安全距离（其距离视煤层顶、底板的岩性而定）。但是当岩石巷道进入到地质变化带时，煤层的走向、岩性都发生了变化，若安全距离减少、岩石变软，受煤层中高压瓦斯推力的作用或岩石卸压的影响，会导至突出煤层自行揭穿或误穿煤层，形成突出。例如中梁山矿务局南矿在掘进抽放钻场与六枝矿物局化处矿掘进底板抽放巷道时都发生了千吨级的大突出。 除此之外，在开采了保护层的被保护层（已受保护的突出危险煤层）中进行采掘工作时，同样也要防止采掘工作面误入未保护区（尤其是接近未保护区的边缘地带，危险性更大），此处为高应力集中地区，容易发生突出，且突出强度较大，例如南桐矿务局鱼田堡煤矿150水平西三石门K3煤层运输大巷，在进入K4煤层保护曾回采工作面采止线附近的未保护区的边缘地带时，发生强度达4000t的大突出。松藻矿务局石壕煤矿1811K3回采工作面，同样也进入上保护层回采工作面的采止线形成的未保护带的边缘地区，也发生了千吨级的大突出。 11.突出危险煤层的采掘工作面需要设立专职的瓦斯检查员 煤层发生突出之前，一般会出现突出预兆，预兆分有声的和无声的两类。 （1）。有声预兆 a．煤体中有闷雷声，且由远到近的发出闷雷声； b．煤体中出现机枪声、煤炮声； c．支柱受压发出的查查声。 （2）无声预兆 a.工作面空气中的瓦斯含量有明显的变化，忽大忽小，变化频繁； b.工作面片帮、掉渣； c.工作面顶板来压； d.煤层厚度变化明显，尤其是其中最容易发生突出的软分层的变化； e.煤层硬度变化，由硬变软，煤层的层理变得模糊不清，成鸡窝状； f.煤层有遭受强烈的挤压的痕迹； g．煤层的产壮发生突变。 充分的掌握上述的有声与无声预兆，对防止煤与瓦斯突出、减少人员的伤亡是至关重要的，但这些都需要人去观察与掌握，尤其是工作面空气中的瓦斯含量的变化是最明显的预兆之一。因而开采突出危险煤层时，每个采掘工作面都应设置专职瓦斯检查员随时随地地检查工作面的瓦斯、观察突出预兆，并随时准备撤退工作人员，防止突出事故对工作人员的伤害。 12.矿井的工作人员，需要提高自我保护意识，掌握防治突出的基本知识。 开采突出矿井是一项难度大、技术复杂的工作。因为它的发生具有很强的随机性，为了防治它，所采用防治突出的措施也需根据现场的实际情况，在原定的防治突出措施上进行适当的修改，方能对防治突出奏效。现场变化的信息反映到决策者时，需要有一定的时间，在这段时间内，工作人员对防治突出工作如不熟悉，继续或违章工作，就有可能酝酿出因突出而导致的重大人身伤亡事故。所以突出矿井的工作人员，必须接受防治突出知识培训，应熟悉突出预兆和防治突出的基本知识，经考试合格后，方能上岗。突出矿井的工作人员掌握了防治突出的基本知识后，可以提高工作人员的自我保护意识，抵制一些因违章指挥而可能发生的突出事故。 15．突出危险煤层中禁止使用放顶煤采煤法。 放顶煤采煤法是利用矿压、煤的自重落煤。突出煤层具有松软、瓦斯含量大的特征，这些特征有利于放顶煤采煤法，但这些特征恰恰是发生突出必不可少的条件。矿压（地应力）活动频繁，煤层松软，受煤体自重的影响，使煤层自顶板垮落（冒顶），形成了新的暴露面，新暴露面上的瓦斯压力梯度陡增，在煤层中游离瓦斯压力作用下，煤层被破碎，瓦斯快速解吸形成强大的瓦斯气流，将被地应力和瓦斯破碎的煤块搬运到采掘空间中来，形成突出，若瓦斯与煤快的混合气流在流动过程中没有遇到阻力，突出将继续进行，直到混合气流受阻，新暴露面上的瓦斯压力梯度下降，不能再破碎煤体时，突出才被迫停止。由此看来，放顶煤采煤法不但不利于防治煤与瓦斯突出，反而为突出的发生创造良好的条件。 16．突出煤层不能使用风镐 煤层在发生突出时，突出的三大因素都处于不稳定状态，其中尤其是应力，稍有震动，就会失去平衡，而导致突出。风镐是一种震动力很强的工具，使用它进行落煤工作时，对煤体会产生强烈的震动，加速煤层瓦斯解吸并触发工作面前方应力突变而导致突出。除此之外，高噪音也掩盖了突出有声预兆，使工作人员不能及时发现突出预兆,迅速撤离现场，极易造成人员伤亡。所以在突出煤层中进行采掘工作时，不能使用风镐。 17．突出矿井爆破作业须采用安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药。 突出矿井为了避免人员伤亡，尽量避免人员与由于落煤工作诱发的应力突变时期接触，所以突出矿井采掘工作面的落煤工作多采用爆破落煤。在爆破落煤时，煤层受到强烈震动，容易发生突出，突出时必然会产生大量瓦斯，如火药安全性能不好，极易引发瓦斯爆炸。因而突出矿井对爆破落煤的炸药有严格的要求，既在有瓦斯存在、一定的技术条件要求下引发火药爆炸，不能引起瓦斯爆炸。目前煤矿使用的安全等级不低于三级的含水炸药，就能满足上述要求。 18．采掘工作面在爆破作业前，对爆破工作面所有不装药的炮眼，要用不燃材料充填，充填深度要大于爆破孔深度的1。5倍。对爆破工作面的各种直径超前钻孔、水力冲刷或水力冲孔等措施在煤体形成的孔洞，爆破前，都必须充填或注满水、砂或填土。 突出煤层中的人工形成的各种孔洞、洞穴，都不同程度的有瓦斯逸出或积聚。且爆破孔与孔洞之间的间距，一般都小于规程要求的钻孔爆破最小抵抗线（煤层中不得小于0。5m），在孔洞附近进行爆破作业时，有可能引发未充填孔穴内的瓦斯爆炸，所以，当爆破孔深大于不装药的其他钻眼时，不装药的其他钻眼全部用不燃材料充填。当爆破孔深小于不装药的其他钻眼时，不装药的其他钻眼用不燃材料的充填深度应不小于爆破钻孔深度的1。5倍。对各种直径的超前钻孔、水力冲刷或水力冲孔等措施在煤体中所形成的孔洞，因其体积大、积蓄在孔洞中的瓦斯量大，一旦引起瓦斯爆炸，其影响范围与爆炸强度都不容忽视，为了避免此类瓦斯爆炸事故，所以将这些孔洞用水、砂或土加以充填，目的是消除爆破地点附近的瓦斯聚集，防止瓦斯爆炸。 第二节 煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验 19．突出危险区内突出危险工作面与无突出危险工作面的相互转换条件 在突出危险区内进行采掘工作，按规定必须采用预测、执行防治突出措施、措施效果检验、措施效果检验有效后，方能采取安全防护措施施工。 采用工作面预测方法进行预测。经预测后采掘工作面划分为突出危险工作面或无突出危险工作面。为了避免测量上的误差与人们主观上判断的失误，而将有突出危险的工作面误判为无突出危险工作面所造成的突出灾难，因而，突出危险工作面，采用了只有连续两次工作面预测皆为无突出危险工作面时，方可把突出危险工作面改判为无突出危险工作面的再确定的工作程序，以确保安全。 每一次工作面预测预测循环有两种情况 （1）。预测为突出危险工作面时，其工作程序包括执行措施、措施效果检验、措施效果检验有效后安全防护措施施工，并在留有5m措施的超前距的情况下，再进行下一次工作面预测。若下一次预测循环预测为无突出危险工作面时，为了确保安全，必须再重复进行一次措施循环后，再进行工作面预测确认为无突出危险工作面后，方可将突出危险工作面改为无突出危险工作面。 （2）。当工作面预测为无突出工作面时，其工作程序包括安全防护措施施工，在保留有为保证预测人员工作安全的2m安全屏障（预测超前距的）条件下，再进行下一次工作面预测循环。 工作面预测预测的范围小，仅在预测钻孔孔深控制的范围内，除此之外，还要根据判断结果留有保证工作安全的安全屏障。在预测孔孔长控制范围之外煤层的突出危险性，因没有取得判断资料是无法确定断的，因此，在突出危险区内进行采掘工作，都必须连续不断的进行预测。 20．三种超前距 防治突出工作中常遇到三种超前距，即措施超前距、预测超前距和措施效果检验超前距，这三种超前距都是保证在各种工作条件下的安全屏障。 （1）。措施超前距 措施超前距是指突出危险工作面在执行了防治突出措施之后进行采掘工作时，必须保留的经措施处理过的工作面前方的一段煤体。分两种情况 a掘进工作面 各种措施都必须留有5m的措施超前距。例如采用超前钻孔防治突出措施，从孔底算起，必须留5m的残孔，这5m钻孔超前距作为采掘工作的安全屏障，不允许破坏。 实测和国内外的资料表明，掘进工作面前方的应力集中峰值位于工作面前方 46m处，看一种防突措施是否有效，对应力而言，就看是否能将应力集中峰向工作面前方深部推移，也就是使工作面的卸压范围增大。掘进工作面应在远离应力集中峰的卸压区工作，就不会发生突出。为了确保工作安全，防止误入上述地区，所以在执行了措施之后，采取留有5m的措施超前距，防止误入应力集中区，同时还可做为工作的安全屏障抵御煤与瓦斯突出。 b.回采工作面 由于回采速度较掘进速度慢，回采工作面要比掘进工作面有更多的时间缓和工作面的应力状态，同时受条件的限制，垂直工作面施工防治突出措施孔难度较大，基于上述原因，措施孔的超前距确定为3m。 （2）。预测超前距 预测超前距是为保证进行预测工作安全所设置的安全屏障。采掘工作面经预测确定为无突出危险工作面时，在被预测的范围内，不能全部掘完，必须要留用2m的预测超前距。应当指出，只有预测为无突出工作面时才适用，且回采工作面与掘进工作面预测超前距是一样的。 （3）。措施检验超前距 措施效果超前距只有当措施孔孔深大于或等于检验孔深7m时才会出现（掘进工作面为7m、回采工作面为5m，此值为措施超前距与检验超前距两者之和）。使用时应注意以下几种情况 a．检验孔的孔深与措施孔孔深的差值（绝对值），小于或等于5m（掘进工作面为5m、回采工作面为3m）时，经措施效果检查有效，必须执行5m措施孔的超前距； b．检验孔孔深与措施孔孔深的差值（绝对值），大于或等于7m措施孔孔深时（掘进工作面为7m、回采工作面为5m），经措施效果检查有效，可留有2m措施检验超前距。 21．采掘工作面，执行措施后，经检验措施无效，都必须采取补救措施，并再进行效果检验，直到措施效果检验有效后，方可采取安全防护措施施工。 采掘工作面，执行了防治突出措施之后，经措施效果检验无效，表明该工作面突出因素并未得到改善，还有突出危险。因而，必须采取补救措施，直到措施有效后，方能采用安全防护措施施工。 第三节 区域性防治突出措施 22．开采保护层 开采保护层是国内外至今被认为最经济、最有效的防治煤与瓦斯突出的措施。保护层与被保护层（突出煤层）的相对位置不同，有上、下保护层之分。开采层位于突出危险煤层的上部先行开采的煤层称为开采上保护层，反之，称之谓开采下保护层。 突出矿井煤层群中，选用距突出层最近，开采后顶、底岩石发生移动或冒落不破坏被保护的突出煤层开采条件的无突出危险煤层或突出危险程度较低（对被保护的突出煤层相对而言）的煤层，作为保护层先于突出煤层开采。由于开采了保护层，在被保护的突出危险煤层中，煤层的原始应力、瓦斯压力与煤的力学性质，都会引发了一系列的变化，向不利于突出的条件转化，最终解除了或削弱了（当层间距大时产生削弱作用）发生突出的三大要素，使突出煤层转化成无突出危险煤层。 开采了保护层后，保护层顶底板岩石（包括被保护的突出煤层）发生剧烈的膨胀变形，使煤层中的原始应力降低，煤体发生膨胀变形，煤的孔隙率增加，裂隙增加，造成是煤层的透气性大幅度的提高，为瓦斯流动提供了良好的条件，在煤层瓦斯压力的驱使下，通过突出危险煤层顶底板岩石裂隙，不断地流向保护层的开采空间，使突出煤层的瓦斯压力不断地降低，吸附瓦斯迅速解吸为游离瓦斯，成为供给流动瓦斯的不间断的气源，导致突出煤层瓦斯含量不断降低，同时煤层强度与稳定性也有所增加，上述一系列的变化，使突出煤层逐渐失去了发生突出时所需的必要条件。 我国突出矿井现在很难找到层间距既不远又不近的保护层，随着采掘深度增加，过去作为保护层开采的无突出危险煤层也逐渐转变成突出危险煤层，因而有些突出矿井不得不选用突出危险程度较小的突出危险煤层、远距离或近距离的煤层作为保护层先行开采。这是因为采用保护层防治煤与瓦斯突出要比采用局部防治突出措施的成本低得多，且安全性和可靠程度都较局部措施好，所以在没有不突出的保护层可选时，选用突出危险较小的煤层作为保护层开采，也是一种明智的选择。 开采保护层虽然是一个公认的最有效的防治突出措施，但使用不当，同样也容易发生重大伤亡事故。问题出在开采保护层的的煤柱管理、保护范围的划定和防治瓦斯突然涌出现象没有得到应有的重视。 a.煤柱管理 开采保护层时必须煤柱加强管理。保护层在开采后，必然会破坏被保护层及其顶底板岩石中的原有的应力状态，并使应力重新分布后达到新的平衡状态。开采保护层后在被保护层中造成了大面积的应力已被释放的卸压带，这是开采保护层所需要达到的目的，但事物总是矛盾的，产生卸压带同时必然会在有支撑能力的煤柱上出现应力集中现象，形成新的应力集中带。尤其是在保护层开采过程中，由于客观原因不得不在保护层的采空区内留有煤柱时，所造成的安全危害极大，当被保护层采掘工作面进入该煤柱影响范围区内时，由于此处不但未曾卸压，反而是一个由于应力集中而形成的增压地带，导致煤层的突出危险性不但没有降低，反而有所增加（与该突出煤层正常地带的突出危险性进行比较）。为了防止被保护层中产生局部应力集中现象，在保护层的采空区中不允许能留有煤柱、木垛，以免造成开采被保护时发生突出。若非留有煤柱不可，当被保护层采掘工作面进入该煤柱影响区进行采掘工作时，必须采用综合防治突出的措施。 b.保护范围的划定 开采保护层后对被保护层中未受保护地带的划定与管理也必须给于足够的重视。从广义上来讲也是煤柱管理，只不过煤柱尺寸大一些。确定被保护层未受保护的地带是根据岩石的卸压角、移动角来划分出保护区和未保护区。应当着重指出，在开采下保护层时，在保护层同一开采水平以上的局部区段中的被保护层是没有受到开采下保护层保护的。若在此区域或未受到保护的其他区域进行采掘工作时，也都必须采用综合防治突出措施，并加强防治煤与瓦斯突出的管理工作。 C．抽放瓦斯与防治瓦斯突然涌出现象 瓦斯是发生突出的主要因素之一，如将其从突出煤层中排除，无疑对防止煤与瓦斯突出或降低突出对生产的危害是有益的。 保护层开采时最容易发生瓦斯聚集和瓦斯突然涌出动力现象。保护层开采后，被保护层的卸压瓦斯，在瓦斯压力的驱使下，通过顶底板卸压后由于岩石膨胀变形所形成的裂缝，流向保护层的采掘空间，造成保护层回风系统中瓦斯浓度严重超限或局部聚集，难以用通风的方法加以解决。当近距离保护层开采时，保护层工作面从开切眼快速推进到保护层与被保护层层间距2倍左右时，此时被保护层得到了充分的卸压，大量的吸附瓦斯经解吸变为游离瓦斯，若顶底板岩石此时还未形成大量的裂缝，为瓦斯提供流动所需的畅通的通道，则在瓦斯压力和地应力的双重的作用下，会发生突然底鼓或冒顶现象，并伴随着大量瓦斯突然涌出，稍有疏忽，容易发生人员伤亡。例如南桐矿务局鱼田堡煤矿1402工作面在上段开采过程初期，遇到一次底鼓并伴随有大量瓦斯突然涌出现象，该地点突出层与保护层的层间距为68m,发生地点距开切眼仅为14m，四天时间共涌出瓦斯20000m3。解决此问题的唯一方法是在保护层工作面开采初期，加强抽放瓦斯工作。 当保护层与被保护层层间距较远时，保护层的卸压作用有所降低，为了增强保护效果，采用强化抽放瓦斯工作，不愧是一种较好的选择。所以在开采保护层的时，为了降低瓦斯聚集对通风的压力、防止瓦斯突然涌出和提高保护效果，都应强化抽放被保护层中的瓦斯。 23突出矿井首次开采保护层要对保护效果及保护范围进行考察。 突出矿井首次开采保护层，所采用的技术参数都是采用其他突出矿井的保护层开采参数或书本上提供的参数。由于各矿的开采条件和地质条件有明显的差异，所采用的参数不一定适用，为了寻找本矿开采保护层的技术参数，为今后开采保护层积累经验，因此，突出矿井首次开采保护层时，须对保护效果进行检验、对保护范围要进行实际考察，以确保工作安全和防止由于保护范围划定不准确，而导致误入未保护区的突出事故。例如本文第十条所述的鱼田堡煤矿误入未保护区所产生的事故。 24．保护层开采厚度等于或小于0。5m、上保护层与突出危险煤层层间距大于50m或下保护层与突出危险煤层的层间距大于80m时，都必须对保护效果进行检验。 当煤层的开采厚度减小时，顶板岩石的冒落高度也随之变小，其后果是卸压影响程度减弱和作用范围缩小。实践表明，保护层开采的影响范围随着突出危险煤层与保护层之间的层间距加大而减小，随着采高减小而降低。根据国内外研究与考察资料表明，开采保护层后，对上面的影响范围最大可达80m，对下部可达到50m，超过此范围时，为了确切地掌握保护效果，防止突出灾害的发生，要对保护效果进行检验。应当指出，开采深度、工作面长度与岩石性质都会对保护效果有一定的影响。 25．保护层的开采工作面必须超前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法线距离的2倍。并不得少于30m.。 保护层开采之后，在被保护层中的应力、瓦斯和煤的强度都会发生一系列的变化，它的变化强度随时间而变化，在初期，随时间变化由弱逐渐变强，而后期则由强转弱。在初期（剧烈变化时期），若被保护层的掘进工作面进入上述地区，无疑是不安全的。实测结果表明，当保护层回采工作面采至保护层与被保护层层间距的2倍时，此时被保护层中突出三大要素都在发生剧变，极不稳定，被保护层采掘工作面进入上述地区，无疑是很危险的。因而，保护层的采煤工作面，必须超前被保护层掘进工作面，其超前距不得小于保护层与被保护层法线层间距的2倍。在近距离保护层开采时，为了使被保护层的掘进工作面不进入应力剧烈变区，使应力变化有一定时间进行缓和与排放瓦斯，保护层回采工作面应超前被保护层采掘工作面，其超前距定为不得少于己于30m。 26．煤层预抽瓦斯防止煤与瓦斯突出 预抽煤层瓦斯是区域性防治突出措施之一。我国在80年代由于突出日趋严重，可作为保护层开采的煤层日益减少（由于开采深度增加，作为保护层的无突出煤层变为突出煤层或严重突出危险煤层）。使防治煤与瓦斯突出工作变得更为艰难。为了寻求防治煤与瓦斯突出的新途径，人们把注意力放在预先抽放煤层瓦斯这个区域性措施上。80年代之前，人们认为预抽煤层瓦斯流量要达到一定的级别，煤层才有抽放价值。但是，突出煤层的透气性普遍都很小，达不到当时所规定的抽放瓦斯流量，所以认为预抽瓦斯不能防治煤与瓦斯突出。80年代中期，北票矿务局与日本煤矿合作，实验了用网格式布孔，预抽煤层中瓦斯防治突出的方法，取得成功。后在全国推广。其特点是密集钻孔、高负压、长时间抽放，因此其运行成本也较高。 煤层抽出瓦斯之后，就会发生收缩变形，根据中梁山现场实测，变形量可达6/1000左右，由收缩变形，煤的强度增强，煤层顶底板岩体内应力也随之降低，一切条件都向不利发生突出方向发展。但是在实践过程中，人们还不能完全有效按设计要求控制钻孔的终孔位置，使预抽钻孔达不到均匀布置的要求，其次抽出量受抽出时间的限制，也未必能达到发生突出的最低瓦斯含量。所以在预抽煤层瓦斯后，进行采掘工作之前，必须对其预抽效果进行检验。 第四节 局部防治突出措施． 27．石门揭穿突出危险煤层 根据统计，石门揭穿突出危险煤层是最容易发生煤与瓦斯突出，其突出特点是强度大、瓦斯量多、波及面广，因而危害严重。 石门揭煤地点通常是新矿井、新水平、新采区还未被揭露的地点。其瓦斯压力、应力都处于原始状态。除此而外，揭穿煤层时，工作面由坚硬的岩层突然进入教松软的煤层，工作面前方的集中应力容易发生突变。上述条件，都为发生突出提供了必要的有利的条件，应引起防突工作人员的的高度重视。 石门揭穿煤层要按下列步骤进行，其目的是根据综合防治煤与瓦斯突出措施的要求，做好石门揭穿煤层时的安全保障工作。 （1）。查明石门揭穿煤层处的地质情况 石门揭穿煤层前查明石门揭穿煤层处的地质情况是很重要的。主要应掌握的资料为石门工作面距煤层的距离、煤层的走向、厚度与倾角、煤层瓦斯压力、突出危险程度、断层与褶皱情况等。以便做到心中无数，选用适当的防治突出措施。 （2）根据突出危险程度，选定防治突出措施 用工作面预测方法确定石门工作面的突出危险性。若石门为突出危险工作面，根据突出危险性的大小，选用防治突出措施后，按综合防治突出措施要求，实施揭穿（开）煤层工作。最常用的防治突出措施为排放钻孔及辅助扩孔措施。水力冲孔和水力挤压因设备庞大、技术条件要求高，只有在特殊条件下才被采用。除此而外之外，急倾斜突出危险煤层，当煤层不厚、煤质松软的条件下，也可用金属骨架防突措施。 预测石门工作面为无突出危险工作面时，说明煤层无突出危险性，但为了防止因测量、控制范围不全面以及人力所不能控制的积累误差导致判断错误而造成的人身伤亡事故，必须采用震动放炮或远距离放炮揭穿煤层。 （3）。防治突出措施执行完后，同样也必须进行措施效果检验，如措施无效，应采取补救措施，经措施效果再检验有效后，方可采用安全防护措施揭穿煤层。 （4）安全防护措施揭穿煤层 在确认防治突出措施有效后，为了防止意外，必须采用震动放炮或远距离放炮的方法竭穿煤层。 28石门揭穿煤层全部作业过程都必须采取综合防治突出措施。 石门揭穿煤层的全过程的含义为石门自底（顶）板岩柱穿入煤层进入顶（底）板的全部作业过程。具体来讲，石门揭穿煤层分两个阶段，一是石门距煤层垂距10 m时就开始探明煤层的位置、产状、煤层的突出危险性，制定和执行防治突出措施，并经措施效果检验有效后，才允许石门工作面掘进到距煤层垂距1，52 m（缓倾斜1。5 m、急倾斜2m）处，采用震动放炮或远距离放炮之前，为石门揭煤的第一阶段。二是从震动放炮或远距离放炮揭煤开始，直到突出煤层全部被掘完时为止（巷道全部成型，支护全部架好），只有上述着两个阶段全部完工后，石门揭煤工作才算完成。在执行第二个阶段工作中，所有的工作（包括清碴、支护、打眼放炮、落煤、巷道或设备维护与拆卸等作业）都必须有防治突出的技术措施和安全防护措施。尤其是震动放炮或远距离放炮未能一次全断面揭开或揭穿煤层时，更须注意，此时，虽然在措施有效影响范围内煤层突出危险性已减小或消失，但这都是局部的，超出措施有效影响范围，煤层的突出危险性并未得到改善，所以在石门揭煤过程未结束之前，必须时刻提高警惕性。例如如果由于支护不及时而发生冒顶，当冒穿到措施有效影响范围之外时，就有可能引发煤与瓦斯突出。其他作业当对煤体的震动时也有可能诱发突出。因此石门揭穿煤层的全部作业过程，都必须采取综合防治突出措施。 29．突出煤层厚