煤与瓦斯突出知识培训

煤与瓦斯突出知识培训（精选8篇）

煤与瓦斯突出知识培训 篇1

一、教学目的

了解和掌握井下瓦斯的形成、存在状态、矿井瓦斯等级的划分、容易积聚瓦斯的地点、局部瓦斯积聚、瓦斯爆炸的条件、瓦斯的防治、引燃瓦斯的火源、煤与瓦斯的突出、突出的预兆等基本知识。

二、教学重点

煤矿井下容易积聚瓦斯的地点有哪些？

三、教学难点

矿井瓦斯的防治

四、教学方法

讲授法、案例法

五、教学内容 1.瓦斯

煤矿井下开采过程中，从煤岩体中涌出的有害气体统称为矿井瓦斯。其主要成分是甲烷，占有害气体总和的80%以上。所以通常所说的瓦斯，如没有特殊说明就是指沼气。2.瓦斯的危害

（1）可以发生燃烧、爆炸、引起火灾；

（2）瓦斯含量过大时使空气中的氧气浓度相对降低，能使人发生窒息死亡。3.瓦斯在煤体中的赋存状态

（1）游离瓦斯。这类瓦斯量约占煤层瓦斯含量的10～20%。（2）吸附瓦斯。一般吸附状态的瓦斯约占煤层中瓦斯含量的80～90%。

瓦斯的这两种赋存状态一般是处于动态平衡的，当外界条件发生变化时，这两种状态的瓦斯可以相互转化。4.矿井瓦斯等级

矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：

（1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。

（2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。

（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。5.矿井瓦斯的来源

一般是将全矿（或翼、或水平）的瓦斯来源分为：（1）回采区；（2）掘进区；（3）采空区。6.局部瓦斯积聚

在巷道的顶部空间、盲巷、独头巷道以及风流达不到的其他地点，瓦斯浓度在2%以上，体积在0.5m3以上所积聚的瓦斯叫局部瓦斯积聚。当瓦斯浓度达到2%以上时，安全系数只有1.5倍，另外0.5 m3的瓦斯遇火足以使瓦斯燃烧和爆炸。所以规定瓦斯浓度在2%以上，体积在0.5 m3 以上为瓦斯积聚，这样的瓦斯积聚必须及时处理。7.瓦斯积聚经常发生的地方

（1）生产中易于积聚瓦斯的地点有：采煤工作面上隅角、顶板冒落的空洞、风速底得巷道中的顶板附近、停风的盲巷、采煤工作面接近采空区边界、水采面以及采煤机械附近。

（2）一般的处理方法

① 加强通风是防止瓦斯积聚的基本方法； ② 加强瓦斯检查，严禁瓦斯超限作业；

③ 废巷、停工停风的盲巷及连通采空区的巷道要及时密闭；

④ 及时采取改善通风手段，封闭隔绝等办法，处理局部积聚的瓦斯。

8.瓦斯爆炸必须同时具备的条件 瓦斯爆炸：

瓦斯和空气混合后，在一定条件下，遇高温热源发生的热-链式氧化反应，并伴有高温及压力（压强）上升的现象。瓦斯爆炸界限：

瓦斯和空气混合后，能发生爆炸的浓度范围。（1）CH4的浓度在5%～16%（9.5%爆炸最完全）；（2）引火温度为650～750℃；（3）O2浓度在12%以上。9.引爆瓦斯的火源主要有

电火花；爆破火花；撞击火花；明火等。10.预防瓦斯积聚的措施（1）预防瓦斯积聚。（2）防止瓦斯的引燃。

① 防止电火花引燃 ② 防止明火引燃 ③ 加强爆破管理

（3）防止灾害事故的扩大。11.抽放瓦斯的方法（1）本煤层抽放。（2）邻近层抽放。（3）采空区抽放。12.煤与瓦斯突出

煤与瓦斯突出在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。13.瓦斯喷出

指大量承压状态的瓦斯从煤体或岩体裂隙中快速大量异常涌出的现象。14.煤与瓦斯突出的预兆

煤与瓦斯突出的预兆主要有煤体内声响，煤硬度变化，煤光泽变化，煤的层理紊乱变化，掉渣及煤面外移，支架压力增加，工作面瓦斯忽大忽小，打钻时顶钻、夹钻和喷煤。15.突出的危害

煤与瓦斯突出是煤矿生产中一种极其复杂的动力现象，可能突然间使工作面或井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；突出能破坏通风系统，造成风流紊乱或逆流；突出的煤（岩）能堵塞巷道、埋人、推翻矿车和设备、破坏支架和设施。16.防治煤与瓦斯突出的主要措施 在开采突出煤层时，必须采用综合措施：（1）突出危险性预测。（2）防止突出措施

（3）防止突出措施的效果检验。（4）安全防护措施

（一）主要的防治措施分为 区域性防治措施： 开采保护层、大面积预抽突出危险煤层瓦斯和突出危险煤层注水。

（二）局部性防治措施：

煤与瓦斯突出知识培训 篇2

在井下采掘过程中, 煤与岩石一瞬间被从煤体中抛出, 并喷出大量瓦斯, 这种现象叫煤与瓦斯突出, 简称为“突出”。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏, 同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出, 还可能会充塞巷道, 造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤 (岩) 埋人事故。

煤与瓦斯突出前, 一般都有预兆, 突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。 (1) 有声预兆:煤层发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。声音由远到近, 由小到大, 有短暂的, 有连续的, 时间间隔长短也不一致;煤壁还会发生震动和冲击, 顶板来压, 支架发出折裂声。 (2) 无声预兆:工作面顶板压力增大, 煤壁被挤压, 片帮掉渣, 顶板下沿或底板鼓起;煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软;瓦斯忽大忽小, 煤壁发凉, 打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。

井下工作人员发现上述预兆后, 应立即向有关部门报告, 及时采取措施;情况严重时, 应立即停止作业, 迅速迎着风流撤出。

防治煤与瓦斯突出浅谈 篇3

摘要：有煤、岩和瓦斯参与的动力现象我们称为煤与瓦斯突出，这也是煤矿中较为严重的自然灾害之一。本文通过分析煤矿中煤与瓦斯突出规律，有效的防突措施，为矿井煤与瓦斯的治理提供借鉴经验。

关键词：煤与瓦斯  突出  防治措施

1 矿井基本概况

阿拉善盟天荣煤炭公司（以下简称天荣公司）为神华集团乌海能源公司子公司，位于阿拉善盟阿拉善左旗宗别立镇，主要开发二道岭矿区的无烟煤资源。

天荣公司属于煤与瓦斯突出矿井，矿井各煤层瓦斯含量、瓦斯压力较大，天荣公司一矿可采各煤层瓦斯测定最大含量分别为：一煤15.969m3/t、二1煤14.78m3/t、二2煤14.877m3/t、四煤17.064m3/t，瓦斯压力分别为1.2MPa、1.1MPa、1.04MPa、1.2MPa。

对于矿井的煤层瓦斯，一般都是采取井下钻孔的方式来实现卸压瓦斯抽放的目的。在采掘过程中，对于瓦斯突出的问题，特别是瓦斯超限的问题，直接影响着煤矿资源的开采，威胁着开采人员的安全，因此，如何降低甚至消除瓦斯的威胁，合理采集煤层气资源，想方设法使瓦斯含量大大减少，最大限度减轻瓦斯压力，保证工作面能够进行安全生产，是摆在我们面前的重要问题。

2 煤与瓦斯突出的机理、规律

2.1 煤与瓦斯突出的机理

许多国家都非常重视对于煤和瓦斯突出机理的研究，许多国通过长时间的努力在这方面也取得了相应的成就。但就目前对突出机理的研究和认识来说，这些还只是处于假说阶段。究其根本是煤与瓦斯突出机理具有复杂性并且突出现象具有多样性，所以在研究过程中掌握和了解其内部的原理并非易事。就目前的研究成果来说，地应力假说和瓦斯作用假说、化学本质假说以及综合作用的假说等等，是国外对煤与瓦斯突出机理的基本认识。

其中，中心扩张学说、流变假说与二相液体假说、固流耦合失稳理论和球壳失稳理论等是我国在这方面的研究。另外，突出破坏过程及瓦斯渗流的机制方程是我国科学院力学研究所从力学角度对突出过程的研究成果。

煤与瓦斯突出的机理有很多种假说，得到大家公认的比较有权威的假说是煤与瓦斯突出主要是由地应力、煤与瓦斯的物理力学性质等三者综合的结果。这也是目前最有影响力的说法。

2.2 煤与瓦斯突出的基本规律

①突出与地质构造之间的关系，在地质构造带的内部一般会较多的发生突出，如断层、褶曲和火成岩侵入区域的附近。②突出与瓦斯之间的关系，概括来说，影响突出发生的最重要的因素是煤层中瓦斯的压力与含量。大体来说，瓦斯压力和瓦斯含量与突出的危险性成正比。虽然多种因素综合作用形成突出，但是煤层的瓦斯含量和压力与突出之间，没有特别固定的关系。③突出与地压之间的关系，地压越大，突出的危险性越大，即这两者成正比关系。④突出与煤层构造之间的关系，一般情况下煤的破坏类型愈高强度愈小，突出的危险性愈大。因此在软煤层或软分层中突出的发生较多。⑤突出与围岩性质之间的关系，突出危险性会随着煤层顶底板坚硬而致密的岩层且厚度的变大，其集中应力就会较大，瓦斯不容易排放，反之就会小。⑥突出与水文地质之间的关系，研究表明，矿井中水的涌出量会随着湿润度的改变而改变。由于地下水的流动可以溶解某些矿物，给瓦斯流动创造了条件，因此突出的危险性也会降低。⑦突出具有延期性，我们所说的突出的延期性变化是震动放炮后没有立刻诱发突出的发生，而相隔一段时间后才发生。延迟时间会从几分钟到几个小时。

3 煤与瓦斯突出预兆与预测

3.1 煤与瓦斯突出预兆

研究表明，发生突出是因为从震源传出震波（或声波）的强度和频率增加到一定程度时，就可能出现煤的突然破坏。引起突出的最主要也是最重要的原因是连续的多起断裂，而且异常的微震发射通常在断裂之前5～45s内产生，所以作为常用的突出预报方法的微震法有很广阔的前景及应用。煤层温度状况可以预测出突出的危险性。根据温度状况预测突出危险性的理论我们可以得到“瓦斯解吸时吸热，导致煤层温度降低”。

3.2 煤与瓦斯突出的预测

区域预测和工作面预测组成煤与瓦斯突出预测的两大类。

3.2.1 区域性预测

确定井田、煤层和煤层区域的危险性是区域性预测的主要任务，在地质勘探、新井建设和新水平开拓时进行。区域性预测主要有以下几种方法：

①单向指标法。预测指标以煤的破坏类型、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力为依据，各种指标的突出危险临界值应根据实测资料确定。②按照煤的变质程度。煤层的突出危险程度与其挥发分之间是紧密相关的：没有突出危险的，烟煤的挥发分大于35%和无烟煤的比电阻的对数值小于3.3;但挥发分在18%～22%时，突出危险性最高。③地质统计法。根据已开采区域突出点分布与地质构造之间的关系，然后结合未采区域的地质构造条件大致可以预测突出可能发生的范围。

3.2.2 工作面预测。工作面预测也称日常预测，其任务是确定工作面附近煤体的突出危险性，即工作面继续向前推进时有无突出危险。

①石门揭煤突出危险性预测。石门揭煤突出危险性预测的方法大体可以分为以下几种：a综合指标法。在石门向煤层至少打两个测压孔，测定煤层瓦斯压力，并在打钻过程中采样，测定煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度，按综合指标进行预测。b钻屑指标法。在距煤层最小垂距3～5m时至少向煤层打两个预测钻孔，用1～3mm的筛子冲洗液中钻屑，测定其瓦斯解吸指标。c钻孔瓦斯涌出初速度结合瓦斯涌出衰减系数。当石门距煤层3m以外时，至少打两个穿透煤层全厚的预测钻孔，打钻结束后马上用充气式胶囊封孔器封孔，充气压力0.5MPa。打钻结束到开始测量的时间一般不应超过5min。封孔后应先测第1min的瓦斯涌出初速度，第2min测定解吸瓦斯压力，一旦瓦斯涌出初速度超过预定的工作指标，还应测定第5min的钻孔涌出时的速度，以便算出瓦斯涌出衰减系数。②煤巷突出危险性预测。煤巷突出危险性预测的方法主要有：a钻孔瓦斯涌出初速度法。在距巷道两帮0.5m处，各打一个平行于巷道掘进方向的钻孔，用充气式胶囊封孔器封孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度，从打钻结束到开始测量的时间不应超过2min。b钻屑指标法。在工作面打2个或3个钻孔。钻孔每打1m测定一次钻屑量，每打2m测一次。根据每个钻孔沿孔深每米的最大钻屑量和钻屑解吸指标预测工作面突出危险性。

3.3 神经网络方法进行突出预测

地应力、高压瓦斯、煤的结构性能、地质构造、煤厚变化、煤体结构及围岩特征等等这些因素所共同作用是形成煤与瓦斯突出的发生的主要因素。在各种力学作用和之前所讲到的这些影响因素的共同作用下，突出灾害的发生都是很不规则的，且处于一个不断变化的系统，呈现出了复杂而又难以判断的非线性状态。

形成煤与瓦斯突出的发生的主要因素是地应力、高压瓦斯、煤的结构性能、地质构造、煤厚变化、煤体结构及围岩特征等等这些因素所共同作用。在各种力学作用和之前所讲到的这些影响因素的共同作用下，突出灾害的发生都是很不规则的，且处于一个不断变化的系统，呈现出了复杂而又难以判断的非线性状态。

人工神经网络对其进行预测和判定是人们为了解决这一问题所用的方法。神经网络可以通过样本来“学习”，一方面它与传统的各种预测方法区别开来，另一方面训练完成后的网络能以任何精度逼近真值（只要训练数据足够多）。与传统方法不同的是该方法能够抽提、捕捉隐藏在历史数据中的规律，特别是那些尚未被人类认识和发现的规律。研究表明，在地震之前有氡和氦的反常涌出现象。煤中涌出的氦可以作为预测突出的一个指标进行实验和加以判定。

4 煤与瓦斯突出的预防措施

煤与瓦斯突出作为一种极其复杂的动力现象，既要搞清楚它发生的地区、范围，以便更好的采取防治措施，改变其发生突出时应具备的基本条件，又要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便将来更好的防治突出，所以要抓好以下工作很重要。

4.1 揭煤防突

目前国内采用揭开煤层的方法基本上都是远距离震动放炮，把好“七关”是揭煤防突最主要的方法。分别为设计关、施工关、验收关、封孔关、抽放卸压关、检验关、二次卸压关。

4.2 煤巷掘进防突

各国实践证明，煤巷掘进过程中会较多的有煤与瓦斯突出的发生。超前排放钻孔、浅孔松动爆破、深孔控制爆破、预抽瓦斯及上述措施与边掘边抽相结合的综合防突措施，可以有效地防治煤巷掘进突出。采取打少数超前卸压钻孔是一般和中等程度突出危险区域解突方法;超前钻孔、煤体固化和金属骨架等多种措施综合防治是严重突出危险区域大都采用的方法。

4.3 大倾角不稳定煤层防突

大倾角不稳定煤层中比较常用的方法有超前密集钻孔和煤层注水防突措施。超前密集钻孔利用煤体前方的钻孔使煤体应力得以释放和转移，释放煤体前方的高压瓦斯，以使掘进头前方一定范围内形成低应力、低瓦斯区，以达到防突或降低突出强度。

应用煤层注水措施来降低或消除瓦斯突出危险性是目前国内外采用的较为普遍的方法，实验测试结果表明：当煤样含水量达到饱和程度时，干煤相比干湿煤来说，其透气系数要上升一个数量级，研究表明，湿润煤的瓦斯解吸量可达常压下煤的瓦斯解吸量的17%～27%。国内外不少矿井煤层注入充足的水后再打开钻孔时几乎就不会再有瓦斯涌出现象，而且注水后再进行采掘时，瓦斯涌出量也会明显下降，并且放炮后的瓦斯涌出量也会相对比较均匀。

4.4 防治突出的技术措施

区域性措施和局部性措施是防治突出的技术措施的两大类。针对大面积范围消除突出危险性的措施是区域性措施，在采掘工作面执行的主要是局部性措施，它针对采掘工作面前方煤岩体一定范围消除突出危险性的措施。预留开采保护层、大面积瓦斯预抽放和控制预裂爆破，是目前主要的区域性措施;卸压排放钻孔、深孔或浅孔松动爆破、卸压槽、固化剂、水力冲孔等是局部措施的种类。

4.5 “四位一体”综合防治突出措施

所谓“四位一体”综合防治突出措施，就是说首先应对开采煤层及其对开采煤层形成影响的邻近煤层进行突出危险性预测。对确认的突出危险性区域，应采取区域性防治突出技术措施，对确认的突出危险工作面，一定要采取局部性防治突出技术措施。采取防治突出技术措施之后，务必对防治突出技术措施和消除突出危险性的效果进行检验，一旦检验有效，则采取安全防护措施的前提下进行采掘作业;如果检验无效，必须补充防治突出技术措施，直至再次检验为有效时方可在采取安全防护措施前提下进行采掘作业。否则，必须继续补充技术措施。

4.6 安全防护措施

控制突出危害程度的措施是安全防护措施，也就是说即使发生突出，也要使突出强度降低，对现场人员进行保护不致危及人身安全。如震动性放炮、远距离放炮、反向防突风门、压风自救器、个体自救器等。

5 解决瓦斯涌出异常问题的措施

通过对矿井瓦斯涌出的原因及异常形成的分析，我们可以从以下几方面去采取措施，解决矿井瓦斯涌出异常问题：

5.1 加强通风、设备、设施管理

①在瓦斯涌出异常的施工巷道、工作地点安装风电闭锁、瓦斯电闭锁装置，并调试确保灵敏可靠和正常监控。②每天对瓦斯涌出异常的区域或巷道中的所有电气设备进行防爆检查，杜绝设备失爆。开关等电气设备出现故障需检修时，严禁施工人员擅自拆卸，必须经瓦斯检查员检查瓦斯，确定可以实施检修后由机电专职检修人员检修。③在瓦斯涌出异常的区域或工作面、巷道中安设瓦斯传感器，随时监测瓦斯变化情况。④及时校验瓦斯检测仪，最大限度降低误差，对该地点实行有效监测。⑤应在瓦斯涌出异常区域回风巷内成组安设隔爆水幕，并保持水幕中有足够水量。

5.2 加强瓦斯检测管理

①选配责任心较强的瓦斯检查员对瓦斯涌出的区域，特别是有瓦斯涌出异常的掘进施工巷道、地点和地段，要进行专人、专头、专职检测，并随时确保正常通风。②在瓦斯涌出异常地点进行专职检测的瓦斯检查员，入井必须随身携带光学式瓦斯检查仪和便携式瓦斯检查仪，两种仪器配合使用，确保检测无误。③严格执行瓦斯检查员现场交接班制度，严禁瓦检员脱岗、串岗。④每天、每班必须有专人对有瓦斯涌出异常的区域和施工地点进行巡查，实行现场重点监管，及时解决存在的“一通三防”问题。

6 结束语

综上所述，煤与瓦斯突出作为一种极为复杂的动力现象，主要是由于其突发性和不完全的可知性而闻名的。我们很难完全避免它的发生，所以，防治煤与瓦斯的工作的重中之重是有一套综合而全方位的防治煤与瓦斯突出的系统工程，主要合理的采掘部署、预测突出的危险性以及正确地、有措施性的防治效果和通风及抽放瓦斯等综合防突措施等。这就需要我们了解煤与瓦斯突出的突发过程及演化机理对提高矿井产量，减少财产损失和人员伤亡具有重大的科学意义，虽然目前突出机理还未有统一的定论，但通过我们对煤与瓦斯的现有认识，加深对煤与瓦斯突出的理性思考，积极做好防御工作，就可以减少甚至避免这种灾难性事故的发生。

参考文献：

[1]秦汝祥.煤与瓦斯突出预报研究现状综述[J].能源技术与管理，2005（01）.

[2]孙培德，鲜学福，钱耀敏.煤体有效应力规律的实验研究[J].矿业安全与环保，1999（02）.

[3]许江，鲜学福，杜云贵，张广洋.含瓦斯煤的力学特性的实验分析[J].重庆大学学报（自然科学版），1993（05）.

[4]刘文生，范学理，赵德深.覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2001（02）.

[5]程远平，俞启香，袁亮.上覆远程卸压岩体移动特性与瓦斯抽采技术[J].辽宁工程技术大学学报，2003（04）.

煤与瓦斯突出知识培训 篇4

演练时间安排：2009年5月20日9时

二、演练目标和范围

1.演练目标

在采掘工作面发生煤与瓦斯突出的紧急情况下，能够迅速、高效、有序的安全撤离受煤与瓦斯突出影响的区域，做好煤与瓦斯突出灾害的防灾避灾和抢险救灾应急工作。通过这次演练，进一步提高矿领导和有关部门

应对突发煤与瓦斯突出灾害的应急反应能力，提高井下员工的防灾避灾意识，一旦临灾能迅速有序安全撤离避让，最大限度地减轻煤与瓦斯突出灾害造成的损失，维护广大员工生命财产的安全。

2.演练范围

本次煤与瓦斯突出灾害应急预案演练的范围是：因地质构造，遇断层，机掘震动等因素的诱发，27011煤层进风巷发生了煤与瓦斯突出，及时启动《二ｏｏ九矿井防止重大事故措施及灾害预防和处理计划》和《煤矿安全事故应急救援预案》，在李子垭煤矿矿长的统一领导下，组织各相关部门各司其职，在调度室用最短的时间组织矿井北翼区域所有员工快速有序安全撤离，尽快采取防灾减灾有效措施。

三、演练规则

煤与瓦斯突出灾害应急预案演练工作遵照：

1、以人为本、避让为主的原则；

2、统一领导、分级负责的原则；

3、反应迅速、措施果断的原则；

4、部门配合、分工协作的原则。

四、演练方案

（一）应急预案演练背景

27011煤层进风巷工作面位于李子垭向斜煤层572ｍ主平硐以北东部。经预测瓦斯压力p=1.13mpa/c㎡，相邻的21021采面测定煤层瓦斯含量14m3/t，煤层硬度系数f=0.2～0.5；在27煤层探巷掘进时，在工作面接近断层附近时预测有突出危险。从已揭露和掌握的地质资料看，27区受f1、f2、f3三条大断层及北边f405走向断层和f429、f92等倾向断层影响，在大断层附近小断层发肓，煤层破坏程度高，煤层扭曲，倾角变大，在掘进遇断层附近有突出危险。在煤层稳定,正常地段突出危险小。根据矿井瓦斯地质统计法分析，结合《李子垭煤矿防治煤与瓦斯突出实施细则》第一章煤与瓦斯突出区域划分，27区位于f3大断层以西向斜缓斜部位，大面积无突出危险，局部有煤与瓦斯突出危险。

（二）应急预案演练的组织

应急预案演练的组织机构为抢险救灾指挥部设在矿调度室，并由下列人员组成：矿长负总责，任事故抢险救灾总指挥；分管生产的副矿长、安全副矿长、总工程师任副总指挥；副总工程师、技术部门各分管科长、通风队长、救护队长、经济保卫科长、采掘队长、物资供应科长等为成员。

（三）事故发生后通报程序

发生事故应立即按顺序召集的单位和个人名单(附表1)。通知顺序为：知情人→调度室→救护队→机运调度站→值班领导→安监部门→总工程师→矿其他领导→医院→事故单位→矿相关科室→集团公司调度室。

（四）应急预案演练的实施步骤

1.应急预案演练预备工作，召开应急预案演练预备工作会议。

会议由矿长召集，分管生产的副矿长、安全副矿长、总工程师任副总指挥；副总工程师、技术部门各分管科长、通风队长、救护队长、经济保卫科长、采掘队长、物资供应科长等为成员参加（会议时间暂定5月19日9时在员工培训大厅会议室召开）。

会议内容：

（1）矿长讲话，通报进行煤与瓦斯突出灾害应急抢险救灾预案演练工作的目的意义、标准要求及有关部门的工作任务等情况。

（2）座谈应急预案演练方案实施的有关问题。

（3）演练工作分工：

抢险救灾指挥部职责：

发生事故时，由指挥部发布和解除应急救援命令、信号；组织指挥救援队伍实施救援行动；向上级汇报和向友邻单位通报事故情况，必要时向有关单位发出救援请求；组织事故调查，总结应急救援工作经验教训。

指挥部人员分工与职责：

矿长：是救灾的全权指挥者，在矿总工程师、和矿山救护队的协助下，制定营救遇险人员和处理事故的救援计划。

总工程师：是矿长处理事故的第一助手，在矿长领导下组织制订营救遇险人员和处理事故的救援计划。

各副矿长：根据营救遇险人员和处理事故处理计划，负责组织好处理事故所需的工人待命，及时调集救灾中所必须的设备材料，并由综合调度室主任工程师严格控制入井人员，签发抢救事故用的入井特别许可证。

各副总工程师：根据矿长命令，负责某一方面的抢救工作。

安监副处长：根据批准的营救遇险人员和处理事故作战计划，以及按照《煤矿安全规程》规定，对抢险救灾工作的安全和入井人员的控制实行有效监督。

救护队长：对矿山救护队的行为具体负责，全面指

挥、领导矿山救护队和辅助救护队，根据营救遇险人员和处理事故计划所规定的任务，完成对灾区遇险人员的救援和事故处理。如果与外局矿山救护队联合作战时，应成立矿山救护队联合作战部，由事故发生所在地的救护队长担任指挥，协调各救护队的行动。

生产技术科长：按照矿长命令协调各方面工作，协助矿长进行营救和灾害处理。

地质测

量科长：根据矿长命令完成测量和打钻工作。负责准备好必需的图纸和资料。

采、掘队长及值班队长、班长：负责查对留在本区域工作面内的人数，并采取措施有组织地带领到安全地点，直至地面，并将在现场见到的事故性质、范围及发生原因等情况，如实详细地报告矿调度室，并随时接受矿长命令，完成有关抢救和灾害处理任务。

综合调度室值班调度员：负责详细记录事故发生的时间、地点、经过等情况，并立即将情况报告矿长，总工程师、广能集团公司调度室、矿山救护队及有关领导和单位，及时向下传达矿长的命令，随时调度井下救灾的工作，统计掌握出入井人数和留在井下各地区的人数。

综合调度室主任工程师：立即按规定的《发生事故后必须立即召集的人员、单位名单》(见附表)顺序通知所有单位的人员到应急救援指挥部报到待命，协助矿调度员及时传达矿长命令，并做好电话记录。

矿灯、自救器发放、井口检身人员：根据入井人员矿灯、自救器牌号、井下矿灯考勤记录，查清全井下的人数及姓名，并迅速报告调度室。对未持综合调度室主任签发的特别许可证的所有人员不得发给矿灯、自救器，并在井口严格检查，制止入井。

机电、运输队长：根据矿长命令，负责改变主要通风机工作制度，并保持其正常运转，掌握矿井内停送电工作，及时抢修或安装机电设备，完成其它有关任务。负责将遇险人员及时运到井上，保证救灾器材及时运到使用地点，满足救灾需要。

机电科机电专业组：负责通讯畅通，满足救灾需要。

医院院长：负责组织受伤人员的急救治疗，组织护理和药物供应。

通风队长：按照矿长命令，负责改变矿井通风系统，监视主要通风机的工作情况和组织完成必须的通风工程，并执行与通风有关的措施。

后勤队长：负责对遇险人员的妥善安置和救灾人员的食宿以及其他生活事宜。

经济保卫科长：负责处理事故抢救和治理过程中，治安保卫工作，维护正常秩序，不准闲杂人员入矿，并在井口附近设专人警戒，严禁闲杂人员逗留围观。

2、应急预案演练工作准备

成立抢险救灾专业组，由矿长任指挥长，成员由副总工程师及以上矿领导组成，负责现场抢险全过程的指挥，制定事故抢救计划，并全权指挥，指挥部下设11个组，其组成及职责如下:

指挥组：

组长：矿长

成员：总工程师、调度室全体成员

主要工作：负责制定事故抢救计划，并全权指挥，以坐台指挥为主。

事故处理组：

组长：生产副矿长

成员：采掘副总工程师、机电副总工程师、调度室主任工程师、各专业科长、事故单位负责人

主要工作：现场指挥协调事故抢救及生产恢复工作。

矿山救护组：

组长：救护队长

成员：救护队员

主要工作：侦察、探明灾区情况，参与抢救方案的制定，并实施对遇险人员的抢救。

通风组：

组长：通风防突科长

成员：通风、救护全体管理人员

主要工作：监视全矿通风系统及井下空气成分检测，全面落实事故抢救过程中和事故处理后的通风系统改造与恢复工作。

机电组：

组长：机电科长

成员：机电科、机电队、运输队全体管理人员

主要工作：负责落实全矿供停电，及机电设备的调试、运转、维护等工作；及时将自救器等有关物资送到井下避灾路线内的靠近事故地点处。井下救灾电话通讯畅通。

器材供应组：

组长：物质供应科长

成员：物质供应科全体人员

主要工作：负责全部救灾物资的准备、购置，并负责按规定装车、封车押运至井口或地面事故地点。

秩序维护组：

组长：经济保卫科长

成员：经济保卫科全体人员

主要工作：负责地面事故现场的保护，同时维护好现场秩序，加强巡视地面其它重要场所，做好事故抢救期间的安全保卫工作。

医疗急救组：

组长：广能医院院长

成员：医院全体医护人员

主要工作：全面落实遇灾人员的急救、康复计划。包括急救站的设立、物资准备、救治护理人员配备等。

后勤服务组：

组长：企管科长

成员：矿办公室、后勤队全体管理人员

主要工作：负责事故处理过程中的全部外来人员生活接待及内部参战人员的生活安排及地面通讯畅通。

调查组：

组长：安全副矿长

成员：纪委、工会及各有关单位部分负责人。

主要工作：组织调查事故原因，搜集原始资料、起草事故报告。

善后处理组：

组长：工会主席

成员：工会、纪委、党办、调度室等单位有关负责人。

主要工作：负责事故过后受害职工的安排，事故抢救过程中发生的各种物资清点等。

3、应急预案演练

1、演练工作预备会议

5月20日8：30时：在职工培训大厅会议室召开演练工作协调预备会议，参加人员：演练指挥部（抢险救灾指挥部专业组）所有成员。

（1）矿领导讲话

（2）矿长作演练工作的安排，布置演练工作（时间进程安排）。

2、演练工作程序安排

上午9:00时全体演练单位待命。

9时10分：调度室接到27011煤层进风巷现场报告：“因27011煤层进风巷掘进过程中出现煤壁异常垮落，工作面瓦斯浓度达到30%，回风瓦斯浓度达到29.6%，风流明显逆转，局部通风机防逆流装置出现关闭现象，工作面2名作业人员在距碛头30m处的压风自救袋内避灾。区域内电源已全部切断、区域内其他所有人员已全部撤至572北进风大巷，并在各通道口设置了警戒。估计27011煤层进风巷工作面发生了煤与瓦斯突出。”

9时15分：调度室调度员接到井下煤与瓦斯突出事故报告后，必须问清报告人姓名、地点、受灾范围、时间、通风设施的完好程度，是否有遇险人员等，并作好详细记录。并立即电话通知井下各处作业的施工队或其他人员，命令他们在班长的带领下迅速出井至地面，同时清点人数向矿调度室汇报，当电话不通时，由救灾领导小组派专人通知，矿调度室必须准确统计留在井下人员和严格控制入井人数。通知排放高浓度瓦斯的井口风机房，必须切断除风机外的所有电源，设置专门警戒，附近严禁烟火，禁止人员通行。并立即通知了救护队、机运调度站、医务救护人员到调度室待命，向值班领导、安监部门、总工程师、矿其他领导汇了报。通知医院、掘进一队值班领导、矿相关科室，上报集团公司调度室。

9时17分：总工程师向矿长汇报，经矿长同意，“启动煤与瓦斯突出灾害应急预案”，成立“煤与瓦斯突出灾害应急抢险指挥部”，通知“抢险救灾应急指挥部”的各成员单位立即赶赴调度室待命。

9时19分：指挥部设在调度室，各组长向指挥部报到，原地待命。

9时23分：调度室主任向指挥部介绍27011煤层进风巷煤与瓦斯突出灾害有关情况。

通风、救护专业组，提出防范对策及建议。

9时30分：指挥部，下达命令。

命令：矿井北翼人员全部撤出地面，中央变电所切断北翼除局扇外的所有机电设备电源；同时设置警戒，除抢险救灾人员外，其他人员不得进入北翼区域、东抬高集中回风巷危险区域。

事故处理组：使用救灾电话通知危险区域的人员按避灾路线有序安全转移。

机电组：及时运送矿山救护人员进井及运送井下撤离人员出井。

矿山救护组：组织15人分5人一组，共三组火速赶往灾区25区域、北东区域、27区域，快速赶到灾区实施抢救，迅速组织灾区人员有序安全撤离到地面。

调查组：继续跟踪监测灾情，有情况及时报告。

医疗卫生组：组织紧急抢救队伍进行伤、病员的抢救工作。

后勤物资保障组：负责各伤病员安置工作，认真做好宣传思想巩固工作，解决好吃、穿、住等问题，确保救灾抢险指挥的通讯与联络的畅通。

9时40分：撤离开始。

10时40分：撤离完毕。

11时00分：矿井救护组报告：全线撤离完毕。已设好警戒、切断电源。

后勤物资保障组报告：撤离群众基本安置妥当。

医疗卫生组报告：撤离过程中只有二人因摔跤受轻伤，已得到紧急处理，临时医疗点已建立，工作正常开展。

灾情调查监测组报告：据监测组监测，井下北翼各地点瓦斯等监测数据已稳定，全部降到安全指标以下，建议由矿山救护组织人员到井下北翼进行全面侦察，召开指挥部会议，研究解除封锁警戒事宜。

11时10分：指挥部召开会议，下达命令：由矿山救护队进入北翼全面检查。

11时30分：矿山救护侦察小分队全部汇报，正常。

指挥部下令：解除井下北翼警戒。由灾情调查监测组继续监测，有情况及时报告；地质、生产、防突专业组对27011煤层进风巷现场进行鉴定，提出防突修改方案，会审后实施。

11时40分：工会及指挥部领导到伤病员安置点看望伤病员情况。

11时45分：演练工作讲评会。总指挥作演练讲评。

煤与瓦斯突出知识培训 篇5

湖南省防范煤与瓦斯突出事故情况汇报

（湖南煤矿安全监察局）

通过全面落实 “政府统一领导、部门依法监管、企业全面负责”的安全生产责任制，推行安全生产“一岗双责”，认真开展事故隐患排查治理和“百日安全督查”专项活动，积极推动煤矿瓦斯治理和整顿关闭工作，切实加大监察执法和事故查处力度，我省煤矿安全状况稳定好转。现将我省煤矿煤与瓦斯突出事故相关情况汇报如下。

一、我省煤矿事故发生的基本情况

2008年以来，我省煤矿安全状况较稳定。1～9月，煤矿共发生事故127起，死亡189人，比去年同期分别下降36%和42%。其中：较大事故8起,死亡41人, 比去年同期分别下降60%和55%。重大事故1起,死亡13人，比去年同期分别下降50%和54%。

近年来，我省煤矿事故逐年下降，事故发生情况见下图。

历年煤矿事故发生情况统计******2483602002年2003年2004年起数2005年死亡人数2006年2007年

郑州新丰二矿“9·21”特大突出事故现场会材料

我省煤与瓦斯突出灾害较严重，现有煤与瓦斯突出矿井308处，占矿井总数（1117处）的27.6%。2001年至2007年，年平均发生煤与瓦斯突出事故45.5起，死亡人数177.4人，分别占同期事故总量的12.8%和31%。2008年1～9月，煤与瓦斯突出事故10起，死亡32人，分别占同期事故总量的7.9%和16.9%。其中：较大事故3起，死亡11人，分别占同期较大事故总量的37.5%和26.8%。重大事故1起，死亡13人，分别占同期重大事故总量的100%。

二、存在的主要问题。

㈠安全基础较薄弱，瓦斯治理差距大。

一是煤矿办矿标准低。我省现有各类矿井1117处，其中高突矿井491处。矿井核定年生产能力平均只有3.3万吨，核定年生产能力3万吨及以下矿井达776处，70%的乡镇煤矿没有专职技术人员。由于井型偏低，技术支撑不够，致使矿井机械化开采程度不高，开采方法落后。全省目前仅2处矿井实现了机械化开采，68处矿井矿使用了单体液压支柱，237处矿井实现了壁式开采，大部分矿井仍采用巷道式开采、以掘代采等国家明令淘汰的采煤方法。如今年3月26日发生重大煤与瓦斯突出事故的一处乡镇煤矿，属年核定生产能力仅2万吨的煤与瓦斯突出矿井，采用巷道式开采，顶煤冒落导致事故发生。

二是企业主体责任不落实。突出表现在矿主片面追求经

郑州新丰二矿“9·21”特大突出事故现场会材料 的安全专篇。相当部分矿井在技术改造初步设计和安全专篇未经审批同意前，擅自组织施工，甚至违法组织生产。

㈢政府责任不落实，监督管理不到位。

少数地方政府和部门没有正确处理好煤矿安全与经济社会发展、电煤供应之间的关系，没有把煤矿安全生产工作摆到应有的位臵。特别是在今年内我省电煤供应紧张，调煤保电任务重、的情况下，查处煤矿非法、违法组织生产行为不力，少数单位甚至给证照不全或整合技改矿井下达电煤供应指标。如今年3月26日发生重大煤与瓦斯突出事故的一处乡镇煤矿，明知其证照过期，煤炭监管部门仍函告公安部门可以向其按正常程序供应火工产品，给其违法、非法组织生产以可乘之机。

三、采取的对策措施。

㈠提高思想认识，落实各级责任。

全面贯彻落实党和国家领导人、国家总局领导有关安全生产一系列指示精神，进一步提高对煤矿安全生产工作极端重要性的认识，全面落实“政府统一领导、部门依法监管、企业全面负责”的责任制，大力推行安全生产“一岗双责”，切实加强对煤矿安全生产工作的组织领导，明确任务，做到责任到位、措施到位。对安全生产实行领导“问责”制。凡发生特别重大事故、重大事故的，依法依规追究市州主要负责人和分管负责人、县市区主要负责人和分管负责人的责

郑州新丰二矿“9·21”特大突出事故现场会材料

一是狠抓瓦斯抽放重点。落实全国和全省瓦斯抽采利用工作会议精神，完善煤矿瓦斯地面抽放系统建设工作方案。所有突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽放系统。2008年底前仍未按要求建立和正常运行的，必须停产整顿，纳入技术改造的矿井不得通过竣工验收。

二是狠抓防突安全防护重点。突出矿井必须有完善的矿井通风系统和安全监控系统，严格执行全井撤人、地面放炮规定。突出区域内必须建立齐全防突反向风门、避灾硐室和压风自救装臵。采区有专用回风巷，采掘工作面必须实行分区独立通风。下井作业人员必须随身携带自救器。凡防突安全防护措施落实不到位的，一律停产整改。

三是狠抓机构建立和安全培训重点。突出矿井必须建立专门的防突机构，配备培训合格的专职防突技术员、防突施工员和安全检查员。所有突出危险工作面都必须配备专职瓦斯检查员，跟班检查瓦斯并密切观测煤与瓦斯突出的预兆，监督检查采掘工作面的防突措施落实情况。突出矿井的井下工作人员，必须接受防治突出知识的专门培训，熟悉突出的预兆和防治突出的基本知识，经考试合格后，方准上岗。凡突出矿井防突机构不健全，安全培训不到位的，必须停工整改。

㈣规范事故调查，以事故教训推动工作。

按我局己下发的《生产安全事故调查处理程序》、《关于

郑州新丰二矿“9·21”特大突出事故现场会材料

合治理知识的培训和考核。考核不合格的，不得从事突出矿井安全监管（监察）工作。

㈣强化事故查处工作。

一是落实事故查处事故性费用和专家费用。二是出台规范性的事故调查指导书，规范事故查处行为。三是定期开展事故查处经验交流活动。

今年以来，我省的煤矿安全状况虽己明显好转，煤与瓦斯突出事故有所控制，但煤矿安全基础还很薄弱，煤矿事故总量依然较大。我们决心以本次现场会议为契机，在抓落实上很下工夫，加快建立安全生产长效机制，把煤矿安全生产工作更加扎实有效地向前推进！

煤与瓦斯突出知识培训 篇6

煤与瓦斯突出是在煤炭开采时发生的严重灾害之一，它是指矿井在矿山压力作用下，破碎的含瓦斯的煤体快速向采掘空间大量喷出的动力灾害现象。大量的突出物不仅会造成埋人，破坏井下的设施，同时，突出时产生的大量瓦斯还会导致人员窒息或者引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失，严重影响了煤矿的安全生产和社会的和谐稳定，因此采取一些行之有效的措施和方法，利用先进的科学技术做好煤与瓦斯突出的预测预报工作，保证煤矿的安全生产，显得异常重要。

一、煤与瓦斯突出的监测的手段

国内外学者专家根据煤与瓦斯突出机理，传统方法就是根据钻孔取得数据，具有不连续和分散的特点，是一种静态预测法，不能完全代表煤体稳定前整个时期和整个预测步长范围内煤与瓦斯突出的危险性。为消除静态预测法的弊端，人们逐渐开始重视动态连续预测的研究。目前，煤与瓦斯突出的连续预测方法常用的主要方法有如下几种：

1、煤层温度变化预测法

该方法的原理是在瓦斯解析的时候进行吸热，从而使煤层温度降低，煤层解析瓦斯的能力和温度成反比，这样就越容易发生突出，所以瓦斯突出时产生煤层温度降低的主要原因是瓦斯解析和瓦斯膨胀吸热。

2、电磁辐射监测技术

该技术是近几年才发展起来的预测预报煤矿动力灾害现象的方法，该项技术的原理是煤岩受力变形破坏时会产生电磁辐射，其强度由所受力的大小和煤岩的物理力学性质来决定。该技术能连续、有效的预测瓦斯突出的危险性。

3、声发射监测技术

煤岩在破坏、破裂过程中，煤体裂隙的产生和扩展都会产生能量并以弹性波的形式向外辐射，即声发射。

除上述三种常用方法外，微震预测技术和红外探测技术等也是近些年发展较为迅速的动态的非接触式预测预报瓦斯突出的新技术，此外，有些学者利用数学理论进行煤与瓦斯突出的预测，如模糊数学理论、灰色系统理论、人工神经网络、专家系统等。

二、煤与瓦斯突出的设备、厂家或单位

依据煤与瓦斯突出监测手段，国内主要研发煤与瓦斯突出监测的仪器和系统如下：

1、电磁辐射监测仪

与以前的常规预测方法相比，电磁辐射监测技术具有很多优点：a、信息接收简单，无需打钻，大大减少了工程量，操作便捷；b、基本不受人工等外界干扰（对于井下机电设备等电磁干扰，则可采取屏蔽或定向接收技术来排除）；c、可实现远程连续动态监测及预报对生产影响小。围绕电磁辐射监测技术生产煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪的厂家及设备如下：

（1）徐州福安科技有限公司

福安科技依托于中国矿业大学、煤炭资源与安全开采国家重点实验室等国家科研平台，专业致力于矿山煤岩动力灾害监测预警、矿压监测与评估、矿山安全物联网等方面技术、装备及软件开发应用。

公司网站：http:///index.asp SOS微震监测仪能够监测矿山井下开采引起的冲击矿压及微震事件并提供以下功能：

（1）岩体震动信号的采集、记录和分析。系统能够即时、连续、自动采集矿山岩体震动信号，自动生成震动信号图，进行记录并进行滤波处理，自动保存；定期打包保存震动记录信息；历史震动信息主站全部浏览和分析；

（2）多组波形分析。可进行积分、微分、滤波和频谱分析等；可进行矿震参数的输入和修改、岩层中震动波传播速度的确定，误差分析等；

（3）矿震三维定位和能量计算。手动（自动）捡取监测通道信息进行震源定位，自动计算震动能量，并将震源位置和能量显示在矿图上，矿图能够放大和平移方便观察震动源点，并可以文件的方式打印出来；

（4）自动检测设备工作状态。地面信号采集站自动检测微震探头的工作状态及信号线路的通讯状态；

（5）系统可以监测和定位能量大于100J，频率在0-600Hz的震动。（6）记录信号报警功能。

通过矿震信号完全波形的分析，确定出每次震动的震动类型、发生力源及能量，对矿井冲击矿压危险程度进行评价，可以大大降低煤矿的冲击矿压灾害损失，产生巨大的经济效益和社会效益。其研究和现场应用实施成果必将对煤矿冲击矿压等动力灾害防治等方面带来有益的借鉴作用，经济和社会效益巨大。

图8 微震监测系统布置示意图

煤与瓦斯突出知识培训 篇7

自1834年法国Issac煤矿发生第一次有记载的煤与瓦斯突出(以下简称突出)事故以来[1],世界上已有140多个国家发生了突出事故,且中国是受突出事故影响最严重的国家之一。到目前为止,由于对不同地质、不同开采条件下的突出机理仍未完全掌握,突出事故时有发生。为了有效防止突出事故,必须在“四位一体”综合防突技术体系指导下[2],加大对突出事故的准确、超前和快速预测。关维娟等[3]根据突出事故发生机理,设计并实现了突出辨识体系指标,为突出事故的处理提供了支持;唐巨鹏等[4]利用突出事故模拟仪,模拟了瓦斯压力和地应力对突出事故发生的影响机理,为突出预防预测提供了参考;王恩元等[5]结合突出预警指标及电磁辐射技术,设计了突出事故预警模型;阎馨等[6]基于数据融合和案例推理分析,提出了一种突出预测方法。

以上研究成果没有真正阐述多种因素与突出事故之间的关系,且多停留在实验室模拟仿真阶段,没有真正实现对突出事故的实时、准确和超前预测。本文在总结前人研究成果的基础上,首先对突出产生的多个因素进行了分析研究,然后通过掘进工作面的瓦斯浓度变化,反演出工作面前方煤体的瓦斯压力,并建立了突出预警模型,进而研制出一套能够实现实时、连续、超前预报预测的突出预警系统。

1 基于瓦斯浓度变化的突出预警机理

1.1 突出发生条件

国内外学者对突出产生机理的研究成果[7]大致可以分为以瓦斯压力为主导作用、以地应力为主导作用、多因素综合作用、“球壳失稳”假说和固流耦合假说等。虽然以上研究成果没有对突出产生的因素形成有机统一,但均认为突出是多因素共同作用的结果。根据霍多特B B[8]对突出产生机理的研究成果可知,形成突出需满足条件:工作面前方煤体内瓦斯内能Eλ与前方扰动煤体弹性势能Eε之和大于造成煤体破碎到标志型粉煤状态所需的能量A,即

以易发突出事故的煤巷掘进工作面为例,在采掘过程中,工作面前方有塑性区和弹性区,如图1所示,其中Re为煤巷掘进过程中对前头煤体的扰动范围半径,Rr为塑性区半径。当工作面向前掘进L进尺后,工作面前方部分煤体由弹性区释放能量转化为塑性区。假设释放能量的弹性区为球体结构,则工作面前方煤体内瓦斯内能Eλ与前方扰动煤体弹性势能Eε之和E满足[9]:

式中:ζ为比例系数,一般取ζ>1.0;K为煤体之间的孔隙率,%;Vs为突出过程中煤岩体能量释放区体积,m3;p0,pa分别为突出发生前的瓦斯压力和突出发生后t时刻的瓦斯压力,MPa;Ue为单位体积煤体由弹性区转化为塑性区时释放的能量,kJ。

在突出激发过程中,煤岩体等发生剧烈破碎。对中国20余个煤矿的煤样进行冲击破碎实验,结果表明煤体发生破碎消耗的能量与破碎体表面积呈正比,分析得出煤体破碎时消耗的能量A满足:

式中:ρ为煤体密度,t/m3;f为抛出煤体之间的摩擦因数;YP1为破碎直径小于0.2mm的煤粉占抛出煤体质量的百分比,%;v为抛出煤体的最小速度,m/s。

将式(2)、式(3)代入式(1),得到突出发生时的临界条件:

由式(4)可得,在煤体参量确定的条件下,形成突出的临界条件仅与煤体内瓦斯压力有关。

胡千庭等[9]通过对中国数十次突出事故的研究,得出在突出发生前,工作面前方煤体瓦斯压力发生较大变化。因此,超前预测工作面前方煤体赋存瓦斯压力的变化趋势,可为突出超前预警创造条件。

1.2 掘进工作面煤体瓦斯压力反演技术

根据煤体内瓦斯压力与瓦斯含量的研究成果可知[10],工作面前方煤体内瓦斯压力P与煤体内瓦斯含量Q之间的关系为

式中:a,b为吸附常数;Ad为煤样灰分含量,%;Mad为煤样水分含量,%;γ为煤样视密度,t/m3。

由式(5)可知,求解煤体内瓦斯压力的过程可转化为求解工作面煤体瓦斯含量。掘进工作面煤体瓦斯含量反演流程如图2所示。在工作面掘进过程中,掘进工作面瓦斯涌出量可分为掘进工作面煤壁解析瓦斯、落煤瓦斯和巷道壁及邻近煤层渗透瓦斯。而掘进工作面煤体瓦斯根据其解析程度又可分为可解析瓦斯和不可解析瓦斯。不可解析瓦斯赋存于煤体之中,结构稳定。可解析瓦斯根据来源又可分为掘进过程中煤体已解析瓦斯和掘进采落煤体中残存的可解析瓦斯。

采落煤体中残存的可解析瓦斯含量基本稳定,在采用炮掘生产工艺时,残存可解析瓦斯含量极小,可近似看作为零。当采用机掘生产工艺进行工作面采掘时,残存可解析瓦斯含量受已解析瓦斯含量影响,与工作面掘进推进速度有关,可利用掘进推进速度对其进行时空修正。掘进过程中已解析瓦斯含量根据其来源又可细分为采落煤体已解析瓦斯含量和掘进工作面煤壁解析瓦斯含量。采落煤体已解析瓦斯含量可通过瓦斯监控系统直接读取,而掘进工作面煤壁解析瓦斯含量需要与掘进工作面巷道壁及邻近煤层渗透瓦斯进行分离。

在非掘进落煤期间,工作面涌出瓦斯主要是掘进工作面煤壁解析瓦斯与巷道壁及邻近煤层渗透瓦斯的总和,而掘进工作面瓦斯传感器到工作面碛头这一小段范围内,掘进工作面煤壁与巷道两帮同时暴露,且单位时间内单位面积瓦斯涌出量近似一致。因此,可用掘进工作面煤壁与巷道两帮的比例关系求出掘进工作面煤壁瓦斯涌出量。

在利用工作面瓦斯浓度传感器监控数据反演工作面前方煤体瓦斯含量过程中,结合矿井具体的生产状况,将工作面开拓延伸划分为掘进施工班次和非施钻掘进施工班次;然后从瓦斯监控系统中提取各班次的瓦斯涌出数据,分别计算不同掘进施工班次的瓦斯涌出数据平均值i(i为掘进施工班次)和30min瓦斯含量变化最小值xi,30min:

式中:T为一个班次作业时间,min;xl为单位时间内瓦斯监控系统中实测瓦斯体积分数,%。

由瓦斯涌出量特征值计算方法可知[11],施钻掘进施工班次和非施钻掘进施工班次的瓦斯涌出量特征值分别为

式中:β为巷道设计参数,为掘进工作面煤壁面积与采掘巷道壁和煤壁面积之和的比值;α为巷道施钻设计参数,为巷道壁内钻进施工长度与总钻进施工长度的比值。

掘进工作面前方煤体的瓦斯含量可利用工作面瓦斯浓度监控数据反演为

式中:Qf为巷道内通风量,m3/min;Mn为掘进工作面采掘过程中从i-n班次到i班次的落煤量,t;D1,D2为时空修正参数,采用炮采工艺落煤时D1=D2=0,采用机掘工艺采煤时D1=5.60,D2=9.75;v′为掘进工作面掘进速度,m/min。

1.3 突出预警模型

突出预警模型的建立需要3个基本要素[12,13,14]:指标集、评判集和突出预警评判准则。本文结合多个单指标评判权重,构建了突出预警评判标准。

(1)突出预警指标库。突出预警指标库是评判造成突出的各个因素组成的集合,可用集合O={O1,O2,…,Om}表示,Ok(k=1,2,…,m)为突出预警影响因素。采用瓦斯量指标、瓦斯解析指标、瓦斯波动指标和瓦斯趋势指标4类17种因素构建突出预警指标库,即O={O1,O2,…,O17},如图3所示。

(2)预警结果评判集。预警结果评判集是由所有突出预测预报结果形成的集合,用集合W表示。在对矿井进行突出预测预报过程中,存在极易发生突出、可能发生突出和不发生突出3种情况。令2=极易发生突出(危险)、1=可能发生突出(威胁)、0=不发生突出(正常),因此预警结果评判集W={0,1,2}。

(3)突出预警综合评判准则。在制定突出预警综合评判准则的过程中,首先从单预警指标因素出发,对第k个突出预警影响因素Ok进行评判,并构成单因素预警评判结合集S。由于预警结果评判集合中存在极易发生突出、可能发生突出与不发生突出3种情况,则单因素预警评判结合集S可表示为S={Sk,0,Sk,1,Sk,2},其中k=1,2,…,17。然后结合单因素权重集R,采用加权平均模型构建突出预警结果评判指标T:

根据多个矿井的具体应用效果,本文采用瓦斯指标A和煤质指标B作为综合评判的影响因素,将预警结果分为状态预警和趋势预警2类,并建立工作面突出预警结果等级,见表1。

2 基于瓦斯浓度变化的突出预警系统

基于瓦斯浓度变化的突出预警系统如图4所示。该系统井下部分包括工业交换机、安全监控分站、高低浓度瓦斯传感器、风速风向传感器和工业以太环网;井上部分包括监控系统服务器、安全监控终端、突出预警服务器、系统管理控制终端、预警短信发布终端和预警信息显示终端。

随着掘进工作面向前推移,突出预警系统的数据传输端实时将瓦斯监控系统中的瓦斯浓度和工作面风量信息传输到突出预警服务器并进行运算,实现井下掘进工作面的非接触式连续突出预警。另外,该突出预警系统能够根据突出危险等级实现3级联动预警,并在预警结果显示界面分别以绿色、橙色、红色显示。

3 系统在突出矿井掘进工作面的应用

3.1 矿井工程概况

川煤芙蓉矿业集团新维矿2号煤层为突出煤层,煤质以亮煤和暗煤为主,煤层范围内分布有若干断层且褶曲较为发育。煤层平均厚度为1.09m,与相邻回采煤层间距为6.2m,煤层倾角为4~48°,平均瓦斯含量为8.743m3/t。为保证掘进工作巷道回采期间的安全生产,在该掘进巷道处推广安装了基于瓦斯浓度变化的突出预警系统。距掘进工作面碛头5m和20m处分别悬挂1台高低瓦斯浓度传感器和1台风速风向传感器,如图5所示。传感器位置随掘进工作面推进而不断循环前移。

3.2 应用及效果检验

2015年8月15日,当2014回风巷下段掘进到里程147 m处,瓦斯浓度监测值偏离日常预测指标,出现较大范围不规律性波动。系统预测瓦斯指标A值为0.31,煤质指标B值为1.69,预警等级达到红色危险级别。随后工作面停止掘进生产,并制定防突解危措施。16日井下实测过程中,出现卡钻、喷孔等动力现象,钻屑瓦斯解析指标值为,钻屑量为5.7kg/m,钻孔瓦斯涌出初速度最大值为4.74L/min,有突出危险性。工作面前方地质预测结果显示前方5m处,煤厚由1.09m陡升为2.14 m,煤层厚度变化较大。分析为煤层厚度变化引起的瓦斯压力和地应力异常波动。突出预警结果如图6所示。

4 结语

利用掘进工作面煤体压力反演技术,研究了工作面突出发生的临界条件,开发了基于瓦斯浓度变化的非接触式突出预警系统;分析研究了指标集、评判集和突出预警评判准则3个突出预警模型基本要素之间的属性关系,将瓦斯指标A和煤质指标B这2个指标作为突出预警综合准则,分别针对不同的预警结果等级制定了相应的防突解危措施。应用结果表明,基于瓦斯浓度变化的突出预警系统能够实时监测工作面瓦斯浓度变化和风量信息,提前一个工作班次实现工作面突出灾害预警。

摘要：为实现掘进工作面煤与瓦斯突出的实时、准确和超前预测,提出了一种基于瓦斯浓度变化的煤与瓦斯突出预警方法,通过掘进工作面煤体瓦斯压力反演技术,确定了煤与瓦斯突出临界条件,构建了煤与瓦斯突出预警模型,在此基础上研制了基于瓦斯浓度变化的非接触式煤与瓦斯突出预警系统。应用结果表明,该系统能够实时监测掘进工作面瓦斯浓度变化和风量信息,并提前一个工作班次对煤与瓦斯突出区域进行非接触实时灾害预警。

煤与瓦斯突出知识培训 篇8

摘要：石板沟煤矿属煤与瓦斯突出矿井，掘进工作面在过断层防突管理方面积累了有效的方法和经验。

关键词：煤与瓦斯突出 断层 掘进 措施

中图分类号：TD823 文献标识码：B

文章编号：1673-1069（2009）01-0000-00

0 引言

长治市石板沟煤矿，属煤与瓦斯突出矿井，井田内地质构造简单，总体为一走向NE35～45°、倾向NW的单斜构造。井田倾斜中上部，存在一走向NE55°、落差13m的F1正断层，贯穿井田。以F1正断层为界，煤层瓦斯灾害存在较大差异：F1以东浅部煤层，瓦斯灾害较轻；以西深部煤层，瓦斯灾害严重。目前，3条煤层下山已从矿井浅部开采区域向下，顺煤层下山掘进800m左右，穿过F1断层及其次生断层。

1 过断层前的管理措施

1.1 生产中，对于地质部门在防突预测图上标注的断层或日常下达的地质预报出现的断层，通风队队长、防突队队长、技术科长审签后，交给防突班；防突班副班长以上人员必须签字，并贯彻到防突员，根据断层情况制定过断层安全技术措施。过断层安全技术措施必须发放到各相关施工单位，并严格执行。

1.2 在断层预计揭露位置前20m，必须执行边探边掘措施，并根据提供的断层产状，探测断层是否存在和初步判断断层实际落差；将防突钻孔资料交地质科分析，以准确判断断层的落差。

1.3 掘进工作面施工过程中，如突然出现断层或煤层异常变化（突然变厚、变薄），防突员和瓦斯检查工必须立即向矿通风调度汇报；通风队防突地质人员必须及时深入井下调查，判断断层情况。若构造复杂，及时向通风副总和调度室汇报，由调度室安排矿地质科人员下井调查，确定断层产状。

1.4 掘进工作面施工前的探孔和卸压钻孔过程中，出现的见岩等情况，防突员和瓦斯检查工必须在钻孔验收单上详细记录，说明岩石性质，并向通风调度和防突队汇报。

1.5 掘进工作面预测钻孔倾角必须严格按巷道煤层倾角要求施工。一旦钻孔出现见岩石情况，应立即向防突队和通风调度汇报；现场人员根据见岩石情况，判断是煤层顶板或底板，并及时调整钻孔倾角，尽量穿过断层，进入另一盘煤，并预测另一盘煤的瓦斯情况。

1.6 预测过程中，若钻孔内出现涌水，必须立即向防突班和通风调度汇报，并记录钻孔出水时的深度。

1.7 如预测出工作面前方有断层，必须根据钻孔探测资料，至少留5m预测钻孔，并超前（若预测孔煤孔深度小于5m，则立即停头）施工卸压钻孔。施工卸压钻孔第一班，应有地质人员跟班，确保钻孔施工到另一盘煤。如判定另一盘煤厚度小于2m，则施工一排卸压孔；若煤厚度大于2m，则施工两排卸压孔。

1.8 若工作面遇落差大于煤厚度的断层，采用风动钻机无法穿过岩层时，应立即停头，用液压钻机施工探煤钻孔，准确探清煤层层位，将钻孔资料及时交地质科分析。然后，根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般，在距离煤层法距3m前，施工防突钻孔，并采集钻孔煤样进行分析，确定煤层的突出危险性。

1.9 过断层前施工的各类钻孔，如出现顶钻、喷孔等异常现象时，应立即向通风调度汇报，通风队长要及时到现场确认。若确实为喷孔，现场则应立即停头，施工卸压钻孔。

2 过断层期间的防突管理措施

2.1 掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2m以后的煤厚：如探测煤厚度达到2m以上，必须立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。

2.2 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度，则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔，钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按1.5～2m设计，每排3～4个孔。

2.3 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化情况，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离断层面3 m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.4 断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测，若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.5 断层另一盘下降，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚，则先在本盘煤层底板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔。钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按2m设计，每排3～4个孔。

2.6 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离煤层法距3m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.7 正断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测。若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.8 施工卸压钻孔时，必须探测断层附近的煤厚：若煤层厚度大于煤层正常厚度1.5倍，必须至少增加一排卸压钻孔。

2.9 施工卸压钻孔过程中，若出现顶钻、喷孔等现象，必须在该排钻孔附近增加一定数量的卸压钻孔，直至没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值，进行△P和f值分析。

2.10 若工作面断层情况较复杂，无法准确判断，则直接施工16个20m深的钻孔，允许掘进7m进行边探边掘。若顺煤层倾角方向深度达不到15m，则应至少留5m超前距离进行边探边掘。

3 掘进工作面遇其它异常情况时的防突管理

正常掘进过程中，掘进工作面出现下列情况时，必须立即停止掘进，探测工作面前方是否有异常情况，并施工卸压钻孔。

3.1 工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；

3.2 工作面出现明显的突出预兆，如有声预兆和无声预兆等；

3.3 工作面软分层突然增厚，并达到0.5m以上。煤层破坏严重，节理发育。煤层呈土糜状、鳞片状，工作面片帮、掉顶严重；

3.4 掘进工作面施工过程中，非局部通风、瓦斯探头等原因造成的工作面或回风流瓦斯浓度达到0.6%以上。

4 结束语

掘进工作面防突，必须建立包括突出危险性预测、突出防治措施、防突措施效果检验、安全防护措施等“四位一体”的综合措施体系。