防治煤与瓦斯突出细则2019-曹垚林.pptx

区域四位一体综合防突体系及技术,防治煤与瓦斯突出细则修订宣贯,曹垚林博士、研究员煤科集团沈阳研究院有限公司云南昆明,曹垚林博士，研究员，沈阳研究院瓦斯研究分院院长，书记。主要从事瓦斯防治、煤与瓦斯突出防治等方面的研究与应用工作。防突规定主要编写人之一，防突细则修订组副组长。联系电话13940041972电子邮箱caoyaolin,个人简介,主要内容,区域综合防突工作程序和要求区域突出危险性预测区域防突措施区域防突措施效果检验区域验证井巷揭煤防突技术相关案例分析,,PART,区域综合防突工作程序和要求,1,煤岩瓦斯突出、煤岩整体位移、煤岩压出、煤岩倾出等合称为煤（岩）与瓦斯（CO2）突出,煤与瓦斯突出的概念,我国防突技术历史沿革及未来方向,定义在采掘过程中，从煤（岩）壁内部向采掘空间突然喷出煤岩和瓦斯的现象，称为煤（岩）与瓦斯突出，简称突出。,南桐东林矿自行冲破岩柱突出实例,该次突出是自行冲破岩柱发生的，尽管未进行爆破揭煤，但在应力作用下，岩柱已破坏，具有突出危险的软煤突然暴露，发生了煤与瓦斯突出。,煤与瓦斯突出的概念,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,突出煤量130t,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出实例,突出煤量130t,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐东林矿石门突出,突出煤量130t,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,南桐局一井三号石门揭开四煤层突出示意图,煤厚2.8m，金属骨架及震动放炮措施，揭开石门过煤门时突出，3500t，125万m3。,金属骨架孔12个，插入15kg/m钢轨,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,鱼田堡矿150m水平主石门揭煤第一次突出示意图,4煤,,,煤厚2.4m，倾角30，瓦斯压力2.26MPa,震动放炮揭煤，突出煤岩56t，瓦斯4500m3。,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,鱼田堡矿150m水平主石门揭煤第二次突出示意图,放炮揭煤层底板时，突出煤粉1473t，岩石80m3，瓦斯逆流冲出进风竖井井口到地面。,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,北票三宝一井西一采区反眼延期突出示意图,放炮1820min后听到两声巨响发生了突出。突出煤矸1500t，瓦斯5.44万m3，突出煤充满125m巷道，瓦斯逆流400m以上。,煤与瓦斯突出实例,我国防突技术历史沿革及未来方向,突出事故在瓦斯事故中所占比例显著上升；多起事故突出瓦斯量较小全国突出、压出、倾出平均吨煤瓦斯量130、100、60m3/t；贵州梓木嘎煤矿“8.6”突出事故煤量549t，瓦斯量13900m3，吨煤瓦斯量仅25m3/t；黑龙江鸡西滴道盛和煤矿立井突出煤量67t，瓦斯量2300m3，吨煤瓦斯量为34m3/t；2017年1月4日河南登封市兴屿煤矿“1.4”突出事故，煤量254t，瓦斯量5940m3，吨煤瓦斯量23m3/t；中小型煤与瓦斯突出比例增大；事故主要表现为执行了区域防突措施，但是在一些特殊区域没有采取专门的区域措施或者区域措施执行不到位，预抽钻孔深度和轨迹、瓦斯抽采空白带未及时掌握；措施效果检验测点和取样不规范；抽采计量不准确，抽采和防突效果不达标，突出预测参数失真或造假，未察觉或正确处理突出预兆等。,近几年煤与瓦斯突出灾害的特点,我国防突技术历史沿革及未来方向,防突技术历史沿革及未来方向,安全防护措施为主阶段上世纪50年代以前；以震动性放炮为主，易发生大量突出。全面采用防突技术措施阶段上世纪90代前；措施成本很高，且难以确保有效防治突出。局部“四位一体”综合防突措施阶段2009年以前；采掘工作面突出危险性预测、消除突出危险性措施、措施效果检验、安全防护。措施的可靠性依赖于突出危险性预测和措施有效性检验的可靠性，对近距离机械化生产提出了挑战。以“区域四位一体先行、局部四位一体补充”的两个四位一体阶段2009年颁布执行防治煤与瓦斯突出规定。区域突出危险性预测及验证、区域消突措施及其效果检验。,我国防突技术历史沿革及未来方向,九十年代，完成了从单一防突措施到预测、防突措施、效果检验、安全防护“四位一体”综合防突措施的转变；2009年全面转入两个“四位一体”综合防突措施阶段；至今，对突出事故的认识已发生了显著的变化与提升。现阶段的任务实施防突过程的信息化、确保防突过程的质量、可控。中长期发展方向未来5～10年的主要方向是防突的“完全”区域化、更多的地面化、高度的智能化、防突流程的简化，最终走向防突的无人化。,防突技术历史沿革及未来方向,我国防突技术历史沿革及未来方向,防突目标、原则、要求,,一、区域综合防突工作程序和要求,,煤层零突出,不掘突出头、不采突出面；一矿一策、一面一策。,区域防突措施先行，局部防突措施补充,两个“四位一体”,两个“四位一体”,一、区域综合防突工作程序和要求,一、区域综合防突工作程序和要求,一、区域综合防突工作程序和要求,安监总煤装〔2017〕18号文要求强化区域综合防突措施落实。突出煤层采区设计和采掘工作面设计必须编制防突专项设计，落实两个“四位一体”综合防突措施，严格按照规定执行防突措施；施工中发现有突出预兆或发生突出的，必须立即停止作业，采取区域综合防突措施进行处理；对煤层赋存特征、地质构造条件和瓦斯参数不确定的区域，不得划分为非突出区；突出矿井的非突出区必须进行区域验证，经区域验证有突出危险的，必须采取区域或者局部综合防突措施；经区域验证无突出危险的，必须采取安全防护措施。,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十一条突出矿井应当主要依据煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘查资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等对开采的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，突出煤层划分为无突出危险区和突出危险区，用于指导采煤工作面设计和采掘生产作业。未进行区域预测的区域视为突出危险区。,删除了开拓前区域预测概念，更改为新水平新采区区域评估。开拓后区域预测更改为区域预测。煤与瓦斯突出的发生呈区域性分布，且灾害发生区域只占开采区域的820。经过区域预测，可以使防突措施更加有的放矢。只有突出煤层才要求进行区域预测。随着瓦斯资料的不断丰富、防突实践资料的积累，区域预测的不断地进行，结果的准确性不断提高，其指导作用也就越明显。,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十二条突出煤层区域预测的范围根据突出矿井的开拓方式、巷道布置、地质构造分布、测试点布置等情况划定。区域预测范围最大不得超出1个采（盘）区，一般不小于1个区段。若1个区段预测为突出危险区的，不得在该区段内划分无突出危险区；若预测为无突出危险区的，可根据区段内测定的煤层瓦斯参数、煤层赋存、地质构造等逐块段进行区域预测。,对区域预测的范围提出明确要求。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，其前提条件一般是预测范围要具有测试瓦斯基础参数的条件。,一、区域综合防突工作程序和要求,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十三条对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的煤层赋存条件、地质构造、瓦斯参数等预测资料的，区域预测工作由总工程师组织实施；否则，应当委托有煤与瓦斯突出鉴定资质的机构进行区域预测。区域预测结果为无突出危险区的应当由煤矿企业技术负责人批准。,各矿应根据自身的条件确定能否开展预测工作，如技术、仪器与经验不足的，原则上要求委托相关授权资质机构进行。,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十四条经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防突措施效果检验。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。经区域预测或者区域防突措施效果检验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。所有区域防突措施的设计均由煤矿企业技术负责人批准。,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十四条当区域预测或者区域防突措施效果检验结果认定为无突出危险区时，如果采掘过程中发现所依据的条件发生明显变化的，煤矿总工程师应当及时组织分析其对区域煤层突出危险性可能产生的影响，采取相应的对策和措施。以下区域在实施区域验证、局部综合防突措施或者采掘作业中，发现有喷孔、顶钻等明显突出预兆或者发生突出的，必须采取或者继续执行区域防突措施。（一）在原有区域预测划分的无突出危险区内发生明显突出预兆或者突出的位置以上20m（埋深）及以下的范围；（二）在实施预抽煤层瓦斯区域防突措施的区域发生明显突出预兆或者突出的位置半径100m范围内。,一、区域综合防突工作程序和要求,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十五条矿井首次开采某个保护层或者保护层与被保护层的层间距、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当对被保护层的保护效果及其有效保护范围进行实际考察。经保护效果考察有效的范围为无突出危险区。若经实际考察被保护层的最大膨胀变形量大于3‰，则检验和考察结果可适用于具有同一保护层和被保护层关系的其他区域。有下列情况之一的，必须对每个被保护工作面的保护效果进行检验（一）未实际考察保护效果和保护范围的；（二）最大膨胀变形量未超过3‰的；（三）保护层的开采厚度小于等于0.5m的；（四）上保护层与被保护突出煤层间距大于50m或者下保护层与被保护突出煤层间距大于80m的。保护效果和保护范围考察结果由煤矿企业技术负责人批准。,一、区域综合防突工作程序和要求,保护层区域防突措施效果检验示意图,一、区域综合防突工作程序和要求,第五十六条突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域防突措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验结果应当经煤矿总工程师批准。,当前区域防突措施只有开采保护层和预抽煤层瓦斯两大类，非此即彼。,一、区域综合防突工作程序和要求,,PART,区域突出危险性预测,2,区域预测,第五十七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。根据煤层瓦斯压力和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鉴定资质的机构进行试验考察。试验方案和考察结果应用前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鉴定资质的机构进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。,将瓦斯地质分析和综合指标法合并为一个方法。,第五十八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；（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。当突出点或者具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则该构造的延伸位置及其两侧一定范围的煤层为突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点和具有明显突出预兆的位置以上20m（垂深）及以下的范围为突出危险区（如图1）；,构造带我们常把那些在一定的范围内有着共同的成因和内在联系的断层、褶皱等地质构造现象称之为构造带。源于百度百科。,区域预测,1断层；2突出点或者突出预兆位置；3根据突出点或者突出预兆点推测的断层两侧突出危险区边界线；4推测的下部区域突出危险区上边界线；5突出危险区（阴影部分）图1根据瓦斯地质分析划分突出危险区示意图,区域预测,（三）在第一项划分出的无突出危险区和第二项划分的突出危险区以外的范围，应当根据煤层瓦斯压力P和煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应当根据试验考察确定，在确定前可暂按表2预测。,表2根据煤层瓦斯压力和瓦斯含量进行区域预测的临界值,原规定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,区域预测,第五十九条区域预测所依据的主要瓦斯参数测定应当符合下列要求（一）煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应当为井下实测数据，用直接法测定瓦斯含量时应当定点取样；（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，并确保在预测范围内埋深最大及标高最低的部位有测试点。,5.2.2采样方式在新暴露的煤巷中应首选煤芯采取器简称煤芯管或其他定点取样装置定点采集煤样。5.2.4采样时间采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从暴露到装入煤样罐密封所用的实际时间，不应超过5min。,区域预测,取芯法取样时间长，下向孔取样难度大，软煤样取样困难。孔口接粉法非定点测不深、测值误差大，可靠性差。,,难点准确的损失量推算模型软煤样的深孔定点快速采取,瓦斯含量Q取样过程损失量Q0测定量Q1不可解吸量Q2,误差的根源,钻孔取样直接测瓦斯含量原理,煤层瓦斯含量测定存在的问题及解决思路,区域预测,解决方法1根据煤样粒径建立五种类型补偿模型解决方法2新取样方法压风正循环钻进、反循环外卷内吸取样。,,矿井压风,钻头喷射器,孔口多级喷射器,,,煤体,,,,取样钻头,输送系统钻杆等,,,区域预测,,PART,区域综合防突措施,3,区域综合防突措施,第六十条区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出危险区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。预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用的方式有地面井预抽煤层瓦斯、井下穿层钻孔或者顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、顺层钻孔或者穿层钻孔预抽回采区煤层瓦斯、穿层钻孔预抽井巷（含立、斜井，石门等）揭煤区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。煤矿应当根据生产和地质条件合理选取区域防突措施。突出煤层突出危险区必须采取区域防突措施，严禁在区域防突措施效果未达到要求的区域进行采掘作业。,区域综合防突措施,第六十一条具备开采保护层条件的突出危险区，必须开采保护层。选择保护层应当遵循下列原则（一）优先选择无突出危险的煤层作为保护层。矿井中所有煤层都有突出危险时，应当选择突出危险程度较小的煤层作为保护层；（二）当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，优先开采保护效果最好的煤层；（三）优先选择上保护层。选择下保护层开采时，不得破坏被保护层的开采条件；（四）开采煤层群时，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的，除因与突出煤层距离太近威胁保护层工作面安全或者可能破坏突出煤层开采条件的情况外，应当作为保护层首先开采。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；,,,,上被保护层,下被保护层,保护层,原始煤体,卸压煤体,保护层开采后，顶底板内煤体移动，被保护层地应力降低、产生裂隙，发生膨胀变形、透气性增大（瓦斯释放、煤的塑形增强）。,区域综合防突措施,技术原理,区域综合防突措施,开采保护层,,,上保护层,下保护层,具备开采保护层条件的突出危险区，必须开采保护层,保护层选择原则,,,,无突出危险或突出危险程度较小,保护效果最好,优先选择上保护层,煤层群，0.5m以上煤层,有限保护范围确定,效检方法,,,,技术路线流程图,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。,红菱各煤层参数及间距,区域综合防突措施,区域综合防突措施,第六十二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，应当做到连续和规模开采，同时抽采被保护层和邻近层的瓦斯；（二）开采近距离保护层时，必须采取防止误穿突出煤层和被保护层卸压瓦斯突然涌入保护层工作面的措施；（三）正在开采的保护层采煤工作面必须超前于被保护层的掘进工作面，超前距离不得小于保护层与被保护层之间法向距离的3倍，并不得小于100m。应当将保护层工作面推进情况在瓦斯地质图上标注，并及时更新；,区域综合防突措施,淮南矿区开采保护层区域防突技术,淮南矿区通过多年实践，形成了符合矿区实际的、不同煤层群赋存条件下的保护层开采高效区域防突治理模式。该矿区为煤层群开采，通过考察，选择保护效果最充分的煤层作为首采保护层进行开采，同时立体抽采被保护突出煤层卸压瓦斯。通过多年实践，形成了符合淮南矿区实际的、不同煤层群赋存条件下的保护层开采高效区域防突治理模式。,区域综合防突措施,淮南矿区开采C组煤保护层区域防突技术,C组煤11-2煤与13-1煤联合布置，选择关键保护层11-2煤保护13-1煤。关键保护层11-2煤采用“一面三巷”治理模式，即轨道顺槽、运输顺槽、瓦斯综合治理巷瓦斯综合治理巷具有6项功能①掩护煤巷掘进；②工作面进风巷；③抽采13-1突出煤层卸压瓦斯；④抽采采空区瓦斯；⑤抽采相邻工作面对应13-1煤卸压瓦斯；⑥相邻工作面高抽巷。,区域综合防突措施,淮南矿区开采B组煤保护层区域防突技术,B组煤联合布置，选择6煤为关键保护层，上保护8煤，下保护5、4煤。6煤关键保护层工作面回采时采用“一面四巷”治理模式，即轨道顺槽、运输顺槽、6煤高抽巷、4煤底板巷。6煤高抽巷布置网格式穿层钻孔抽采8煤卸压瓦斯和抽采6煤采空区瓦斯。4煤底板巷前期布置条带穿层钻孔掩护6煤掘进，后期布置网格式穿层钻孔抽采5、4煤卸压瓦斯。,区域综合防突措施,被保护层效果检验要求必须按公司确定和批准的首采保护层治理模式，实施保护层开采和区域防突、瓦斯治理。被保护层必须采用顶（底）板巷穿层钻孔或地面钻井抽采方法。被保护层瓦斯预抽率必须达到以下标准，方可进行防突效果检验原始瓦斯含量﹤10m3/t，瓦斯预抽率≥35；10～15m3/t，瓦斯预抽率≥45；＞15m3/t，瓦斯预抽率≥60。达到预抽率标准后，直接测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量，只有残余瓦斯压力＜0.74Mpa、残余瓦斯含量＜8m3/t，且效检钻孔无喷孔、顶钻等动力现象，同时满足要求，被保护层防突效果评价合格。编制被保护层抽采达标评判报告，经矿长和总工程师批准后，报公司通防、安监部门备案。,区域综合防突措施,保护层开采考核要求严格按公司确定的区域开采保护层防突和瓦斯治理技术要求，进行采区设计、采场接替安排、采掘工作面防突和瓦斯治理设计；坚持关键保护层（被保护层为突出危险区煤层的保护层）连续、规模开采；优化关键保护层施工组织设计，排定节点工期，确保按期投产；公司安全生产技术部门从设计到施工进行全过程监管；公司每年向各矿下达保护层（含关键保护层）开采计划，计划包括保护层、被保护层工作面名称、几何尺寸、保护层年度开采起止时间及月度、年度开采面积；公司每半年进行一次考核。关键保护层煤厚1.5m～0.8m，每平方米奖励30元；煤厚小于0.8m，每平方米奖励100元。没有完成的，对矿井、单位党政正职、分管副职进行相应的经济处罚。,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,突出煤层群条件，10煤突出危险性小，可作为保护层10煤层需要预抽消突，大面积穿层钻孔抽采时间6个月，预抽率80以上，残余量降至45m3/t；消突后，进入煤层，掘进煤巷；再补充顺层钻孔抽煤层瓦斯,降低保护层回采瓦斯涌出。,区域综合防突措施,在Ⅲ1采区10煤层赋存不稳定，有些分叉严重，连续性差，强行开采需要多次揭煤9-10煤层间软岩可作为保护层开采软岩为厚3.0～7.0m、平均5.1m的泥岩硬度f1.9～4.6，平均3.73抗压强度平均25.3MPa，抗拉强度2.26MPa。,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,一级卸压瓦斯抽采（立体抽采）,8煤,9煤,10煤,软岩,高位走向拦截钻孔,抽放巷,,,,,,,,,,,倾向拦截钻孔,地面钻井高位走向拦截钻孔倾向拦截钻孔10煤穿层钻孔立体抽采，消除8、9、10煤的突出危险性,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,一级卸压瓦斯抽采（立体抽采之地面钻井抽采）,采动井走向间距110-160m；单采动井流量可达60万m3/月，浓度多在30以上。,瓦斯抽采流量,瓦斯抽采浓度,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,一级卸压瓦斯抽采（立体抽采之高位走向钻孔）,每130m一个钻场，施工拦截钻孔，钻孔终点至9煤层底板下方5m要求当前一组钻孔在进入工作面冒落带前，后一组钻孔必须实现正常抽采钻孔间距20m20m，压茬长度40m，钻孔直径不小于113mm,平面图,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,一级卸压瓦斯抽采（立体抽采之倾斜拦截钻孔）,在邻近煤层底板岩巷施工倾向拦截钻孔，拦截钻孔终孔位于9煤底板下方5m钻孔间距20m20m，钻孔直径大于113mm,平面图,剖面图,地面钻井向上抽，走向、倾向钻孔下拦截，保障软岩保护层工作面开采安全,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,一级卸压瓦斯抽采（立体抽采之10煤底板穿层钻孔）,10煤层底板岩石巷道施工网格式上向穿层钻孔钻孔穿透10煤，进入煤层顶板1m钻孔间距30m30m，钻孔直径113mm,剖面图,平面图,减少10煤层卸压瓦斯向保护层工作面运移，保障软岩工作面开采安全,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,二级卸压瓦斯强化抽采,被保护煤层底板施工专用抽采巷，巷道选择在动压影响范围外钻孔施工时间选择在保护层开采上覆岩层基本稳定后钻孔穿透8煤层，进入顶板1m钻孔覆盖整个被保护层，间距20m20m，进一步降低瓦斯含量，具备放顶煤开采条件,区域综合防突措施,淮北矿区芦岭矿保护层区域防突技术,保护层开采后瓦斯治理效果,保护层开采后，被保护层消突，残余瓦斯压力由5.0MPa降至0.35MPa以下，残余瓦斯含量由22m/t降至4.5m/t以下。地面采动井抽采效果最好，抽采量占总量近2/3，抽采浓度达90以上。通过立体、高效抽采被保护层卸压瓦斯，确保了保护层工作面安全回采，回采期间回风瓦斯控制在0.1以下。被保护层工作面掘进时，循环预测指标Smax最大3.2kg/m，△h2最大90Pa，均远小于防突规定临界值等。,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,区域综合防突措施,第六十二条（四）开采保护层时，采空区内不得留设煤（岩）柱。特殊情况需留煤（岩）柱时，必须将煤（岩）柱的位置和尺寸准确标注在采掘工程平面图和瓦斯地质图上，在瓦斯地质图上还应当标出煤（岩）柱的影响范围，在煤（岩）柱及其影响范围内的突出煤层采掘作业前，必须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，按照其最外缘的轮廓划出平直轮廓线，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作业期间，还应当根据采掘工作面瓦斯涌出情况及时修改煤柱影响范围。,原规定经煤矿企业技术负责人批准,区域综合防突措施,第六十三条开采保护层的有效保护范围及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E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等参数。保护层开采后，在有效保护范围内的被保护层区域为无突出危险区，超出有效保护范围的区域仍然为突出危险区。对不具备保护层开采条件的突出厚煤层，利用上分层或者相邻区段开采后形成的卸压作用保护下分层或者相邻区段煤层时，应当依据实际考察结果确定其有效保护范围。,与规程第二百零六条一致,区域综合防突措施,区域性增透及安全施工突出煤层竖井及石门安全揭煤有效的瓦斯抽采方法和技术参数,技术难点,对于无保护层开采的单一突出煤层区域防突难度大，要实现区域性消除突出危险，存在以下技术难点,区域综合防突措施,原始煤层瓦斯径向流动模型,煤层,穿层钻孔瓦斯流动模型可简化为径向流动；由于突出煤层透气性低，瓦斯抽采周期长。,增透措施诱导增加裂隙，由径向流动转变为煤体流向裂隙、裂隙流向钻孔混合流动,煤层,裂隙,孔洞,钻孔,煤层增透技术原理,区域综合防突措施,第六十四条采取井下预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当遵守下列规定（一）穿层钻孔或者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整个回采区域、两侧回采巷道及其外侧如下范围内的煤层倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m（均为沿煤层层面方向的距离，下同），下帮至少10m；其他煤层为巷道两侧轮廓线外至少各15m；（二）顺层钻孔或者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回采区域的煤层。具备条件的，井下预抽煤层瓦斯钻孔应当优先采用定向钻机施工；,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倾斜、急倾斜煤层控制范围,区域综合防突措施,煤巷范围内，间距5m5m,,,工作面内部，间距10m10m,,,,某矿1204工作面采取穿层钻孔预抽煤巷条带和回采工作面瓦斯区域防突措施。利用底板20m处的瓦斯巷对12煤掘进工作面及采煤工作面区域进行预抽。钻孔间距55m，1204工作面共布置穿层预抽钻孔3336个。,穿层钻孔预抽煤层瓦斯,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,第三章区域综合防突措施,穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施控制范围,第三章区域综合防突措施,晋城千米钻机长钻孔递进式预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施图,区域综合防突措施,沙曲矿递进式定向长钻孔区域防突措施在掘进多巷布置的回采工作面时，在顺槽内提前向下一个邻近工作面施工长钻孔，钻孔长度覆盖下一工作面两侧的巷道条带提前对下一工作面的掘采区域。递进式定向钻孔区域预抽时间可达1年以上，孔深为350m的单孔瓦斯抽采量可达0.3m3/min。,递进式定向长钻孔预抽煤层瓦斯,区域综合防突措施,底抽巷定向穿层钻孔预抽（34）煤层区域预抽钻孔剖面示意图,底抽巷定向长钻孔区域预抽（34）煤层区域预抽钻孔布置图,某矿利用大功率定向钻机在钻场内布置上向扇形钻孔，对（34）煤层施工前部穿层后部顺层的定向钻孔，区域预抽范围内（34）煤层掘进前，经计算，煤层残余瓦斯含量由原始含量11.06m3/t降低至5m3/t左右，达到了消除采掘过程中突出危险的目的。,2019年防治煤与瓦斯突出细则（区域防突措施底抽巷定向长钻孔预抽煤层瓦斯）,底抽巷定向长钻孔预抽煤层瓦斯,区域综合防突措施,本煤层定向多分支钻孔示意图,煤层底板梳状钻孔钻孔示意图,区域综合防突措施,施工装备ZDY6000LD（F）定向钻机及螺杆马达等配套钻具，通过无线随钻测量系统，实时监测钻孔轨迹和孔底螺杆马达姿态，根据测量数据及钻孔见煤岩情况，动态调整马达的工具面，实现定向钻进。,螺杆马达,ZDY6000LD（F）型煤矿用履带式全液压坑道钻机,钻进钻具组合,无线测量系统（孔外部分）,区域综合防突措施,淮北芦岭煤矿密集穿层钻孔强化预抽区段煤层瓦斯,钻孔煤层中厚线间距不超5m排煤率1.5‰左右全程下花管维持钻孔空间预抽时间12月以上残余瓦斯含量降至4.0-5m3/t区域性消除煤层的突出危险,,,,,8煤层,9煤层,钻孔直径113mm，间排距5m,区段轨道巷,区段集中巷,密集钻孔,,,机巷,风巷,喷孔现象，研发防喷除尘一体机,区域综合防突措施,区域综合防突措施,第六十四条（三）穿层钻孔预抽井巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当在揭煤工作面距煤层最小法向距离7m以前实施，并用穿层钻孔至少控制以下范围的煤层石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或者下帮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。当区域防突措施难以一次施工完成时，可分段实施，但每一段都应当能保证揭煤工作面到巷道前方至少20m之间的煤层内，区域防突措施控制范围符合上述要求；,对于厚煤层或缓倾斜、近水平煤层，当巷道与煤层夹角过小，揭煤段过长，有的四五十米甚至超过百米，一次施工完揭煤区域煤层的区域防突措施就很困难，这是就可以分段实施区域措施。,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控制范围,区域综合防突措施,区域综合防突措施,第六十四条（四）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巷道外侧的要求相同；（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当控制煤巷条带前方长度不小于60m，煤巷两侧控制范围与本条第一项中巷道外侧的要求相同；（六）定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当采用定向钻进工艺施工预抽钻孔，且钻孔应当控制煤巷条带煤层前方长度不小于300m和煤巷两侧轮廓线外一定范围，该范围与本条第一项中巷道外侧的要求相同；,为什么不小于300m借鉴2018年11月1日实施的防范煤矿采掘接续紧张暂行办法中“矿井“三量”及“三量”可采期计算方法“第三款三、煤与瓦斯突出煤层煤巷条带区域无突出危险应当满足下列条件准备煤量可以按煤巷掘进方向分段计算，各分段长度不得小于300米。,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,顺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,15m,15m,在掘进迎头布置钻场，每个钻场内布置4～7个钻孔，采用千米钻机施工钻孔，钻孔需覆盖掘进巷道条带区域，钻孔覆盖长度为350～600m，宽度为50m，钻孔直径为96mm，每个钻孔设计5～10个分支，探明掘进方向煤层顶底板。钻孔预抽时间在6个月至1年左右，待瓦斯含量降至安全范围内开始掘进。,掘进面定向长钻孔预抽条带煤层瓦斯,区域综合防突措施,区域综合防突措施,第六十四条（七）当煤巷掘进和采煤工作面在预抽煤层瓦斯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区域边界的最小距离不得小于20m；（八）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应当一次性穿透全煤层，不能穿透的，应当控制开采分层及其上部法向距离至少20m、下部10m范围内的煤层，当遇有局部煤层增厚时，应当对钻孔布置做相应的调整或者增加钻孔；（九）对距本煤层法向距离小于5m的平均厚度大于0.3m的邻近突出煤层，预抽钻孔控制范围与本煤层相同。,与第二十九条第二款呼应在距突出煤层突出危险区法向距离小于5m的邻近煤、岩层内进行采掘作业前，必须对突出煤层相应区域采取区域防突措施并经区域效果检验有效。,厚煤层首先开采下分层时，预抽钻孔控制范围,区域综合防突措施,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,区域综合防突措施,第六十四条（十）煤层瓦斯压力达到3MPa的区域应当采用地面井预抽煤层瓦斯，或者开采保护层，或者采用远程操控钻机施工钻孔预抽煤层瓦斯；（十一）不具备按要求实施区域防突措施条件，或者实施区域防突措施时不能满足安全生产要求的突出煤层或者突出危险区，不得进行开采活动，并划定禁采区和限采区。,体现防突工作的基本要求“突出煤层必须采取两个“四位一体”综合防突措施，做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标，否则严禁采掘活动”。,体现突出煤层分级管理思想和智能化机器人的思路，突出煤层的严重突出区域必须超前区域治理或远程操控机器进行钻孔施工。,区域综合防突措施,第六十五条采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施时，钻孔预抽煤层瓦斯的有效抽采时间不得少于20天；如果在钻孔施工过程中发现有喷孔、顶钻等动力现象的，有效抽采时间不得少于60天。有下列条件之一的突出煤层，不得将顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施（一）新建矿井经建井前评估有突出危险的煤层，首采区未按要求测定瓦斯参数并掌握瓦斯赋存规律的；（二）历史上发生过突出强度大于500t/次的；（三）开采范围内f＜0.3的；f为0.3～0.5，且埋深大于500m的；f为0.5～0.8，且埋深大于600m的；煤层埋深大于700m的；煤巷条带位于开采应力集中区的；（四）煤层瓦斯压力P≥1.5MPa或者瓦斯含量W≥15m3/t的区域。,规程第二百一十条有下列条件之一的突出煤层，不得将在本巷道施工顺煤层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施一新建矿井的突出煤层；二历史上发生过突出强度大于500t/次的；三开采范围内煤层坚固性系数小于0.3的；或者煤层坚固性系数为0.30.5,且埋深大于500m的；或者煤层坚固性系数为0.50.8，且埋深大于600m的；或者煤层埋深大于700m的；或者煤巷条带位于开采应力集中区的。,国务院安委会办公室关于贵州省六盘水市盘州市梓木戛煤矿“8.6”重大煤与瓦斯突出事故的通报2018年8月6日，贵州省六盘水市盘州市梓木戛煤矿发生重大煤与瓦斯突出事故，造成13人死亡、7人受伤。初步分析事故的原因110102切眼掘进工作面违规采用顺层钻孔顶抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施，瓦斯治理方案制定有缺陷、现场落实有差距、导致煤层突出危险性没有消除，作业过程中扰动煤体，诱发煤与瓦斯突出事故。,区域综合防突措施,事故暴露出的主要问题有一是该矿1煤层为突出煤层，开采范围内煤层坚固性系数为0.2299，采取施工顺层钻孔顶预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施，违反煤矿安全规程第二百一十条中“煤层坚固性系数小于0.3的煤层，不得将施工顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施”的规定。二是该矿没有按照矿井编制的工作面防突设计布置巷帮钻场施工顺层钻孔连续抽放瓦斯，仅在掘进迎头布孔抽放，达不到瓦斯治理效果。三是瓦斯抽采系统未按评价单元要求安装瓦斯抽采计量装置，无法统计单元瓦斯抽采量，瓦斯抽采效果评价结果不可靠。四是采掘接续严重失调，事故前井下布置7个掘进工作面，没有回采工作面。五是110102切眼掘进工作面防突区域验证测点没有结合本煤层顺层抽采钻孔布置情况进行确定，造成验证结果不可靠。,区域综合防突措施,由安监总煤装〔2017〕64号下发的煤矿安全生产“十三五”规划，要求瓦斯灾害治理树立瓦斯超限就是事故的理念。推进煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井先抽后建、先抽后掘、先抽后采，预抽达标。落实瓦斯超限必须停电、撤人、停产分析整改、依法追究责任等制度。强化瓦斯预抽和现场管理，实现由措施型向工程型转变、由局部治理向区域治理转变，做到抽掘采平衡。,区域综合防突措施,第三章区域综合防突措施,第六十六条地面井预抽煤层瓦斯区域防突措施应当符合下列要求（一）地面井的井型和位置应当根据开拓部署及井下采掘布置进行选择和设计，不应影响后期井下采掘作业；（二）钻井时应当对预抽煤层瓦斯含量进行测定；（三）每口地面井预抽煤层瓦斯量应当准确计量；（四）地面井预抽煤层瓦斯区域开拓准备工程施工前应当测定预抽区域煤层残余瓦斯含量。,为了避免井下在开拓和采掘部署对地面钻井的破坏，影响地面钻井的抽采效果及井下的采掘作业。掌握开采区域煤层瓦斯赋存情况，为地面井抽采的抽采率的计算作为基础。与本细则第十六条第三款相呼应按突出矿井设计的矿井建设工程开工前，应当对首采区内评估有突出危险且瓦斯含量大于等于12m3/t的煤层进行地面井预抽煤层瓦斯，预抽率应当达到30