煤矿安全规程有关防治突出措施的解释.doc
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1、第三节 区域性防治突出措施第一百九十三条 在突出矿井开采煤层群时,应优先选择开采保护层防治突出措施。开采保护层后,在被保护层中受到保护的区域可按无突出危险区进行来掘作业;在未受到保护的区域,必须采用综合防治突出措施。【释义】:本条文是关于在突出矿井开采煤层群时的规定。开采保护层后,保护层顶底板岩石(涉及被保护的突出煤层)会发生剧烈的膨胀变形,煤层中的原始应力减少,煤体发生膨胀变形,煤的孔隙率增长,裂隙增长,这样就会使煤层的透气性大幅度的提高,为瓦斯流动提供良好的条件。在煤层瓦斯压力的作用下,被保护煤层中的瓦斯会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,被保护煤层的瓦斯压力不断
2、地减少,吸附瓦斯迅速解吸为游离瓦斯,成为供应流动瓦斯的不间断的气源,导致被保护煤层瓦斯含量不断减少,同时使煤层强度与稳定性也有所增长。上述一系列的变化,会使被保护煤层逐渐失去发生突出时所需的必要条件,可避免大面积范围内突出的发生;同时,采用保护层防治煤与瓦斯突出要比采用局部防治突出的成本低得多,且安全性和可靠限度都较局部措施好。所以,国内外开采煤层群的突出矿都广泛应用开采保护层作为防突首选措施。当保护层开采后,在被保护层的突出煤层中就出现了受保护的区域和没有受到保护的区域。所谓受到保护,即该区域内因保护层的开采地质采矿因素发生了变化,瓦斯含量和压力减少,煤体强度增强,失去了发生突出所需要的条件
3、,不存在突出的危险性,同无突出危险煤层已无两样,所以在保护区域内进行采掘工作可按无突出危险从事作业。相反的,在非保护区域内,由于煤层的各种地质采矿因素均未发生变化,发生突出的必需条件仍然存在,有发生突出的危险性,因而,在非保护区域内从事采掘工作必须采用综合防突措施,避免突出事故发生导致损失。这方面有的矿区(井)出现多次失误,有深刻的教训。第一百九十三条 在突出矿井开采煤层群时,应优先选择开采保护层防治突出措施。开采保护层后,在被保护层中受到保护的区域可按无突出危险区进行来掘作业;在未受到保护的区域,必须采用综合防治突出措施。【释义】:本条文是关于选择保护层应遵循的原则的规定。 突出矿井开采煤层
4、群时,选择距被保护突出层最近,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,作为保护煤层先于突出煤层开采最为抱负。但是我国突出矿井很难找到这样抱负的保护层,并且,随着采掘深度增长,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择突出危险限度较小的突出危险煤层先行开采。这种在没有不突出的保护层可选时,选择突出危险较小的煤层作为保护层开采,是一种明智的选择。由于开采保护层要比采用局部防突措施的安全性和可靠性高,防突的成本也要低。曾经有的矿井为保证突出煤层的安全开采,在无可选取作为保护层的煤层先行开采时,在突出煤层的底板中开凿一层岩
5、层,或把不可采的极薄煤层作为保护层开采。 第一百九十五条 被保护范围的划定方法及有关参数,应根据对矿井实际考察的结果拟定。正在开采的保护层来煤工作面,必须超前于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之间法线距离的2倍,并不得小于30 m。【释义】:本条文是关于正在开采的保护层与被保护层距离的规定。 保护层的走向范围是根据对保护层开采后被保护层内充足卸压效果进行大量的测定而拟定的。保护层在开采过程中,随着工作面前进,在被保护的突出危险煤层中的应力瓦斯压力和煤的物理机械性能都在不断地发生变化,并以煤的弹性变形瓦斯压力变化钻孔瓦斯量变化温度和透气性等形式反映出来。其变化的规律表现为,
6、在工作面前方30m以外,为正常压力地带,受采掘影响较小;30m以内为集中压力区(若采用突出危险限度较小的煤层做保护层时,不应在此范围内掘进巷道,若掘进巷道,必须采用防治突出措施),而在工作面后方2倍于层间距的范围内被保护的突出煤层中的地应力瓦斯压力及其物理机械性能都能发生剧烈的变化,距工作面越远,其变化限度越弱。在2倍层间距以远的地区,各种变化趋于稳定,被保护层中的瓦斯压力一般都减少到1Mpa以下,瓦斯流量达成极大值,膨胀变形达成极大值并趋于稳定,保护效果十分抱负,突出的基本要素已经减弱或消除,在此范围内布置掘进巷道,从理论上与实践中都是安全的。为了充足运用保护层的保护效果,保证被保护层的掘进
7、工作面的作业安全,保护层工作面必须超前于被保护层掘进工作面,且超前距离不得小于其层间距的2倍,且不小于30m。第一百九十七条 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,必须将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图上,应标出煤(岩)柱的影响范围,在这个范围内进行采掘工作时,必须采用综合防治突出措施。【释义】:本条文是关于开采保护层时采空区留有煤(岩)柱的规定。开采保护层虽然被认为是最有效的防治突出措施,但若使用不妥,同样也容易发生重大伤亡事故。开采保护层时必须加强煤柱管理。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,
8、并使应力重新分布后达成新的平衡状态。开采保护层后在被保护层中导致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成的目的,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,特别是在保护层开采过程中,由于不得不在保护层的采空区内留有煤柱时,所导致的安全危险极大。当被保护层采掘工作面进入该煤柱影响范围区内时,由于此处不仅未曾卸压,反而是一个由于应力集中而形成的增压地带,此处的煤层的突出危险性不仅没有减少,反而有所增长(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(岩)柱,以免
9、开采被保护层时发生突出。若因地质采矿因素非得留有煤(岩)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,否则就也许发生突出事故。第一百九十八条 开采保护层时,应同时抽放被保护层的瓦斯。开采近距离保护层时,必须采用措施严防被保护层初期卸压的瓦斯忽然涌入保护层采掘工作面和误穿突出煤层。【释义】:本条文是关于开采保护层时防治瓦斯的规定。开采保护层时同时抽放被保护层中的瓦斯的因素有以下两个方面:1保护层开采后,被保护层的卸压瓦斯在瓦斯压力的作用下,会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,导致保护层回风系统中瓦斯浓度严重超限或局部聚集,
10、难以用通风的方法加以解决。特别当开采近距离保护层时,保护层工作面从开切眼快速推动到保护层与被保护层间距2倍左右时,由于被保护层得到了充足的卸压,大量的吸附瓦斯经解吸变为游离瓦斯,这时若顶底板岩石尚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,会发生突出底鼓或冒顶现象,并随着着大量瓦斯突出涌出,容易发生人员伤亡。2瓦斯是发生突出的重要因素之一,如将其从突出煤层中排除,无疑对防止煤与瓦斯或减少突出对生产的危害是有益的。此外,当保护层与被保护层层间距较远时,保护层的卸压作用会有所减少,这里为了增强保护效果,采用强化抽放瓦斯工作就是一种较好的选择。所以在开采保护层
11、时,为了减少瓦斯聚集对通风的压力防止瓦斯忽然涌出和提高保护效果,在开采保护层时都应强化被保护层中的瓦斯。第四节 局部防治突出措施第二百条 石门揭穿突出煤层前必须遵守下列规定:(一)在工作面距煤层法线距离10 m(地质构造复杂、岩石破碎的区域20 m)之外,至少打2个前探钻孔,掌握煤层赋存条件、地质构造、瓦斯情况等。 (二)在工作面距煤层法线距离5m以外,至少打2个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10 m的钻孔,测定煤层瓦斯压力或预测煤层突出危险性。测定煤层瓦斯压力时,钻孔应布置在岩层比较完整的地方。对近距离煤层群层间距小于5m或层间岩石破碎时,可测定煤层群的综合瓦斯压力。(三)工作面与煤层之间的岩
12、柱尺寸应根据防治突出措施规定、岩石性质、煤层倾角等拟定。工作面距煤层法线距离的最小值为:抽放或排放钻孔3m,金属骨架2m,水力冲孔5m,震动爆破揭穿(开)急倾斜煤层2m、揭开(穿)倾斜或缓倾斜煤层15m。假如岩石松散、破碎,还应适当加大法线距离。 第二百零一条 石门揭穿(开)突出煤层前,当预测为突出危险工作面时,必须采用防治突出措施,经检查措施有效后,可用远距离爆破或震动爆破揭穿(开)煤层;若检查措施无效,应采用补充防治突出措施直至有效。当预测为无突出危险工作面时,可不采用防治突出措施直接采用远距离爆破或震动爆破揭穿(开)煤层。厚度小于0.3m的突出煤层,可直接采用震动爆破或远距离爆破揭穿。【
13、释义】:第200条和201条是关于石门揭穿突出煤层前的规定。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)板的所有作业过程。具体来讲,石门揭穿煤层分两个阶段:第一阶段是石门距煤层垂距10m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,在经措施效果检查有效后,石门工作面掘进到距煤层垂距1.52m(缓倾斜1.5m急倾斜2m)处;第二阶段是从震动爆破或远距离爆破爆破揭煤开始,直到突出煤层所有被掘完时为止(巷道所有成型支护所有架好)。上述两个阶段所有竣工后,石门揭煤工作才算完毕。在执行第二个阶段工作中,所有的工作涉及清碴支护打眼爆破落煤巷道或设备维护与拆卸等
14、作业都必须有防治突出的技术措施和安全防护措施,特别是震动爆破或远距离爆破未能一次次全断面揭开或揭穿煤层时,更须注意,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,超过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。假如由于支护不及时而发生冒顶,当冒落到措施有效影响范围之外时,就有也许引发煤与瓦斯突出;其他作业对煤体的震动也有也许诱发突出。当岩柱与煤层水平厚度较大一次震动爆破不能完全揭开时,在一些情况下,揭开煤层时往往没有发生突出,而在煤门爆破即即将完毕时(大都在放门坎炮时)却发生了煤与瓦斯突出。过煤门时的煤与瓦斯突出,重庆地
15、区和湖南一些矿井中均发生过。实践证明,石门揭穿煤层的所有作业过程,都必须采用综合防治突出措施。石门揭穿突出煤层前要打前探钻孔的目的是为了掌握突出煤层的赋存情况地质构造和瓦斯情况等,为对的编制石门揭煤设计提供依据。也是为了避免石门因情况不明而误穿煤层导致损失。测压或预测钻孔是为测定煤层瓦斯压力或预测煤层突出危险性服务的。钻孔布置在岩层比较完事的地方是为了测值准确,避免破碎地点测压时因漏气导致测值偏低导致事故发生。石门掘进工作面与突出煤层之间留有足够尺寸的岩柱,是一种安全措施,是为了避免因瓦斯压力或地应力过大,岩柱抵抗不住引发自行突出的事故发生。我国煤矿不止一次发生过因岩柱抵抗力局限性,出现自行突
16、出的事故。第二百零二条 防治石门突出措施可选用抽放瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、水力冲刷或金属骨架等措施。 【释义】:本条文是关于防治石门突出措施的规定。1作为防治煤与瓦斯突出的局部措施,如抽放瓦斯水力冲孔、排放钻孔、水力冲刷或金属骨架等等可改善或削弱诱发煤与瓦斯突出的三大要素,常被用于石门揭煤工作面。抽放瓦斯与排放钻孔在防治煤与瓦斯突出作用机理方面是相同的,都是力求将突出煤层中的瓦斯含量与煤层中的应力减少到不能发动突出的安全范围内(即煤层始突深度时的煤层瓦斯含量),但短时间内要达成此目的是很困难的。一般认为能排放或抽出煤层中瓦斯含量的25%以上已是相称不错。抽放瓦斯与排放钻孔的区别在于前者借助于
17、机械产生的小于大气压的负压,加速突出危险煤层中的瓦斯排放,而后者是靠突出煤层中的瓦斯压力,使瓦斯从钻孔周边深部煤层中不间断地流向钻孔,并通过钻孔向矿井空气中扩散。当钻孔周边煤层中瓦斯含量减少后,煤层发生的收缩变形,会改善石门工作面应力集中状态,并增长煤层的稳定性,这一切都破坏或减弱了发生突出所必须的条件,可有效地控制煤与瓦斯突出的发生。2水力冲孔水力冲刷与抽放排放钻孔作用同样,也是为了排除煤层中的瓦斯,达成减少煤层中的瓦斯含量与应力的目的。其不同之点是水力冲孔是借助于水压,加速破坏钻孔孔底前方的煤体,形成新的暴露面,使钻孔周边的应力发生突变瓦斯压力梯度陡增,诱发钻孔内产生突出,由于钻孔孔口的断
18、面小,并用特殊的孔口装置加以控制,因而,孔内的突出是可控的。当孔口排渣通畅时,孔内突出将得到延续;不畅通或被堵塞时,孔内瓦斯压力陡增,煤层暴露面上的瓦斯压力梯度减少或消失,则突出被迫停止;当需要再冲孔时,只要疏通钻孔,使孔内瓦斯压力突降,则钻孔内的突出又重新恢复,借此控制释放煤层中的突出能量。由于应力的作用,冲孔完毕后所形成的洞穴附近的煤层位移,使洞穴充满碎煤,也使空穴周边煤体中的应力得到释放,煤层中的瓦斯也得到排放,措施的有效影响范围也随之增大,防治突出的效果有明显的提高。水力冲孔自20世纪70年代初在南桐矿务局开始实验,并取得成功,在随后的2023时间内,据记录在20个矿井中石门揭煤100
19、多次均未引发突出事故。水力冲刷是在有岩柱隔离的条件下,通过39个直径105200mm的钻孔借助高压细射流,在已成的钻孔内扩大钻孔的走私形成超前空洞,以提高钻孔卸压除应力的能力、减少煤(岩)体的应力和提高钻孔的排放效果。水力冲刷措施于1965年在北票矿务局开始实验,并取得成功,在记录的采用水力冲刷措施的20次石门揭突出煤层过程中,安全揭煤13次。3金属骨架合用于急倾斜厚度不大松软的突出煤层(通常煤层厚度不要超过4m,煤层厚度大,骨架容易发生强烈的弯曲,起不到支撑煤体的作用)。其重要作用是增长石门揭穿煤层时巷道上方煤层的稳定性和排除煤体中的瓦斯。这个工作是在揭穿煤层前通过钻孔事先实现的,事实上它起
20、到在松软的急倾斜煤层中,为了防止煤层冒顶而引发突出的一种前探支架作用。金属骨架于1958年在东林煤矿实验应用手,先后在南桐、中梁山、打通、红卫、北票等局矿推广应用,取得较好效果。第二百零三条 有突出危险的新建矿井或突出矿井开拓的新水平的井巷第一次揭穿(开)各煤层时,必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数。【释义】:本条文是关于有突出危险的新建矿井或开拓新水平测定与突出危险性相关参数的规定。新建的突出矿井或突出矿井开拓新水平的井巷第一次揭穿(开)各煤层时,虽然在未开拓前做过一些推测,但有也许与生产现实有出入,所以要在实际工作中进行验证,对煤层的瓦斯实际情况进行了解,以便对未开
21、拓前的结论进行修正,并采用相应的防治措施,避免煤与瓦斯突出事故的发生。同时对石门工作面的突出危险性进行预测,石门揭开突出危险煤层前的突出危险性预测方法有综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经实验证实有效的方法,这些预测方法中涉及到的综合指标D与K、钻屑解吸指标h2和K1等参数都与瓦斯压力、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度、开采深度、瓦斯含量等有关,因而在有突出危险的新建矿井或突出矿井开拓新水平的井巷第一次揭穿(开)各煤层时,必须进行测量煤层中的瓦斯压力、瓦斯含量,并测定其他与煤与瓦斯突出有关的相关参数,以便拟定煤层实际的突出危险性和采用防突措施,保证石门揭(开)煤工作面的生产安全。 第二百零五条
22、 突出煤层的采掘工作面,应根据煤层实际情况选用防治突出措施,并遵守下列规定: (一)掘进上山时不应采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松等措施。 (二)在急倾斜煤层中掘进上山时,应采用双上山、伪倾斜上山或直径在300 mm以上的钻孔等掘进方式,并加强支护。 (三)采煤工作面应尽量采用刨煤机或浅截深采煤机采煤。(四)急倾斜突出煤层厚度大于0.8m时,应优先采用伪倾斜正台阶、掩护支架采煤法等。对于急倾斜突出煤层倒台阶采煤工作面,应尽量加大各个台阶高度,尽量缩小台阶宽度,每个台阶的底脚必须背紧背严,落煤后,必须及时紧贴煤壁支护。在过突出孔洞及在其附近30 m范围内进行采掘作业时,必须加强支护。【释义】:本
23、条文是突出煤层的采掘工作面选用防突措施的规定。1.在突出煤层掘进上山,危险性极高,世界各重要产煤国家,虽然通过数年努力,至今仍未找到有效的防治突出的方法。由于突出煤层强度小,在掘进上山时受煤层自重的影响,很容易发生垮塌,并诱发突出,这种现象在急倾斜煤层中尤为常见;此外,在突出煤层中掘进上山,即使在发生垮塌或突出前工作人员发现了突出预兆后,由于受条件的限制,也很难迅速地撤离现场,容易导致人员伤亡,所以在突出煤层掘进上山时应一方面采用能增长煤层稳定性的防突措施。但松动爆破、水力冲孔、水力疏松等防突措施会破坏煤体的稳定性,在上山掘进中应用对防突工作不利,故不应采用。2.在急倾斜突出煤层中掘进上山时,
24、因突出煤层煤质松软,煤层化解较大,受煤体自重的影响,容易发生由冒顶而诱发的突出。冒顶或突出出来的煤块,顺上山而下,极易将上山下部出口处堵塞,同时,也会破坏通风设施,使瓦斯迅速聚集。工作人员若不能迅速撤离现场易被冒落或突出的煤埋没、砸伤或窒息而死亡。为了使工作人员在发现突出或冒顶预兆时能迅速撤离工作面,在掘进急倾斜突出煤层上山没有其他更好的防治突出措施之前,采用双上山掘进、增长突出煤层掘进上山安全出口将是明智选择。急倾斜突出煤层上山采用伪倾斜上山掘进,为的是减少煤体自重对突出或冒顶的影响,同时有助于人员撤离。但在实际工作中,效果并不明显,其因素是急倾斜煤层伪倾斜上山掘进,其采用的伪倾斜角度不也许
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