【文章內(nèi)容簡介】 前區(qū)域預(yù)測為突出危險區(qū)的新水平、新采區(qū)開拓過程中的所有揭煤作業(yè)，必須采取區(qū)域綜合防突措施并達到要求指標。經(jīng)開拓前區(qū)域預(yù)測為無突出危險區(qū)的煤層進行新水平、新采區(qū)開拓、準備過程中的所有揭煤作業(yè)應(yīng)當采取局部綜合防突措施。 經(jīng)開拓后區(qū)域預(yù)測為突出危險區(qū)的煤層，必須采取區(qū)域防突措施并進行區(qū)域措施效果檢驗。經(jīng)效果檢驗仍為突出危險區(qū)的，必須繼續(xù)進行或者補充實施區(qū)域防突措施。經(jīng)開拓后區(qū)域預(yù)測或者經(jīng)區(qū)域措施效果檢驗后為無 突出危險區(qū)的煤層進行揭煤和采掘作業(yè)時，必須采用工作面預(yù)測方法進行區(qū)域驗證。所有區(qū)域防突措施均由煤礦企業(yè)技術(shù)負責人批準。 區(qū)域防突措施應(yīng)當優(yōu)先采用開采保護層。 突出危險區(qū)的煤層不具備開采保護層條件的，必須采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進行區(qū)域措施效果檢驗。預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域措施效果檢驗結(jié)果應(yīng)當經(jīng)礦技術(shù)負責人批準。 二、礦井 煤層突出危險性指示 貴州省煤礦安全監(jiān)察局和貴州省煤炭管理局聯(lián)合下發(fā)的黔安監(jiān)管辦字〔 20xx〕345 號文件“關(guān)于加強煤礦建設(shè)項目煤與瓦斯突出防治工作的意見”，本井田位于煤與瓦斯突出礦區(qū) 和突出危險礦區(qū) 。魯黔煤礦應(yīng)該盡快委托資質(zhì)單位對本礦的可采煤層進行突出危險性鑒定，以便掌握 煤的破壞類型為 、 瓦斯放散初速度 、 堅固系數(shù)（ f） 、 瓦斯壓力（ Mpa）等參數(shù)，為防突工作提供科學依據(jù)。 16 第二節(jié) 區(qū)域突出危險性預(yù)測 本礦 現(xiàn)開采的 煤層在開采范圍內(nèi)均存在突出危險。尤其是在石門揭煤、接近褶皺軸部、斷層構(gòu)造帶、煤層厚度變化區(qū)、采掘應(yīng)力疊加區(qū)、下山掘進時發(fā)生突出的可能性將會增大。為確保煤礦生產(chǎn)安全及人身安全，必須在礦井的掘進及回采過程中采取突出危險性 預(yù)測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗、安全防護 措施的“四位一 體”的綜合防突措施。 一、區(qū)域突出危險性預(yù)測方法 區(qū)域預(yù)測一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進行，也可以采用其他經(jīng)試驗證實有效的方法。 根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測方法應(yīng)當按照下列要求進行： （ 1）煤層瓦斯風化帶為無突出危險區(qū)域； （ 2）根據(jù)已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造條件、突出分布的規(guī)律和對預(yù)測區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測、預(yù)測結(jié)果，采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險區(qū)域。當突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置分布與構(gòu)造帶有直接關(guān)系時 ,則根據(jù)上部區(qū)域突出點及具有明顯突出預(yù)兆的 位置分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系確定構(gòu)造線兩側(cè)突出危險區(qū)邊緣到構(gòu)造線的最遠距離 ,并結(jié)合下部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造分布劃分出下部區(qū)域構(gòu)造線兩側(cè)的突出危險區(qū) 。否則 ,在同一地質(zhì)單元內(nèi) ,突出點及具有明顯突出預(yù)兆的位置以上20m(埋深 )及以下的范圍為突出危險區(qū) (如圖 321)； 圖 321 用瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法向下推測下水平或 下部采區(qū)的突出危險區(qū)域示意圖 1斷層； 2突出點； 3上水平或上部采區(qū)突出點在斷層兩側(cè)的最遠距離線； 4推測的下水平或下部 17 采區(qū)的突出危險區(qū)在斷層兩側(cè)的邊界線； 5推測的下水平或下部采區(qū)的突出危險區(qū)域 （ 3）在上述（ 1）、（ 2）項劃分出的無突出危險區(qū)和突出危險區(qū)以外的區(qū)域，應(yīng)當根據(jù)煤層瓦斯壓力 P進行預(yù)測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據(jù)煤層瓦斯含量 W進行預(yù)測。預(yù)測所依據(jù)的臨界值應(yīng)根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫按表 322預(yù)測。 表 322 根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區(qū)域預(yù)測的臨界值 瓦斯壓力 P（ MPa） 瓦斯含量 W（ m3/t） 區(qū)域類別 P﹤ W﹤ 8 無突出危險區(qū) 其他情況 突出危險區(qū) 采用瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的區(qū)域預(yù)測時，還應(yīng)當符合下列要求： （ 1）預(yù)測 所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)應(yīng)為井下實測數(shù)據(jù)； （ 2）測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測試點在不同地質(zhì)單元內(nèi)根據(jù)其范圍、地質(zhì)復(fù)雜程度等實際情況和條件分別布置；同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向布置測試點不少于 2個，沿傾向不少于 3 個，并有測試點位于埋深最大的開拓工程部位。 二、區(qū)域突出危險性 的地質(zhì)條件 （一） 、 地質(zhì)構(gòu)造與突出關(guān)系 大量實際資料表明，煤與瓦斯突出多分布在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，地質(zhì)構(gòu)造是控制煤與瓦斯突出的主要地質(zhì)因素。有些突出點，雖然其附近地質(zhì)條件無明顯異常，但卻處于某些封閉型構(gòu)造圈的范圍內(nèi)，或受某 些特殊的構(gòu)造邊界所控制。四川南桐礦區(qū)（ 1955～ 1972年）在有資料記載的 464次突出中，有 436次（占 94%）發(fā)生在構(gòu)造帶。 （ 1）封閉的向斜軸附近 向斜是 由水平側(cè)壓力作用形成的，在其中性面下部產(chǎn)生張應(yīng)力，在中性面上部產(chǎn)生壓應(yīng)力。在軸部地帶，上面受到強大的壓應(yīng)力作用，而下面受到深部地層的阻力，是地應(yīng)力較高的地帶。因此，封閉向斜的軸部地帶往往是突出點分布密集的區(qū)域。 18 四川南桐礦區(qū)區(qū)域上處于黔南北構(gòu)造帶與新華夏至華夏式構(gòu)造的復(fù)合部位，屬于構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)。南桐煤礦的大部分突出，包括最大的一次 3500噸突出，都發(fā)生在王家壩向斜的軸部附近。 圖 323（南桐煤礦突出點分布示意圖） （ 2）帚狀構(gòu)造的收斂端 帚狀構(gòu)造的收斂端常常是應(yīng)力集中的區(qū)域，因而有較大的突出危險性。例如，天府礦務(wù)局三匯一礦 +280m主平硐掘開斷層上、下盤的六號煤層時，分別發(fā)生了強度 12780t和 2500t的特大型突出事故。在三號煤層掘進巷道時，又發(fā)生了強度為數(shù)十噸的 29次突出。從區(qū)域上看，突出是受華鎣山帚狀構(gòu)造控制的。 （ 3）煤層扭轉(zhuǎn)區(qū) 在煤層扭轉(zhuǎn)區(qū)，由于受到強大的扭力作用， 煤層逐漸發(fā)生倒轉(zhuǎn)，構(gòu)造應(yīng)力高度集中，故常常是突出嚴重的地區(qū)。倒如，南桐礦區(qū)在魚田堡煤礦東部邊界附近，受強力擠壓作用，煤層走向由東向急劇轉(zhuǎn)為南北向，傾角突然變陡，有 30176。左右突變?yōu)榻谥绷⒑途植康罐D(zhuǎn)，所以稱為扭轉(zhuǎn)帶、這個扭轉(zhuǎn)帶是該礦三個嚴重突出帶之一，至 1989年底已發(fā)生的 25次突出，均發(fā)生在扭轉(zhuǎn)軸西側(cè) 50m范圍內(nèi)。 圖 324（魚田煤礦扭轉(zhuǎn)區(qū)突出分布示意圖） 19 （ 4）煤層產(chǎn)狀變化地帶 煤層產(chǎn)狀沿走向（傾向）轉(zhuǎn)折處（變陡、緩）是地應(yīng)力集中區(qū)。當煤層的傾角由 8176。變到 14176。時（曲率半徑 P≈ 600m），如果彈性巖石埋藏在距離中性面 60米處，地應(yīng)力可以超過 砂巖極限強度的幾倍。 圖 335（南桐煤礦 王家壩向斜西翼轉(zhuǎn)折帶突出點分布示意圖） （ 5） 壓性、壓扭性小斷層附近 斷裂構(gòu)造是地應(yīng)力達到或超過巖石斷裂強度時，巖石連續(xù)發(fā)生破壞的產(chǎn)物，總的表現(xiàn)為地應(yīng)力的釋放。 然而，在一些由于受到水平方向擠壓而形成的斷距較小的壓性或扭性小斷層帶，應(yīng)力釋放還不 充分，仍保持著應(yīng)力集中，其兩側(cè)還處于強烈擠壓狀態(tài)，對瓦斯儲存也較為有利。同時，兩側(cè)的煤體結(jié)構(gòu)遭到破壞，因而常常是突出集中的地點。 圖 336（六枝煤礦的東二采區(qū)構(gòu)造與突出點分布示意圖 ） 說明：煤層厚度由 67 米增至 10 米左右，并造成次一級的壓扭性小斷層發(fā)育。 20 （ 6）煤與瓦斯突出危險地帶 圖 337（突出危險帶地質(zhì)構(gòu)造常見類型） （二）、瓦斯突出與煤厚度變化的關(guān)系 突出集中 發(fā)生在煤層厚度變化地帶。如北票礦務(wù)局、英崗嶺煤礦突出發(fā)生在這類構(gòu)造帶約占 20～ 30%，湖南白沙礦務(wù)局紅衛(wèi)煤礦在此類構(gòu)造帶發(fā)生的突出還要多一些。 煤層厚度變化的原因很多，其中有原生的因素，也有后期構(gòu)造運動因素。 （ 1）煤體結(jié)構(gòu) 原生結(jié)構(gòu)：煤層原始沉積時的結(jié)構(gòu)。 構(gòu)造結(jié)構(gòu)：受構(gòu)造應(yīng)力作用，煤的原生結(jié)構(gòu)遭受破壞后所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)稱為構(gòu)造結(jié)構(gòu)。 軟煤：在發(fā)生突出的地點及附近的煤層都具有層理紊亂，煤質(zhì)松軟的特點。人們 21 習慣上把這種煤叫做軟分層煤，或稱為軟煤。地質(zhì)角度分析，軟分層應(yīng)屬于構(gòu)造煤，它是煤層在構(gòu)造應(yīng)力作用下形變的 產(chǎn)物。在突出礦井，構(gòu)造煤的存在是發(fā)生突出的一個必要條件。 （ 2）構(gòu)造煤的類型 按照煤在構(gòu)造作用下的破碎程度，可將構(gòu)造煤分為三種類型。 碎裂煤：煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎塊，這些碎塊保持尖棱角狀，相互之間沒有大的移位，煤僅在一些剪性裂隙表面被磨成細粉。 碎料煤：煤已破碎成料狀，其主要料級在 1mm以上，由于運動過程中顆粒間相互摩擦，大部分顆粒被磨去了棱角，并被重新壓緊。 糜棱煤：煤已破碎成細粒狀或細粉狀，并被重新壓緊，其主要粒級在 1mm以下，有時煤粒磨得很細，只相當于巖石的粉砂級。 構(gòu)造煤有以下幾種特 征： 構(gòu)造煤是一種高分散性多孔介質(zhì)； 煤的孔隙裂隙十分發(fā)育，比表面積增大； 煤體強度低， f均在 ，一般 ～ ； 高應(yīng)力條件下，孔隙易閉合形成“煤磚”； 構(gòu)造擠壓、剪切作用形成的扭性構(gòu)造使煤層發(fā)生強烈 韌塑性變形和破壞。 隨著煤體破壞程度的增高，煤的堅固性系數(shù)（ f）降低，而瓦斯放散系數(shù) (△ p)增大。同原生結(jié)構(gòu)煤相比，構(gòu)造煤具有堅固性系數(shù)小、瓦斯放散指數(shù)大和瓦斯含量高等特點，這是構(gòu)造煤易于發(fā)生突出的重要原因。 圖 338（構(gòu)造煤的瓦斯地質(zhì)特征） 三、 區(qū)域突出危險性預(yù)測指標 選擇 中柱 煤礦穩(wěn)定可采煤層有 8層， 其自上而下的煤層編號為 1 17 11 20號煤層。礦區(qū)位于普郎煤田歸宗井田中部，地層走向北西 — 南東，傾向北東，傾 22 角 56～ 61176。，屬傾斜～急傾斜構(gòu)造。 2號 煤層 及各可采煤層 突出的主要受控因素及強度依次為：構(gòu)造應(yīng)力、瓦斯壓力、煤 體 破碎、 煤層產(chǎn)狀變化 。 四 、區(qū)域突出危險性預(yù)測方法的確定 中柱 煤礦 區(qū)域 突出 預(yù)測 選用 煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法 按《規(guī)定》的要求 進行 。 中柱 煤礦必需做好 礦井地質(zhì)條件 的勘查工作，隨時掌握地質(zhì)條件的變化 及構(gòu)造的變化，做好瓦斯地質(zhì)分 布情況工作。 23 第三節(jié) 區(qū)域防突措施 一、一般規(guī)定 區(qū)域防突措施是指在對突出煤層進行采掘作業(yè)前，對突出煤層較大范圍內(nèi)采取的防治煤與瓦斯突出措施。區(qū)域防突措施包括開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類。 開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式。 預(yù)抽煤層瓦斯可采用的抽放方式有：地面 預(yù)抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔和順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽石門（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯、順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯等。 根據(jù)煤層、瓦斯賦存及開采條件 ，區(qū)域防突措施必須優(yōu)先選用開采保護層措施。在無保護層開采條件時可選取預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施，并按上述列舉的各類方式的優(yōu)先順序選取一種或多種方式的預(yù)抽煤層瓦斯措施，但地面井預(yù)抽煤層瓦斯應(yīng)與其它方式的區(qū)域防突措施共同使用。 選擇保護層必須遵守下列規(guī)定： （一）在突出礦井開采煤層群時，如在有效保護垂距內(nèi)存在厚度 出煤層或突出危險性相對較小的煤層時，除因突出煤層距離太近而威脅保護層工作面安全的或可能破壞突出煤層開采條件的以外，必須首先開采保護層。有條件的礦井也可將軟巖層作為保護層開采。 （二）應(yīng)優(yōu)先選擇無突出危險的煤層作為保護層。當煤層群中有幾個煤層都可作為保護層時，應(yīng)根據(jù)安全、技術(shù)和經(jīng)濟的合理性，綜合比較分析，擇優(yōu)選定。 （三）當?shù)V井中所有煤層都有突出危險時，應(yīng)選擇突出危險程度較小的煤層作保護層，但在此保護層進行采掘前，必須按本規(guī)定的要求采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。 （四）應(yīng)優(yōu)先選擇上保護層。在選擇開采下保護層時，不得破壞被保護層的開采條件。 開采保護層區(qū)域防突措施應(yīng)符合以下要求： （一）開采保護層時應(yīng)同時抽放被保護層的瓦斯。 （二）開采近距離保護層時，必須采取措施嚴防被保護層初期 卸壓的瓦斯突然涌入保護層采掘工作面或誤穿突出煤層。 （三）正在開采的保護層工作面，必須超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離 24 不得小于保護層與被保護層層間垂距的兩倍，并不得小于 30m。 （四）開采突出厚煤層時，可利用上分層或上區(qū)段開采后形成的卸壓作用保護下分層或下區(qū)段，但應(yīng)執(zhí)行對于保護層管理的各項規(guī)定，并且必須將下分層或下區(qū)段的采掘工作面布置在保護范圍內(nèi)。 （五）開采保護層時，采空區(qū)內(nèi)不得留有煤 (巖 )柱；特殊情況需留煤 (巖 )柱時，應(yīng)經(jīng)煤礦企業(yè)技術(shù)負責人批準，并作好記錄，將煤 (巖 )柱的位置和尺寸準確地標在采掘平 面圖上 并按表 331 填寫煤柱記錄表。 每個被保護層的瓦斯地質(zhì)圖上，應(yīng)標出煤 (巖 )柱的影響范圍，在這個范圍內(nèi)進行采掘工作時，必須首先采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。 表 331 保護層采空區(qū)中遺留煤柱記錄表 采區(qū)及工作面名稱 保護層 名 稱 保護層遺留煤柱 煤柱影響突出煤層煤量 煤 柱 測繪人 礦 總 工程師 遺留 日期 尺寸（ m） 沿走向 沿傾向 當保護層留有不規(guī)則煤柱時，必須按照其最外緣的輪廊劃出平直輪廓線，并根據(jù)保護層與被保護層之間的層 間距變化，確定其有效影響范圍。在被保護層進行采掘工作時，還應(yīng)根據(jù)采掘瓦斯動態(tài)及時修改。 采取各種方式的預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防