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煤层突出危险性综合指标K

无烟煤

其它煤种

突出威胁

＜0.25

≥0.25

＜20

＜15

突出危险

≥20

≥15

注:

（1）如果

式中两个括号内的计算值都为负时，则不论D值大小，都为突出威胁区域；

（2）地质勘探和新井建设时期进行煤层突出危险倾向性预测时，突出威胁视为无突出危险煤层。

对于局部区域预测，还应符合下列要求：

（一）应主要依据实测的煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度、坚固性系数等数据进行预测。

测定煤层瓦斯压力等参数的地点应按照不同的地质单元分别进行布置。

每个地质单元内宜根据地质单元的范围、地质复杂程度等实际情况和条件沿走向和倾向方向分别布置一定数量的测点，但必须至少沿煤层走向方向布置不少于2个测点，倾向方向不少于3个测点。

（二）当用穿层钻孔测定瓦斯压力时，在打测压孔的过程中每米煤孔采取一个煤样，测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度（Δp），则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。

（三）若用顺层钻孔测压，则在孔口附近巷帮采取软分层煤样测定煤的坚固性系数f和煤的瓦斯放散初速度指标△p。

（四）如果测压孔所取得的煤样粒度达不到测定f值所要求的粒度（20～30mm）时，可采取粒度为1～3mm的煤样进行测定，所得结果按下式换算。

f1-3≤0.25时，f=f1-3

f1-3＞0.25时，f=1.57f1-3-0.14

式中f1～3—粒度为1～3mm煤样的坚固性系数。

矿井区域性预测煤层突出危险性也可根据下列指标进行预测：

煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标（△P）、煤的坚固性系数（f）和煤层瓦斯压力（P）。

各指标临界值应根据相邻突出矿井实测资料确定。

如无实测资料时，参照《防治煤与瓦斯突出细则》提供的数据进行预测，具体详见表2－2。

煤层全部指标值达到或超过临界值时，该煤层即为突出煤层。

表2－2区域性预测煤层突出危险性单项临界指标表

煤层突出危险性

煤的破坏类型

瓦斯放散

初速度△P

煤的坚固

性系数f

煤层瓦斯压力

P（MPa）

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

≥10

≤0.5

≥0.74

矿井目前未开展区域性预测。

因此，建议矿井应从安全生产角度考虑，尽快请有资质的单位组织对矿井井田各煤层进行突出危险性鉴定。

第二节工作面突出危险性预测

1、石门揭煤工作面突出危险性预测

石门（斜井）揭煤工作面的突出危险性预测，可选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法、瓦斯含量法或其它经试验证实有效的方法。

新华煤矿石门（斜井）揭开煤层前，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性，具体操作步骤和方法为：

在石门（斜井）揭煤工作面距所揭煤层最小垂距5m时，至少打三个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标△h2值或K1值。

测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值应根据实测数据确定；

目前，矿上无实测数据，参照表2-3中所列的指标临界值预测突出危险性。

表2-3钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值

钻孔工艺

Δh2指标临界值（Pa）

K1指标临界值（mL/g•

）

干式钻进

200

0.5

湿式钻进

160

0.4

所有实测的指标中如果有任何一个数据超过了表2-3中的任一临界值指标时，该工作面即为突出危险工作面；

否则，如未发现其他异常情况即可判断为无突出危险工作面。

钻屑指标预测石门揭煤工作面突出危险性的纪录见附表1。

2、煤巷掘进工作面突出危险性预测

煤巷掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测：

A、钻屑指标法；

B、复合指标法；

C、瓦斯含量法；

D、R值指标法；

E、其他经试验证实有效的方法。

新华煤矿煤巷掘进工作面，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性。

操作步骤和方法为：

在倾斜煤层至少打2个直径42mm、孔深9m的钻孔（在缓倾斜煤层向工作面前方煤体至少打3个钻孔），钻孔布置见图2-1。

测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。

钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道两侧轮廓线外2～4m处。

钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标△h2值或K1值。

采用钻屑指标法预测工作面突出危险性的各项指标临界值，应根据现场测定资料确定。

目前，矿井无实测资料，在预测煤巷掘进工作面突出危险性时，设计采用煤科总院重庆分院生产的WTC防突参数仪测定K1值进行预测（也可使用煤科总院抚顺分院生产的解析仪测定△h2值），并参照表2-4的临界值确定工作面的突出危险性。

表2-4钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值

钻屑瓦斯解吸指标Δh2

钻屑瓦斯解吸指标K1

钻屑量S

Pa

mL/g•

kg/m

L/m

6

5.4

实测得到的△h2、K1、S的任一测定值等于或大于临界值时，该工作面即预测为突出危险工作面；

在打钻过程中，有喷孔、顶钻等现象时，也视为有突出危险工作面；

当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m的预测超前距离。

图2-1煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图

3、回采工作面突出危险性预测

采用煤巷掘进工作面突出危险性预测方法，沿工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，孔深9m。

当实测的钻屑解吸指标K1（或△h2）值超过表2-4的指标时，该工作面预测为突出危险工作面，反之工作面无突出危险性。

预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m的预测超前距离。

第三节区域性防治突出措施

区域性防治突出措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯措施。

1、开采保护层

开采保护层分为开采上保护层和开采下保护层两种方式。

（1）保护层的选择原则及保护层开采后被保护层的保护范围

选择保护层时，应优先选择上保护层，条件不允许时，也可选择下保护层，但在开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。

开采下保护层时，上部被保护层不被破坏的最小层间距应根据矿井开采实测资料确定；

如无实测资料时，可参照下述公式确定。

H＝K×

M×

cosα

式中：

H——允许采用的最小层间距，m；

M——保护层的开采厚度，m；

α——煤层倾角，度；

K——顶板管理系数，取K＝10。

保护层与被保护层的最大有效垂距，对于缓倾斜和倾斜煤层为：

上保护层＜50m；

下保护层＜100m；

对于急倾斜煤层，上保护层＜60m；

下保护层＜80m；

新华煤矿煤层倾角250～300。

对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月、且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线、采止线及所留煤柱对被保护层沿走向和倾向的保护范围可参照图3－1和3－2执行。

图3－1保护层工作面始采线、采止线和煤柱的走向影响范围

1－保护层；

2－被保护层；

3－煤柱；

4－采空区；

5－被保护范围；

6－始采线、终采线

图3－2保护层开采后，被保护层沿倾向范围

1－保护层已开采范围；

2－被保护范围

保护层开采后，应将被保护层的准备巷道布置在如图3－1和图3－2所示的被保护范围之内。

矿井首次开采保护层时，必须对保护层的保护效果及范围进行实际考察，并不断积累经验、不断改进，以便准确确定本矿保护层开采的有效作用范围。

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，应经矿法定代表人的批准，并将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。

每个被保护层的瓦斯地质图上，应标出煤（岩）柱的影响范围，在煤（岩）柱的影响范围内进行采掘工作或在没有被解放的煤层中采掘作业时，必须采取“四位一体”的综合防治突出措施。

并必须按表3－1填写好煤柱记录表。

表3－1保护层采空区中遗留煤柱记录表

采区及工作面名称

保护层名称

保护层遗留煤柱

煤柱影响突出煤层煤量

煤柱

测绘人

矿总

工程师

遗留

日期

尺寸（m）

沿走向

沿倾向

（2）矿井煤层赋存的特点

根据《晴隆县中营镇新华煤矿生产地质报告》，矿井井田范围内有可采煤层五层（M1、M5、M6、M10、M12），且属于中距离煤层群。

煤层厚度、层间距及稳定性具体详见表1－3。

根据调查了解，新华煤矿邻近矿井—土城矿在井下实际生产过程中，除M12煤层曾发生过煤与瓦斯突出动力现象外，其它煤层（如M1、M5、M6）暂未发生过有煤与瓦斯突出动力现象。

但这些只是调查了解，本矿所赋存的各个煤层是否具有突出危险性，还要待组织鉴定后方可确定。

（3）保护煤层开采后对其它煤层的影响

M1煤层开采后，M5煤层瓦斯排放率的计算

开采M1煤层后，M5煤层瓦斯排放率计算公式

Ki=100％×

0.9584e-0.049hi

Ki——受开采层影响的第i邻近层瓦斯排放率；

hi——瓦斯排放煤层至开采层的层间距。

经计算，开采M1煤层后，M5煤层瓦斯排放率为33.8％。

M1或M5开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算

开采M1或M5，M12煤层瓦斯排放率计算公式

经计算，开采M1或M5煤层后，M12煤层瓦斯排放率分别为3.28％、9.30％。

即M1和M5煤层均开采后，M12煤层瓦斯排放率为：

9.30％×

（1－3.28％）＋3.28％＝12.27％。

M6开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算

开采M6煤层后，M12煤层瓦斯排放率计算公式

0.9584e-0.049hi

经计算，开采M6煤层后，M12煤层瓦斯排放率为17.08％。

M10开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算

开采M10煤层后，M12煤层瓦斯排放率计算公式

经计算，开采M10煤层后，M12煤层瓦斯排放率为50.69％。

M1煤层开采后，对M5—M12煤层的影响范围见图3－3；

M1或M5煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－4；

M6煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－5；

M10煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－6。

图3－3开采M1煤层，M5、M6、M10、M12煤层影响范围示意图

1－M1煤层开采范围；

2－开采M1煤层后，M5煤层的影响范围；

3－开采M1煤层后，M6煤层的影响范围；

4－开采M1煤层后，M10煤层的影响范围；

5－开采M1煤层后，M12煤层的影响范围；

6－回风顺槽；

7－运输顺槽；

8－区段回风石门；

9－区段运输石门；

10－区段煤柱；

δ1＝77°

；

δ2＝70°

。

图3－4开采M1和M5煤层，M6、M10、M12煤层影响范围示意图

6－M5煤层开采范围；

7－开采M5煤层后，M6煤层的影响范围；

8—开采M5煤层后，M10煤层的影响范围；

9－开采M5煤层后，M12煤层的影响范围；

10－回风顺槽；

11－运输顺槽；

12－区段回风石门；

13—区段运输石门；

14－区段煤柱；

图3－5开采M6煤层，M10、M12煤层影响范围示意图

1－M6煤层开采范围；

2－开采M6煤层后，M10煤层的影响范围；

3－开采M6煤层后，M12煤层的影响范围；

4－运输顺槽；

5－回风顺槽；

图3－6开采M10煤层，M12煤层影响范围示意图

1－M10煤层开采范围；

2－开采M10煤层后，M12煤层的影响范围；

3－回风顺槽；

（4）保护层的选择

根据上述M1、M5、M6、M10、M12煤层开采后，对M12煤层的瓦斯排放率计算和影响范围分析，若选择M10煤层作M12煤层的保护层开采，虽然保护效果较好，但M10煤层瓦斯含量较大，先采M10煤层不利于安全管理，且M10煤层距上部M6煤层平均只有22.2m，距离小的地方仅有10m，M10煤层的开采必将对M6煤层造成影响；

根据选择保护层时，应优先选择上保护层的原则。

因此保护层只能在M1、M5和M6之间选择。

M5和M6之间的层间距平均为12.4m，如果选择先开采M6煤层，必将会影响到M5煤层的开采，因此，选择依次开采M1、M5、M6、M10、M12煤层的开采顺序进行开采，也就是开采上一煤层作为下煤层的保护层。

开采M1煤层后，开采M5煤层，开采M5煤层后，开采M6煤层，依次往下开采，根据图3－1（走向）和图3－3（倾向）、图3－4（倾向）、图3－5（倾向）、图3－6（倾向），在影响范围内对被保护煤层进行采掘作业时，只需按表2－4进行效检，若效检值不超标，可不采取防突措施；

若效检值超标，则需采取补充防突措施。

在保护层开采影响范围之外，或在没有被解放的煤层中采掘作业，特别是在保护层区段煤柱下方的煤层进行采掘作业时，必须严格按“四位一体”的防突措施执行，预测预报和效检指标按表2－4执行。

另外，考虑到M12煤层为突出煤层，M10煤层瓦斯含量较大，因此，要求矿井在对M10和M12煤层进行采掘作业前还需采取施工本煤层顺层钻孔预抽瓦斯的防突措施。

2、预抽煤层瓦斯措施

预抽煤层瓦斯可采用的方式有：

地面钻孔预抽煤层瓦斯、预抽采区煤层瓦斯、预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

本措施考虑到该矿井为小型矿井，设计生产能力为30万t/a，且矿井内的可采煤层为中距离煤层群。

因此，本措施针对该矿井保护层开采的效果及影响情况，结合矿井规模及装备，主要采取先开采保护层，然后再在采掘过程中采取施工本煤层顺层钻孔预抽瓦斯措施。

第四节区域性防突措施效果检验

开采保护层和预抽煤层瓦斯的防突措施效果检验，应在煤巷掘进时进行，其有效性指标应根据矿井实测数据资料确定。

目前，该矿无实测数据，参考下列指标确定：

1、开采保护层或预抽煤层瓦斯后，突出煤层残存瓦斯含量按国家安全生产监督管理总局2006年发布的《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）要求中规定的瓦斯抽采应达到的指标：

突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到始突深度的煤层瓦斯压力以下。

若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。

2、煤巷掘进时，利用钻屑解吸指标进行区域性防突措施效果检验时，在本矿钻屑解吸指标临界值未经确定之前，参照表2－4临界值执行。

达不到上述指标的区域，在掘进或回采时，都必须采取防治突出的补充措施。

即石门揭煤时，采用钻孔抽放或排放；

煤巷掘进时采用在掘进巷道两侧布置钻场抽放；

工作面回采时，布置顺层钻孔排放或抽放等措施。

矿井在采掘作业前，必须对防突效果进行检验，采掘范围内煤层彻底消除突出危险后，方可安排正常掘进或回采。

区域性防突措施效果的检验，掘进条带在煤巷掘进时进行，回采条带在工作面回采时进行。

矿井防治突出专业机构必须填写防治突出效果检验单，并报矿总工程师审批。

煤矿防治突出技术措施效果检验报告单，详见附表2。

第五节安全防护措施

安全防护措施是“四位一体”综合防突措施的第四个环节，其目的在于预测失误或防突措施失效后发生突出时，避免造成人员伤害，从而建立起防止突出事故的第二道保障线。

安全防护措施主要包括岩巷揭穿突出煤层的震动放炮，远距离放炮、反向风门、避难所，压风自救和隔离式（压缩氧或化学氧）自救器等。

根据矿井实际情况，主要采用远距离爆破、设置反向风门、避难所、压风自救系统等。

一、远距离爆破

1、石门揭煤采用远距离放炮，放炮前矿井必须制定包括爆破地点、避难线路及停电、撤人和警戒范围等的专项措施，矿井范围小，石门揭煤时，应将井下的人员撤到地面。

2、煤巷掘进和采煤工作面采用远距离爆破时，爆破地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难硐室内，煤巷掘进放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于300m，采煤工作面放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于100m。

3、远距离爆破时，回风系统必须停电撤人，指派专人负责，作好警戒，严禁人员进入。

爆破后，进入工作面检查的时间不得少于30min。

4、相关区域工作的所有人员，在放炮前必须预先通知放炮时间、撤离时间，放炮前由矿调度统计进入该区域的人数、撤离至指定地点的人数，确保放炮时该区域内无人。

二、设置反向风门

在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧必须设置至少2道牢固可靠的反向风门，风门之间的距离不得小于4m。

风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m；

在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。

砌碹巷道必须破碹接实帮实顶；

门框和门可采用坚实的木质和钢质结构，木质门框厚度不得小于100mm，木质风门厚度不得小于50mm；

反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定；

但反向风门距工作面回风口不得小于10m，与工作面的最近距离不得小于70m，如小于70m应设置三道反向风门；

放炮时反向风门必须关闭。

通过反向风门墙垛的风筒，必须设有逆向隔断装置。

放炮后，矿山救护队和有关人员进入检查时，必须把风门打开顶牢。

三、设置避难所

1、突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所。

掘进距离超过500m的掘进工作面必须设置工作面避难所；

2、避难所设置在采掘工作面附近和放炮员操纵放炮的地点，避难所的数量及其距采掘工作面的距离，由矿技术负责人根据具体情况在掘进规程和措施中规定；

3、避难所必须设置向外开启的隔离门，室内净高不得低于2m，长度和宽度应根据同时避难的最多人数确定，每人使用面积不得小于0.5m2。

避难所内支护必须保持良好，并设有与矿调度室直通的电话；

4、避难所内必须设有供给新鲜空气的设施，每人供风量不得小于0.3m3/min。

如果用压缩空气供风时，应有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；

5、避难所内根据避难最多人数，配备足够数量的自救器。

四、压风自救系统

1、压风自救系统安设在井下压缩空气管路上；

2、压风自救系统设置在距采掘工作面25～40m进风侧巷道中，放炮地点、撤离人员停留处，警戒人员站岗处，以及回风巷道有人作业处。

长距离掘进巷道中，每隔50m设置一组压风自救系统。

每组压风自救系统可供5～8人使用，压缩空气供给量，每人不得少于0.1m３/min；

3、矿井压风自救系统配置组数：

根据矿井的开采范围和巷道布置，矿井工作面走向最长的约300米。

掘进工作面每50m设置一组压风自救系统，两个掘进工作面预计12组；

回采工作面回风巷道每50m设置1组，预计设置6组；

回采工作面进风侧距离工作面30m和60m各设置1组，小计2组（该2组压风自救系统随工作面的推进交互向前移动）。

即矿井配置压风自救系统总组数为M＝12＋6＋2＝20（组）。

若在准备采面时，采面中部设置有掘进回风联络巷，矿井压风自救系统的配置可根据实际情况适当减少。

4、压风自救系统必须派专人维护，确保设备完好、风量足够，且要求24小时随时可以使用。

五、其它安全措施

1、突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图，图中应标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等，作为突出危险性区域预测和制定防治突出措施的依据。

2、在突出煤层顶底板掘进岩巷时，必须定期验证地质资料，及时掌握施工动态和围岩变化情况，防止误穿突出煤层。

3、在一个或相邻的两个采区中同一阶段的突出煤层中进行采掘作业时，不得两个工作面相向回采和掘进。

突出煤层的掘进工作面，不得进入本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中区。

4、井巷掘进揭穿突出煤层前，必须有独立的、可靠的通风系统。

在石门掘进工作面的进风巷侧必须设置两道牢固可靠的反向风门，以防止煤与瓦斯突出时瓦斯逆流涌入进风系统。

在突出煤层中的采、掘作业或石门揭煤工作面的回风必须从其专用回风巷回风；

5、煤巷掘进工作面使用沿空掘巷，若不能使用沿空掘巷，又没有请有资质的单位对该煤层进行突出危险性鉴定的，要求按突出煤层管理。

6、在开采保护层时应布置跨石门或跨上山回采、采空区内不得留有煤柱。

特殊情况非留煤柱不可时，应经矿总工程师批准，并将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标注在采掘工程平面图上。

煤层瓦斯地质图上，也相应地标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取防治突出的措施。

7、突出煤层的掘进必须由专业人员设有基点控制掘进进度，严禁超掘。

8、在突出煤层或瓦斯（二氧化碳）喷出区域，掘进工作面的通风方式不得采用混合式。

严禁任何两个采掘工作面之间串联通风。

掘进工作面的局部通风机应实行“三专”、“两闭锁”。

9、采掘工作面的专职瓦斯检查员必须随时检查瓦斯，掌握突出预兆。

当发现有突出预兆时，瓦斯检查员有权停止工作面作业，并协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出、报告矿调度室。

10、突出煤层的采掘工作面严禁使用风镐落煤。

11、有突出危险的采掘工作面爆破落煤前，所有不装药的眼、孔都应用不燃性材料充填，充填深度应不小于爆破孔深度的1.5倍。

12、突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。

由于我矿未能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将