三井通放队防突专项培训教案.docx

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三井通放队防突专项培训教案

2012年三井通放队防突专项培训教案课程表

培训日期

课题名称

课时

讲课人

2月7日

煤与瓦斯突出的基本概念

2学时

李群喜

2月14日

瓦斯动力现象分类及突出预兆

2学时

曹海明

2月21日

煤与瓦斯突出发生机理

2学时

李群喜

2月28日

区域综合防突措施

2学时

曹海明

3月6日

局部综合防突措施

2学时

李群喜

3月13日

安全防护措施

2学时

曹海明

3月20日

井下避难所和压风自救系统

2学时

李群喜

3月27日

自救器使用方法和实习操作演练

2学时

曹海明

煤与瓦斯突出的基本概念

讲课日期：

2012年2月7日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

李群喜

授课内容：

煤与瓦斯突出的基本概念

1、煤与瓦斯突出概述

（1）在煤矿井下采掘过程中，在极短时间内（数秒至几分钟）突然从煤（岩）体内喷出大量的煤（岩）与瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。

（2）世界上首例煤与瓦斯突出事例发生在1843年法国。

1879年4月17日比利时阿拉波二号井上山眼掘进时发生了世界上第一例大强度突出，突出强度420吨煤，喷出50万立方米以上的瓦斯。

世界上最大的一次突出发生在1969年7月13日苏联顿巴斯加加林矿710m水平主石门揭穿L3煤层时，煤层厚仅1.03m，突出煤量1.42万吨，瓦斯25万立方米。

2、煤与瓦斯突出的危害

煤与瓦斯突出是煤矿严重的自然灾害之一，是煤、岩和瓦斯参与下的一种复杂的动力现象。

具体表现为在数秒至几十秒钟极短的时间内向巷道、采面等采掘空间抛出大量的煤岩，并喷出大量的瓦斯。

煤量从几吨到上万吨，瓦斯量从几十立方米到数百万立方米。

危害轻的摧毁巷道支架，推倒矿车，破坏通风设施，引起局部地区风流反风，严重的使井巷充满煤岩和瓦斯，造成人员窒息、埋人，甚至可能引起矿井瓦斯爆炸等煤矿恶性伤亡事故。

3、煤与瓦斯突出发生的一般规律

（1）煤层突出危险性随采深增加而加大。

（2）突出多发生在地质构造带。

如在断层、褶曲和火成岩侵入的地区，受挤压扭曲严重易发生突出。

见下面示意图。

（3）突出的气体主要是CH4，少数情况下为CO2。

一般情况下，瓦斯压力和瓦斯含量越大，突出危险越严重。

（4）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险性越大。

（5）采掘工作面应力集中区容易发生突出。

突出常发生于外力冲击作用下。

如放炮、支护、落煤等作业方式诱导。

（6）突出多数有突出予兆。

（7）石门突出危险性最大。

（8）煤层突出危险区常呈带状分布。

统计表明在突出煤层中，突出危险区占突出煤层总区域面积不到10％，即突出煤层并非处处都危险，相反大多数地区无突出危险，这也是突出预测工作的意义所在。

瓦斯动力现象分类及突出预兆

讲课日期：

2012年2月14日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

曹海明

授课内容：

一、瓦斯动力现象分类及预兆

1、瓦斯动力现象分类

（1）按瓦斯动力现象力学的基本特征，可分为：

突出、压出和倾出；

（2）按参与突出特种类分为：

煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与二氧化碳突出。

原在东德发生过岩盐与CO2突出，窑街局三矿发生了特大强度的煤、岩石、CO2和瓦斯突出。

（3）按突出发生地点分为：

石门突出、平巷突出、上山突出、下山突出以及回采面突出等。

（4）按突出强度一般可分为：

小型突出<100t，中型突出100～500t，大型突出500～1000t，特大型突出大于1000t。

二、煤与瓦斯突出的基本特征

突出的基本特征

•突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象；

•抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角；

•抛出的煤破碎程度较高，含有大量的煤块和手捻无粒感的煤粉；

•有明显的动力效应，破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施；

•有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转；

•突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形。

压出的基本特征

•具有两种形式：

煤的整体位移和一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小；

•在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙；

•压出的煤呈块状，无分选现象；

•巷道瓦斯涌出量增大；

•压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形孔洞。

倾出的基本特征

•倾出的煤就地按自然安息角堆积，并无分选现象；

•倾出的孔洞呈孔大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂方向发展；

•无明显的动力效应；

•倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中；

•巷道瓦斯涌出量明显增加。

三、煤与瓦斯突出预兆

煤与瓦斯突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。

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。

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。

煤与瓦斯突出发生机理

讲课日期：

2012年2月21日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

李群喜

授课内容：

煤与瓦斯突出发生机理

1、突出机理概述

综合假说：

这是国内外多数学者所持有的观点。

即煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯与煤的物理力学性质三者综合作用的结果，是聚集在围岩和煤体中大量潜能的高速释放。

但由于每人研究的出发点不同，对上述三种因素在煤与瓦斯突出中所起到的作用，看法也不尽相同。

有的认为高压瓦斯在突出的发展过程中起决定性作用，地应力是激发突出的因素。

也有人认为地质构造是引起突出的决定因素，高压瓦斯是突出的主要动力，煤层破坏是突出的有利条件，采掘活动是突出的诱发原因。

总体来说，煤与瓦斯突出的内在因素是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质。

而外在因素是形成集中应力和造成突然卸载的条件。

为了防治煤与瓦斯突出,必需改善其内在因素和消除其形成集中应力和突然卸载的条件。

2、煤与瓦斯突出发展阶段

煤与瓦斯突出的全过程，一般可划分为四个阶段：

准备、发动、发展和停止阶段。

（1）突出的准备阶段：

即能量的积聚阶段。

由于地应力的变化，瓦斯向某处运移、集中，形成高压瓦斯区，储存大量的弹性潜能。

（2）突出的发动阶段：

由于外力作用，煤体应力状态发生突然变化，岩石和煤的弹性潜能迅速释放，这时可听到从煤体或岩体中发出的破裂声，并观察到煤层发生压缩变形，还出现掉煤碴、支架压力增大，煤中出现劈裂声及闷雷声等预兆。

（3）突出的发展阶段：

依靠释放的弹性能和游离瓦斯的膨胀能，使煤体破坏并由瓦斯流把碎煤抛出。

随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低，瓦斯解吸，解吸瓦斯的膨胀加剧了这一过程，又促使煤进一步破碎，如此反复进行，直到煤被粉碎为粉煤并形成粉煤瓦斯流。

这种粉煤瓦斯流具有很大的能量，可以把煤抛出数十米甚至数百米的距离，它可逆着风流运动或沿拐弯的巷道运动，能推翻矿车、搬运岩石等，造成一定的动力效应。

（4）突出的停止阶段：

当激起突出的能量已经耗尽，继续放出的能量不足以粉碎煤体，突出孔道受到堵塞，不能继续在突出空洞壁建立高的应力梯度和瓦斯压力梯度等。

以上任何一种情况出现时，突出立即停止。

突出停止后，碎煤及粉煤沉降，其中的瓦斯继续解吸并涌向巷道。

同时，由于煤的喷出，在煤体形成一些特殊形状的孔洞，使其周围参与突出的煤体继续破碎，加剧了瓦斯放散。

区域综合防突措施

讲课日期：

2012年2月28日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

曹海明

授课内容：

突出矿井应当对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，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。

未进行区域预测的区域视为突出危险区。

区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测）和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测）。

区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出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。

预抽煤层瓦斯可采用的方式有：

地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿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。

预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。

采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：

（一）穿层钻孔或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的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。

要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：

倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。

以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同；

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）项中回采巷道外侧的要求相同；

顺层钻孔或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开采块段的煤层；

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应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。

钻孔的最小控制范围是：

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，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；

顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第

（一）项中回采巷道外侧的要求相同；

局部综合防突措施

讲课日期：

2012年3月6日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

李群喜

授课内容：

采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3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K1或△h2值。

可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：

（一）钻屑指标法；

（二）复合指标法；（三）R值指标法；（四）其他经试验证实有效的方法。

采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，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，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外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K1或△h2值。

对采煤工作面的突出危险性预测，可参照本规定第七十四条所列的煤巷掘进工作面预

煤巷掘进工作面执行防突措施后，应当选择本规定第七十四条所列的方法进行措施效果检验。

检验孔应当不少于3个，深度应当小于或等于防突措施钻孔。

如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效。

对采煤工作面防突措施效果的检验应当参照采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。

但应当沿采煤工作面每隔10～15m布置一个检验钻孔，深度应当小于或等于防突措施钻孔。

安全防护措施

讲课日期：

2012年3月13日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

曹海明

授课内容：

有突出煤层的采区必须设置采区避难所。

避难所的位置应当根据实际情况确定。

避难所应当符合下列要求：

（一）避难所设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。

室内净高不得低于2m，深度满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少能满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5m2。

避难所内支护保持良好，并设有与矿（井）调度室直通的电话；

（二）避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。

如果用压缩空气供风时，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；

（三）避难所内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。

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。

反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当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巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。

反向风门墙垛可用砖、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。

通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。

人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。

工作面放炮和无人时，反向风门须关闭。

为降低放炮诱发突出的强度，可根据情况在炮掘工作面安设挡栏。

挡栏可以用金属、矸石或木垛等构成。

金属挡栏一般是由槽钢排列成的方格框架，框架中槽钢的间隔为0.4m，槽钢彼此用卡环固定，使用时在迎工作面的框架上再铺上金属网，然后用木支柱将框架撑成45°的斜面。

一组挡拦通常由两架组成，间距为6～8m。

可根据预计的突出强度在设计中确定挡栏距工作面的距离。

井巷揭穿突出煤层和突出煤层的炮掘、炮采工作面必须采取远距离爆破安全防护措施。

石门揭煤采用远距离爆破时，必须制定包括放炮地点、避灾路线及停电、撤人和警戒范围等的专项措施。

煤巷掘进工作面采用远距离爆破时，放炮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所内，放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据曾经发生的最大突出强度等具体情况确定，但不得小于300m；采煤工作面放炮地点到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。

远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。

放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。

井下避难所和压风自救系统

讲课日期：

2012年3月20日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

李群喜

授课内容：

突出危险矿井应在井下设避难所或压风自救系统，根据具体情况，可设置其中之一或混合设置。

避难所要符合下列要求：

①避难所应设在采掘工作面附近和爆破工操作爆破的地点，避难所的数量及其距采掘工作面的距离，应根据具体条件确定。

②避难所必须设向外开启的严密的隔离门，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，但每人占用面积不得少于0.5㎡。

避难所内支护必须保持良好，并设有与矿（井）调度室直通的电话。

④避难所内应根据避难最多人数，配备足够数量的自救器。

压风自救系统的设置，应符合以下要求：

①压风自救系统安调在井下压缩空气的管路上。

②压风自救系统应设置在距采掘工作面25~40m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在位置以及回风巷有人作业处。

长距离的掘进巷道中，应每隔50m设置一组压风自救系统。

③每组压风自救系统一般可供5~8人用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/m

自救器使用方法和实习操作演练

讲课日期：

2012年3月27日地点：

队会议室

主持人：

王志发讲课人：

曹海明

授课内容：

一：

自救器使用方法：

（1）扳断封口条。

从腰带上迅速取下自救器，用大拇指扳起开启扳手，用力将封口条拉断。

（2）拉开封口带。

用拇指和食指握住开启扳手，拉开封口带。

（3）扔掉上部外壳。

握住下部外壳，把上部外壳搬开取下扔掉。

（4）取出过滤罐。

抓住口具从下部外壳中取出过滤罐，扔掉下部外壳。

（5）咬口具。

从口具上拉开鼻夹和提醒片，将口具放入口中，口具片置于唇与牙床之间，牙齿紧紧咬住牙垫，紧闭嘴唇，使之有效地闭合。

（6）上鼻夹。

轻轻拉开鼻夹弹簧，将鼻夹垫准确地夹在鼻翼上，立即用嘴呼吸。

（7）摘下矿帽，把头带套在头顶上。

（8）全部佩戴完毕，带好矿帽，立即撤离灾区。

二、实习操作演练（省略）

2012年朝川矿三井通放队防突专项培训教案

三井通放队

2012年12月