(六)煤与瓦斯突出及事故预防知识

第六节煤与瓦斯突出及事故预防知识

一、煤与瓦斯突出的征兆及常见发生地点

1．煤与瓦斯突出的危害

煤与瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中，由于地应力和瓦斯的共同作用，在很短时间(数分钟)内，破碎的煤(岩)和瓦斯(甲烷、二氧化碳)由煤体或岩体向采掘工作空间突然喷出的异常动力现象。它表现出来的危害主要包括：

(1)煤与瓦斯突出使采掘工作面及巷道在突然间充满大量的高浓度瓦斯，造成人员窒息，遇火会发生瓦斯爆炸。

(2)突出造成一定的动力效应，可以摧毁支架，破坏设施、设备。

(3)瞬间突出的瓦斯、碎煤(岩)流能破坏通风系统，造成风流紊乱或短时逆转。

(4)突出的煤炭使巷道堵塞，生产系统受到破坏，巷道通风阻力增大，甚至造成矿井停产。

2．煤与瓦斯突出的征兆

1)有声征兆

(1)煤层中有煤炮声，煤层变形发出劈裂声、鞭炮声、机枪声、闷雷声或远处的雷鸣声，声音由远到近，由大到小，间隔时间的长短也不一致。

(2)支架折断声。发生突出前，因顶板压力突然增大，支架出现嘎嘎响，发出劈裂折断声。

(3)煤层或岩层的破裂声。有时煤层内出现破裂，引起煤壁震动、开裂响声等。

2)无声征兆

(1)煤层构造方面表现为煤层层理紊乱，煤变软、暗淡无光、变干燥、无光泽、易粉碎。

(2)煤层受挤压褶曲、倾角变大、变陡，煤层突然增厚或变薄，煤层破坏严重并常常伴随断层出现等。

(3)矿压显现方面表现为压力增大，使支架变形、断裂，煤壁外鼓、片帮、掉碴，顶底板出现凸起，炮眼变形，打钻时垮孔、顶钻、夹钻杆、钻机过负荷等。

(4)其他方面的征兆有瓦斯涌出异常、忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，气温异常，打钻喷瓦斯、喷煤粉等。

上述突出征兆并非每次突出时都会出现，很可能只出现其中的一种或几种。

3．突出常见发生地点

(1)突出多数发生在采煤、掘进工作面，其中大多数发生在掘进工作面。

(2)突出多发生在上山掘进头、煤层平巷及石门揭开煤层时，特别是石门揭开煤层时，突出强度最大，次数最多。

(3)突出多发生在地质构造变化的地区。

(4)突出多发生在外力冲击作用下，如爆破、打钻、破煤等都容易诱导突出。

(5)突出多发生在煤层由薄变厚的地区。

(6)围岩致密而干燥的厚煤层容易发生突出。

(7)采掘工作形成的应力集中地带容易发生突出。

二、预防煤与瓦斯突出的主要措施及管理规定

1．预防煤与瓦斯突出的主要措施

1)区域性防突措施

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(1)开采保护层：在突出矿井中，在煤层群中预先开采的，并能使相邻的突出煤层减少或消除突出危险的煤层称为被保护层。保护层开采后，被保护层在其保护范围内可以降低或消除突出危险。

(2)预抽煤层瓦斯：利用预抽突出危险煤层瓦斯作为区域性防止突出措施，其实质是利用均匀布置在突出危险煤层内的大量钻孔，经过一定时间(数个至数十个月)预先抽放瓦斯，以降低其瓦斯压力与瓦斯含量，并利用由此引起的煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加、煤的强度增高等效应，使抽放瓦斯的煤体失去或减弱其突出的危险性。

(3)煤层注水：通过钻孔向煤体注水，使煤层湿润，增加煤的可塑性，在煤层随后开采时，可减小工作面前方的应力集中；当水进入煤层内部的裂缝和孔隙后，可使煤体瓦斯放散速度减慢，因此煤层注水可以减缓煤体弹性潜能及瓦斯潜能的突然释放，降低或消除煤层的突出危险性。

2)局部性防突措施

(1)震动性放炮：是人为诱导突出的措施。用增加掘进工作面炮眼数目，加大装药量，全断面一次爆破，人为激发突出，以避免一般爆破法所发生的延期突出。爆破前，全部人员撤离现场。

(2)水力冲孔：是利用钻机打钻时喷射的水射流，在突出煤层内冲出煤炭和瓦斯或诱导可控制的小型突出，以造成煤体卸压，排放瓦斯，消除采掘突出危险的方法。

(3)打钻孔排放瓦斯：是由岩巷或煤巷向有突出危险的煤层打钻孔，将煤层中的瓦斯经过钻孔自然排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时，再进行开采。

(4)金属骨架：当石门接近煤层，距煤层2～3米时，通过岩柱在巷道顶部和两帮上侧打钻孔，钻孔要穿过煤层全厚，并进入岩层0．5米，孔间距不大于0．2米，双排孔间距一般不大于0．3米，孔径为75～100毫米。然后把长度大于孔深0．4～0．5米的钢管或钢轨作为骨架插入孔内，再将骨架尾部固定，架空形成一个整体防护架，最后用震动性放炮揭开煤层。这一措施的防突作用包括：①钻孔卸压；②钻孔排瓦斯；③保护煤体。

(5)超前钻孔：是由煤巷掘进工作面向前方煤体打一定数量的钻孔，并始终保持钻孔有一定超前距，使工作面前方煤体卸压、排放瓦斯，达到减弱和防止突出的一种方法。

(6)松动爆破：是在进行普通爆破时，同时爆破几个7～10米以上的深炮孔，破裂与松动深部煤体，使应力集中带和高压瓦斯带移向煤体深部，以便在煤巷采掘工作面前方形成较长的卸压和排放瓦斯区，从而预防突出的发生。

3)“四位一体”综合防治措施

为了安全开采突出煤层，必须采取以防止突出措施为主，同时又避免人身事故的综合措施。

综合防治措施的内容包括：突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验和安全防护措施等4个方面的措施，即“四位一体”。

(1)突出危险性预测：是防治突出综合措施的第一个环节，其目的是确定突出危险的区域和地点，以便使防治突出措施的执行更加有的放矢。它包括区域突出危险性预测和工作面突出危险性预测。

(2)防治突出措施：是防治突出综合措施的第二个环节，它是防止发生突出事故的第一道防线。防治突出措施仅在预测有突出危险的区段采用，其目的是预防突出的发生。

(3)防治突出措施的效果检验：是防治突出综合措施的第三个环节，其目的是确保措施的防突效果。检验证实措施无效时应采取附加防突措施。

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(4)安全防护措施：是防治突出综合措施的第四个环节，它是防止发生突出事故的第二道防线。安全防护措施是在突出预测失误或防治突出措施失效的情况下，各工作环节中采取的防突补救措施，以避免发生人身事故。

2．预防煤与瓦斯突出的管理规定

《煤矿安全规程》在预防煤与瓦斯突出方面作出了如下规定：

(1)高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的矿井的采煤工作面，必须装备甲烷断电仪。

(2)高瓦斯、煤(岩)与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面及其回风流中设置甲烷传感器。

(3)在煤{岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。当瓦斯浓度超过0．5％时，必须停止机车运行。

(4)突出矿井在编制年度、季度、月生产建设计划的同时，必须编制防治突出措施计划。开采突出煤层时，必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合突出措施。

(5)对有突出危险的新建矿井，突出矿井的新水平、新采区，必须编制防治突出煤层突出的设计。设计应包括开拓方式、煤层开采程序、采煤方法、通风方式、支护形式、突出危险性预测方法、保护层的选择、抽放瓦斯和局部防治突出措施等内容，并按管理权限报县级以上煤炭管理部门审批。

(6)突出矿井中布置采掘工作面应遵循下列原则：

①主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中。应尽可能减少突出煤层中的掘进工作量。开采保护层的采区，应充分利用保护层的保护范围。

②应尽可能减少石门揭穿突出煤层的次数，揭穿突出煤层地点应避开地质构造带。如果条件许可，应尽可能将石门布置在被保护区，或先掘进揭煤地点的煤层巷道，然后再与石门贯通。

③在同一突出煤层的同一区段的集中应力影响范围内，不得布置2个工作面相向回采或掘进。突出煤层的掘进工作面，应避开本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中范围。

(7)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。

(8)开采突出煤层时，每个采掘工作面的专职瓦斯检查工必须随时检查瓦斯，掌握突出预测。

当发现有突出预兆时，瓦斯检查工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。

(9)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。对采用直径大于120毫米的钻孔、水力冲刷或水力冲孔等措施在煤体中形成的孔洞，在爆破前应严密封闭孔口，孔内注满水、砂或填土。

(10)在突出危险区进行采掘作业时，必须采取综合防治突出措施。当预测为突出危险工作面时，应采取防治突出措施，只有经措施效果检验后，验证措施有效，方可在采取安全防护措施的

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情况下进行采掘作业。每执行1次防治突出措施作业循环后，应再进行工作面预测，如预测为无突出危险，仍必须再采取防治突出措施，只有2次预测为无突出危险，该工作面方可视为无突出危险工作面。

(11)对于有突出危险煤层，应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施。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采掘作业；在未受到保护的区域，必须采取综合防治突出措施。

(12)井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业时，必须采取震动爆破、远距离爆破、避难硐室、反向风门、压风自救系统等安全防护措施。突出矿井的人井人员必须携带隔离式自救器。

(13)有煤(岩)与瓦斯突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。

三、发生突出的征兆及发生突出事故的应急措施

1．发现煤与瓦斯突出征兆时的应急原则

(1)在采煤工作面发现有突出预兆时，要以最快的速度通知人员迅速向进风侧撤离。撤离中快速打开隔离式自救器并佩用好，迎着新鲜风流继续外撤。如果距离新鲜风流太远时，应首先到避难所，或利用压风自救系统进行自救。

(2)掘进工作面发现煤与瓦斯突出的预兆时，必须向外迅速撤至防突反向风门之外，之后把防突风门关好，然后继续外撤。如自救器发生故障或佩用自救器不能安全到达新鲜风流时，应在撤出途中到避难所或利用压风自救系统进行自救，等待救护队援救。

2．发生煤与瓦斯突出事故后的应急原则

(1)一旦发生煤与瓦斯突出事故，应立即佩戴好隔离式自救器，并迅速外撤。

(2)在撤退途中，如果退路被堵或自救器有效时间不够，可到矿井专门设置的井下避难所或压风自救装置处暂避，也可寻找有压缩空气管路的巷道、硐室躲避。这时要把管子的螺丝接头卸开，形成正压通风，延长避难时间，并设法与外界保持联系。

3．发生煤与瓦斯突出事故后的安全注意事项

(1)发生煤与瓦斯突出事故，不得停风和反风，以防风流紊乱扩大灾情。如果通风系统及设施被破坏，应设置风障、临时风门及安装局部通风机恢复通风。因突出造成风流逆转时，要在进风侧设置风障，并及时清理回风侧的堵塞物，使风流尽快恢复正常。在恢复突出区通风时，要设法经最短路线将瓦斯引入回风道。回风流应尽量避开已封闭的火区，必须经过时，要严格检查火区封闭情况。同时，排风井口50米范围内不得有火源，并设专人站岗监视。

(2)发生煤与瓦斯突出事故时，要根据井下实际情况决定是否停电。如果停电无被水淹的危险，应远距离切断灾区电源；否则需要加强通风，特别要加强电气设备处的通风，做到运行的设备不停电，停运的设备不送电，防止产生火花，引起爆炸。

(3)若瓦斯突出引起火灾时，要采用综合灭火或惰气灭火等措施积极灭火。若引起回风井口瓦斯燃烧，应采取总进风道隔氧措施将火扑灭。

(4)矿工只能在新鲜风流中工作，同时设立安全岗哨，禁止没佩用隔绝式自救器的救灾人员进入灾区。

(5)当发现突出点有异常情况，可能发生二次突出时，要立即撤出人员。有可能时，要在突

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出堆积物外面打密集支柱和防护板。

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