《煤礦安全技術(shù)》模塊安全生產(chǎn)方針及瓦斯防治技術(shù)

煤礦安全技術(shù)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源開(kāi)發(fā)系通風(fēng)安全教研室1安全生產(chǎn)方針與法律法規(guī)

2

一、煤礦主要災(zāi)害

◆

自然災(zāi)害：礦井瓦斯、礦井水災(zāi)、礦井火災(zāi)、礦井粉塵、礦井冒頂、礦山?jīng)_擊地壓、礦山地?zé)岬取?/p>

◆

生產(chǎn)事故災(zāi)害：爆破事故、電氣事故、提升運(yùn)輸事故等。煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)3

一、煤礦安全生產(chǎn)方針

1.安全生產(chǎn)方針

“安全生第一、預(yù)防為主、綜合治理

”（1）“安全生第一”：即處理安全與生產(chǎn)及其他工作的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)突出安全，把安全放在一切工作的首要位置。（2）“預(yù)防為主”：即把事故和職業(yè)病防治于形成之前，消滅在萌芽之中。

2.貫徹安全生產(chǎn)方針基本原則與方法（1）基本原則：“管理、裝備和培訓(xùn)”三并舉。

（2）方法：“推行綜合治理”煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)4一、煤礦安全生產(chǎn)方針安全第一、怎樣做到預(yù)防為主

1規(guī)范人的不安全行為2消除物的不安全狀況消滅環(huán)境的不安全因素

物人工具對(duì)象第一講

煤礦安全生產(chǎn)方針預(yù)防為主、綜合治理。5

3.落實(shí)安全生產(chǎn)方針的標(biāo)準(zhǔn)（1）把安全工作、安全技術(shù)、技措工程和安全培訓(xùn)等列入工作計(jì)劃；（2）建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制和獎(jiǎng)懲辦法；（3）安全人員配備齊全、物資保證供應(yīng)、資金保證到位；（4）嚴(yán)肅執(zhí)行安全規(guī)程和指令性文件；（5）把思想工作貫穿于安全生產(chǎn)的全過(guò)程；（6）堅(jiān)持“四不生產(chǎn)”原則；（7）安全教育和安全培訓(xùn)制度化；（8）礦井安全感強(qiáng)。煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)6

二、煤礦安全工作及重要性（1）貫徹執(zhí)行安全生產(chǎn)方針和法律、法規(guī)，實(shí)施安全監(jiān)管，杜絕生產(chǎn)事故；（2）研究事故與災(zāi)害發(fā)生規(guī)律，排除一切災(zāi)害隱患，預(yù)防事故發(fā)生；（3）組織處理事故，搶救遇難人員；（4）創(chuàng)造礦井安全工作環(huán)境，保護(hù)作業(yè)人員生命安全和身體健康；（5）保障礦井安全生產(chǎn)，促進(jìn)采礦業(yè)健康發(fā)展。

煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)7落實(shí)安全生產(chǎn)方針的原則：管理、裝備、培訓(xùn)三并重

8綜合治理是運(yùn)用法律手段，經(jīng)濟(jì)手段和必要的行政手段。從發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)管理、安全投入、科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策、教育培訓(xùn)、安全立法、激勵(lì)約束、企業(yè)管理、監(jiān)管體制、社會(huì)監(jiān)督以及追究事故責(zé)任，查處違法違紀(jì)

等方面著手，抓緊解決影響制約我國(guó)安全生產(chǎn)的歷史性、深層次問(wèn)題，做到思想認(rèn)識(shí)上警鐘長(zhǎng)鳴，制度保證上嚴(yán)密有效，技術(shù)支持上堅(jiān)強(qiáng)有力，監(jiān)督檢查上嚴(yán)格細(xì)致，事故處理上嚴(yán)肅認(rèn)真，綜合治理的基本方法和途徑就是要堅(jiān)持標(biāo)本兼治，重在治本，在采取斷然措施遏止重特大事故，實(shí)現(xiàn)治標(biāo)的同時(shí)，積極探索和實(shí)施治本之策。9

2002年6月29日頒布，

2002年11月1日施行安全生產(chǎn)法第二講10

加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理，防止和減少生產(chǎn)安全事故，保障人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。一、立法目的11課程模塊單元策劃設(shè)計(jì)模塊一礦井瓦斯防治技術(shù)課題任務(wù)相關(guān)知識(shí)知識(shí)鏈接理論實(shí)踐課題1礦井瓦斯涌出與管理任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理（1）礦井瓦斯性質(zhì)（2）煤層瓦斯生成與賦存（3）礦井瓦斯涌出與等級(jí)劃分（1）煤層瓦斯預(yù)測(cè)（2）礦井瓦斯?jié)舛葴y(cè)定44課題2煤礦瓦斯災(zāi)害防治任務(wù)1瓦斯爆炸防治措施任務(wù)2煤與瓦斯突出防治（1）礦井瓦斯爆炸機(jī)理（2）煤與瓦斯突出機(jī)理（1）防止礦井瓦斯爆炸措施（2）防突技術(shù)措施66任務(wù)實(shí)施方法1.理論（應(yīng)知）：互動(dòng)討論（分學(xué)習(xí)小組）、案例分析研討；2.技能（應(yīng)會(huì)）：實(shí)驗(yàn)論證、體驗(yàn)操作訓(xùn)練、仿真操作實(shí)訓(xùn)3.考核方式：任務(wù)過(guò)程綜合考評(píng)12

知識(shí)點(diǎn)：

◆

礦井瓦斯賦存

◆

礦井瓦斯涌出形式

技能點(diǎn)：

◆

煤層瓦斯的測(cè)定

◆

礦井瓦斯安全管理任務(wù)描述：

煤層瓦斯的涌出直接影響著礦井正常的生產(chǎn)，預(yù)測(cè)煤層瓦斯可以從本質(zhì)把握其規(guī)律，采取有效地防治技術(shù)措施你。任務(wù)分析：

煤層瓦斯或涌出是引發(fā)礦井瓦斯事故的基礎(chǔ)；掌握礦井瓦斯的性質(zhì)和涌出規(guī)律，可以從根本治理瓦斯。課題1礦井瓦斯涌出與管理13任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定相關(guān)知識(shí)一、礦井瓦斯性質(zhì)

礦井瓦斯：礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體。1.一般性質(zhì)（1）無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體；（2）滲透性與擴(kuò)散性強(qiáng)；比空氣輕，相對(duì)空氣比重0.55易積存在巷道的頂部。2.災(zāi)害性（1）燃燒性：混合空氣CH4濃度＜5%；（2）爆炸性：混合空氣CH4濃度5%～16%；（3）窒息：混合空氣CH4濃度＞40%；（4）噴出或突出：煤層瓦斯壓力

＞0.74MPa。14三、瓦斯的性質(zhì)如下：

1、瓦斯是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體。要檢查空氣中是否含有瓦斯及其濃度，必須使用專(zhuān)用的瓦斯檢測(cè)儀才能檢測(cè)出來(lái)。

2、瓦斯比空氣輕，在風(fēng)速低的時(shí)候它會(huì)積聚在巷道頂部、冒落空洞和上山迎頭等處，因此，必須加強(qiáng)這些部位的瓦斯檢查和處理。

3、瓦斯有很強(qiáng)的擴(kuò)散性。一處有瓦斯涌出，就能擴(kuò)散到巷道附近。15

二、煤層瓦斯生成與賦存

1.煤層瓦斯的生成

生成過(guò)程：植物遺體→高溫和高壓作用→生成煤和瓦斯2.煤層瓦斯的賦存狀態(tài)

任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定吸附瓦斯游離瓦斯吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)煤體孔隙※游離瓦斯呈現(xiàn)的壓力——煤層瓦斯壓力※外界壓力降低或溫度升高時(shí)，煤體吸附瓦斯向游離瓦斯?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)化。

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三、煤層瓦斯含量

定義：在礦井大氣條件下（環(huán)境溫度為20℃，環(huán)境大氣壓力為0.1Mpa）單位質(zhì)量煤體中所含的瓦斯氣體體積，一般用m3/t表示。任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定煤層瓦斯含量影響因素成煤與碳化程度：成煤前含有機(jī)質(zhì)多，瓦斯生成量大；炭化程高，瓦斯生成量大，保存條件好，瓦斯含量大。

煤層賦存條件：煤層的瓦斯含量隨著深度的增加而逐漸增大；煤層的傾角小，瓦斯含量大。煤層瓦斯保存條件：煤層圍巖致密致密完整；瓦斯含量大；開(kāi)放性斷層有利于瓦斯排放，瓦斯含量減少；褶曲背斜軸部瓦斯含量大于向斜。17

四、煤層瓦斯賦存的垂直分帶1.垂直分帶依據(jù)（CO2-N2、N2、N2-CH4為瓦斯風(fēng)化帶）任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定帶名（從上到下）氣帶成因CO2N2CH4（按體積）%（按體積）%（按體積）%CO2-N2空氣~生化成因20～8020～800～10N2空氣成因0～2080～1000～20N2-CH4變質(zhì)成因0～2020～8020～80CH4變質(zhì)成因0～100～2080～100深18

一、煤層瓦斯含量預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)目的：作為確定礦井瓦斯涌出量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；為礦井通風(fēng)及瓦斯抽放設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

預(yù)測(cè)方法：地質(zhì)勘探鉆孔法和井下測(cè)定法兩類(lèi)。1.地質(zhì)勘探鉆孔法（1）預(yù)測(cè)實(shí)質(zhì)：勘探鉆孔煤樣解吸法測(cè)定煤層原始瓦斯含量

。（2）預(yù)測(cè)步驟：地勘鉆孔見(jiàn)煤層采取煤樣→現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定煤樣瓦斯解吸量→推算煤樣損失瓦斯量→試驗(yàn)室測(cè)定煤樣殘存瓦斯含量→數(shù)據(jù)整理計(jì)算煤層瓦斯含量。任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定真空脫氣裝置任務(wù)實(shí)施19

2.井下測(cè)定法（1）預(yù)測(cè)實(shí)質(zhì)：利用煤屑瓦斯初速度與煤層氣體含量的直接關(guān)系測(cè)算瓦斯含量。

（2）預(yù)測(cè)方法：間接法、解吸法和解吸系數(shù)法。間接預(yù)測(cè)法：利用煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線(xiàn)確定煤的瓦斯含量。該法是在已揭露的煤層測(cè)壓，測(cè)定結(jié)果的可信度更低。

解吸預(yù)測(cè)法：是地勘解吸法在井下的應(yīng)用。

解吸系數(shù)預(yù)測(cè)法：利用多參數(shù)氣體解吸儀通過(guò)井下煤層鉆屑?xì)怏w解吸初速度，直接測(cè)定瓦斯含量。（3）井下煤層瓦斯含量快速測(cè)定步驟：調(diào)節(jié)儀器參數(shù)進(jìn)入工作狀態(tài)→記錄煤樣暴露時(shí)間→測(cè)定煤樣分篩裝罐與儀器進(jìn)氣口連接

→讀取記錄測(cè)定數(shù)值任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定20

一、煤層瓦斯壓力預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)目的：為研究煤層瓦斯含量、瓦斯涌出、瓦斯流動(dòng)、煤與瓦斯突出、瓦斯抽放設(shè)計(jì)等，提供重要參數(shù)。1.煤層深部瓦斯壓力預(yù)測(cè)根據(jù)煤層瓦斯帶內(nèi)的瓦斯壓力隨深度的增加而增加，多數(shù)煤層呈線(xiàn)性增加規(guī)律，推算深部煤層瓦斯壓力。

Pi=P0+ｇ（H-H0)

據(jù)我國(guó)各煤礦瓦斯壓力隨深度變化實(shí)測(cè)，瓦斯壓力梯度ｇ一般在0.007～0.012MPa/m。瓦斯風(fēng)化帶下部邊界瓦斯壓力P0一般為０.２MPa。任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定０２４６８10200400600800100021

2.井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定

測(cè)定原理：通過(guò)鉆孔揭露煤層，安設(shè)測(cè)定儀表并密封鉆孔，利用煤層中瓦斯的自然滲透原理測(cè)定在鉆孔揭露處達(dá)到平衡的瓦斯壓力。

測(cè)定過(guò)程：鉆孔→

安設(shè)測(cè)壓裝置→封孔→觀(guān)測(cè)瓦斯氣體壓力→記錄任務(wù)1瓦斯基本參數(shù)及其測(cè)定1—三通；2—壓力表；3—密封粘液罐；4—阻退楔；5—輸液管；6—膠囊；7—密封粘液；8—膠囊2；9—壓力水罐；10—鉆孔

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一、礦井瓦斯涌出瓦斯涌出：礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中煤巖體內(nèi)的部分瓦斯釋放到井巷和采掘工作面空間的現(xiàn)象。

任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理礦井瓦斯涌出形式

普通涌出形式：瓦斯通過(guò)煤巖裂隙均勻、緩慢、連續(xù)不斷地向采掘工作面空間釋放。

特點(diǎn)：觀(guān)察不出、面廣普遍，涌出持久。

特殊涌出形式：

瓦斯噴出——煤體裂隙、空洞內(nèi)的高壓游離瓦斯，通過(guò)煤體破壞裂隙或鉆孔噴出。煤與瓦斯突出——煤體高壓瓦斯與破壞性碎煤巖突然突出。

特點(diǎn)：呈強(qiáng)大動(dòng)力，涌出瓦斯量大、局部突發(fā)性。相關(guān)知識(shí)23

二、礦井瓦斯涌出量及表示方法

礦井瓦斯涌出量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從煤層以及采落的煤（巖）體涌入礦井中的氣體總量，礦井進(jìn)行瓦斯抽放時(shí)包括抽放瓦斯量。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理礦井瓦斯涌出量表示方法

絕對(duì)瓦斯涌出量QCH4：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)涌出的瓦斯量，單位

m3/min或m3／d

QCH4=Qf×C

相對(duì)瓦斯涌出量qCH4：正常生產(chǎn)條件下平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量，單位m3/t

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三、礦井瓦斯涌出來(lái)源

任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理※

礦井建設(shè)時(shí)期瓦斯主要來(lái)源于井巷掘進(jìn)區(qū)；※礦井生產(chǎn)時(shí)期瓦斯主要來(lái)源于采煤區(qū)和采空區(qū)。25

四、礦井瓦斯等級(jí)劃分

1.劃分依據(jù)

礦井相對(duì)瓦斯涌出量、絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式。

2.劃分標(biāo)準(zhǔn):

低瓦斯礦井：qCH4≤10m3/t且QCH4≤40m3/min

高瓦斯礦井：qCH4≥10m3/t或QCH4≥40m3/min

煤與瓦斯（二氧化碳）突出礦井：只要發(fā)生過(guò)一次突出五、礦井瓦斯管理礦井瓦斯管理：就是依據(jù)礦井瓦斯等級(jí)，按掘進(jìn)區(qū)瓦斯、回采區(qū)瓦斯和采空區(qū)瓦斯來(lái)源和作業(yè)特點(diǎn)，采取相應(yīng)的管理措施。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理26

五、礦井瓦斯管理礦井瓦斯管理：就是依據(jù)礦井瓦斯等級(jí)，按掘進(jìn)區(qū)瓦斯、回采區(qū)瓦斯和采空區(qū)瓦斯的來(lái)源和工作面作業(yè)特點(diǎn)，采取相應(yīng)的管理措施。1.瓦斯鑒定管理

（1）每年必須進(jìn)行一次礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的鑒定，并報(bào)煤炭管理部門(mén)審批，報(bào)煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。（2）煤與瓦斯（二氧化碳）突出礦井必須按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》進(jìn)行鑒定，報(bào)省級(jí)煤炭行業(yè)管理部門(mén)、煤礦安全監(jiān)管部門(mén)、煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。

任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理27

2.瓦斯檢查管理（1）礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷風(fēng)流中CH4或CO2濃度超過(guò)0.75%時(shí)，必須必須查明原因，采取措施進(jìn)行處理，并報(bào)告礦務(wù)局總工程師。（2）采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^(guò)1%時(shí)，必須停止作業(yè)，采取有效措施，進(jìn)行處理。（3）采掘工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，必須停止用電鉆打眼；達(dá)到1.5%時(shí)，必須停止工作，切斷電源，進(jìn)行處理；采掘工作面?zhèn)€別地點(diǎn)積聚瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%時(shí)，要立即進(jìn)行處理，附近20m內(nèi)，必須停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，并切斷電源。只有在瓦斯?jié)舛冉档?%以下，才許開(kāi)動(dòng)機(jī)器。（4）放炮地點(diǎn)附近20m以?xún)?nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，禁止放炮。（5）煤與瓦斯突出礦井，要實(shí)行“四位一體”的綜合防突措施，即采取以防治突出技術(shù)措施為主，同時(shí)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防治突出技術(shù)措施的效果檢驗(yàn)。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理28

一、礦井瓦斯?jié)舛葯z測(cè)

井下測(cè)定瓦斯?jié)舛饶康模簻?zhǔn)確掌握瓦斯情況，有針對(duì)性地采取各種預(yù)防措施，確保安全生產(chǎn)。

（一）檢查地點(diǎn)1.掘進(jìn)工作面檢測(cè)掘進(jìn)巷道的A點(diǎn)和B點(diǎn)要重點(diǎn)瓦斯，A點(diǎn)位置距工作面200mm，B點(diǎn)位置距掘進(jìn)巷道5m～10m。此外，在掘進(jìn)巷道冒頂處上方，有向外涌出瓦斯的掘進(jìn)巷道內(nèi)裂縫、裂隙處都要設(shè)測(cè)點(diǎn)檢查瓦斯。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理任務(wù)實(shí)施壓入式掘進(jìn)工作面瓦斯測(cè)點(diǎn)布置AB

5m～10m

200mm29

2.采煤工作面及其附近采煤工作面的瓦斯來(lái)源于煤壁和采空區(qū)。下列地點(diǎn)要設(shè)測(cè)點(diǎn)檢查瓦斯：采煤工作面上、中、下部；采煤工作面上隅角和尾巷內(nèi)；工作面回風(fēng)巷與運(yùn)輸巷；采煤工作面冒頂處。3.其他巷道和洞室在不通風(fēng)的地方或通風(fēng)不好的地方均要設(shè)測(cè)點(diǎn)，如采煤工作面開(kāi)切眼；密閉墻外面；并聯(lián)通風(fēng)巷道中風(fēng)速較低的巷道內(nèi)；礦井總回風(fēng)巷或一翼總回風(fēng)巷；可能有瓦斯積聚的機(jī)電調(diào)室內(nèi)，如采區(qū)絞車(chē)房等。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理采煤工作面運(yùn)輸機(jī)巷機(jī)電硐室30

（二）礦井瓦斯?jié)舛葴y(cè)定儀器

1.光學(xué)瓦斯測(cè)定器（理研型）利用氣體物質(zhì)與光干涉變化關(guān)系測(cè)定CH4和CO2的濃度。

2.瓦斯測(cè)定警報(bào)儀（無(wú)焰燃燒型）利用載體催化元件（或熱導(dǎo)元件）將CH4非電物理量轉(zhuǎn)換成電量物理量，測(cè)定顯示CH4濃度值，并實(shí)施設(shè)定超限濃度的聲光報(bào)警。

任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理便攜式光學(xué)瓦斯?jié)舛葴y(cè)定器便攜式瓦斯?jié)舛葴y(cè)定警報(bào)儀瓦斯?jié)舛葴y(cè)定傳感器31

1.檢查前的準(zhǔn)備工作實(shí)訓(xùn)：光學(xué)瓦斯測(cè)定器的操作方法◆

水分吸收管藥品（氯化鈣或硅膠）：藍(lán)色、呈顆粒狀，為合格。

◆

CO2吸收管藥品(鈉石灰)：粉紅色，顆粒直徑在3～5mm，為合格。

檢測(cè)前準(zhǔn)備工作檢查藥品性能檢查氣路系統(tǒng)檢查光路系統(tǒng)◆

檢查漏氣：堵住進(jìn)氣口，用手捏扁吸氣球，然后放松，球體不膨起表明儀器密封良好。

◆

檢查氣路暢通：放開(kāi)進(jìn)氣口，吸氣球立即膨起，表明氣路暢通。

◆檢查光譜：按下光源電門(mén)，分劃板刻度和光干涉條紋清晰，為合格。

◆

檢查微讀數(shù)：按下微讀數(shù)電門(mén)，微讀數(shù)窗口光線(xiàn)明亮，為合格。

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2.井下檢測(cè)瓦斯操作步驟（1）清洗瓦斯室：新鮮風(fēng)流中捏放吸氣球5～6次，使新鮮空氣充滿(mǎn)瓦斯室。

（2）調(diào)零：微讀數(shù)調(diào)零、光譜調(diào)零。（3）采取CH4氣樣：在檢測(cè)定地點(diǎn)將瓦斯測(cè)定器的進(jìn)氣軟管送到待測(cè)位置處（距巷道頂板

200～300mm)，捏放橡皮球5～6次，使待測(cè)氣體吸入瓦斯室。

（4）讀取測(cè)定數(shù)值：按下光源電門(mén)，讀出選定黑基線(xiàn)位移后的整數(shù)值。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理33

3.使用注意事項(xiàng)

（1）主調(diào)螺旋保護(hù)蓋不要擰得過(guò)緊，避免造成零位飄移。

（2）清洗氣室與調(diào)零操作步驟應(yīng)在同一地點(diǎn)進(jìn)行。

（3）藥品失效必須更換后，方可使用。

（4）井下檢測(cè)地點(diǎn)空氣濕度過(guò)大時(shí)，可外裝一個(gè)水分吸收藥品管。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理34

二、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)瓦斯傳感器的設(shè)置

1.設(shè)置要求

（1）根據(jù)瓦斯密度小于空氣密度的性質(zhì)，垂直懸掛在巷道頂板（頂梁）下，距頂板（頂梁）不大于300mm，距巷道側(cè)壁不小于200mm；在有風(fēng)筒的巷道中，嚴(yán)禁掛在風(fēng)筒出口和風(fēng)筒漏風(fēng)處。（2）瓦斯傳感器必須布置在巷道頂板堅(jiān)固、無(wú)淋水、安裝維護(hù)方便處。（3）傳感器設(shè)置的報(bào)警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍符合《規(guī)程》規(guī)定。任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理35

2.采煤工作面瓦斯傳感器的設(shè)置（1）低瓦斯礦井采煤工作面任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理設(shè)置要求：報(bào)警濃度為1.0%CH4；斷電濃度為1.5%CH4；復(fù)電濃度為1.0%CH4，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。36

（2）高瓦斯礦井采煤工作面任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理設(shè)置要求：S1、S2報(bào)警濃度均為1.0%CH4；S1斷電濃度為1.5%CH4，S2斷電濃度為1.0%CH4；S1

、S2

復(fù)電濃度均為為1.0%CH4，斷電范圍S1、S2均為工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

37

（3）煤與瓦斯突出礦井采煤工作面任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理設(shè)置要求：S1

、S2報(bào)警濃度均為1.0%CH4；S1斷電濃度為1.5%CH4，S2斷電濃度為為1.0%CH4，S1

、S2復(fù)電濃度均為為1.0%CH4；S3斷電濃度為0.5%CH4，S3復(fù)電濃度為0.5%CH4，斷電范圍S3為工作面及進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。38

3.掘進(jìn)工作面瓦斯傳感器的設(shè)置（1）高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理設(shè)置要求：S1和S2報(bào)警濃度均為1.0%CH4；斷電濃度S1為1.5%CH4，S2為1.0%CH4；復(fù)電濃度S1和S2

均為1.0%CH4；斷電范圍S1和S2均為掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

39

（2）掘進(jìn)工作面與掘進(jìn)工作面串聯(lián)通風(fēng)任務(wù)2礦井瓦斯檢測(cè)與管理設(shè)置要求：S3報(bào)警濃度和斷電濃度0.5%CH4；復(fù)電濃度為0.5%CH4；斷電范圍為被串掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。40

課題2煤礦瓦斯瓦斯災(zāi)害防治知識(shí)點(diǎn)：

◆

礦井瓦斯爆炸機(jī)理

◆

礦井瓦斯致因技能點(diǎn)：

◆

礦井瓦斯的檢測(cè)定

◆

礦井瓦斯爆炸事故的防治任務(wù)描述：礦井瓦斯的涌出直接影響著礦井的生產(chǎn)安全，礦井瓦斯檢查和防治突出措施地從根本抑制瓦斯事故的形成。任務(wù)分析：礦井瓦斯的存在是誘發(fā)瓦斯事故的基礎(chǔ)；掌握礦井礦井瓦斯爆炸和突出規(guī)律，可以從根本治理瓦斯事故。41

一、瓦斯爆炸機(jī)理和效應(yīng)

1.瓦斯爆成機(jī)理

瓦斯爆炸——是CH4與O2組成爆炸性混合氣體遇熱源產(chǎn)生激烈化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。（1）爆炸性混合氣體CH4與O2充分反應(yīng)時(shí)：

CH4+2O2=CO2+2H2O+882.6KJ/mol（2）爆炸性混合氣體CH4與O2反應(yīng)不充分時(shí)：

CH4+O2=CO+H2+H2O※

礦井特殊的環(huán)境條件CH4與O2混合性爆炸氣體,一般為反應(yīng)不充分爆炸。相關(guān)知識(shí)任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治42

2.瓦斯爆炸效應(yīng)（1）爆炸氣體溫度：CH4濃度9.5%爆炸產(chǎn)生的溫度，自由空間達(dá)1850℃，封閉空間達(dá)2650℃；（2）爆炸沖擊波：由爆炸前空氣壓力增大到0.75MPa；但爆炸正向沖擊波峰壓力高達(dá)2MPa；正向沖擊波疊加和反回時(shí)，可形成高達(dá)1OMPa的壓力。（3）爆炸傳播速度：每秒數(shù)百米至數(shù)千米，爆轟式傳播速度可達(dá)2500m/s。（4）產(chǎn)生有毒有害氣體。據(jù)瓦斯爆炸后的氣體成分測(cè)定，O2為6%～10%；N2為82%～88%；CO2為4%～8%；CO為2%～4%。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治43

二、瓦斯爆炸條件及其影響因素1.瓦斯爆炸基礎(chǔ)條件（1）瓦斯爆炸濃度：CH4爆炸濃度下限為5%，CH4爆炸濃度上限為15%。CH4濃度為9.5%時(shí)瓦斯爆炸威力最強(qiáng)。CH4濃度在7％～8％時(shí)最容易爆炸。（2）氧氣的濃度：爆炸混合氣體中O2＞12%。（3）引燃熱源溫度：不低于650℃～750℃、最小點(diǎn)燃能量為0.28mJ。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治44

2.影響礦井瓦斯爆炸的因素（1）可燃可爆性氣體的摻入：混合氣體爆炸下限降低或上限升高。如混合氣體中的CH4為3%，乙烷(C2H6)為1%時(shí)，混合氣體的爆炸下限為4.4%.

（2）可爆性煤塵的摻入：增強(qiáng)爆炸的猛烈程度，還可降低瓦斯的爆炸下限。如瓦斯混合氣體中煤塵濃度達(dá)68g/m3時(shí)，瓦斯的爆炸下限降低到2.5%。（3）惰性氣體的摻入：阻礙爆炸活化中性的形成，可以升高瓦斯爆炸的下限、降低上限、減小爆炸區(qū)間的范圍，又可以降低氧的濃度。如瓦斯混合氣體中加入36%N2或25.5%的CO2，可以使瓦斯空氣混合物喪失爆炸性。（4）環(huán)境初始溫度：溫度越高，瓦斯混合氣體熱化反應(yīng)越快，爆炸范圍越大。（5）環(huán)境初始?xì)鈮海簤毫ι邥r(shí)，爆炸下限變化很小，而爆炸上限則大幅度增高。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治45

一、設(shè)備儀器及材料

1.設(shè)備儀器

（1）瓦斯爆炸試驗(yàn)裝置。（2）多種氣體采樣器。

2.實(shí)驗(yàn)材料

（1）標(biāo)準(zhǔn)CH4氣樣（濃度100%）。（2）CO、CO2、O2氣體檢定管。實(shí)驗(yàn)

礦井瓦斯性驗(yàn)證46

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.準(zhǔn)備工作

（1）接通電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；瓦斯實(shí)驗(yàn)裝置電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)；（2）用紙封閉瓦斯實(shí)驗(yàn)裝置的爆炸筒兩端；2.實(shí)驗(yàn)操作

（1）接上瓦斯瓶充氣管充入甲烷氣體，待爆炸實(shí)驗(yàn)裝置顯示器GH4濃度達(dá)所預(yù)定值后，關(guān)閉充氣閥，拔掉充氣管；（2）啟動(dòng)氣壓泵，待壓力表指示0.2MPa后，關(guān)閉氣壓泵；（3）雙擊桌面實(shí)驗(yàn)圖標(biāo)，出現(xiàn)對(duì)話(huà)框，使監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)瓦斯?jié)舛染獾剿鑼?shí)驗(yàn)值；（4）點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)控制對(duì)話(huà)框中確定調(diào)節(jié)參數(shù)按鈕后，再點(diǎn)擊開(kāi)始起爆按鈕，使爆炸裝置點(diǎn)火器點(diǎn)火引爆瓦斯。實(shí)驗(yàn)

礦井瓦斯性驗(yàn)證47

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.分析CH4在不同濃度的燃燒與爆炸實(shí)驗(yàn)結(jié)果；2.CH4爆炸后的CO、CO2、O2氣體濃度。

3.瓦斯爆炸氣體成分分析。四、實(shí)驗(yàn)操作安全注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)裝置中的點(diǎn)火器必須在安全切斷電源情況下，方可充入瓦斯氣體。

2.待實(shí)驗(yàn)裝置沖入預(yù)定瓦斯?jié)舛群?，必須將充氣閥門(mén)和瓦斯瓶閥門(mén)關(guān)閉，并拔掉充氣軟管。

3.操作瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)禁爆炸管兩端站人。實(shí)驗(yàn)礦井瓦斯性驗(yàn)證48

三、礦井瓦斯爆炸事故引發(fā)的主要致因1.礦井瓦斯超限或積聚（1）作業(yè)場(chǎng)風(fēng)流不足或煤巖內(nèi)瓦斯涌出異常，致使空氣中瓦斯?jié)舛瘸^(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的安全濃度值。（2）通風(fēng)不良或無(wú)風(fēng)造成礦井局部空間瓦斯?jié)舛冗_(dá)2%，體積超過(guò)0.5m3。2.不安全引爆火源存在

(1)機(jī)械類(lèi)：機(jī)械運(yùn)行中的摩擦、堅(jiān)硬巖石及鋼鐵支架、設(shè)備之間的撞擊。

(2)電氣類(lèi)：與輸電線(xiàn)路、電氣設(shè)備有關(guān)的電火花、電弧、電器失爆等。

(3)火焰類(lèi)：有燃燒反應(yīng)的點(diǎn)燃，如吸煙、火災(zāi)、氣體切割和焊接等。

(4)炸藥類(lèi)：與炸藥爆破有關(guān)的點(diǎn)燃，如使用非許可炸藥、鉆孔充填不當(dāng)引起爆破火焰等。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治49

一、防止瓦斯積聚技術(shù)措施1.采煤工作面上隅角瓦斯排除方法（1）掛風(fēng)障或臨時(shí)當(dāng)風(fēng)帶排出上隅角瓦斯：利用設(shè)置在工作面上部的風(fēng)障或臨時(shí)當(dāng)風(fēng)帶使一部分風(fēng)流漏入采空區(qū)，沖淡上隅角瓦斯提高安全性。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治任務(wù)實(shí)施50

（2）工作面尾巷排出上隅角瓦斯

：利用工作面尾巷與采空區(qū)的氣壓差，使一部分風(fēng)流流入采空區(qū)，經(jīng)上隅角、聯(lián)絡(luò)眼由尾巷排出。任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治51

2.巷道頂板冒空處瓦斯排除方法（1）充填排除法：利用沙土等惰性物質(zhì)充填到頂板冒落的空洞內(nèi)，將瓦斯排除防止積聚。（2）導(dǎo)風(fēng)板引風(fēng)法：利用安設(shè)在巷道頂部的擋風(fēng)板將風(fēng)流引入冒落的空洞中，稀釋排出瓦斯。（3）風(fēng)筒分支排放法：在局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒上安設(shè)三通或直徑較小的風(fēng)筒，將部分風(fēng)流直接送到冒落的空洞中排出瓦斯。

任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治1—擋風(fēng)板；2—坑木；3—風(fēng)筒52

二、防止礦井瓦斯引燃措施1.加強(qiáng)爆破安全管理（1）嚴(yán)格“一炮三檢”的瓦斯檢查制度，保證放炮前后的瓦斯?jié)舛仍谝?guī)定的界限內(nèi)。（2）嚴(yán)格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度。（3）嚴(yán)格執(zhí)行井下火藥、雷管的存放、運(yùn)輸管理規(guī)定，放炮員要持證上崗。2.堅(jiān)強(qiáng)機(jī)電設(shè)備防爆安全管理（1）井下供電應(yīng)做到：無(wú)“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭，有過(guò)電流和漏電保護(hù)，有接地裝置。

（2）使用檢漏繼電器、煤電鉆綜合保護(hù)、局扇風(fēng)電閉鎖和瓦斯電閉鎖裝置。（3）加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的防爆性能檢驗(yàn)。3.杜絕明火

（1）嚴(yán)禁攜帶易燃物品入井；嚴(yán)禁在井下存放汽油、煤油、變壓器油等。

（2）嚴(yán)禁在井口房、通風(fēng)機(jī)房、瓦斯泵房周?chē)?0m范圍內(nèi)使用明火、吸煙或用火爐取暖。

任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治53

三、防止礦井瓦斯爆炸事故措施1.通風(fēng)安全措施（1）實(shí)行分區(qū)式通風(fēng)。各水平、各采區(qū)都應(yīng)布置獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)，采掘工作面采用獨(dú)立通風(fēng)。（2）礦井主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口，應(yīng)安設(shè)防爆井蓋或防爆門(mén)裝置.（3）編制“礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃”，使每一入井人員都應(yīng)熟悉災(zāi)變時(shí)的避災(zāi)方法和避災(zāi)路線(xiàn)。2.安全隔爆、阻爆措施

（1）設(shè)置巖粉棚h或水棚阻隔爆炸火焰的傳播：利用巖粉或水吸收爆炸火焰的熱量及惰化空氣，阻礙爆炸的傳播。（2）設(shè)置自動(dòng)式防爆棚：利用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時(shí)探測(cè)的爆炸波，及時(shí)將預(yù)先放置的水、巖粉、氮?dú)?、二氧化碳、磷酸銨等噴灑到巷道中準(zhǔn)確撲滅爆炸火焰，阻止爆炸火焰蔓延

任務(wù)1礦井瓦斯爆炸的防治54

一、煤層瓦斯噴出瓦斯噴出：煤層瓦斯壓力與采掘作業(yè)作用，高壓瓦斯快速經(jīng)煤巖裂隙或鉆孔大量噴射出。

1.瓦斯噴出的災(zāi)害性（1）局部地區(qū)瓦斯積聚，造成高濃度瓦斯的窒息或瓦斯爆炸事故；（2）鉆孔瓦斯噴出引起瓦斯燃燒或爆炸事故。

2.瓦斯噴預(yù)兆（1）巖壓活動(dòng)顯著，底板突然鼓起，支架破壞；（2）煤層變軟、變暗，無(wú)光澤；（3）瓦斯涌出濃度忽大忽小，煤巖壁有瓦斯涌出的嘶嘶聲。相關(guān)知識(shí)任務(wù)2瓦斯噴出及煤與瓦斯突出防治

55

3.煤層瓦斯噴出的原因和規(guī)律任務(wù)2瓦斯噴出及煤與瓦斯突出防治

瓦斯噴出原因與規(guī)律瓦斯噴出原因

瓦斯噴出規(guī)律

內(nèi)因:煤層或巖層的構(gòu)造裂縫中貯存有大量高壓瓦斯；外因:在采掘過(guò)程中，由于爆破穿透、機(jī)械震動(dòng)或地壓活動(dòng)，使煤巖造成卸壓縫隙，構(gòu)成瓦斯噴出的通道是（1）發(fā)生在地質(zhì)變化帶，瓦斯噴出前往往出現(xiàn)預(yù)兆（2）煤層頂、底板巖層中有溶洞、裂隙發(fā)育的石灰?guī)r

（3）具有明顯的噴出口或裂隙

（4）瓦斯噴出量有大有小，噴出的持續(xù)時(shí)間從幾分鐘到幾年，甚至十幾年56

4.煤層瓦斯噴出類(lèi)型與特點(diǎn)任務(wù)2瓦斯噴出及煤與瓦斯突出防治

噴出類(lèi)型特點(diǎn)瓦斯沿原始地質(zhì)構(gòu)造洞縫噴出（1）流量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)明顯的地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象；（2）噴瓦斯裂縫多屬于開(kāi)放性裂縫（張性或張扭性斷裂；（3）與儲(chǔ)氣層（煤層、砂巖層等）、溶洞或斷層帶相通。瓦斯沿采掘地壓形成的裂縫噴出（1）噴出頻臨發(fā)生時(shí)伴隨著地壓顯現(xiàn)效應(yīng)，出現(xiàn)多種顯現(xiàn)預(yù)兆；（2）噴出持續(xù)的時(shí)間較短，其流量與卸壓區(qū)面積、瓦斯壓力和瓦斯含量大小等因素有關(guān)。57

二、煤與瓦斯突出（一）煤與瓦斯突出特征及災(zāi)害性1.煤與瓦斯突出及特征煤與瓦斯突出：煤礦采掘過(guò)程中短時(shí)突然從煤巖壁涌出大量的瓦斯和碎煤（巖）現(xiàn)象。煤與瓦斯突出特征：伴有響聲和和強(qiáng)烈的動(dòng)力能沖擊性破壞效應(yīng)。2.煤與瓦斯突出的災(zāi)害性（1）突出瓦斯量高達(dá)百萬(wàn)m3，造成瓦斯窒息事故或引發(fā)瓦斯爆炸事故；（2）突出煤巖量可高達(dá)萬(wàn)噸，嚴(yán)重堵塞巷道、破壞設(shè)備；（3）突出產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流動(dòng)力，破壞通風(fēng)系統(tǒng)。任務(wù)2煤與瓦斯突出防治58

（二）煤與瓦斯突出分類(lèi)1.按突出強(qiáng)度分類(lèi)突出強(qiáng)度：指每次突出的煤巖數(shù)量和涌出的瓦斯量，主要以突出煤巖量做為劃分突出強(qiáng)度的依據(jù)。

小型突出：突出煤量＜100t；

中型突出：突出煤量在100t～500t

大型突出:突出煤量500t～1000t

特大型突出：突出煤量≥1000t2.按突出現(xiàn)象的理學(xué)特征分類(lèi)任務(wù)2煤與瓦斯突出防治煤與瓦斯傾出煤與瓦斯突出煤與瓦斯壓出59

（三）煤與瓦斯突出規(guī)律與分布特點(diǎn)任務(wù)2煤與瓦斯突出防治突出規(guī)律分布特點(diǎn)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性隨開(kāi)采深度增加而增加

隨煤層埋藏深度增加煤層中的瓦斯保存條件較好，煤層瓦斯壓力及瓦斯含量增加。煤與瓦斯突出分布受地質(zhì)構(gòu)造控制

煤與瓦斯突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造附近，突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育和煤層條件發(fā)生變化的區(qū)域。煤與瓦斯突出分區(qū)與地質(zhì)條件分區(qū)相關(guān)

突出的分區(qū)與礦區(qū)構(gòu)造分區(qū)相一致，在礦區(qū)構(gòu)造帶或褶皺軸部的過(guò)渡地帶，往往是煤與瓦斯突出帶。

煤與瓦斯突出與工程因素有關(guān)煤巷掘進(jìn)工作面發(fā)生突出最多，平巷中發(fā)生次數(shù)高于上山和下山；突出多發(fā)生在破煤工序。60

（四）煤與瓦斯突出預(yù)兆任務(wù)2煤與瓦斯突出防治突出預(yù)兆煤炮聲、支架斷裂、巖煤開(kāi)裂掉碴、底臌、巖煤自行剝落、煤壁顫動(dòng)、鉆孔變形、垮孔、頂鉆、夾鉆桿、鉆機(jī)過(guò)負(fù)荷等。瓦斯涌出異常、忽大忽小，煤塵增大、氣溫異常、氣味異常，打鉆噴瓦斯，噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等。層理紊亂、強(qiáng)度降低、松軟或不均質(zhì)、暗淡無(wú)光澤、厚度增大、軟分層厚度增大、傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體干燥、煤體斷裂等。

地壓顯現(xiàn)預(yù)兆瓦斯涌出預(yù)兆煤體結(jié)構(gòu)預(yù)兆61

（五）煤與瓦斯突出機(jī)理1.煤與瓦斯突出形成原因（1）地應(yīng)力作用：煤體的自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力，使煤體產(chǎn)生突然破壞和位移，增大瓦斯壓力梯度。（2）高壓瓦斯作用：壓縮煤骨架，產(chǎn)生潛能。（3）煤體結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)：煤體的強(qiáng)度性質(zhì)（抵抗破壞的能力）和結(jié)構(gòu)，對(duì)突出的發(fā)動(dòng)與發(fā)展起著重要的誘導(dǎo)作用。2.煤與瓦斯突出過(guò)程任務(wù)2煤與瓦斯突出防治突出準(zhǔn)備階段突出發(fā)動(dòng)階段突出發(fā)展階段突出停止階段62

（六）“四位一體”綜合防治煤與瓦斯突出體系任務(wù)2煤與瓦斯突出防治63

“四位一體”綜合防治煤與瓦斯突出措施：

1.突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

方法目的：利用煤層結(jié)構(gòu)、煤的理學(xué)性質(zhì)、瓦斯、地應(yīng)力等特征和變化情況，預(yù)測(cè)煤層突出的危險(xiǎn)程度，為防突提供依據(jù)。

2.防治突出措施

方法目的：利用防突技術(shù)手段卸除煤體應(yīng)力、降低瓦斯壓力，改變煤體物理力學(xué)性質(zhì)、增大煤體的承載能力和穩(wěn)定性。3.防突措施效果檢驗(yàn)方法目的：檢驗(yàn)防突措施控制有效性和施工質(zhì)量；確保消除突出的危險(xiǎn)性，保證工作面安全生產(chǎn)。4.安全防護(hù)措施方法目的：利用安全防護(hù)設(shè)施或設(shè)備，保證防突作業(yè)安全和安全避災(zāi)。任務(wù)2煤與瓦斯突出防治64一、區(qū)域綜合防突措施

區(qū)域綜合防突措施主要包括以下幾大項(xiàng)：

（一）區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)（二）區(qū)域防突措施（三）區(qū)域措施效果檢驗(yàn)與驗(yàn)證（一）區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法1.單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)測(cè)法根據(jù)煤的破壞類(lèi)型、瓦斯放散初速度指標(biāo)ΔP、煤的堅(jiān)固性系數(shù)f和煤層瓦斯壓力等指標(biāo)進(jìn)行鑒定。當(dāng)全部指標(biāo)均達(dá)到或者超過(guò)鑒定臨界值時(shí)即為突出煤層。

。

突出煤層鑒定單項(xiàng)指標(biāo)臨界值

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治任務(wù)實(shí)施煤層突出危險(xiǎn)性煤的破壞類(lèi)型瓦斯放散初速度ΔP煤的堅(jiān)固性系數(shù)f煤層瓦斯壓力P/MPa突出危險(xiǎn)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.74652.煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析預(yù)測(cè)方法

（1）煤層瓦斯風(fēng)化帶為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域;（2）根據(jù)已開(kāi)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(duì)預(yù)測(cè)區(qū)域煤層地質(zhì)構(gòu)造的探測(cè)、預(yù)測(cè)結(jié)果，采用瓦斯地質(zhì)分析的方法劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)域。

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法推測(cè)同一地質(zhì)單元內(nèi)下部區(qū)域的突出危險(xiǎn)區(qū)域示意圖1—斷層；2—突出點(diǎn)；3—上部區(qū)域突出點(diǎn)在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離線(xiàn)；4—推測(cè)下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險(xiǎn)區(qū)邊界線(xiàn)；5-推測(cè)的下部區(qū)域突出危險(xiǎn)區(qū)上邊界線(xiàn)；6—突出危險(xiǎn)區(qū)（陰影部分）663.煤層瓦斯壓力或瓦斯含量分析預(yù)測(cè)法在煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)區(qū)域以外區(qū)域，應(yīng)據(jù)煤層瓦斯壓力P進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果沒(méi)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(jìn)行預(yù)測(cè)。

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)的臨界值瓦斯壓力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）區(qū)域類(lèi)別P＜0.74W＜8無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)其他情況突出危險(xiǎn)區(qū)67（二）區(qū)域防突措施區(qū)域防突措施：在突出煤層進(jìn)行采掘前，對(duì)突出煤層較大范圍采取的防突措施。區(qū)域防突措施包括開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類(lèi)。

1.開(kāi)采保護(hù)層防突措施（1）開(kāi)采保護(hù)層防突作用原理：開(kāi)采保護(hù)層致使被保護(hù)層煤層的煤體發(fā)生膨脹變形，地應(yīng)力和瓦斯壓力降低；煤層透氣性系數(shù)增大，煤層瓦斯排出，煤的強(qiáng)度加大。

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治68

（2）開(kāi)采保護(hù)層工作面必須超前于被保護(hù)層的掘進(jìn)工作面，其超前距離不得小于保護(hù)層與被保護(hù)層層間垂距的3倍，并不得小于100m。

2.預(yù)抽煤層瓦斯防突措施（1）預(yù)抽煤層瓦斯：利用專(zhuān)門(mén)的巷道系統(tǒng)將瓦斯抽排至地面或井下回風(fēng)巷道的安全地點(diǎn)，從而達(dá)到減少礦井瓦斯涌出量，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。（2）預(yù)抽煤層瓦斯方式：地面井預(yù)抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鉆孔或穿層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽石門(mén)（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。任務(wù)2煤與瓦斯突出防治69案例：預(yù)抽煤層瓦斯防突措施鄰近層瓦斯抽放1—運(yùn)輸巷；2—回風(fēng)巷；3—回風(fēng)副巷；4—抽放鉆孔本煤層瓦斯抽放

1-煤層；2-鉆孔；3-鉆場(chǎng)；4-運(yùn)輸大巷；5-封閉墻；6-瓦斯管路70（三）區(qū)域措施效果檢驗(yàn)與驗(yàn)證

1.區(qū)域措施效果檢驗(yàn)（1）開(kāi)采保護(hù)層的保護(hù)效果檢驗(yàn)主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、頂?shù)装逦灰屏考捌渌?jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的指標(biāo)和方法，也可結(jié)合煤層的透氣性系數(shù)變化率等輔助指標(biāo)。并根據(jù)實(shí)測(cè)的最大殘余瓦斯壓力或最大殘余瓦斯含量按預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性臨界值指標(biāo)，對(duì)預(yù)計(jì)被保護(hù)區(qū)域的保護(hù)效果進(jìn)行判斷。若檢驗(yàn)結(jié)果仍為突出危險(xiǎn)區(qū)，保護(hù)效果為無(wú)效。（2）預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時(shí)，應(yīng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)或其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的指標(biāo)和方法進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。

2.區(qū)域驗(yàn)證（1）煤巷掘進(jìn)和回采工作面采用工作面預(yù)測(cè)的方法對(duì)無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證。（2）工作面每推進(jìn)10～50m（在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域或采取了預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施以及其他必要情況時(shí)宜取小值）至少進(jìn)行兩次區(qū)域驗(yàn)證；

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治71

二、局部綜合防突措施

（一）局部工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)1.突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)根據(jù)工作面預(yù)測(cè)突出鉆孔瓦斯壓力P、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2

、鉆屑量S

、綜合指標(biāo)D、K等預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性。

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的參考臨界值鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2Pa鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1（mL/g?

）鉆屑量S（kg/m）（L/m）2000.565.4鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門(mén)揭煤工作面突出危險(xiǎn)性的參考臨界值煤樣Δh2指標(biāo)臨界值(Pa)K1指標(biāo)臨界值（mL/g?

）干煤樣2000.5濕煤樣1600.472

2.鉆孔瓦斯解吸初速度q值預(yù)測(cè)（1）預(yù)測(cè)工藝流程：布置鉆孔→清理鉆孔→裝入測(cè)桿→密封鉆孔→接好流量計(jì)→讀取流量q值→記錄分析

任務(wù)2煤與瓦斯突出防治73（2）預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性判定臨界值任務(wù)2煤與瓦斯突出防治煤的揮發(fā)份Vdaf(%)5～1515～2020～30>30qm(L/min)5.04.54.04.5判斷基本原則1.任一鉆孔q值≥突出危險(xiǎn)臨界值qm

時(shí)，確定為突出危險(xiǎn)工作面。2.各預(yù)測(cè)鉆孔q值＜突出危險(xiǎn)臨界值qm

時(shí)，確定為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。但沒(méi)預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留2m的預(yù)測(cè)超前距。鉆孔瓦斯解吸初速度q