xx矿综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案

Xx矿综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案

煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，到目前为止，对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。突出是危害矿井生产、安全、效益、发展、稳定和矿工生命安全的严重自然灾害。防治突出必须坚持以人为本、源头治理、依法制突的原则，形成开采关系合理、系统环节可靠、装备安全可靠、防治措施有效，实现人、机、环境互动的安全生产大环境，从根本上消除突出危险，才能防止突出事故的发生，实现矿井本质安全生产和可持续发展。

矿井综合防突首先应对现有开拓系统、开采顺序、保护层选择、通风系统等的合理性进行论证，不满足矿井防突要求的系统应进行优化调整；防突工作要坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则，建立健全“四位一体”区域综合防突措施和局部综合防突措施。

矿井未作煤与瓦斯突出鉴定，根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局2007年10月17日下的文件：“黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”，矿区位于纳雍县，属于煤与瓦斯突出危险区域，故该矿按煤与瓦斯突出矿井设计和管理。

突出矿井应按图1的防突流程图进行操作和管理。

xx煤矿应当首先对首采M3煤层（因M3煤层未作突出危险性鉴定，因此视为突出煤层）进行区域突出危险性预测（以下简称区域预测）。首采煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。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）。

一、开拓前区域预测

开拓前区域预测：新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。

图0-1 xx煤矿防治煤与瓦斯突出基本流程

二、开拓后区域预测

开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。

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。根据各区域不同的预测结果，其防突管理原则和方式如下：

1、突出危险区

对区域预测结果为突出危险煤层或未进行区域预测的煤层，则必须采取区域防突措施，区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。

2、无突出危险区

经过开拓后区域预测划分出的无突出危险区，以及经采取区域防突措施和措施效果检验后转成的无突出危险区，即可开启工作面，开始进入石门揭煤、煤巷掘进和工作面回采的作业。但由于进行这些区域预测和效果检验时，是用少数点的数据来预测整个区域的危险性，所以在进行揭煤和采掘作业时还应采用工作面预测方法对区域预测或检验结果进行验证，即区域验证。具体做法是：在石门等揭煤工作面，应在距离煤层最小法向距离5m前采用石门揭煤工作面预测的方法进行区域验证；在煤巷掘进工作面和回采工作面，分布采用相应的工作面预测方法进行验证。当经区域验证无危险时方可进行揭煤、掘进和回采，否则还应执行局部综合防突措施。这意味着即使在无突出危险区，在用工作面预测方法预测或验证其突出危险性之前，石门揭煤工作面到突出煤层的最小法向距离不得小于5m。若确定该区域无突出时，可不按突出危险区域对待。

区域综合防突措施方案

区域综合防突措施包括下列内容：区域突出危险性预测；区域防突措施；区域措施效果检验；区域验证。

由于煤层的开采引起顶底板岩层移动，产生裂隙，使具有突出危险煤层中的瓦斯能够释放出来。此外，由于煤层开采形成采空区，煤层顶板冒落，顶部煤层随着下沉，底部煤层向上发生膨胀变形，开采层顶底板煤层中承受的地应力减小，突出危险性变弱或消失。这就是保护层开采消除突出危险的原理。因此，有条件时，优先开采保护层是消除突出危险性最有效的区域性技术措施。为了减少保护层开采时顶底板煤层中大量瓦斯涌向开采层，同时为了彻底消除突出煤层的突出危险性，必须对被保护层瓦斯进行抽放。对xx煤矿多煤层的开采的矿井，更有条件实施开采保护层，进行区域综合防治突出措施。

1、选择以开采保护层的区域性防突措施，首先应对各煤层进行突出危险性鉴定。 2、xx煤矿应对目前开采的M3煤层进行区域突出危险性预测，经区域预测后，将该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。

3、首采煤层区域预测的范围由煤矿的开拓方式、巷道布置等情况划定。 4、区域防突措施应当优先采用开采保护层。

Xx煤矿应对各煤层进行突出危险性鉴定，以便确定保护层，当确定了保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

xx煤矿是多煤层开采,具备开采保护层条件,在区域防突措施上,符合优先采用开采保护层的要求。

第一节 区域突出危险性预测

突出危险性区域预测的任务是确定新水平、新采区煤层区域的危险性。 一、区域性突出危险预测指标和方法

区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。

采用煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量作为区域预测指标时，其预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。

1、如果采用煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量进行开拓后区域预测时，还应当符合下列要求：

1）预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据； 2）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。

区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。

2、根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行： 1）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；

2）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区(如图4-1-1)；

3）在上述1）、2）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。

预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表1-1预测。

表1-1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值

瓦斯压力P（MPa） P﹤0.74 瓦斯含量W（m3/t） W﹤8 区域类别 无突出危险区 突出危险区 除上述情况以外的其他情况

二、区域预测结果技术管理

对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律，并有可靠的预测资料的，区域预测工作可由矿技术负责人组织实施；否则，应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。

突出煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。区域预测分为：新水平、新采区开拓前的区域预测和新采区开拓完成后的区域预测。

1、开拓前区域预测

新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。突出煤层的新水平、新采区经开拓前区域预测划分为无突出危险区的，则说明所在区域煤层没有突出危险或突出危险性很小。但考虑到这一结果可靠性还不够高，为确保安全，在其范围内进行石门揭煤时仍需要实施局部综合防突措施。

2、开拓后区域预测

开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。

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。根据各区域不同的预测结果，其防突管理原则和方式如下：

1）突出危险区

对区域预测结果为突出危险煤层或未进行区域预测的煤层，则必须采取区域防突措施，区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层

间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。

2）无突出危险区

经过开拓后区域预测划分出的无突出危险区，以及经采取区域防突措施和措施效果检验后转成的无突出危险区，即可开启工作面，开始进入石门揭煤、煤巷掘进和工作面回采的作业。但由于进行这些区域预测和效果检验时，是用少数点的数据来预测整个区域的危险性，所以在进行揭煤和采掘作业时还应采用工作面预测方法对区域预测或检验结果进行验证，即区域验证。具体做法是：在石门等揭煤工作面，应在距离煤层最小法向距离5m前采用石门揭煤工作面预测的方法进行区域验证；在煤巷掘进工作面和回采工作面，分布采用相应的工作面预测方法进行验证。当经区域验证无危险时方可进行揭煤、掘进和回采，否则还应执行局部综合防突措施。这意味着即使在无突出危险区，在用工作面预测方法预测或验证其突出危险性之前，石门揭煤工作面到突出煤层的最小法向距离不得小于5m。

第二节 区域防突措施

一、区域防突技术措施选择

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。

区域防突措施应当优先采用开采保护层。 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、穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

在采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，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。

根据xx煤矿的的实际情况，建议xx煤矿采取区域性防治措施，开采一水平时，应先对一水平所有煤层进行突出鉴定，确定无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层作为该区域的保护层开采，同时要布置瓦斯抽放巷抽放被保护层的卸压瓦斯；开采二水平时，

应先对二水平的所有煤层进行突出鉴定，确定无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层作为该区域的保护层开采，同时要布置瓦斯抽放巷抽放被保护层的卸压瓦斯，通过对煤层瓦斯参数的测定，确定区域性防突措施的效果。

根据该矿实际，采用开采保护层和预抽卸压煤层瓦斯作为区域性防突措施： 二、开采保护层 1、保护层的性质

开采保护层是各国普遍采用的、最简单、最有效、最经济的区域性防突措施。一般是在突出矿井的煤层群中首先开采非突出危险煤层或突出危险性相对较小的煤层。开采保护层后，对有突出危险的煤层产生保护作用，使之消除或减少突出危险性，达到防止煤与瓦斯突出的目的。保护层消突原理见图4-2-1。

应力降低、煤层卸压激发突出的作用减少透气性增加瓦斯压力梯度降低消除（或降低）煤与瓦斯突出危险瓦斯排放发展突出的瓦斯作用减少煤体强度增高煤体抵抗破坏能力增加图2-1 开采保护层消突原理图

根据保护层的位置不同，可分为上保护层和下保护层。位于被保护层上部的叫上保护层，反之叫下保护层。

2、保护层的选择

Xx煤矿可采煤层5层，自上而下分别为为M3、M4、M16、M31、M34煤层。煤层厚度、间距、围岩性质见第一章可采煤层特征表。对于一采区开采，必须先进行突出危险性鉴定，现首采M3煤层作M4煤层上保护层。M3煤层开采后，对下部M4煤层为上保护层，M3和M4层间距为11.36m，对下部M4煤层可以起到保护作用。

由于M3煤层未作突出鉴定，因此在采掘作业前，应采取预抽瓦斯的措施消突，待抽采效果达标后方可在M3煤层进行采掘活动。

首采M3煤层作M4煤层上保护层的设计论证。M3煤层稳定，全区可采，下距M4

煤层11.36m。所以首采M3煤层符合矿井正常的开采顺序（从上往下），故选择M3煤层作M4煤层的上保护层开采是合适的。在开采M3煤层时，由于M4煤层距离保护层M3煤层较近，在矿井开采保护层时需同时抽放被保护层M4煤层的瓦斯，必须采取措施严防被保护层初期卸压的瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层。

3、保护层的作用范围

1） 保护层与被保护层之间的有效垂距

开采保护层后，开采层周围的岩层和煤层向采空区方向移动、变形，根据卸压程度的大小，在垂直保护层层面方向可划分为三个带：①岩石混乱移动带（冒落带）；②岩石完整性破坏移动带；③岩层弯曲带（弹塑性变形带）。因此，保护层的有效层间垂距，在不配合人工抽放瓦斯时，实际上就是第Ⅲ带的边界到保护层的层间垂距，在抽放瓦斯时，有效层间垂距可扩大。

按经验，在一定的地质条件和开采条件下，保护层的作用效果随层间距加大而减小，达到某一临界距离后，保护作用基本消失。保护层的有效层间垂距应根据矿井实测资料确定，对暂无实测资料的矿井可参照下表2-1确定。

表2-1 保护层与被保护层之间的有效垂距

煤层类型 上保护层 急倾斜煤层 缓倾斜和倾斜煤层 ＜60 ＜50 最大有效垂距/m 下保护层 ＜80 ＜100 选定的M3煤层上保护层与被保护层M4煤层间的垂距平均为11.36m，小于50m的规定，完全可以满足有效垂距要求。

2） 沿走向的保护范围

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的保护范围可暂按卸压角56°--60°划定，沿走向保护范围如图4-2-2、4-2-3所示。按该方法确定的保护范围需按实际情况进行检验，当与观测结果不符合时应进行修改。

计算的保护范围和煤柱影响范围，据开采煤层推进度按下图方案计算，见图4-2-2、4-2-3，卸压角暂按56°划定。

始采线终采线保护层56°未保护范围被保护范围未保护范围56°被保护层图 4-2-2 沿走向保护范围保护层56煤柱°°5656°未保护范围保护范围未保护范围保护范围未保护范围被保护层图 4-2-3 沿走向留煤柱影响范围

3） 沿倾斜的保护范围

保护层沿倾斜方向的保护范围可按卸压角来划定，确定方法见图4-2-4。卸压角应依据实地观测资料确定，由于缺少实测资料，这里依据《防突规定》规定：按煤层倾角18度，选取下卸压角为75度，上卸压角为75度，按回采工作面布置的倾斜长度计算，确定煤层被保护范围。在生产中需充分对未保护范围内的采掘生产防突出工作，作业中补充防治突出具体措施。图4-2-4 保护层开采后，被保护层沿倾向范围

上开采线 （回风巷）保护层δ4°下开采线（运输巷1）未保护范围被保护层75°δ32未保护范围被保护范围图 4-2-4 被保护层沿倾向保护范围18°

4） 保护层回采工作面超前被保护层掘进工作面的距离

为了保证被保护层掘进工作面的安全，保护层回采工作面必须超前被保护层的掘进工作面。根据《防突规定》，其最小超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的三倍，并不得小于100m。根据xx煤矿实际，其最小超前距应不得小于100m。

4、抽放被保护层的卸压瓦斯

开采保护层后，为了提高被保护层的卸压效果，同时防止被保护层的瓦斯大量涌入

开采层，应抽放被保护层的瓦斯。特别是M3煤层开采后，其下部煤层M4煤层和下面的不可采煤层的卸压瓦斯将不同程度地涌入M3煤层工作面，将可能造成M3煤层工作面瓦斯超限，所以，针对xx煤矿开采M3煤层作为保护层的实际，必须抽放下部被保护层的卸压瓦斯。

需要说明的是：本煤矿属缓斜煤层开采，同一区段的上保护层开采后，被保护层部分区段未在卸压范围内，因此，这些未卸压区段应按突出危险区进行管理。

从xx煤矿开拓方式特点，是多煤层通过石门集中布置，联合布置开采，根据M3和M4煤层二层煤层间距较小，因此为了解决这二层煤掘进工作面突出危险，可作M4煤层底板抽放巷道（距M4煤层底板垂距15m）作为穿层瓦斯抽放巷，抽放巷道内布置钻孔，可同时抽放M3和M4煤层预掘巷道条带范围瓦斯，解决掘进防突出问题。煤层瓦斯含量降低到8m3/t以下。

钻场布置：在巷道一侧每隔30m左右施工一个钻场，钻场的规格为长×宽×高=4×3×1.8m，采用锚喷支护。

钻孔布置：在每一个钻场内布置12个穿层抽放钻孔，钻孔深度以打穿煤层为准，钻场布置上、中、下四排，每排分左、中、右均为3个钻孔，共12个钻孔，钻孔布置示意图见下图4-2-5。

矿技术负责人必须根据该矿各煤层赋存情况及预测情况，对钻孔数量及布置方式进行调整。

底板抽放巷的作用有三个：一是区域性预测，二是区域措施效果检验，三是预抽煤层瓦斯和抽放卸压煤层（M4煤层）瓦斯。

控制突出煤层底板穿层钻孔布置示意图4-2-5

A>突出煤层15m>15m中中（7、8、上（（1、4、2、5、9号孔）6号3号孔）孔）下（10、11、12号孔）A底板抽放巷道30m钻场上部抽放钻孔左中10m右10m10m左10m中右10mA－A剖面图

穿层岩孔封孔长度不小于5m，如下图4-2-6：

钻孔聚胺脂封孔段0.5m0.4m0.5m套管（2吋）5m挡板6m

5、开采保护层需要注意的几个问题 1）被保护层巷道布置原则

被保护层的巷道布置及井巷揭穿被保护煤层时，应充分利用保护层的保护范围。 2）保护层的有效范围及有关参数的确定

由于保护层的有效范围目前没有实测资料，本设计暂按《防突规定》的有关参考值并结合相似开采条件矿井的突出资料加以确定。

突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

3）保护层回采工作面超前被保护层掘进工作面的距离

为了保证被保护层掘进工作面的安全，保护层回采工作面必须超前被保护层的掘进工作面。根据考察，被保护层的最大膨胀变形是煤层充分卸压的标志，因此，采用最大膨胀变形沿走向的分布来确定保护层回采工作面超前被保护层掘进工作面的最小距离。根据《防突规定》第四十七条第三项，正在开采的保护层工作面超前于被保护层掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m。

xx煤矿选定的M3煤层上保护层与被保护层M4煤层间的平均垂距为11.36m，则回采M3煤层工作面应超前M4煤层掘进工作面100m以上。

4）煤柱影响带的确定

在保护层采空区内不留煤（岩）柱是开采突出危险煤层的主要要求之一，因为在煤柱影响带内，会引起应力集中，反而增大煤与瓦斯突出危险性。

根据有关矿井观察表明：①煤柱的影响可传播到垂距100m以外的突出危险煤层；②宽度较小（3～5m）的煤柱在回采过程中会被压碎，可以不考虑其影响；③当煤柱宽度大于支撑应力带的1/10时便会形成应力集中带。

在开采保护层时，采用区内不得留有煤（岩）柱。特殊情况需留设煤（岩）柱时，应经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，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应当标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。

当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。

5）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层。

6）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯； 三、预抽首采煤层瓦斯 1．预抽方案

M3煤层作为保护层先行开采，由于未作煤与瓦斯突出危险性鉴定，应视为具有煤与瓦斯突出危险性，在无其它保护层开采的情况下必须对M3煤层采取预抽煤层瓦斯的区域综合防突措施。其抽放方法根据煤层赋存情况可同时采用以下两种方案：

（1）设底板瓦斯专用抽采巷对M3煤层预掘巷道条带范围进行穿层预抽；

（2）本煤层顺层钻孔预抽M3煤层回采区域瓦斯。

方案一：底板瓦斯专用抽采巷对M3煤层预掘巷道条带范围进行穿层预抽 从xx煤矿开拓方式特点，是多煤层通过石门集中布置，联合布置开采，根据M3和M4煤层二层煤层间距较小，因此为了解决这二层煤掘进工作面突出危险，可作M4煤层底板抽放巷道（距M4煤层底板垂距15m）作为穿层瓦斯抽放巷，抽放巷道内布置钻孔，可抽放M3煤层预掘巷道条带范围瓦斯，解决掘进防突出问题，使煤层瓦斯含量降低到8m3/t以下。穿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掘进巷道两侧轮廓线外至少各15m，钻孔控制范围均为沿层面的距离；经抽放并经效果检验无煤与瓦斯突出危险后，进行采面运输巷及回风巷的掘进。

钻场布置：在巷道一侧每隔30m左右施工一个钻场，钻场的规格为长×宽×高=4×3×1.8m，采用锚喷支护。

钻孔布置：在每一个钻场内布置12个穿层抽放钻孔，钻孔深度以打穿煤层为准，钻场布置上、中、下四排，每排分左、中、右均为3个钻孔，共12个钻孔，钻孔布置示意图见下图4-2-8。

矿技术负责人必须根据该矿各煤层赋存情况及预测情况，对钻孔数量及布置方式进行调整。

控制突出煤层底板穿层钻孔布置示意图4-2-7

A5m>1>1突出煤层5m中中（7、8、上（（1、4、2、5、9号孔）6号3号孔）孔）下（10、11、12号孔）A底板抽放巷道30m钻场上部抽放钻孔左中10m右10m10m左10m中右10mA－A剖面图 方案二：本煤层顺层钻孔预抽M3煤层预抽回采区域瓦斯

通过采用底板瓦斯专用抽采巷对M3煤层预掘巷道条带范围瓦斯进行穿层预抽，达到预抽效果后，在掘进1301采面运输巷时，同时在1301运输巷布置顺层钻孔，采用本煤层顺层钻孔预抽M3煤层预抽回采区域煤层瓦斯。自1301运输巷向1301回风巷方向在煤层中打顺层钻孔，孔长大于105m，每隔5m布置顺层抽放钻孔一个，顺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。经抽放并经效果检验无煤与瓦斯突出危险后，进行采煤工作面的回采作业，见图4-2-8。

采面回风巷s工作面长度L=120m钻孔长度L=105m15m采面运输巷5m采面开切眼

本煤层顺层钻孔预抽M3煤层预抽回采区域瓦斯图4-2-8

2、预抽参数的确定

1）钻孔直径：理论上钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。但钻孔的直径应根据打钻技术、抽放瓦斯量和抽放半径等因素综合考虑，一般选用65mm～110mm，有条件时可用大直径钻孔，根据xx煤矿具体情况，建议采用直径75m/m的钻孔。

2）钻孔长度：实践证明，钻孔的抽放瓦斯量随着钻孔长度（揭露煤的长度）的增大而增加，因此，应尽可能打长钻孔。在购买大功率钻机后，尽可能在一条巷道施工的抽采钻孔一次性打穿全工作面。

3）封孔：封孔的好坏直接影响抽放效果和矿井抽放浓度，因此，必须引起高度重视。根据煤层或岩层、巷道支护的实际情况，上向孔可采用聚氨酯（马林散等膨胀性材料）。煤层封孔深至少8m，岩层封孔深至少5m，封孔管直径为50mm。

煤层钻孔封孔长度不小于8m，建议采用聚胺脂封孔，如下图4-2-9：

钻孔聚胺脂封孔段0.5m0.4m0.5m套管（2吋）8m挡板9m

穿层岩孔封孔长度不小于5m，如下图4-2-10：

钻孔聚胺脂封孔段0.5m0.4m0.5m套管（2吋）5m挡板6m

4）计量与其它

原则上抽放巷内每个钻场、本层预抽孔每组应有计量装置和控制闸门，计量装置为孔板或皮托管、均速管等。

干管和主管必须有计量装置和自动放水装置。

第三节 区域措施效果检验

一、开采保护层效果检验

开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验（应符合《防突规定》第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。

xx煤矿把M3煤层作为保护层先行开采，其对被保护层的保护效果应进行效果检验。 当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应根据实施区域内现场实测的最大值来对预计被保护区域的保护效果进行判断。所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4-1-1判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。

当采用顶底板位移量检验时，如果根据顶底板位移量计算出煤层的最大膨胀变形量大于煤层厚度的3‰，则说明开采保护层确实对被保护层起到了卸压保护效果，但如果

最大膨胀变形量小于或等于3‰，则说明卸压保护效果较小或不足，应判定为该区域仍有突出危险。

突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于3‰，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。

保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。 二、预抽煤层瓦斯效果检验

xx煤矿以首采M3煤层作为保护层开采；上保护层M3煤层如经鉴定具有煤与瓦斯突出危险性或未鉴定按具有煤与瓦斯突出危险性进行管理时，在无其它保护层可采的情况下，应对其先采用预抽煤层瓦斯区域防突措施。经过一段时间抽放后，是否达到消除突出危险的目的，需要进行效果检验。

1、效果检验指标

采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验（应符合《防突规定》第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法进行措施效果检验。

对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。

各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4-3-1中所列的指标临界值预测突出危险性。

表4-3-1 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

煤样 干煤样 湿煤样 2、指标应用要求

Δh2指标临界值(Pa) 200 160 K1指标临界值（mL/g?min） 0.5 0.4 12在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突

措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。

3、效检点的布置方式和要求

对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。

采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：

1）对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔30～50m，至少沿工作面方向布置2个检验测试点。

当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时，按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验；

2）对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；

3）对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，至少布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围；见下图4-3-1

煤层1号孔大 巷道于检验孔、、4号孔2341、石门上部检验孔 2、 4 石门两侧检验孔 3、石门中部检验孔图4-3-1 石门揭煤工作面防治突出检验钻孔布置示意图

4）对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔20～30m至少布置1个检验测试点，且每个检验区域不得少于3个检验测试点；

5）各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。

6）采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：

（1）当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标；

（2）若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。

4、效检结果划分

对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察（应符合《防突规定》第四十二条要求的程序）确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防

突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于表4的临界值则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。

但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区。

第四节 区域验证

一、区域验证的方法和要求

在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证，应当采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。

在煤巷掘进工作面和回采工作面采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法或其他经试验证实有效的方法对无突出危险区进行区域验证时，应当按照下列要求进行：

1、在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；

2、工作面每推进10～50m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；

3、在构造破坏带连续进行区域验证；

4、在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。

因此，xx煤矿在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证时，应当选用综合指标法或钻屑瓦斯解吸指标法进行。

在煤巷掘进工作面和回采工作面对无突出危险区进行区域验证时，应当采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法或其他经试验证实有效的方法进行验证。验证方法为：沿采煤工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，深度5～10m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。同时还应按下列要求进行：

1）在采掘工作面由石门或者另一个区域进入某个区域时，在进行第一个循环的采、掘作业前必须进行首次区域验证。在首次区域验证并保留工作面预测超前距进行采、掘作业后，还要进行第二次区域验证，即连续进行至少两次区域验证。这在首次进入该区

域对其瓦斯、突出危险性等情况都没有实际认识的情况下，尽快掌握煤层瓦斯状况、确保安全是必要的。

2）在进入该区域后，工作面每推进10～50m都要进行至少2次区域验证，但这2次可不必连续进行，而且只要每次验证都没有突出危险，则说明在一定范围内的煤层都没有突出危险，也不必保留预测超前距。至于区域验证的10～50m的间隔，宜在不同情况下取不同的数值。在地质构造简单的区域，在受到保护层有效保护的区域，可间隔大一些。而在地质构造复杂区域，或经实施预抽煤层瓦斯区域防突措施并经效果检验为无危险区的，则应适当减小区域验证的间隔。

3）在工作面进入地质构造破坏带后，应连续进行区域验证，直到离开破坏带为止。即在构造破坏带内每次验证后都要在保留足够的预测超前距的条件下进行采、掘作业，然后再次实施区域验证。

4）为了能够对煤巷掘进工作面前方煤层的结构等情况提前有所了解，应在煤巷掘进工作面至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔，或者进行物探。这样不仅能了解前方地质构造情况，而且通过观察钻孔的喷孔等情况，也能大致了解煤层的突出危险性。

二、区域验证结果的处理

当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。

只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

局部综合防突措施

采取区域综合防突措施后，经区域验证结果为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

局部综合防突措施包括以下内容：工作面突出危险性预测；工作面防突措施；工作面措施效果检验；安全防护措施。

第一节 掘进工作面局部综合防突措施方案

一、突出危险性预测 1、预测指标和方法

根据《防突规定》第七十四条：可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：钻屑指标法；复合指标法；R值指标法；其他经试验证实有效的方法。

根据xx煤矿目前开采煤层测定的瓦斯基本参数和煤层赋存情况以及预测方法的熟练程度，建议煤巷掘进工作面的突出预测方法采用钻屑指标法。其突出预测指标为钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量S。

每个钻孔在钻进过程中，从第2m孔段（含2m）开始，每1m测定一次钻粉量，每2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，根据工作面钻孔的最大钻粉量S和最K1值预测工作面突出危险性。测定结果可按表5-1-1填写。

表5－1－1 xx煤矿突出危险性预测（效果检验）单

巷道名： 位置： 时间： 次数

突出预兆、措施执行情况(详细的喷孔、夹钻等动力现象位置)： 钻孔编考察指标 号 1 S(kg/m) K1值mL/g.min1/2) S(kg/m) K1值mL/g.min1/2) 3 S(kg/m) K1值mL/g.min1/2) 工作面突出危险性分析： 2 预测钻孔布置及断面结构示意图、措施示意图、 检验孔布置： 1 2 3 钻 孔 深 4 5 度（m） 6 7 8 9 10 预测人员： 防突负责人： 允许进尺（m）： 防突负责人意见： 矿总工程师： 矿总工程师： 2、预测钻孔布置

xx煤矿可采用目前较为方便可行的钻屑指标法，由于是缓倾斜煤层，根据《防突规定》，预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应向前方煤体至少施工3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。

预测钻孔布置见图5-1-1。

A3号钻孔1号1号钻孔3号2号A-A2号钻孔A

图5-1-1 近水平或缓倾斜煤层钻屑瓦斯解析指标法预测

3、预测临界值

xx煤矿尚未考察煤层钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量S的临界值，因此，在未实际考察出临界值的情况下，建议采用《防突规定》推荐的临界值进行突出危险性预报，待在今后的防突实践中考察确定出符合矿井实际临界值后再使用。目前，采用钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量指标S时，其临界值参照《防突规定》见表5-1-2。

表5-1-2 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 Pa 200 4、突出危险性预报 钻屑瓦斯解吸指标K1 （mL/g?min） 0.5 12钻屑量 S （kg/m） 6 （L/m） 5.4 当工作面任意一个预测钻孔、任意一项指标、任意一次测定结果大于（或等于）其临界值，该工作面判定为突出危险工作面。

但工作面突出危险性预测不仅仅依靠预测指标一种方法，而应采用综合判断方法。

当掘进工作面出现下列情况之一者，应视为突出危险工作面：

1）工作面处于地质构造带，包括断层、褶曲等、火成岩侵入等；

2）煤层赋存条件发生急剧变化的区域，如煤层厚度、走向、倾角出现急剧变化等； 3）采掘应力叠加的区域；

4）在打钻过程中出现喷孔、顶钻等动力现象； 5）工作面出现明显突出预兆。

如判定为具有突出危险性的，必须采取防突措施，防突措施必须经过防突效果检验，检验不超标，方可继续掘进，否则继续采取补充防突措施，直到指标降至临界值以下。

每次预测（或效果检验）后，必须填写突出危险性预测（检验）报告单（并附有打印资料），待有关人员审查、签字后，分别交有关部门执行和存档。

预测为无突出危险工作面，在采取安全防护措施的前提下掘进，允许掘进距离为以最短预测钻孔在巷道掘进方向上的投影长度减去2m为准，见图5-1-2。掘进到位后，再进行突出危险性预测。

Ⅱ2～4m进尺截止位置0.5m掘进工作面Ⅰ二、防突措施

根据xx煤矿的实际情况和具体装备条件，有突出危险的煤巷掘进工作面应当优先选用超前钻孔（包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔）防突措施。如果采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松或其他工作面防突措施时，必须经试验考察确认防突效果有效后方可使用。前探支架措施应当配合其他措施一起使用。

矿技术负责人应根据煤巷掘进工作面实际预测情况及煤层赋存情况具体确定预抽钻孔或超前排放钻孔的布置。

1、掘进工作面超前钻孔用于预测效果检验超标、预抽钻孔未控制的局部地点。采用超前钻孔作为防治突出的措施时，应符合下列要求：

1）超前钻孔适用于煤层透气性好、煤质较硬的突出煤层。

0.5m≥2m图5-1-2 走向煤巷掘进工作面预测不超标时允许进尺平面示意图

2）超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42～75mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m，若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；

3）钻孔在控制范围内应均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。 4）预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；钻孔的有效抽放或排放半径必须经实测确定。

5）煤层赋存状态发生变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数。 6）必须对超前钻孔进行效果检验，如果经检验措施无效，必须补打钻孔或采取其他补充措施。

7）超前钻孔施工前应加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面。

8）超前钻孔直径是确定影响超前钻孔效果的主要因素，钻孔直径愈大，排放和卸压效果愈好。根据《防突规定》第八十九条规定，钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；根据xx煤矿煤层赋存情况，采用超前排放钻孔时，为了提高瓦斯排放效果和减少排放时间，建议采用Φ75mm直径的排放钻孔，排放时间为不小于8h，排放半径不超过1.0m。

2、超前排放钻孔

煤巷掘进工作面可以优先选用超前排放瓦斯钻孔防突措施。

目前矿方无实测资料，建议选用超前钻孔法时，最初可选用不低于75mm的超前排放钻孔二排共22个。但应由矿技术负责人根据煤层赋存情况具体确定，但应长短结合、均匀布孔，不留死角。

超前排放钻孔孔底布置顶视图见下图5-1-4

3、煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求： 1）巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：巷道左右两侧均为5m；

xx煤矿掘进工作面宽度为4.2m，高度为2.0m，巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围为：宽度14.2m，如孔底布置图。

掘进工作面10m10m≥５ｍ钻孔孔底布置图（顶视图） 2）钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；

3）钻孔直径应当根据煤层赋存条地质构造和瓦斯情况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；

4）煤层赋存状态发生变化时，及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数； 施工完所有排放钻孔后，应排放不少于8h（今后应进行考察确定）后，再进行措施效果检验，当检验指标超标时，措施无效，必须采取防止突出的补充措施，直到效果检验指标降到临界值以下或无异常情况为准。

三、防突措施效果检验

煤巷掘进工作面执行防突措施后，应当选择上述钻屑瓦斯解析指标法进行措施效果检验。

当采取了超前排放钻孔防突措施，经过一段时间的排放后,必须进行措施效果检验，其检验方法、临界指标与其突出危险性预测基本一致。工作面的检验孔深应小于或等于措施孔深，并应布置在措施孔之间，检验孔应当不少于3个。若检验值均不超过指标临界值，则认为措施有效，反之，认为措施无效。当措施无效时，无论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防突的补充措施，并经措施效果检验有效后，方可在采取安全防护

措施的前提下进行作业。

当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施钻孔向巷道掘进方向的投影长度（简称投影孔深）相等，则可在留足防突措施5m超前距并采取安全防护措施的条件下掘进。当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时，则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有至少2m检验孔投影孔深超前距的条件下，采取安全防护措施后实施掘进作业。参见图5-1-5。

≥5m措施钻孔掘进巷道检验钻孔允许进尺位置≥2m

图5-1-5 措施效果检验后允许进尺距离示意

检验指标和临界值与预测时相同。

若一轮排放孔打后，检验孔达不到预定深度时，可分次进行检验，但超前距必须符合以上规定。

掘进工作面措施效果检验孔，应布置在措施孔之间，不能与措施孔交叉及重叠， 不然所测定的数据不能真实反映煤体前方的情况。

第二节 石门（井巷）揭煤工作面综合防突措施方案

石门（井巷）揭穿突出煤层时发生的突出是各类井下巷道中突出强度最大的一种。其特点是石门和井巷工作面前方的煤体因岩柱的隔离和阻挡，一般处于未卸压和未排放瓦斯状态中，而且揭煤巷道的断面远比煤巷大得多。由于石门和井巷工作面的防突工作难度较大，所需的时间和工作量也较多，因此，《防突规定》对石门揭煤做出了较为详细的规定。

矿技术负责人应根据石门揭煤工作面实际预测情况及煤层赋存情况具体确定预抽钻孔或超前排放钻孔的布置。

一、石门揭煤的一般程序

1、石门（含井巷，以下同）揭煤的一般顺序

石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计，报煤矿企业技术负责人批准。

揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工，并按照下列作业程序进行： 1）探明揭煤工作面和煤层的相对位置；

2）在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）； 3）工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施； 4）实施工作面措施效果检验；

5）掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；

6）采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层； 7）在岩石巷道与煤层连接处加强支护。 2、石门揭煤设计的主要内容

石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计至少应当包括下列主要内容： 1）石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况； 2）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；

3）控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案；

4）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布置等；

5）工作面防突措施；

6）安全防护措施及组织管理措施； 7）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。 3、石门揭穿突出煤层的具体要求

1）石门揭穿突出煤层前，必须打钻控制煤层层位，测定煤层瓦斯压力或预测石门工作面的突出危险性。后两项工作可与控制煤层层位的前探钻孔共用。

2）在石门工作面掘至距煤层10m（垂距）之前，至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板岩石不小于0.5m的前探钻孔，并详细记录岩芯资料，见图5-3-1。

A110（m 前探）0.5m岩（进层）30.5m岩（进层）2A12AA1、2-控制煤层层位钻孔；3-突出危险煤层；图5-3-1 控 制 突 出 煤 的 层 前 探 钻 孔 布 置 示 意 图

在地质构造复杂、岩石破碎的区域，石门工作面掘至煤层20m（垂距）之前，必须在石门轮廓线外5m范围内布置一定数量的前探钻孔，以保证确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等。

3）穿层钻孔预抽石门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。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；

4）对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验（至少布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围），措施有效时，继续掘进；如措施无效时，则继续执行区域防突措施。

5）石门工作面距煤层最小法向距离5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）以外进行工作面突出危险性预测，预测指标选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实有效的方法进行。

6）为防止误穿煤层，在石门揭煤工作面距煤层最小法向距离小于10m（地质构造破坏带小于20m）时，必须边掘边探，确保最小法向距离不小于5m。

7）石门掘进工作面与煤层之间必须保持一定厚度的岩柱，岩柱的尺寸应根据防治突出的措施要求、岩石的性质、煤层倾角等确定。采用抽放瓦斯和排放钻孔措施时，其岩柱厚度为5m。采用金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时，还应适当加大距离。

8）在地质构造破坏带应尽量不布置石门。如果条件许可，石门应布置在被保护区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道。

石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时，该巷道应超过石门贯通位置5m以上，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在放炮时不得有人。

9）在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，必须采取或补充工作面防突措施，直到经措施效果检验为无突出危险工作面。

采用远距离爆破揭开突出煤层时，要求石门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层2m，其他煤层1.5m。要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是：急倾斜煤层1.5m，其他煤层2m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离。

当石门揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时，可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。 10）石门揭煤防治突出措施可采用预抽煤层瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架煤体固化或其他经试验证明有效的措施，在实施防治突出措施时，都必须进行实际考察，得出符合本矿井实际的有关参数。对一次性放炮未揭穿煤层，则掘进剩余部分时，也应采取防突措施。

石门揭煤是防突工作的重点与难点，矿井必须按图5-3-2所示揭煤过程开展防突工作，其中石门工作面煤层层位控制及突出危险性预测、效检是石门揭煤的重要环节。

二、石门工作面突出危险预测

石门揭煤工作面的突出危险性预测应当选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。针对xx煤矿的实际情况，建议主要采用钻屑瓦斯解吸指标法。

在石门工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应停止掘进，首先施工2个以上的穿透煤层全厚且进入顶（底）板0.5m以上的前探钻孔，控制煤层产状变化及位置（在地质构造复杂、岩石破碎的区域，石门工作面掘至煤层20m（垂距）之前，必须在石门轮廓线外5m范围内布置一定数量的前探钻孔，以保证确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等）；在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m（在构造破坏带应适当加大距离）以前应当实施揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。根据xx煤矿情

况，钻孔直径选用75mm，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，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15m的煤孔最小超前距，经区域措施效检有效后，采用边掘边探的方式掘进至距煤层最小法向距离不小于5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）时（掘进期间应进行区域验证），进行工作面突出危险性预测，预测指标选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实有效的方法进行。xx煤矿石门揭煤突出危险性预测钻孔布置示意图见图5-3-2。预测结果按表5-3-1填写。

瓦斯地质分析前探钻孔探煤（距煤层法线距离大于10m）预抽煤层瓦斯区域防突措施（距煤层法线距离大于7m）区域措施效果检验有效正常爆破掘进至距煤层法线距离大于5m处无效无突出危险突出危险性预测有突出危险实施防突措施无效防突措施效果检验补充防突措施有效边掘边探至揭煤前最小岩柱1.5m处边掘边探至揭煤前最小岩柱1.5m处无效危险性验证无效危险性验证补充防突措施有效补充防突措施有效安全防护措施安全防护措施远距离放炮揭开或穿过煤层远距离放炮揭开或穿过煤层加强支护无突出危险突出危险性检验有突出危险实施防突措施防突措施效果检验有效无效补充防突措施安全防护措施远距离放炮进入煤层顶（底）板

图5-3-2 石门揭煤流程图

如预测为突出危险工作面时应采取预抽煤层瓦斯、排放钻孔等局部防突措施，钻孔直径75～120mm（xx煤矿选用75mm），控制范围为：石门两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。

1m突出危险煤层≥105≥AB1.5m≥5m3、472BA6512326AABB74 1，2--控制煤层层位钻孔；3～7--煤层瓦斯突出危险性预测钻孔

图5-3-3 从煤层底板揭煤控制突出的前探钻孔布置示意图 表5-3-1 xx煤矿石门揭煤突出危险性预测（检验）记录表

石门 名称 钻孔 编号 预测（检验）结论 钻孔深度(m) 煤层 编号 测定 日期 年 月 日 备 注 预测（检验）指标 预测人员 总工程师批示 通风科（区） 地测科长 长 三、石门揭煤防突措施 xx煤矿石门揭穿突出煤层要以预抽煤层瓦斯区域综合防突措施为主要的防突措施，局部预抽瓦斯、排放钻孔等局部防突措施为补充的原则。措施可参照如下进行。

1）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）。

2）钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井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。见图5-3-3所示。

3）预抽钻孔孔径要求Φ75mm，钻孔的孔底间距应根据矿井的实际情况确定，根据该矿煤层厚度、赋存变化情况，矿总工程师必须确定石门揭煤工作面排（抽）放孔数量和钻孔的孔底间距，一般排放钻孔的孔底间距不大于1.5m，抽放钻孔的孔底间距不大于3m。

4）钻孔施工前必须对石门穿层预抽煤层瓦斯钻孔进行专门设计，设计应包括钻孔布置平面图、剖面图、开孔位置图、钻孔设计参数表、施工要求等。竣工后，对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。

5）区域防突措施效果检验有效时，石门揭煤工作面边掘边探掘进至距煤层最小法向距离5m时（掘进期间应进行区域验证），进行工作面突出危险性预测，如有突出危险性，则必须采取预抽瓦斯、排放钻孔等局部防突措施。

根据实际考察情况确定排（抽）放孔布置，见下图5-3-4。

A11~899~161717~2410182634425023111927354351412202836445132129P37456142230384654715233139475581624324048565m2525~32P33~4041~48334149~5649石 门5253A-A煤层底板A煤层顶板图5-3-4 石门（底板）揭煤排放（抽放）钻孔布置图排放钻孔布置： 1--56号孔 P-测压钻孔抽放钻孔布置：1、3、5、7、17、19、21、23、33、35、37、39、49、51、53、55号孔

6）局部防突措施钻孔控制范围：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。 7）钻孔施工前必须对预抽煤层瓦斯钻孔或排放钻孔进行专门设计，设计应包括钻孔布置平面图、剖面图、开孔位置图、钻孔设计参数表、施工要求等。竣工后应验收并认真绘制钻孔竣工图，如果与设计参数有较大误差时，应进行补孔。

8）必须保证有足够的预抽时间或排放时间，当工作面措施效果检验为无突出危险工作面时，在采取安全防护措施的情况下，边掘边探掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。

9）根据《防突规定》要求，每次石门揭煤前应进行专项防突设计，设计内容至少应当包括几个方面：

（1）石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况； （2）建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；

（3）控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施，测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案；控制煤层层位、测定煤层瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性的前探钻孔；后两项工作可与控制煤层层位的前探钻孔共用。前探钻孔、测压钻孔、安全岩柱厚度布置方式见下图5-3-5。

m （前探）6测压）10（5m2A12AAB12341.15m（B岩A柱3）4'5BB1、2-控制煤层层位钻孔；3、4、5-测定煤层瓦斯压力钻孔；6-突出危险煤层；图5-3-5 控 制 突 出 煤 的 层 前 探 钻 孔 布 置 示 意 图

（4）揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标，预测及检验钻孔布置等；

（5）工作面防突措施；

（6）安全防护措施及组织管理措施； （7）加强过煤层段巷道的支护及其他措施。 四、石门揭煤工作面防突措施效果检验 1、区域措施效果检验

石门揭煤区域防突措施执行后，可采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量进行区域措施效果检验，但必须依据实际的直接测定值。

对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。采用钻屑瓦斯解吸指标法进行石门揭煤区域措施

效果检验时，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。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4-3-1中所列的指标临界值进行判定。

检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。

2、局部防突措施效果检验

对石门和其他揭煤工作面进行防突措施效果检验时，应当选择钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法，但所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得少于5个，分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。

石门揭煤工作面防治突出措施效果检验钻孔布置示意图5-3-6。

1煤层号孔大23546m 巷道于、号孔号孔3m号孔1、石门上方检测孔 2、石门中间检测孔 3、4石门两侧检测孔 5下部检测孔图 5-3-6 石门揭煤工作面措施效果检验钻孔布置示意图

如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效。

第三节 矿井安全防护措施

为了防止因预测失误，措施失效，检验失误或者发生延期突出等而导致发生人身伤亡事故，在突出煤层采掘活动中均要采取安全防护措施。安全防护措施包括远距离放炮、避难所、压风自救系统、反向风门和隔离式（压缩氧和化学氧）自救器等。

一、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。见下图5-4-1反向风门和内墙垛铁风筒防逆风装置平面图。

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。

1—木质带铁皮的风门；2—砖墙；3—铁风筒；4—胶皮风筒；5—防止瓦斯逆流铁板；

6—防止瓦斯逆流铁板立轴；7—定位圈；8—局部通风机；B1—正常通风时防止瓦斯逆流铁板位置；B2—突然逆风时防止瓦斯逆流铁板位置。

图5-4-1 反向风门和内墙垛铁风筒防逆风装置平面图

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，反向风门必须关闭。

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。反向风门安装布置如图5-4-2。

图5-4-2 反向风门安装布置示意图

二、金属挡栏

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。

金属挡栏如图5-4-3所示。木垛挡栏如图5-4-4所示。挡栏距工作面的距离，可根据预计的突出强度在设计中确定；

图5-4-3 金属挡栏示意图

1一突出危险煤层；2掘进工作面；3一石门；4一框架 5一金属网；6一斜撑木支柱

l一突出危险煤层；2--掘进工作面；3一石门；4一木垛。 三、避难所及压风自救装置

1、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：

1）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；

2）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；

3）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。 2、突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置，但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。

工作面避难所应当设在采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。根据具体条 件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应当能够满足工作面最多

作业人数时的避难要求，其他要求与采区避难所相同。压风自救装置如下示意图5-4-5。

3、压风自救系统应当达到下列要求：

1）按规定在地面安设空气压缩机2台，管路安设到所有采掘工作地点及其它安全设计规定的地点。

2）压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上； 3）在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置：距采掘工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加设置；

4）每组压风自救装置应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。

四、远距离爆破

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。

在矿井尚未构成全风压通风的建井初期，在石门揭穿有突出危险煤层的全部作业过程中，与此石门有关的其他工作面必须停止工作。在实施揭穿突出煤层的远距离爆破时，井下全部人员必须撤至地面，井下必须全部断电，立井口附近地面20m范围内或斜井口前方50m、两侧20m范围内严禁有任何火源。

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

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