通风区防突基本知识全员培训
通 风 区
防 突 知 识
培 训 教 1
案
通风区防突基本知识全员培训
煤与瓦斯突出的防治基本知识
一、煤与瓦斯突出的分类
煤与瓦斯突出是煤矿井下发生的一种复杂的瓦斯动力现象，即在很短时间内，大量的煤和瓦斯有煤体向采掘巷道喷出。煤与瓦斯突出时，常伴有较大的动力效应，如摧毁巷道支架、推倒矿车、破坏通风设施、使风流反向等。煤与瓦斯突出后在煤体中常常形成梨型、舌型甚至分岔型的特殊孔洞。突出煤的堆积常有明显的分选现象，并含有大量粒度极细的粉尘。煤与瓦斯突出是煤矿井下严重的自然灾害之一，它除了破坏正常的生产次序外，还能造成埋人和瓦斯窒息事故。如果突出的瓦斯是CH4，则还有引起瓦斯爆炸的危险。我国绝大多数突出是煤与甲烷突出，也有岩石与甲烷突出、砂岩和二氧化碳突出，以及煤、岩、二氧化碳和甲烷突出。
根据我国实际情况,把矿井瓦斯动力现象分成煤的突然倾出、煤的突然压出、煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、瓦斯喷出5类。前四类总称为煤（岩石）与瓦斯突出，简称为突出。
1950——1988年，我国共发生突出14300次，最大突出强度12780t，瓦斯140万立方米，CH4，极少CO2，烟煤、无烟煤。发生突出的最浅深度为50米，强度千吨以上100次。
二、煤与瓦斯突出的一般规律
大量突出事例的统计资料表明，我国煤与瓦斯突出的一般规律有以下几点：
2 通风区防突基本知识全员培训
1、突出危险性随深度增加而增加。是突出的普遍规律。对每个矿井、煤层都有一个发生突出的最小深度，当小于该深度时，不发生突出，该深度简称为始突深度。
2、突出绝大多数发生在掘进工作面。煤层平巷突出次数最多，约占突出总数的45%左右。石门揭穿煤层的突出次数虽然不多，（统配煤矿336次，占总数的5.2%），而其强度最大，平均强度586.1吨（为总平均强度的6.55倍），且80%以上的特大型突出均发生在石门揭煤时。
3、突出危险性随煤层厚度增大而增大，表现为突出次数多，强度大，开始发生突出的深度浅。
4、突出的主要诱导因素是采掘作业，其次为爆破、风镐、手稿作业。
5、突出的预兆主要有以下几种：
（1）声响预兆：煤体中发出闷雷声、爆竹声、机枪声、翁翁声，这些声响在我国许多突出矿井统称为“煤炮”。在个别突出发生前，也会出现渗水声和其他声音。
（2）煤结构变化预兆：煤层层理紊乱、煤变松软、煤变暗而无光泽、煤干燥和煤尘增多等。
（3）低压方面的预兆：支架来压、掉渣、片帮、工作面煤壁外鼓、底鼓、煤眼变形装不进炸药等。
（4）瓦斯方面的预兆：风流瓦斯浓度增大、瓦斯浓度忽大忽小、打钻时顶钻、钻孔喷煤喷瓦斯等。
3 通风区防突基本知识全员培训
（5）其他预兆：在某些突出发生前，会出现煤壁和工作面温度降低，散发特殊气味等。
6、突出多发生在地质构造带，如断层、褶曲、火成岩侵入带和煤层赋存条件（如煤层厚度、倾角和走向）变化的区域。
三、煤与瓦斯突出的特征（动力现象）
1、倾出
倾出的主要动力是地应力，其基本能源是煤的重力位能。也就是重力引起的，而瓦斯在一定程度上也参与了倾出的过程。这是由于瓦斯的存在进一步降低了煤的机械强度，瓦斯压力促进了重力作用的显现，由于这种关系，煤的倾出能引起或转化为煤与瓦斯突出。它经常发生在急斜松软煤层中。其基本特征如下：
（1）倾出的煤体是不同的碎块，有时能见到少量的煤粉，大小混杂，无分选性。
（2）倾出煤体的抛出距离仅数米，上山倾出时可达数十米。倾出的煤按自然安息角堆积。
（3）倾出孔洞为舌型、袋型，孔洞轴线沿煤层仰斜或铅垂（厚煤层）方向发展。
（4）倾出的煤量一般为数吨至数十吨，个别情况可达数百吨以上。
（5）倾出时瓦斯涌出总量取决于倾出的煤量、煤的破碎程度和煤层瓦斯的含量。倾出时巷道瓦斯涌出量明显增大，但涌出的瓦斯一般不会逆风运行。吨煤瓦斯涌出量小于或接近煤层的原始瓦斯含量。
（6）倾出时一般无明显的动力效应。
4 通风区防突基本知识全员培训
2、压出
压出的主要动力是地应力，其基本能源是煤中所积聚的弹性能。是由于构造应力或开采集中应力引起的，瓦斯只起次要作用，伴随着突然压出回风流中瓦斯浓度增高。压出的基本特征如下：
（1）压出有两种形式，即煤的整体位移和煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小。
（2）压出后，在煤层与顶板之间常出现裂缝，裂缝中常有细煤粉，整体移动的煤体上有大量的裂隙。
（3）压出的煤呈块状，无分选现象。
（4）巷道瓦斯涌出量增大，能造成短时间风流瓦斯浓度超限，但吨煤瓦斯涌出量一般不大于煤的原始瓦斯含量。
（5）压出可能无孔洞或出现口大腔小的孔洞。
（6）压出时常出现巷道底鼓。
我国采煤工作面的突出，大多数属于压出类型。
3、突出
突出的力量是地应力和瓦斯压力的合力，其基本能源是煤中所积聚的瓦斯能。突出的基本特征如下：
（1）突出的煤抛出的距离远，可以由数米、数十米到数百米。突出的煤可堆满巷道全断面。造成巷道堵塞，煤的堆积角小于煤的自然安息角。
（2）突出的煤有明显的分选现象，堆积的煤由上至下，由近至远煤粒度逐渐减小，在距突出点远处和堆积煤的上部通常有一层手捻无
5 通风区防突基本知识全员培训
粒度感的煤粉。大型和特大型突出发生后，在堆积煤的顶部往往留有排放瓦斯的通道。
（3）突出的煤破碎程度高，含有大量的煤粉。
（4）突出的瓦斯量远远超过煤层的原始瓦斯含量，有时会使风流逆转。特大型突出发生时，短时间能涌出数十万至数百万立方米的瓦斯，吨煤瓦斯涌出量高达100—800立方米，超过煤层瓦斯含量5—30倍，瓦斯—粉煤流呈暴风形式，瓦斯流可逆风千米以上，瓦斯能充满数千米以上巷道。
（5）有明显的动力效应，能破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施、搬运巨石、造成冲击气浪等。
（6）突出孔洞呈口小腹大的梨型、舌形、倒瓶型以及奇异的分岔形等。
4、岩石与瓦斯突出
目前岩石与瓦斯突出次数还不多，但已引起人们的高度重视，岩石与瓦斯突出，大都发生在构造破坏带。
5、瓦斯突然喷出
瓦斯突然喷出是由高压瓦斯引起的动力现象，它又可分成与开采过程有关和与开采过程无关两类。
在开采近距离上保护层时，有时能发生与开采过程有关的瓦斯突然喷出，此时采空区底板突然鼓起，并有瓦斯大量喷出。一次最大初始瓦斯喷出量达500立方米／ｍｉｎ。
第二类瓦斯突然喷出与开采过程无关。当巷道揭穿充满高压瓦斯
6 通风区防突基本知识全员培训
的溶洞、裂缝时，常发生这种喷出。
四、煤与瓦斯突出的原因
1、煤与瓦斯突出是一种力学现象、是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质3个因素的综合作用的结果。地应力、瓦斯和煤强度是突出的主要自然因素，突出的发生与否取决于以上3个因素的一定组合。对突出发生的区域条件来说，该区域的地应力越大，煤层瓦斯压力（含量）越高，煤越松软，则区域的突出危险性就越大。对采掘工作面发生的一次突出来说，除与上述3个因素各参数的原始值有关外，而且很大程度上，还取决于工作面区域各参数的变化。工作面前方应力和瓦斯压力梯度越大，煤越不均质，则工作面的突出危险性也就越大。
2、煤与瓦斯突出的全过程：一般可划分成3个阶段，即发动、发展和停止阶段。
在突出的发动阶段，由于外力作用（爆破、钻进等），使煤体应力状态突然改变，岩石和煤的弹性潜能迅速释放。这时，可先听到煤体或岩体中的破裂声，观察到煤层发生压缩变形，孔隙和裂隙中瓦斯压力急剧升高（可高达10ＭＰａ）。当瓦斯压力梯度及释放的岩石和煤的弹性潜能足够大时，即可破坏煤体，激发突出。当其释放的能量不足，或者煤较硬时，煤体只发生局部破坏，而不能破碎到突出的那种粉煤状态，突出就暂时不会发生，但煤体进入不稳定平衡状态。这时，外部表现为煤面外鼓、掉煤渣、煤挤出、支架压力增大、瓦斯忽大忽小、煤中出现劈裂声及闷雷声，即通常所说的突出预兆。此时如停止工作，减少外力对煤体的影响，或加固煤体等，则可使得突出危险程度减少
7 通风区防突基本知识全员培训
或免于发生突出。相反，如有外力作用的促进，补给部分能量，则破坏煤体的不稳定平衡状态，即能激发突出。
在突出的发展阶段，依靠释放的弹性能和游离瓦斯的膨胀能使煤体破碎，并由瓦斯流把碎煤抛出。此时可观察到煤体的膨胀变形，以及瓦斯压力的降低。随着碎煤被抛出，在突出空洞壁始终保持着一个较大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，从而使煤的破碎过程由突出发动中心向周围发展。因此，煤与瓦斯突出得以发展的充要条件是：有足够的瓦斯流把碎煤抛出，保持孔道畅通，以便使空洞壁形成足够大的地应力梯度和瓦斯压力梯度，使煤的破碎不断向突出发动中心周围扩展。煤体的裂隙及弱面不但是应力集中的地点。也是易造成大的瓦斯压力梯度的地点。因此，突出最易沿着裂隙及弱面发展，并把裂隙及弱面两侧的煤体破碎和抛出。
由于地应力、瓦斯压力、煤结构和煤质的不均匀性，以及通道阻力的变化突出的发展速度也是不均匀的。煤与瓦斯突出过程，尤其是喷孔过程，均可显示脉冲式的特征。
随着煤的破碎和抛出，瓦斯压力降低，吸附瓦斯解吸，而大量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，直到煤被破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，可以把煤抛出数十以至数百米，能逆风流运动或沿揭露的巷道运动，以至推翻矿车、钻机、搬运岩石等，造成一定的动力效应。但是，当出现下列任一情况时，突出即告停止： ⑴激发突出的能量业已耗尽；
8 通风区防突基本知识全员培训
⑵继续放出的能量不足以粉碎煤；
⑶突出孔道受阻碍，不能继续在突出空洞壁建立大的地应力梯度和瓦斯压力等。
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，在煤体中形成某种特殊形状的空洞。空洞壁与洞口间的瓦斯压力梯度，虽然不能把煤抛出，但可以使空洞周围参与突出的煤体继续破碎，加剧瓦斯放散，这就是突出以后相当长一段时间内还存有瓦斯大量涌出的原因。
突出过程中，煤体变形变化的延续时间为0.1—64ｓ，一般只有几秒。瓦斯压力延续时间一般只有2—7ｓ。因此，煤与瓦斯突出的全过程，一般只延续几十秒，少数达12.5ｍｉｎ。
突出后，突出空洞周围的煤体由于受到残余弹性潜能及瓦斯膨胀能的作用，继续破坏并发生变形，使空洞压缩、体积变小，甚至堆满碎煤，直到空洞壁建立新的应力平衡。
3、开采突出煤层的实践表明，在下列情况下，易于引起应力状态突然变化，诱发突出：
（1）石门揭穿（开）煤层。
（2）工作面迅速推入煤体，如放炮作业、快速打钻。 （3）工作面由硬煤区进入软煤区。
（4）工作面靠近和进入地质构造带，如断层、褶曲、火成岩侵入带和煤层厚度、倾角和走向变化带。
（5）采煤工作面周期来压或悬臂粱突然断裂。
9 通风区防突基本知识全员培训
（6）急斜煤层突然冒落。
4、突出发生必须同时满足以下3个条件：
（1）诱发因素（放炮落煤、石门突然揭开煤层、采掘工作面进入地质构造带、打钻、悬顶冒落等）使工作面附近煤（岩）体应力状态突然改变，并导致煤体局部的突然破坏，这是突出的诱发条件。
（2）突出诱发后，煤的暴露面处于高地应力和高瓦斯压力区，使煤体能产生自发地连续破碎，这是突出的发展条件。
（3）煤体和已破碎的煤能快速涌出瓦斯（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），足以形成能抛出已破碎煤的瓦斯流，这是突出发展的必要条件。
5、突出强度是指每次发生突出现象所抛出的煤（岩）数量（一般以吨位单位）和涌出的瓦斯（二氧化碳）量（立方米为单位）。由于在突出时，统计和计算瓦斯（二氧化碳）量比较困难，所以通常以煤（岩）数量作为突出强度的主要依据。
煤与瓦斯突出按照突出强度可分为：
（1）小型突出：突出的煤（岩）数量小于100 t ; （2）中型突出：突出的煤（岩）数量为100~500 t ; （3）大型突出：突出的煤（岩）数量为500~1000 t ; （4）特大型突出：突出的煤（岩）数量大于1000 t .
五、煤与瓦斯突出的综合防治
突出既是极其复杂的矿井瓦斯动力现象，又是煤矿井下严重的自然灾害。对煤矿生产来看，防治突出的任务有两个方面：一是防止突出发生，或减小突出的强度或频度；二是避免突出造成人身伤亡事故。
10 通风区防突基本知识全员培训
就防治突出措施的发展来看，可概括为3个发展阶段。第一个阶段为以安全防护措施为主的阶段，其主要措施是震动性爆破。在人员远离工作面的条件下，进行震动性爆破诱导突出，以保证人身安全。第二阶段为普通采用防止突出技术措施的阶段，即在石门揭开突出煤层，以及在突出煤层的采掘工作面，普通采用防突措施，如开采保护层、超前钻孔、松动爆破等。第三阶段为综合措施阶段，其主要特点是在综合措施中加入了突出危险性预测和防突措施效果检验两个环节，使防突工作更加有的放矢，防突效果进一步提高。
根据《防治煤与瓦斯突出细则》的要求，在开采突出煤层时，必须采用以下综合措施：
（1）突出危险性预测，是防治突出综合措施的第一个环节。预测的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。实践表明，突出呈区域分布。在突出煤层开采过程中，只有很少的区域（大致占整个开采区域的10%~30%）或区段才发生突出。因此，突出矿井首先应当进行突出危险性预测，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，它是防治发生突出事故的第二道防线。防治突出措施仅在预测有突出危险的区域和区段应用，主要有区域性防治突出措施和局部防治突出措施两类。
（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，其目的是在防治突出措施执行后，检验预测指标是否降低到突出
11 通风区防突基本知识全员培训
危险值以下，以保证其防治突出效果。
（4）安全防护措施，是防治突出措施的第四个环节，是防治突出事故的第二到防线。实践证明，各种防治突出措施，特别是局部防治突出措施，尽管实验证实防治突出是有效的，但在应用过程中，都发生过突出。即使在同一突出煤层，该措施在一些区域是有效的，但在有些区段则无效。防治突出措施失效的原因在于井下条件的复杂性，如煤层赋存条件的变化、地质构造条件的变化及采掘工艺方式的变化等。安全防护措施的目的在于突出预测失误或防治突出措施失效发生突出时，避免人身伤亡事故。
按照“四位一体”的防治突出综合措施实施，首先经突出预测，把煤层划分为突出煤层和非突出煤层；再通过区域预测把突出煤层划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区；最后通过工作面突出危险的预测，把工作面划分为突出危险和无突出危险工作面。只有在预测为突出危险的工作面才采用防治突出措施，且在措施执行后进行防治突出效果检验。在突出煤层的突出威胁区，仅采用安全防护措施，但应根据煤层的突出危险程度，采掘工作面每推进30~100m ，应用工作面突出危险预测方法连续进行不少于两次的验证性预测，其中任何一次验证为有突出危险性时，该区域即改划为突出危险区。
执行综合措施有以下优点：
⑴使防突措施更加有的放矢，仅仅在突出煤层突出危险区中的突出危险工作面，才采取防突措施，克服了防突措施应用的盲目性。在预测无突出危险的工作面，用工作面预测来代替防突措施，这将大大
12 通风区防突基本知识全员培训
缩小突出煤层开采时防突措施的使用范围，从而使突出煤层采掘速度提高。
⑵提高防突措施的有效性。在防突措施执行后，要进行措施效果检验，检验结果如无效，则采取补充防突措施，直至有效为止，这就大大提高了防突措施的可靠性。
⑶提高突出矿井的经济效益。由于在突出威胁区不采用防突措施，在无突出危险工作面用较简单易行的工作面突出危险性预测代替了大量消耗人力、财力的局部防突措施，这就节省了大量的防突措施费用。采用防突综合措施可提高突出煤层采掘速度，提高产量，能显著提高突出矿井的经济效益。
六、煤与瓦斯突出危险性预测
1、煤与瓦斯突出危险性预测的分类
根据规定，在地质勘探、新井建设、新水平和新采区开拓以及在采掘过程中，都要进行突出预测工作。突出预测可分为区域突出危险性预测（简称区域预测）和工作面突出危险性预测（简称工作面预测）两类。
（1）区域预测亦称长期预测，其任务是确定井田、煤层和煤层区域的突出危险性。区域预测要阐明突出的区域特征，即建立突出各主要因素（地应力、瓦斯和煤的物理力学性质）与突出危险性之间的联系。即使预测区域有突出危险，也并非在该区域处处都能发生突出。
（2）工作面预测又称日常预测、预报、点预报，其任务是确定工作面附近煤体的突出危险性。建立工作面预测方法时，应考虑突出各
13 通风区防突基本知识全员培训
主要因素在工作面前方的分布状态、变化及突出的关系，阐明各类工作面发生突出的临界条件。
我过当前对矿井、煤层和区域突出危险性的划分主要是定性的，根据有无突出的发生，矿井划分为突出矿井和非突出矿井，煤层分为突出煤层和非突出煤层。在突出煤层中划分突出危险区和突出威胁区，在突出危险区划分突出危险工作面和突出威胁工作面。在采掘过程中，矿井只要发生一次突出，该矿井即定为突出矿井发生突出的煤层即定为突出煤层。根据突出预测结果，如果煤层有突出危险，尽管该煤层虽未发生突出，仍可定为突出煤层，开采该煤层的矿井亦定为突出矿井。
2、区域突出危险性的预测方法
（1）单项指标法。采用该方法时，各种指标的突出危险临界值应根据矿区实测资料确定。
（2）瓦斯地质统计法。该方法的实质是根据已开采区域突出点的分布与地质构造（如断层、褶曲、煤赋存条件、火成岩侵入等）的关系，结合未采区的地质构造条件来大致预测突出可能发生的范围。不同矿区控制突出的地质构造因素不同，预测 时应根据已采区域主要控制突出的地质构造因素，预测未采区域的突出危险性。如矿区突出主要受断层控制时，可根据已采区突出点距断层的最远距离来划定该断层延伸部分（未采区）的突出危险范围。
3、工作面突出危险性的预测
工作面突出危险性的预测可分为石门、煤巷和采煤工作面3类。
14 通风区防突基本知识全员培训
由于工作面突出危险性预测是在采掘过程中进行的，故预测方法应简单易行，所测指标应能在井下快速测定。
国内外普遍采用钻孔法预测工作面突出危险性，预测参数主要有钻屑量、钻屑解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度等。
在评价预测选用的指标及其突出危险临界值的优势时，可根据以下3个方面进行判断：
（1）预测突出率，即在突出预测总次数中，预测突出危险次数所占的百分数。预测突出率越小，则需要采取局部防治突出措施的范围越小。因此，在保证预测突出率准确的前提下，预测突出率越小越好。
（2）预测突出准确率，即在突出预测总次数中，实际突出危险次数所占的百分数。实际突出次数包括：实际 发生的突出、在打钻过程中出现喷孔等动力现象及预测后采取了防治突出措施未发生的突出。
（3）预测威胁准确率，即在突出威胁预测总次数中，实际突出威胁次数所占的百分数。预测威胁的准确率越的越好，为确保安全应达100%。
七、煤与瓦斯突出防治措施
煤与瓦斯突出防治措施分为区域防治突出措施和局部防治突出措施。
（一）区域防治突出措施的目的是消除煤层某一较大区域（如一个采区）的突出危险性，其措施包括开采保护层、大面积预抽煤层瓦斯和煤层注水等。区域防治突出措施的优点是在突出煤层开采前，预
15 通风区防突基本知识全员培训
先防治突出措施，防治突出措施的施工与突出危险区的采掘作业互不干扰，并且其防治突出效果一般优于局部防治突出措施。故在采用防治突出措施时，应首先选用区域防治突出措施。
在区域防治突出措施中，最常用的是开采保护层。虽然国内外的实践都表明开采保护层是最有效的区域性防突措施，但我国的突出矿井中具有开采保护层条件的仅占全部突出矿井的1／3，多数矿井只能采取本煤层防突措施，这些矿井在较长时期内主要是采用局部防突措施，相应地带来了制约生产、影响经济效益等问题，使矿井生产处于十分被动的局面。为改变这种状态，近20年来一些突出矿井试验和应用预抽煤层瓦斯的措施，取得了较好的效果，且这种区域性防突措施正在进一步推广应用。
1选择保护层的原则
（1）首先选择无突出危险的煤层作为保护层。当煤层群中有 几个煤层都可作保护层时，应根据安全技术和经济的合理性择优选定。开采保护层后，在被保护层中受到保护的区域按非突出煤层进行采掘工作，在未受到保护的区域，必须采取防治突出措施。
（2）矿井中所有煤层都有突出危险时，应选择突出危险程度较小的煤层作保护层，但在此保护层中进行采掘工作时，必须采取防治突出措施。
（3）根据保护层与被保护层在煤层群中的位置关系，将保护层分为上、下两种。位于突出层顶板的先采煤层称为上保护层，位于突出层地板的先采煤层称为下保护层。选择保护层时，应优先选择上保护
16 通风区防突基本知识全员培训
层，在特殊条件下，也可选择下保护层。在开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件，且上部被保护层不致，破坏的最小层间距应根据矿井开采经验确定。
2、开采保护层防治突出措施的作用
由于先采煤层（保护层）的采动影响，使其相邻的突出危险层（被保护层）的应力状态、瓦斯动力参数和煤的物理力学性质都将发生显著变化。保护层开采后，在突出危险煤层的对应区域（保护区）内煤体发生膨胀变形，地应力和瓦斯压力降低，煤层透气性系数增大，煤层瓦斯排出，煤的强度加大。这说明由于保护层的开采，不仅减少了危险层的突出能源，同时也增强了煤层抵抗破碎的能力，而且还降低了突出煤层工作面前方的应力梯度，因此不再发生突出。
3、保护层作用的有效范围
在保护层先行开采后，其顶底板周围的岩层和煤层向采空区方向移动变形，其影响范围由岩石卸压角及移动角所限制，并且与煤层的厚度、倾角、层间岩性、开采范围、开采深度等因素有关。因此保护层开采后的防治突出措施的有效范围，一般应根据矿井实际考察结果来确定，对暂无实测数据的矿井。
保护层开采沿走向的保护范围：正在开采的保护层采煤工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层之间层间距的两倍，并不得小于30m。对已停采的保护层采煤工作面，停采至少3个月，并充分卸压后，采煤工作面的始采线、终采线及煤柱的两侧处，沿走向的保护范围可暂按卸压角56º~62º划
17 通风区防突基本知识全员培训
定。
4、开采保护层需要注意的问题
（1）矿井在开采第一个采区的保护层时，必须同时进行有关保护效果及范围的实际考察，即考察被保护层的煤体变形和移动规律，测量岩石移动影响范围、最大下沉角，考察被保护层的瓦斯压力、钻孔瓦斯流量变化规律、瓦斯排放程度等，以便得出符合本矿井地质开采条件的保护层有效影响范围的参数。对于保护层厚度小于或等于0.5m，或上保护层与突出煤层间距大于50m，或下保护层与突出煤层间距大于80m时，都必须在被保护层掘进巷道时进行防治突出措施效果检验。各项检验测定指标都降到判定该煤层有突出危险的临界值以下时，则认为保护层开采有效；反之，认为无效，必须采取防治突出的补充措施。
（2）开采保护层时，，采空区不得留有煤（岩）柱；特殊情况留煤（岩）柱时，必须详细记录遗留的煤（岩）柱的位置、形状和尺寸。当留有不规则煤（岩）柱时，必须按照其最外边的平直轮廓线，划定其影响范围。
（3）开采保护层时，应同时抽放被保护层瓦斯。开采近距离保护层时，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和误穿突出煤层。开采远距离保护层时，配合抽放瓦斯，可以增大被保护层的瓦斯排放程度。
（4）当层间岩性存在有较厚的硬岩层时，为使 保护效果充分，应扩大保护层沿走向的开采的范围，并且在采空区不得留有煤（岩）
18 通风区防突基本知识全员培训
柱，加强被保护层的瓦斯抽放。
（5）当采取开采保护层、结合抽放瓦斯的综合措施后，煤层瓦斯的原始状态及煤的结构、物理力学性质不能恢复到原先状态。因此，可以认为保护作用不会随时间的延长而消失。对于留有煤（岩）柱或排放瓦斯不充分的地段，则不论开采时间多长，必须按有关规定采取相应的防治突出措施。
（二）局部防治突出措施
局部防治突出措施的作用在于使工作面前方小范围煤体丧失突出危险性，仅适用于预测有突出危险的采掘工作面。
1、水力冲孔
水力冲孔是在封闭式高压供水条件下，利用钻头钻进、水流冲击和水力脉动输排等作用诱导和控制喷孔，使工作面前方煤体卸压和排放瓦斯，达到防治突出的技术措施。水力脉动输排指冲孔过程周期性的堵孔增压和喷孔卸压。水力冲孔的优点是冲出煤量多，煤体卸压和排放瓦斯较充分；缺点是工艺复杂。水力冲孔的适用条件是：煤层打钻时有自喷能力，煤质松软易碎，喷孔时不堵塞排煤水的管道等。
2、排放钻孔
排放钻孔是在石门（或其他井巷）揭穿煤层前，由工作面前方煤体打钻孔排放煤体瓦斯，达到防治突出的技术措施。由于石门排放钻孔的数量较多，且一般是排布置的，故又称多排钻孔。排放钻孔的孔径一般为75mm，钻孔打穿煤层全厚。孔间距应根据在允许排放时间内实测的排放半径确定，无失策数据时，孔间距一般取1~2m，布孔
19 通风区防突基本知识全员培训
时，石门的保护范围上方为7~8m，两侧各为5~6m。排放钻孔除部分排放煤体所含瓦斯使瓦斯压力降低外，还能使煤体产生收缩变形、卸压和提高煤层的透气性，所有这些都有利于防治突出。立井揭穿煤层前也可采用超前排放钻孔措施防治突出。
3、扩空钻卸煤
扩孔钻卸煤是指利用可伸缩钻头，将石门前方煤体部分掏出，使煤体卸压、排放瓦斯，达到防治突出的技术措施。为了防止上悬煤体跨落，应在石门上部架设金属骨架。与水力冲孔和冲刷相比，扩孔钻卸煤的显著优点是不需要特殊设备，仅用普通钻机即可扩孔。
4、金属骨架
金属骨架是指用于石门揭穿突出危险煤层的一种超前支架。这种支架能增大上部煤体的稳定性，能减弱或防治煤与瓦斯突出，也可用于立井揭穿突出煤层。金属骨架可与水力冲孔、冲刷、扩孔钻卸煤等措施配套使用，以免由于上悬煤体冒落引起突出，适用于煤质松软的薄煤层和中厚煤层。实践表明金属骨架防治倾出类型的突出是有效的，但对突出严重的煤层，仅靠金属骨架尚不能有效的防治突出。
八、安全防护措施
1、震动放炮
震动放炮是一种诱导突出的方法，在人员远离工作面的条件下进行，是防治发生突出等人身伤亡事故的安全防护措施。震动放炮对爆破工作面产生的强大震动力和破碎，使工作面前方煤体的应力和瓦斯力学状态突然改变，给突出发生创造了有利条件，使突出在被控制中
20 通风区防突基本知识全员培训
发生。
石门震动放炮要求一次全断面揭穿（薄煤层）或揭开（中厚煤层和厚煤层）突出煤层。对急斜和倾斜的中厚煤层和厚煤层，要求一次全断面揭入煤层的深度应不小于1.3m；对缓斜煤层，应一次全断面揭开煤层。爆破孔的装量应根据我国各突出矿井的统计，爆破单位体积岩石的装药量，采用毫秒雷管时为2~3kg/m³，采用瞬发雷管时为3~4.5kg/ m³。震动放炮的炮眼布置采用模型掏槽或直眼掏槽。
实施震动放炮的要求如下：
（1）震动放炮前，揭穿煤层的石门工作面必须有独立的回风系统，且回风系统必须保证风流畅通。
（2）在石门进风侧的巷道中，为了防治突出的瓦斯逆流进入进风系统，应设置两道坚固的反向风门。放震动放炮时，将反向风门关闭，不放炮时将风门敞开。
（3）震动放炮应一次起爆全部炮眼，崩开石门全断面的岩柱。如果第一次震动放炮未能全断面揭开煤层，第二次爆破作业仍按震动放炮的各项要求进行，直接揭穿煤层为止。
（4）震动放炮必须有专门设计，设计中对爆破参数，爆破器材及起爆要求，爆破地点，反向风门位置，避灾路线及停电、撤人和警戒范围等必须做出明确的规定。
（5）岩石眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持0.2m 。如已打如煤层，应在眼底充填不小于0.2m长的炮泥。打穿煤层的炮眼在煤、岩层段应分段装药，并用长0.25m 的炮泥阁开。
21 通风区防突基本知识全员培训
（6）所有炮眼装药后都应先充填1~2个水炮泥，然后再封炮泥直至眼口。
（7）震动放炮应采用毫秒雷管，延期总时间不准朝过130ms ，严禁跳段使用。
（8）震动放炮时，回风系统内电器设备都必须切断电源，严禁人员作业和通过。
（9）放炮地点和石门工作面的距离应根据突出瓦斯可能波及的最大范围确定。
（10）震动放炮；由矿总工程师统一指挥，并有矿山救护队在指定地点值班。放炮后至少经过30min，由救护队员进入工作面检查，根据其检查，确定恢复送电、通风、排除瓦斯等具体措施。
（11）在有突出危险的采掘工作面爆破作业时，都必须采用远距离放炮。放炮地点应设立在进风侧反向风门之外，距工作面的距离应根据放炮后突出可能波及的范围而定，但不得小于300m 。远距离放炮时，回风系统必须撤人、停电、放炮后30min方可进入工作面检查。
2、开展自救
在突出危险的矿井，进入突出危险采掘工作面的人员，必须佩带隔离式自救器。此外，在井下还应设置避难所或压风自救系统。
（1）井下避难所。井下突出危险采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。避难所必须设向外开启的严密隔离门，室内净高不小于2m，面积按最多避难人数确定，且每人占用面积不小于0.5m²。避难所支护应保持良好，并设有与矿（井）调度室的直通电话。避难所内
22 通风区防突基本知识全员培训
应有压气供风管嘴，每人供风不少于0.3m³/min。
（2）压风自救系统。压风自救系统是一组供避难人员呼吸用的 口具或薄膜面罩。压风自救系统应设在距采掘工作面25~40m的巷道内、爆破工操纵放炮的地点以及突出后瓦斯可能波及范围内人员作业的地点。压缩空气经减压装置后，进入带有阀门控制的管嘴，管嘴上设有塑料薄膜面罩或口具，突出发生后避难时，打开阀门即可供避难人员呼吸。每组面罩或口具的数目一般为6~8个，每人的供气量不少于0.1 m³/min，在长距离的巷道掘进中，每阁50m应设置一组。
23
