机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 1 课时

　　课 题煤与瓦斯突出基本概况及危害课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害

　　教学重点煤与瓦斯突出发生的一般规律及突出预兆

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　一、煤与瓦斯突出的基本概念

　　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。

　　二、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，推到矿车，破坏通风设施，引起局部地区风流反向，严重的使矿井充满煤岩和瓦斯，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。

　　1879年比利时阿拉波二号井掘进突出事故。

　　三、煤与瓦斯突出发生的一般规律

　　1、随采深加大而加大。

　　2、多发地质构造带，如断层、褶曲、火成岩侵入的地区，受挤压扭曲严重易发生突出。

　　3、突出气体多为瓦斯。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、采掘面应力集中区容易发生突出。

　　6、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。

　　7、突出多数有突出预兆。

　　8、石门揭煤突出的危险性最大。

　　9、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。

　　第二节 瓦斯动力现象分类及突出预兆

　　一、瓦斯动力现象分类

　　1、按瓦斯动力现象力学特征，分为突出、压出和倾出。

　　2、按参与突出种类分：煤与瓦斯、岩石与瓦斯、煤与二氧化碳、岩石与二氧化碳。

　　3、按突出发生地点分：石门突出、平巷突出、上山突出、下山突出、回采面突出。

　　4、按突出强度分：小型<100吨，中型100~500吨，大型500~1000吨，特大型>1000吨。

　　二、煤与瓦斯突出的基本特征

　　1、突出特征。2、压出特征。3、倾出特征。

　　二、突出预兆：

　　1、声响预兆：

　　响煤炮---煤体中发出闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声。

　　在5029次有预兆记录的突出次数中，有1415次突出钱有响煤炮预兆，是各种突出预兆发生最为频繁的预兆。一般发生响煤炮时，工作面就视为突出危险工作面，应停止继续作业。

　　2、瓦斯预兆：

　　瓦斯涌出异常，浓度忽大忽小、打钻喷瓦斯、喷煤及出现哨声、蜂鸣声等。

　　瓦斯浓度忽大忽小预兆，常常发生在大强度突出之前。

　　3、煤层结构预兆：

　　层理紊乱、煤体干燥、变软、色泽变暗无光泽、产状急剧变化、波状隆起及层理逆转等，尤应注意煤软分层变厚，在各种煤结构变化中，平均突出强度最大。

　　4、矿压显现预兆：

　　支架来压、煤壁开裂、掉碴、片帮、煤壁外鼓、巷道底鼓、打钻时顶钻、夹钻、喷孔、变形垮孔及装不进药等。

　　第三节 突出发生机理

　　一、突出机理概述

　　内因是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质。外因是形成集中应力和造成突然卸载压力的条件。

　　总体来说，煤与瓦斯突出的内在因素是地应力、瓦斯和煤的屋里力学性质。而外在因素是形成集中应力和造成突出卸载的条件。为了防治煤与瓦斯突出，必须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。

　　二、突出发展阶段：准备、发动、发展和停止阶段。

　　第四节 我国煤与瓦斯突出防治技术的发展

　　第一阶段 以安全防护措施为主。

　　第二阶段 防突措施研究试验阶段

　　第三阶段 突出预测阶段

　　第四阶段 “四位一体”综合防突阶段

　　从1988年开始，以《防治煤与瓦斯突出细则》的颁布为标志，我国的防突技术全面进入以预测、防突措施、措施效果检验和人身安全防护措施四位一体综合防突阶段。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 2 课时

　　课 题煤与瓦斯突出危险性预测概念课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害

　　教学重点突出预测的目的和意义

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　第一节 煤与瓦斯突出危险性预测概述

　　一、突出预测的目的和意义：

　　突出预测是四位一体综合防突第一环节，目的是通过预测区分煤层、区域和采掘工作面的突出危险性，以便区别对待，采取不同技术、管理措施。

　　意义：

　　1、提高防突工作的准确性，减少盲目性，在安全生产的前提下，降低消耗，节约成本，改善矿井的经济效益。

　　2、指导防突措施的合理应用，经检验可在突出危险带采取适宜的防突措施，确保安全生产。

　　3、使防突工作建立在科学检测手段的基础上。

　　二、预测分类：

　　1、区域预测和工作面预测，见分级预测流程图(附图1)。

　　2、区域预测的任务：

　　预测煤层和煤层区域(包括开采水平、采区等)的突出危险性。将煤层区域包括开采水平、采区等划分出突出煤层和非突出煤层;将突出煤层划分为突出危险区、突出威胁区和非突出危险区。

　　工作面预测是预测工作面附近煤体的突出危险性，在采掘工作面推进过程中进行。在突出危险区域内预测为有突出危险工作面和无突出危险工作面。

第二节 区域突出危险性预测

　　预测方法：

　　区域预测主要有单项指标法、瓦斯地质统计法和综合指标法。前者适用于确定新建矿井煤层的突出危险性，后两者主要用于生产矿井突出煤层中的区域预测。

　　第三节 工作面预测方法

　　按采掘场所不同，工作面预测方法分为石门揭煤、煤巷掘进和采煤工作面预测。

　　一、石门揭煤工作面突出危险性预测

　　预测方法主要有综合指标法和钻屑解吸指标法。《细则》第30条规定石门揭开突出煤层前应选用上述两方法之一或自他经试验有效的方法进行工作面预测。

　　综合指标法与区域综合指标相同，只是由石门工作面向突出煤层打测压钻孔测定瓦斯压力P。

　　采用钻屑解吸指标法进行预测时，《细则》第34条规定，应符合以下要求：

　　在石门工作面距煤层最小垂距3～10m时，利用探煤钻孔和测定瓦斯参数钻孔或至少打两个直径为50～70mm的预测钻孔。在打钻过程中采样测定钻屑解吸指标△h2或K1值。解吸指标评价突出危险的临界值应根据实测数据确定，如无实测数据，《细则》根据干湿煤样速度差异，分别给出了临界值：干燥煤样△h2≥200Pa，K1≥0.5，湿煤样△h2≥160Pa，K1≥0.4。

　　二、煤巷掘进工作面突出危险性预测

　　我国目前应用的主要有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值法和钻屑指标法。

　　1、钻孔瓦斯涌出初速度q

　　基本原理是依据钻孔瓦斯涌出初速度越大，工作面突出危险性也越大的规律来预测煤巷掘进工作面的突出危险性，其实质是当钻孔打完后，瓦斯从钻孔中单位时间内涌出的最大流量(L/min)。它是全面反映了煤体的应力状态、瓦斯含量、煤层的透气性及煤的物理力学性质的综合性指标。

　　预测方法：

　　在工作面巷道两帮距巷帮500mm，选择煤层软分层各施工一个平行巷道掘进方向、直径为42mm、深度为3.5m的钻孔，用专用封孔器留0.5m长测量室封孔，在2min内测定完钻孔瓦斯涌出初速度q。

　　钻孔瓦斯涌出初速度临界值

　　煤的挥发份5～1515～2020～30≥30

　　Q(L/min)5.04.54.04.5

　　2、R值法

　　R值临界值为Rm=6。

　　3、钻屑指标法

　　钻屑量S和钻屑解吸指标△h2。

　　采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应按下列步骤进行：

　　(1)在煤巷掘进工作面打3个直径Φ42mm、孔深8-10米的钻孔，钻孔布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终点位于巷道轮廓线外4m处。

　　(2)钻孔每打1m测定一次钻屑量，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。

　　根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标Δh2预测工作面的突出危险性。当实测得到的任一深度、任一防突指标Sm值或Δh2值或q值大于或等于临界值时，掘进工作面预测为具有煤与瓦斯突出危险工作面，否则，为无突出危险工作面。

　　当预测为无突出危险时，每预测循环应留有不少于2m的预测超前距。

　　钻屑指标法预测掘进工作面突出危险性临界值为△h2≥200Pa，Sm≥6Kg/m。

　　三、回采工作面突出危险性预测

　　回采工作面突出预测方法可以用煤巷掘进工作面相同的预测方法，只是在布置钻孔时，要求沿工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，且钻孔深度不得小于3.5m(我矿为8～10m)，每循环应留有2m预测超前距。

　　第四节 煤与瓦斯突出措施效果检验

　　需要进行效果检验的主要有1)开采解放层措施效果检验2)、预抽煤层瓦斯防突措施效果检验。3)、石门揭煤防突措施效果检验。4)、煤巷掘进防突措施效果检验。5)、采煤工作面防突措施效果检验。

　　采用的方法与前述相同，有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值法和钻屑钻屑指标法。检验钻孔布置在措施孔之间。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 3 课时

　　课 题煤与瓦斯突出的机理及防治技术课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害

　　教学重点煤与瓦斯突出的预测

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　第三节 工作面预测方法

　　按采掘场所不同，工作面预测方法分为石门揭煤、煤巷掘进和采煤工作面预测。

　　一、石门揭煤工作面突出危险性预测

　　预测方法主要有综合指标法和钻屑解吸指标法。《细则》第30条规定石门揭开突出煤层前应选用上述两方法之一或自他经试验有效的方法进行工作面预测。

　　综合指标法与区域综合指标相同，只是由石门工作面向突出煤层打测压钻孔测定瓦斯压力P。

　　采用钻屑解吸指标法进行预测时，《细则》第34条规定，应符合以下要求：

　　在石门工作面距煤层最小垂距3～10m时，利用探煤钻孔和测定瓦斯参数钻孔或至少打两个直径为50～70mm的预测钻孔。在打钻过程中采样测定钻屑解吸指标△h2或K1值。解吸指标评价突出危险的临界值应根据实测数据确定，如无实测数据，《细则》根据干湿煤样速度差异，分别给出了临界值：干燥煤样△h2≥200Pa，K1≥0.5，湿煤样△h2≥160Pa，K1≥0.4。

　　二、煤巷掘进工作面突出危险性预测

　　我国目前应用的主要有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值法和钻屑指标法。

　　1、钻孔瓦斯涌出初速度q

　　基本原理是依据钻孔瓦斯涌出初速度越大，工作面突出危险性也越大的规律来预测煤巷掘进工作面的突出危险性，其实质是当钻孔打完后，瓦斯从钻孔中单位时间内涌出的最大流量(L/min)。它是全面反映了煤体的应力状态、瓦斯含量、煤层的透气性及煤的物理力学性质的综合性指标。

　　预测方法：

　　在工作面巷道两帮距巷帮500mm，选择煤层软分层各施工一个平行巷道掘进方向、直径为42mm、深度为3.5m的钻孔，用专用封孔器留0.5m长测量室封孔，在2min内测定完钻孔瓦斯涌出初速度q。

　　钻孔瓦斯涌出初速度临界值

　　煤的挥发份5～1515～2020～30≥30

　　Q(L/min)5.04.54.04.5

　　2、R值法

　　R值临界值为Rm=6。

　　3、钻屑指标法

　　钻屑量S和钻屑解吸指标△h2。

　　采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应按下列步骤进行：

　　(1)在煤巷掘进工作面打3个直径Φ42mm、孔深8-10米的钻孔，钻孔布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终点位于巷道轮廓线外4m处。

　　(2)钻孔每打1m测定一次钻屑量，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。

　　根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标Δh2预测工作面的突出危险性。当实测得到的任一深度、任一防突指标Sm值或Δh2值或q值大于或等于临界值时，掘进工作面预测为具有煤与瓦斯突出危险工作面，否则，为无突出危险工作面。

　　当预测为无突出危险时，每预测循环应留有不少于2m的预测超前距。

　　钻屑指标法预测掘进工作面突出危险性临界值为△h2≥200Pa，Sm≥6Kg/m。

　　三、回采工作面突出危险性预测

　　回采工作面突出预测方法可以用煤巷掘进工作面相同的预测方法，只是在布置钻孔时，要求沿工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，且钻孔深度不得小于3.5m(我矿为8～10m)，每循环应留有2m预测超前距。

　　第四节 煤与瓦斯突出措施效果检验

　　需要进行效果检验的主要有1)开采解放层措施效果检验2)、预抽煤层瓦斯防突措施效果检验。3)、石门揭煤防突措施效果检验。4)、煤巷掘进防突措施效果检验。5)、采煤工作面防突措施效果检验。

　　采用的方法与前述相同，有钻孔瓦斯涌出初速度法、R值法和钻屑钻屑指标法。检验钻孔布置在措施孔之间。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 4 课时

　　课 题煤与瓦斯防突措施课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害

　　教学重点煤与瓦斯防突措施、原则

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　第一节 防治突出措施概述

　　当前对突出理论的认识：煤层(包括围岩)中地应力和瓦斯压力是突出的主要原动力;采掘工艺条件是突出发生的外部诱因。

　　《防治煤与瓦斯突出细则》规定：“开采突出煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、措施效果检验和安全防护措施的综合措施。”(简称：“四位一体”防突措施)。

　　在防治突出措施方面，有大面积预抽煤层瓦斯(穿层网格钻孔、本煤层顺层长钻孔和交叉钻孔)的技术、提高煤层瓦斯抽放效果的技术(控制预裂爆破、水力扩孔等)、煤巷掘进的综合配套防突技术、机掘巷道的钻掘一体化、割掘一体化技术、石门揭煤防突新技术等。

　　防突措施向综合配套方向发展是今年来的一个重要特点。

　　第二节 防治突出措施的原则与分类

　　一、防治突出措施的原则(六原则)：

　　1)、巷道布置和开采方式要白日提供足够的时间和空间，有利于实施综合防突措施;煤巷应尽量布置在非突出煤层或突出煤层保护区内;保护层不留煤柱;地质复杂矿井，应按地质构造划分盘区，每盘区自成一个开采系统。

　　2)、部分卸除煤层区域或采掘工作面前方煤体应力，使煤体卸压并将集中应力区推移至远离工作面。

　　3)、部分排放煤层区域或采掘工作面前方煤体中瓦斯，降低瓦斯压力(含量)，减小工作面前方煤体中的瓦斯压力梯度。

　　4)、增大工作面附近煤体的承载能力，提高煤体稳定性，如金属骨架、超前支护和注浆加固煤体等。

　　5)、改变煤体性质，使其不易突出。如煤层注水，煤体弹性减小，塑性增大，煤的放散瓦斯初速度降低，使突出不易发生。

　　6)、改变采掘工艺条件，使采掘工作面前方煤体应力和瓦斯压力状态平缓变化，达到工作面自身卸压和排放瓦斯，消除和减小突出危险性。如水平分层开采、刨煤机和浅截深机组采煤、间歇作业等。

　　前三原则为本质性的，是减少发生突出危险的原动力，也是国内外防突措施主要依据。第4、5个是增大煤体对发生突出的阻力。他对防止小型突出，特别是倾出类型的突出是有效的，但对大型突出起不到防止的目的。第6个原则是最理想的，只是改变巷道的布置和采掘工艺即可，不需要采取其他专门的措施。目前已在芙蓉矿务局白皎煤矿取得成功。

　　二、防治突出措施分类：

　　防治突出措施一般按其实施的空间和作用影响的范围分为区域性防突措施和局部防突措施。(见附图2)。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 5 课时

　　课 题防治煤与瓦斯突出的措施课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害。

　　教学重点区域性、局部防突

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　第三节 区域性防治突出措施

　　区域防突措施主要有开采保护层、预抽和煤层注水三种。

　　一、开采保护层：

　　指突出矿井在开采煤层群中，首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层称为保护层。保护层分上保护层和下保护层。

　　1933年在法国使用，1958年在我国开始试验，七十年代广泛应用。是防治突出最有效、最经济的区域防突措施。

　　近距离保护层：H≤10m

　　中距离保护层：10

　　远距离保护层：H≥60m

　　二、预抽煤层瓦斯

　　预抽煤层瓦斯措施防突机理为通过预抽煤体中的瓦斯，降低了突出煤层瓦斯压力和瓦斯含量，使煤体瓦斯潜能得到释放;由于煤体瓦斯排放，煤体发生收缩变形，煤体应力得到缓解和卸压，部分地释放煤体的弹性潜能;此外，由于瓦斯排放，煤体强度提高，增大了煤体抵抗突出的阻力。以上三方面的共同作用，达到消除突出的目的。

　　预抽煤层瓦斯的有效性指标主要有两个：

　　A、预抽瓦斯后，煤层残存瓦斯含量小于该煤层始突深度煤层原始瓦斯含量。

　　B、煤层瓦斯预抽率大于30%。

　　预抽煤层瓦斯措施适用于单一突出煤层或无保护层开采的突出煤层。

　　预抽煤层瓦斯方法有网格钻孔预抽瓦斯防止突出、顺层长钻孔预抽瓦斯防止突出。

　　三、煤层注水

　　随着煤体的湿润，可引起突出的因素(包括煤层的瓦斯动力学性质及物理力学性质)产生影响，使煤的湿度、瓦斯涌出量、瓦斯压力及煤体应力都发生变化。其原因是水改变了煤的力学性质，增加了煤的可塑性。降低了煤的弹性能，使应力分布均匀化，弹性能释放的速度变小，降低了释放的功率;水进入煤的孔隙，抑制了瓦斯的排放，可使煤的瓦斯放散初速度大大降低，减少了发生突出的可能性。

　　煤层注水有长钻孔(区域性措施)和浅孔(局部措施，一般用于采煤工作面防突)两种，按工艺分高压注水和中压长时注水。

　　第四节 局部性防突措施

　　局部性防突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。

　　根据防突措施的应用场所可分为石门揭煤措施、煤巷掘进措施和采煤面措施。

　　一、石门揭煤防突措施

　　突出大多数发生在煤巷掘进工作面，石门发生突出次数仅占5.76%，主要是突出矿井石门揭煤次数少。据统计，我国千吨以上的特大型突出几乎都发生在石门揭煤工作面。因此，可以认为，在各种作业场所中石门发生突出的危险性最大。

　　对石门揭煤，《细则》规定：① 探明石门和煤层相对位置。②测定瓦斯压力进行突出预测。③预测有突出危险时采取防突措施。④进行措施效果检验。⑤用远距离放炮或震动放炮揭开或穿过煤层。⑥在巷道与煤层连接处加强支护。⑦穿透煤层进入顶(底)板岩层。

　　石门揭煤可采用排放钻孔、水力冲孔、抽放瓦斯、金属骨架等措施。

　　排放瓦斯措施要求有足够的排放时间。

　　抽放瓦斯措施要求煤层透气性比较好，有足够的抽放时间(一般不少于3个月)。

　　金属骨架措施适用于软煤和软围岩的薄和中厚煤层。

　　二、煤巷掘进防突措施

　　主要有大直径钻孔、超前钻孔、松动爆破、水力冲孔、煤层高压注水、前探支架等。其中超前钻孔和松动爆破措施是国内应用最普遍的煤巷掘进局部防突措施。

　　1、超前钻孔措施

　　超前钻孔措施是在工作面前方煤体内打一定数量的钻孔，并始终保持一定距离的超前距，使工作面前方煤体卸压，排放瓦斯，达到减弱和防止突出的目的。

　　超前钻孔孔径一般应为75～300mm，地质变化剧烈地带也可采用孔径为42mm的直径孔。其钻孔布置主要取决于钻孔的有效影响半径和所需形成的卸压和排放瓦斯范围。

　　2、煤巷深孔控制卸压爆破防突技术

　　实质是在煤层掘进工作面正前方煤体中，打若干个25～30m深的钻孔，其中有爆破孔(直径50～75mm)和控制孔(直径90～120mm)。通过爆破作用，煤体内产生破碎圈和松动圈，使地应力峰值转移，同时加速排放高压瓦斯，降低瓦斯压力梯度，减小突出势能，实现空间和时间上的超前防护作用，从而达到防止突出的目的。

　　深孔控制卸压爆破作用原理：

　　(1)形成破碎圈带

　　(2)形成松动圈带

　　由于控制孔的控制与补偿作用，导致炸药爆炸部分能量有效地作用在布孔区间的煤体上，使得工作面前方煤体内产生一个直径1～1.2m、长20～25m具有较大空隙的破碎圈带，同时在破碎圈带外产生一个范围更大的松动圈带。

　　深孔控制卸压爆破防突机理：

　　破碎圈带和松动圈带的形成，有利于消除煤体结构不均，卸除较高的地应力，排放高压瓦斯，降低能量梯度，从而消除突出危险或降低突出危险程度。

　　防突机理主要从三个方面理解：排放瓦斯、转移地应力、超前防护作用。

　　3、边掘边抽与排放钻孔相结合的措施

　　在具有瓦斯抽采系统、瓦斯涌出量大及突出危险性严重的矿井煤巷掘进时，可采用边掘边抽、抽掘结合，并配以排放钻孔的防突措施。

　　三、采煤工作面防突措施

　　目前一般采用超前排放钻孔、浅孔松动爆破、煤层注水等。

　　一、概述

　　安全防护措施是“四位一体”综合防突措施的第四个环节，其目的在于突出预测失误或防突措施失效发生突出时，避免造成人员伤害事故，从而建立起突出事故的第二道生命保障线。

　　二、安全防护措施

　　安全防护措施主要包括石门揭穿突出煤层的震动放炮、采掘工作面远距离放炮、反向风门、避难所、压风自救系统和作业人员必须配带隔离式自救器等。

　　1、震动性放炮

　　震动性放炮的作用

　　震动放炮是一种诱导突出的方法，由于震动性放炮是在人员远离工作面条件下进行的，所以它是防止发生人身事故的一种安全防护措施。震动放炮时对爆破工作面产生的强大震动力和破碎，使工作面前方煤体应力和瓦斯动力状态突然改变，给突出发生创造了最为有力的条件。

　　2、远距离放炮：

　　远距离放炮在我国突出采掘工作面普遍采用，它和震动放炮一样，也是一种安全防护措施，只是一次爆破的孔数和药量少而已。

　　在有突出危险的采掘工作面采用爆破作业时，都必须采用远距离放炮。放炮地点应设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范围而定，但不得小于300米。放炮员操纵放炮地点，应配备压风自救系统或自救器。

　　远距离放炮时，回风系统的采掘工作面及其它有人作业地点，必须撤人、停电，放炮后30分钟，方可进入工作面检查。

　　远距离放炮必须选用煤矿安全炸药、铜脚线的毫秒雷管及铜芯电缆作母线。

　　3、反向风门：

　　反向风门是防止突出的瓦斯逆流进入进风巷道而安设的风门。反向风门必须设在石门掘进工作面的进风侧，以控制突出时的瓦斯能沿回风道流入回风系统，必须设置两道牢固可靠的反向风门，风门墙垛可用砖或混凝土砌筑。

　　当发生大型和特大型突出时，其突出产生的冲击波往往破坏反向风门和通风设施，造成瓦斯逆流波及其它区域，扩大了突出造成的人员伤亡等严重后果。如1986年2月8日，六枝矿务局大用矿1377煤巷掘进放炮引起突出，突出煤量2000t，涌出瓦斯42万m3，突出冲击波将距突出点300m外设置的两道反向风门破坏，造成瓦斯逆流波及整个东翼采区的采掘工作面，致使多人伤亡。因此，合理确定反向风门的工作参数，研究高强度、性能可靠的反向风门，对保障矿井安全生产，具有十分重要的意义。

　　4、压风自救装置：

　　突出的一个重要特点是，突出过程中涌出大量的瓦斯，在大多数事故中，职工伤亡均因瓦斯窒息引起。因此，在目前技术上尚不能完全杜绝突出事故发生的情况下，建立矿工生命保障系统，是工人在充满瓦斯的巷道中得到及时自救，具有重要的意义。

　　1989年 12月19日，在江西英岗岭矿务局建山矿2201工作面发生500t煤炭的特大型突出，突出瓦斯34.5万m3，造成风流逆转，当时在工作地点的37人，有36人因及时使用压风自救装置而幸免于难。

　　压风自救系统是一种固定式永久性自救装备，安装在避难所、回风道有人作业场所及人员流动的井巷，也可安装在掘进和回采工作面。长距离掘进巷道应每隔50米设置一组。当发生煤与瓦斯突出或有突出预兆出现时，工作人员可就近进入自救装置，打开压气阀避灾。

　　每组压风自救系统一般可供5~8人同时使用，压缩空气供给量，每人不得少于0.1m3/min。

　　5、隔离式自救器：

　　突出矿井入井人员必须随身携带隔离式自救器。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 6 课时

　　课 题煤与瓦斯突出的概念意义课型

　　教学目标使职工掌握了解，煤与瓦斯突出的基本概念和基本地质常识及危害

　　教学重点煤与瓦斯突出的特点

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　煤与瓦斯突出的基本概念

　　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。

　　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。

　　煤与瓦斯突出的基本特征

　　1、突出特征。2、压出特征。3、倾出特征。

　　突出预兆：

　　1、声响预兆：

　　响煤炮---煤体中发出闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声。

　　在5029次有预兆记录的突出次数中，有1415次突出钱有响煤炮预兆，是各种突出预兆发生最为频繁的预兆。一般发生响煤炮时，工作面就视为突出危险工作面，应停止继续作业。

　　2、瓦斯预兆：

　　瓦斯涌出异常，浓度忽大忽小、打钻喷瓦斯、喷煤及出现哨声、蜂鸣声等。

　　瓦斯浓度忽大忽小预兆，常常发生在大强度突出之前。

　　3、煤层结构预兆：

　　层理紊乱、煤体干燥、变软、色泽变暗无光泽、产状急剧变化、波状隆起及层理逆转等，尤应注意煤软分层变厚，在各种煤结构变化中，平均突出强度最大。

　　4、矿压显现预兆：

　　支架来压、煤壁开裂、掉碴、片帮、煤壁外鼓、巷道底鼓、打钻时顶钻、夹钻、喷孔、变形垮孔及装不进药等。

　　突出预测的目的和意义：

　　突出预测是四位一体综合防突第一环节，目的是通过预测区分煤层、区域和采掘工作面的突出危险性，以便区别对待，采取不同技术、管理措施。

　　意义：

　　1、提高防突工作的准确性，减少盲目性，在安全生产的前提下，降低消耗，节约成本，改善矿井的经济效益。

　　2、指导防突措施的合理应用，经检验可在突出危险带采取适宜的防突措施，确保安全生产。

　　3、使防突工作建立在科学检测手段的基础上。

　　安全防护措施

　　安全防护措施主要包括石门揭穿突出煤层的震动放炮、采掘工作面远距离放炮、反向风门、避难所、压风自救系统和作业人员必须配带隔离式自救器等。

　　1、震动性放炮

　　2、远距离放炮：

　　3、反向风门：

　　4、压风自救装置：

　　5、隔离式自救器：

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 7 课时

　　课 题自救器的概述、使用课型面授

　　教学目标过对职工的培训，使职工正确使用自救器。

　　教学重点如何正确使用自救器

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　一、自救器的概述及使用方法

　　自救器是入井人员在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出时防止有害气体中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护器具。自救器是一种体积小、重量轻、便于携带的防护个人呼吸器官的装备。其主要用途就是在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸，煤与瓦斯突出或二氧化碳突出事故时，供井下人员佩戴脱险，免于中毒或窒息死亡。根据原理分为过滤式自救器和生氧式自救器两种。

　　。

　　自救器的使用方法

　　1.将专用腰带穿入自救器皮带卡，固定在背部腰间。

　　2.使用时先将自救器转到腹前，一手托底，另一手拉开封口带。

　　3.去掉上外罐，手提头带将自救器抽出后将下外罐丢弃。

　　4.戴好头带，整理好气囊。

　　5.拔掉口具塞，迅速启动氧烛(若氧烛启动失效，应深吸气后通过口具向药罐呼气以强制生氧)。

　　6.将口具放入口中，口具片置于唇齿之间，牙齿咬紧牙垫，用鼻夹垫夹住鼻子，开始用口呼吸。

　　7.均匀呼吸，快速撤离灾区。

　　注意事项

　　1.佩戴自救器撤离灾区时要注意口具和鼻夹一定要咬紧夹好，绝不能中途取下口具和鼻夹。

　　2.生氧剂产生的氧气要比环境空气温度干热，但对人体无害。

　　3.佩戴时不要压迫气囊，以防损坏漏气。

　　4.佩戴自救器要求操作准确迅速，使用者必须经过预先训练，并经考试合格方可配备。

　　使用维护

　　1.自救器必须随身携带，应尽量避免碰撞;严禁将自救器当坐垫使用。

　　2.自救器不使用时严禁随意打开。

　　3.在携带自救器前，应检查外观有无损坏和碰撞凹痕，若发现不正常现象，应及时送交有关部门检查。

　　4.自救器只能佩戴使用一次，使用过的自救器已经报废，不得再次使用。

　　5.自救器应定期检查气密性是否良好。气密不良的自救器严禁使用。根据《煤矿自救器使用管理办法》规定，将被测自救器放入气密检查仪腔体内(注意腔体内剩余空间若过大，应适当填加实体充填物)，扣合封压盖，使压力达到(5～6)kPa，15秒时间内压力下降值不超过300Pa为合格。随身携带的自救器一般1～2个月检查1次，受到剧烈撞击有漏气可能的自救器应随时进行检查。

　　羊东矿二机电区煤与瓦斯突出/自救器的使用培训教案

　　主备人 王涛 审核人 李国锋 授课时间：2012年2月28日

　　总 课 题煤与瓦斯突出/自救器的使用总课时8第 8课时

　　课 题自救器的性能种类课型面授

　　教学目标通过对职工的培训，使职工正确使用自救器。

　　教学重点如何正确使用自救器

　　教 学 过 程

　　教学环节授 课 内 容备课札记

　　一、 生氧式自救器

　　1、 结构

　　由生氧罐、气囊、导气管、口具、背腰带等部件组成。

　　生氧罐内装有超氧化钠500g，并有散热片，以散发反应时产生的热。在药剂上下各有一金属丝网及玻璃棉组成的网格，以过滤药剂粉尘于网格之间。自救器安全使用时间为40分钟，静坐待救状态可维持2.5～3小时。在生氧罐上部，连接气囊与导气管。在导气管的口水降温盒下装有排气阀，用伸缩接头安插在气囊中间，但不与气囊内部相通，而且直接通向外界空气。排气阀上有尼龙绳与气囊硬壁相连接，起动装置由药桶、起动药块、硫酸瓶、密封垫及瓶上的尼龙绳组成，尼龙绳穿过密封垫后，附在外壳的上盖上。

　　2、工作过程

　　当气囊充满气体时，拉开排气阀，排出多余的呼出气，以保证气囊在常压力下工作，并减少二氧化碳和水进入生氧罐，从而调节生氧速度，延长使用时间。当佩戴时感到生氧不足，可采用快速起动装置，拉尼龙绳，使硫酸与起动药块起化学反应而立即生氧，以弥补开始佩戴口罩时生氧不足的状态。

　　二、 矿用一氧化碳过滤式自救器

　　1、 机构

　　由滤毒罐和口具等部件构成。其性能应符合GB8159-87《矿用一氧化碳过滤式自救器》的规定。

　　2、性能要求

　　(1)防一氧化碳性能

　　当按GB8160-87《矿用一氧化碳过滤式自救器试验方法》试验时，吸入空气的一氧化碳透过质量分数不超过5×10-4，一氧化碳透过累积量不超过380mL。

　　(2)吸气温度

　　试验空气中的一氧化碳浓度达到1.0%时，吸入空气的最高温度不超过65℃，试验空气中的一氧化碳达到1.5%时，吸入空气的温度不超过95℃。

　　(3)呼吸阻力

　　在防一氧化碳性能试验后，呼吸阻力检验应符合有关要求。

　　(4)滤烟能力

　　带有滤烟装置的自救器，按GB8160-87方法试验时，其烟雾透过率应不大于40%。

　　(5) 外壳气密性

　　在13.34kPa压力不得漏气。

　　(6) 防水透湿性能

　　按GB18160-87试验，产品增重不得超过5%。

　　(7) 过滤器的气密性

　　在980Pa在力下不得漏气。

　　(8) 呼气阀气密性

　　在1.47kPa负压下恢复到常压的时间应不小于15s。

　　(9) 视野

　　下方视野应大于40(。

　　(10) 耐撞性能

　　按GB8560-87的规定试验后，防一氧化碳性能、吸气温度、呼吸阻力外壳气密性、防水透湿性、过滤器气密性和呼气阀气密性等，应该符合标准要求。

　　(11)外壳上应有管理排架，腰带环或其他背具及封印装置，开启应深红色标志。

　　(12)产品开启，佩戴应方便、封印装置开启力应为39～118N。

　　(13)口具应采用无毒无异味的橡胶材料制造，含口片形状尺寸应与口形相适宜，并具有良好的弹性。

　　(14)头带的松紧适宜，使其适用于不同的头形，在逃生或剧烈活动时，口具不应从口中脱出。

　　(15)鼻夹弹力应适宜，保证夹紧鼻孔不能通气，在布置鼻夹时应能使佩戴者在含入口具时注意到夹上鼻夹。(16) 过滤器取出力

　　取出力应不大于98N。当过滤器夹紧在外壳内不取出时仍可供呼吸使用，其流量为30L/分钟时，吸气阻力不得超过392Pa。

　　(17)过滤器应设有热交换的隔热垫。当空气中一氧化碳浓度达1.5%出现高温时，不应烫伤佩戴者。

　　(18)过滤器设有口水挡板，以防唾液回流。

　　(19)过滤器应设有滤尘层，空气的药剂中的粉尘不应进入口具内。

　　(20)过滤器的吸气阀(带有吸气阀的自救器)应灵敏可靠。

　　(21)材料要求，呼吸系统所用材料应能耐一氧化碳1.5%浓度时的高温，不得分解出有害气体;产品外壳如系轻合金制成时，应符合“爆炸性环境用防爆电气设备通用要求”的规定，使用非金属外壳时，表面的绝缘电阻不得超过1000M(。

　　(22)外壳和紧固体必须有良好的耐老化、耐热和耐寒等性能。