“一通三防”基礎(chǔ)知識及相關(guān)公式

“一通三防”基礎(chǔ)知識及相關(guān)公式

第一章   通風(fēng)瓦斯

一、測風(fēng)計算

1、檢驗三次測量結(jié)果誤差是否超過5%

E=（最大讀數(shù)-最小讀數(shù)）÷最小讀數(shù)×100%＜5%

2、計算表風(fēng)速

V表=（n₁+n₂+n₃）/t

式中： V表—風(fēng)表測得表速，r/s

n—風(fēng)表刻度盤的讀數(shù)，r/min

t—測風(fēng)時間，一般60s

3、計算出的V表利用風(fēng)表校正曲線或校正公式求得真實風(fēng)速V真

4、為消除人體對風(fēng)速的影響，應(yīng)將所測得的平均風(fēng)速進(jìn)行校正，校正系數(shù)如下：K=(S－0.4)/S

式中： S為測風(fēng)巷道斷面積，m²

0.4為測風(fēng)員人體所占巷道斷面面積，m²

5、將真實風(fēng)速乘以測風(fēng)校正系數(shù)K，即得實際平均風(fēng)速V_均

6、Q= V_均S

式中：Q—所測巷道通風(fēng)風(fēng)量，m³/min

S—測風(fēng)巷道斷面面積，m²

V_均—巷道實際平均風(fēng)速，m/min

二、常見巷道斷面積計算

1、矩形 S=B×h m²

2、梯形 S=(B1+B2)/2×h m²

3、圓形 S=∏D²/4; S=0.7854D² m²

4、三心拱 S=B(0.262B+h) m²

5、半圓形 S= ∏B²/8+Bh或B(0.39B+h ) m²

6、圓弧拱 S=B×(0.24B+h) m²

三、礦井等積孔

定義:假定在一個無限的空間有一薄板(壁),在薄板(壁)上開一面積為A(m²)的孔,當(dāng)孔口通過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量Q,孔口兩側(cè)的靜壓差等于礦井通風(fēng)阻力h,則這個孔的面積A稱為等積孔。
    1、單臺主要通風(fēng)機礦井的等積孔計算公式如下:

m²

式中 H-主扇系統(tǒng)的通風(fēng)阻力,Pa;Q-主扇系統(tǒng)的風(fēng)量,m³/s.

2、多臺主要通風(fēng)機礦井的等積孔計算公式如下:

A=1.19/

式中 Hi-各臺主扇系統(tǒng)的通風(fēng)阻力,Pa;Qi-各臺主扇系統(tǒng)的風(fēng)量,m³/s。

礦井通風(fēng)難易程度的分級指標(biāo)

我礦峁上風(fēng)井等積孔為3.4 m²，馬莊風(fēng)井為3.66 m²。

四、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)流流動的三大定律

風(fēng)流在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中流動時，可以認(rèn)為是連續(xù)的、穩(wěn)定的流動。因此，任何通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)都遵守阻力定律、風(fēng)量平衡定律和風(fēng)壓平衡定律三個基本定律。這些規(guī)律對于任何形式的網(wǎng)絡(luò)，無論其中的風(fēng)路是按需分配還是自然分配，都能適用，故稱為普遍規(guī)律。

五、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)基本形式及其特性

1、串聯(lián)風(fēng)路及其特性

兩條或兩條以上的網(wǎng)絡(luò)分支彼此首尾順序相聯(lián)，中間沒有分叉的聯(lián)接形式稱為串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。也稱“一條龍”通風(fēng)。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量與各分支的風(fēng)量相等。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓之和。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和。

串聯(lián)風(fēng)路的總等積孔平方的倒數(shù)，等于各分支的等積孔平方的倒數(shù)之和。

2、并聯(lián)風(fēng)路及其特性

兩條或兩條以上的分支從同一個支點分開，又在另一節(jié)點同時匯合的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)稱為并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于任一分支的風(fēng)壓。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻平方根的倒數(shù)等于并聯(lián)各分支風(fēng)阻平方根倒數(shù)之和。

并聯(lián)風(fēng)路的總等積孔等于各分支等積孔之和。

3、角聯(lián)風(fēng)路及其特性

角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是指在兩條并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中間又有一條或一條以上分支與兩并聯(lián)分支相通，不與并聯(lián)的公共節(jié)點相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。

六、風(fēng)筒百米漏風(fēng)率計算

P=×10000

P—風(fēng)筒百米漏風(fēng)率; Q吸—局扇風(fēng)機吸風(fēng)量；

Q出—局扇風(fēng)機風(fēng)筒出風(fēng)量；L—掘進(jìn)工作面的風(fēng)筒長度

風(fēng)筒百米漏風(fēng)率符合以下規(guī)定（集團公司規(guī)定）

    七、瓦斯涌出量計算

1、絕對瓦斯涌出量：單位時間涌出的瓦斯體積，單位m³/min。

Qg=Q×C（CH₄）

式中 Qg-絕對瓦斯涌出量， m³/min; Q-風(fēng)量，m³/min;C（CH₄）-風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。

2、相對瓦斯涌出量：平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量，單位 m³/t 。

qg=1440×Qg/ Td

式中 qg-相對瓦斯涌出量，m³/t;Qg-絕對瓦斯涌出量，m³/min;Td-與瓦斯涌出量相應(yīng)區(qū)域的平均日產(chǎn)煤量，t/d。

八、瓦斯修正值計算和二氧化碳測定方法

光學(xué)瓦斯測定器是在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1.01×10⁵Pa）溫度20℃的條件下標(biāo)定刻度的。當(dāng)被測地點大氣壓力超過（1.01×10⁵±100）Pa、溫度超過（20±2）℃范圍時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修正。修正的方法是將已測得的瓦斯或二氧化碳濃度值乘以校正系數(shù)K’。

K’=101.325/p·T/293=345.82T/P

式中T—測定地點絕對溫度，絕對溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為：T=t+273

    P—測定地點的大氣壓力，Pa

使用光學(xué)瓦斯測定器測定二氧化碳濃度

用光學(xué)瓦斯測定器測定二氧化碳濃度時，要首先測出瓦斯?jié)舛?，然后去掉二氧化碳吸收管，在測定出瓦斯和二氧化碳混合氣體的濃度，后者減去前者，再乘以0.955的校正系數(shù)（由于二氧化碳的折射率與瓦斯折射率相差不大，一般測定時，也可不校正）即為所要測定的二氧化碳濃度。

九、礦井瓦斯等級劃分和認(rèn)定

1、礦井瓦斯等級劃分為：

（1）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井（以下簡稱突出礦井）；

（2）高瓦斯礦井；

（3）瓦斯礦井。

2、同時滿足下列條件的礦井為瓦斯礦井：

（1）礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m³/t；             

（2）礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m³/min；

（3）礦井各掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于3m³/min；

（4）礦井各采煤工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于5m³/min

一的礦井為出形式、。

3、具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井：

（1）礦井相對瓦斯涌出量大于10m³/t；

（2）礦井絕對瓦斯涌出量大于40m³/min；

（3）礦井任一掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3m³/min；

（4）礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m³/min。

4、具備下列情形之一的礦井為突出礦井：

（1）發(fā)生過煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的；

（2）經(jīng)鑒定具有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤（巖）層的；

（3）依照有關(guān)規(guī)定有按照突出管理的煤層，但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危險性鑒定的。

十、礦井風(fēng)量富裕系數(shù)相關(guān)知識（以我礦為例）

1、風(fēng)量富裕系數(shù)

我礦目前總進(jìn)風(fēng)量為16786m³/min，總回風(fēng)量為17068 m³/min，我礦一采區(qū)需風(fēng)量為6342 m³/min，三采區(qū)需風(fēng)量為7690 m³/min，按照山西焦煤集團礦井通風(fēng)能力富裕系數(shù)不小于1.5要求，一采區(qū)需配風(fēng)量為9513m³/min，三采區(qū)需配風(fēng)量為11535 m³/min，現(xiàn)我礦一采區(qū)實際配風(fēng)量為8074m³/min，三采區(qū)實際配風(fēng)量為8712m³/min，一采區(qū)實際風(fēng)量富裕系數(shù)為1.27，三采區(qū)實際風(fēng)量富裕系數(shù)為1.13。

目前礦井風(fēng)量情況統(tǒng)計表

備注：

需風(fēng)量：根據(jù)礦井采掘工作面、硐室及其他巷道所有用風(fēng)地點，按照現(xiàn)場條件及相關(guān)規(guī)定，計算所得需配的風(fēng)量；

實際配風(fēng)量：礦井所有用風(fēng)地點實際配備風(fēng)量（此數(shù)據(jù)能反應(yīng)實際風(fēng)量富裕系數(shù),即實際配風(fēng)量與需配風(fēng)量的比值）；

應(yīng)配風(fēng)量：根據(jù)山西焦煤集團礦井應(yīng)配風(fēng)量按需風(fēng)量1.5富裕系數(shù)計算所得（應(yīng)配風(fēng)量＝需風(fēng)量×1.5）。

通風(fēng)富裕系數(shù)：平衡礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素而采用的系數(shù)，高瓦斯礦井k值取1.20。（根據(jù)國家AQ1028-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）

2、礦井有效風(fēng)量率

我礦現(xiàn)有效風(fēng)量為15257m³/min，總進(jìn)風(fēng)量為16801m³/min，有效風(fēng)量率為90.8%。（根據(jù)省廳安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定礦井有效風(fēng)量率應(yīng)87%）。

（1）、礦井有效風(fēng)量：送到采掘工作面、硐室、和其他用風(fēng)地點的風(fēng)量總稱。

（2）、礦井有效風(fēng)量率：礦井有效風(fēng)量占礦井總進(jìn)風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)。

十一、相關(guān)通風(fēng)參數(shù)規(guī)定值

礦井有害氣體最高允許濃度

井巷中的允許風(fēng)流速度

礦井通風(fēng)阻力要求

第二章   抽采、防突方面

一、名詞解釋

礦井瓦斯涌出量

從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體涌入礦井中的氣體總量，礦井進(jìn)行瓦斯抽放時應(yīng)包括抽放瓦斯量。

絕對瓦斯涌出量

單位時間內(nèi)從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦斯量，單位采用m³/min。

相對瓦斯涌出量

平均每產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，單位為m³/t。

殘存瓦斯量

常壓狀態(tài)下，煤樣解吸后殘留在煤樣中的瓦斯量。

損失瓦斯量

煤樣從暴露到開始測定解吸量期間所遺失的瓦斯量。

粉碎前自然解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下，煤樣井下解吸后運送到實驗室粉碎前所解吸的瓦斯量。

粉碎前脫氣量

在負(fù)壓狀態(tài)下，煤樣在粉碎前所解吸的瓦斯量。

粉碎后自然解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下，煤樣在粉碎機中粉碎到95%以上煤樣粒度小于0.25mm時所解吸的瓦斯量。

粉碎后脫氣量

在負(fù)壓狀態(tài)下，煤樣在粉碎機中粉碎到80%以上煤樣粒度小于0.25mm時所解吸的瓦斯量。

常壓不可解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下，粉碎解吸后仍殘存在煤樣中不可解吸的瓦斯量。

抽采煤量

通過抽采后達(dá)標(biāo)的煤量。

卸壓瓦斯抽采

抽采受采動影響和經(jīng)人為松動卸壓煤（巖）層的瓦斯。

強化抽采

針對一些透氣性低、采用常規(guī)的預(yù)抽方式難以奏效的煤層而采取的特殊抽采方式。

礦井瓦斯儲量

煤田開采過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤層和巖層中賦存瓦斯的總量。

高位鉆孔

指在風(fēng)巷向開采煤層頂板施工的抽采鉆孔（進(jìn)入裂隙帶）。

高抽巷

在開采層頂部處于采動影響形成的裂隙帶內(nèi)掘進(jìn)的專用抽采瓦斯巷道。

水力壓裂

在鉆孔內(nèi)以高壓水作為動力，在無自由面的情況下使煤體裂隙暢通的一種措施。

深孔預(yù)裂爆破

在工作面采掘前施工一定深度的鉆孔，并在鉆孔內(nèi)裝填炸藥，利用炸藥爆破作為動力，使煤體裂隙增大，提高煤層透氣性的一種措施。

礦井瓦斯儲量

指礦井可采煤層的瓦斯儲量、受采動影響后能夠向開采空間間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲量之和。

瓦斯抽采量

指礦井抽出瓦斯氣體中的純瓦斯量。

可抽瓦斯量

指瓦斯儲量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出來的最大瓦斯量。

煤層透氣性系數(shù)

表征煤層對瓦斯流動的阻力、反映瓦斯沿煤層流動難易程度的系數(shù)。

鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)

表示鉆孔瓦斯流量隨時間延長呈衰減變化的系數(shù)。

二、有下列情況之一的礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采，并實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)：

1、開采有煤與瓦斯突出危險煤層的；

2、一個采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m³/min或者一個掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3m³/min的；

3、礦井絕對瓦斯涌出量大于或等于40m³/min的；

4、礦井年產(chǎn)量為1.0～1.5Mt，其絕對瓦斯涌出量大于30m³/min的；

5、礦井年產(chǎn)量為0.6～1.0Mt，其絕對瓦斯涌出量大于25m³/min的；

6、礦井年產(chǎn)量為0.4～0.6Mt，其絕對瓦斯涌出量大于20m³/min的；

7、礦井年產(chǎn)量等于或小于0.4Mt，其絕對瓦斯涌出量大于15m³/min的。

三、瓦斯抽采礦井必須滿足以下八項基礎(chǔ)條件，不符合下列情況之一的，應(yīng)當(dāng)判定為抽采基本條件不達(dá)標(biāo)：

1、經(jīng)礦井瓦斯涌出量預(yù)測或者礦井瓦斯等級鑒定、評估符合應(yīng)當(dāng)建立瓦斯抽采系統(tǒng)的礦井，礦井瓦斯抽采設(shè)計及抽采系統(tǒng)工程報省煤炭工業(yè)廳備案或?qū)徟Ⅱ炇蘸细?，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定；建立移動抽采系統(tǒng)的礦井，抽采設(shè)計及抽采系統(tǒng)工程報集團公司通風(fēng)處審批、驗收合格，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

2、抽采泵站的裝機能力和管網(wǎng)能力應(yīng)當(dāng)滿足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的要求。備用泵能力不得小于運行泵中最大一臺單泵的能力；運行泵的裝機能力不得小于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時應(yīng)抽采瓦斯量對應(yīng)工況流量的2倍。

3、礦井在編制生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃和年度生產(chǎn)計劃時，必須同時組織編制相應(yīng)的瓦斯抽采達(dá)標(biāo)規(guī)劃和年度實施計劃，確?！俺椤⒕?、采平衡”。

4、礦井瓦斯抽采設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)定。采掘工作面抽采工程必須由礦編制專項設(shè)計，經(jīng)礦總工程師審核，報集團公司總工程師批準(zhǔn)。

5、采掘工作面抽采工程竣工后，必須由礦總工程師組織相關(guān)部門進(jìn)行驗收，相關(guān)負(fù)責(zé)人簽字；并繪制抽采工程竣工圖和記錄保存施工過程中的異?，F(xiàn)象（如噴孔、頂鉆、卡鉆）等內(nèi)容。

6、瓦斯抽采礦井必須建立瓦斯抽采達(dá)標(biāo)自評價工作體系和瓦斯抽采管理制度。

7、建立、完善瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控管網(wǎng)瓦斯?jié)舛?、壓力或壓差、流量、溫度等參?shù)及設(shè)備的開停狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。計量測點應(yīng)布置在泵站、主管、分（支）管、采區(qū)支管及需要單獨評價的區(qū)域分支、鉆場等測點，抽采瓦斯計量裝置應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)計量標(biāo)準(zhǔn)要求，定期檢測。

8、建立瓦斯抽采效果評判測試技術(shù)分析實驗室、且儀器、儀表配備齊全。

四、瓦斯抽采量計算

1、工況狀態(tài)下混合量及純量計算公式

(1)工況狀態(tài)下混合量計算公式

式中：Q工混—工況狀態(tài)下所抽出的混合氣體的總量，m³/min

H—孔板前后壓差（節(jié)流），mmH₂O

K—孔板流量系數(shù)

(2)工況狀態(tài)下純量計算公式

式中：Q_工混—工況狀態(tài)下所抽出的各種混合氣體的總量，m³/min

Q_工純—工況狀態(tài)下所抽出的純瓦斯氣體量，m³/min

X—抽采管道中的瓦斯?jié)舛龋?

2、標(biāo)況狀態(tài)下混合量及純量計算公式

（1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混合量計算公式為：

Q_{標(biāo)混}=K××××

（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下純量計算公式為：

Q_{標(biāo)純}=Q_{標(biāo)混}×X

五、煤層可解析瓦斯含量的確定

Wj=W-Wc

式中：W—煤層原始瓦斯含量，m³/t   Wc—煤在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的殘存瓦斯含量

Wj—煤的可解析瓦斯含量

六、瓦斯抽采方面相關(guān)規(guī)定值

中興礦各煤層主要參數(shù)匯總表

煤層可抽放性分類表

綜上分析：我礦2#、4#、5#煤層均屬于難抽放煤層，6、8、9煤層均為勉強抽放煤層。

采煤工作面回采前煤的可解吸量應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

礦井瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

七、掘進(jìn)工作面瓦斯抽采效果評判應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定進(jìn)行：

1、瓦斯預(yù)抽時間不小于6個月；

2、評價單元瓦斯可解析量降至原始含量的50%以下；

3、評價單元瓦斯壓力降至原始瓦斯壓力的50%以下；

4、工作面同時滿足風(fēng)速不超過4m/s、回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%。

八、采煤工作面瓦斯抽采效果評判應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定進(jìn)行：

1、煤層瓦斯預(yù)抽時間必須大于6個月以上（以最后抽采鉆孔計算）；

2、評價單元瓦斯可解析量降至原始含量的50%以下；

3、評價單元瓦斯壓力降至原始瓦斯壓力的50%以下。

4、對瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面，工作面抽采效果達(dá)標(biāo)評判可根據(jù)同一煤層相鄰工作面開采時瓦斯量計算工作面抽采率，當(dāng)采煤工作面瓦斯抽采率滿足（下表）規(guī)定時，工作面同時滿足風(fēng)速不超過4m/s、回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%時，瓦斯抽采效果判斷為達(dá)標(biāo)。

采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

九、防突方面相關(guān)知識

（一）區(qū)域突出危險性預(yù)測方法

1、單項指標(biāo)法

采用煤的破壞類型，瓦斯放散初速度（△p），煤的堅固性系數(shù)（f）和煤層瓦斯壓力（P）作為預(yù)測指標(biāo)，各種指標(biāo)的突出危險臨界值應(yīng)根據(jù)實測資料確定，無實測資料時可參考下表所列數(shù)據(jù)。只有全部指標(biāo)達(dá)到或超過其臨界值時方可劃為突出煤層。

預(yù)測煤層突出危險性單項臨界指標(biāo)值

煤的破壞類型分類表

2、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法。

根據(jù)已開采區(qū)域的煤層賦存和地質(zhì)構(gòu)造情況以及突出分布規(guī)律，劃分出突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)。

突出危險區(qū)應(yīng)符合下列條件：

①上水平發(fā)生過一次突出的區(qū)域；下水平的垂直對應(yīng)區(qū)域應(yīng)預(yù)測為突出危險區(qū)；

②根據(jù)上水平突出點分布；地質(zhì)構(gòu)造情況；突出點距斷層最遠(yuǎn)距離線情況；上水平地質(zhì)構(gòu)造分布，推測下水平或下采區(qū)的突出危險性情況（如下圖）；

③未劃定的其他區(qū)域為突出威脅區(qū)。

3、綜合指標(biāo)法預(yù)測突出危險性計算公式

D=(0.0075H/f-3)·(p-0.74)

K=△P/ f

式中D—煤層突出危險性綜合指標(biāo)

K—煤的突出危險性綜合指標(biāo)

H—開采深度，m

P—煤層瓦斯壓力，取兩鉆孔瓦斯壓力最大值，MPa

△P—軟分層煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)

f—軟分層煤的堅固性系數(shù)

綜合指標(biāo)預(yù)測煤層區(qū)域突出危險性的臨界指標(biāo)

注：（1）、如果D=(0.0075H/f-3)·(p-0.74)式中，兩括號內(nèi)計算都為負(fù)值時，無論D值大小，都為突出威脅區(qū)。

（2）、地質(zhì)勘探和新建井進(jìn)行突出預(yù)測時，突出威脅區(qū)視為無突出危險煤層。

（3）、采用綜合指標(biāo)法對煤層進(jìn)行區(qū)域預(yù)測時，應(yīng)符合下列要求：

①在巖石工作面向突出煤層至少打兩個測壓孔，測定瓦斯壓力（P），取其最大值；

②在打測壓孔過程中，每米煤鉆孔采取一個煤樣，測定煤的堅固性系數(shù)（f），將兩個測壓孔所測得的堅固性系數(shù)量最小值加以平均，作為該煤層平均堅固性系數(shù)；

③將堅固性系數(shù)最小的兩個煤樣混合后，測定煤的瓦斯放散速度指標(biāo)（△p）；

④測定后，填寫綜合指標(biāo)法預(yù)測區(qū)域突出危險性報告表，見下表。

綜合指標(biāo)預(yù)測區(qū)域突出危險性報告表

4、地質(zhì)構(gòu)造指標(biāo)法

煤與瓦斯突出與地質(zhì)構(gòu)造有明顯關(guān)系，這實踐證明的。但是，由于煤與瓦斯突出機理比較復(fù)雜，各地區(qū)、礦區(qū)、礦地質(zhì)構(gòu)造又有很大不同，做出準(zhǔn)確的定量判斷很困難。

我國研究煤與瓦斯突出的校所，摸索出一整套方法，通過地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行預(yù)測，雖然不能做出準(zhǔn)確預(yù)測，但在作為定性判斷，還是很有參考價值的。

①傾角標(biāo)準(zhǔn)差：

用煤層傾角變化，反映局部褶曲發(fā)育情況。α越大越危險。

式中   α——傾角標(biāo)準(zhǔn)差；

      Xi——每一測量點的傾角；

      ——統(tǒng)計地區(qū)平均傾角；

      n——測量點數(shù)。

②變形系數(shù)：

用煤層相對變形大小，判斷突出可能性。越大越危險。

式中   K_B——變形系數(shù)；

      L′——剖面中煤層頂（底）板上兩點實際變形長度；

      L——兩點的水平變形長度。

③小斷層密度：

用單位面積或長度內(nèi)的小斷層個數(shù)，判斷突出危險性。越大越危險。

④煤厚標(biāo)準(zhǔn)差：

用煤的厚度變化，判斷突出危險性。越大越危險。

式中   Hm——煤厚標(biāo)準(zhǔn)差；

      Hmi——某一測點煤厚；

      ——統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)平均煤厚；

      n——觀測點數(shù)。

⑤煤厚變異系數(shù)：

用煤厚變化幅度，判斷突出危險性。

⑥煤層揉皺系數(shù)：

用煤層被揉皺情況，判斷突出危險性。

式中   K₁₀——揉皺系數(shù)；

      h2——二類結(jié)構(gòu)煤厚度；

      h3-4——三、四類結(jié)構(gòu)煤厚度和；

      M——煤層總厚度。

（二）工作面突出危險性預(yù)測

工作面突出危險性預(yù)測，也稱局部預(yù)測。它主要是對石門揭煤、煤掘工作面和采煤工作面的危險性進(jìn)行預(yù)測。

局部預(yù)測指標(biāo)主要有：鉆孔鉆屑量（S）、瓦斯解吸指標(biāo)（△h₂或K₁）、鉆孔瓦斯涌出初速度（q）、R值及鉆屑溫度、煤體溫度、煤層瓦斯涌出量等。最常用的指標(biāo)有：S、△h₂或K₁、q、R。

1、石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測。

石門揭煤工作面可采用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或經(jīng)過實驗證實有效的其他方法預(yù)測突出危險性。

①綜合指標(biāo)法。見區(qū)域突出危險性預(yù)測方法。

②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。鉆孔瓦斯解吸指標(biāo)是反應(yīng)瓦斯壓力，瓦斯含量和煤層特征的一個指標(biāo)。當(dāng)煤層瓦斯壓力大，瓦斯含量高，煤層吸附瓦斯能力強時，更容易突出。但直接測定煤層這種瓦斯解吸能力又很困難。人們通過研究，采用試驗?zāi)M方法，間接進(jìn)行測量，提出了△h₂或K₁概念。

在石門工作面距煤層最小垂距為3～10m，利用探明煤層賦存條件和瓦斯情況的鉆孔或至少打兩個直徑為50～75mm的預(yù)測鉆孔，在其鉆進(jìn)煤層時，用1～3mm的篩子篩分鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)△h₂或K₁。

△h₂：即在固定炭粒度（1～3mm），固定煤炭重量（10g），固定暴露時間（3min）和固定測量時間（2min）情況下，測定瓦斯解吸量。但直接測量解吸量很困難，而測量產(chǎn)生的瓦斯壓力更容易，于是就產(chǎn)生了△h₂。

K₁：是煤樣從煤體脫落暴露后，第1分鐘內(nèi)，每克煤的累積瓦斯解吸量。它的理論依據(jù)是：

式中   Q——煤樣解吸測定開始后，t分鐘時，解吸每克煤樣累積瓦斯解吸量；

      W1——解吸測定開始前，煤樣在暴露時間內(nèi)損失的瓦斯解吸量，mL/g；

      t1——取樣到啟動儀時間，min；

      t2——解吸測定時間，min；

      t3——煤樣從煤體脫落到鉆孔口時間（一般取0.1L，L為鉆孔長度，m），min。

由于式中有兩個未知數(shù)，K₁和W₁，需要用作圖法或試算法獲得。

鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的突出臨界值，應(yīng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定；如無實測出數(shù)據(jù)可參照規(guī)定：兩項指標(biāo)滿足下表規(guī)定值，為突出危險工作面。

鉆屑指標(biāo)法預(yù)測石門工作面突出危險的臨界值

2、煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測。

在突出區(qū)域中的煤巷掘進(jìn)工作面，可采用以下方法之一預(yù)測其突出危險性；鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法和其他經(jīng)實驗實有效的方法（如鉆屑溫度、煤體溫度、爆破后的瓦斯涌出量等）。

①鉆孔瓦斯涌出初速度法。鉆孔瓦斯涌出初速度是測定鉆孔自然涌出瓦斯多少的一個指標(biāo)。它相當(dāng)于間接地表明了瓦斯含量、瓦斯壓力及解吸能力等情況。它的定義是鉆孔打完后，立即封鉆孔，在2min內(nèi)，測得的自然涌出瓦斯流量（L/min）。

采用鉆孔瓦斯涌出初速度預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性時，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

在掘進(jìn)工作面的軟分層中，靠近巷道兩幫，各打一個平行于巷道掘進(jìn)方向，直徑42mm、深度為0.5m（如左圖）；

用專門的封孔器封孔，封孔后的測量室長度為0.5m。

鉆孔瓦斯涌出初速度的測定，必須在打完鉆孔2min內(nèi)完成；

鉆孔瓦斯涌出初速度的臨界值qm與煤的揮發(fā)分有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實測資料分析確定；如無實測資料，可參照下表中的臨界值qm。當(dāng)時測的q值等于或大于qm時，煤巷掘進(jìn)工作面有突出危險；否則，預(yù)測為無突出危險工作面。

鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值

②R值指標(biāo)法。R值是綜合預(yù)測指標(biāo)。它是反應(yīng)地應(yīng)力、煤質(zhì)特征、瓦斯賦存狀況的指標(biāo)。

采用R值指標(biāo)預(yù)測煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性時，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

在煤掘工作面打2個(傾角和急傾斜煤層)或3個(緩傾斜煤層)直徑為42mm、孔深5.5～6.5m鉆孔。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中。1個鉆孔打在工作面中部并平行掘進(jìn)方向，另1個鉆孔的終孔點位于巷道輪廓線外2-4m處。

鉆孔每打1m，測得一次鉆屑量和鉆孔瓦斯涌出初速度，測量室的長度取0.5m。取每個鉆孔最大Smax和qmax，按下列公式算出Rmax：

R=（Smax－1.8）×（qmax－4）

式中   R ——綜合指標(biāo)；

Smax——測量鉆孔單位長度（m）最大鉆屑量（L/m）；

qmax——測量鉆孔單位長度（m）最大瓦斯涌出初速度（L/m·min）。

判斷突出危險性的臨界指標(biāo)Rm應(yīng)根據(jù)實測資料確定，如無實測資料，可取Rm=6，當(dāng)任何一個鉆孔的R≥6時，工作面為突出危險工作面；當(dāng)R≤6時為無突出危險工作面；當(dāng)R為負(fù)值時，應(yīng)用正值項單項指標(biāo)。

采用R值指標(biāo)法預(yù)測為無突出危險時，每預(yù)測循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測超前距。

③鉆屑量指標(biāo)法。鉆孔鉆屑量指標(biāo)（S）是反應(yīng)地應(yīng)力大小、煤的結(jié)構(gòu)特征的指標(biāo)。地應(yīng)力大、煤質(zhì)松軟、鉆屑量就大。

一般正常鉆孔鉆屑量：

式中   S₀——鉆孔正常鉆屑量，kg/m或L/m；

      π——3.1416；

      R——鉆孔直徑，m；

      d0——煤的密度，取1400kg/m3；

      1.3——鉆頭在鉆孔中超切削系數(shù)。

當(dāng)鉆頭為42mm時，正常鉆屑量為1.8L/m或2.4kg/m。

當(dāng)鉆孔每米鉆屑量大于或等于3倍正常鉆屑量，即Smax≥3S₀時（5.4L/m或6kg/m），認(rèn)為有突出危險。

采用鉆屑量指標(biāo)法預(yù)測煤掘工作面突出危險性時，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

在煤掘工作面打2個（傾斜和急傾斜煤層）或3個（緩傾斜煤層）直徑為42mm、孔深8～10m的鉆孔。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中，1個鉆孔打在工作中部并平行掘進(jìn)方向，另1個鉆孔的終孔點位于巷道輪廓線外2～4m處。

鉆孔每打1m測定一次鉆屑量，每隔2m測定一次鉆屑解吸指標(biāo)。根據(jù)每個鉆孔沿孔長每米最大鉆屑量Smax和鉆屑解吸指標(biāo)K₁或△h₂預(yù)測工作面突出危險性。Smax、K₁或△h₂的突出危險臨界值，應(yīng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定，如無實測資料可參照下表數(shù)據(jù)判斷工作面的突出危險性。

鉆屑量突出危險性臨界值

預(yù)測得到的任一指標(biāo)Smax、K₁或△h₂值等于或大于臨界值時，該工作面預(yù)測為突出危險工作面。

采用鉆屑量指標(biāo)法預(yù)測突出危險性，當(dāng)預(yù)測為無突然危險時，每預(yù)測循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測超前距。

3、采煤工作面突出危險性預(yù)測。

采煤工作面突出危險性預(yù)測按下列步驟進(jìn)行：

①沿采煤工作面每隔10～15m布置一個預(yù)測鉆孔，鉆孔深度根據(jù)工作面的條件而定，但不得小于3.5m；

②可采用煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測的方法，如鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法等；

③當(dāng)預(yù)測為無突出危險工作面時，每預(yù)測循環(huán)應(yīng)留有2m超前距。

（三）兩個“四位一體”綜合防突措施是指區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

1、區(qū)域綜合防突措施包括下列內(nèi)容：

（1）、區(qū)域突出危險性預(yù)測；

（2）、區(qū)域防突措施；

（3）、區(qū)域措施效果檢驗；

（4）、區(qū)域驗證。

2、局部綜合防突措施包括下列內(nèi)容：

（1）、工作面突出危險性預(yù)測；

（2）、工作面防突措施；

（3）、工作面措施效果檢驗；

（4）、安全防護(hù)措施。   

第三章   防滅火方面基礎(chǔ)知識

一、煤自燃傾向性等級分類及分類指標(biāo)

1、煤自燃傾向性等級分類

煤自燃傾向性等級分為三類：Ⅰ類容易自燃、Ⅱ類自燃和Ⅲ類不易自燃。

2、煤自燃傾向性分類指標(biāo)

以每克干煤在常溫（30℃）、常壓（1.0133×10⁵Pa）下的吸氧量作為分類的主指標(biāo)，煤的自燃傾向性指標(biāo)如表1、表2。

表1   煤樣干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf＞18%時自燃傾向性分類

表2   煤樣干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf≤18%時自燃傾向性分類

二、我礦各煤層自燃傾向性和發(fā)火期鑒定結(jié)果匯總

（02、2、4+5、）煤層自燃傾向性和發(fā)火期鑒定結(jié)果匯總表

三、煤塵爆炸性鑒定結(jié)果的評定和我礦各煤層爆炸性鑒定結(jié)果

1、在5次鑒定試樣試驗中，只要有1次出現(xiàn)火焰，則該鑒定為“有煤塵爆炸性”。

2、在10次鑒定試樣試驗中均未出現(xiàn)火焰，則該鑒定試樣為“無煤塵爆炸性”。

3、凡是在加熱器周圍出現(xiàn)單邊長度大于3mm的火焰（一小片火舌）均屬于火焰；而僅出現(xiàn)火星，則不屬于火焰。選取5次試驗中火焰最長的1次的火焰長度作為該鑒定試樣的火焰長度。

4、以加熱器為起點向管口方向所觀測到的火焰長度作為本次試驗的火焰長度；如果這一方向未出現(xiàn)火焰，而僅在相反方向出現(xiàn)火焰時，應(yīng)以此方向確定為本次試驗的火焰長度；選取5次試驗中火焰最長的1次的火焰長度作為該鑒定試樣的火焰長度。

5、在添加巖粉試驗中，混合粉塵剛剛不出現(xiàn)火焰時，該混合粉塵中的巖粉用量百分比即為抑制煤塵爆炸所需的最低巖粉用量。

（02、2、4+5、）煤層煤塵爆炸性鑒定結(jié)果匯總表

四、封閉火區(qū)時，密閉過程要遵守下列規(guī)定：

1、進(jìn)、回風(fēng)巷道的全部閉墻應(yīng)同時構(gòu)筑，特別是最后一個進(jìn)風(fēng)閉墻嚴(yán)禁超前最后一個回風(fēng)閉墻封閉。

2、火區(qū)密閉墻上應(yīng)埋設(shè)適當(dāng)管徑的管路供密閉期間通風(fēng)使用，待閉墻工程全部完成后，進(jìn)回風(fēng)巷同時封堵通風(fēng)孔。防滅火密閉墻應(yīng)埋設(shè)灌漿管路和觀察孔，閉墻內(nèi)有水的應(yīng)設(shè)反水池。

3、在砌筑密閉期間必須設(shè)專人檢查各種氣體的變化情況，特別是在瓦斯?jié)舛妊杆僭黾訒r，必須保證施工人員的安全，必要時可遠(yuǎn)距離大面積封閉，當(dāng)火區(qū)穩(wěn)定后再進(jìn)行縮封。

4、當(dāng)火區(qū)各閉墻采用同時封口的方法時，必須統(tǒng)一指揮，密切配合，用最少的人員和時間同時封堵，封口后立即撤離至安全地點。

五、啟封火區(qū)前應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作。

1、必須提前制定啟封方案，并由集團公司審批后方可實行。

2、做好把火區(qū)的回風(fēng)直接引入回風(fēng)巷的準(zhǔn)備?；饏^(qū)回風(fēng)所通過的巷道內(nèi)不準(zhǔn)有人員工作或停留，電源要切斷。

3、在有瓦斯爆炸和煤塵爆炸危險的礦井中，與火區(qū)相連的巷道內(nèi)應(yīng)仔細(xì)地撒布巖粉或采取其它隔爆措施。

4、準(zhǔn)備好足夠的啟封火區(qū)和重新封閉火區(qū)所需的一切材料設(shè)備和滅火器具。

六、封閉的火區(qū)，只有經(jīng)取樣化驗證實火己熄滅后，方可啟封或注銷。火區(qū)同時具備下列條件時，方可認(rèn)為火已熄滅：

1、火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到3℃以下，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日?？諝鉁囟认嗤?。

2、火區(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下。

3、火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下。

4、火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。

5、上述4項指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時間在1個月以上。

第四章   防塵相關(guān)知識

一、名詞解釋

分散度：分散度是指各種粒度的塵粒在粉塵總量中所占的百分比。

粉塵濃度：粉塵濃度是指單位體積的空氣中所含浮塵的數(shù)量。

二、煤礦井下粉塵測定時間規(guī)定

對井下每個測點的粉塵濃度每月測定兩次。

粉塵粒度分布每半年測定一次，采掘工作面有變動時，應(yīng)及時進(jìn)行游離SiO₂測定。

粉塵中游離SiO₂含量每半年測定一次。

三、防塵用水的水質(zhì)應(yīng)符合下列要求

1、懸浮物含量不得超過150mg/L；

2、懸浮物的粒子直徑不得大于0.3mm；

3、水的PH值應(yīng)在6.0—9.5范圍內(nèi)。

四、我國通常將粉塵的粒度分為四級：小于2μm、2μm—5μm、5μm—10μm、和大于10μm。只有粒度小于5μm的粉塵，才能進(jìn)入人體的肺部內(nèi)。

五、煤礦塵肺因吸入粉塵成分的不同分為三類：

矽肺：吸入游離二氧化硅含量較高的巖塵所引起的塵肺。

煤肺：長期接觸煤塵的采煤工所患的塵肺。

煤矽肺：由煤塵和含游離二氧化硅的巖塵共同作用所引起的塵肺。

六、K值計算公式

K值是礦井粉塵平均濃度與國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的比值。

K值是礦井粉塵濃度一個衡量值，K值越小，表明礦井平均粉塵濃度越小，礦井粉塵管理和控制得越好。

K=L/3×（Y/2N₁+M/10N₂+S/6N₃）

式中Y—巖塵的粉塵濃度之和，mg/m³;

    M—煤塵的粉塵濃度之和，mg/m³;

    S—水泥的粉塵濃度之和，mg/m³;

    N₁—巖塵的測點數(shù)，個；

    N₂—煤塵的測點數(shù)，個；

        N₃—水泥塵的測點數(shù)，個；

        L—當(dāng)只測巖塵、煤塵、水泥塵一種時取3，當(dāng)三種都測時取1，當(dāng)只測兩種時取1.5；

    2、6、10—國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，mg/m³;

    注：當(dāng)煤塵中的游離SiO₂含量大于10%時，按巖塵計算；當(dāng)巖塵中的游離SiO₂含量小于10%時，按煤塵計算。

作業(yè)場所空氣中粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)

七、管路尺寸知識：DN-公稱直徑、Ф－外徑

DN80（3寸管）、DN100（4寸管）、DN125（5寸管）、DN150（6寸管）、DN200（8寸管）

DN80-ф89mm、 DN100-ф114mm、DN125-ф140mm、DN150-ф168mm、

DN200-ф219mm

第五章   監(jiān)測監(jiān)控

第六章、其他

各井口地面和井底標(biāo)高值

進(jìn)、回風(fēng)井特征表

主要單位換算：

1個大氣壓（atm）=760 mmHg=10332.3 mmH₂O=101325Pa;

1毫米汞柱（mmHg）=13.6毫米水柱=133.322Pa;

1毫米水柱（mmH₂O）=9.80665Pa;

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）=1.03125×10⁵Pa;