煤层巷道掘进防突措施.docx

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煤层巷道掘进防突措施

煤层巷道掘进防突措施

以鑫龙公司龙山煤矿11101工作面煤层巷道掘进为例，说明煤层巷道掘进的防突技术措施编制。

一、工作面概况

1、巷道位置

11101工作面开切眼南侧为采区的3条上山，下部为11121工作面（未采）和-220m大巷保护煤柱，上部为11081采煤工作面（采空区），北部为F303断层煤柱。

2、巷道布置

11101开切眼开口位置在11101工作面回风巷70号导线点向前30m处，垂直工作面回风巷沿顶板施工至11101工作面运输巷，总工程量为120m。

3、煤层赋存特征及顶板岩性

本工作面二1煤层赋存稳定，局部受断层牵引厚度变化较大，平均4.25m。

直接顶为炭质泥岩，厚度2.5m，黑色夹煤线，富含植物化石。

基本顶为中粒砂岩，厚度25m，白色，坚硬，性脆，硅质和泥质胶结，局部有黄铁矿颗粒。

直接底为泥岩，厚度12m，含炭质和少量砂质，致密块状。

基本底为细粒砂岩，厚度4.8m，深灰色，主要由石英、长石组成，含少量白云母片。

4、地质构造

本工作面产状变化较大，断裂构造发育。

在相邻的11081工作面运输巷及开切眼掘进过程中共揭露断层7条。

由于该开切眼紧邻F303断层保护煤柱，会出现伴生小断层。

5、瓦斯地质

11101开切眼地面标高+172～+202m，巷道标高-192～-200m，埋深355～400m，在相邻的11081工作面运输巷距三岔口245m右侧钻场实测该工作面瓦斯含量为17m3/t，百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.1281m3/min，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0191d-1。

工作面煤尘爆炸指数为4.62%～6.63%，无煤尘爆炸危险。

煤层不易自燃。

工作面产状变化较大，断裂构造发育，在相邻的11081工作面运输巷及开切眼掘进过程中共发生煤与瓦斯突出3次。

构造带附近瓦斯含量高，透气性低。

因此，在构造带附近应加强瓦斯地质管理，掌握瓦斯赋存规律，采取针对性措施，防止突出事故发生。

二、区域综合防突措施

（一）区域突出危险性预测

相邻的11081工作面运输巷及开切眼掘进过程中发生煤与瓦斯突出3次，11081工作面运输巷距三岔口245m右侧钻场实测该工作面瓦斯含量为17m3/t。

因此，该工作面按突出危险工作面管理。

（二）区域防突措施

本矿为单一煤层，无保护层可采。

根据矿井多年的防突实践，采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施，可以有效防突。

在开切眼两帮布置钻场，深度为5m。

沿巷道走向呈扇形在钻场内布置两排抽采钻孔，钻孔数量为18个，钻孔直径75mm，边孔深度27～53m，其他孔深60～63m，钻孔倾角根据每次设计确定，钻孔控制巷帮不小于15m，每循环留20m超前距。

封孔深度8m。

抽采负压不得小于13kPa。

钻孔施工过程中要有施工记录，充分反映钻孔过程中的瓦斯异常情况和钻孔见煤岩段的深度。

防突队根据钻孔施工记录绘制钻孔竣工图。

钻孔控制范围达不到巷道轮廓线15m以外时必须补充钻孔。

（三）区域防突措施效果检验

检验方法为实测煤层残余瓦斯含量。

检验要求如下：

（1）执行顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯措施后，经统计瓦斯抽采量计算，在预抽范围内残存瓦斯已降到8m3以下时，在措施控制范围内每隔15m布置一个检验测试点，测定煤层残余瓦斯含量。

（2）根据钻孔竣工图，检验钻孔布置在抽采钻孔间距较大、预抽时间短的位置。

控制巷帮10～15m范围内，沿巷道走向控制不少于15m。

（3）检验钻孔布置在抽采钻孔中间部位，与周围抽采钻孔尽量保持等距离。

（4）在构造带附近布置两个检验钻孔。

当检验测试钻孔测定残余瓦斯含量小于8m3/t时，该检验测试钻孔控制范围内预抽效果有效，该区段为无突出危险工作面。

当检验点测定的残余瓦斯含量大于或等于8m3/t或检验期间出现喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，则在该检验孔周围补打抽采钻孔，继续抽采一定时间后重新检验，直到预抽效果有效。

（四）区域验证

区域消突经区域效果检验无突出危险后进行区域验证。

1、验证方法

采用钻屑指标法结合R值指标法进行区域验证。

验证指标临界值参照《防治煤与瓦斯突出规定》执行（表1）

表1区域验证临界值

△h2/Pa

Smax（Kg.m-1）

R值

危险性

≥200

≥6

≥6

有突出危险

＜200

＜6

＜6

无突出危险

在工作面打3个直径为42mm、深度为8m的钻孔，断面有软分层时钻孔必须布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终点应位于巷道轮廓线外2～4m。

钻孔每打1m测定一次钻屑量和钻孔瓦斯涌出初速度，每隔2m测定一次钻屑解吸指标△h2。

测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测定室的长度为1m。

根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大瓦斯涌出初速度qmas按式（表1）计算各孔的R值：

R=（Smax-1.8）（qmas-4）

式中Smax——每个钻孔长最大钻屑量，L/m；

qmas——每个钻孔沿孔长最大瓦斯涌出初速度L/m。

当R为负值时，采用公式中的正值项Smax,作为判断工作面突出危险的指标。

以上指标的测定，可同时使用同一钻孔，根据每个钻孔的最大钻屑量、最大钻屑解吸指标及R值判断工作面突出危险性，如任一钻孔有任一项指标超标，即视为有突出危险。

2.验证要求

（1）验证工作面无突出危险时，可采用取防突措施，留2m验证超前距，在执行安全防护措施的前提下进行施工。

（2）只要有一次区域验证为有突出危险或钻孔施工期间发现了突出预兆，则该区域以后采掘作业必须执行局部综合防突措施。

三、局部综合防突措施

经区域验证有突出危险或掘进过程中出现以下情况时，必须执行局部综合防突措施：

①煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；②煤层赋存条件急剧变化地带；③采掘应力叠加区域；④打钻出现喷孔、顶钻等动力现象；⑤工作面出现明显的突出预兆。

（一）工作面突出危险预测

经区域验证有突出危险或出现上述异常现象时，工作面视为有突出危险，直接采用防突技术措施。

工作面突出危险性预测采用钻屑指标法结合R值指标法。

具体方法同前述的区域验证。

预测后，防突人员现场填写预测牌板，当班施工人员方准按预测牌板规定的距离施工。

防突人员升井后立即填写预测报告单及掘进通知单，下一班施工之前报矿总工程师批准，并经其他有关部门签批后，掘进队方准按预测牌板和掘进通知单规定的距离施工，不得超掘。

（二）工作面防突措施

经工作面预测有突出危险后采取超前密集排放钻孔防突措施。

超前密集排放孔钻孔设计要求如下：

（1）超前钻孔直径89mm。

特殊情况下可采用直径75mm钻孔，但必须增加钻孔数量，具体数量以每次设计为准。

（2）超前钻孔上下两排共22个，孔深为15m。

根据现场情况每次设计确定孔数、孔深。

（3）每循环留9m的超前距。

（4）钻孔控制到巷道断面轮廓线外5m。

（三）防突措施效果检验

执行防突措施后进行措施效果检验。

效果检验方法为钻屑指标法结合R值指标法。

检验指标临界参照表1执行。

效果检验方法同前述区域验证。

（四）安全防护

安全防护措施有采区避难所、远距离爆破、压风自救系统、隔离式自救器等。

1.在11采区轨道上山坡底设置采区避难所。

避难所采用半圆拱U型钢锚网喷支护或梯形工字钢支护，每人使用面积不得小于0.5m2，有效使用面积不小于7.5m2，可供15人避难使用，并设有与调度室直通的电话。

避难所内安设3组15个带呼吸嘴的压风自救装置和15个隔离式自救器，压缩空气供给量每人不得小于0.3m2/min。

避难所内安设静压水管并设置阀门。

2.远距离爆破

（1）通风区负责在通向11采区总回风巷、11采区专用回风巷和21采区总回巷的所有入口处设置栅栏并上锁，挂上禁止入内牌，该巷施工期间任何人不得进入。

（2）开切眼掘进时，爆破地点设在11101开切眼回风车场反向风门外，与工作面距离大于300m。

爆破时，人员全部撤至11采区轨道或11101联络巷反向风门外。

掘进工作面及回风流中的电气设备必须停电，并做好撤人、停电、站岗工作。

撤人范围：

11101开切及回风流所有人员。

停电范围：

11101开切及回风流所有电气设备。

站岗地点：

11101上车场反向风门外、11101联络巷反向风门外。

爆破前，瓦斯检查员、爆破员、班组长必须填写爆破管理牌板，严格认真执行防突掘进工作面爆破管理的规定。

爆破至少30min后，当瓦斯浓度降到规定值以下后方可进入工作面检查。

经检查一切正常后方可进行正常工作。

如因炮拉不响或其它情况需进入检查时，要把爆破母线从起爆器上摘下，并扭结成短路。

3.压风自救系统

（1）在距掘进工作面25~40m的巷道内，集中安装3组压风自救系统。

（2）在爆破地点集中安装1组压风自救系统，其他站岗地点安装3组压风自救系统。

（3）每部绞车、刮板输送机机头处各安装1组压风自救系统。

（4）每组压风系统的可供5人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。

（5）压风自救系统的日常维护、检修和看护由三掘队负责。

（6）施工人员进入作业地点前，必须首先检查压风自救系统情况及风量是否达到要求，发现问题及时汇报。

若压风管路无风或自救系统损坏，在恢复压风装置前严禁作业。

4.隔离式自救器

进入该区的所有人员必须随身携带隔离式自救器，以便发生事故时能够自救或互救。

5.挡栏措施

为降低突出强度，工作面安装两道方格框架防突挡栏，挡栏材料为不小于80mm的槽钢，框架中槽钢间距不大于0.4m，迎风铡铺设金属网，用木支柱支撑为45°斜面。

第一道距工作面10~20m，两道间距6~8m。

四、通风系统及通风设施控制措施

（1）11101开切眼通风系统中不存在锐角通风和回风巷道逆向交叉现象，系统稳定可靠。

（2）为防止突出时风流逆转，以下地点的反向风门应处于常闭状态：

11采区泄水巷反向风门外、火工品发放硐室回风道反向风门、11采区变电所回风道反向风门、机车库回风道反向风门。

（3）风门设置连锁装置，连锁绳采用直径不小于5mm钢丝绳，两端用绳卡连接牢固，保证两道风门不能同时打开。

（4）安装风门开关传感器和声光报警器，并在监控终端显示，当两道风门同时敞开时发出声光报警。

（5）通风区应该经常对风门、墙体及逆止阀装置进行检查，确保风门开关灵活，对存在的问题要及时处理。

（6）在工作面回风巷设置风速传感器，发现风流异常立即停止工作，查找原因进行处理，风量小于规程规定严禁施工。

（7）局部通风机保证连续正常供风，实现双风机、双电源，自动倒台，安装风机开停传感器，时时监测风机运转。

坚持每天局部通风机倒台试验，保证供风可靠。

施工队要加强风机设备的维护检修，通风区加强分风器等设备的检查，保证风机连续运转。

（8）距工作面20m范围内的风筒上安装风筒传感器，监测风机运转及风筒完好情况。

停止供风时立即切断巷道内电源。

（9）建立测风制度。

根据工作面实际需要随时测风，每次测风结果写在测风地点记录牌上。

发现风量异常立即汇报处理。

（10）保证回风巷道畅通，回风巷严禁堆放杂物，并不能设置调节风流的装置。

（11）总回风巷和11采区专用回风巷每月至少检查一次，发现问题及时处理，保证巷道通风断面。

五、安全管理

1.施工管理

（1）该区的所有作业人员在进入该区作业前必须经过防突知识培训，熟悉突出预兆和预防突出的基本知识，认真学习本措施，并经通防部考试合格后方可进入该巷道工作，该项工作由安全监察部把关。

突出预兆分为有声预兆和无声预兆。

有声预兆：

地压活动剧烈，顶板来压，不断发生掉碴和片帮，支架断裂，煤层发生震动，煤炮声由远到近，由小到大，响声频繁等。

无声预兆：

软分层变厚，瓦斯涌出量异常，瓦斯浓度忽大忽小，煤层层理紊乱，光泽暗淡，有构造带出现，打钻时严重顶钻、夹钻、喷孔等。

（2）施工队必须按照通风防突部下达的准掘通知单的规定施工，并接受有关职能部室的监督检查。

施工现场由瓦斯检查员和安全检查员按现场准掘标志牌监督管理，严禁超掘。

（3）施工队要保证施工质量，支护牢固，帮顶要背严、背牢，发现片帮、冒顶要及时处理，严格按照质量标准化的规定干标准活。

在该工作面更换、维修或支护时，必须采取措施防止煤体垮落引起突出。

（4）在施工过程中发现突出预兆时，防突人员、队长及班组长，安全检查员，瓦斯检查员有权停止作业，立即组织人员按避灾路线撤出，并向调度汇报。

（5）施工排放钻孔和抽采钻孔时，执行钻孔施工安全技术措施和瓦斯抽采安全技术措施。

（6）进入该区工作的施工队队长、班组长、机电工、管理人员必须佩带便携式瓦斯报警仪，随时注意瓦斯变化情况。

（7）施工队必须保证该工作面压风管路及三通跟头，压风管路距工作面距离不得大于10m，在日常管理中要保证压风自救装置的灵敏可靠。

2.通风管理

（1）通风区要保证该工作面掘进时有足够的风量，严禁无风、微风、瓦斯超限作业。

风筒口距掘进工作面的距离不得大于5m。

（2通风区负责修筑安装通风设施，保证该处反向风门灵活可靠，满足使用要求。

（3）通风区必须配备专职瓦斯检查员和爆破员负责该工作面的瓦斯检查工作，坚持“一炮三检制”、“三人连锁爆破制”，瓦斯巡回检查和请示汇报制度，现场交接班，随时掌握瓦斯变化及突出预兆，发现异常立即撤人并向调度汇报，只有在保证安全的前提下方准施工。

（4）通风区瓦斯检查员负责监督该工作面钻孔施工情况，监督每个钻孔进尺及施工情况，打钻过程中严密监视瓦斯变化情况，并在钻孔原始记录表上核准签字。

打钻过程中发现异常有权责令停止工作，并将所有人员撤至安全地点，然后汇报调度进行处理。

（5）爆破时，炮眼封泥用水炮泥，水炮泥外剩余部分炮眼应用黏土炮泥封实。

（6）如因停电或其他原因，造成该掘进巷道停风时，要立即撤出人员。

制定瓦斯排放措施，只有当瓦斯浓度降到规定值以下方可人员进入或工作。

（7）安设瓦斯监测系统。

该系统由通风区负责安装、日常维护和检修。

①工作面甲烷传感器安设在靠近工作面＜5m位置，瓦斯报警浓度为大于或等于0.8%，断电浓度为大于或等于0.9%，复电浓度为小于0.8%，断电范围为掘进巷道及回风流内全部电气设备。

②回风流甲烷传感器安设在靠近回风巷口10～15m位置，瓦斯报警浓度为大于或等于0.8%，断电浓度为大于或等于0.9%，复电浓度为小于0.8%，断电范围为掘进巷道及回风流内全部电气设备

③11101开眼中部甲烷传感器，瓦斯报警浓度为大于或等于0.8%，断电浓度为大于或等于0.9%，复电浓度为小于0.8%，断电范围为掘进巷道及回风流内全部电气设备

④甲烷传感器安设位置均在距帮不小于200mm，离顶板不大于300mm的地方。

（8）安装隔爆设施。

由通风区负责在11101开切眼按规定安装隔爆水袋，并对隔爆水袋进行日常维护，水量≥1240L.

3.机电管理

（1）机电部部门负责该区所有电气设备的安装检查、维修，要求装置完好、防爆。

严禁使用性能失爆的电气设备，发现一处失爆要对施工队及有关人员进行处罚。

（2）井下电气要做到：

 “三无”：

“无鸡爪子”、“无羊尾巴”、无明接头。

 “四有”：

有过流和漏电保护装置，有螺丝和弹簧垫圈，有密封圈和挡板，有接地装置；

 “两齐”：

电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐；

“三全”：

防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全；

“三坚持”：

坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护，坚持使用风电和瓦斯电闭锁，局部通风机“三专两闭锁”。

（3）工作面掘进时使用双风机双电源自动倒台，保证正常供风。

（4）电气设备由施工单位负责维护、管理，由机电运输部负责监督、检查。

（5）由调度室负责在爆破地点和距工作面25~40m巷道内各安装一部直通调度室的电话，保证灵敏可靠，以便随时汇报现场出现的情况。

六、突出管理

1.避灾

在该掘进工作面施工过程中，由于地质因素变化及其他原因发生突出时，现场人员及突出后可能波及的人员要迅速打开自救器佩戴好，按避灾路线撤离危险现场，进入安全地带。

不能及时撤离现场的人员要迅速打开压风管路阀门，钻入自救袋中。

避灾路线：

11101开切眼施工现场→11101联络巷→11101皮带巷→11采区流煤坡→11采区运输上山→220m大巷→副井底→地面。

2.突出现场记录

（1）突出发生后，由通风防突部人员对现场进行观测，了解突出前后煤质变化和施工情况，认真记录并填写突出卡片。

（2）由矿总工程师召集有关人员进行事故分析，找出突出发生的原因，整理成文字材料，以便总结经验，改进防突技术和管理措施。

3.清理突出煤

（1）突出发生后，待瓦斯浓度降到规定值后，要对突出煤进行清理。

清理前，必须编制防止煤尘飞扬，杜绝火源、帮顶垮塌及过突出孔洞可能再次发生事故的专项安全技术措施。

（2）施工队必须按措施由外向里清理干净，对毁坏的支架必须先维护后清理，清理期间，瓦斯检查员必须在现场，时刻掌握瓦斯情况。

（3）对突出孔洞，应充填或支护，尽量不放出孔洞内松散煤体以免造成孔洞垮塌，引起再次突出。

七、其他措施

（1）在施工过程中如遇特殊地质情况无法按本措施的规定时，应立即停止施工，由矿总工程师带领通风、防突、地质部门现场调查，制定补充措施，经有关部门会审后执行。

（2）打钻过程中由通防部人员跟班，进行现场技术指导，并认真填写跟班记录表。

保证按照设计要求施工，并详细记录打钻过程中钻孔深度、见岩、喷孔、卡钻、煤质及瓦斯涌出情况，以便分析前方地质构造及煤层变化情况。

（3）本措施施工队人员要认真学习，经考试合格后方可进入该区工作，工作面期间严格按本措施执行。

（4）未尽事宜均按《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》的有关规定执行。

附图：

11101开切眼顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域治理措施平面图（略）；11101开切眼顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域治理措施剖面图（略）；11101开切眼局部防突措施钻孔布置图（略）；区域验证、预测、效果检验钻孔布置图（略）；爆破站岗地点及栅栏设置图（略）；压风自救系统图（略）；通风系统图（略）；避灾线路图（略）。