综采工作面专项防突设计.docx
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综采工作面专项防突设计
12503综采工作面专项防突设计
第一章工作面概况
一、工作面位置及上、下层的采掘情况
工作面位于南五采区2号煤层右翼，皮带巷由02号煤皮带下山开口，轨道巷由南五2号煤进风轨道下山开口，工作面轨道巷西北侧间隔38～106m为12312、12315、10315、10316采空区及南三采区泄水巷，轨道巷西面实体间隔12m为南五补补回风巷。
工作面上部间隔2.9～7.0m为10503采空区，其它方位暂无工程。
二、地表位置及影响
工作面地表位于宋家坡及武洼梁东部，玉米沟及端端圪垛东南部，后梁上北部，后头沟从开口处附近横穿工作面。
地表出露地层以Q2+3（第四系更新统地层）、N2（新近系上新统地层）、P2S2（二叠系上统上石盒子组上段地层）为主，盖山厚度304～484m，平均391m，地表两组高压线塔经皮带巷1052m、1076m、轨道巷Ⅱ段710m、738m穿过工作面。
工作面对应地表两组高压线塔，回采对其影响较大。
三、顶、底板情况
顶底板名称
顶底岩性
厚度（m）
岩性特征
老顶
中砂岩
1.98～6.50
3.50
浅灰色，致密坚硬，缓波状层理，含泥质包裹体。
直接顶
粉砂质泥岩
0.80～1.20
0.90
深灰色，含炭质较多，夹条带状细砂岩及黄铁矿结核
伪顶
/
/
/
直接底
粉砂岩
0.80～1.40
1.00
黑灰色，夹有镜煤透镜体，层面含炭质，底部有厚0.3m的炭质泥岩。
3号煤层
0.30～0.90
0.53
光亮型，主要由镜煤、亮煤组成，粉末状。
粉砂质泥岩
0.62
黑灰色，层理不显，块状。
老底
细沙岩
1.00～6.70
3.50
灰色，主要由石英组成，具不明显微波状层理。
局部相变为粉砂岩及粗砂岩，顶部发育一层厚0.65m的粉砂质泥岩。
四、煤层赋存情况
工作面所采煤层为二叠系下统山西组2号煤层，煤层厚度2.60～3.50m，平均3.02m，煤层结构复杂，结构为0.27（0.19）2.56，属稳定可采近水平中厚煤层。
其上部间隔2.9～7.0m为02号煤层（采空区），平均4.0m。
工作面开采煤层下部间隔1.3m左右为3号煤，3号煤煤厚0.4m。
根据邻近工程资料分析，预计皮带巷380～460m工作面内有一个坳陷区受其影响，煤岩层倾角变化较大。
工作面工业储量为739440t，可采储量为632646t，煤的容重为1.32t/m3。
五、地质构造情况
褶曲：
工作面整体呈单斜构造，煤岩层倾角5°～11°，平均5°。
断层：
工作面巷道在掘进中共揭露6条断层，其中2条逆断层，落差在0.8～2.0m，4条正断层，落差0.5～3.5m，其中F12503—5断层对回采影响极大。
陷落柱：
根据邻近采掘情况分析，工作面内陷落柱不发育，但发育一个坳陷区，对回采有一定影响。
断层一览表
断层
性质
走向（°）
倾向（°）
倾角（°）
落差（m）
对回采影响程度
F12503—1
正
26
116
56
2.1
较小
F12503—2
逆
41
311
30
2.0
较小
F12503—3
逆
276～285
186～195
40～54
0.8～1.0
较小
F12503—4
正
35
125
73
1.6
较小
F12503—5
正
20～38
110～128
45～50
0.5～3.5
极大
F12503—6
正
29
119
50～76
0.8～1.5
中等
六、水文地质
2号煤老顶S5砂岩为承压裂隙弱含水层，局部含水丰富，预计回采过程中顶板局部有淋滴水现象，正常涌水量3m3/h，工作面上部实体间隔2.9～7.0m为10503采空区，采空区内积水已由皮带巷探放，剩余积水12568.7m3，积水区位于切眼外侧16m，对回采有一定影响。
受采空区局部底板低洼处少量滞水影响，回采过程中皮带巷里程1180～1254m，轨道巷Ⅱ段825～843m范围顶板裂隙发育处有淋滴水现象，最大涌水量35m3/h，回采初期涌水在工作面机头低洼处积聚，随回采向前推进，涌水大部分甩入采空区，少量在皮带巷里程1040～1020m、440～415m、75～65m，轨道巷Ⅱ段100～85m处汇集，对运输和行人有一定影响。
本区域奥灰水静水位标高910m，工作面2号煤底板标高892～953m，距奥灰顶界面间距163m，工作面部分带压，根据带压开采突水系数公式T=P/M计算，工作面最大突水系数0.0111MPa/m。
七、工作面瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数
Ⅰ段绝对涌出量为：
8.17m3/min，相对涌出量为：
2.94m3/t；Ⅱ段绝对涌出量为：
5.6m3/min，相对涌出量为：
2.02m3/t。
煤尘具有爆炸性，爆炸指数为25.5%。
属于Ⅰ类自燃煤层，自然发火期为3～6个月。
工作面基本参数
块段号
走向
（m）
倾斜长
（m）
面积
（m2）
煤厚（m）
容重
（t/m³）
基础储量111b（t）
回采率
（％）
可采储量
111（t）
1
87
215
18560
3.0
1.32
73498
2
324
215
69660
2.9
1.32
266658
95
253325
3
844
128
108032
2.8
1.32
399286
95
379321
合计
1255
196252
739440
632646
备注：
块段Ⅰ扣除2号煤空巷面积145m2。
八、通风系统：
工作面采用“U”型通风系统，即皮带巷进风，轨道巷回风。
具体风流方向如下：
新鲜风流：
地面→麻家口进风井筒→麻家口进风大巷→南五2#煤进风下山→南五02#煤进风联巷→南五02#煤进风下山→12503皮带巷→工作面
污风风流：
工作面→12503轨道巷→南五2#煤回风下山→麻家口回风大巷→麻家口回风井筒→地面
七、抽采系统及抽采管路铺设
①工作面抽采管路安装
根据南五采区抽采管路及工作面钻孔布置情况，12503工作面共铺设抽采管路3趟，皮带巷1趟本煤层抽采管路，管型为DN355型聚乙烯管；轨道巷1趟钻场裂隙带管路，管型为DN250型聚乙烯管；轨道巷1趟上隅角埋管抽采管路，管型为DN355型聚乙烯管。
②工作面抽采系统
高浓度系统：
12503工作面（本煤层DN355管路、钻场裂隙带DN250管路）→南五2#煤回风下山（D710管路）→南五东回风（D710管路）→南一回风大巷（D900管路）→南一回风斜井（D900管路）→地面高浓度瓦斯抽采泵站。
低浓度系统：
12503工作面上隅角→南五2号煤回风下山（D610管路）→南五东回风（D610管路）→南一回风大巷（D914管路）→南一回风斜井（D914管路）→地面高浓度瓦斯抽采泵站。
第二章区域“四位一体”综合防突措施
一、区域突出危险性预测
根据抚顺院提交关于4#煤层突出危险性鉴定结果，4#煤层鉴定为突出煤层，严格按突出煤层进行防突管理，不再进行区域突出危险性预测。
二、区域防突措施
12503综采工作面采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施，钻孔要求辐射整个回采区域，12503综采工作面区域防突措施分两个阶段。
第一阶段在12503工作面形成前，在南五补回风（之后的12503轨道巷）施工顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施；钻孔在12503轨道巷（原南五补回风）分两段布置，第一段从巷道里程100米处开始施工，至514m结束，孔深为260米；第二区段布置有垂直与巷道的钻孔和与巷道斜交的钻孔钻孔，垂直孔从巷道里程584m处开始布置第一个，至里程976m结束，孔深为208m；钻孔间距3米，方位角均为128°；垂直孔总工施工268个；斜交钻孔施工方位角按垂直孔每偏转（顺时针）10°布置一个设计，方位角为138°-208°，间距均为1m，共施工8个。
第二阶段在12503工作面形成后，为进一步预抽工作面Ⅰ段及Ⅱ段瓦斯，在工作面皮带巷重新施工本煤层钻孔，钻孔从从皮带巷里程105m（停采线以外5m）开始施工第一个，以后每3m施工一个，至里程1248m结束，共施工钻孔382个，1～112＃孔孔深120m,113#孔往后孔深110m；钻孔均垂直于工作面皮带巷，方位角308°，钻孔倾角为煤层倾角，考虑到钻孔施工过程中钻杆下沉量，取钻孔倾角大于煤层倾角0.5°，钻孔开孔距巷道底板1.3～1.5m，开孔、终孔孔径均为113mm。
三、区域措施效果检验
在对采取的顺层钻孔预抽回采区段煤层瓦斯措施进行效果检验时采用实测煤层残余瓦斯含量的方法进行区域防突措施效果效检。
具体效检方案如下：
12503工作面长度大于120m，在工作面的推进方向每间隔50m回采区域沿工作面至少布置2个检验测试点，瓦斯含量取样钻孔沿轨道巷、胶带巷自切眼起于采煤帮煤50m施工一个，钻孔避开本煤层预抽钻孔，钻孔利用钻机钻进、压风排渣，垂直煤壁钻进，顺层施工，必须用取芯钻杆孔底取煤样，利用WP-1型瓦斯含量快速测定仪现场测定，只有所有测点测定的残余瓦斯含量均<8.0m3/t时，工作面区域防突措施有效，当所有测点中有任何一个测点测定的残余瓦斯含量≥8.0m3/t时，即判定该测点位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍为突出危险区，继续加强补充区域预抽防突措施，直至经区域措施效果检验判定为无突出危险区。
区域措施效果检验孔布置示意图
四、区域验证
1.工作面回采前工作面本煤层钻孔必须全部施工完毕。
2.按照防突规定回采前每推进10--50米连续验证两次，当两次区域验证指标均不超标时，生产队组可以向前推进50米。
3.回采前由生产队组负责在切眼内向推进方向施工区域验证钻孔，防突队负责区域验证指标测定，并挂允许回采进尺牌板进行管理。
4.利用WTC型瓦斯突出参数仪测定K1指标值，利用弹簧称测定Smax指标值。
5.按照防突规定，机头、机尾10米范围内不需进行验证，所以在切眼中部进行验证，一段切眼宽度128m，二段215米。
6.在切眼范围内（机头机尾10米除外）每隔15米布置一个验证孔，共布置验证孔13个。
验证孔孔径42mm，孔深至少10米，验证孔平行于工作面推进方向。
7.施工验证孔和验证同步进行，钻孔每钻进1m测定一次钻屑量，每钻进2m进行一次采样测定，并把测定的相关数据记录填表，只有所有验证钻孔测定的数据均不超标时，生产队组方可回采施工
8.钻屑指标法预测工作面突出危险性指标临界值
煤样
钻屑量S∕
钻屑瓦斯解吸指标K1∕
Kg∕m
mL·（g·min1／2）-1
干煤样
6.0
0.5
湿煤样
0.4
9.经区域验证有突出危险性时采取局部“四位一体”综合防突措施。
10.经区域验证无突出危险性时，在执行安全防护措施后进行回采作业。
第三章局部“四位一体”综合防突措施
一、工作面突出危险性预测
1.工作面突出危险性预测方法与区域验证方法相同。
2.经工作面预测有突出危险性时采取工作面防突措施。
3.经工作面预测无突出危险性时，在执行安全防护措施后进行回采作业。
二、工作面防突措施
1.经预测有突出危险时，首先采取超前排放瓦斯措施。
视工作面实际情况在超标钻孔左右15米范围内垂直于工作面切眼，每2米施工1个瓦斯排放孔。
瓦斯排放孔孔径75mm,孔深至少15米，瓦斯瓦斯排放孔超前距保留5米。
工作面瓦斯排放孔布置如下图所示。
2.在工作面施工超前瓦斯瓦斯排放孔时，超前瓦斯排放孔必须保持自然释放状态，直至各项指标符合要求为准。
3.如采取超前瓦斯排放孔效果不佳时，则考虑另行采取补充措施。
工作面瓦斯排放孔布置示意图
三、工作面措施效果检验
1.工作面防突措施采用WTC瓦斯突出参数仪进行效果检验，效果检验钻孔使用直径42mm的风煤钻施工；效检孔孔深10米，施工效检孔和效检同步进行，钻孔每钻进1m测定一次钻屑量，每钻进2m进行一次采样测定，并把测定的相关数据记录填表，只有所有效检孔测定的数据均不超标时，生产队组方可掘进施工，允许进尺距效检孔终端始终保持2m，然后进入下一循环效检。
2.效检孔布置要求与区域验证钻孔布置相同。
3.钻屑指标法预测工作面突出危险性指标临界值
煤样
钻屑量S∕
钻屑瓦斯解吸指标K1∕
Kg∕m
mL·（g·min1／2）-1
干煤样
5.0
0.3
湿煤样
0.2
4.若效检K1值或S值仍超标时工作面继续执行或补充工作面防突措施直至K1与S值均小于临界值，工作面方可正常掘进。
要求效检孔不得与其它钻孔穿透或同用。
四、安全防护措施
1.工作面必须形成独立的通风系统
工作面必须构成独立通风系统。
严禁串联通风，并保持回风系统中不设通风设施，保证风流畅通，回风系统内严禁行人和作业；与回风系统相连的风门、密闭、风桥等通风设施必须坚固可靠，防止煤与瓦斯突出发生后，瓦斯涌入其它区域；风流调节设施等只能在进风侧构筑，不允许移入回风系统之中。
2.佩带自救器
①凡入井人员必须随身携带隔离式自救器，不得随意离身。
②入井自救器质量必须符合规定，自救器管理单位必须定期对自救器进行标校，及时进行检查，保证其质量。
3.压风自救装置安装要求及使用说明
①压风自救安装在胶带巷与轨道巷，具体在胶带巷、轨道巷距工作面25—40米的巷道范围内各安装一组。
每组压风自救装置可供15人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
随着工作面的回采，防突队负责根据工作面回采距离挪移压风自救装置。
②当井下发生煤与瓦斯突出预兆或发生煤与瓦斯突出以及瓦斯严重超限对工作人员生命有严重威胁时，使用该装置。
③现场工作人员要以最快的速度进入压风自救装置处，迅速打开压风自救装置，并将呼吸防护口罩戴上。
④同时打开控制气体球阀开关，（开关把手停放的位置与送气器方向一致时为“开”，伴有喷气声，垂直时为“关”）。
向防护口罩内送气，新鲜空气不断冲入防护口罩内，避灾人员便可安全避灾等待救援。
⑤当救灾人员赶来救出避灾人员或解除威胁后，避灾人员方可以离开压风自救装置。
⑥压风自救装置使用完后，关闭气体球阀开关，手把置于关闭位置，以便下次使用。
4.供水施救装置安装要求及使用说明
①工作面供水施救装置与压风自救装置安装在一处，随着工作面的回采，防突队负责根据实际情况挪移供水施救装置。
②先打开进水阀门，让自来水冲洗5分钟，排尽内部空气。
③打开箱体，打开分阀门即可饮用水。
④当供水装置使用一次后，恢复原有状态，以便下次使用。
⑤装置安装后，要定期检查装置的完好性。
再每班都要检查装置安装位置的顶板、两帮是否存在隐患，装置有无位移和变形等，发现问题，及时处理。
⑥检查总阀门是否灵活可靠，有无损坏，请勿随意拆开机器上的零部件，以防止泄露，损坏装置。
⑦长时间不使用，关闭进水总源。
⑧长期不使用后重新使用时，应与初次使用同等操作。
5.避难硐室
①在胶带巷与轨道巷巷道里程500米处各布置一个工作面避难硐室。
②避难硐室设置要求见临时避难硐室平面图及说明。
（后附图）
6.避灾路线：
（1）工作面发生火灾及瓦斯、煤尘爆炸及煤与瓦斯突出事故时，避灾路线如下：
工作面→12503皮带巷→南五02#煤轨道下山→南五2#暗斜→南五正前→910东大巷→910南大巷→井底车场→副立井（主、副斜井）→地面
工作面→12503轨道巷→南五2#煤轨道下山→南五1#暗斜上部车场→南五1#暗斜→910东大巷→910南大巷→井底车场→副立井（主、副斜井）→地面
（2）避水灾
工作面发生水灾时，应避开水头冲击（手扶支架或多人手挽手），然后撤退到上部水平。
不要进入透水地点附近的平巷或者下山独头巷道中。
若是采空区或老窑涌水，要带好自救器，防止有毒、有害气体中毒或窒息。
发生水灾时，人员应由低处向高处沿下述路线撤离：
┌12503轨道巷
工作面→
└12503皮带巷→南五02#煤轨道下山→12503运输联巷→12503轨道
┐
├→南五2#煤轨道下山→南五1#暗斜上部车场→南五2#煤回风下山→东回风巷
巷┘
→南一回风大巷→南一回风斜井→地面
附：
避灾路线图
第四章其他安全防护措施
一、煤与瓦斯突出预兆
①有声预兆：
响煤炮．由于采掘面的地质条件，采掘方法，瓦斯大小及煤质特征等的不同，所以预兆声音的大小，间隔时间，在煤体中发出的响声，有的像炒豆似的劈劈啪啪声，有的像鞭炮声，有的像机枪声，有的像跑车一样的闷雷声，嘈杂声，沙沙声，嗡嗡声以及气体穿透含水裂缝时的吱吱声等。
发生突出前，因压力突然增大，煤岩壁会开裂，支架会发出嘎嘎响，劈裂折断声。
②无声预兆：
煤层结构构造方面表现为：
煤层层理紊乱，煤变软，变暗淡，无光泽，煤层干燥，煤尘增大，煤层因受到挤压而褶曲，变的粉碎，厚度变大，倾角变陡。
地压显现方面表现为：
压力增大使支架变形，煤壁外鼓，片帮，掉渣，顶板出现凸起台阶，断层，波状鼓起，手扶煤壁感到震动和冲击，炮眼变形装不进药，打钻时垮孔，顶夹钻等。
瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常，煤或空气变冷，有时变热，打钻时喷煤，喷瓦斯等。
当发现工作面出现以上任一情况时，应立即停止作业组织撤人，汇报矿、科有关单位和领导，并采取相应的措施。
二、施工队组及有关单位技术人员负责对其人员进行专业防突知识培训，并熟悉避灾路线。
三、负责该工作面的电工每天必须对工作面所有电器设备全面检修一次，确保各种保护灵敏可靠，杜绝电器失爆。
所有使用的电器设备必须保证台台完好。
四、施工队组及防突队必须将本设计进行贯彻后（有记录），方可施工，由安监处班评估时对规程措施贯彻情况进行抽查。
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