防突专项设计.docx

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防突专项设计

------煤矿

------运输巷掘进工作面防突专项设计

编制：

审核：

机电矿长：

生产矿长：

安全矿长：

总工程师：

矿长：

------煤矿矿通风科

编制时间：

2018年8月16日

------煤矿规程措施会审表

会审内容

------运输巷掘进工作面防突专项设计

会审时间

会审地点

主持人

会审单位

------煤矿

会审意见

参加审查人员

签字

姓名

部门名称

职称/职务

签字

日期

调度室

调度室主任

通防科

通防副总

地测科

地测副总

矿部

安全副矿长

矿部

生产副矿长

矿部

机电副矿长

矿部

总工程师

矿部

矿长

学习人员签到表

贯彻时间

贯彻地点

贯彻措施名称

贯彻人

学习人员

工种

学习人员

工种

学习人员

工种

第一章矿区概况

1、矿区位置与交通

------县------煤矿为生产矿井，属于私营合作企业，煤矿位于------县东北部，333乡南方（------〕——沙（------〕333国道公路旁，由333国道可至------县和------县城，里程分别为35Km、85Km，到最近的火车站一扎佐车站有168Km；距杭瑞高速百里杜鹃出口1公里，交通较为方便。

------煤矿为四证齐全的矿井，设计生产能力15万吨/年，矿井按瓦斯突出进行管理。

井田面积2.9964k㎡，开采标高+1670米-+1150米。

可采煤层4层（K25、K32、K33、K34）,斜井开拓，中央并列式通风。

2.自然地理条件

矿区范围内地形切割强烈，为侵蚀-剥蚀高山及溶峰丛高中山地貌，岩溶、冲沟较发育，侵蚀基准面较低。

最高海拔1835.8米（建筑坡），区内最低海拔1603.2m（大岩角以南），一般1650—1750米，相对高差232.65m，属高原低山山地地貌。

本区属亚热带温湿气候，冬无严寒，夏无酷暑，农作物以玉米、小麦为主，大豆、水稻及薯类次之，经济作物主要为烤烟。

工业厂矿主要为小型煤矿。

3.水源条件

本矿生活用水和生产用水可取自矿界内喻家村附近的山泉水，同时井下水处理后也可以复用于生产用水。

4.电源条件

I回路取自333乡变电站（等级35KV）煤矿专用线10KV供电线路，导线型号：

LGJ—50，距离约6km。

II回：

取自333乡变电站（等级35KV）百化线10kv供电线路（不同母线），导线型号：

LGJ—50，距离约6km。

第二章矿井地质构造及煤层产状和特征

1、矿区地质构造

矿区在区域构造位置上处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区内，------煤矿位于------向斜西翼转折端。

------向斜轴近南北，整体而言向斜西翼地层倾向近东，倾角9〜30°，平均15°。

东翼地层倾向西及北西，倾角20〜50°，为一宽缓的不对称向斜。

区主要断裂构造出露于南部，共有三条小断裂产出。

F1断裂：

位于测区西部木场一带，地表出露长670m，走向北西，地表见沙堡湾段泥岩直接与含煤地层接触，且长兴组灰岩不连续，地层产状变化大。

由于地表覆盖严重，断层性质不详。

但据地表挤压现象及地层连续情况推断，该断层应为一正断层，倾向北东，铅垂断距在50m左右，对浅部煤层开采影响较大。

F2断裂：

位于大岩脚附近，出露长320m，走向近南北，该断层倾向近东，倾角50°左右，为一正断层，铅垂断距20〜30m。

F3断裂：

位于采区外大水头，地表可见茅口灰岩出露于龙潭组之上。

因对该区采煤不影响。

断裂构造发育，地质构造复杂程度属中等。

2、煤层赋存、特征

二叠系上统龙潭组（P3l1）厚147.68m，含煤层及煤线9-18层，煤层及煤线厚8.12m，含煤系数5.50%，含可采煤〔4层）总厚4.05m，可采含煤率2.74%，占煤层及煤线总厚的49.88%。

采区内共含可采煤层4层，为全区稳定可采，按其各煤层的层位、煤层结构、厚度及其稳定性、连续性，顶底板特征，标志层等特点分述如下：

K25（M60）煤层：

位于P211顶部，距茅口灰岩顶界28〜40米，煤层顶板多为粉砂岩、泥质粉砂岩，局部为粉砂质泥岩，稳定性好，底板均为粘土岩，稳定性差，煤层厚1.10〜0.90米，结构简单，钢灰色、丝絹光泽、半暗至半亮型。

全区稳定可采。

K32（M70）煤层：

位于P211中部，距茅口组顶界26〜38米，顶板多为泥岩、粉砂岩、稳定性差，底板多为粘土岩，局部为含炭质泥岩。

煤层稳定性好，一般厚1.30〜1.40米，黑色、金属光泽、半亮型、块煤，

结构简单。

为稳定可采煤层。

K33（M73）煤层：

位于P211中部，距茅口组顶界17〜26米，顶板为粉砂岩、菱铁质灰岩岩、泥质粉砂岩、泥岩，底板多为粘土岩，局部为炭质泥岩，煤层厚度较稳定，厚度1.20〜1.50米，钢灰色、丝绢光泽、贝壳断口，半亮型、块煤，结构简单。

该煤层为稳定可釆煤层。

K34（M80）煤层：

位于P211下部，距茅口组顶界2〜5米，顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩、稳定性好，底板为硫铁矿层，局部地段为高炭质泥岩。

煤层稳定性好，厚1.10〜1.70米，黑色、金属光泽，参差状断口，半亮型，块煤，含黄铁矿结核，煤层结构简单至复杂，常含1〜2层夹矸，单层夹矸厚0.05〜0.3米。

该煤层为全区稳定可采煤层。

主釆煤层特征表

顺

序

区

域组

煤

层名

称

煤层厚度（米）

间距

（米）

煤

层

夹

矸

数

稳

定

性

煤层倾角（度）

煤

种

顶底板岩性

最大

最小

平均

顶板

底板

1

龙

潭

组

K25

1.30

0.9

1.10

2-9.9〜14

15〜21

0

稳

定

15-20

无

烟

煤

粉砂岩、泥岩、

粘土岩

2

K32

1.40

1.30

1.35

0

稳

定

15-20

无

烟

煤

粉砂岩、泥岩

粘土岩

3

K33

1.50

1.20

1.35

0

稳

定

15-20

无

烟

煤

粉砂岩、泥岩、菱铁质灰岩、泥质粉砂岩

粘土岩

4

K34

1.70

1.10

1.40

1-2

稳

定

15-20

无

烟

煤

粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩

硫铁矿层、高炭质泥岩

（1）煤质

煤层

编号

水分Mad（%）

灰分Ad（%）

挥发分Vdaf（%）

全硫St.d（%）

发热量Qnet.（MJ/kg）

K25

41〜0.92

25.4726.22

7.15〜9.63

0.35〜1.87

25.322〜25.618

0.67（平均）

25.48（平均）

8.36（平均）

1.11（平均）

25.470（平均）

K32

2.08

14.19

6.26

1.57

27.425

K33

4.80

15.97

22.92

2.69

26.748

K34

0.40〜0.98

18.8826.55

7.20〜9，46

1.98〜6.66

25.515〜28.269

0.85（平均）

22.89（平均）

8.54（平均）

4.51（平均）

26.795（平均）

根据上表各可采煤层的分析结果：

K25煤层属富灰、低〜中硫、中热值煤；K32煤层属低中灰、中硫、中高热值煤；K33煤层中灰，中高硫，中高热值煤；K34煤层属富灰，中一富硫，中高热值煤。

煤种类：

无烟煤，其中K32煤层走向约46—50度，倾向约323度，倾角约10—47°；厚度2.0～2.6m之间，含1-2层夹矸；该煤层为本矿稳定可采煤层。

3、煤层瓦斯及其它赋存条件

（1）瓦斯：

根据------煤矿《安全专篇》（2011变更），K34煤层瓦为12.63m³/t.

各煤层斯含量计算结果表如下：

煤层编号

K25

K32

K33

K34

Wx（吸附瓦斯）

7.372

10.24

4.14

12.08

Wy（游离瓦斯）

0.43

0.45

0.33

0.55

Wh（瓦斯含量）

11.47

10.69

4.46

12.63

（2）自燃倾向：

本煤层自燃发火倾向经鉴定为Ⅲ类，属不易自燃煤层。

（3）煤尘爆炸性：

本煤层煤尘无爆炸性。

（4）地温及冲击地压：

本矿井地温正常，无冲击地压危险。

第三章工作面概况

1、掘进工作面相对位置、相邻巷道的关系，掘进巷道长度、断面以及支护形式；

------运输巷工作面位于+1516m水平，开口坐标X：

3017148.891，Y：

35579167.723，Z：

1516.368，盖山厚度为93－204米。

南西部为13401采面采空区、13403采面采空区，约积水分别256m³、62m³，在掘进过程中严格执行先探后掘的规定，将采空区积水疏干确保无水患后方可进行维修掘进作业，北东部为副斜井井筒保护煤柱，西部为F2正断层边界，地面标高为+1635m—+1720m米。

------运输巷设计走向长701m，沿K34煤层顶板掘进，起点高程+1516.368米。

------运输巷沿原------运输巷继续掘进，开口（坐标X:

3017148.891、Y:

35579167.452、Z:

1516.368）点按209°方位掘进159m，再按261°方位掘进294m，最后按281°方位掘进159m距F2断层相距30m（F2断层保护煤柱）

------运输巷巷道形状正常段为到梯形，支护方式为锚网索支护，巷道净高2.4m，净宽3.2m，巷道荒断面8.08m2，净断面7.68㎡，顶板破碎为梯形，支护方式为11#工字钢支护，棚距0.8m（中对中）。

巷道净上宽2.4m、净下宽3.2m，净高2.4m，巷道荒断面8.92m2，净断面6.72m2。

2、煤层间距、倾角、厚度、层节理、煤层瓦斯含量等

K34（M80）煤层：

位于P211下部，距茅口组顶界2〜5米，顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩、稳定性好，底板为硫铁矿层，局部地段为高炭质泥岩。

煤层稳定性好，厚1.10〜1.70米，黑色、金属光泽，参差状断口，半亮型，块煤，含黄铁矿结核，煤层结构简单至复杂，常含1〜2层夹矸，单层夹矸厚0.05〜0.3米。

该煤层为全区稳定可采煤层。

1）瓦斯：

根据《------煤矿中安全专篇》（2011变更）K34煤层瓦斯含量为12.63m

/t，可采煤层瓦斯含量计算结果表如下：

煤层编号

K25

K32

K33

K34

Wx（吸附瓦斯）

7.372

10.24

4.14

12.08

Wy（游离瓦斯）

0.43

0.45

0.33

0.55

Wh（瓦斯含量）

11.47

10.69

4.46

12.63

附图一:

------运输巷掘进工作面巷道布置图。

第四章安全系统及安全设施

1、掘进工作面通风系统

（1）掘进工作面配风量及局部通风机选择

①掘进工作面配风量计算及风速验算；

1、按瓦斯涌出量计算：

Q＝100×q绝×k=100×1.39×2.0＝278m3/min

式中:

Q掘——掘进工作面实际需要风量,m3/min；

q绝————掘进工作面绝对瓦斯涌出量，根据2009年《安全专篇》（修改），K34煤层掘进工作面煤壁瓦斯涌出0.7m3/min，落煤瓦斯涌出0.7m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量为1.39m3/min；

K————瓦斯涌出不均衡系数，炮掘工作面可取1.4～2.0，取2.0。

2、按使用炸药量计算，根据《采矿工程设计手册》，

Q掘=

Q掘:

掘进工作面实际风量；m³/min

Aj:

掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量，Kg；

Q掘=

=333m³/min

B:

每千克炸药爆炸后生产的当量CO的量根据炸药有毒气体国家标准，取B=0.1m³/Kg；

t:

通风时间，一般不少于20分钟，由于我矿属于煤与瓦斯突出矿井，t取30分钟；

c:

爆破通风后允许工人进入工作面的CO浓度，一般取c=0.02%；

2、按工作面人员数量计算：

Q=4NK=4×9×1.25=45m3/min

式中：

N—掘进工作面同时作业最多人数。

K：

矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分布不均匀等因素，采用压入式或中央并列式通风时取1.20—1.25，采用中央分列式或混合式通风时取1.10—1.15，上述备用系数在T≥90×104t/a时取小值，T＜90×104t/a取大值，本设计取1.25

3、按局部通风机的最大吸风量计算，为防止局部通风机发生循环风，局部通风机吸风口至掘进工作面回风道口之间的最低风速不低于0.25m/s，因此局扇安装处的风量为:

Q掘=Qf×I×kf（m³/min）

Qf：

掘进工作面局部通风机额定吸风量；740m³/min

I：

掘进工作面同时运转的局部通风机的台数；

Kf：

为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，根据《采矿工程设计手册》，一般取1.2—1.3，进风巷道无瓦斯涌出取1.2，有瓦斯涌出时取1.3，本矿进风巷道无瓦斯涌出，故Kf取1.2.

Q掘=740×1×1.2=888m³/min

4、按风速进行验算

根据《煤矿安全规程规定》，岩巷掘进工作面的风量应满足：

9×S掘≦Q掘≦240×S掘

煤巷、半煤岩巷风量应满足

15×S掘≦Q掘≦240×S掘

根据井下K34煤层产状，布置的------运输巷掘进工作面均为煤巷，故------运输巷掘进工作面的风量应满足

15×S掘≦Q掘≦240×S掘

15×7.68≦888≦240×7.68

115.2≦888≦1843.2

式中：

S掘----掘进工作面的最大断面积7.68m2；

Q掘----掘进工作面供风量；m³/min

通过以上计算及验算，------运输巷掘进工作面局部通风机前全风压需风量为888m³/min，因此选用FBD-NO7.1/2×37矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机两台，一台工作，一台备用。

功率37KW,风量范围480—740m3/min，能力满足要求。

（2）局部通风机安装

局部通风机安设在离回风口距离大于10m的距副斜井落平点前8.5m专用台架上，离地高度超过0.3m。

必须指定专职人员负责实行挂牌管理。

必须实行双风机双电源，保证工作面在工作风机出现故障时，备用风机能及时开启。

主备风机必须是相同能力的对旋式风机。

必须严格执行“三专两闭锁”的规定。

附图二：

------运输巷通风系统示意图。

2、抽采系统

我矿现有低负压抽放泵（2BEA-253）2台，1台工作，1台备用，担负本矿的高负压瓦斯抽放，最大抽气量35m3/min，压力33hPa，真空泵配套电机功率为55kW；另有2BEC-420型高负压水环真空泵2台，1台工作，1台备用，担负煤矿的，最大抽气量110m3/min，压力160hPa，真空泵配套电机功率为132kW真空泵配套电300mmPV管；高压支管选用Φ250mmPV管，低负压抽放管选用Φ300mmPV管作为抽放主管；支管选用Φ250mmPV管。

3、监测监控系统

矿井安装重庆煤科院生产的安全监控系统，型号为KJ90NA，具有功能为采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开停状态；向地面的系统中心站传送巡检参数；执行地面中心站发往井下的各种控制命令；对异常状况进行断电控制等，最多可接入255台监测设备。

各类传感器、分站、断电仪等数量齐全，备用充足。

在------运输巷掘进工作面及其回风流中安装了甲烷浓度、一氧化碳、温度传感器，且在掘进工作面进风的分风口设置风向传感器，掘进巷道回风流中设置风速传感器，------运输巷掘进工作面局部通风机安装了开停传感器、风门安装了开关传感器并进行实时监控。

掘进工作面传感器安设及控制范围见表2。

表2------运输巷掘进工作面传感器安设及控制范围

甲烷传感器设置地点

编号

预警

浓度

报警

浓度

断电浓度

复电浓度

断电范围

------运输巷掘进工作面

T1

≥1.0%

≥1.0%

≥1.5%

<1.0%

------运输巷掘进工作面回风流

T2

≥0.8%

≥1.0%

≥1.0%

<1.0%

------运输巷掘进工作面及回风流

CO

≥24ppm

≥24ppm

＜24ppm

------掘进工作面进风的分风口

风向

风流逆转

发出声光报警信号

------运输巷回风流

风速

风速低于或超过规定值

发出声光报警信号

附图三：

------运输巷掘进工作面监测监控系统布置示意图。

4、人员位置监测系统

矿井安装重庆煤科院生产的人员定位系统，型号为KJ251;具有数据采集、存储、处理、显示、红外遥控及远距离通讯等功能，系统允许接入的分站数量32台；系统最大容纳识别卡数量为65535张。

在监控平台可掌握井下人员情况。

在------运输巷掘进前，已在永久避难硐室外安装了一台人员定位识别终端，可记录------运输巷道内所有人员进出情况。

5、通讯联络系统

矿井在调度室开通移动外线电话两门，调度室装备有WS824（9）F型程控电话（容量80门），调度内线外线电话与矿外、矿内联系畅通。

矿井通讯系统运行正常，能够满足矿井安全生产需要。

井下生产调度电话设置地点：

井下变电所、主/副斜井井底、带式输送机机头、采掘工作面、永久避难硐室、临时避难硐室及其他主要机电硐室等。

------运输巷掘进工作面电话设置在距工作面迎头20m以内位置,并与调度室、五职矿长办公室连通，调度室电话号码为8001/8012。

6、供水施救系统

矿井防尘供水施救系统采用湿式防尘管路系统，地面通过400m3高位水池静压向工业广场处的生产系统提供防尘、防火用水，向井下提供防尘、防火及施救用水。

供水施救系统由地面1座500m³的井下消防洒水水池、地面供水管网、井下消防洒水供水管网、三通、阀门、过滤装置及监测供水管网系统等组成。

在工作面右帮敷设供水管路，管路安装高度1.6～2.0m。

供水管路安装要求如下：

（1）在距离工作面40米处设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水。

（2）每隔100米设一三通及闸阀；

（3）每隔200米设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水。

（4）运输巷道每隔100米设一三通及闸阀；

供水设置装置随着工作面前掘不断向前延接。

7、压风自救系统

G132SKF-8型空压机，额定流量24m³/min，排气压力0.8MPa;MHN-125A型空压机，额定流量15m³/min，排气压力0.8MPa；圧风主管路选用焊接钢管DN108，支管路选用焊接钢管DN89，配置ZY-J型压风自救器19组（6只/组）。

井下采面及掘进头采用Φ50mm钢管接至各作业地点、压风自救系统和避难硐室。

空压机运转正常，出口压力0.8MPa，出口流量22m3/min，噪声98dB。

------运输巷掘进工作面：

在距掘进头25～40m的地方设置一组压风自救装置，每组配5—8个ZY-J型压风自救袋。

在向前掘进过程中，每前进50m，必须增设一组压风自救装置。

8、隔抑爆系统

在------运输巷直线段巷道内采用GBSD—40型隔爆水袋，水袋容水量40L。

水袋列（排）中的水袋，占据巷道宽度的和与巷道最大宽度的比例为：

S＜10m2时，至少是35%。

（1）袋列（排）内水袋之间的间隙与水袋同支架或巷壁之间的间隙之和，不得大于1.5m，特殊情况下，不得超过1.8m。

（2）水袋外边缘与巷壁、支架、顶板、构筑物之间的垂直距离，不得小于10cm。

水袋底部至顶梁（顶板）的垂直距离，不得大于1.6m，如果袋列内的水袋距离顶梁（顶板）的距离超过1.6m时，必须在该水袋的上方增设一个水袋。

水袋的底部至巷道轨面的垂直距离，不得低于巷道高度的1/2。

第三章区域综合防突措施

（一）区域突出危险性预测

贵州煤田地质局试验时对K34煤层做了煤尘爆炸性、及自燃倾向性鉴定报告，鉴定结果无爆炸性和不易自燃煤层，未做突出危险性鉴定报告，巷道在掘进过程中必须严格执行两个“四位一体”防突措施，根据巷道施工平面图，------运输巷布置在1516水平，盖山厚度94—204m，巷道埋深最大为204m，低于700m，南西部均为13401工作面采空区、13403工作面采空区，无应力集中区，符合2016年版《煤矿安全规程》第210条规定，故------运输巷设计采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施。

根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的指标确定见下表3。

表3

瓦斯压力P（MPa）

瓦斯含量W（m3/t）

区域类别

P﹤0.74

W﹤8

无突出危险区

P≥0.74

W≥8

突出危险区

若预测期间在煤层中进行钻孔等作业时发现喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时

（二）区域综合防突措施选取及实施情况

------运输巷掘进工作面掘进前，采用施工顺煤层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施，在------运输巷掘进工作面施工顺层钻孔预抽，共施工21个钻孔,钻孔终孔间距为5m，钻孔控制巷道轮郭线上下帮各15m，封孔深度8m，（详见------运输巷掘进工作面先抽后掘钻孔设计图）。

（三）区域措施效果检验结果判定

在未委托有资质部门编制------工作面“一面一策”瓦斯治理方案前，在------运输巷掘进工作面往待掘方向20-30m处取芯送贵州神华矿业投资有限公司瓦斯实验室化验，通风科根据区域取芯化验结果编制《------运输巷掘进工作面（点0-120m）消突评判报告》及《------运输巷掘进工作面（点0-120m）抽采达标评判报告》并经贵州神华矿业投资有限公司审批，（详见煤巷掘进工作面先抽后掘钻孔设计图），待------工作面“一面一策”瓦斯治理方案编制完成后根据“一面一策”瓦斯治理方案调整该设计。

------运输巷掘进工作面先抽后掘钻孔设计图（图4）

第四章局部综合防突措施

1、工作面预测预报

（1）预测方法及指标；

采用钻屑指标法作为局部防突指标时。

预测指标临界值见下表4：

表4钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值

钻屑瓦斯解吸指标Δh2Pa

钻屑瓦斯解吸指标K1

（ml/g·min1/2）

钻屑量S

（kg/m）

200

0.5

6

如果所测得的S或△h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其它异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面，否则，为突出危险工作面，打钻喷孔等异常现象，有突出危险。

（2）预测孔的设计：

钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在倾斜或急倾斜煤层应向前方煤体