二采区区域防突措施.docx
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二采区区域防突措施
纳雍县焦硐煤矿
二采区区域防突措施设计
二0一三年三月二十日
附图
第一章概况
一、矿井基本情况
焦硐煤矿属于技改矿井，属私营小型煤矿，设计生产能力9万t/a。
位于纳雍县城北西方向，属纳雍县化作乡所辖,地理坐标为东经105°15′45″—105°36′45″，北纬26°54′45″—26°55′45″。
面积为3.0571km2。
矿区紧临毕节—纳雍211省道，矿区距纳雍县城39km，至毕节市53km，均有公路相通，交通较方便。
（见交通位置图1－1－1）
交通位置图1－1－1
一、瓦斯
根据《贵州省煤炭管理局文件》黔煤行管字［2007］54号文《对毕节地区煤矿2010、2011年矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》，焦硐煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为0.72m3/min，相对瓦斯涌出量为m3/t；绝对二氧化碳涌出量为0.42m3/min，相对二氧化碳涌出量为m3/t。
根据《煤矿安全规程》第133条规定，该矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井批复文件；黔能源发[2010]699号、[2011]792号。
在生产中应严格按高瓦斯矿井的标准进行管理，必须加强通风瓦斯管理，加强采空区瓦斯管理和通风设施管理，提高矿井有效风量率。
（2）煤层赋存、煤质及瓦斯：
该煤层煤质松软，黑色、粉状、鳞片状，煤层中含有小夹矸，属低硫、特低磷、低中灰、高发热量，无烟煤。
煤层厚度变化不大，厚度0.9m～1.0m，平均0.95m，有自南西向北东增厚趋势，煤层结构简单。
原煤灰分Ad=11.72%，原煤全硫平均St，d=0.3%，属于不易燃性煤，煤层无爆炸性。
矿井结构简单，总体上呈一单斜形态，走向北偏东10°～25°，倾向南偏东85°～95°，倾角6°～10°，区内无断层发育。
焦硐煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为6.47m3/min，相对瓦斯涌出量为28.49m3/t；
3巷道支护
1、主、副、风及三条下山是采用永久支护（砌碹、喷锚）半圆拱型棚进行支护，掘进断面：
5.7m2（宽2500mm，高2500mm，），井下煤巷设计是锚杆挂网，地质构造带采用工字钢支护，棚距为500mm,掘进断面：
6.0m2（下宽2600mm，高2200mm）。
4矿井突出危险性
根据突出矿井鉴定项目研究期间测定的结果：
5#煤层煤体坚固性系数f值在1.121，大于0.5，瓦斯放散初速度ΔP值在13.03mmHg，大于10mmHg;瓦斯压力0.11Mpa小于0.74Mpa.不具备煤与瓦斯突出的煤体结构条件。
我矿在掘进期间共采取瓦斯样11个，瓦斯含量为1.21～4.80m3/t，平均为3.05m3/t；我矿委托贵州省矿山安全科学研究院对我矿进行突出矿井鉴定项目研究是2008年鉴定5#煤，5号煤层的破坏类型为Ⅱ；坚固性系统数为0.9063,大于0.5;瓦斯放散初速度指标为14.589mmHg,大于10mmHg;瓦斯压力0.13Mpa,小于0.74Mpa.根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ105024-2006）第5条中之间相关规定，鉴定认为；焦硐煤矿5号煤在鉴定范围内（1598以浅）无突出危险。
在掘进工作揭煤施工面抽放钻孔过程中，测定了部分抽放孔钻屑瓦斯解吸指标△h2，对该工作面的突出危险性进行了预测。
测定钻屑瓦斯解析指标△h2不小于5组，其中最大值为240Pa，共4组超过解析指标临界值200Pa（干煤），超指标率9.8%。
综上所述，该工作面具无煤与瓦斯突出危险性。
二、防突设计的依据
（1）焦硐煤矿掘进工作面平、剖、断面图；
（2）焦硐煤矿防治煤与瓦斯突出防突规定（试行，2009.8）；
（3）焦硐煤矿关于加强《防治煤与瓦斯突出管理工作规定》；
（4）《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》。
第二章二采区区域综合防突措施
第一节采掘工作面区域防突措施
采掘工作面的瓦斯地质资料、区域预测结果、突出鉴定结果表明焦硐煤矿在1598水平以上采掘工作面为不突出，根据《防治煤与瓦斯突出规定》规定，我矿二采区建设必须按突出管理，为了保证工作面安全掘进必须采取有效的区域防突措施。
结合我矿的煤层赋存和采掘工作面实际情况，采掘工作面在煤巷掘进过程中采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的区域防突措施。
主要包括：
巷帮钻场顺层钻孔抽放和工作面顺层钻孔抽放。
区域防突措施设计如下：
一、巷帮钻场顺层抽放钻孔设计
1、钻场布置：
钻场在主巷左右两帮交替布置，间距30m（中对中），钻场规格:
钻场宽3.5m，高2.0m，钻场深4.5m，钻场布置见附图1。
2、巷帮钻场顺层抽放孔布置：
我矿煤层为近水平煤层，巷帮钻场顺层抽放钻孔控制到巷道两帮轮廓线外15m，工作面前方不小于60m位置。
根据不同煤厚钻孔分以下三种情况布置：
①煤厚≤4m时，共布置6个，钻孔布置示意图及参数见附图1和表1；
②4＜煤厚≤6m时，共布置9个，钻孔布置示意图及参数见附图2和表2；
③煤厚＞6时，共布置12个以上，钻孔布置示意图及参数见附图3和表3；
3、由于该掘进工作面二1煤层赋存不稳定，煤厚变化较大，在掘进过程中将会遇到半煤岩巷道。
为保证工作面掘进的安全，在遇半煤岩巷道时仍按照煤厚≤4m情况布置抽放孔（即6个）。
4、施工抽放钻孔前，施工单位必须编制专项安全施工措施。
表1煤厚≤4m时钻场抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（m）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ75
60.1
10.5
下俯1
左偏8
2#
Φ75
60.2
12.5
下俯1
左偏9
3#
Φ75
60.3
15.0
下俯1
左偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
上仰1
左偏8
5#
Φ75
60.2
12.5
上仰1
左偏9
6#
Φ75
60.3
15.0
上仰1
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ75
60.1
10.5
下俯1
右偏8
2#
Φ75
60.2
12.5
下俯1
右偏9
3#
Φ75
60.3
15.0
下俯1
右偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
上仰1
右偏8
5#
Φ75
60.2
12.5
上仰1
右偏9
6#
Φ75
60.3
15.0
上仰1
右偏11
表24＜煤厚≤6m时钻场抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（m）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ75
60.2
10.5
下俯2
左偏8
2#
Φ75
60.5
12.5
下俯2
左偏9
3#
Φ75
60.7
15.0
下俯2
左偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
下俯1
左偏8
5#
Φ75
61.3
12.5
下俯1
左偏9
6#
Φ75
60.4
15.0
下俯1
左偏11
7#
Φ75
60.0
10.5
下俯0
左偏8
8#
Φ75
60.1
12.5
下俯0
左偏9
9#
Φ75
60.2
15.0
下俯0
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ75
60.2
10.5
下俯2
右偏8
2#
Φ75
60.5
12.5
下俯2
右偏9
3#
Φ75
60.7
15.0
下俯2
右偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
下俯1
右偏8
5#
Φ75
61.3
12.5
下俯1
右偏9
6#
Φ75
60.4
15.0
下俯1
右偏11
7#
Φ75
60.0
10.5
下俯0
右偏8
8#
Φ75
60.1
12.5
下俯0
右偏9
9#
Φ75
60.2
15.0
下俯0
右偏11
表3煤厚＞6时钻场抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（m）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ75
60.3
10.5
下俯4
左偏8
2#
Φ75
60.5
12.5
下俯4
左偏9
3#
Φ75
60.7
15.0
下俯4
左偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
下俯3
左偏8
5#
Φ75
60.3
12.5
下俯3
左偏9
6#
Φ75
60.5
15.0
下俯3
左偏11
7#
Φ75
60.1
10.5
下俯2
左偏8
8#
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60.3
12.5
下俯2
左偏9
9#
Φ75
60.5
15.0
下俯2
左偏11
10#
Φ75
60.0
10.5
下俯0
左偏8
11#
Φ75
60.1
12.5
下俯0
左偏9
12#
Φ75
60.2
15.0
下俯0
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ75
60.3
10.5
下俯4
右偏8
2#
Φ75
60.5
12.5
下俯4
右偏9
3#
Φ75
60.7
15.0
下俯4
右偏11
4#
Φ75
60.1
10.5
下俯3
右偏8
5#
Φ75
60.3
12.5
下俯3
右偏9
6#
Φ75
60.5
15.0
下俯3
右偏11
7#
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60.1
10.5
下俯2
右偏8
8#
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60.3
12.5
下俯2
右偏9
9#
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60.5
15.0
下俯2
右偏11
10#
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60.0
10.5
下俯0
右偏8
11#
Φ75
60.1
12.5
下俯0
右偏9
12#
Φ75
60.2
15.0
下俯0
右偏11
二、工作面顺层钻孔设计
由于该工作面煤层厚度变化较大，根据巷道煤层的实际厚度，设置不同的抽放孔参数，工作面抽放孔控制到巷道两帮15m位置。
见顺层抽放钻孔布置图及参数表。
1、抽放孔布置及数量的确定：
（1）布置方式：
根据钻机情况，为提高打钻效率，抽放孔按矩形布置。
（2）数量：
根据影响半径，当煤厚≤6m时按3排、11列，共布置33个孔，最大孔底间距2256×1985mm，当煤厚＞6m时按4排、11列，共布置44个孔，最大孔底间排距2000×2080mm，孔口间排距600×400mm，符合《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定。
（3）孔深：
根据孔深与抽放效果关系，抽放孔投影深度取60m，孔径75mm，超前距20m。
（4）根据不同的煤厚分别按照以下情况布置浅孔超前抽放钻孔：
①煤厚≤4m时，钻孔布置示意图及参数见附图4和表4；
②4＜煤厚≤6m时，钻孔布置示意图及参数见附图5和表5；
③煤厚＞6m时，钻孔布置示意图及参数见附图6和表6。
2、半煤岩巷道浅孔超前抽放钻孔布置：
焦硐煤矿5#煤层赋存稳定，煤厚变化不大，在掘进过程中将是遇到半煤岩巷道。
为保证工作面安全快速掘进，当工作面为（半煤岩）有夹矸时，要加强超前探测，根据前方煤层情况按以下原则布置钻孔（遇断层或全岩探到煤时必须按揭煤程序执行）：
（1）当煤层厚度＜0.9m时，只施工1排钻孔，俯（仰）角同煤层倾角，孔口位置和偏角同表4和附图4的23～33#孔参数，开孔位置根据巷道断面煤层位置确定；
（2）当煤层厚度在0.9～1.8m之间时，施工2排钻孔；参数同表4和附图4的12～33#孔参数施，钻孔开口位置根据巷道断面煤层位置确定；
（3）当煤厚大于1.8m时，按照全断面煤执行；
3、技术要求：
区域措施必须经过区域措施效果检验，当检验指标低于临界值时，预抽区域为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽防突措施无效；在掘进过程中还必须对无突出危险区进行区域验证，当验证为无突出危险时方可在采取安全防护措施的情况下掘进，否则，必须采取局部综合防突措施。
表4煤厚≤4m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离（m）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ75
61.2
0
下俯1
左偏8
2
Φ75
60.9
2.0
下俯1
左偏7
3
Φ75
60.6
4.0
下俯1
左偏5
4
Φ75
60.4
6.0
下俯1
左偏3
5
Φ75
60.2
8.0
下俯1
左偏2
6
Φ75
60.1
10.0
下俯1
0
7
Φ75
60.2
12.0
下俯1
右偏2
8
Φ75
60.4
14.0
下俯1
右偏3
9
Φ75
60.6
15.0
下俯1
右偏5
10
Φ75
60.9
2.0
下俯1
右偏7
11
Φ75
61.2
4.0
下俯1
右偏8
12
Φ75
61.2
6.0
上仰1
左偏8
13
Φ75
60.9
8.0
上仰1
左偏7
14
Φ75
60.6
10.0
上仰1
左偏5
15
Φ75
60.4
12.0
上仰1
左偏3
16
Φ75
60.2
14.0
上仰1
左偏2
17
Φ75
60.1
15.0
上仰1
0
18
Φ75
60.2
2.0
上仰1
右偏2
19
Φ75
60.4
4.0
上仰1
右偏3
20
Φ75
60.6
6.0
上仰1
右偏5
21
Φ75
60.9
8.0
上仰1
右偏7
22
Φ75
61.2
10.0
上仰1
右偏8
23
Φ75
61.4
12.0
上仰2
左偏8
24
Φ75
61.2
14.0
上仰2
左偏7
25
Φ75
60.9
15.0
上仰2
左偏5
26
Φ75
60.6
2.0
上仰2
左偏3
27
Φ75
60.4
4.0
上仰2
左偏2
28
Φ75
60.2
6.0
上仰2
0
29
Φ75
60.4
8.0
上仰2
右偏2
30
Φ75
60.6
10.0
上仰2
右偏3
31
Φ75
60.9
12.0
上仰2
右偏5
32
Φ75
61.2
14.0
上仰2
右偏7
33
Φ75
61.4
15.0
上仰2
右偏8
表54＜煤厚≤6m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离
（mm）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ75
61.5
0
下俯2
左偏8
2
Φ75
61.2
2.0
下俯2
左偏7
3
Φ75
60.9
4.0
下俯2
左偏5
4
Φ75
60.7
6.0
下俯2
左偏3
5
Φ75
60.4
8.0
下俯2
左偏2
6
Φ75
60.2
10.0
下俯2
0
7
Φ75
60.4
12.0
下俯2
右偏2
8
Φ75
60.7
14.0
下俯2
右偏3
9
Φ75
60.9
15.0
下俯2
右偏5
10
Φ75
61.2
2.0
下俯2
右偏7
11
Φ75
61.5
4.0
下俯2
右偏8
12
Φ75
60.5
6.0
下俯0
左偏8
13
Φ75
60.4
8.0
下俯0
左偏7
14
Φ75
60.3
10.0
下俯0
左偏5
15
Φ75
60.2
12.0
下俯0
左偏3
16
Φ75
60.1
14.0
下俯0
左偏2
17
Φ75
60.0
15.0
下俯0
0
18
Φ75
60.1
2.0
下俯0
右偏2
19
Φ75
60.2
4.0
下俯0
右偏3
20
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60.3
6.0
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右偏5
21
Φ75
60.4
8.0
下俯0
右偏7
22
Φ75
60.5
10.0
下俯0
右偏8
23
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61.2
12.0
上仰1
左偏8
24
Φ75
60.9
14.0
上仰1
左偏7
25
Φ75
60.6
15.0
上仰1
左偏5
26
Φ75
60.4
2.0
上仰1
左偏3
27
Φ75
60.2
4.0
上仰1
左偏2
28
Φ75
60.1
6.0
上仰1
0
29
Φ75
60.2
8.0
上仰1
右偏2
30
Φ75
60.4
10.0
上仰1
右偏3
31
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60.6
12.0
上仰1
右偏5
32
Φ75
60.9
14.0
上仰1
右偏7
33
Φ75
61.2
15.0
上仰1
右偏8
表6煤厚＞6m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ75
61.6
0
下俯3
左偏8
2
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61.3
2.0
下俯3
左偏7
3
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60.9
4.0
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左偏5
4
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60.7
6.0
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左偏3
5
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60.5
8.0
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左偏2
6
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60.3
10.0
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0
7
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60.5
12.0
下俯3
右偏2
8
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60.7
14.0
下俯3
右偏3
9
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60.9
15.0
下俯3
右偏5
10
Φ75
61.3
2.0
下俯3
右偏7
11
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61.6
4.0
下俯3
右偏8
12
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61.5
6.0
下俯2
左偏8
13
Φ75
61.2
8.0
下俯2
左偏7
14
Φ75
60.9
10.0
下俯2
左偏5
15
Φ75
60.7
12.0
下俯2
左偏3
16
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60.4
14.0
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左偏2
17
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60.2
15.0
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0
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8.0
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61.5
10.0
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右偏8
23
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左偏8
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60.4
14.0
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左偏7
25
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60.3
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左偏5
26
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2.0
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左偏3
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28
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60.0
6.0
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0
29
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30
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60.2
10.0
下俯0
右偏3
31
Φ75
60.3
12.0
下俯0
右偏5
32
Φ75
60.4
14.0
下俯0
右偏7
33
Φ75
60.5
15.0
下俯0
右偏8
34
Φ75
61.2
2.0
上仰1
左偏8
35
Φ75
60.9
4.0
上仰1
左偏7
36
Φ75
60.6
6.0
上仰1
左偏5
37
Φ75
60.4
8.0
上仰1
左偏3
38
Φ75
60.2
10.0
上仰1
左偏2
39
Φ75
60.1
12.0
上仰1
0
40
Φ75
60.2
14.0
上仰1
右偏2
41
Φ75
60.4
15.0
上仰1
右偏3
42
Φ75
60.6
2.00
上仰1
右偏5
43
Φ75
60.9
4.00
上仰1
右偏7
44
Φ75
61.2
6.00
上仰1
右偏8
第二节二采区区域防突措施效果检验
一、区域措施效果检验指标及临界值
根据我矿采掘工作面的实际情况，采用残余瓦斯含量作为检验指标对区域防突措施进行检验。
由于我矿二采区为1598水平以下,未能做突出鉴定,尚未试验考察出适合我矿的临界值，只是根据瓦斯压力小于0.74MPa和根据《防治煤与瓦斯突出规定》残余瓦斯含量临界值取为8m3/t，当残余含量小于8m3/t时，视为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽措施无效。
二、区域防突措施效果检验孔布置及检验
巷道每30m布置一个效果检验测试点，在地质构造复杂区每20m布置一个测试点。
根据“测试点布置于所在断面钻孔密度较小，孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距”的原则，检验孔布置在断面中部，钻孔沿煤层倾向，检验孔深60m。
采用钻孔取煤样测定瓦斯残余含量。
第三节区域验证
当区域防突措施检验结果为无突出危险性时，在掘进过程中必须进行区域验证。
一、验证方法
煤巷掘进过程中采用测定钻屑指标法中的钻屑瓦斯解析指标（△h2）、钻屑量（S）及复合指标法中的钻孔瓦斯涌出初速度指标作为验证指标的方法进行验证。
具体方法与第三章中局部防突措施效果检验相同。
二、验证要求
1、工作面刚进入无突出危险区时，立即连续进行两次区域验证。
2、掘进工作面每推进8m进行一次区域验证，在构造破坏带连续进行验证。
3、每个验证循环必须在工作面施工一个深20m（超前距10m）的超前钻孔或采用超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。
4、当区域验证为无突出危险时，必须采取安全防护措施后才能进行掘进，首次进行验证时，掘进前保留10m的预测超前距。
5、只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发生了突出预兆，则该区域以后的掘进过程必须执行局部综合防突措施。
第三章局部综合防突措施
第一节工作面防突措施
根据煤层赋存情况，煤层平均厚度约0.10m，但煤厚变化不大，瓦斯含量低，煤层透气性好（接近表土层），抽放难不大，区域防突措施难以保证安全掘进。
为进一步保证该工作面的沿煤层顶板掘进的过程中安全施工，在煤巷道及半煤岩巷道掘进过程中拟采用工作面顺层抽放+煤体注水+水力压裂的局部掘进防突措施。
一、工作面浅孔超前抽放设计
由于该工作面煤层厚度变化小，根据巷道煤层的实际厚度，设置不同的抽放孔参数，见抽放钻孔布置图及参数表。
1、抽放孔布置及数量的确定：
（1）布置方式：
根据钻机情况，为提高打钻效率，抽放孔按矩形布置。
（2）数量：
措施孔控制到巷道两帮15m，按照影响半径，当煤厚≤6m时按3排、9列，共布置27个孔，最大孔底间距2008×1985mm，当煤厚＞6m时按4排、9列，共布置36个孔，最大孔底间距间2008×2000mm，孔口间排距600×400mm，符合《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定，我矿煤厚是0.9m时按1排、1列，共布置6个孔，最大孔底间距间2008×2000mm。
（3）孔深：
根据孔深与抽放效果关系，抽放孔投影深度取15m，孔径75-89mm，孔深60米，超前距10m。
（
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