贵州鲁中矿业江西煤矿副井石门揭煤防突设计.docx
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贵州鲁中矿业江西煤矿副井石门揭煤防突设计
江西煤矿副井回风联络巷石门
揭煤专项防突设计
一、基本概况
1、巷道布置
石门揭煤位置于副井回风联络巷上山，标高+1300，巷道掘进至揭煤距离还有20m左右。
2、煤层情况
地质构造简单，煤层呈单斜形态。
煤层厚约1.6m，顺向＋3°，倾向＋23°。
3、地质构造
区内总体地质构造简单，其上部有F42断层，断层倾向南东，倾角一般为69～71°。
断层两盘地层均为二叠系上统龙潭组碎屑岩。
断层破碎带宽2～3m，构造岩主要为压碎岩，沿断层破碎带岩层产状凌乱。
断层落差26m左右
4、瓦斯情况
根据《织金县化起镇江西煤矿勘探地质报告》，矿区内利用解吸法测定钻孔所揭露煤层的瓦斯含量，M16煤层可燃物中沼气含量为7.69～18.55ml/g。
根据贵州省煤田地质局对原江西煤矿老井M16煤层实验室报告，该煤层没有爆炸性,属于二类自燃煤层，故应当加强防灭火措施。
5.煤与瓦斯突出情况
（1）由于现场条件不具备做煤与瓦斯突出鉴定，暂时没有做防突鉴定，按有煤与瓦斯突出危险管理。
（2）江西煤矿老井曾由重庆煤科院做过突出危险性鉴定，在标高+1286.1m以上没有突出危险，但是新井掘进工作面是新井首采区首采面首采煤层，为保证掘进安全，在未重新进行突出鉴定以前，把该区域作为有突出危险煤层，并尽快计划与中国矿大研究院确定突出危险性鉴定方案。
二.通风系统管理
1.矿井通风
采用局扇压入式通风，要加强通风系统管理，确保通风系统合理、稳定、可靠。
供风量满足计划要求。
杜绝循环风。
2.局部通风机
局扇、风筒的安装管理要求：
（1）掘进工作面必须安装使用双局扇（双电源，一台发生故障，另一台自动启动），并能自动切换，自动分风。
局部通风机的型号、功率按《规程》和供风量需求选择，局部通风机主、备风机必须使用同等能力、且功率不得小于2*22kw。
（2）局部通风机安装地点应支护良好、无滴水，吸风口前5米范围内无杂物或障碍物。
局部通风机必须吊挂或上架，离底板高度不小于0.3米，运输、行人安全间距符合规定。
（3）局部通风机要有专人负责，实行挂牌管理。
牌板上要填明使用单位、使用地点、局扇型号、功率、风筒节数、维修人、司机等。
兼职司机必须挂牌留名，牌板要内容齐全。
3.设施管理
防突风门、压风自救设施等要有专人负责，实行挂牌管理，定期检查、维修，确保完好。
三、区域突出危险性预测
1、当工作面迎头距煤层法向距离10m前时，在工作面向顶板打2个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料，以掌握煤层的厚度、赋存形态、地质构造和瓦斯情况等。
并在此2个钻孔中进行瓦斯压力测定。
2、取芯钻孔的布置：
两钻孔起孔位置中巷道中心点距巷底高1m,向上仰角为0-4°，其中一孔方位平行于掘进方向，两孔深度必须穿透煤层全厚并进入顶板0.5m，取芯后，在24小时内退出钻杆并进行封孔，安装压力表测定瓦斯压力。
3、临界值参数确定：
根据《防治煤与瓦斯突出规定》中规定，测定的瓦斯压力P小于0.74Mpa时，工作面确定为无突出危险工作面，否则为突出工作面，应采取区域防突措施。
四、揭煤处的区域防突措施
工作面两个测压钻孔中有一个测定的瓦斯压力P大于0.74Mpa时，必须采取区域防突措施。
1、工作面防突措施的选取
该工作面属水平首次揭煤，采用预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。
2、当工作面预测后掘进至煤层的最小法向距离为7m左右时，执行防突措施。
3、钻孔的最小控制范围是：
石门揭煤处巷道上部和东西两边的轮廓线外12m，底部6m。
根据抽放半径8m计算，抽放钻孔数量为6个，布孔方式如下图1，图中1、2、3号钻孔距巷底高1m,2号孔为中心点，其他开孔间距为0.8m,下排钻孔的仰角为0～4°；上排钻孔与下排钻孔的间距为0.6m，见煤处至巷道轮廓线的距离为5m，仰角为46°。
所有钻孔都要穿透煤层的全厚，钻孔直径75mm，钻孔各种参数见下表。
4、预抽瓦斯采用井下移动抽放的方式进行：
将抽放泵安装在大巷进风风流中，瓦斯排放口接至专用回风巷中，直接排到回风中。
图1石门预抽瓦斯钻孔布置示意图
石门预抽瓦斯钻孔布置参数表（表2）
序号
开孔位置
方位角（°）
仰角（°）
孔深m
封孔长度（m）
1
距巷底1m
118
0～4
13.2
5
2
距上孔0.6m
孔距0.8m
144
0～4
11.9
5
3
169
0～4
13.2
5
4
距巷底1.6m
120
42
14.3
5
5
距下孔0.6m平孔距0.8m
144
46
13.5
5
6
168
42
14.3
5
五、区域防突措施的效果检验
钻屑指标
突出危险性
K1
（ml/g·min1/2）
△h2指标
（Pa）
钻屑量S
（Kg/m）
（L/m）
≥0.5
≥200
≥6
≥5.4
有突出危险
＜0.5
＜200
＜6
＜5.4
无突出危险
1、采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。
方法如下：
用直径65mm的钻杆从工作面的上、中、下、左、右五个方向向煤层各打一个钻孔，其中向上的钻孔的终孔位置距巷道轮廓线10m以上；当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻杆继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。
钻孔布置见下图，各种参数见下表。
图2效果检验钻孔布置示意图
效果检验钻孔布置参数表（表3）
序号
开孔位置
方位角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
距巷底高1m
120
6
8
2
距巷底高1m
144
6
8
3
距巷底高1m
167
6
8
4
距巷底高1.6m
144
49
10
5
距巷底高0.6m
144
-10
10
2、石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值：
干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。
3、如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效,工作面继续采取防突措施。
六、石门揭煤前的局部防突预测
1、当区域性防突预测或防突措施检验为无突出危险后，可继续掘进到揭煤位置，即工作面轮廓线距煤层法向距离为5m时，采取揭煤工作面突出危险性预测，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法.
2、布孔数量为3个，方法如下：
用直径65mm的钻杆从工作面的上、左、右三个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻杆继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。
钻孔布置见下图，各个钻孔参数见下表。
3、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。
4、如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面，工作面在超前钻孔的控制下可继续掘进至远距离爆破揭穿煤层前的位置，即工作面轮廓线最小法向距离为2m时，停止作业；再采用工作面预测的方法进行最后验证，若经验证为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。
图3石门预测钻孔布置示意图
效果检验钻孔布置参数表（表3）
序号
开孔位置
方位角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
距巷底高1.6m
144
25
10
2
距巷底高1m
120
6
8
3
距巷底高1m
167
6
8
七、石门揭煤前的局部防突措施
1、工作面经预测为突出危险工作面时。
该揭煤工作面采用瓦斯排放钻孔的防突措施。
2、瓦斯排放钻孔的布置（见下图）。
（1）揭煤工作面钻孔的控制范围是：
石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。
（2）钻孔在控制范围内应均匀布置，排放钻孔的孔数为20个、孔底间距根据钻孔的有效排放半径1.5m确定为3m。
（3）排放钻孔直径为75mm。
钻孔各种参数见下表。
图3石门揭煤工作面瓦斯排放钻孔布置示意图
瓦斯排放钻孔参数表（表4）
序号
孔径（mm）
方位角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
75
125
25
12.7
所有钻孔必须穿透煤层后还要穿顶板岩石不少于0.5m。
2
75
139
31
11.6
3
75
154
24
11.2
4
75
169
31
11.6
5
75
181
25
12.7
6
75
125
14
11.6
7
75
139
17
10.4
8
75
154
18
10
9
75
169
17
10.4
10
75
181
14
11.6
11
75
125
0～3
11.2
12
75
139
0～3
10
13
75
154
0～3
9.5
14
75
169
0～3
10
15
75
181
0～3
11.2
16
75
125
18
11.6
17
75
139
20
10.4
18
75
154
20
10
19
75
169
20
10.4
20
75
181
18
11.6
八、防突措施的效果检验
1、当工作面实施了瓦斯排放防突措施后，必须进行效果检验。
本工作面采用钻屑瓦斯解吸指标法方法进行检验。
2、效果检验孔数为5个，布孔方式分别位于石门的上部、中部、下部和两侧，钻孔布置方法如下图，各个钻孔参数见下表。
图4效果检验钻孔布置示意图
效果检验钻孔布置参数表（表5）
序号
开孔位置
方位角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
距巷底高1.2m
144
2
6
2
距巷底高1.2m
124
2
8
3
距巷底高1.2m
162
2
10
4
距巷底高1.8m
144
20
6
5
距巷底高0.6m
144
-15
10
3、检验方法如下：
用直径65mm的钻杆从工作面的上、中、下、左、右五个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻杆继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其钻屑瓦斯解吸指标K1值。
4、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样时为0.4。
5、如检验结果的K1指标在煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效，可按要求进行揭煤作业；反之，判定为措施无效，仍要继续采取防突措施。
九、石门揭煤前的最后验证
当检验结果为无突出危险时，采用钻屑指标法进行最后验证。
操作方法如下：
（1）布孔数量为3个，用直径65mm的钻杆从工作面的上、左、右三个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻杆继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其钻屑瓦斯解吸指标K1值。
钻孔布置见下图，各个钻孔参数见下表。
图5石门揭煤前最后验证钻孔示意图
最后验证钻孔布置参数表（表6）
序号
开孔位置
方位角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
距巷底高1.6m
144
25
8
2
距巷底高1m
125
6
8
3
距巷底高1m
160
6
8
（2）石门预测
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