1036运输巷综合防突专项设计XXXX518Word格式.docx

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16型矿用阻燃橡套电缆。

（3）运输：

人工攉煤经工作面刮板输送机至C3煤层运输上山刮板输送机运至C3煤层运输上山煤仓，进入主运输系统。

（二）C3煤层赋存条件

（1）地质构造

该工作面位于F22断层以东，经掘进时发现，其走向中部有二个隐伏小构造及褶皱带，但对回采无影响，地质构造简单。

该煤层位于煤系地层上部，煤系地层为弱含水层。

根据生产揭露资料分析：

该工作面及附近水文地质情况清楚，无水害威胁。

（2）地层

矿井煤系地层为上二叠统龙潭煤组。

含煤地层底与玄武岩顶为界；

上段以1号煤层顶板含动物化石砂质泥岩为上界，厚90-120米，本段岩性全区比较稳定，以灰-灰绿色中厚层状中、细粒砂岩为主，夹粉砂岩和坚脆砂质泥岩。

中部有三层全区稳定动物化石层位，以腕足类为主其次为腹足类。

植物化石较中、下段少本段。

本段共含煤10-14层，可采煤层1、3、5、6、9、等均分布于此。

中段以12号煤为顶界，厚平均为124米。

下部以中厚层状中-细粒砂岩为主，在全区比较稳定，夹煤5-8层，厚约69米。

上部岩性变化较大，以粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩为主，常相互递变。

夹较多似层状和不规则菱铁质结核，砂岩中菱铁矿为其特征，风化后呈褐色。

含大量大羽羊齿等植物化石，厚约55米。

含煤10-15层，13、15、17、18、20#煤层等可采煤层均集中于此。

下段以24号煤为上界，厚38-78米，平均57米，岩性以深灰-灰黑色砂质泥岩、粉砂岩为主。

夹菱铁质薄层和黄铁矿结核，常见有较完整大羽羊齿等植物化石。

共含煤10-12层，多薄而不稳定，仅少数局部可采。

底部为灰色铝土质泥岩，厚1-3米，性脆。

由此可见煤系地层以细碎屑砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层为主要。

早期属于近海冲积平原滨海泻湖盆地环境，晚期属于沼泽、泥炭沼泽环境。

（3）C3煤层特性

C3煤层呈煤黑，倾角平均为16°

，为缓倾斜煤层；

煤层厚度最大为2.2m，最小为1.8m，平均2.0m，容重为1.4t/m3；

煤层结构简单，顶板为灰色粉砂岩，局部有细砂岩；

底板为灰色泥质粉砂岩。

煤层灰分16—22%，挥发分23—25％，含硫0.23—0.35％，粘结指数74％，发热量6000—6500卡/克。

二、C3煤层煤与瓦斯突出危险性

1、煤与瓦斯突出危险性

根据2010年5月请中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对1565m标高C5、C12、C13煤层进行了突出危险性鉴定，鉴定结果为：

瓦斯压力0.24Mpa，煤样坚固性系数0.93，瓦斯放散初速度为9.596mmHg，鉴定结论在1565m标高以上C5、C12、C13煤层无突出危险性。

C3煤层未作突出危险性鉴定。

根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作意见”（黔安监管办字〔2007〕345号），盘县为国家划定突出矿区，因此在掘进前必须采取区域防突措施,确保矿井安全生产。

我矿未对C3煤层进行了突出危险性鉴定，按突出煤层设计及管理，采取优先开采上保护层C1煤层作为区域防突措施（矿区范围内+1574m以上C1煤层在整合前2007年以前已全面采空），经实际采掘过程中实测，C3煤层（+1574m标高）瓦斯含量W0＝1.4232m3/t（11月6~7日实测），根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条，+1574m标高以上无煤与瓦斯突出危险。

三、防突措施

（一）区域防突措施

我矿取开采上保护层C1煤层作为区域防突措施（矿区范围内+1574m以上C1煤层在整合前2007至年以前已全面采空）。

因此，设计矿井采用开采上保护层（C1煤层作为保护层）作为区域防突措施。

C3煤层在采掘活动前，必须对该区域区域防突措施进行区域效果检验，只有经效果检验达标，区域验证结果不超标，方可采取局部“四位一体”防突措施进行采掘作业。

1、保护层开采范围

C3煤层上覆C1煤层已全部开采，根据实际掌握情况，上覆C1煤层采用无煤柱开采，无煤柱留设。

1036工作面区段对应上覆C1煤层开采工作面为1014、1016采煤工作面。

根据矿井实测掌握情况，上覆1014、1016采煤工作面采用无煤柱开采，走向长约165m，倾斜长约178m[（40m+48m）+（45m+45m）]。

2、保护层对被保护层保护范围

由于我矿未C1煤层开采后对C3煤层有效保护范围进行实测，无相关实测参数，所以参照《防治煤与瓦斯突出规定》中第四十八条对保护层有效保护作用范围进行确定。

（1）保护层有效垂距范围

根据《防治煤与瓦斯突出规定》中表D.2（本措施中为表2-2-1）得出：

C1煤层和C3煤层之间垂距平均为18m，小于50m（煤层倾角16°

，为缓倾斜煤层），C3煤层在C1煤层开采后有效保护范围内。

表2-2-1保护层与被保护层之间最大有效垂距

煤层类别

最大保护垂距（m）

上保护层

下保护层

急倾斜煤层

<

60

80

缓倾斜和倾斜煤层

50

100

参用《防治煤与瓦斯突出规定》中公式（D.1）、（D.2）：

C1煤层1014、1016工作面平均采高为1.6m，平均开采深度为300m，工作面斜长均为178m，走向长度分别为165m。

故上保护层（C1号煤层）最大有效保护距离：

S上=S′上β1β2=88.5×

1×

0.9971≈88.2m>

18m

式中S′下、S′上——下保护层和上保护层理论有效间距，m。

它与工作面长度a和开采深度H有关。

由上述可知：

1号煤层开采深度H=300m，工作面长L=178m；

参用《防治煤与瓦斯突出规定》中表D.3（本措施中为表2-1-2）得：

S′上=88.5m（注：

开采深度按300m、工作面长度按178m取）。

β1——保护层开采影响系数。

当M≤M0时，β1=M/M0；

当M>

M0时，β1=1。

表2-1-2S′下、S′上与开采深度（H）、工作面长度（L）关系

开采

S＇下/m

S＇上/m

深度

工作面长度L/m

H/m

75

125

150

175

200

250

300

70

148

172

190

205

220

56

67

76

83

87

90

92

400

58

85

112

134

155

170

182

194

40

66

71

74

500

120

142

154

164

174

29

39

49

62

68

600

45

109

126

138

146

24

34

43

55

59

61

800

33

54

73

103

117

127

135

21

36

41

1000

27

57

88

114

122

18

25

32

44

1200

37

63

104

113

16

23

30

其中M——保护层开采厚度，m；

M0——开采保护层最小有效厚度，m。

C1煤层开采厚度M=1.6m，参用《防治煤与瓦斯突出规定》附录D中图D.3（本措施中为图2-2-1）得C1煤层最小有效厚度M0=0.32m，因M>

M0，故β1=1；

β2——层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以η表示硬岩在层间岩石中所占百分比。

根据C1煤层瓦斯地质分析得：

η=85%，所以β2=1-（0.34×

η/100）=1-（0.34×

85/100/100）=0.9971

图2-2-1：

保护层工作面始采线、采止线和煤柱影响范围

综上所述，1036工作面处于上保护层1014、1016工作面开采后有效保护垂距范围内。

（2）沿走向保护范围

并参用《防治煤与瓦斯突出规定》附录D.2，沿走向卸压角δ5取60°

，如图2-2-2所示。

C1煤层和C3煤层之间垂距h=18m，计算保护距离和煤柱影响范围见表2-2-3。

图2-2-2保护层工作面始采线、停采线和煤柱影响范围

表2-2-3：

保护层沿走向保护范围和煤柱影响范围

计算有效保护距离或影响范围（m）

工作面走向长度为L1

煤柱L2

保护层

≤L1-2×

h×

ctg60°

≥L2+2×

9号煤层沿走向左侧和右侧最小内错距S1、S2为：

S1（S2）=18×

≈10.4m

（3）沿倾斜方向保护范围

参用《防治煤与瓦斯突出规定》附录D.1及表D.1（本措施中为表2-2-4），沿倾斜卸压角δ1、δ2、δ3、δ4分别取77°

、83°

、75°

，如图2-2-3所示。

计算保护距离和煤柱影响范围见表2-2-5。

A-保护层；

B-被保护层；

C-保护层边界线

图2-2-3沿倾斜方向保护范围和煤柱影响范围

表2-2-4：

保护层沿倾斜卸压角

煤层倾角α（度）

卸压角（度）

δ1

δ2

δ3

δ4

10

77

20

69

65

表2-2-5：

上保护层沿倾斜方向保护范围和煤柱影响范围

工作面倾斜长度L3

煤柱L4

《L3-h（ctg75°

+ctg75°

）

≥L4+h（ctg75°

C1煤层沿倾斜方向下山侧和上山侧最小内错距S3、S4为：

S3（S4）=18×

ctg75°

≈4.8m

（4）1036工作面保护范围和未保护范围确定

按瓦斯地质图中，1036工作面与上保护层1015工作面对应位置，并结合上文

（一）、

（二）、（三）对最大有效保护垂距、沿走向保护范围和沿倾斜方向保护范围确定得出：

1036工作面沿走向被保护长度144.2m，实际走向长度140m；

沿倾向被保护长度168.4m，实际长度45m；

因此，C3煤层1036工作面全部处于上部C1煤层开采保护范围。

3、区域措施效果检验

为确保施工过程中安全，在回采期间必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》进行消除突出危险性效果检验。

（1）区域效果检验指标

区域效果检验指标可采用测定煤层残余瓦斯瓦斯压力和残余瓦斯含量为指标进行区域措施效果检验。

控制范围内区域措施效果检验指标临界值必须符合《防治煤与瓦斯突出规定》规定，如表2-3-1所示。

我矿采用煤层瓦斯残余含量作为临界值指标进行区域消突效果检验指标。

表2-3-1区域效果检验指标临界值

指标

类别

煤层残余瓦斯压力

P（M/Pa）

煤层残余瓦斯含量

W（m3/t）

突出

危险性

临界值

≥0.74（0.6）

≥8（6）

有突出危险

＜0.74（0.6）

＜8（6）

无突出危险

（2）区域效果检验过程

①区域效果检验施工

我矿采用优先开采保护层区域防突措施，其矿区范围内C1煤层已于整合扩能建设前全部采空，故而矿井未施行顶底板巷穿层预抽煤层瓦斯区域防突措施。

因此，对C3煤层工作面采掘前进行效果检验、消突评价时，采用在C3运输上山下口（+1574m标高）沿C3煤层走向布置一个取芯钻孔，采用DGC型瓦斯含量测定直接测定装置直接测定，通过井下解析及地面解析，并通过计算机软件分析计算，测得各检测点煤层残余瓦斯含量如表2-3-2所示。

我矿评价组人员于2014年11月6~7日对C3煤层+1574m标高以上工作面进行区域措施效果检验施工，C3运输上山下口（+1574m标高）沿C3煤层走向布置钻孔3个，控制巷道前方60m，巷道两帮轮廓线外各15m，如图2-3-1所示。

②效果检验参数

对检验测试点所取煤样采用DGC型瓦斯含量直接测定装置直接测定，通过井下解析及地面解析，并通过计算机软件分析计算，试验测得各检测点煤层残余瓦斯含量如表2-3-2所示（详见附表《贵州吉龙投资有限公司试验测试报告单》）。

表2-3-2区域措施效果检验测定指标参数表

钻孔号

样品

编号

钻孔/取样位置（m）

测定瓦斯量

（m3/t）

备注

1

Rx03h01

C3煤层运输上山下口

钻孔长度60m/取样位置59~60m

1.4206

所有测定值均小于临界值8m3/t（6m3/t），证明区域措施有效。

2

Rx03h02

钻孔长度64m/取样位置63~64m

1.4232

Rx03h03

1.4218

4、区域验证

区域措施是效果检验后，须对检验效果进行考察验证。

考察验证方法如下：

1）考察验证孔布置

采用钻屑指标法方式对1036采掘工作面进行考察验证，沿工作面走向每隔8m打一个考察验证孔，考察孔深度10m。

以考察验证孔位置在水平上投影保留2m超前距离，进行批掘（采）。

2）考察验证采用钻屑指标法指标

⑴钻屑瓦斯解析指标K1[ml（g.min1/2）-1],从第二米起每两米测定；

⑵钻屑量Sa（kg/m），从第一米起测定；

钻屑量

Smax（Kg/m）

钻屑瓦斯解析指标

K1max[ml（g.min1/2）-1]

区域验证结果

≥6

≥0.5

措施无效，有突出危险。

＜6

＜0.5

措施有效，无突出危险。

我矿防突队于2015年5月10日采用预测预报钻屑指标法对1036运输巷于开口位置进行首次区域验证，验证结果为：

最大解吸指标K1值0.08ml（g.min1/2）-1，最大钻屑量1.8kg/m；

3）需说明几个问题

⑴尽量把考察验证孔布置在软分层内。

⑵若煤层走向发生变化时，遇地质构造等原因，考察验证孔参数根据现场实际情况作相应调整。

⑶考察验证时防突工负责布置验证钻孔，收集各项参数并做好记录；

掘进工负责施工钻孔；

现场必须有安检员和瓦斯员监督整个考察验证全过程。

考察验证结束后所有参与验证及监督人员必须在考察验证原始记录上签字并对所测参数负责。

⑷当区域验证有突出危险时，必须采取补充措施，补充措施采用工作面施工排放孔方式进行（根据实际情况另行编制排放钻孔布置补充措施）；

之后再进行效果检验、验证，直至措施有效方可回采推进。

（二）局部防突措施

一）突出危险性预测

1036工作面掘（采）前，须采取区域防突措施效果检验、区域验证区域措施有效后，严格按照局部“四位一体”综合防治煤与瓦斯突出措施进行作业：

突出危险性预测→无突出危险→采取安全防护措施→正常（采）进；

有突出危险→突出危险性预测→防治突出措施→防治突出措施效果检验→无突出危险→采取安全防护措施→正常掘（采）进。

l、在1036运输巷工作面掘进过程中，决定使用钻屑指标法进行突出危险性预测。

2、在1036回风巷掘进工作面掘进过程中设计预测钻孔为3个，预测钻孔孔深控制巷道正前方8~10m，上下帮各3m范围。

钻孔应尽量布置在软分层中，若工作面存在地质构造或地质异常变化带，应在地质构造或地质变化带附近适当增补预测孔。

用煤电钻和配套螺旋钻杆施工，预测钻孔布置参照下图施工。

当掘进工作面预测结果为无突出危险时，在采取安全防护措施和留有不小于2m预测钻孔超前距前提下，方可掘进；

当掘进工作面预测由突出危险时，必须采取补充防突措施。

3、预测指标测定

（1）钻屑量测定:

每钻进1m，收集全部钻屑，用弹簧秤称重。

（2）钻屑解吸指标（K1）测定：

使用仪器为WTC型突出预测仪。

每钻进2m，取一次钻屑作解吸特性测定。

取样时，把秒表、筛子准备好（φ1mm筛子在下，φ3mm筛子在上），钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并断续进行筛分，最后把已筛分好φ1-3mm煤样装入ATY仪器煤样罐，准备测试。

当秒表走到t0时（通常规定t0不1-2min），启动仪器采样键进行测定，经5min后，当仪器显示t0时，用键盘输入t0，按监控键，仪器显示L0，输入L0，按监控键，仪器进行计算，并显示Fi，此值即为K1值。

整个测定完成，可进行下一个煤样测定。

4、当最大钻屑量≥6kg/m，K1值≥0.5时，则确定具有煤与瓦斯突出危险性，必须采取防突措施直至预测指标不超限，方可采取安全防护措施回采推进。

5、当预测预报确定无突出危险时，可正常进行掘进工作，但必须保证留有2m超前距离，严禁超进。

以后工作面每掘进8m进行预测预报一次。

6、预测预报过程中，必须随时掌握工作面状况，发现异常情况，必须立即停止作业，撤出人员，切断电源，进行汇报，但不得拔出钻杆。

7、预测预报过程中，必须有专门安全负责人在场，负责现场安全检查，无安全隐患，方可作业。

8、作业地点瓦斯浓度过煤矿安全规程规定时，严禁作业。

9、预测预报过程中，严禁任何形式、与预测预报工作无关工作平行作业。

10、必须按规定进行预测预报各项操作，严禁弄虚作假。

二）防治防突措施

当采掘工作面经预测有突出危险时必须采取防突措施，防突措施可采取钻孔抽放或钻孔排放瓦斯措施，直至检验消突后方可继续进行采掘作业，采掘过程中进行预测、验证，严格按前述预测方式进行。

根据实际情况，经实测该工作面区域（+1575m标高以上）煤层瓦斯残余含量较小，本次设计暂采用小直径超前排放钻孔排放作为局部防突措施。

须进行抽采时，另行按照抽采设计进行专项设计；

按照要求，抽采管路必须紧跟迎头，以备需要抽采时及时投抽。

1、排放钻孔布置

（1）小直径浅孔超前排放孔布置在相对最软软分层中，或预测参数超标预测孔附近，并与预测孔平行。

孔深10m，孔径75mm或84mm，钻孔个数根据煤层厚度和钻孔有效排放半径而定，钻孔有效排放半径为;

直径75mm钻孔为0.7-1.0m直径为84mm钻孔为1.0-1.2m；

若煤层松软，钻孔施工中有强烈喷孔、响煤炮、瓦斯忽大忽小或卡钻等突出预兆时，均视为严重突出危险地带，应增加排放孔数量。

（2）当构造煤厚度小于1.2m时布置单排排放孔；

当构造煤厚度大于1.2m时，布置双排排放孔，以控制整煤层；

钻孔孔间距必须小于有效排放半径，且必须保证部留“空挡”，以便前方媒体得以充分卸压释放。

2、防突措施采取完成后，必须进行措施效果检验，如果检验证实措施无效，必须补打钻孔或采取其它防突措施。

3、排放过程中，必须随时掌握工作面状况，发现异常情况，必须立即停止作业，撤出人员，切断电源，进行汇报，但不得拔出钻杆。

4、施工钻孔过程中，必须有专门安全负责人在场，负责现场安全检查，无安全隐患，方可作业。

5、施工钻孔过程中，严禁任何形式、与施工抽放工作无关工作平行作业。

7、必须按规定进行钻孔施工各项操作，严禁弄虚作假。

三）效果检验措施

防突措施采取完成后，必须进行措施效果检验，如果检验证实措施无效，必须补打钻孔或采取其他防突措施。

1、在1036回风巷工作面掘进过程中，决定使用钻屑指标法进行突出危险性效果检验。

2、1036回风巷掘进效果检验孔必须布置在防突措施孔之间，并与措施孔平行；

检验孔深度应小于或等于防突措施钻孔，本设计为10m，控制巷道前方10m及下帮3m范围。

3、当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施孔深度相等，则可在留足防突措施超前距（正常地带至少3m，地质构造带至少5m），并采取安全防护措施条件下回采推进。

当检验孔深度小于防突措施孔时，则应当在留足所需防突措施超前距（正常地带至少3m，地质构造带至少5m）同时，还应保留有2m检验孔超前距条件下，采取安全防护措施进行回采作业。

4、当防突措施无效时，不论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防治突出补充措施，只有经措施检验有效后，方可采取安全防护措施前提下进行回采作业。

但必须在回采过程中，工作面每推进8m进行预测预报一次。

5、效果检验过程中，必须随时掌握工作面状况，发现异常情况，必须立即停止作业，撤出人员，切断电源，进行汇报，但不得拔出钻杆。

四）安全防护措施

（一）防突风门

1、1036工作面采掘前所有进回风之间行人巷道必须设置防突反向风门，防突风门（两道正反风门）必须牢固，并安设两道，风门墙用料石和水泥砂浆砌筑，镶入巷道周边岩石不得小于0.4m，风门墙厚不得小于1.0m，门和门框可采用坚固木质结构，风门厚度不小于60mm，门框厚度不小于100mm，两道风门之间距离不得小于5m，风门能自动关闭，风门必须连锁。

1036运输巷掘进工作面防突风门设置在1036运输巷与1036回风上山之间（如附图巷道布置图所示）。

2、1036掘进工作面放炮作业时，系统内进回风之间反向风门必须关闭（并指派专人站岗警