采煤工作面专项防突设计Word文件下载.docx

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11901采煤工作面走向长760米，倾斜长度138米，煤层倾角2°

，煤层平均厚度为1.82m，回风顺槽最低标高+1460.011m，运输顺槽最低标高+1455.642m。

风巷距地表埋深110m；

机巷距地表埋深130m。

该采面位于矿主井南翼，为南翼一采区第首采工作面。

工作面采用综采，采煤工作面采用刮板机运输，运输顺槽采用皮带运输机运输，工作面顶板采用型号为ZFS5200/18/28HL的液压支架支护，采煤方法为长壁后退式采煤，全部垮落法管理顶板。

二）矿井通风及系统情况

1、矿井通风方式、方法

矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式通风；

主通风机采用FBCDZ№20型防爆轴流式通风机两台，一台工作，一台备用，其额定参数为：

风量；

2340—5724m³

/min静压：

2417～665Pa。

配套电机型号YBF23555-8，电机功率2×

132KW（380V）。

反风方式通风机反转反风。

目前矿井总进风风量为4400m3/min,总回风风量4420m3/min；

采煤工作面采用“U”型通风，新鲜风流由工作面运输顺槽进入，新鲜风流冲洗工作面，乏风经回风顺槽进入回风斜井，由回风斜井排出地面，具有独立的回风系统，采面计划配风量900m3/min。

2、采煤工作面通风系统情况

矿井已建有主斜井、副斜井、回风斜井井筒直通地面，已构成了独立通风系统。

新鲜风流从主、副斜井进入11901运输斜巷，至11901工作面运输巷再进入采煤工作面，乏风由采煤工作面经11901工作面回风顺槽进入11901回风斜巷后经回风斜井排到地面。

K19煤层按突出煤层设计和管理，其中鉴定范围（标高+1417.7m以上的K19煤层）按突出矿井中非突出区域管理。

在煤巷掘进工作面和回采工作面采用工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证.

采煤工作面的突出危险性预测，应沿采煤工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，深度5～10m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。

三、区域综合防突措施

（一）区域突出危险性预测

1、我矿为年产30万吨的新建矿井，区内地表已发现断层14条，全区均有分布，其展布方向为北东向10条，北西向4条。

正、逆断层基本各一半。

在已发现的14条断层中，落差大于或等于30m的断层有5条，其中：

4条正断层（F1、F2、F3、F4），1条逆断层（F5）。

孔内见隐伏断层2条。

2、根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室分别提交的《晴隆县久丰紫马煤矿K19煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》鉴定范围（标高+1417.7m以上的K19煤层）按突出矿井中非突出区域管理。

K19煤层在标高+1417.7m的压力值为0.22Mpa，+1417.7m以上无突出危险。

3、根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件（黔安监管办字【2007】345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》：

“本矿井位于煤与瓦斯突出危险区域内”。

因此，煤巷掘进工作面和回采工作面必须采用工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证.

（二）区域防治突出措施

本矿井可采煤层2层：

分别是k19、K17煤层。

可采煤层K19、K17煤层层间距平均为38m。

１、区域防突措施的选择

根据现场及生产实际，该回采工作面主要采取如下区域防治突出措施实施瓦斯治理，并经消突评价为无突出危险区域时方能组织生产。

１）在采面运输顺槽采用上向垂直顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯；

２）在采面打顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯。

3）在采面打顺层排放钻孔排放回采工作面煤层瓦斯。

２、瓦斯抽放参数的确定

1）抽放半径：

根据贵州贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司二〇〇八年四月提供的《晴隆县久丰紫马煤矿开采设计方案》，采煤工作面瓦斯抽放半径按2.5米。

在今后的瓦斯治理工作中逐步总结探索并积累瓦斯治理经验，总结出适合本矿井瓦斯治理的抽放半径。

2）上（下）向垂直顺层钻孔设计要求：

钻孔直径42mm,孔间距5米,所有预抽钻孔必须均匀布置，不留空白带。

采用上向垂直顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯时，其钻孔有效深度为120m；

详见区域防突措施设计图如下：

回采工作面顺层抽采钻孔布置示意图

3）钻孔施工质量：

严格瓦斯抽放工程的监督管理，钻孔施工结束及时组织验收、封孔接抽。

4）封孔长度：

抽放钻孔封孔深度不低于8米，

5）抽放参数要求：

单孔抽放负压不小于13KPa，抽放浓度不小于30％。

6）预抽时间的确定：

按规定必须预抽至煤层残余瓦斯含量在8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MP以下，因目前无瓦斯压力相关数据资料，暂按吨煤瓦斯含量6.02m3/t设计。

Q储量＝（60×

290）×

1.7×

1.5×

6.02×

1.0=26.711万m3，预计瓦斯抽放量10.68万m3，平均单孔抽放流量预计为0.12m3/min，单孔抽放浓度30％，则回采工作面预计抽放时间：

Ｔ＝106843/58×

0.12×

0.30×

24×

60×

30＝1.2个月

采面预抽1.2个月后对其进行区域防突效果检验。

（三）区域防突措施效果检验方法

区域防突措施效果检验采用两种方法：

1、计算残存瓦斯含量对区域防突措施效果进行检验

残存瓦斯含量按下式计算。

Wc=（Q气－Qc）÷

G

式中：

Wc——评价单元煤层残余瓦斯含量，m3/t；

Q气——评价单元煤层瓦斯储量，m3

Qc——评价单元煤层抽排瓦斯量，m3；

G——评价单元煤层储量，t；

当所计算残存瓦斯含量小于8m3/t时，则回工作面为无突出危险区。

当实测残存瓦斯含量大于8m3/t时，则工作面为突出危险区。

2．直接测定残存瓦斯压力对区域防突措施效果进行检验

（1）测压钻孔的布置

采用上（下）向垂直顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯时，测压钻孔沿回采工作面推进方向在距采面下出口20米处的运输顺槽内布置第一个，随后每隔３0～50米布置一个测压孔，以此类推，直至停采线，所有测压样孔径均为42mm，其取样孔深度为120米。

（2）所有测压钻孔必须均匀分布，不准出现布孔空白区域。

详见区域测压孔设计图如下:

（3）为提高检验测定数据的代表性，各测压钻孔要尽可能布置在措施钻孔间距较大、预抽时间较短的位置。

（4）测压孔施工结束后立即封孔进行测压，其压力观测时间不少于3天，当实测煤层瓦斯压力小于0.74Mpa时，则回工作面为无突出危险区。

当实测煤层瓦斯压力大于0.74Mpa时，则工作面为突出危险区。

３、采用直接测定残存瓦斯压力对区域防突措施效果进行检验时，必须提前两天关闭该区域抽放系统的抽放，待检验结束后方能恢复其抽放。

４、若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔，顶钻及其他明显突出预兆时，发现明显突出预兆的位置周围100米内的预抽区域均判定为预抽防突措施效果无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

５、上述两种区域防突措施效果检验方法进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值时，则判定为预抽防突措施效果无效，此检验测试点周围半径100米内的预抽区域均判定为预抽防突措施效果无效，即为突出危险。

（四）区域验证

区域验证主要采用两方法进行

1．采用钻屑瓦斯解吸标法进行区域验证

（1）验证指标为：

（a）钻屑瓦斯解吸指标：

K1值

（b）钻孔钻屑量指标：

Smax

（c）钻屑温差：

Δt

（2）布孔及验证规定

（a）布孔要求

采面回风巷往下1０m和机巷往上1０m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。

验证孔采用ф42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10m，保留4m安全煤柱,详见检验孔设计图如下：

（b）从第一米开始用专用工具收集每米段排粉量，打孔速度控制在0.5m/min（量其体积或称其重量）。

。

（c）首先测出采面煤壁温度作为原始温度。

随后从第一米开始用温度计测其每米段钻屑温度。

（d）从开孔后每施工2米测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，其测定时间必须在5min内完成。

（e）当煤厚超过3m、煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况重新修改确定。

（f）将以上所测的各组数据与钻屑瓦斯解吸标法各项临界指标值对比，如各顶指标不超，则区域验证为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4米安全超前保护距离，该循环可推进4-6米。

（h）当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处（次）达到或超过临界指标，则该区域有突出危险，必须执行局部综合防突措施。

钻屑瓦斯解吸标法各项临界指标值表一

钻屑量

K1

钻屑温差Δt

区域验证结果

Kg/m

ml/g.min1/2

℃

≥6

≧0.5

≥4

有突出危险

＜6

＜0.5

＜4

无突出危险

2．采用复合标法进行区域验证

（a）钻孔瓦斯涌出初速度：

qmax

（2）验证方法及规定

a、采面回风巷往下1０m和机巷往上1０m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。

验证孔采用ф42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10m，保留4m安全煤柱,详见检验孔设计图如下。

b、采用瓦斯涌出初速度检验时，从第2米开始进行瓦斯涌出初速度的测定，其测定时间必须在打完孔后2min内完成。

c、首先测出采面煤壁温度作为原始温度。

d、当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。

e、将以上所测的各组数据与表二临界指标值对比，如各项指标不超，则区域验证为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留5米安全超前保护距离，该循环可推进4～6米。

f、当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处（次）达到或超过表二临界指标，则该区域有突出危险，必须执行局部综合防突措施。

复合指标法各项临界指标值表二

钻孔瓦斯涌出初速度

L/m·

min

≥5

无效

＜5

有效

3、当采取上述两种方法进行区域验证时，无论在任何情况下，只要在该区域内任何一次区域验证为有突出危险或者超前钻孔等发现了突出预兆时，则该区域从此以后所进行的回采作业都要执行局部综合防突措施。

四、局部综合防突措施

（一）工作面突出危险性预测

局部综合防突措施内容包括：

工作面突出危险的预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验和安全防护措施四项内容，局部“四位一体”综合防突措施所包括的四项内容并非一定都要实施，但其中工作面安全防护措施是必须实施的。

1、采用钻屑瓦斯解吸标法预测工作面突出危险性　

（1）预测指标：

（2）预测方法及规定

（e）当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。

（f）将以上所测的各组数据与表一临界指标值对比，如各顶指标不超，则回采工作面为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4米安全超前保护距离，该循环可推进4～6米。

（g）当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处（次）达到或超过表一临界指标时，该回采工作面有突出危险，需采取工作面防突措施。

（h）当施工验证钻孔过程中有顶钻、喷孔等动力现或有明显的突出预兆时，则回采工作有突出危险，必须采取工作面防突措施。

2、采用复合标法进行工作面突出危险性预测

验证孔采用ф42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10m，保留4m安全煤柱。

详见检验孔设计图如下：

b、采用瓦斯涌出初速度检验时，从第2米开始进行瓦斯涌出初速度的测定，其测定必须在打完孔后2min内完成。

d、从第一米开始用专用工具收集每米段排粉量（量其体积或称其重量）。

e当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。

f、将以上每米段三个数据与表二临界指标对比，如各顶指标均不超，则工作面为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4米安全超前保护距离，该循环可推进4-6米。

g、当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处（次）达到或超过表二临界指标，则回采工作有突出危险，必须采取工作面防突措施。

（二）工作面防突措施

1、小直径排放钻孔措施：

（1）在采煤工作面沿走向方向打二排孔径75mm，孔深10～15m的措施排放孔，钻孔布置在采面运输顺槽往上1０m至采面回风顺槽往下1０m的范围内，孔间距0.6-1.2m，钻孔距顶0.4m，距底0.4m,倾角分别为0°

、-2°

详见小直径排放钻孔设计图如下：

（2）小直径排放钻孔布孔要求

（a）钻孔必须布置在煤层的软分层中。

（b）钻孔的方位和倾角必须按设计要求施工。

（c）钻孔每次施工的深度必须保证。

（3）排放孔施工结束，经自燃排瓦斯8小时后，实施工作面防突措施效果检验。

2．采面超前排放钻孔和预抽瓦斯

采煤工作面采用超前排放钻孔和预抽瓦斯作为工作面防突措施时，钻孔直径一般为75mm，钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数；

超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效排放或抽放半径确定。

在采面运输顺槽往上15m至采面风巷顺槽往下15m的范围内沿推进方向施孔径75mm钻孔实施抽放，钻孔沿煤层走向布置，其排间距1m,孔间距2m，孔深20～30米。

钻孔每施工结束一个，及时进行封堵接抽，经抽放8小时后，实施工作面防突措施效果检验，详见短钻孔抽放设计图如下。

回采工作面瓦斯排放钻孔和预抽瓦斯布置图

（三）工作面措施效果检验

1、工作面措施效果检验采用二种方法

1）采用钻屑瓦斯解吸标法检验工作面措施效果

2）采用复合指标法检验工作面措施效果

上述两种方法检验工作面防突措施效果，其检验指标、操作方法与工作面突出危险性预测一致。

当检验的任何一项参数小于表一、表二临界值时，判定工作面防突措施效果有效，当检验的任何一项参数大于表一、表二临界值时，则判定工作防突措施效果无效，需继续采取措施治理瓦斯，直至工作面防突措施有效为止。

２、检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规定、标准等，并了解、收集工作面及实施的相关情况、突出预兆（包括喷孔、卡钻等），作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合判断。

（四）安全防护措施

1、独立的通风系统

1）回采工作面有独立的通风系统，其通风系统为：

主（副）斜井→11901运输斜巷→工作面运输顺槽→工作面→工作面回风顺槽→11901回风斜巷→风井→地面。

2）工作面电器设备实行瓦斯电闭锁装置。

2、所有下井人员必须携带隔离式（压缩氧或化学氧）自救器，并熟悉自救器的使用方法。

3．三条生命线”设置

（1）压风自救装置

a压风自救装置安装在回采工作面顺槽内的压风管道上；

b压风自救装置设置在工作面进、回风巷道内，每间隔50米安设一组压风自救装置，第一组离采面的距离不超过40米；

放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置都应安设压风自救装置。

c每组压风自救装置可供5～8个人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。

（2）供水管路

a供水管路接至工作面。

b供水管路每间隔50m留设一个三通阀门。

c通信

在采煤工作面上、下出口20m范围内及放炮站各安设一台直通调度室的电话。

4、压风自救系统及井下避难所

（1）11901运输顺槽、回风顺槽必须每隔50米设一组压风自救系统，在11901运输顺槽、回风顺槽距采面小于500米处设临时避难硐室。

（2）避难所必须设置向外开启的隔离门，室内净高2米，净宽4米、长4米。

（3）避难所内必须支护保持良好，并设有与矿调度室直通的电话。

（4）避难所内必须设有15套压风自救装置，并有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴，每人供风量不得少于0.3m3/min。

5、瓦斯监测监控系统

（1）加强对矿井安全监控系统的安装、调试和管理，保证矿井安全监控系统正常运行。

（2）传感器的种类，数量、位置、安设地点，控制电缆线的安设、控制区域等符合《规程》规定。

（3）加强安全监测监控系统的管理，并对传感器随时进行调校，保证数据的准确上传。

（4）保证监测监控系统的正常运转，每天必须有专人检查和维护监测传感器，并保证监测到位。

（5）瓦斯传感器的安装位置及断电范围：

a采煤工作面瓦斯监测传感器T1安设在距工作面煤壁10m的回风巷内，其报警浓度为≥1.0%CH4，断电浓度为≥1.5%CH4，复电浓度为<

1.0%CH4，断电范围为工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。

b采煤工作面回风流瓦斯监测传感器T2安设在采面回风巷距汇风口10～15m处，其报警浓度为≥1.0%CH4，断电浓度为≥1.0%CH4，复电浓度为<

1.0%CH4，断电范围为采煤工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。

c采煤工作面进风巷瓦斯监测传感器T3，安设在采面下出口往外10～15m处，其报警浓度为≥0.5%CH4，断电浓度为≥0.5%CH4，复电浓度为<

0.5%CH4，断电范围为采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备。

（五）其他相关规定：

1、放炮前，各警戒点站岗人员必须用黄泥袋将其警戒处的风门水沟、底坎堵严，此项工作由施工单位当班负责人安排落实，瓦检员、安监员负责监督。

2、撤人过程中，由施工单位当班负责人安排当班电工将警戒范围内的非本质安全型电气设备电源开关把手打至零位并上锁。

3、因特殊原因需要进入总回风道的人员，必须经过矿调度室的同意后方可进入，离开后须及时向矿调度室汇报。

放炮时如果有人已经进入了总回风道，届时，由矿调度室通知当班负责人安排人员进入搜索撤人，人员全部撤出后向调度室汇报。

4、因特殊原因需进入栅栏封闭区的人员，必须经过矿调度室同意后方可进入，离开后须及时向矿调度室汇报。

放炮时如果有人已经进入了栅栏封闭区，届时，由矿调度室通知当班负责人安排人员进入搜索撤人，人员全部撤出后向调度室汇报。

5、当班巡回瓦检员须对各处设置的栅栏、风门完好情况进行检查，发现问题及时采取措施处理，并汇报矿调度室。

6、各警戒点做上醒目标识，其他任何单位或个人不得随意更改。

7、各警戒点安设与矿调度室直通电话，并安排专人进行维护，确保完好。

8、发现煤与瓦斯突出预兆及发生煤与瓦斯突出事故时撤人避灾路线：

（1）避灾撤人路线

11901回采工作面→11901运输顺槽→11901运输斜巷→主斜井（副斜井）→地面。

（2）突出预兆的识别

a显现方面的预兆：

煤炮声、支架响声、煤岩开裂、掉碴、底鼓、煤岩自动剥落、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻杆、钻机过负荷等；

b瓦斯涌出方面的预兆：

瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、气温和气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤、哨声、风声、蜂鸣声等；

c煤层结构与构造方面的预兆：

层理紊乱、煤强度松软或不均匀、煤暗淡无光泽、煤层厚度增大、倾角变大、褶曲、煤体干燥、顶底板阶梯凸起，遇断层等。

当出现上述征兆时，立即将所有人员沿避灾路线撤到安全地点及时向调度室和队值班人员汇报。

三、通风瓦斯管理措施

一）通风瓦斯管理

1、完善通风系统，所有人员必须保护好通风设施，严禁人为损坏，保证工作面的供风量；

同时加强对通风系统的检查和处理，通风科每周进行一次自检，并将检查出来的所有问题及其处理意见以书面形式上报圹领导。

2、加强通风系统管理，建立健全通风设施检查维修制度，加强对通风设施的检查维修，防止通风设施和通风装置漏风，保证通风系统的合理、稳定、可靠。

4、加强对通风巷道失修状况的检