回采工作面专门防突设计.docx
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回采工作面专门防突设计
回采工作面专门防突设计
由于本工作面防突专门设计是在贯彻公司严格按照突出矿井管理的要求，认真执行《采煤工作面区域综合防突措施》并经区域措施效果检验达标（详见《采煤工作面消突评价报告》）后，为进一步确保采煤工作面安全、防治发生工作面突出事故而专门编制的本防突设计。
一、概述
1、工作面布置
矿井走向长约1200m，设计考虑一个水平、上下山二个采区双向布置开采。
水平标高+1400m。
M23、M16煤层分层开采，M27、M30煤层联合开采。
由于M16煤在一采区内已经基本采完，为了尽快达产，考虑首采工作面布置在一采区M23煤。
主斜井到设计标高后，沿M23煤层+1400水平布置运输大巷，在矿井走向中部沿M23煤层中布置运输上山、行人上山、回风上山；在+1480米标高布置绞车硐室，在回风上山+1456m标高M23煤层中布置1456m回风大巷与回风平硐连通，形成上山采区的开拓系统。
采区运输上山、行人上山、回风上山施工完成后，从运输上山+1445m和+1480m标高向南布置11601采面运输顺槽和回风顺槽，用切眼连通上下顺槽，形成首采工作面。
二采区开拓系统：
在+1400水平运输大巷一采区上山附近顺M23煤层底板岩石内布置二采区运输下山、行人下山、回风下山至+1260m，布置采区水仓，将回风下山与一采区回风上山连通，形成二采区的开拓系统。
2、地质情况
（1）工作面煤层情况
矿区内较稳定煤层主要有4层，自上而下编号为M16、M23、M27、M30。
11601工作面标高位于+1472m～+1500m，位于龙潭组第一段（P3l1）中部，长兴灰岩之下，M23煤层之上，上距长兴组燧石灰岩底200～210m，平均205m左右；下距M23煤层45～50m，平均48m左右。
M16煤层厚1.5～2.0m，平均厚1.80m，煤层稳定，在走向与倾向上变化较小，倾角平均170。
为稳定简单煤层。
（2）工作面瓦斯情况
根据贵州省能源局文件：
黔能源发【2009】281号“关于毕节地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》的批复”，织金县绮陌乡永兴煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为6.98m3／min，相对瓦斯涌出量为68.92m3／t。
瓦斯等级为高瓦斯。
各煤层瓦斯含量计算如表1所示。
表1各煤层瓦斯含量计算表
煤层编号
M16
M23
M27
M30
水分Wf（%）
0.26
1.09
0.55
0.54
灰分Af（%）
11.19
10.78
10.37
12.95
挥发分Vr（%）
5.89
5.67
5.44
6.65
瓦斯压力P（MPa）
计算垂深H（m）
100.00
140.00
170.00
180.00
瓦斯压力系数K（2.03-10.13）
7.50
7.50
7.50
8.50
P=H·K
0.75
1.05
1.275
1.53
温度系数en
温度t（℃）
20.0
20.0
20.0
20.0
0.401
0.400
0.399
0.399
en
1.493
1.492
1.491
1.490
系数a=2.4+0.21Vr
3.637
3.591
3.542
3.797
系数b=1-0.004Vr
0.976
0.977
0.978
0.973
煤的孔隙率fn
10
10
10
10
煤的容重γ（t/m3）
1.5
1.5
1.5
1.5
瓦斯压缩系数KY
1.06
1.06
1.06
1.06
吸附瓦斯量Wx（m3/t）
19.12
17.11
20.88
20.31
游离瓦斯量WY（m3/t）
0.48
0.67
0.82
0.98
瓦斯含量Wh=Wx+WY（m3/t）
19.60
17.78
21.70
21.29
（3）区域构造
矿区属阿弓向斜北东段，绮陌背斜北西翼，一般15°～30°在矿区及附近主要发育有二条断层。
F1：
逆断层，倾向220°，倾角70°，最大断距50m，张家田南M30煤层逆于M27煤层之上，延伸大于2.2km。
F2：
逆断层，倾向225°，倾角82°～87°，最大断距90m。
延伸大于2.9km。
节理裂隙：
矿区内节理较发育，主要有北东向、北西向两组。
北东向剪节理延伸长，节理面平直紧闭；北西向张节理延伸短，对岩石完整性破坏较大。
综上所述，本区总体为一单斜构造，地层倾角平缓，断层较少，构造复杂程度属简单—中等类型。
3、突出危险性
根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字【2008】539号）“关于毕节地区煤炭局《关于请求审批织金县绮陌乡永兴煤矿M23、M16号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》批复，织金县永兴煤矿M16号煤层在矿井井田范围内+1422米标高以上区域不具有突出危险性。
扩能前各矿都未发生过煤与瓦斯突出，周边邻区生产的三家寨煤矿开采时也未曾发生煤与瓦斯突出现象。
4、其他
根据织金县绮陌乡永兴煤矿所作的煤尘爆炸性鉴定结果，M16煤层无煤尘爆炸性。
M16煤层自燃倾向为Ⅲ类，属不易自燃煤层，按煤尘无爆炸性和煤层不易自燃设计和管理。
二、采煤方法
11601回采工作面在暗斜井的右翼，采用走向长壁布置。
11601采煤工作面推采长度200m，工作面长度80m，斜面积16000m2，煤层平均厚度厚1.8m，煤层倾角17°，采用成熟的应用最广泛的采煤方法，即采用走向长壁后退式采煤方法，炮采工艺。
工作面采用液压支柱进行支护；支柱排距为1000mm、柱距为,700mm，“三.四”排管理，即“见四回一”，最大控顶距4.2m，最小控顶距3.2m。
全部垮落法管理顶扳。
三、工作面突出危险预测
1、预测方法
采煤工作面的突出危险性预测，可使用煤巷掘进工作面的突出预测方法，可选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其它经试验证实有效的方法预测工作面突出危险性。
在没有试验证实有效的方法之前，本工作面防突专门设计采用钻屑指标法（WTC）预测工作面突出危险性。
钻屑指标法预测工作面突出危险性具体操作：
预测孔钻进煤层后每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1。
（1）工作面进入该区域时，立即连续进行至少2次预测；
（2）工作面每推进10～50m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行2次预测，其中任何不达标即需要采取工作面防突措施；
（3）在构造破坏带连续进行预测。
采用钻屑指标法预测采煤工作面突出危险性的指标临界值应根据实验考察确定，确定前可暂按表2的临界值判定突出危险性。
如果实测得到的S、K1的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险性工作面；否则，为突出危险工作面。
表2 钻屑指标法参考临界值
煤样类型
钻屑瓦斯解吸指标K1/（ml*（g*min1/2）-1）
钻屑量S/
（Kg*m-1）
干煤样
0.5
6
湿煤样
0.4
5
如果实测得到的S、K1的所有测定值大于或等于临界值的，应视为有突出危险，需要采取工作面防突措施。
2、预测钻孔布置
预测钻孔设计：
采煤工作面长80m，在采煤工作面间隔15m均匀布置直径42mm、孔深10m的预测钻孔4个，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量，钻孔位于采煤工作面中部，预测孔布置示意图如图1所示。
断面图 平面图
o o o 0
图1预测孔布置示意图
3、预测孔施工机具及施工要求
预测钻孔施工采用手持式气动钻机（ZQS-65/2.5），配42mm螺旋钻杆钻机。
预测钻孔施工过程要求：
（1）推进给力均匀，不可大力蛮进，保证钻杆钻进速度均匀；
（2）平行工作面推进方向钻进，保证钻杆钻进方向沿煤壁垂直采煤工作面推进；
（3）保证电煤钻推进平衡，推进过程中不可摇动机身；
（4）注意施工过程，钻孔排渣及瓦斯涌出情况，发现问题及时处理、汇报。
4、预测孔超前距及允掘距离
当预测无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行回采作业。
回采作业应保留足够的预测超前距（最小预测超前距为2m）。
根据突出预测钻孔顺采煤工作面推进方向投影长度确定预测允掘距离。
本次工作面突出危险性预测为无突出危险性则最大允掘距离为8m。
5、其他
工作面突出危险性预测钻孔施工过程中或工作面出现下列任一情况的，应视为有突出危险，需采取工作面防突措施。
（1）喷孔、卡钻等施工中的动力现象；
（2）出现断层、裂隙、煤层厚度剧烈变化等情况；
（3）采掘应力叠加区；
（4）工作面出现明显突出预兆。
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