石门揭煤设计规范.docx

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石门揭煤设计规范

石门揭煤设计规范（共10页）

ICS：

D09

备案号：

AQ

中华人民共和国安全生产行业标准

AQ/TXXXXX—201×

石门揭煤设计规范

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201×-XX-XX发布

201×-XX-XX实施

国家安全生产监督管理总局发布

目  次

前  言

本标准是按照GB/—2009标准的编写规则编写的。

请注意本标准的某些内容仍可能涉及专利。

本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。

本标准由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心归口。

本标准起草单位：

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心。

本标准主要起草人：

本标准为首次发布。

石门（井筒）揭煤设计规范

1　范围

本标准规定了煤矿石门（井筒）揭煤原则、基本程序及技术要求和揭煤防突设计内容。

本标准适用于煤矿石门（井筒）揭煤设计。

2　规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

《煤矿安全规程》（2010年版）

《防治煤与瓦斯突出规定》（2009年版）

3　定义

本标准采用下列定义

3.1　

石门（井筒）揭煤

石门（井筒）由煤层顶（底）板穿过煤层到煤层底（顶）板的过程。

不穿过的属不属于揭煤

3.2　

煤与瓦斯突出

在地应力（构造应力呢）和瓦斯（压力）的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。

（倾出（主要是自重应力，不属于地应力）压出（不抛出只整体移出））

3.3　

煤与瓦斯突出煤层

在采掘过程中发生煤与瓦斯突出的煤层。

4　揭煤原则

石门（井筒）揭煤的设计应避免在地质构造破坏带、应力集中带揭煤；避免小角度、长距离揭煤；

石门（井筒）所揭煤层的赋存状况和瓦斯参数要具备探测和测量的条件；

区域防突措施先行、局部防突措施补充；

石门（井筒）所揭煤层具备区域治理的基本条件。

5　揭煤基本程序及技术要求

5.1　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离20m前

石门（井筒）距揭煤层最小法向距离20m（或石门拔门）前，依据揭煤地质说明书编制揭煤专项防突设计，并按规定报批。

层间距在20m以内的煤层群，可编制联合揭煤专项防突设计；大于20m的，应分别编制揭煤专项防突设计。

突出煤层（分层开采后除外），新采区、新水平、井筒首次揭穿平均厚度以上的非突出煤层，以及平均厚度以上的非突出煤层防突指标超标的，揭煤应编制专项防突设计，报集团公司批准。

其他揭煤设计比照本规定，由矿（矿建项目部）总工程师审批执行。

地质构造复杂、岩石破碎的区域，距揭煤层最小法向距离20m之前必须布置不少于三个探测钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。

5.2　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离10m前

应建立揭煤安全防护系统及独立的、可靠的通风系统。

前探：

至少施工两个穿透煤层全厚且进入底（顶）板不小于的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。

所有前探孔必须测斜，并且至少有一个前探钻孔沿井巷揭煤正前方布置。

测压：

设计的前探钻孔可用作测压钻孔，若二者不能共用时，则测压钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。

测压钻孔不少于三个，并且至少有一个测压钻孔布置在井巷轮廓线外15m，测压钻孔与其它钻孔见煤点间距不少于5m。

近距离煤层群的，层间距小于5m或层间岩石破碎时，可测定煤层的综合瓦斯压力。

预测：

预测指标同时采用瓦斯压力P、瓦斯含量W及前探、测压等各类钻孔施工过程中有无喷孔、顶钻等其他异常现象。

施工前探或测压钻孔过程中，应取煤样测定a、b常数值及△P、f值。

5.3　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离7m前

非突出煤层、突出煤层无突出危险区、突出危险区采取开采保护层或穿层（顺层）钻孔预抽措施后，经预测出现瓦斯压力P≥、瓦斯含量W≥8m3/t或前探、测压等各类钻孔施工过程中有喷孔、顶钻等其他异常现象之一的，以及突出煤层突出危险区直接揭煤的，应采取区域防突措施。

区域防突措施距揭煤层的最小法向距离7m前实施（在构造破坏带，最小法向距离适当加大），并应采取抽采措施。

措施钻孔控制范围：

a）瓦斯压力P＜2MPa，措施钻孔的最小控制范围是揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m。

钻孔控制范围为沿煤层层面的距离，下同。

b）瓦斯压力P≥2MPa或前探测压等钻孔施工过程中有喷孔、顶钻等其他异常现象的，措施钻孔的最小控制范围是揭煤处巷道轮廓线外15m（急倾斜煤层底部或下帮8m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于7m；

c）瓦斯压力P≥3MPa时，应采取“闭合环形底（顶）板巷道”区域预抽方法。

措施钻孔设计要求：

d）控制范围内均匀布置，抽采钻孔孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效抽采半径确定。

抽采钻孔有效影响半径按设计（有实际考察数据的，按考察数据为准）；

e）钻孔的有效抽采半径利用科研实际考察数据的，应经集团公司确认。

f）抽采钻孔应一次穿透全煤，并进入岩石以上；

g）可选取部分措施钻孔采用水力冲孔、深孔松动爆破（仅适用于井筒揭煤）等增透，以配合抽采，以提高抽采效果。

其它新技术应经集团公司同意后方可使用。

瓦斯预抽率η≥45%后，进行区域防突措施效果检验。

区域防突措施检验至少布置四个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有一个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围。

区域防突措施进行效果检验指标，采用直接法测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量，并必须同时满足残余瓦斯压力PC＜、残余瓦斯含量WC＜8m3/t以及检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象，方可认为措施有效，否则，应补充措施或延长抽采时间，直至效果检验有效。

5.4　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离5m前

距揭煤层最小法向距离5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域7m，）前应进行区域验证（工作面预测）。

区域验证（工作面预测）指标采用综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法，至少打3个钻孔，其中有1个钻孔控制到井巷揭煤处轮廓线外5m，并必须同时满足以下三个条件，方可认为无突出危险工作面，否则，为突出危险工作面：

h）综合指标D＜且K＜15；

i）钻屑瓦斯解吸指标K1（Δh2）值在该煤层突出危险临界值以下。

若未考察出临界值，则满足K1＜g·min1/2（湿煤＜g·min1/2）,Δh2＜200Pa（湿煤＜160Pa）；

j）预测钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象。

无突出危险工作面，可不采取局部综合防突措施。

否则，判定为突出危险工作面，应采取局部综合防突措施。

采取局部防突措施时，防突措施钻孔控制范围为揭煤处井巷轮廓线外不少于5m，并应采取抽采措施。

钻孔设计符合要求。

防突措施实施后，应绘制措施竣工图。

采用局部防突措施瓦斯抽采率η≥45%后，进行防突措施效果检验。

钻屑瓦斯解吸指标K1（Δh2）值在该临界值以下和检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象，认为措施有效，否则，应补充措施或延长抽采时间，直至效果检验有效。

检验孔数不少于5个，石门分别位于上部、中部、下部和两侧，井筒分别位于井筒中央及四周，所有检验孔均布置在措施孔控制范围内且距边缘不大于2m的位置（中部检验孔除外）。

石门（井筒）距揭煤层最小法向距离5m前，经工作面预测（效检）无突出危险后，编制揭煤作业的防突专项安全技术措施，经矿（矿建项目部）总工程师组织会审后，方可进入距揭煤层最小法向距离5m内施工。

集团公司审批的揭煤设计，揭煤防突专项安全技术措施，应报集团公司备案。

5.5　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离2m前

石门（井筒）距揭煤层最小法向距离5m开始，应采用钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开煤层前要求的2m（如果岩石松软、破碎，最小法向距离增加至3m）。

石门（井筒）施工至远距离爆破揭煤位置，应采用K1（Δh2）值和S值进行最后验证（检验）。

检验指标超标，采取局部防突补充措施，直至检验有效。

局部防突补充措施钻孔控制到揭煤处井巷轮廓线外5m，抽采钻孔有效影响半径按设计，排放钻孔有效影响半径按1m设计（排放半径有实际考察数据的，应经集团公司确认）。

5.6　石门（井筒）距揭煤层最小法向距离2m前至穿过煤层最小法向距离2m止

石门（井筒）距揭煤层顶（底）板最小法向距离2m（构造带3m）起，至揭穿煤层进入底（顶）板最小法向距离2m止，必须执行工作面循环检验（预测），并实施以远距离爆破为主的安全防护措施。

循环检验（预测）指标采用钻屑指标法或复合指标法，指标超标，采取局部防突补充措施，直至有效。

远距离放炮地点必须在全风压通风的反向风门外且距工作面迎头不少于300m，立井井筒应在地面距井口20m（斜井井筒50m）以外。

远距离揭煤范围内应使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

远距离揭煤期间严禁使用风镐、耙矸机，严禁抓岩机直接抓实体煤（矸）。

在突出煤层的石门揭煤工作面进风侧，应设置至少二道牢固可靠的反向风门，风门之间间距不少于4m。

反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。

石门（井筒）揭煤工作面，工作面（T1）、回风流（T２）应安设高低浓甲烷传感器。

揭煤过程中，要认真分析炮后瓦斯浓度、瓦斯涌出量变化，发现瓦斯异常及时采取针对性措施。

强化揭煤巷道顶板管理。

永久支护必须紧跟工作面，加强过煤段前后30m范围支护，对揭露煤体及时喷注。

立井井筒揭煤时，揭煤段高严格控制在以下。

揭煤现场应悬挂防突预测图。

6　揭煤防突设计内容

6.1　说明

概述

简述石门（井筒）工程用途，施工标高、方位、范围，巷道断面形状、尺寸、支护方式。

迎头位置及测点控制。

周边开采关系（包括煤柱、采空、地面钻孔）及采掘活动。

施工队伍情况。

煤（岩）层倾向、倾角、厚度，所揭煤层顶底板岩性、结构，邻近煤层。

简述区域地质情况（水文地质），巷道前方影响到揭煤范围内的构造及控制程度。

构造单元内及相邻区域煤层瓦斯含量、涌出量、突出指标参数（实测的最大瓦斯压力），历史上突出发生点及基本情况。

预计揭煤处的煤层瓦斯含量、瓦斯压力。

初步评价揭煤区域的突出危险性程度。

巷道掘进供风（局扇、风筒、风量）情况，局部通风系统，揭煤回风影响到的相关区域。

地质说明书。

揭煤工序安排

简述揭煤防突工序及每道工序的施工组织安排，附防突工序流程图。

6.2　前探钻孔

明确前探孔数量、控制范围和取芯钻孔的孔号，实施时距待揭煤层的法距。

附：

钻孔施工钻孔编号、孔径、施工方位、俯角或仰角，预计见煤深度、止煤深度、终孔深度等参数表。

要求：

k）前探钻孔控制范围、测斜取芯等内容应符合规定要求。

l）前探钻孔施工后应提交的资料：

钻孔开孔位置、见煤深、止煤深、孔长、取芯钻孔岩（煤）芯的采取率，以及施工过程有无喷孔、顶钻等异常现象。

6.3　测压（取样）

明确：

测压孔数量不得少于三个（具备条件的，明确哪些前探钻孔兼作测压孔）；开孔位置（距待揭煤层的最小法距），选择岩层完整的地方开孔；施工方位、俯角或仰角、终孔深度、终孔点控制范围；哪些孔取样，以及所取煤样测定的内容。

简述测压方法、封孔工艺。

要求：

m）测压钻孔应穿透全煤，一次不能穿透的，应进入煤层不少于3m。

封孔深度应大于10m。

（与《瓦斯预抽及效果评价技术规范）的8m有矛盾）

n）取样时应测定△P、f值及a、b吸附常数值等，并应计算待揭煤层的瓦斯含量W。

o）瓦斯压力（P）必须测准。

测压孔若出水，应根据水文地质情况，采取技术手段区分水压和瓦斯压力。

p）加强瓦斯压力观察，设立台帐，绘制压力变化曲线。

6.4　区域性突出危险性预测

明确：

揭煤地点的突出区划情况。

区划属突出危险区直接确定揭煤区域为突出危险区；属突出煤层无突出危险区揭煤或非突出煤层首揭的应在距揭煤层最小法距10m前进行预测，预测同时采用实测瓦斯压力P和瓦斯含量W，符合以下条件之一，即视为突出危险区：

q）瓦斯压力P≥；

r）瓦斯含量W≥8m3/t；

s）前探、预测等各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。

要求：

应对揭煤区域测压，并测定揭煤区域瓦斯含量，仔细观察前探预测等各类钻孔施工过程有无瓦斯动力现象情况。

6.5　区域性防治突出措施

简述区域性防突措施实施位置（距煤层的最小法距7m以外）；措施设计方案，如预抽钻孔技术要求和实施精细化管理的具体要求等。

钻孔控制范围，孔底间距，布孔方式。

列表：

钻孔编号、孔径、施工方位、倾角或仰角、见煤和止煤深、终孔深度。

附图：

钻孔布置（平、剖、断面）示意图。

措施孔要求：

t）控制范围应符合要求，钻孔在控制范围内均匀布置，预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽采半径确定，预抽钻孔应一次穿透全煤并进入岩石以上。

u）所有钻孔必须进行抽采，明确如何保持揭煤期间拦截抽采。

v）设计中可选取部分措施孔采用水力冲孔、深孔松动爆破（仅适用于井筒揭煤）等增透，并配合抽采，以提高抽采效果。

但应说明具体实施办法。

6.6　区域措施效果检验

在采取区域性防突措施位置进行区域措施效果检验。

应明确效检孔孔数，如何布置等。

施工参数列表：

钻孔施工方位、倾角或仰角、见煤和止煤深、终孔深度、控制范围。

要求：

效果检验孔布置应符合要求，且效检应同时满足以下条件：

w）预抽区域内煤层瓦斯预抽率η≥45%；

x）残余瓦斯压力PC＜；

y）残余瓦斯含量WC＜8m3/t；

zz）效检时未发现其他异常情况。

效果检验无效时，应明确补充措施的具体内容，再次效检的指标，直至效检合格。

6.7　区域验证（工作面预测）

区域验证（工作面预测），可以一孔两用。

应明确区域验证（工作面预测）位置（距待揭煤层最小法距5m前）及区域验证施工孔数、控制范围、验证（预测）合格应达到的条件。

要求：

aa）说明钻孔如何布置，并列表：

钻孔施工方位、倾角或仰角、见煤和止煤深、终孔深度、控制范围等。

bb）检验指标是：

采取综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法及验证（预测）钻孔有无瓦斯异常情况。

cc）钻孔布置应符合要求。

区域验证（工作面预测）无突出危险可进尺至远距离爆破位置。

6.8　工作面防突措施

区域验证（工作面预测）有突出危险时，应明确工作面防突措施的具体内容（钻孔控制范围、孔数、孔底间距、布孔方式等）。

列表：

钻孔编号、孔径、施工方位、倾角或仰角、见煤和止煤深、终孔深度等。

附图：

钻孔布置（平、剖、断面）示意图。

要求：

工作面防突措施应采取抽采措施。

6.9　工作面防突措施效果检验

明确：

措施孔全部达到设计施工要求，且控制范围内煤体瓦斯抽采率η≥45%后，再用钻屑瓦斯解吸指标K1（Δh2）值进行效果检验。

要说明效检孔孔数、控制范围及施工参数，并附施工参数表。

要求：

dd）效检合格且未发现其他异常情况，工作面施工至远距离爆破揭煤位置应再采用S和K1（Δh2）进行验证。

远距离揭煤范围内采取钻屑指标法或复合指标法进行循环效检（验证）。

ee）在明确每次效检不合格后应采取的具体措施（如钻孔数量、控制范围、孔底间距等）。

6.10　安全岩柱

距待揭煤层最小法距5～2m范围内，应明确采用何种手段边探边掘，说明具体措施，以保证远距离爆破前工作面到煤层的最小法向距离不小于2m（如果是松软、破碎岩层，最小法向距离不小于3m）。

6.11　远距离爆破揭煤

对照规定明确远距离爆破的要求，明确远距离爆破起始和终止位置，爆破地点，停电、撤人、警戒范围，明确每班计划爆破次数。

炮眼布置设计图表。

6.12　防突系统及其它安全防护设计

通风系统

简述揭煤前后通风系统差异。

明确揭煤系统安设正反向风门数量、位置、规格质量。

局部供风设计和各交叉点的风量。

抽采系统

简述抽采系统的构成，抽采管路选型、抽采能力计算等。

供电系统。

ff）简述揭煤区域揭煤前后供电系统，电缆、开关、设备布置。

gg）过载、漏地保护计算。

监测监控。

明确高低浓度瓦斯传感器安设数量、位置，设置的报警点、断电点、复电点以及断电范围。

安全设施。

爆破喷雾、净化喷雾、隔爆设施、压风自救及避难峒室设置位置及要求等。

避灾。

通风系统图中明确标示避灾路线。

对揭煤队伍及进入揭煤区域个体人员防突知识培训的具体要求。

6.13　揭煤设计附图

预计的煤、岩层综合柱状图（1：

200）。

所揭煤层巷道地质剖面图（1：

1000）、水平切面图（1：

1000）（水平岩层无水平切面图）。

所揭煤层底板等高线图（1：

1000）或立面图（1：

1000）。

综合平面布置图（1：

1000）。

设计的前探孔及测压孔（预测孔）布置平、剖面、断面图（1：

200），测压封孔工艺图（1：

200）。

区域性及工作面防突措施钻孔布置及卸压范围图（1：

200）。

通风抽采图（1：

2000）。

要求：

通风系统图中应标明从局扇进风至回风井的通风系统、风量、通风设施、远距离爆破的爆破地点、所有警戒位置、救护基地、电话位置、避难峒室、各传感器及断电开关的安设位置，主要相关巷道应标明标高。

供电系统示意图（A3图纸）。

要求：

说明供电变压器、进回风电缆敷设、电器设备安设及断电开关位置情况。

供电系统图中应标明供电变压器、施工单位使用的所有供电设备及相关供电设备（包括监控分站）；标明T1、T2、T3、…Tn传感器对应控制的断电开关及断电开关型号、编号。