水城县比德三岔沟煤矿1316回采面防突设计及措施.docx

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水城县比德三岔沟煤矿1316回采面防突设计及措施

水城县比德三岔沟煤矿

1316采煤工作面防治煤与瓦斯突出设计及措施

编制单位：

三岔沟煤矿

编制人：

编制日期：

二0一0年九月十五日

总工：

矿长：

审批：

1316采煤工作面防治煤与瓦斯突出

设计及措施

一、概述：

1316采煤工作面属保留系统13#煤层回采工作面,由于我矿保留系统主采K13#、K14#、K15#煤层未经过煤与瓦斯突出危险性鉴定，在开采过程中，预计煤体瓦斯含量为9.81m3/t，瓦斯压力为0.88Mpa，按开采先后顺序，K13#煤层可作为K14#、K15#煤层的保护层开采，但必须严格执行《防治煤与瓦斯突出规定》，编制防治煤与瓦斯突出设计及措施，先抽后采。

二、煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况：

1、工作面位置及储量情况：

本面位于采区北翼，走向长平均330m，倾斜长平均81m，煤层倾角140，采高1.7m，北以矿界大断层、南以下山煤柱停采线为界，顶为无煤带，底为K14#煤层，层间距为15～17m，工作面特征及储量计算见下表：

走向长

（米）

倾斜长

（米）

煤层顶板倾角（度）

采高（m）

容重（t/m3）

平面积

（m2）

斜面积

（㎡）

可采储量

（t）

平均

平均

平均

330

81

14

1.7

1.4

24684

26730

112266

回采率

85%

预计采出量（t）

95426.1

2．对应地表情况：

本面对应地表为荒山荒坡，无建筑物，地形地貌复杂，有山脊、缓坡、冲沟等。

本面回风巷标高为+1642.9m，运输巷标高为+1622.6m。

3、煤层情况：

本面所采煤层为13#煤层，煤厚1.7m，本煤层属半暗淡型煤，含星散状黄铜矿小颗粒，倾角14°。

4、地质构造情况：

该面回采范围内地质构造简单，无断层构造。

详见平、剖面图。

二、建立可靠独立的通风系统及加强控制通风风流设施的措施：

1、回采期间的需要风量计算：

（1）、绝对瓦斯涌出量计算：

①按薄煤层及中厚煤层不分层开采时，开采层相对瓦斯涌出量计算：

q1=K1·K2·K3·

·（WO-WC）

=1.3×1.1×0.74×

×（6.42-2）

=4.45m3/t

式中：

q：

开采层相对瓦斯涌出量，m3/t

K1：

围岩瓦斯涌出系数，取1.3；

K2：

工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，取1.1；

K3：

采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，采用长壁后退式回采时K3=（L-2h）/L；其中L：

工作面长度取81m，h：

巷道预排等值宽度，根据煤的种类及巷道煤壁暴露时间（50天）取10.5；

m：

开采层厚度，取1.7m；

M:

工作面采高，取1.7m；

WO：

开采煤层经打钻抽放后的瓦斯含量，取6.42m3/t；

WC：

运出矿井后煤的残余瓦斯含量，根据挥发分取2m3/t；

②q2：

临近煤层相对瓦斯涌出量计算；

q2=

·

·

=（6.42-2）×

×90%

=3.98m3/t

式中：

q2：

邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；

Woi：

邻近层14#煤层经开采保护层和打钻抽放后的瓦斯含量，取6.42m3/t；

Wci：

邻近层14#煤层残存瓦斯含量，取开采层残存瓦斯含量2m3/t；

mi：

邻近层14#煤层厚度，取3m；

M：

工作面采高，取1.7m；

：

邻近层14#煤层瓦斯排放率，取90%。

③1316采面回采期间相对瓦斯涌出量计算：

q采=q1+q2

=4.45+3.98

=8.43m3/t

式中：

q采：

1316回采期间相对瓦斯涌出总量，m3/t；

④1316采面回采期间绝对瓦斯涌出量计算：

q绝=（q采·T）/1440

=（8.43×500）÷1440

=2.92（m3/min）

式中：

q绝：

采面回采期间绝对瓦斯涌出量，m3/t；

T:

回采期间计划平均日产量。

（2）工作面需要风量计算：

经上式计算出工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为2.92m3/min,最低抽放瓦斯纯量为1.32m3/min，则：

需要风排瓦斯量为：

Q需=2.92-1.32=1.6m3/min，按规定瓦斯浓度不超过0.8%计算工作面需要风量为:

Q需=100×qCH4×1.5/0.8

=100×1.6×1.5/0.8

=300（m3/min）

式中:

qCH4----工作面回采期间瓦斯绝对涌出量.

K--------绝对涌出不均衡系数,取1.5。

（3）按回采工作面同时作业人数计算：

根据炮采工作面劳动组织配备情况，1316回采工作面每个小班作业人数为30人，按交接班两个班人数计算，回采工作面同时作业人数最多为60人，按每人配4m3/min计算。

根据公式：

Q采＞4×N

式中：

N—回采工作面最多同时作业人数，小班出勤人数一般为30人，按交接班时最多人数为60人计算，

则：

Q采＞4×60

Q采＞240（m3/min）

通过计算：

1316工作面按交接班时最多人数为60人计算，需要风量为240m3/min。

（4）工作面需要风量取最大值549m3/min进行风速验算：

、按工作面最大控顶距断面积进行最低风速验算：

V低=Q需/60×h×b

V低=304/60×1.2×4.2

=1（m/s）

式中：

h：

平均采高，1m；

b大：

最大控顶距，4.2m。

、按工作面最小控顶距断面积进行最高风速验算：

V高=Q需/60×m×b

V高=304/60×1.2×3.2

=1.32（m/s）

式中:

h--------工作面采高1m

b--------最小控顶距3.2m

通过最高风速和最低风速验算，1316工作面配风量为304m3/min时，风速在0.25m/s～4m/S之间，符合《煤矿安全规程》第101条的规定。

（5）工作面需要风量取最大值304m3/min进行风量计算：

①、工作面最低风量：

根据公式：

Q低≥15·S

＝15×3.7

＝56（m3/min）

式中:

Q低--------工作面最低风量m3/min

S--------采煤工作面平均控顶距截面积为3.7㎡

②、工作面最高风量：

Q高≤240·S

＝240×3.7

＝888（m3/min）

式中:

Q高--------工作面最高风量m3/min

S--------采煤工作面平均控顶距截面积为3.7㎡

通过最高风量和最低风量验算，结果表明1316工作面需要风量取最大值304m3/min，符合Q低＜Q需＜Q高即56m3/min＜304m3/min＜888m3/min的要求。

为此，1316工作面回采期间配风量为304m3/min，能满足生产需要。

如回采期间通风系统发生变化时，通风工区必须根据现场实际情况进行调节，确保安全生产。

2、通风方式及通风路线：

（1）该工作面回采期间采用一进一回的U型通风方式，供风路线为：

主平硐→15煤运输大巷→K13皮带上山→1316运输巷→1316回采工作面→1316回风巷→K13回风上山→总回→地面。

（2）1316采面回风系统中，K13回风上山、总回为专用回风巷。

3、加强控制通风风流设施的措施：

（1）1316采面回风系统内严禁存在通风调节设施，以保证回风畅通；

（2）根据工作面需要风量调整通风系统，配足回采工作面所需风量。

回采期间根据实际瓦斯涌出进行风量调节，确保配风风量满足生产需要。

（3）所有风门必须按要求安装风门闭锁及风门开关传感器，并与监控中心联网，每天负责派木工、监测工加强各风门及传感器的检查、维护，确保各风门完好、可靠，传感器灵敏、正常。

（4）每天必须派测风员对通风系统、瓦斯浓度进行全面检查、测定，发现问题及时汇报。

（5）所有下井人员都必须爱护通风设施，严禁任何人随意损坏，过风门时必须过一道关一道，严禁将两道风门同时敞开不关。

（6）施工单位必须加强上、下出口的顶板管理、支架维护和浮煤清扫，保证工作面上、下出口有足够的通风断面，瓦检员、安检员负责现场监督执行。

三、区域防突措施：

施工瓦斯抽放钻孔区域防突措施：

1316采面回采前，必须提前对回采区域13#煤层采取施工顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施，钻孔必须控整个回采区域。

（1）钻孔布置：

在1316运输巷按抽放半径2m布置。

详见“钻孔施工设计”

（2）钻孔施工要求：

选用ZYG-150G钻机，用Φ89mm的钻头施工。

（3）封孔要求：

采用封孔材料充填，封孔深度不小于8m。

（4）钻孔施工的整个过程，矿地测管理部、通风工区必须派工程技术人员现场跟班指导，确保钻孔的方位、倾角、孔深等参数达到抽放孔设计的要求。

（5）施工钻孔前必须编制专门的钻孔施工安全技术措施报，经审批传达并履行签字手续严格落实到现场。

（6）施工预抽钻孔时，必须施工一个、封孔一个、连抽一个，专人对抽放系统进行维护，确保钻孔孔口抽放负压不小于13kPa，并应使波动范围尽可能降低。

（7）专人负责每天进行流量测定，并做好记录，以便今后进行抽采效果评价。

四、区域防突措施效果检验：

采取区域防突措施后，必须进行区域防突措施效果检验，即：

1316运输巷每隔40m布置1个检验点进行测定残余瓦斯压力，并根据瓦斯抽放量计算残余瓦斯含量，当瓦斯压力＜0.74Mpa，煤体瓦斯含量小于8m3/t，则有效，反之，则无效，继续采取施工顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施，直至有效。

五、区域验证：

经防突措施效果检验有效后，回采前连续进行两次区域验证,以后按每回采20m进行一次区域验证。

区域验证的具体方法为：

用电煤钻在工作面每隔15m顺煤层、沿走向施工一个直径为42mm，孔深8m～10m的钻孔，采用钻屑解吸指标法考察K1值指标及钻屑量，经检验K1值指标若小于0.3mL/g.min1/2，最大钻屑量小于6Kg，则无突出危险，便可向前回采，若效果检验K1值指标等于或大于0.3mL/g.min1/2，最大钻屑量大于6Kg，则为有突出危险，必须立即停止回采，采取局部综合防突补充措施。

六、安全防护措施：

1、1316采面回采前，必须按规定在该工作面回风巷及运输巷各安装两组压风自救系统，每组压风自救系统不少于6个压风自救袋，回采期间，该工作面回风巷及运输巷靠近上下出口的第一组压风自救系统必须随工作面回采进度逐渐向后移动，保证距工作面上下出口距离不得超过40m，第二组压风自救系统距回风巷（运输巷）口不大于50m。

2、每天派人对该工作面压风自救系统进行认真检查维护，确保压风管供风正常，压风自救系统完好、可靠。

回采期间，该压风自救系统由施工单位负责看管，并履行签字交接手续。

3、回采期间，进入该区域内的所有作业人员，必须携带隔离式自救器，并熟悉掌握其使用方法，自救器的使用方法由救护队负责培训，并有培训记录。

4、回采期间，现场所有施工人员必须爱护通风设施及构筑物，严禁随意损坏。

5、必须在该工作面回风巷距上出口50m处必须吊挂突出预兆说明牌板，突出预兆说明牌板内容必须齐全，字迹必须清楚。

6、每次炮前，由施工单位电工负责将回风系统的全部非本质安全型电源停掉，并将闭锁开关锁上。

然后由瓦检员负责请示汇报矿调度室，经同意许可后，方可进行签字放炮，当班安检员负责监督执行。

7、突出预兆：

①有声预兆：

⑴响煤炮。

有的像炒豆似的噼噼啪啪声，有的像鞭炮声，有的像机关枪连射声，有的像跑车一样的闷声、沙沙声、嗡嗡声以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。

⑵发生突出前，因压力突然增大，煤岩壁会开裂，打钻时会喷煤、喷瓦斯等。

②无声预兆

⑴瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，有时变热。

⑵在煤层结构构造方面的表现为：

煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、无光泽、煤层干燥，煤层受挤压、褶曲变粉碎，厚度变大、倾角变陡。

⑶在地压方面表现为：

压力增大，煤壁外鼓、片帮、掉渣、顶底板出现凸起台阶、断层、波状鼓起、手扶煤壁感到震动和冲击，炮眼变形装不进药，打眼时垮孔，夹钻等。

8、回采工作面的专职瓦检员、安全检查员、班组长，必须随时注意观察、分析、对比、掌握突出预兆。

当发现有突出预兆时，瓦检员、安全检查员、班组长和现场指挥员，必须立即停止工作面的一切工作，立即组织人员按避灾路线撤出，并按规定设置警戒，同时汇报矿调度室和通风值班室，由矿调度室通知领导小组，采取措施、进行处理。

9、发生煤与瓦斯突出事故后避灾路线为：

第一路、1316采面突出点以上所有人员→1316采面→1316采面风回巷→K13轨道上山→主平硐→地面。

第二路、1316采面突出点以下所有人员→1316采面→1316运输巷→K13轨道上山→主平硐→地面。

七、组织管理措施：

1、成立“防突”领导小组：

组长：

副组长：

成员：

“防突”领导小组负责指导、监督防突安全技术措施执行到位，对现场存在的安全隐患，组织整改，对措施中存在的不足进行补充完善，确保安全生产。