2301工作面防治煤与瓦斯突出设计.docx

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2301工作面防治煤与瓦斯突出设计

2301工作面防治煤与瓦斯突出专项设计

根据我矿生产计划安排，2301工作面预计在2011年5月投入生产，为确保该工作面的安全回采，防治瓦斯事故的发生，特编制此防突措施。

一、工作面概况及瓦斯地质分析

2301工作面西为2108工作面、北接23采区回风大巷、南到采区边界，设计走向长约175m，倾斜长约1100m，回采标高在-770m～-735m之间，采用倾斜长壁后退式综合机械化采煤。

煤层倾角普遍为0°～4°，为近水平煤层，煤厚平均2.5m，容重1.44t/m3，可采储量约71万吨。

该工作面处于地质精查范围之内，地质控制程度可靠，从现有地质资料看，工作面内断层较发育，DF4横穿工作面，DF21经过机巷延伸到工作面内近130米，在2108工作面发育的DF20也有可能经过风巷延伸到工作面内，这将对风、机巷掘进和工作面的回采造成一定的影响。

另外工作面内共发育小型正断层10条，断层相对集中，在较小范围内密度较大。

该区所采的二2煤层坚固性系数为0.22～0.4059，煤层瓦斯平均含量约为12～14m3/kg,瓦斯压力约为1.2～1.7Mpa，矿井瓦斯抽放半径为5m，煤层透气性系数为0.0861m2/（Mpa2﹒d），百米钻孔瓦斯流量衰减系数为1.38d-1。

根据中国矿业大学采样鉴定报告，该煤层不自燃，且煤尘无爆炸危险性。

二、通风系统管理

1、通风路线

主、副井筒→东翼轨道大巷→2301机巷→2301工作面→2301风巷→2301风巷回风巷→23采区专用回风巷→东风井→地面（详见附图1）

2、控风措施

（1）施工区队负责工作面及风、机巷的巷道断面维护工作，在割煤或打钻期间应打开护帮板，对局部破碎严重地段可以施工树脂锚杆加强支护，防止煤层片帮影响通风断面。

（2）施工区队要安排专人管理2301风巷车场风门，严禁两道正向风门同时打开，确保防突风门在检修期间必须打开、顶牢，割煤期间则把反向风门关闭，严禁人员进入工作面回风巷。

（3）通防队负责工作面通风设施的构筑和风量配给，保证通风系统的稳定性，安排专职人员负责巡查通风设施和瓦斯情况，发现异常及时处理、汇报。

所构筑的风门底部应设底坎，保证完好不漏风，电缆孔和管子孔要用黄泥封严，铁质风筒、调节风窗和水沟均应设置防逆流装置。

（4）回风巷内严禁随意堆积物料、杂物，对巷道局部变形地点及时替棚、维修，工作时应采取专门措施防止冒落岩石充塞巷道，保证回风系统的畅通。

（5）采煤前，应先对上、下安全出口进行清理刷帮，以保证足够的通风断面，具体刷帮要求：

深度不低于1.5m，长度需保证超前工作面切眼2m。

三、区域综合防突措施

（1）区域突出危险性预测

矿井于2008年10月份聘请中国矿业大学（徐州校区）对矿井东翼进行预测，并提供了瓦斯压力及含量等级图，矿井东翼为突出危险区域。

（2）区域防突措施

工作面采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施。

在2301风、机巷掘进期间，从停采线以北20m处起施工顺层预抽钻孔，孔口距巷道底板1.2m，孔深96m，孔间距6m，顺煤层垂直煤壁施工。

在工作面形成以后，在切眼内施工顺煤层钻孔，孔深60m，孔间距4m（详见附图2）。

（3）区域措施效果检验

根据《防治煤与瓦斯突出规定》关于区域措施效果检验的要求，该工作面采用间接计算煤层残余瓦斯含量值配合直接测定煤层残余瓦斯含量值两种方法先后对区域防突措施进行效果检验。

工作面回采前，先由通防科根据煤层原始瓦斯含量及抽、排瓦斯量间接计算煤层残余瓦斯含量值，经计算抽采达标后，再由公司瓦斯实验室采取直接测定煤层残余瓦斯含量值的方法再次对该工作面做出抽采评价。

具体做法：

在2301风、机巷每间隔40m向工作面布置1个检验测试点。

效检孔孔径为75mm，钻孔沿煤层倾向布置（详见附图3）。

只有所有钻孔所测的煤层残余瓦斯含量均低于8m3/t时，方允许回采。

若任何一个检验测点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值，则判定为预抽效果无效,在此检验测试点周围半径100m内的预抽区域加密抽放钻孔或者延长抽放时间,直至效检达到规定要求为止。

若检验期间在煤层中进行钻孔作业时发现了喷孔、顶钻及其它明显突出预兆时，在发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，则在此检验测点周围半径100m内的预抽区域加密抽放钻孔或者延长抽放时间，直至效检达到规定要求。

（4）区域验证

工作面经鉴定抽采达标后，每推进5m验证一次，验证方法选用复合指标法，具体操作参考工作面效果检验方法。

当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行回采作业。

只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的回采作业均应当执行局部综合防突措施。

为了能够进一步确保工作面的安全，有效治理瓦斯，在生产过程中可以不采取区域验证措施，直接补充局部综合防突措施。

四、局部综合防突措施

（1）工作面突出危险性预测

经区域验证为有突出危险工作面或工作面出现以下现象的，均视为有突出危险工作面，则必须补充局部综合防突措施。

①煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；

②煤层赋存条件急剧变化；

③采掘应力叠加；

④工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；

⑤工作面出现明显的突出预兆。

（2）工作面防突措施

1）正常煤层回采时防突设计

①钻孔共布置两排，由工作面两帮5m处开始施工，三花式布置，下排距煤层底板0.8m，排距1m，孔间距2m，共约168个，孔深不低于11m；钻孔与煤壁成80-85°夹角，顺煤层施工（详细见图4）。

②钻孔严格按照设计施工，钻孔直径不得低于75mm，角度误差不超过2°，孔间距误差不超过0.1m。

③抽放孔封孔深度不低于3m，采用注水封孔器或聚氨酯配合PE管进行封孔。

④保证所有措施孔施工完毕后抽放时间不低于4小时。

2）过构造时防突设计

当煤层赋存条件发生明显变化或遇到地质构造时，首先在距断层5m前由地测科探清断层产状，然后对该构造带加强区域验证，即采用复合指标法连续进行。

在构造带位置每5m施工一个效检钻孔，孔径42mm，孔深7m。

钻孔自见煤开始，每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S和钻孔瓦斯涌出初速度q值。

当S＜6.0kg/m且q＜4.0L/min时，则工作面预测为无突出危险工作面。

当S≥6.0kg/m或q≥4.0L/min时，则工作面预测为突出危险工作面，补充局部防突措施。

首先在该构造部分施工两排密集抽放钻孔，钻孔间距缩小为0.5m，三花布置，孔深穿岩见煤再见岩，钻孔施工完毕后抽放时间不得低于4小时。

然后选用区域验证的方法进行效检，若效检指标不超，则根据指标情况保留至少5m措施孔超前局和3m效检孔超前距的条件下短批短采；若效检指标超，则根据断层的实际产状补打抽放孔或延长抽放时间后再次效检。

（3）局部措施效果检验

回采工作面效果检验选用复合指标法进行，即采用钻屑量S和钻孔瓦斯涌出初速度q两种指标进行效果检验。

效检钻孔孔深7m，间距10m,分别从工作面两帮5m处开始布置，钻孔直径42mm,与煤壁成90°夹角，顺煤层施工（详见附图5）。

从见煤开始，效检钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S和钻孔瓦斯涌出初速度q值。

钻杆钻进速度要保证在1m/min左右，钻孔瓦斯涌出初速度的测定必须在每次钻孔施工完毕后2min内完成，测量室长度为1m。

若S＜6kg/m且q＜4.0L/min则工作面无突出危险，允许推进5m，同时至少保留2.0m效检孔超前距、5m抽放孔超前距。

若S≥6kg/m或q≥4.0L/min则工作面有突出危险，必须在效检超标孔3m范围内相对应原措施孔补打两排释放孔，排距1m、间距1m，孔径、孔深同瓦斯抽放孔，共计6个，补打措施孔抽放1小时后，再次进行此区域的效果检验。

效检孔两个分别布置在原效检超标孔两侧1.5m处，若效检指标不超方可允许推进5m。

（4）安全防护措施

1）个体防护

对该工作面所有入井人员贯彻学习该措施，经考试合格后方可施工，相关学习记录、试卷资料在该工作面回采前送交通防科备案。

所有人员入井时必须佩带隔离式自救器，防尘口罩，并会正确使用；同时应携带毛巾一条，以备发生火灾或瓦斯爆炸时使用；必须熟悉避灾路线，避灾路线所经过的岔道口应设置醒目的方向指示牌，以保证避灾人员安全快速撤离。

2）防突风门

回采时在2301风巷下部车场三道防突风门，风门间距不得小于4m，掏槽深度必须符合《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求。

另外风门底部必须设置底坎，保证完好不漏风；电缆孔和管子孔要用黄泥封严；过风门的风筒、调节风窗和水沟均应设置逆向隔断装置。

施工区队要加强风门管理，在检修期间必须将防突风门打开、顶牢，割煤或打钻期间则把防突风门关闭，严禁人员随意进入回风巷。

3）超前支护

工作面上下两巷超前支护长度不得小于20m，高度不得低于1.8m，行人宽度不得低于0.7m。

超前支护排、柱必须打成一条直线。

4）压风自救管理

在2301风、机巷内每50m左右设置一组箱式压风自救装置，工作面支架内每30m设置一组两个压风自救带。

另外在距工作面25～40m处以及回风巷有人作业处等地点均需设置至少一组箱式压风自救装置，每组6个供气口罩，供风量不低于0.1m3/min。

管路铺设必须达到平、直、稳、保证不漏气，压风自救安装在支护良好且无杂物的行人侧，安装高度距离巷道底板1.6～1.8m。

压风自救要挂牌管理，并明确专人负责每班对压风自救装置以及管路系统进行一次检查，并填写检查牌板，确保压风自救装置完好和管路不漏气。

5）安全硐室

在2301风巷下部车场风门外设置采区避难硐室，同时在风、机巷掘进期间至少每500m设置一个安全硐室，安全硐室必须设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按反向风门标准安设。

室内支护良好，净高不得低于2m，长度和宽度应根据迎头同时工作最多人数确定，但至少能满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5㎡，并有与矿调度室直通的电话。

安全硐室内必须放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。

如果用压风供风时，应设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴。

安全硐室内应根据避难最多人数配备足够数量的压缩氧自救器。

五、抽放系统管理

1）工作面抽放管路负压由安装在风、机巷车场的移动泵站提供，本煤层抽放钻孔由地面瓦斯抽放泵站提供负压，抽放管路分别敷设在2301风、机巷的两帮，共四趟管路（详见附图6）。

2）本煤层钻孔施工完成后由当班瓦检员现场监督拔钻验收，并签字确认。

通防队负责进行封孔，单孔采用Φ50mm聚乙烯管配合聚胺脂和PD材料进行封孔，封孔深度不低于16m，封孔段长度不低于12m。

每旬逢2、逢7时由通防科安排人员对钻孔抽放效果进行验收，如果瓦斯抽放浓度低于30％，则安排施工区队在指定地点重新补打。

3）工作面施工抽放钻孔期间，由瓦检员和安检员现场监督施工；效检员在效检前必须对抽放钻孔进行抽查验收，验收孔总数不得少于抽放孔总数的10%，发现钻孔深度不够或未按措施要求施工的，必须重新补打，否则不予效检。

若发现对抽放钻孔施工有弄虚作假的，则按照我矿相关管理规定进行追究。

4）抽放主管路上必须设置防回火、防回气和除渣装置，并且每20m安设一孔口集水放水器，在管路低洼、拐弯、巷道变形处加设大容量抽放管式放水器。

5）工作面抽放期间，若泵站运行参数异常（抽放负压偏高或偏低），由施工区队安排专职抽放人员检查抽放管路是否堵塞或漏气，发现问题后及时处理、汇报。

6）工作面措施孔抽放结束后，由施工区队应将连接的抽放软管掐掉，另行存放，防止拉架期间将抽放管折瘪。

7）抽放管路与电缆应分侧吊挂，确实不可避免时必须保证间距300mm以上，严禁与电缆敷设在一起。

8）施工区队应设专人对抽放管路进行放水和维护，定期做好法兰盘、接头螺丝等铁质器材的防腐工作。

9）管路吊挂必须整齐牢固，双绳双卡，保证管路严密不漏气；吊挂高度不得低于1.8m，防止矿车等撞坏管路。

六、防灭火管理

2008年10月中国矿业大学（徐州校区）对我矿二2煤层进行取样，鉴定结论为不自燃煤层，所以我矿应主要防止矿井外因火灾。

1、在2301风巷回风巷口外10～15m处安设一个CO传感器，对工作面CO浓度进行实时监测。

2、工作面支架间每隔10架放置一台灭火器；在皮带机头、移动变电站、开关列车等处需用不燃性材料闭帮，并分别放置足量的灭火器和灭火砂。

3、在打钻过程中，发现钻头不利、脱落、钻杆滑扣或断裂时，立即停止钻进，进行处理，防止长时间摩擦发热引起着火。

4、在开始施工钻孔作业前，需按防灭火要求配备不少于2台的合格灭火器、不少于0.2m3的黄泥等设备和设施。

5、当施工顺层抽放钻孔时尽量采用水力排粉，若采用风力排粉时，必须安装风、水三通，确保钻孔着火后能够随时切换向钻孔注水灭火，同时安装风压表和水压表，保证钻机供风和供水压力均不得低于0.5Mpa。

6、电气设备必须有过载、短路保护装置。

电气设备着火时必须先切断电源，再进行灭火，未切断电源前，只允许用干粉灭火器或消防砂等不导电的材料进行灭火，严禁用水直接扑灭电器火灾；油脂着火用干粉灭火器或黄砂灭火，不得直接用水灭火。

7、在工作面风、机巷内每隔200m安设一组隔爆水棚，每组不得少于52个，每个水袋水量不得少于60L。

8、对钻孔施工作业人员全面进行防灭火知识培训，提高其防灭火技能。

9、抢救人员和灭火过程中，必须指定专人检查瓦斯、一氧化碳等有害气体情况，当瓦斯浓度达到1.5%或一氧化碳浓度达到0.0024%时，必须立即撤离现场灭火人员。

七、避灾路线

当工作面发生煤与瓦斯突出后，应立即按照避灾路线迅速撤离。

具体避灾路线为：

事故地点→2301机巷→机巷下部车场→东翼轨道大巷（23采区避难硐室）→副井底→地面（详见附图7）

八、组织管理

1、组织结构

组长：

刘新亮

副组长：

谢文强、赵国印、杨晓东、常红运、房伟、刘建军、洪黎明、李刚

成员：

各科室科长、施工单位队长

2、责任范围

组长：

负责检查、部署防突工作，保证防突科研工作的投入，解决防突所需的人力、财力、物力；确保抽、掘、采平衡；确保防突工作和措施的落实。

副组长:

负责组织有关部门制定、审批和贯彻防突措施。

组织安检科严格监督措施的执行情况及施工过程中的安全工作。

成员：

各职能部门负责人对本职范围内的防突工作负责，并落实所分管的防突工作，组织编制、审批、检查防突工作规划、计划和措施。

施工单位队长对管辖范围内防突工作负直接责任，负责措施的贯彻学习，并严格按照措施施工。