突出煤层掘进工作面专项防突设计.docx
《突出煤层掘进工作面专项防突设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《突出煤层掘进工作面专项防突设计.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
突出煤层掘进工作面专项防突设计
突出煤层掘进工作面专项防突措施
（一）工作面概况
简要说明掘进工作面设计长度、开采深度、开采煤层、煤层厚度、煤岩层产状、地质构造。
（二）工作面瓦斯情况
邻近工作面瓦斯情况，本工作面瓦斯压力、瓦斯含量等瓦斯参数，区域突出危险性预测及其它需要说明的事项等。
（三）工作面通风系统设计
局部通风机通风风量计算、风机选型、风筒直径确定。
（四）抽采系统设计、抽采计量
选择瓦斯抽采管路管径和瓦斯抽采泵,具体设计依据，自动计量仪安设位置及数量。
（五）防突设计
1、区域防突措施及其效果检验和区域验证方法。
2、工作面预测（效检）方法：
预测方法及其指标临界值，预测钻孔布置参数。
3、工作面防突措施：
钻孔抽采、松动爆破、煤层注水等具体措施及其参数设计。
4、安全防护措施：
反向风门、放炮地点及警戒范围、避灾路线、压风自救、避难所和隔离式自救器等。
（六）安全措施
根据工程现场情况及特殊的施工条件补充具有针对性的安全技术措施，特别是特殊点、异常段的安全管理措施等。
（七）组织管理
（八）应急预案
（九）设计附图
1、掘进工作面瓦斯地质图平面图；
2、掘进工作面平、剖面图和综合地质柱壮图；
3、预测孔、措施孔、检验孔、测压孔、地质探查孔设计平、剖面设计图；
4、掘进工作面通风系统图。
（十）设计附表
1、工作面及附近已知瓦斯参数一览表；
2、各类钻孔设计参数一览表；
3、瓦斯治理巷道、钻场设计工程量一览表；
12011工作面轨道运输顺槽
防治煤与瓦斯突出措施
（编的不错，可借鉴）
编制单位：
防突部
编制人：
杨绪波
二○○九年八月三十一日
12011工作面轨道运输顺槽防治煤与瓦斯突出会审意见
单位
意见、签名及日期
施工单位
防突部
通风部
机电技术部
生产技术部
地测部
监理
安检部
总工程师
附图
第一章概况
一、巷道基本情况
1、巷道位置：
该巷道位于12011工作面（新义矿井西区第一个工作面）东部，北部为新义与新安煤矿井田边界，南部为西回大巷保护煤柱，东部为白墙村村庄煤柱。
巷道设计长度895m，主要担负12011工作面回采时的通风、行人，材料运输。
位置布置如图1所示。
12011工作面轨道运输顺槽对应的地面标高为+367m～+402m，工作面标高-214.49m～-310.30m，埋深在670m～722m之间。
图112011工作面平面布置图
2、瓦斯地质情况
（1）煤层顶底板岩性：
煤层直接顶为砂质泥岩和泥岩，夹少量碳质泥岩，厚度7.82m～12.22m，平均10.02m；老顶为大占砂岩，厚度13.33～15.20m，平均14.27m。
伪顶局部发育，厚度0～1.5m，底板为砂质泥岩或泥岩，厚度1.7m。
详细情况见12011工作面轨道运输顺槽柱状图，如图2所示。
（2）煤层赋存、煤质及瓦斯：
该煤层煤质松软，黑色、粉状、鳞片状，煤层中含有大量黄铁矿结核，属中高硫、特低磷、低中灰、高发热量，粉状贫煤。
12011工作面煤层厚度变化较大，厚度4.1m～7.25m，平均5.36m，有自南西向北东增厚趋势，煤层结构简单。
原煤灰分Ad=17.72%，原煤全硫平均St，d=1.78%，属于非自燃性煤，但煤层具有爆炸性。
工作面结构简单，总体上呈一单斜形态，走向北偏东40°～60°，倾向南偏东40°～60°，倾角7°～14°，区内无断层发育。
工作面瓦斯含量2.21～9.80m3/t。
图212011工作面二1煤综合柱状图
3巷道支护
1、12011工作面轨道顺槽采用斜拉腿圆拱型棚进行支护，棚距为500mm,掘进断面：
18.2m2（下宽6060mm，高3970mm，），净断面16.1m2（12011工作面轨道运输顺槽断面图见图3）。
图312011工作面轨道运输顺槽巷道断面图
4工作面突出危险性
12011工作面轨道运输顺槽开采二1煤层，全层发育
～
构造软煤。
根据突出矿井鉴定项目研究期间测定的结果：
二1煤层煤体坚固性系数f值在0.22～0.65之间，平均值为0.35，瓦斯放散初速度ΔP值在15.0～28.0之间，从煤体结构参数分析可以看出新义矿二1煤普遍较软，具备发生煤与瓦斯突出的煤体结构条件。
新义井田在地勘期间共采取瓦斯样11个，瓦斯含量为2.21～9.80m3/t，平均为5.39m3/t；在新义矿突出矿井鉴定项目研究期间，河南理工大学实测二1煤层瓦斯含量在8.38～12.84m3/t之间，平均值为9.69m3/t；实测二1煤层瓦斯压力在0.30～1.40MPa之间，根据煤层瓦斯含量间接计算的煤层瓦斯压力在0.57～1.25MPa之间。
在12011工作面轨道顺槽揭煤施工抽放钻孔过程中，测定了部分抽放孔钻屑瓦斯解吸指标△h2，对该工作面的突出危险性进行了预测。
测定钻屑瓦斯解析指标△h241组，其中最大值为240Pa，共4组超过解析指标临界值200Pa（干煤），超指标率9.8%。
综上所述，该工作面具有煤与瓦斯突出危险性。
二、防突设计的依据
（1）新义煤矿12011综采工作面平、剖、断面图；
（2）义煤集团公司防治煤与瓦斯突出实施细则（试行，2006.9.26）；
（3）义煤发[2007]116号文《义煤集团公司关于加强防治煤与瓦斯突出管理工作规定》；
（4）《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》。
第二章区域综合防突措施
第一节工作面区域防突措施
12011工作面的瓦斯地质资料和区域预测结果表明新义矿12011工作面为煤与瓦斯突出工作面，根据《防治煤与瓦斯突出规定》规定，为了保证工作面安全掘进必须采取有效的区域防突措施。
结合我矿的煤层赋存和12011工作面实际情况，12011工作面在煤巷掘进过程中采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的区域防突措施。
主要包括：
巷帮钻窝顺层钻孔抽放和工作面顺层钻孔抽放。
区域防突措施设计如下：
一、巷帮钻窝顺层抽放钻孔设计
1、钻窝布置：
钻窝在主巷左右两帮交替布置，间距20m（中-中），钻窝规格:
梁长3.6m，腿长2.7m，高2.4m，钻窝深4.5m，钻窝布置见附图1。
2、巷帮钻窝顺层抽放孔布置：
巷帮钻窝顺层抽放钻孔控制到巷道两帮轮廓线外8.25～15m，工作面前方60m位置。
根据不同煤厚钻孔分以下三种情况布置：
①煤厚≤4m时，共布置6个，钻孔布置示意图及参数见附图1和表1；
②4＜煤厚≤6m时，共布置9个，钻孔布置示意图及参数见附图2和表2；
③煤厚＞6时，共布置12个，钻孔布置示意图及参数见附图3和表3；
3、由于该掘进工作面二1煤层赋存不稳定，煤厚变化较大，在掘进过程中将会遇到半煤岩巷道。
为保证工作面掘进的安全，在遇半煤岩巷道时仍按照煤厚≤4m情况布置抽放孔（即6个）。
4、施工抽放钻孔前，施工单位必须编制专项安全施工措施。
表1煤厚≤4m时钻窝抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ89
60.1
5230
下俯1
左偏8
2#
Φ89
60.2
5830
下俯1
左偏9
3#
Φ89
60.3
6430
下俯1
左偏11
4#
Φ89
60.1
5230
上仰1
左偏8
5#
Φ89
60.2
5830
上仰1
左偏9
6#
Φ89
60.3
6430
上仰1
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ89
60.1
5230
下俯1
右偏8
2#
Φ89
60.2
5830
下俯1
右偏9
3#
Φ89
60.3
6430
下俯1
右偏11
4#
Φ89
60.1
5230
上仰1
右偏8
5#
Φ89
60.2
5830
上仰1
右偏9
6#
Φ89
60.3
6430
上仰1
右偏11
表24＜煤厚≤6m时钻窝抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ89
60.2
5230
下俯2
左偏8
2#
Φ89
60.5
5830
下俯2
左偏9
3#
Φ89
60.7
6430
下俯2
左偏11
4#
Φ89
60.1
5230
下俯1
左偏8
5#
Φ89
61.3
5830
下俯1
左偏9
6#
Φ89
60.4
6430
下俯1
左偏11
7#
Φ89
60.0
5230
下俯0
左偏8
8#
Φ89
60.1
5830
下俯0
左偏9
9#
Φ89
60.2
6430
下俯0
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ89
60.2
5230
下俯2
右偏8
2#
Φ89
60.5
5830
下俯2
右偏9
3#
Φ89
60.7
6430
下俯2
右偏11
4#
Φ89
60.1
5230
下俯1
右偏8
5#
Φ89
61.3
5830
下俯1
右偏9
6#
Φ89
60.4
6430
下俯1
右偏11
7#
Φ89
60.0
5230
下俯0
右偏8
8#
Φ89
60.1
5830
下俯0
右偏9
9#
Φ89
60.2
6430
下俯0
右偏11
表3煤厚＞6时钻窝抽放孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角（度）
与中线夹角（度）
左帮钻场：
1#
Φ89
60.3
5230
下俯4
左偏8
2#
Φ89
60.5
5830
下俯4
左偏9
3#
Φ89
60.7
6430
下俯4
左偏11
4#
Φ89
60.1
5230
下俯3
左偏8
5#
Φ89
60.3
5830
下俯3
左偏9
6#
Φ89
60.5
6430
下俯3
左偏11
7#
Φ89
60.1
5230
下俯2
左偏8
8#
Φ89
60.3
5830
下俯2
左偏9
9#
Φ89
60.5
6430
下俯2
左偏11
10#
Φ89
60.0
5230
下俯0
左偏8
11#
Φ89
60.1
5830
下俯0
左偏9
12#
Φ89
60.2
6430
下俯0
左偏11
右帮钻场：
1#
Φ89
60.3
5230
下俯4
右偏8
2#
Φ89
60.5
5830
下俯4
右偏9
3#
Φ89
60.7
6430
下俯4
右偏11
4#
Φ89
60.1
5230
下俯3
右偏8
5#
Φ89
60.3
5830
下俯3
右偏9
6#
Φ89
60.5
6430
下俯3
右偏11
7#
Φ89
60.1
5230
下俯2
右偏8
8#
Φ89
60.3
5830
下俯2
右偏9
9#
Φ89
60.5
6430
下俯2
右偏11
10#
Φ89
60.0
5230
下俯0
右偏8
11#
Φ89
60.1
5830
下俯0
右偏9
12#
Φ89
60.2
6430
下俯0
右偏11
二、工作面顺层钻孔设计
由于该工作面煤层厚度变化较大，根据巷道煤层的实际厚度，设置不同的抽放孔参数，工作面抽放孔控制到巷道两帮8.25m位置。
见顺层抽放钻孔布置图及参数表。
1、抽放孔布置及数量的确定：
（1）布置方式：
根据钻机情况，为提高打钻效率，抽放孔按矩形布置。
（2）数量：
根据影响半径，当煤厚≤6m时按3排、11列，共布置33个孔，最大孔底间距2256×1985mm，当煤厚＞6m时按4排、11列，共布置44个孔，最大孔底间排距2000×2080mm，孔口间排距600×400mm，符合《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定。
（3）孔深：
根据孔深与抽放效果关系，抽放孔投影深度取60m，孔径89mm，超前距20m。
（4）根据不同的煤厚分别按照以下情况布置浅孔超前抽放钻孔：
①煤厚≤4m时，钻孔布置示意图及参数见附图4和表4；
②4＜煤厚≤6m时，钻孔布置示意图及参数见附图5和表5；
③煤厚＞6m时，钻孔布置示意图及参数见附图6和表6。
2、半煤岩巷道浅孔超前抽放钻孔布置：
新义矿二1煤煤层赋存不稳定，煤厚变化较大，在掘进过程中将会遇到半煤岩巷道。
为保证工作面安全快速掘进，当工作面为半煤（全岩）时，要加强超前探测，根据前方煤层情况按以下原则布置钻孔（全岩探到煤时必须按揭煤程序执行）：
（1）当煤层厚度＜0.9m时，只施工1排钻孔，俯（仰）角同煤层倾角，孔口位置和偏角同表4和附图4的23～33#孔参数，开孔位置根据巷道断面煤层位置确定；
（2）当煤层厚度在0.9～1.8m之间时，施工2排钻孔；参数同表4和附图4的12～33#孔参数施，钻孔开口位置根据巷道断面煤层位置确定；
（3）当煤厚大于1.8m时，按照全断面煤执行；
3、技术要求：
区域措施必须经过区域措施效果检验，当检验指标低于临界值时，预抽区域为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽防突措施无效；在掘进过程中还必须对无突出危险区进行区域验证，当验证为无突出危险时方可在采取安全防护措施的情况下掘进，否则，必须采取局部综合防突措施。
表4煤厚≤4m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ89
61.2
2500
下俯1
左偏8
2
Φ89
60.9
2000
下俯1
左偏7
3
Φ89
60.6
1500
下俯1
左偏5
4
Φ89
60.4
1000
下俯1
左偏3
5
Φ89
60.2
500
下俯1
左偏2
6
Φ89
60.1
0
下俯1
0
7
Φ89
60.2
500
下俯1
右偏2
8
Φ89
60.4
1000
下俯1
右偏3
9
Φ89
60.6
1500
下俯1
右偏5
10
Φ89
60.9
2000
下俯1
右偏7
11
Φ89
61.2
2500
下俯1
右偏8
12
Φ89
61.2
2500
上仰1
左偏8
13
Φ89
60.9
2000
上仰1
左偏7
14
Φ89
60.6
1500
上仰1
左偏5
15
Φ89
60.4
1000
上仰1
左偏3
16
Φ89
60.2
500
上仰1
左偏2
17
Φ89
60.1
0
上仰1
0
18
Φ89
60.2
500
上仰1
右偏2
19
Φ89
60.4
1000
上仰1
右偏3
20
Φ89
60.6
1500
上仰1
右偏5
21
Φ89
60.9
2000
上仰1
右偏7
22
Φ89
61.2
2500
上仰1
右偏8
23
Φ89
61.4
2500
上仰2
左偏8
24
Φ89
61.2
2000
上仰2
左偏7
25
Φ89
60.9
1500
上仰2
左偏5
26
Φ89
60.6
1000
上仰2
左偏3
27
Φ89
60.4
500
上仰2
左偏2
28
Φ89
60.2
0
上仰2
0
29
Φ89
60.4
500
上仰2
右偏2
30
Φ89
60.6
1000
上仰2
右偏3
31
Φ89
60.9
1500
上仰2
右偏5
32
Φ89
61.2
2000
上仰2
右偏7
33
Φ89
61.4
2500
上仰2
右偏8
表54＜煤厚≤6m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ89
61.5
2500
下俯2
左偏8
2
Φ89
61.2
2000
下俯2
左偏7
3
Φ89
60.9
1500
下俯2
左偏5
4
Φ89
60.7
1000
下俯2
左偏3
5
Φ89
60.4
500
下俯2
左偏2
6
Φ89
60.2
0
下俯2
0
7
Φ89
60.4
500
下俯2
右偏2
8
Φ89
60.7
1000
下俯2
右偏3
9
Φ89
60.9
1500
下俯2
右偏5
10
Φ89
61.2
2000
下俯2
右偏7
11
Φ89
61.5
2500
下俯2
右偏8
12
Φ89
60.5
2500
下俯0
左偏8
13
Φ89
60.4
2000
下俯0
左偏7
14
Φ89
60.3
1500
下俯0
左偏5
15
Φ89
60.2
1000
下俯0
左偏3
16
Φ89
60.1
500
下俯0
左偏2
17
Φ89
60.0
0
下俯0
0
18
Φ89
60.1
500
下俯0
右偏2
19
Φ89
60.2
1000
下俯0
右偏3
20
Φ89
60.3
1500
下俯0
右偏5
21
Φ89
60.4
2000
下俯0
右偏7
22
Φ89
60.5
2500
下俯0
右偏8
23
Φ89
61.2
2500
上仰1
左偏8
24
Φ89
60.9
2000
上仰1
左偏7
25
Φ89
60.6
1500
上仰1
左偏5
26
Φ89
60.4
1000
上仰1
左偏3
27
Φ89
60.2
500
上仰1
左偏2
28
Φ89
60.1
0
上仰1
0
29
Φ89
60.2
500
上仰1
右偏2
30
Φ89
60.4
1000
上仰1
右偏3
31
Φ89
60.6
1500
上仰1
右偏5
32
Φ89
60.9
2000
上仰1
右偏7
33
Φ89
61.2
2500
上仰1
右偏8
表6煤厚＞6m时工作面顺层抽放钻孔布置参数表
孔号
孔径
（mm）
孔深
（m）
距中线距离（mm）
与腰线夹角
（度）
与中线夹角
（度）
1
Φ89
61.6
2500
下俯3
左偏8
2
Φ89
61.3
2000
下俯3
左偏7
3
Φ89
60.9
1500
下俯3
左偏5
4
Φ89
60.7
1000
下俯3
左偏3
5
Φ89
60.5
500
下俯3
左偏2
6
Φ89
60.3
0
下俯3
0
7
Φ89
60.5
500
下俯3
右偏2
8
Φ89
60.7
1000
下俯3
右偏3
9
Φ89
60.9
1500
下俯3
右偏5
10
Φ89
61.3
2000
下俯3
右偏7
11
Φ89
61.6
2500
下俯3
右偏8
12
Φ89
61.5
2500
下俯2
左偏8
13
Φ89
61.2
2000
下俯2
左偏7
14
Φ89
60.9
1500
下俯2
左偏5
15
Φ89
60.7
1000
下俯2
左偏3
16
Φ89
60.4
500
下俯2
左偏2
17
Φ89
60.2
0
下俯2
0
18
Φ89
60.4
500
下俯2
右偏2
19
Φ89
60.7
1000
下俯2
右偏3
20
Φ89
60.9
1500
下俯2
右偏5
21
Φ89
61.2
2000
下俯2
右偏7
22
Φ89
61.5
2500
下俯2
右偏8
23
Φ89
60.5
2500
下俯0
左偏8
24
Φ89
60.4
2000
下俯0
左偏7
25
Φ89
60.3
1500
下俯0
左偏5
26
Φ89
60.2
1000
下俯0
左偏3
27
Φ89
60.1
500
下俯0
左偏2
28
Φ89
60.0
0
下俯0
0
29
Φ89
60.1
500
下俯0
右偏2
30
Φ89
60.2
1000
下俯0
右偏3
31
Φ89
60.3
1500
下俯0
右偏5
32
Φ89
60.4
2000
下俯0
右偏7
33
Φ89
60.5
2500
下俯0
右偏8
34
Φ89
61.2
2500
上仰1
左偏8
35
Φ89
60.9
2000
上仰1
左偏7
36
Φ89
60.6
1500
上仰1
左偏5
37
Φ89
60.4
1000
上仰1
左偏3
38
Φ89
60.2
500
上仰1
左偏2
39
Φ89
60.1
0
上仰1
0
40
Φ89
60.2
500
上仰1
右偏2
41
Φ89
60.4
1000
上仰1
右偏3
42
Φ89
60.6
1500
上仰1
右偏5
43
Φ89
60.9
2000
上仰1
右偏7
44
Φ89
61.2
2500
上仰1
右偏8
第二节区域防突措施效果检验
一、区域措施效果检验指标及临界值
根据我矿12011工作面的实际情况，采用残余瓦斯含量作为检验指标对区域防突措施进行检验。
由于我矿尚未试验考察出适合我矿的临界值，根据《防治煤与瓦斯突出规定》残余瓦斯含量临界值取为8m3/t，当残余含量小于8m3/t时，视为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽措施无效。
二、区域防突措施效果检验孔布置及检验
巷道每30m布置一个效果检验测试点，在地质构造复杂区每20m布置一个测试点。
根据“测试点布置于所在断面钻孔密度较小，孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距”的原则，检验孔布置在断面中部，钻孔沿煤层倾向，检验孔深60m。
采用钻孔取煤样测定瓦斯残余含量。
第三节区域验证
当区域防突措施检验结果为无突出危险性时，在掘进过程中必须进行区域验证。
一、验证方法
煤巷掘进过程中采用测定钻屑指标法中的钻屑瓦斯解析指标（△h2）、钻屑量（S）及复合指标法中的钻孔瓦斯涌出初速度指标作为验证指标的方法进行验证。
具体方法与第三章中局部防突措施效果检验相同。
二、验证要求
1、工作面刚进入无突出危险区时
升级会员 