1180m11煤层瓦斯治理巷道掘进专项防突设计说明Word格式.docx

1、（一）、工程概述为提前对C11煤层进行瓦斯治理，设计本巷道在11101采面的溜煤下山中+1180m处开口，沿C11煤层走向掘进，巷道净断面6.96 m2，采用11#矿工钢支护，设计巷道长度490m，后期作11103采面回风巷道使用。本巷道距地表最低高差为116m。本巷道以上的C11煤层已开采过（11101采面），巷道以下的C11煤层未曾开采。巷道北部以暗回风斜井煤柱为界，南部以F4断层为界。本巷道施工将遇到小断层和煤层起伏。巷道布置见示意图。（二）、地质概况1、工程地质概况1、根据本矿井的生产资料及地质资料，该工作面掘进围将遇23条正断层，煤层构造为单斜构造，构造属“中等”类型。2、瓦斯涌出量

2、及动力现象、煤尘、自燃等情况2010年7月份由中国矿业大学矿山开采与安全教育重点实验室对本矿C11煤层进行突出危险性鉴定，结论为有突出危险。C11煤层瓦斯含量为18.15m3/t左右；煤尘无爆炸性；煤层自燃倾向性为三类，不易自燃。3、顶底板特征C11煤层直接顶板为粉砂质泥岩、粘土岩，稳定性较差。煤层直接底板为瓦灰色粘土岩，强度低，遇水易膨胀，软化，为不稳定底板。4、煤层赋存条件C11煤层厚2.1-6.27m,平均3.14 m，结构简单，煤层稳定。（三）、工程概况1、巷道名称、用途、类别、长度、服务年限巷道名称：C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道用途：为C11煤层的11103采煤工作面开采服

3、务类别：全煤采煤巷道设计长度：490m服务年限：约11个月。2、巷道位置、开口位置、邻近关系（1）地面相对位置本巷道对应的地表是水井湾自然村，东冀有部分民宅。？（2）井下位置本巷道位于C11煤层。巷道标高+1180m。总体上位于主、副井筒的南翼。（四）、矿井瓦斯抽放系统郁家寨煤矿设置地面永久瓦斯抽放站，分高低负压抽放，其中高负压抽放系统抽放泵选用ZBEA-403型水环式真空泵各2套（其中1套备用），配用电机功率200KW，最大流量120m3/min，抽放干管为D280mmPE管，支管为D219mm和D159mm钢管和PE管。（五）、矿井安全监控系统：采用KJ203N煤矿安全监测监控系统，并由此

4、实现工作面的瓦斯电闭锁功能。在C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道掘进期间，采用煤矿安全监测监控系统对工作面及回风流的甲烷（CH4）浓度进行监测，通过地面中心站实施实时监控，并安装远程断电仪与甲烷传感器联接，实施瓦斯电闭锁。工作面甲烷传感器吊挂在距掘进工作面迎头5m围；回风流甲烷传感器吊挂在巷道回风流汇入全风压风流前10m的巷道顶部。吊挂时保持距巷帮不小于200mm，距顶板不大于300mm。工作面和回风流的安全监测监控系统的工作参数设置为： T1（工作面风流瓦斯传感器）、报警浓度0.8%；断电浓度1.0%；复电浓度0.8%CH4；T2（工作面回风流瓦斯传感器）、报警浓度0.79%；断电浓度0

5、.8%；复电浓度0.79%CH4；4、断电围：C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道回风流经的巷道所有非本质安全型电气设备。 通防科安排人员对所有传感器每周至少进行一次校对。C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道的监测监控情况详见附图：C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道监测监控及通风系统图。二、矿井及工作面通风系统情况及加强控制通风风流设施的措施郁家寨煤矿地面主要通风机选择BD-8-18型通风机二台，额定风量28-65 m3/s，静压600-2000Pa，转速980r/min，功率290 kW，可以满足矿井通风需要。在电控设备上设置正反转装置，反风时采用风机反转直接反风。本掘进工作面利用局

6、部通风机压入式通风，局扇型号FBD5.6/230局部通风机，实行能自动切换的双风机双电源和“三专两闭锁”（专用变压器、专用开关、专用回路，风电闭锁、瓦斯电闭锁），使用抗静电、阻燃风筒。C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道掘进时在连接运输斜巷的联络巷处安装一组正反向防突风门（见巷道布置示意图）。工作面放炮和巷道无人工作时，反向风门必须关闭。C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道掘进期间，回风系统严禁设置调控设施，必须保持回风系统畅通，并按郁家寨煤矿C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道作业规程规定配足风量。C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道通风情况详见附图：三、区域综合防突措施（一）区域突

7、出危险性预测根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行：（1）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；（2）根据已开采区域掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的围为突出危险区；

8、（3）在上述（1）、（2）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按下表预测。 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P0.74W8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区 本矿C11煤层经中国矿大安全开采与教育重点实验室鉴定，有煤与瓦斯突出危险，本掘进工作面按煤与瓦斯突出危险区管理。（二）区域防突措施：迎头钻场+巷道右帮钻场顺层钻孔超前预抽煤巷条带的煤层瓦斯。本掘进工作面实施顺

9、层钻孔超前预抽煤层瓦斯的区域防突措施。即每区域预抽循环在工作面迎头布置顺层超前抽放钻孔。根据本掘进工作面的实际情况，即+1185m标高为11101采面的运输顺槽，距本巷道仅5米煤柱。实施顺层超前钻孔技术要求：每一组的钻场设置，根据迎头最短钻孔超前工作面不小于20m为依据（即每一循环留设20米超前煤柱）；每循环设计的迎头区域预抽钻孔超前工作面迎头距离不得小于60m（即每一循环钻孔超前工作面长度不小于60m），控制下帮沿层面方向巷道轮廓线外不小于20m、上帮不小于3m；钻孔密度以停掘位置孔间距不大于3m为依据。在C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道施工的所有抽放钻孔采用马丽散结合水泥注浆进行封孔

10、，封孔长度不得低于8m，且在钻场抽放负压为20kpa时不得出现漏气现象。C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道掘进期间，在煤层正常时，每循环的迎头区域防突抽放钻孔设计参数附图表。钻孔设计图详见附图：C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道钻孔布置图。钻孔设计参数见下表。 C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道顺层钻孔设计参数表钻孔编号与巷道中心线夹角（）倾角（设计长度（m）开孔高度（m）钻孔直径（mm）封孔长度（m）开孔间距（m）1601.47580.424-2611.33-3.5621.2 412-5.5631.1 545 616-7641.0 720-8.5650.824-1050 备注：钻

11、孔倾角可根据实际施工钻孔见煤情况进行适当调整，所有钻孔必须按要求施工到设计长度才能停钻，因其它原因达不到长度的必须进行补孔。严格按设计参数施工钻孔，保证顺层抽放钻孔控制围超前工作面迎头不低于60m，超出巷道两帮沿层面方向巷道轮廓线以外不低于上帮3m、下帮20m（注：中心钻孔和下帮最外侧的两个钻孔同时作一个超前探水循环的探水孔使用充分发挥一孔多防的作用），停掘位置孔间距按3m设计。抽放钻孔施工过程中执行“钻一、封一、连一、抽一”的安全措施，钻孔全部完成后及时绘制钻孔竣工图。每次施钻首先施工中心孔，若出现煤层赋存变化，区域抽放孔一次施钻达不到超前60m时，必须进行补钻地质前探孔，并依据地质探孔揭露

12、的前方煤层变化或构造情况，针对性的补充该循环的区域钻孔的设计图和安全措施，由矿技术负责人批准实施。补充的钻孔设计必须满足顺层钻孔控制上帮3m、下帮不小于20m,停掘位置必须留超前距20米，停掘处孔间距不大于3米。（三）区域措施效果检验1、C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施采用残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标进行效检，效检时根据直接测定的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按表一的临界值对实施区域防突措施区域进行判断，当直接测定或间接计算的煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于7.5m3t的预抽区域为无突出危险区，否则，仍为突出危险区

13、。2、对顺层预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔2030m至少布置1个检验测试点，且每个检验区域不得少于3个检验测试点。 3、各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、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与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。4、经区域措施效果检验确定为无突出危险区并进行区域验证后按验证结果采取相应局部综合防突措施后进行掘进。5、若检验结果仍为突出危险区，则措施无效，在已实施顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的区域继续加强抽放后再进行效检，直至区域

14、措施效果检验结果为无突出危险区，并进行区域验证后按验证结果采取相应局部综合防突措施后进行掘进。（四）区域验证1、C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道采取连续区域验证，区域验证的具体方法同工作面突出危险预测或工作面措施效果检验。2、区域验证后防突考察工将考察结果汇报调度室，并由调度室汇报总工程师批准后采取相应局部综合防突措施方可掘进。防突考察工升井后必须及时将批准的突出预测预报（措施效果检验）报告单发放到有关单位，报告单上必须注明考察时钻孔瓦斯浓度和是否有瓦斯涌出异常、喷孔等现象，同时注明所用防突考察仪器编号、考察里程、区域防突措施等情况。2、突出预测预报（措施效果检验）报告单要报送调度室、安

15、全科、施工单位等。施工单位没有接到调度室的通知不准掘进。四、局部综合防突措施（一）工作面突出危险性预测1、工作面突出危险性预测、效果检验均采用钻孔钻屑量S值和钻孔钻屑瓦斯解析值h2值或K1值两项指标进行考察，预测（效检）临界指标见下表： 工作面突出危险性预测（效检）临界指标h2值（h2max）最大钻屑量（Smax）钻屑瓦斯解吸（K1）危险性（mm水柱）KgmML（gmin12）有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面20（湿煤16）60.5（湿煤0.4）20（湿煤16）60.5（湿煤0.4）无突出危险工作面2、采用钻孔钻屑量S值、钻孔钻屑瓦斯解吸值h2值或K1值预测（效检）时，采用风煤钻或

16、MQT50煤帮钻机在工作面施工。郁家寨煤矿可采用目前较为方便可行的钻屑指标法，根据防突规定，预测煤巷掘进工作面突出危险性时，设计向前方煤体至少施工3个直径42mm、孔深810m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。煤层钻屑瓦斯解析指标法钻孔预测（效检）钻孔布置图如下；3、对预测预报钻孔只作钻屑量指标S值、钻屑瓦斯解析值指标h2值或K1值的考察。4、MD2型钻屑瓦斯解析仪、WTC瓦斯突出参数仪的使用严格按说明书及防突工操作规程进行操作。5、施工预测（效检）钻孔时，钻进速

17、度应控制在1mmin，钻孔倾角可根据现场煤层倾角进行调整，以保证预测（效检）钻孔在全煤中钻进。钻孔每钻进2m测试一次h2值或K1值，每钻进1m测定该1m的全部钻屑量S值。6、工作面预测为无突出危险时，每预测循环应留有3m的预测超前距，效果检验时，每循环应留有5m措施超前距，在地质构造破坏严重地带效果检验措施超前距不小于7m。任何一次预测有突出危险时，必须采取措施进行消突。7、当煤层厚度超过巷道高度时，除按措施要求在巷道中部和两侧布置3个考察钻孔之外，还必须在巷道上部和下部各增加一个考察钻孔作钻屑量指标S值、钻屑瓦斯解析指标h2值或K1值的考察。预测临界值郁家寨煤矿井尚未考察煤层钻屑瓦斯解吸指标

18、K1值和钻粉量S的临界值，因此，在未实际考察出临界值的情况下，建议采用防突规定推荐的临界值进行突出危险性预报，待在今后的防突实践中考察确定出符合矿井实际临界值后再使用。目前，采用钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量指标S时，其临界值参照防突规定见表 钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值钻屑瓦斯解吸指标h2Pa钻屑瓦斯解吸指标K1（mL/g钻屑量 S（kg/m）（L/m）2000.565.4突出危险性预报当工作面任意一个预测钻孔、任意一项指标、任意一次测定结果大于（或等于）其临界值，该工作面判定为突出危险工作面。但工作面突出危险性预测不仅仅依靠预测指标一种方法，而应采用综合判断方法。当掘

19、进工作面出现下列情况之一者，应视为突出危险工作面：（1）工作面处于地质构造带，包括断层、褶曲等、火成岩侵入等；（2）煤层赋存条件发生急剧变化的区域，如煤层厚度、走向、倾角出现急剧变化；（3）采掘应力叠加的区域；（4）在打钻过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；（5）工作面出现明显突出预兆。如判定为具有突出危险性的，必须采取局部防突措施，局部防突措施必须经过防突效果检验，检验不超标，方可继续掘进，否则继续采取补充防突措施，直到指标降至临界值以下。每次预测（或效果检验）后，必须填写突出危险性预测（效检）报告单（并附有打印资料），待有关人员审查、签字后，分别交有关部门执行和存档。预测为无突出危险工作面，在

20、采取安全防护措施的前提下掘进，允许掘进距离为以最短预测钻孔在巷道掘进方向上的投影长度减去3m为准，见下图。掘进到位后，再进行突出危险性预测。 走向煤巷掘进工作面预测结果不超标时允许进尺平面示意图（二）工作面防治突出措施：根据郁家寨煤矿的实际情况和具体装备条件，有突出危险的煤巷掘进工作面应当优先选用超前钻孔（包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放瓦斯钻孔）防突措施。如果采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松或其他工作面防突措施时，必须经试验考察确认防突效果有效后方可使用。矿技术负责人应根据煤巷掘进工作面实际预测情况及煤层赋存情况具体确定预抽钻孔或超前排放钻孔的布置。在工作面预测或效果检验值超标及预抽钻孔未控制

21、的局部地点，采用超前钻孔作为工作面防治突出的措施时，应符合下列要求： 1）超前钻孔适用于煤层透气性好、煤质较硬的突出煤层。2）超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况确定，一般为75120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径4275mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m（地质条件变化剧烈地带排放孔超前工作面的距离不得小于7m），若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；3）钻孔在控制围应均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。4）超前预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；钻孔的有效抽放或排放半径必须经实测

22、确定，在无实测数据时，暂按孔底间距2m执行。5）煤层赋存状态发生变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数。6）必须对超前钻孔进行效果检验，如果经检验措施无效，必须补打钻孔或采取其他补充措施。7）超前钻孔施工前应加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面。超前钻孔直径是确定影响超前钻孔效果的主要因素，钻孔直径愈大，排放和卸压效果愈好。根据防突规定第八十九条规定，钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定，一般为75120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径4275mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；根据郁家寨煤矿煤层赋存情况，

23、采用超前排放钻孔时，为了提高瓦斯排放效果和减少排放时间，采用75mm直径的排放钻孔，排放时间为不小于8h，排放半径不超过1m。煤巷掘进工作面可以优先选用超前排放瓦斯钻孔防突措施。目前矿方无实测资料，建议选用超前钻孔法时，最初可选用不低于75mm的超前排放钻孔单排不低于14个，煤厚达到2.5m以上需布置双排孔。但应由矿技术负责人根据煤层赋存情况具体确定钻孔数量，但应长短结合、均匀布孔，不留死角。超前排放钻孔孔底布置平面示意图见下图 超前排放钻孔布置平面示意图 煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时，控制围应当符 合下列要求：巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制围（沿层面方向）：超前巷道前方10

24、m，巷道上帮3 m，下帮5m；C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道净断面为：下宽3.4m、上宽2.4m、高度为2.4m。施工完所有排放钻孔后，应排放不少于8h（今后应进行考察确定）后，再进行措施效果检验，当检验指标超标时，措施无效，必须采取防止突出的补充措施，直到效果检验指标降到临界值以下或无异常情况为准。在施工各种钻孔（抽放钻孔、排放钻孔、爆破孔、锚杆锚索孔等）出现喷孔、顶钻时，要立即停止掘进，人员撤至防突风门以外，切断该巷道电源，并向调度室、总工程师汇报，调度通知地面监控中心重点监控该巷道的瓦斯变化情况，发现异常，立即由调度安排该巷道附近的所有地点都必须切断电源并撤出人员至安全的避难场所

25、。再由矿领导和有关部室研究制定治理方案，采取措施进行消突后采用远距离放炮掘进。正常通风情况下，当炮后回风瓦斯浓度0.8%时，下一次放炮前必须施工排放孔进行排放，排放孔沿巷道掘进方向的投影深度不小于10m。工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要施时，必须打钻孔查明煤层赋存条件，由矿技术负责人根据煤层赋存情况具体确定钻孔数量、孔间距、长度等参数。（三）工作面措施效果检验煤巷掘进工作面执行防突措施后，应当选择上述钻屑瓦斯解析指标法进行措施效果检验。当采取了超前排放钻孔防突措施，经过一段时间的排放后,必须进行措施效果检验，其检验方法、临界指标与突出危险性预测基本一致。工作面的

26、检验孔深应小于或等于措施孔深，并应布置在措施孔之间，检验孔孔布置同工作面突出危险预测方法相同（即检验孔应当在煤层软分层中布置，孔数不少于3个，孔径42mm，深度小于或等于措施孔，一孔位于巷道断面中部，其他孔的终孔点位于巷道两侧轮廓线外24m处）。若检验值均不超过指标临界值，则认为措施有效，反之，认为措施无效。当措施无效时，无论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防突的补充措施，并经措施效果检验有效后，方可在采取安全防护措施的前提下进行作业。当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施钻孔向巷道掘进方向的投影长度（简称投影孔深）相等，则可在留足防突措施5m超前距并采取安全防护措施的条件下掘进。当检验孔

27、的投影孔深小于防突措施钻孔时，则应当在留足所需的防突措施超前距（5m）并同时保留有至少3m检验孔投影孔深超前距的条件下，采取安全防护措施后实施掘进作业。参见图； 图：措施效果检验后允许进尺距离示意检验指标和临界值与预测时相同。若一轮排放孔打好后，检验孔达不到预定深度时，可分次进行检验，但超前距必须符合以上规定。掘进工作面措施效果检验孔，应布置在措施孔之间，不能与措施孔交叉及重叠， 不然所测定的数据不能真实反映煤体前方的情况。（四）安全防护措施1、按要求在C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道迎头50m围各配备2个完好的二氧化碳灭火器。2、在距迎头2540m的巷道必须安设一组不少于58个呼吸袋的

28、压风自救装置，回风通道有人作业地点、放炮地点需装设一组不少于58个的压风自救装置，压风自救装置必须安设在井下压缩空气管路上，压风自救装置的总开关要处于常开状态，单个压风自救装置的开关要处于常闭状态，压风自救装置保持随时供风。每个压风自救装置的供风量不得小于0.1m3min。3、每一下井人员必须随身携带隔离式自救器，班组长以上管理人员、放炮员、流动电钳工下井必须携带便携式瓦斯报警仪，防突考察工必须携带100%光学瓦斯检定器，用于测定考察孔瓦斯浓度。4、C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道施工放炮：放炮时本施工巷道和回风系统中必须停电、撤人。（1）操纵放炮地点的设置：C11煤层（+1180m）瓦

29、斯治理巷道操纵放炮地点设在该巷道的上部运输车场的避难硐室（巷道开口150m时，放炮地点设在副井筒上部车场以上的躲避硐中，确保放炮距离达300m）。（2）停电围：C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道及回风流经的巷道所有非本质安全型电源。停送电工作由施工单位负责，调度室统一协调指挥，当班安全员严格监督执行。（3）警戒位置：巷道开口150m放炮时，一号岗设在副井上部车场连接乳化泵硐室入口的A处，二号岗设在102面回风巷防突风门B处，四号岗设在运输斜巷下口C处。掘进达150m后，警戒位置设置：一号岗设在放炮地点的避难硐室出口位置D处，二号岗设在运输斜巷下口E处。特别要求：本巷道材料运输线上通往总回风巷的防突风门必须钉牢，非必须时严禁打开行人，必须进入时，也需先得到调度许可，事后及时恢复该防突风门的钉牢固定。（4）撤人站岗：撤人站岗工作由施工单位负责。开口150m掘进时，放炮前由C11煤层（+1180m）瓦斯治理巷道当班班组长派a、b、c三人负责先同时从本巷道迎头开始撤人至防突风门外，而后a、b二人同时负责沿运输斜巷往上撤人至上部车场避难硐室口，再由b沿上部车场联络巷往11102面回风巷方向撤人至防突风门处并设B岗，由a沿上部车场往副井筒方向撤人至乳化泵硐