防治煤与瓦斯突出项目设计方案

1 防治煤与瓦斯突出 项目设计方案 第一 章 矿井 基本概况 一、设计的主要技术经济指标 1、 矿井绝对瓦斯涌出量 2、 矿井相对瓦斯涌出量 T; 3、瓦斯抽放率 确定为钻孔瓦斯抽放率 二 、矿井概况 1、概况 煤层浅部小窑密布，各煤层均有不同程度的破坏。烂泥田煤矿位于盘县新县城红果开发区以西，行政区划属平关镇管辖，隶属盘县煤炭局。矿井位于盘县平关镇，现有简易公路与 320国道相连，以井口为中心，距盘县新城（红果镇） 25盘西支线平关车站 7西铁 路支线北接水柏铁路，南接南昆铁路威红支线，从平关站至红果站 18六盘水站 192 拐点坐标 坐标 拐点编号 直角坐标（ m） X（ m） Y（ m） A 2 B 、煤层赋存 条件 1、煤层 井田内含煤地层为二叠系上统宣威组，分下、中、上三个含煤组，根据滥泥田矿井普查地质报告和贵州省盘县平关滥泥田煤矿 矿井范围内可采煤层有 、 （ 1） 层：位于上含煤组，煤层稳定性较差，厚度变化较大，厚度 均 （ 2） 于中含煤组中上部，煤层厚度变化较小，煤层结构单一，厚度 均 （ 3） 于中含煤组中部，距 m 左右，煤层厚度变化不大 ，煤层结构简单，厚度 均 （ 4） 于中含煤组中下部，距 5层结构较复杂，厚度 均 （ 5） 煤层：位于下含煤组顶部，距 0m 左右，煤层结构单一，厚度 均 （ 6） 于下含煤组上部，距 煤层 6层结构 3 单一，厚度 均 烂泥田煤矿可采煤层特征表 煤层编号 煤层厚度 (m) 煤层间距 (m) 煤层结构 煤 层稳定性 顶底板 最小 最大 平均 顶板 底板 5 稳定性较差 粉砂岩、细砂 岩、泥岩 粉砂岩、细砂岩、 泥岩 构单一 较稳定 粉砂岩、细砂 岩、泥岩 粉砂岩、细砂岩、 泥岩 8 构简单 较稳定 粉砂岩、细砂 岩、泥岩 粉砂岩、细砂岩、 泥岩 15 复杂 较稳定 粉砂岩、细砂 岩、泥质 粉砂岩、细砂岩、 泥质 10 构单一 较稳定 粉砂岩、细砂 岩、泥质 粉砂岩、细砂岩、 泥质 6 构单一 较稳定 粉砂岩、细砂岩、泥岩 粉砂岩、细砂岩、泥岩 3、地质构造 烂泥田矿井位于平关向斜南东翼，杨梅山 层走向 向 角 20 35，平均 25左右。根据地质报告井田范围内有 3条（原 层，构造复杂程度属中等。 原 断层）：位于井田北西部，走向北东，倾向南东，倾角 75，北部为煤系地层与峨嵋山玄武岩组中部相接触，南部为煤系地层与飞仙关组相接触，该断层南北延伸出矿界外。 原 断层）：位于井田西南部，断层走向 向 角70左右，北部为煤系地层与峨嵋山组相接触，该断层向东延伸交于 4 原 断层）：位于井田南部，断层走向 向 角 70，断层北部为煤系地层与峨嵋山玄武岩相接触，南部为煤系地层底部与煤系地层中下部相接触，该断层向南东延伸交于 断层）：位于井田二采区中部，断层走向 向 W，倾角55 70，落差大于 20m。 经整理，在矿井建设巷道布置、主斜井以东 在井田范围内共揭露中小型断层 14条。详见表 1 2 1，烂泥田煤矿断层特征表。 烂泥田煤矿断层特征表 序号 构造编号 性质 揭露工程名称 倾向（） 倾角（） 落差（ m） 控制程度 1 断层 主斜井 100 53 大于 个点 2 断层 主斜井 100 61 1 个点 3 断层 主斜井 115 68 1 个点 4 断层 主斜井 90 69 个点 5 断层 主斜井 140 25 个点 6 断层 250 78 大于 个点 7 断层 130 60 个点 8 断层 320 40 个点 9 断层 270 55 70 大于 20 3 个点 10 断层 160 40 45 大于 个点 11 断层 305 70 个点 12 小向斜 100 延伸 75 2 个点 13 断层 250 85 个点 14 断层 运输大巷 257 70 80 50 60 2 个点 4、矿井通风 采用中央并列抽出式通风方式， 矿井供风量 2220m3/ 5 5、矿井的瓦斯情况 矿井为 生产 矿井， 根据黔能源煤炭【 2012】 392 号文批复烂泥田煤矿 瓦斯绝对涌出量为 氧化碳绝对涌出量为 突出矿井 。根据中国矿业大学矿山开采与安全教育实验室 贵州省 烂泥田 煤矿 层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，在开采标高 +1930米以上的 突出危险性 。 第二 章 矿井防突现状及存在的主要问题 一、目前我矿已 实现抽采达标 1、建立专门的瓦斯抽采队伍，负责打钻、管路安装等工程的施工和瓦斯参数测定等。抽采瓦斯队伍由通防科统一管理，对抽采人员每周进行一次业务技术培训。 2、根据我矿的实际情况，委托 盘江煤电集团煤矿设计研究院 编制瓦斯抽放系统方案设计。 实行 高、低负压双系统、双管路进行瓦斯抽放，安设高、低负压二趟 路，高负压 主管 管 负压主管 管 负压 系统用于本煤层预抽和解突，低负压系统用于采空区留管抽放，本设计选用 二台 2水环式真空泵为 高负压泵，二台 2低负压泵。 瓦斯抽放泵 保持正常使用。 3、坚持“先抽后采，不抽不采”的原则，将瓦斯抽采计划纳入矿年度生产计划，实现统一下达，统一管理，统一考核。掘进工作面采用 6 先抽后掘、边抽边掘技术。 4、对有突出危险掘进工作面和瓦斯绝对涌出量大于 3 立方米 /分钟，炮后瓦斯经常超限，有瓦斯异常涌出现象，或预测突出指标超限的掘进工作面，以 及石门揭穿突出煤层工作面，实施巷帮钻场深孔连续抽采措施，并确保掘进迎头钻孔每平方米不得少于 2个。采煤工作面采用综合抽采技术，凡瓦斯绝对涌出量大于 5 立方米 /分钟，或者用通风方法解决瓦斯问题不合理的采煤工作面，必须采用以高抽巷或顶板走向钻孔为主，以穿层和顺层孔，上隅角采空区抽采等综合治理瓦斯措施。 二 、存在的 主要 问题 烂泥田 煤矿 原地质报告在煤层瓦斯基本参数方面（煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量、衰减系数等）未 开展 必要的技术数据 采集 ，今后要积极开展这方面的工作，为瓦斯治理积累的科学依据。 第三 章 矿井采掘部署优化 1、煤层开采顺序及保护层位置选择 本矿可采煤层 4层， 矿区主要可采煤层为 、 四层 煤 。 上部原小煤窑开采严重， 层瓦斯含量较低，因此选择 采顺序为从上而下。 2、采煤方法及掘进工艺 岩巷 掘进工作面配备 钻，煤巷掘进工作面备 岩石电钻打眼，并设置 探水钻、 7 *30型对旋式局部通风机（风量范围 s s） 。 二采区 2271采面已 回采结束， 2014年计划回采 面 ，煤层倾角 30，煤层厚 用走向长壁采煤方法，爆破落煤回采工艺，工作面斜长 97m。根据本矿矿 区范围、公路位置、煤层露头及赋存情况，为提高煤炭资源的回收率， 采工作面采用 走向长壁 布置。 采煤工作面的回采工艺及装备 工作面采用 00型外注式单体液压进行支护，工作阻力为300，支撑高度为 1440 2240撑力 118 157用 1000 型金属铰接顶梁，“三、四”排控顶，柱距 距 大控顶距为 小控顶距为 部垮落法管理顶板。 第 四 章 开采煤与瓦斯 突出煤层的防突措施 一、突出危险预测 1、在推出煤层中有下列之一者，应视为突出危险工作面： （ 1）在推出煤层的构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入等； （ 2）煤层赋存条件急剧变化的区域； （ 3）开采应力迭 加的区域； （ 4）在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象； 二 、石门揭穿工作面突出危险性预测 ： （ ） 钻屑量采用重量法：每钻钻孔，手接 全部钻屑，用弹簧 8 秤称重。 （）钻屑解吸指标的测定方法： 1）钻屑解吸指标 定： 打钻时在预定的未知取出钻屑，用孔径 1 和 3子钻屑，将筛分好的 1 3度的试样装入 2 型解吸仪的煤样瓶中，试样装至煤样瓶刻度线水平（ 10g 左右），自钻孔大至 该样段起径 3，启动秒表，转动三通阀，使煤样瓶与大气隔离，在 2值即为 位为 2）钻屑解吸指标 用 每钻进 2m，取一次钻屑作特征测定，取样时，把秒表、筛子准备好（ 13筛子在上），钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一 面筛分，当钻屑量不少于 100g 时，停止取样，并继续进行筛分，最后把已筛分好 1 3好煤样罐 ，准备测试。当秒表走到 1 2，启动仪器采样键进行测 定，经 5键盘输入 监控键，仪器显示 入 监控键，仪器进行计算并显示值即为 3）钻屑解吸指标的突出临界值，应根据实测数据确定，如无实测数据时，可按表 41所列的指标临界值预测突出危险性。 钻屑指标法预测石门工作面突出危险性的临界值表 钻屑解 吸指标突出临界值 K1(m1/干煤 200 9 湿煤 160 用表中的任一指标进行预测时，当指标超过临界值时，该石门工作面预测为突出工作面；反之为无突出危险工作面。 三 、煤巷掘进工作面突出危险性预测 1）在煤巷掘进工作面打 3 个直径为 42m、孔深 8 10m 的钻孔，钻孔不知在软分层中，一个钻孔位于想到工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终点孔点位于想到轮廊线外 2 4m 处。 如图 4 2）钻孔每打 1隔 2据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑 钻屑解吸指标 采用钻屑指标法预测工作面突出危险性时，应根据实测数据确定， 10 如无实测数据时，可按表 4 用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值 大钻屑量 危险性 g/m L/m M1/ 200 6 出危险工作面 200 6 突出危险工作面 实测 的任一指 、 工作面为突出危险工作面。 3）采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有 2m 的预测超前距。 四 、采煤工作面突出危险性预测 采煤工作面突出危险性预测可使用煤巷掘进工作面突出预测方法，沿采煤工作面每隔 1015m 布置一个预测钻孔，孔深根据工作面的条件选定，但不得小于 测方法同上采用钻屑指标法进行预测，当预测为无突出危险性时，每 预测循环应留有 2 11 第 五 章 防治突出的措施 （一）区域性防治突出措施 对于有突出危险煤层，应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施。 1、开采解放层 （ 1）在突出矿井开采煤层群时，应优先选择开采保护层防治突出措施。开采保护层后，在被保护层中受到保护的区域可按无突出危险区进行采掘作业；在未受到保护的区域，必须采取综合防治突出措施。 （ 2） 开采保护层时采空区内不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤（岩）柱时，必须将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图 上，应标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取综合防治突出措施。 （ 3）被保护范围的划定方法及有关参数，应根据对矿井实际考察的结果确定。正在开采的保护层采煤工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层之间法线距离的 2倍，并不得小于 30m。 2、预抽煤层瓦斯 开采近距离保护层时，必须采取措施严防被保护层初期卸压的瓦斯突然涌入保护层采掘工作面和误穿突出煤层。根据煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出 规定 ，设计拟采取如下措施： 12 被保护范围的划定方法及有关参数， 应根据对矿井实际鉴定的结果确定； 在保护层中布置工作面进行巷道掘进时，必须对被保护层瓦斯进行预抽，对预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其有效性指标应根据矿井实测资料确定。同时通过打抽放钻孔，对被保护层与保护层的层间距进行监测，防止误穿突出煤层； 正在开采的保护层 采煤工作面，必须 超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层之间法线距离的 2倍，并不得小于 30m； 开采保护层时采空区内不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤（岩）柱时，必须将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上。每个被保护层 的瓦斯地质图上，应标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取综合 防治突出措施。 必须制定针对性的作业规程，加强通风和瓦斯监测工作，一旦发现瓦斯涌出异常，必须立即停止工作，切断电源并撤出人员，防止被保护层初期卸压的瓦斯突然涌入保护层工作面造成事故，查明原因并制定安全措施消除隐患后方可恢复作业。 建井期间揭露各煤层后必须立即进行煤与瓦斯突出鉴定，根据鉴定结果制定有针对性的作业规程或安全技术措施，确保安全生产。 采用预抽煤层瓦斯防治突出措施时，钻孔封堵必须严密。 封孔方法、材料的选择应根据抽 放方法及孔口所处煤（岩）层位、岩性、构造等因素综合确定：岩壁钻孔 宜采用封孔器封孔，封孔器械应 13 满足密闭性能好、操作便捷、封孔速度快的要求；煤壁钻孔宜采用充填材料进行压风封孔，封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新材料，在钻孔处围岩条件较好的情况下，亦可选用水泥砂浆或其它封孔材料。 封孔 长度：孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时，封孔长度可取 8m；孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时，封孔长度可取10m；在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取 10m。 钻孔封孔质量检查标准：预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于 40%；邻近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于 30%；当钻孔封孔质量达不到上述标准时，应加大封孔段长度。 （二）局部防突措施 一）石门揭煤防突措施 1、石门揭穿突出煤层时防止煤与瓦斯突出的措施 （ 1）探明石门和煤层巷道工作面与煤层的相对位置。 （ 2）在揭煤地点测定煤层的瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性。 （ 3） 远距离或震动放炮揭开突出煤层。 （ 4）在巷道与煤层连接处加强支护。 2、在地质构造破坏带应尽量不布置石门，如果条件许可，石门应布置在被保护地区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道，然后再与石门 贯通。 3、石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时，该巷道应超过石门贯 14 通位置 5保持正常供风。 4、 石门揭穿突出煤层，必须按下列要求编制设计，并报上级主管部门批准。 （ 1）突出预测方法及预测钻孔位置，控制突出煤层层位和测定煤层瓦斯压力。 （ 2）建立安全可靠的独立通风系统，并加强控制通风风流和设施的措施。 5、石门揭穿突出煤层前，必须遵守下列规定： （ 1）石门揭穿突出煤层前，必须打钻控制煤层层位，测量煤层瓦斯压力或预测石门工作面的突出危险性。 （ 2）在石门工作面掘至距煤层 10m（垂距）之前，至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）不小于 前探钻孔， 并详细记录岩芯资料。地质构造复杂、岩石破碎的区域，石门工作面掘至 距煤层 20m（垂距）之前，必须在石门断面四周轮廓线外 5m 范围煤层内布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切地掌握煤层厚度，倾角的变化。地质构造或瓦斯情况等。 （ 3）在石门工作面距煤层 5m（垂距）之外，至少打 2 个穿透煤层全厚的测压（预测）钻孔，测定煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度指标与坚固性系数或钻屑瓦斯解吸指标等。准确得到煤层原始瓦斯压力值，测压钻孔应布置在比较完整的地方，测压孔与前探孔不能共用时，两见煤点之间 的间距不得小于 5m。 （ 4）为了防止误穿煤层，在石门工作面距煤层垂距 5m 时，应在石 15 门工作面顶（底）部两侧补打 3个小直径（ 42前钻孔，其超过前距不得小于 2m。 （ 5）当石门距突发煤层垂距不足 5m 且大于 2了防止误穿突出煤层，必须及时采取探测措施，确定突出煤层层位，保证岩柱厚度不小于 2m（垂距）。 （ 6）采用震动放炮措施时，石门掘进工作面距煤层的最小垂距为2m，如果岩石松软、破碎，还应适当增加垂距。 6、石门防治突出措施可采用排放钻孔的措施 ，在实施防治突出措施时，必须进行实际考察，得出 符合本矿井的有关参数。排放钻孔布置在石门周界处 35m 的煤层内，钻孔的 直径 75100m，钻孔间距根据实测的有效排放半径而定，一般孔底间距不大于 2m。钻孔布置见图 果预测指标降到突出临界值以下，措施有效。对于缓倾斜煤层，当钻孔不能一次打穿煤层全厚时，可采取分段打钻，但第一次打钻钻孔长度不得小于 15m，进入煤层掘进时，必须留有 5进到煤层顶（底）板时不在此限）。下一次的排放钻孔参数（直径、间距、孔数）与第一 相同。 二）煤巷掘进工作面防止突出的措施 采用超前钻 孔作为防止突出的措施。在第一次执行防止突出的措施或无措施超前距时，必须采用浅孔排放或其他防治突出的措施，在工作面形成 5m 的执行措施的安全屏障后，方可进入正常突出措施施工，确保执行措施的安全。超前钻孔直径一般为 75 120质条件变化剧烈地带也可采用直径 42钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不 16 得小于 5m，若超前钻孔直径超过 120m 是时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施。钻孔尽量布置在煤层的软分层中、超前钻孔的控制范围应控制到巷道轮廊线外 2 4m（包括巷道断面内煤层）。超前钻孔的孔数应根 据钻孔的有效排放半径确定，钻孔的有效排放半径必须经实测确定。煤层赋存状态变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数。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。 石门排放钻孔布置见下图 4超前钻孔有效半径测定方法，钻孔流量法： 1）沿工作面软分层 3 5个相互平行的测量钻孔，孔径 42长 57m，间距 2）对 各 测量钻孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为 1m； 17 3）钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，每隔 2 10定 1次，每一测量孔测定数不得少于 5次； 4）在距离最边缘测量孔孔中心 ，打一个平行于测量孔的超前钻孔（直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径），在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度，时间和各测量孔的瓦斯涌出量变化； 5）超前钻孔打完后，每隔 2 10 6）打超前钻孔打完后测定 2h; 7）绘制出各测量孔的瓦斯涌出量的变化图； 8）如果连续 3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打前钻孔 增大 10%，即表明该测量孔处于超前钻孔有效排放半径之内。符合测量孔距排放钻孔的最远距离，即为超前钻孔的有效排放半径。 三）采煤工作面防 治突出措施 有突出危险的采煤工作面可采用超前钻孔或松动爆破等防治突出措施。采煤工作面若采用松动爆破防治的措施，适用于煤质软硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔沿采煤工作面每隔 2 3深不小于 3m，炮泥封孔长度不得小于 1m。措施实施后，必须经措施效果检验有效后方可进行采煤。采用松动爆破防治突出措施的超前距不得小于 2m。 第 六 章 防治突出措施的效果检验 1、石门揭煤工作面防治突出措施的效果检验 石门防治突出的措施执行后，采用钻屑指标方法检验措施效果。 18 检验孔孔数为 4 个，其中石门中间 1 个，并位于此时孔 之间，其它 3个孔位位于石门上部和两侧，终孔位置位于措施控制范围的边缘线上。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效；反之，认为措施无效。并填写防治突出措施的效果检验单报矿技术负责人审批。 2、 煤巷掘进工作面防治突出措施的效果检验 煤巷掘进工作面执行防治突出措施后，按钻屑指标法进行措施效果检验，检验孔深应小于或等于措施孔， 并应布置在两个措施孔之间，如图 4果测得的指标都在该煤层突出危险临界值以下，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 ，都必须采用防止突出的补充措施并经效果检验后，方可采取安全措施施工。并填写防止突出措施效果检验单报矿技术负责人审批。 当检验孔深等于措施孔深（检验与措施孔深均采用钻孔向巷道掘进方向的投影孔深时）经检验措施有效后，必须留有 5m 的投影孔深的超前距。当检验孔深小于措施孔孔深，且而孔投影孔深的差值不小于3检验措施有效后，可采用 2 掘进工作面措施效果检验孔布置图 419 3、采煤工作面防治突出措施的 效 果检验 采煤工作面采用松动爆破措施时，可采用钻屑指标法检验防治突出措施的效果检验 孔应打在措施之间隔，检验结果的各项指标都在该煤矿层突出危险临界值以下，则认为措施有效；反之，认为措施无效。在 措施 效果无效区段，必须采取补充防治突出的措施，经检验措施有效后，方可采取安全措施施工，并有专职瓦斯检查工经常检查 瓦斯，应并留有不小于 2 第 七 章 安全防护措施 井巷揭穿突出煤层或在推出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。采用远距离放炮、避难所、压风自救系统和隔离式压缩氧自救器。 1、采用远距离放炮时，放炮地点应设在进风侧反向之外或避难所内， 放炮地点距工作面的距离根据实际情况由 县煤炭局总工程师确 20 定，放炮员操纵放炮的地点，应配合压风自 救 系统或自救器。对于本矿在建井初期进行区段运输石门、回风石门以及在煤层 中掘进放炮时，井下所有人员都撤到井口以外的地面安全地点后再放炮。 2、远距离放炮时，回风系统的采掘工作面及其他有人作业的地点，都必须停电撤人，挂警示牌防治人员进入回风系统中，放炮 30可进入伽马。 3、井下设置避难所的要求： 1）避难所设在采掘工作面附近和放炮员操纵 放炮 的地点，避难所的数量及其距采掘工作面的距离应根据 具体条件 由矿技术负责人确定； 2）避难所必须设置向外开的隔 离门，室内净高不得低于 2m，长度和宽度应根据同时避难的最多人数确定，难所内支护采用砌碹支护并保持良好，设有与矿井地室的直通电话； 3）避难所内根据避难最多人数配备足够数量的自救器。 1）压风自救系统安设在井下压缩空气管路上； 2）压风自救系统应设在距采掘工作面 25 40m 的巷道中，应每隔 50 3）每组压风自救系统一般可供 5用，压缩空气供给量每人不得小于 5、在矿井建设初期，为防掘进工作面在不放炮时 发生突出事故，在工作面后方 50难所，避难所内设置压风自救器系统，压 21 风自救器和压缩氧自救器按最多井下工作人员数确定配置。压风系统随时保证供风。 6、在有突出的危险采区和工作面，电气设备必须有专人负责检查、维护，并应每旬检查一次防暴功能，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。 7、突出的煤及时清理，对突出的孔洞应充填或支护，若发生大型突出不要放出空洞的松散煤体，以免造成空洞垮塌或引起再次突出，及时砌碹或注浆封闭空洞以免引起煤的自燃。 8、本矿的运输顺槽绕道、回风顺槽绕道等岩巷掘进遇到煤线或接近地质破坏带时，必须有专职瓦斯检查工经常 检查瓦斯，发现瓦斯大量增加或其他异状时，必须停止掘进，撤出人员，进行处理。 9、煤巷、半煤岩巷及有瓦斯涌出岩巷的掘进通风方式都必须采用压人式。局部通风机采用专用变压器、专用电缆、专用开关，实现风电、瓦斯电闭锁，保证局部通风机可造运转。安装、使用局部通风机和风筒必须严格执行煤矿安全规程有关规定。 10、必须设置防突风门并符合下列要求： 必须设在掘进工作面的进风侧，以控制突出的时间的瓦斯能沿回风道流入回风系统； 防突风门必须设置两道牢固可靠的反向风门，风门墙垛 可用戌或混泥土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度不 得小于 垛可用厚度不得小于 框和门可采用坚实的木质结构，门框厚度不得小于100门厚度不得小于 500道风门之间的距离不得小于 4m； 22 放炮时风门必须关闭，对通过墙垛的风筒，必须设有隔断装置。放炮后，矿山救护队和有关人员进入检查时，必须把风门打开顶牢； 正向风门迎风流开启； 风门要求设置两组以上； 风门等通风构筑物的设置应坚固稳定，并加强通风管理，及时进行检查和维修。需要调节风量的绞车房回风道安设了调节风门，其技术要求与风门相同； 防突风门距离工作面的距离和防突风门 的组数，必须在作业规程中确定。 11、煤与瓦斯突出预测机防突措施效果检验仪器等器材： 序号 设备名称 数量 1 瓦斯放散初速度指标 1 台 2 真空泵 1 台 3 甲烷瓶（ 5%） 3 个 4 分样筛（孔径 13030 各 2 5 天平（最大称重 250g，感量 1 台 6 天平（最大称重 1000，感量 1 台 7 小锤 4 个 8 漏斗 4 个 9 煤样瓶 8 个 23 10 捣碎筒 2 个 11 计量筒 2 个 12 湿式气体流量计 4 台 13 秒表 2 块 14 定钻屑解析指标 1 台 15 1 台 16 瓦斯压力表（ 0 各 4块 17 紫筒管（管径 6 8 40米 18 钻机 1 台 12、矿井必须建立健全防突机构，配备专职防突队，严格 执行 “四位一体”的措施。 矿井防突机构在矿总工程师的直接领导下，成立防突队，由一名队长和 9名防突队组成，按照相关规 定 。必须编制防治突出措施计划，采取突出危险性预测、 定 和本设计配备防突设备和仪器、仪 表。 必须编制 防治突出突出措施 计划 、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施。 13、石门揭 煤 严格按照防治煤与瓦斯突出 规定 的要求进行。 14、专用回风巷的设置：该按突出设计，根据煤矿安全规程规定，必须设置忖用回风巷，矿井采掘比为： 1： 2，即一采二掘，专用回风巷必须满足以下要求： 各采掘工作面必须单独供风，有独立的回风巷巷道，严禁使用共用回风巷； 24 专用回风巷不得用于运料、安设电气防备； 专用回风巷不得用于行人。 15、矿井建设和生产过程中必须进一步测定 煤层瓦斯有关参数，及时调整和完善治理瓦斯的措施。 第 八 章 矿井瓦斯抽放 根据国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监督局）发布的第五号令第十条，高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井应建立完善抽放系统。 由于地质资料未提供各种瓦斯参数（如煤层的透气性能系数、煤层瓦斯压力、煤的孔隙率、瓦斯含量梯度，煤的瓦斯放散初速度等指标），因此，现阶段只能暂用估算法来进行矿井的瓦斯抽放设计，在今后生产过程中必须进行以上工作，确定各煤层参数， 并进行瓦斯等级鉴定，分析瓦斯来源和涌出规律，测定矿井绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量，待以上参数确 定后，在委托有相应资质的设计单位针对矿井的具体情况重新进行瓦斯抽放 设计。 一、矿井瓦斯抽放量 （ 1）瓦斯涌出量 烂泥田 煤矿 矿井 瓦斯绝对涌出量为 、 矿井相对瓦斯涌出量为 m3/t； （二）抽放瓦斯的必要性和可能性 1、必要性 25 根据 2003 年 7 月国家安全监督管理局（国家煤矿安全揭穿局）发布的第五号令：高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井应有瓦斯抽放措施，并装备安全监控系统。 2、可能性 衡量煤层可抽性的指标主要有三项： （ 1）煤层的透气性系数（） （ 2）钻孔瓦斯流量衰减系数（） （ 3）百米 钻孔瓦斯极限抽放量 （ 3、瓦斯抽放难易程度分类 煤层瓦斯抽放难易程度分类表 指标 难易程度 a（ （ 易抽放 14400 10 可以抽放 4400难抽放 2800 于矿井在地勘阶段未做相应的工作（如煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度等指标），因此，在今后开采过程中必须进行这项工作，以确定煤层进行预抽的可能性。 4、抽放瓦斯效果预计 1）瓦斯抽 放率 26 根据 定本矿钻孔瓦斯抽放率为 30%。 2）矿井瓦斯抽放量（瓦斯纯量）为 m3/ 二、瓦斯抽放 （一）矿井瓦斯来源分析 1、矿井瓦斯来源构成 矿井瓦斯来源分别来源于回采工作面、掘进工作面及采空区。 1）回采工作面瓦斯涌出构成一是来自开采煤层瓦斯涌出，二是来自开采煤层影响范围之内临近煤层瓦斯涌出，包括上临近层和下临近层，影响范围一般上临近层约 80m，下临近层约 60m。 2）掘进工作面涌出瓦斯构成一是来自掘进巷道煤壁涌出，二是来自掘 进落煤的瓦斯涌出。 3）采区瓦斯涌出量是指采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和。 4）矿井瓦斯涌出量为全矿内 部生产采区和以采区（包括其它辅助巷道）瓦斯涌出量之和。 2、采面瓦斯来源及涌出构成 一采区主采煤层为： 、 ，各煤层主要特征如下 表 可采煤层特征 煤层 工业分析 牌号 水分 %） 灰分%） 挥发分%） 全硫 %） 发热量 MJ/ M 27 M 0 M M M M （二）瓦斯抽放方法 1、抽放方法选择原则 选择抽放瓦斯方法，主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、煤层 赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等综合考虑。故本设计采用开采层顺层钻 孔预抽和采空区留管的抽放方法，同时为获得较好的抽放效果，本设计遵循“尽早投入抽放，预抽和先抽后采、先抽后掘互补”的原则。另外掘进工作面的瓦斯抽放，根据工作面瓦斯涌出量的大小采用随巷道掘进先抽后掘的方法。 2、抽放方法及其它瓦斯的防治措施 1） 抽放 目前该矿尚无煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰落系数等实测资料。参考水城矿区的一般经验，矿井设置高、低负压双系统进行瓦斯抽放，高负压系统用于本煤层预抽和解突，低负压系统用于采空区卸压抽放，实践证明是完全可行的。 a、先抽后采（本煤层高负压预抽） 由运输巷向煤层打钻，随 着回采面的推进 ，可起到预抽及采动卸压抽的作用。预抽开采煤层瓦斯，并通过抽放瓦斯管路将抽出的瓦斯排放到瓦斯抽放站。 b、采空区瓦斯抽放（低负压抽放） 28 对于 采空区瓦斯涌出量较大的工作面，可以采取采空区埋（留）管抽放的方式。即预先将抽放管路安装好，在采面推进过后，埋入采空区的管路实施抽放，使上隅角瓦斯流向发生改变。 在高瓦斯矿井采煤时，尤其是在煤层群的开采条件下，临近层、未采煤层、围岩、煤柱和工作面的丢煤都会向采空区涌出瓦斯。采空区瓦斯不仅在开采过程中向工作面涌出，而且在工作面采完密闭后也仍有瓦斯涌出。与本煤层预 抽瓦斯相比，采空区抽放量较大，但瓦斯抽放浓度相对较低，其瓦斯抽放量的大小取决于采空区瓦斯涌出量的大小和煤层自然发火倾向性的煤层时，在采空区瓦斯抽放的过程中，应经常检测温度等参数，当发现有自然发火征兆时，应采取控制 抽放或暂停抽放的措施。 低负压抽放钻场、钻孔及抽放管路布置见下图： 29 运输巷回风巷C、 掘进 巷道先抽后掘 在煤巷掘进工作面后 5m 处的巷道施工一个钻场。钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求、选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定。根据矿井的具体情况 ，每组钻场在煤巷两侧相交错布置，其规格为：长高 4m 掘进巷道高度 2m，采用梯工钢金属支护。相邻两组钻场之间的间距为 30m，抽放钻孔长 40m，先抽放后掘进 30m，再布置钻场、钻孔，进入下循环。 钻孔深度： 1#50m、 2#60m、 3#50m、 4#40m、 5#35m。 烂泥田 煤矿 先抽后掘抽放钻场、钻孔及抽放管路布置见下图： 30 150它瓦斯防治措施 本设计除建立完善的通风系统和可靠的瓦斯抽放系统外，还可考虑采取如 下 措施综合防治瓦斯： （ 1）建立先进的安 全生产监控系统，对矿井瓦斯、风速等进行连续自动监测，及时、准确地掌握和了解井下通风、瓦斯等情况。 （ 2） 配备个体巡回检测 设备等安全仪表，通过巡回检测，随时了解井下瓦斯隐患情况，防患于然。 （ 3）在生产过程中，严格执行煤矿安全规程中的有关规定，加强通风瓦斯检查、管理工作。并加强矿井瓦斯地质等基础工作，为矿井通风瓦斯科学管理提供可靠的依据。 3、抽放巷道的选择 本矿在工作面运输巷设置瓦斯抽放钻场， 要求 瓦斯抽放率 大于30%； 4、钻场布置、钻场参数确定 钻场设在运输巷，沿煤层打钻孔。钻孔参数有： （ 1）钻孔直 径：设计考虑 60 110 31 （ 2）钻孔长度：尽可能长，一般沿层钻孔工作面长度的 70 （ 3）钻孔间距： 10 20m； （ 4）孔口负压： 6700 101505 （ 5）封孔： 可用膨胀水泥，封深 5 5、封孔方法、材料及封孔长度 封孔方法、材料的选择应根据抽放方法及孔口所处煤（岩）层位、岩“ 造等因素综合确定：岩壁钻孔易采用封孔器封孔，封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求；煤壁钻孔易采用充填材料进行压风封孔，封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新材料，在钻孔所处围岩条件较 好的情况下，亦可选用水泥砂浆或其他封孔材料。 封孔长度：孔口段围岩条件好、构造简单、孔 1： 3 负压中等时，封孔长度可取 8m；孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时，封孔长度可取 10m；在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取 10m。 钻孔封孔质量检查标准（ ：预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于 40%；临近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口口瓦斯浓度不应小于 30%；当钻孔封孔质量达不到上述标准时，应加大封孔段长度。 6、设备选择 及 主要检测仪表 选用国产 防爆型钻机，其钻进深度可达 100m，开孔 直径95孔直径不小于 65机功率 11 （三） 抽放 管路 系统及抽放设备选型 1、 矿井瓦斯抽放方式 32 在 3148回风巷中设置低负压抽放管道；在 3148运输巷中设置高负压抽放管道，将 3148运输巷钻孔内抽出的瓦斯由瓦斯管路经 3148运输巷、回风斜井，最后到瓦斯抽放站排放，不考虑瓦斯利用。 在 瓦斯 抽放泵输入管路中安设温度传感器、瓦斯流量传感器、管道压差传感器、高瓦斯浓度传感器。当输入管路中的瓦斯浓度低于 25%时应发出声、光报警信号。 2、抽放管路管径、材 质、规格 抽放管路管径按下列计算： d=式中： m） m3/ m/s） ,一般去 5s 根据 井、采煤工作面、掘进工作面绝对瓦斯涌出量分别为 30%的抽放率、 25%的抽放浓度计算，抽放主管、支管管径计算如下： （ 1）抽放主管管径 D=选择抽放主管内径为 200 （ 2）采煤工作面抽放支管管径 d=采煤工作面选择抽放支管内径为 150 （ 3）掘进工作面抽放直挂管径 33 D=掘进工作面选择抽放支管内径为 100 3、瓦斯管的连接方式 用弹簧软管将钻孔瓦斯抽放 管与钻场汇流相连，汇流管与钻场瓦斯管连接后于巷道中的瓦斯抽放连接。瓦斯抽放主管道均采 用法兰盘螺栓坚固连接，中间夹橡胶密封圈，为安装方便，抽放管路拐弯处也可采用弹簧软管代替铁管。 （四）抽放管路阻力计算 根据 0根据公式 ，从而得出总阻力 式中： 管路的摩擦阻力， m 混合瓦斯对空气的相对密度， Q 管路的混合瓦斯流量， m3/h 系数，根据管径选择为 d 瓦斯管内径， 中混合瓦斯对空气的相对密度按下式计算 =1 瓦斯密度，去 m3 混合瓦斯中位数浓度； 空气密度，去 m3 混合瓦斯中空气浓度 根据上式计算，抽放管路总阻力损失为 14065 34 烂泥田 煤矿 瓦斯管路阻力计算表 管路名称 相对密度 瓦斯流量（ m3/h） 系数 管 径(管路长度（ m） 阻 力（ 管路总阻力（ 主管 70 0 1000 10227 分管 82 5 950 3837 分管 1 0 950 850 合 计 14914 五 ）瓦斯压力计算 瓦斯抽放泵压力，必须能克服抽放管路网系统总阻力损失和保证抽放的钻孔有足够的负压，以及泵的出口正压的需求。 按一下公式计算： H 泵 =（ H 总 +H 孔 +H 正 ） 中 H 泵 瓦斯泵的压力， 抽放管路总阻力损失， H 孔 抽放钻孔所需负压，一般取 H 孔 =90H 正 瓦斯泵出口正压，一般取 H 正 =10K 抽放备用系数，取 K= 泵 =（ 孔 +H 正 ） 0+10） 255六） 瓦斯泵的选型 通过以上计算，在进行市场调查和对设备参数对照后，本设计选择2技术规格性能如下： 35 最大抽气速率 20m3/机功率 37速 1100r/80v。瓦斯泵数量为四台，其中二台运转，二台备用。采用高、低负压双系统进行瓦斯抽放，安设高、低负压二趟管径为 320 抽放主管路，高负压系统用于本煤层预抽和解突，低负压系统用于采空区留管抽放。 瓦斯泵的选型 名 称： 2 极线压力 3300速功率 1480r/大抽速 52 功率 75千瓦 电机功率 75千瓦 （七）管路敷设及附属装置 1、井下瓦斯 管 路敷设要求 （ 1）、 为防止瓦斯管路锈蚀，安 装前应对管内外涂抹腐剂。防腐材料可用经过热处理的沥青、油漆 等。 （ 2）