大方县坪子煤矿防突项目设计方案.doc

大方县坪子煤矿防突项目设计方案第一章矿井概况及地质特征第一节矿井概况一、交通位置情况大方县百纳乡坪子煤矿位于大方县的北东，行政区划属大方县龙百纳乡龙竹村管辖，矿区直距大方县城约25公里，矿井距贵毕高等级公路40km，距扎佐火车站168km，有大（方）金（沙）公路，即326国道线从矿区旁通过，矿井距大方电厂约46km，对外交通方便。详见交通位置图。坪子煤矿图1-1 大方县坪子煤矿交通位置图二、井田开发情况矿井位于百纳乡龙竹村境内，矿区直距大方县城约25公里，。该矿开拓系统完善，采用斜井开拓，共有3个井筒，矿区内可采煤层为M60煤层，厚度1.301.80米，一般厚1.50米左右，煤层平均倾角28。本矿为新建矿井，矿区范围内没有矿井进行过规模化开采，只有小窑在煤层露头一带进行巷采，采深较浅。根据矿井详查地质报告资料得知小窑开采破坏均在风氧化带内。三、水源及电源1）水源经现场实地调查了解，矿井供水水源可由两部分组成。地面生产、生活及消防水源为矿井附近的溪沟水，水质、水量能满足矿井用水要求。井下生产、消防水源为处理后的矿井井下排水。2）电源矿井设计采用双回路供电：双回路电源来自35KV百纳变电站不同母线端，供电距离为4 km，导线型号LGJ-50， 矿井目前已形成双电源回路供电，保障供电安全。四、保护层的选择区内设计可采煤层仅有一层，即M60煤层，因此，本设计不涉及保护层选择。根据贵州省能源局文件（黔能源发2010304号）关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复的批复，大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。五、井田开拓方式开拓方案：斜井开拓，中央并列式通风。本次变更设计共布置有三条井筒，利用原主斜井改造后作为变更后新系统的副斜井，利用原副斜井改造后作为变更后新系统的主斜井，利用原回风斜井作为变更后新系统的回风斜井。该矿煤层倾角1440。平均倾角28，主斜井布置于M60煤层底板的岩层中，掘进方位角339，倾角22，掘进529m后至+1400m水平标高，在该标高附近布置1400车场、水泵房；副斜井布置于M60煤层底板的岩层中，掘进方位角339，倾角25，掘进470m后至+1400m水平标高，并通过1400车场与主斜井贯通；回风斜井井口标高为+1597m，以掘进方位角339，倾角15，掘进325m由底板揭M60煤层，接着以掘进方位角339，倾角35掘进32m。最后再以掘进方位角339，倾角25，掘进211m至+1400m水平标高与主、副井贯通，回风斜井总长568m。主斜井、副斜井、回风斜井与煤层之间采用石门联系。根据该矿煤层赋存特点及巷道布置情况，将矿井划分为二个水平，水平标高分别为+1400、+1295。根据矿井实际情况，将整个矿井划分为四个采区，即水平标高及F正断层为界划分采区：F正断层以东、+1400水平以上为一采区；F正断层以东、+1400水平以下为二采区；F正断层以西为三、四采区。，采区划分情况详见开拓系统巷道布置图。以 水平标高及F正断层为界划分采区：水平及采区划分是合理的。六、煤层开采顺序本矿设计可采煤层仅有M60煤层，采区开采顺序：为一采区、二采区、三采区、四采区。采区内区段下行式，区段内煤层下行式，工作面后退式开采。七、采煤方法1）采煤方法的确定根据矿井开拓方式、采区巷道布置及煤层赋存特点，本矿井采用走向长壁后退式采煤法，阶段内煤层的开采顺序为从上到下。2）采煤工作面的回采工艺及装备工作面设计采用炮采工艺。煤电钻(ZMS1.2型)打眼，放炮落煤，人工攉矿，刮板机运输运输（下口40m这一段实际倾角为20），工作面配备1台SGB420/40T型可弯曲刮板输送机；工作面运输巷配备3台SGB620/40T型可弯曲刮板输送机和1台DTL-65/10/40皮带机。采煤工作面采用DW18-30/100（18001035，伸缩量765mm）液压支柱配合HDJA-1000绞接顶梁支护顶板，工作面安设运输机，采用“四、五”排 控顶。全部跨落法管理采空区。直接顶不稳定时，投产后视顶板情况，可加强顶板支护，老顶坚硬难冒时可采取强制放顶措施，若底板吸水后膨胀时，支护时可在支柱底部加垫板，防止支护插入底板。八、支护形式工作面设计采用炮采工艺。煤电钻(ZMS1.2型)打眼，放炮落煤，人工攉矿，刮板机运输运输（下口40m这一段实际倾角为20），工作面配备1台SGB420/40T型可弯曲刮板输送机；工作面运输巷配备3台SGB620/40T型可弯曲刮板输送机和1台DTL-65/10/40皮带机。（1）本矿采煤工作面采用DW18-30/100（18001035，伸缩量765mm）单体液压支柱配合HDJA-1000绞接顶梁支护顶板，工作面安设运输机，采用“四、五”排 控顶。两道选用DW22350/100D型外注式单体液压支柱配HDJA1200型金属铰接顶梁作超前加强支护。（2）掘进工作面：巷道掘进采用钻爆法施工，配备二个掘进头。第二节 地质特征一、矿区地层矿区及邻近区域出露地层有：二叠系中统茅口组，二叠系上统长兴组、龙潭组，三叠系下统夜郎组及第四系。由老至新为：1、二叠系中统茅口组(P2m)出露于东南部矿界外，为灰、浅灰色厚层状细晶灰岩，含蜓类动物化石，厚度100m。2、二叠系上统龙潭组（P3l) 出露于矿区东部及其矿界边缘，系一套海陆交互相沉积为主的含煤建造。根据岩性不同分为三段：第一段（P3l1）：由浅灰至深灰色薄-中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹粉砂岩、灰岩、钙质粉砂岩、粘土岩、煤层及煤线组成，底部为硫铁矿粘土岩，含可采和局部可采煤层4层（M60、M70、M73、M80）其中M60、M80（高硫）为稳定可采煤层。第二段（P3l2）：由浅灰、灰色、深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹菱铁岩、灰岩、砂质灰岩、炭质泥岩、煤层及煤线组成，含M54、M57两层局部可采煤层。含蕨类植物化石。第三段（P3l3）：由灰至深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩夹菱铁岩、泥灰岩、煤层及煤线组成，含M18、M51两层局部可采煤层。3、二叠系上统长兴组（P3c)为灰色中厚层细晶灰岩，含燧石团块及燧石条带，含腕足动物化石，厚7-10m。4、三叠系下统夜郎组（T1 y)出露于矿区东部，根据岩性组合分为沙堡湾、玉龙山、九级滩三段，分述如下： 沙堡湾段（T1 y1):为灰色中厚层状泥灰岩，夹粉砂岩、泥灰岩、粉砂质泥岩。厚47m。玉龙山段（T1 y2)：上部为灰色中厚层状隐晶灰岩，下部为灰色薄至中厚层状泥质灰岩夹泥质条带，含瓣鳃类动物化石，厚200210m。九级滩段（T1 y3)：为紫色、紫灰、黄灰色薄至中厚层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩、泥岩、泥质灰岩，含双壳类动物化石。厚度大于200m。5、第四系（Q）为黄、浅黄、褐、红褐色粘土、碎石土，厚05m。二、含煤地层龙潭组为主要含煤地层，出露于矿区东部及其矿界边缘，系一套海陆交互相沉积为主的含煤建造。根据岩性不同分为三段：第一段（P3l1）：由浅灰至深灰色薄-中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹粉砂岩、灰岩、钙质粉砂岩、粘土岩、煤层及煤线组成，底部为硫铁矿粘土岩，含可采和局部可采煤层4层（M60、M70、M73、M80）其中M60、为稳定可采煤层。厚29-43m。第二段（P3l2）：由浅灰、灰色、深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹菱铁岩、灰岩、砂质灰岩、炭质泥岩、煤层及煤线组成，含M54、M57两层局部可采煤层。含蕨类植物化石。厚49-52m。第三段（P3l3）：由灰至深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩夹菱铁岩、泥灰岩、煤层及煤线组成，含M18、M51两层局部可采煤层。厚43-49m。三、构造及断层区内断裂构造主要为F断层，位于矿区西侧，走向呈北北西向，由大竹林进入矿区，经白沙大土，于王家寨北出矿区。矿区内断裂长约2.5km,为正断层，倾向近东，倾角80，垂直断距约40m，水平断距约5m，断层两盘岩层产状变化较大，东盘倾向3005，倾角1440，西盘倾向32560，倾角约17，主要断层特征见表1-2-1。表1-2-1 主要断层特征表断层名称性质走向倾向倾角/()落差/mF断层正断层北北西向近东8040m综上所述，矿井构造复杂程度属中等类型。四、可采煤层与煤质1、可采煤层本矿目前设计可采煤层仅有M60没煤层，M60煤层原称M4煤层，位于P3l1顶部，距茅口组顶界2840m，距标志层B2为23m，顶板多为粉砂岩、泥质粉砂岩，局部为粉砂质泥岩，较稳定，底板为粘土岩，稳定性差。煤层呈钢灰色，丝绢光泽，半暗半亮型，结构简单至复杂，夹矸02层，厚0.050.4m，夹矸由南向北增厚，致使煤层分叉。煤厚1.31.8m之间，变化趋势由南西向北东变薄。该煤层为主采煤层，全区稳定可采。矿井可采煤层特征见附表1-2-2。表122 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度夹 矸煤层倾角()顶板岩性底板岩性稳 定程 度最小-最大（m）平均煤厚（m）煤层变化规律厚度（m）层数M601.30-1.801.5沿走向变化不大一般0.050.4m0-214-40粉砂岩或泥质粉砂岩粘土岩全区稳定可采2、可采煤层煤质特征（1）煤层物理特征M60煤层：为钢灰色，丝绢光泽，半暗半亮型，块状，参差状断口，内生裂隙较发育。（2）煤的化学性质及工艺性能主要煤质评述依据为2003年3月1日实施的煤、泥炭地质普查规范中的主要煤质指标分级标准为依据。矿区内各可采煤层干燥无灰基挥发分小于10%，根据1986年10月1日起试行的中国煤炭分类标准，矿区的煤均为无烟煤，煤编号03。根据上述指标：矿区内可采煤层的煤质为中灰、特低低硫、高热值的无烟煤。主要用作发电用煤及民用煤。（3）化学性质、工艺性能及煤类主要煤质评述依据为2003年3月1日实施的煤、泥炭地质普查规范中的主要煤质指标分级标准为依据。矿区各可采煤层水分（Mad）、灰分（Ad）、挥发分（Vdaf）、固定炭（Fc）、含硫（Sst，ad）、发热量（Qnet，ar）化验均值见下表。表123 可采煤层煤质特征表煤层编号工业分析容重（t/m3）发热量(MJ/kg)煤质牌号水分Mad()灰分Ad()挥发分Vdad()硫分()M601.3327.808.310.391.424.807无烟煤矿区内各可采煤层干燥无灰基挥发分小于10%；根据1986年10月1日起试行的中国煤炭分类标准，矿区的煤均为无烟煤，煤编号03。3、煤的工艺性质（1）比重、容重：M60煤层容重值都为1.4t/m3 。（2）灰熔点：不详。据区域资料，矿区内煤层可能属较高软化温度灰煤层。（3）燃点：M18、M73煤层原样为390。（4）泥化性：不详，据区域资料，各煤层顶、底板及矸石泥化可采比小，在常温下沉降速度快，矿区内煤层可能属不易泥化煤。（5）固定碳含量：不详，据邻区资料，矿区内煤层应属高固定碳煤层。4、煤类矿区内可采煤层的煤质为中灰、特低硫、中热值无烟煤。5、用途主要用作发电用煤及民用煤。第二章 矿井通风简介一、瓦斯该矿为资源整合新设置矿权矿井。根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字20081547号）“对毕节地区2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”该矿井绝对瓦斯涌出量为0.36m3/min，相对瓦斯涌出量未见。依据AQ标准，预计矿井绝对瓦斯涌出量为7.64m3/min。相对瓦斯涌出量为40.3m3/t。根据贵州省能源局文件（黔能源发2010304号）关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复的批复，大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。根据关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见(黔安监管办字【2007】345号)，矿井按煤与瓦斯突出设计和管理，开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计，开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理，故本设计按煤与瓦斯突出矿井设计。二、煤尘爆炸性矿区内可采煤层1层（M60煤层），根据M60煤尘爆炸性鉴定，鉴定结果为煤尘无爆炸性，本设计按煤尘无爆炸性进行设计。三、煤层自燃倾向性矿区内可采煤层1层（M60煤层），根据M60煤层自燃倾向性鉴定，鉴定结果为不易自燃煤层，本设计按不易自燃煤层进行设计。四、煤与瓦斯突出情况根据贵州省能源局文件（黔能源发2010304号）关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复的批复，大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。根据关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见(黔安监管办字【2007】345号),矿井按煤与瓦斯突出设计和管理，开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计，开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理。建议业主尽快委托有资质的相关单位对该矿其他区域开采煤层做煤与瓦斯突出危险性鉴定。五、通风方式和通风系统通风方法：抽出式通风。通风方式：中央并列式。通风系统：矿井以主斜井、副斜井为进风，回风斜井为总回风构成的通风系统，首采工作面和备采工作面掘进面通风路线为：采面：1601回采工作面通风线路为：主斜井（副斜井）采面运输石门1601运输顺槽1601回采工作面1601回风顺槽采面回风石门回风斜井地面。掘面：(以1602运输平巷掘面为例) 副斜井区段运输石门(局部通风机压入)1602运输平巷掘进工作面回风石门回风斜井引风道地面。掘进工作面采用局扇压入式通风。详细情况见通风系统及通风网络图。六、矿井主要通风机和反风设施1、主要通风机矿井现有的选用防爆对旋式轴流通风机：FBCDZ6No14B二台（一台工作、一台备用），n980r/min；配用电机型号YBFe280S-6，功率45KW2；风量范围18.942.1 m3/s，风压范围5372029Pa，电压380V，能满足要求。故利用矿现在使用的两台FBCDZ6No14B防爆型抽出式轴流式通风机（一台使用，一台备用）。局部通风机: FBD5/27.5，电机功率27.5kw，该风机供风风量为200280m3/min，风压：3842930Pa。2、反风矿井利用轴流式通风机反转的方法反风。在反风时，利用电气控制柜中正反向控制倒闸，调换电机运转方向，达到矿井反风目的。这种反风方法不需设置反风道，比较经济。反风必须在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机供风量不应小于正常风量的40%。反风设施每季度检查一次，每年进行一次反风演习。矿井通风系统有较大变化时，也要进行一次反风演习。主要通风机在停风期间，必须打开防爆门和有关风门，以便充分利用自然通风。2）反风系统及设施在通风系统中各种通风设施的配置已考虑，保证反风系统的形成，反风时的通风路线（以1601采面为例）：主风机回风斜井采面回风石门1601回风巷1601采面1601运输平巷采面运输石门主斜井（副斜井）地面。据此：本矿通风系统可靠。- 55 -第三章 煤与瓦斯突出预测实践表明，突出只发生在某些局部地带，如果在大面积范围内处处采取防突措施，势必要投入大量的人力、物力，对矿井经济效益造成严重影响。区内设计可采煤层仅有一层，即M60煤层，根据贵州省能源局文件（黔能源发2010304号）关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复的批复，大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。同时M60煤层自建井以来未发生煤与瓦斯动力现象，其它的区域防突措施在本矿实施的可行性较差，故本矿无法实施区域防突，因此设计重点考虑局部防突。综上所述，该矿可采具有煤与瓦斯突出危险性，该矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计，开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理。矿井必须做好防治煤与瓦斯突出措施，在建设和生产过程中必须严格执行防治煤与瓦斯突出规定。大方县百纳乡坪子煤矿在建井施工和今后的生产过程中，最容易发生煤与瓦斯突出的工作地点如下：1、石门揭煤由于石门在揭煤时地应力相对较为集中，瓦斯压力大，同时在石门揭煤时，地应力、瓦斯压力须经过重新分配达到平衡这一过程，因此，石门揭煤时，动力现象比较严重。2、地质构造带由于地质构造使煤层及周边围岩发生不均衡变化，其地应力和瓦斯压力分配不平衡，当巷道掘进到地质构造带时，其发生突出的机理与石门揭煤类似，但其威胁较石门揭煤更为严重。3、煤层巷道掘进煤层在原生态时，其内部瓦斯压力在同一埋藏深度基本平衡，巷道掘进工作破坏了其原始平衡。4、回采工作面在进行工作面回采作业时，已采空的部分，煤层瓦斯压力、采场集中应力及矿山压力得到释放，未开采部分的地压及瓦斯压力必定释放向采空区域，形成动态压力变化，这种变化在回采工作面中部比较明显。第一节 煤与瓦斯突出类型按瓦斯动力现象力学的基本特征，可分为：突出、压出和倾出。根据大方县百纳乡坪子煤矿煤层地质赋存条件，在开采过程中，容易发生突出的类型为突出。大方县百纳乡坪子煤矿平均地层倾角为28，构造属中等类型，煤层厚度变化不大，在进行煤层巷道掘进时，发生压出和倾出的可能性较大；由于大方县百纳乡坪子煤矿井田分成东翼和西翼进行分采，所以形成的回采工作面倾斜长度短，一般不超过150米，走向也不长，一般不超过1000米，在形成回采工作面后，发生压出和倾出的可能性也较大，为了防治该矿的各种危害，所以煤矿必须采取相关防压出和倾出的措施。第二节 煤与瓦斯突出预测一、石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭开煤层前，可采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其它经过试验证实有效的方法来预测工作面的突出危险性。石门揭开突出煤层前，本矿可采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性。即在石门掘进工作面距煤层最小法向距离7m前进行，利用探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔或至少打3个直径为5070mm的预测钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标(h2或K1)。具体方法为：(1)重量法：每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用弹簧秤称重。(2)钻屑解吸指标的测定方法：a、钻屑解吸指标h2的测定：打钻时在预定的位置取出钻屑，用孔径1和3mm的筛子筛分钻屑(1mm的筛子在下，3 mm的筛子在上)，将筛分好的13mm粒度的试样装入MD-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)，自钻孔打至该采样段起经3min后，启动秒表，转动三通阀，使煤样瓶与大气隔离，在2min时记录解吸仪的读数，该值即为h2，单位为Pa。b、钻屑解吸指标K1的测定：使用ATY型突出预测仪，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(1mm的筛子在下，3 mm的筛子在上)，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，最后把已筛分好的13mm的煤样装入到ATY仪器的煤样罐内，盖好煤样罐，准备测试。当秒表走到t0(12min)时，启动仪器采样键进行测定，经5min后当仪器显示t0时，用键盘输入t0，按监控键，仪器显示L0，输入L0，按监控键，仪器进行计算并显示Fi，此值即为K1值。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3-2-1所列的指标临界值预测突出危险性。表3-2-1 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h2(Pa)K1(ml/g.min1/2)干 煤2000.5湿 煤1600.4选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危险工作面；反之为无突出危险工作面。若为突出危险工作面，则必须在矿井的掘进及回采过程中采取预测预报、防治措施、效果检验和安全防护的“四位一体”的综合防突措施。二、煤巷掘进工作面突出危险性预测采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的步骤：（1） 在煤巷掘进工作面打3个直径为42mm、孔深810m的钻孔，钻孔应当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。如图3-2-1所示。（2）钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量Smax，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值预测工作面的突出危险性。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，如无实测数据时，可按表3-2-2所列的指标临界值预测突出危险性。（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。1巷道； 2钻孔图3-2-1 钻孔布置表3-2-2 用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值h2最大钻屑量SmaxK1危险性PaKg/mL/mml/g.min1/220065.40.5突出危险工作面20065.40.5无突出危险工作面实测的任一指标Smax值、 K1或h2值等于或大于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。三、回采工作面突出危险性预测在突出煤层中有下列情况之一者，应视为突出危险工作面：（1）在突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）采掘应力迭加的区域；（4）在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；（5）工作面出现明显突出预兆。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，即钻屑指标法，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3.5m。预测方法同上，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、工作面突出危险性的判定方法为：1）当取出的岩芯中大部分长度在150mm以上，且有裂缝围绕，个别为小圆柱体或圆片时，预测为一般突出危险地带；2）取出的lm长的岩芯内，部分岩芯出现2030个圆片，其余岩芯为长50100mm的圆柱体并有环状裂隙时，预测为中等突出危险地带；3）当lm长的岩芯内具有2040个凸凹状圆片时，预测为严重突出危险地带；4）岩芯中没有圆片和岩芯表面上没有环状裂缝时，预测为无突出危险地带。第四章 综合防突措施第一节区域性防突措施区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。一、保护层开采由于区内设计可采煤层仅有一层，即M60煤层，因此，本设计不涉及保护层开采。二、预抽煤层瓦斯在已鉴定煤层及鉴定无突出危险区域：可按照无突出危险来考虑。在未鉴定设计按照突出煤层考虑区域：具有突出危险性煤层，按照“应抽尽抽、应保尽保、先抽后掘、先抽后采”的瓦斯治理原则，突出煤层开采前，必须采取预抽瓦斯措施消突，经效果检验没有突出危险并经验收合格后方可组织试生产。预抽瓦斯防突的有效性指标，应根据矿井实测资料确定，无实测资料时，可根据煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）的规定：“突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合防治煤与瓦斯突出规定第四十九条规定：a、穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同；b、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第a项中回采巷道外侧的要求相同；c、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；d、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；e、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第a项中回采巷道外侧的要求相同；f、当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；g、厚煤层分层开采时，预抽钻孔应当控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法向距离，且仅限于煤层部分）。h、预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。根据贵州省能源局文件（黔能源发2010304号）关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复的批复，大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。因此，本矿在开采一采区M60号煤层+1400标高以上区域时暂不设穿层钻孔预抽M60煤层瓦斯。该矿M60煤层采用工作面顺层抽放和掘进面掘前预抽煤层瓦斯，建立地面永久性瓦斯抽放站，抽放一段时间检测M60煤层瓦斯浓度、瓦斯压力，确保抽放时间达到预抽效果，待瓦斯浓度降到8m/t或瓦斯压力降到0.74Mpa后，才能在井田西翼M60煤层中布置首采工作面，在井田东翼M60煤层中布置备用工作面。该矿后期开采M60煤层未做煤与瓦斯突出危险性鉴定区域时，设计在距M60煤层底板12m层位布置底板抽放巷，向上打钻孔预抽M60煤层的瓦斯。1）底板瓦斯抽放巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯自抽采巷向上（下）打穿层钻孔至煤层顶板岩石0.5m以上预抽煤层瓦斯。要求钻孔控制巷道两侧轮廓线外至少各15m。钻场布置：设计在专用瓦斯抽放巷每隔40m施工1个钻场。钻孔布置：钻孔长度35115m，倾角075，控制半径45m，呈扇形分布，每个钻场布置2050个钻孔。抽放负压与封孔长度：抽放负压13KPa，封孔长度不小于5m。本矿设计可采煤层仅有M60煤层，在开采一采区M60号煤层+1400标高以上区域时设置本层抽放，暂不设置底板瓦斯抽放巷进行穿层钻孔抽放。该矿后期开采M60煤层未做煤与瓦斯突出危险性鉴定区域时，设计在距M60煤层底板12m层位布置底板抽放巷，向上打钻孔预抽M60煤层的瓦斯。（1）石门揭煤预抽控制范围穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；见图4-1-1。图4-1-1 石门揭煤预抽控制范围（2）煤巷掘进预抽控制范围顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，要求钻孔控制巷道两侧轮廓线外至少各15m，当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；见图4-1-2。图4-1-2 煤巷掘进预抽控制范围（3）工作面预抽控制范围顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；见图4-1-3。抽放负压与封孔长度：抽放负压13KPa，封孔长度不小于8m。图4-1-3 采煤工作面预抽控制范围第二节 局部防突措施一、石门和井巷揭煤的防突措施揭穿突出煤层应按下列顺序进行：A、探明石门工作面和煤层的相对位置；B、在揭煤地点测定煤层瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性；C、预测突出危险时，采取防治措施；D、实施防突措施效果检验；E、用远距离放炮或震动放炮揭开或穿过煤层；F、在巷道与煤层连接处加强支护；G、穿透煤层进入顶(底)板岩石。1）钻孔排放瓦斯石门防治突出的措施可采用打排放钻孔的措施，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外35m的煤层内，钻孔的直径5089mm，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4-2-1。在排放钻孔控制范围内，如果预测指标降到突出临界值以下，说明措施有效。 4-2-1 石门排放钻孔布置图P测压孔； 128排放钻孔对于缓倾斜煤层，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5m的最小超前距离(掘进到煤层顶(底)板时不在此限)。下一次的排放钻孔参数(直径、间距、孔数)与第一次相同。2）石门揭煤前布置钻孔预抽煤层瓦斯当采取前述区域防突措施及局部防突措施仍不能很好防治石门揭穿煤层突出时，可采用石门揭煤前布置钻孔预抽煤层瓦斯，抽放石门揭煤区域煤层瓦斯应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施，钻孔的控制范围是井巷及石门揭煤处巷道轮廓线外12m，共计布置25个钻孔，钻孔布置详见图4-2-2。推荐的钻孔布置参数详见表4-2-2。图4-2-2 石门揭煤前瓦斯钻孔布置图二、掘进工作面预抽防突措施1）深孔超前抽、排放措施（即顺层掘进条带深孔超前抽、排放技术）：该矿采用超前钻孔作为防治突出的措施。在第一次执行防治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，方可进入正常防突措施施工，确保执行措施的安全。超前钻孔直径一般为75120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m，若超前钻孔直径超过120m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廓线外8m（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。超前钻孔有效半径测定方法，钻孔流量法：沿工作面软分层打35个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长57m，间距0.30.5m；对各测量钻孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为1m；钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔210min测定1次，每一测量孔测定次数不得少于5次；在距离最边缘测量孔孔中心0.5m处，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、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；超前钻孔打完后，每隔210min测定各测量孔中的瓦斯涌出量；打超前钻孔打完后测定2h；绘制出各测量孔的瓦斯涌出量的变化图；如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔增大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。此外在掘进过程中应沿煤层掘进巷道布置抽放管路先抽后掘，以降低周边煤岩层瓦斯含量，减少突出危险。顺层掘进条带深孔超前抽、排放钻孔布置见图4-2-3 图4-2-3 顺层掘进条带深孔超前抽、排放钻孔布置平面示意图2）有轻型或有适合掘进工作面操作的强力型防突钻机时也可不掘钻场，直接在掘进工作面安装钻机（含岩石电钻等）施工排放钻孔，孔深一般为20-30m，孔径为42-75mm。钻孔布置见图4-2-4。3）可配合采用水力润湿、水力疏松等煤体注水防突技术措施。4）适用条件：（1）瓦斯地质图上标明的严重突出危险地段（带）；（2）煤层松软、增厚或出现明显的突出预兆地段（如响煤炮、打钻时喷孔等）；（3）在未受卸压保护的煤层内掘进巷道时出现预测指标超限的地带。5）由防突室设计超前抽、排放钻孔，报工程师审批后，由抽放队负责施工。其具体要求是：（1）施工前，由抽放队技术人员现场标定钻孔参数，施工人员严格按要求施工；（2）施工过程中，施工人员必须将孔深、施工中出现的喷孔、卡钻等异常情况认真详细作好记录；（3）施工完毕，防突人技术员与抽放队技术人员一道及时测定钻孔的实际参数，并填绘于防突措施工作图上；（4）针对实际布孔情况，对“空档”部位采取补充措施，保证工作面前方煤体不留“孤岛”，做到均匀卸压。（5） 煤巷掘进工作面实施顺煤层超前长钻孔(长度20m及以上)预抽或排放措施，每次必须留足沿轴线方向投影8m的措施超前距离。图4-2-4 超前长孔排放布孔图顺煤层掘进条带浅孔排放措施1、适用条件：（1）煤层松软、有自喷能力地带；（2）采用松爆措施装药难于到位的地点；（3）煤层透气较好的区域。2、要求：（1）首先探明煤层厚度，掌握煤层变化情况。（2）排放孔应布置于软煤分层中，钻孔数量视煤层及其软分层厚度而定，原则是做到终孔位置的孔距小于排放直径，煤厚在1.5m以下布置一排孔、1.5m以上布置二排孔，保证控制范围以内的煤体充分、均匀卸压。（3）排放钻孔直径：42-75mm。（4）钻孔深度以8-20m为宜。（5）排放钻孔有效排放半径应根据矿井实际考察结果确定，暂无实测数据的矿井可参照：42mm钻孔的排放半径为0.5m、75mm钻孔的排放半径为0.75m执行。3、排放孔的控制范围：应包括巷道断面和巷道断面轮廓线外四周（指煤层内）不小于3-5m；煤层上帮适当增大至6-8m。必要时，可采用水力润湿或水力疏松煤体防突技术措施。钻孔布置见图4-2-5、图4-2-6。图4-2-5 超前排放钻孔单排布置图图4-2-6 超前排放钻孔双排布置图4、实施浅孔排放措施，掘进工作面必须留足沿轴线方向投影5m的措施孔超前距离。三、采煤工作面防治突出措施回采工作面开采前，应根据掘进过程中瓦斯涌出及揭露的地质构造、煤层赋存、煤体结构、矿山压力显现等情况，对工作面突出危险性进行综合分析，划分出不同突出危险等级地带，以便对工作面实行突出危险性分级分带管理。回采工作面采用钻孔法预测煤层的突出危险性，其方法可采取钻孔法、钻屑指标法或其它经试验证实有效的方法。1、采煤工作面预测孔间距：突出威胁带及实施了本层抽放孔控制的范围，沿工作面每隔10-15m布置一个预测孔；本层抽放孔未控制的范围间隔5-10m布置一个测孔；断层构造两侧510m范围内间隔34m布置一个测孔。孔长不得小于3.5m，一般为8-10m，孔径42mm。2、预测方法、测试参数、判别指标与掘进工作面相同。预测为无突出危险时，每个预测循环应留不小于2m的超前距（安全屏障）。3、预测孔必须布置在软煤分层或相对较软的煤分层内。4、采煤工作面预测孔前后循环必须错开布置。有突出危险的回采工作面可采用超前预抽、顺层抽放、顺层排放、松动爆破、注水湿润煤体等防治突出措施。超前预抽措施超前预抽应形成顺层预抽、底板穿层或邻近层预抽的抽放格局，根据大方县百纳乡坪子煤矿实际情况，大方县百纳乡坪子煤矿回采工作面倾斜长度一般不大于100米，可选择顺层预抽和工作面大口径（75mm）钻孔穿透工作面排放、卸压等措施进行预防煤与瓦斯突出，推荐选择大口径钻孔穿透排放、卸压和顺层预抽方法预防煤与瓦斯突出。顺层排放措施1、深孔排放措施该措施的孔径65-90mm，孔长不小于30-50m，孔距2-3m，可沿工作面上下顺槽布置钻孔。2、浅孔排放措施：该措施适用于煤层透气性较好、有自喷能力、煤层松软的回采工作面，它是沿工作面布置排放瓦斯钻孔。排放孔布置的有关参数应根据矿井实测数据确定，如果无实测数据，钻孔间距可采用：42mm钻孔的间距为1.5-2m，75mm钻孔的间距为2.5m，钻孔长度8-12m。排放孔必须布置于构造煤层或相对较软的煤分层内。回采工作面顺层预抽措施：在工作面回风巷向工作面施工平行钻孔，孔间距2-5m，下顺槽孔深70-80m。可参见图4-2-7。图4-2-7 采面预抽煤层瓦斯钻孔布置示意图大口径钻孔顺层穿透工作面排放、卸压措施该措施的孔径75-120mm，钻孔从工作面运输巷穿透至工作面回风巷，可沿工作面运输巷或回风巷布置钻孔。排放孔布置的有关参数应根据矿井实测数据确定，如果无实测数据，钻孔间距可采用：42mm钻孔的间距为1.0-1.5m，75mm钻孔的间距为1.5m，120mm钻孔的间距为2.5m。排放孔必须布置于构造煤层或相对较软的煤分层内。回采工作面大口径钻孔顺层穿透工作面排放、卸压措施：在工作面运输巷或回风巷向工作面施工平行钻孔，孔间距按上述原则确定。可参见示意图4-2-8。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突出的措施，适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔沿采煤工作面每隔23m打一个，孔深不小于3m，炮泥封孔长度不得小于1m，其超前距不得小于2m。措施实施后，必须经措施效果检验有效后方可进行采煤。图4-2-8 回采工作面大钻孔布置示意图四、动态监测工作面的瓦斯涌出1、重点防突掘进工作面可根据其瓦斯涌出预测其突出危险性，基本条件是：掘进工艺不变，坚持正规循环作业，风量、风流稳定，以回风流瓦斯传感器为准，且传感器距回风口位置不变。2、矿井瓦斯监测室对重点防突头面的瓦斯涌出情况进行连续监测，发现放炮后瓦斯最大浓度（波峰值）和超限时间等瓦斯涌出异常，必须立即向矿调度室及防突室通报；通风室长或技术负责人每天审阅监测曲线，对每天的瓦斯监测资料及时分析，发现瓦斯监测资料异常要及时查明原因，有突出危险必须采取果断措施并向工程师汇报。3、重点防突头面瓦斯浓度曲线由监测工每天打印交防突技术人员分析并存档。4、煤矿应有专人计算重点防突掘进工作面放炮后半小时内的吨煤瓦斯涌出量(V30)，并按下式计算 ：V30=Q30/T (m3/t)式中Q30爆破后30分钟内的瓦斯涌出量，m3； T工作面爆破落煤量，t。当V30达到或大于9.0 m3/t或其上升变化幅度达到25%时，工作面必须停止掘进。要查明原因，采取针对性措施处理；如查不出原因，分析有突出危险，则必须采取防突技术措施。五、加强对地质构造的预测预报并要做好以下工作：1、防突掘工作面编制防突措施前，必须有详实的地质说明书。掘进地质说明书应重点对地质构造 、煤层埋深、煤岩层赋存状况、瓦斯地质及煤层突出危险性进行预报。2、突出危险区内的防突掘进工作面施工前，应首先采用钻探、物探等手段探测前方地质情况。施工过程中如掘进迎头煤岩发生变化或各类钻孔出现异常，前方情况可疑、不清时，必须停止掘进，采取探测措施探明前方地质构造情况，并进行认真分析，形成书面分析资料，制定相应措施后方可恢复掘进。3、掘进过程中，地质人员应随时观测地质构造及其变化情况，发现异常应及时向矿工程师汇报，并向矿调度室、施工区、 队和防突室通报。4、在防突区域内作业的施工队技术人员应及时收集工作面煤层厚度、煤层结构破坏类型、地质构造等资料，若发现煤层或构造煤变化应及时向地测、防突室通报。突出危险区内的掘进工作面防治煤与瓦斯突出首先采用区域性防突措施，当效果检验参数超过临界值时，必须采用局部防突措施。主要的局防措施有超前钻孔抽、排放或经实践证实有效的其他措施。若采用松动爆破措施，则必须严格按原煤炭部煤安字（95）第507号文“关于松动爆破措施的补充规定”执行。六、深孔松动爆破措施1、适用条件（1）煤层较硬、自喷能力较弱地带；（2）突出强度较小的煤层。2、采用松动爆破措施必须执行下列规定：（1）松动爆破治理突出的措施必须经县煤炭主管部门总工程师批准后才准执行。（2）深孔松动爆破的孔径为42mm；孔长8-10.5m；控制工作面前方及巷道两侧轮廓线外不小于2m。（3）松动爆破的有效半径可按0.8-1.0m选用，钻孔数量按松动爆破的有效半径和巷道两侧轮廓线外控制的范围定。（4）松动爆破孔的装药长度为孔长减去超前距（5-6m），每孔装药长度为4-5.5m，装药的原则是未松动爆破段均应装药，尽量使煤体连续均匀松动卸压；每个孔装入3-4个电雷管，且装药必须到眼底。（5）装完药，先装入0.4m长的黄泥，