瓦斯抽放课程设计.doc

0.1 课程设计的目的意义矿井瓦斯灾害是煤矿五大灾害的首害，对企业安全生产威胁极大。瓦斯灾害防治是安全工程专业必修的主干核心课程，是培养从事矿业安全专业高技能人才必备的理论知识和职业技能。掌握本课程的基本理论和基本技能，做好瓦斯灾害防治课程设计对于防治瓦斯灾害，确保矿井安全生产和贯彻“安全第一”的方针，具有重要意义。同时通过课程设计可以巩固同学们所学的瓦斯灾害防治内容，并提高同学们将所学理论知识运用于实践的能力；是同学们熟悉采区防治瓦斯爆炸的安全技术措施，采掘工作面局部瓦斯积聚的治理措施，采掘工作面防治煤与瓦斯突出“四位一体”的综合措施的制定；考察同学们对矿井通风安全，瓦斯地质学等多门专业课的综合运用与设计；为生产实习和毕业设计打下坚实基础。0.2课程设计的对象和设计内容(1) 本课程设计的对象是义安矿YX001工作面。义安矿位于河南省洛阳市新安县正村乡，南距新安县城15km。义安矿是义马集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力为120万t。义安矿2007年被鉴定为突出矿井，可采的二1、二2煤层均为突出煤层。YX001采煤工作面位于突出危险区内，故采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。(2)内容包括：进工作面区域综合防突措施和局部综合防突措施；煤工作面区域综合防突措施和局部综合防突措施；煤工作面回采过程中瓦斯综合抽放技术措施。0.3 设计依据（1）防治煤与瓦斯突出规定（2009）；（2）煤矿安全规程（2010）；（3）煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）；（4）煤矿瓦斯抽放工程设计规范（GB50471-2008）；（5）煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）0.4 问题与建议（1）在工作面生产过程中，连续执行超前排放钻孔措施，孔深不低于15m，超前距不低于10m，钻孔间距按有效排放半径布置。（2）在工作面生产过程中，根据防治煤与瓦斯突出规定第五十七条连续进行区域验证；当超前排放钻孔、验证钻孔出现喷孔、顶钻等明显突出预兆以及敏感指标超临界值时，则工作面以后连续执行局部综合防突措施。（3）开展防突知识培训，编制防突应急预案，相关人员必须熟悉防突应急预案，掌握突出预兆和避灾程序、要点；当作业地点出现喷孔等明显突出预兆、瓦斯涌出量突然显著升高时，必须立即停电撤人，停止作业；待制定专项安全措施、查明原因、消除异常后，方可恢复作业。（4）由于老顶为厚度10m以上的大占砂岩，冒落性较差，具有一定的冲击危险性，在工作面生产过程中，应做好顶板管理和采面支护工作，严防冲击型灾害发生。（5）根据残余瓦斯含量测定结果、预抽钻孔施工过程中的异常情况和钻探见岩情况，对解吸量大于0.6m3/t的区域、构造异常区、厚煤区应进一步补充区域预抽措施，强化预抽效果。（6）严格执行防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程、煤矿瓦斯抽采基本指标等。目录1 矿井和工作面概况4 1.1 矿井概况4 1.2 工作面概况92 掘进工作面区域综合防突措施11 2.1 区域防突措施11 2.2 区域措施效果检验133 掘进工作面局部综合防突措施16 3.1 掘进工作面突出危险性预测16 3.2 掘进工作面防突措施18 3.3 掘进工作面措施效果检验20 3.4 掘进工作面安全防护措施214 采煤工作面区域综合防突措施23 4.1 采煤工作面区域防突措施23 4.2 采煤工作面区域措施效果检验255 采煤工作面局部综合防突措施27 5.1 采煤工作面突出危险性预测27 5.2 采煤工作面防突措施29 5.3 采煤工作面措施效果检验30 5.4 采煤工作面安全防护措施306 采煤工作面瓦斯综合抽放措施311 矿井和工作面概况1.1 矿井概况1.1.1 井田位置与范围义安矿位于河南省洛阳市新安县正村乡，南距新安县城15km，东距洛阳市40km。义安矿原称正村煤矿，是义马煤业集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力120万t。井田交通便利。陇海铁路在井田以南15km处通过，郑州潼关公路也在井田以南15km处通过。新安煤矿铁路专用线距本井田约5km。由新安县城至正村乡往北至北冶的公路由井田内通过，正村乡至石寺、仓头的乡级公路从井田西北部通过。具体交通位置如图1-1所示。义安井田图1-1 义安矿交通位置示意图义安矿北西以新安县石寺公司子崖煤矿、正村石泉煤矿、二道桥煤矿及新安煤矿深部边界（即二1煤层底板等高线-300m-200m）为界；北东以31勘探线为界，南东以二1煤层等高线-600m标高为界；南西以19勘探线为界；走向长约6.3km，倾向宽5.5km，面积约28.744km2。井田地理坐标为东经：11209431121445，北纬：344730345141。1.1.2 矿井开拓与生产义安井田位于新安煤田深部，二1煤层埋藏深度在550m950m，采用立井开拓方式。井田开拓方式为一对立井两个水平上下山开拓全井田，一水平标高-318m，二水平标高-500m，井底车场位于二1煤层顶板。初期投产采区为11、12两个采区，一个炮采、一个综采两个工作面保证矿井设计生产能力。-318m水平东西两翼布置胶带运输大巷、轨道运输大巷、回风大巷三条，层位位于二1煤层顶板10m左右的大占砂岩中，其中一条为专用回风大巷。采煤方法采用倾斜长壁采煤法，全部陷落法管理顶板。1.1.3 煤层与煤质本区含煤地层由老至新依次为太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组、地层总厚度582.25m；共划分8个煤段，含煤13层。区内可采煤层为二1、二2煤层。二1煤层全区可采，二2煤层为局部可采煤层，其它属不可采或偶尔可采煤层。（1）煤层二1煤层赋存于下二迭统山西组（P1s）下部，位于大占砂岩和二1煤层底板砂泥岩之间，上距砂锅窑砂岩约88.99m，下距L7灰岩12.60m。二1煤层层位稳定，井田内竣工的44个钻孔，其中见煤点42个，尖灭点1个，断失点1个，所穿见的见煤点中可采点41个，不可采点1个，煤层厚度014.30m，平均4.15m，属较稳定煤层。煤层结构较简单，一般夹矸12层。井田内二1煤层，层位稳定，结构较简单，顶底板条件较好，倾角610，一般多在5左右。二2煤层位于山西组中下部，上距砂锅窑砂岩64.30m，下距二1煤层24.69m，煤层稳定。井田内竣工的44个钻孔，全部穿过二2煤层层位。其中见煤点32个，尖灭点12个。所穿见的见煤点中可采点15个，不可采点17个。煤层厚度02.63m，平均厚度0.69m。煤层结构简单，一般含夹矸1层，属不稳定煤层。二2煤层属局部可采煤层，煤厚变化规律不明显，可采区域主要位于井田中东部。（2）煤质二1煤为灰黑色、具玻璃光泽，多呈粉状产品，组织疏松。煤芯中含大量黄铁矿结核，但分布不均。宏观煤岩类型属半亮型煤。二1煤层原煤灰分大部分属于低中灰中灰分煤，个别点灰分大于30%，属于中高灰分煤，全层平均灰分为21.42%。二2煤层灰黑色，粉末状产出，组织疏松，呈粉状产出，属半亮型煤。二2煤层全层平均灰分为23.12%。二2煤的视密度为1.43t/m3，真密度为1.51t/m3。原煤全硫含量平均为2.23%，属中高硫煤。原煤经1.5比重液洗选后，浮煤全硫为1.23%。原煤磷含量为0.0040.02%，属特低磷低磷煤。原煤干燥基高位发热量平均为27.912MJ/kg（6668大卡/kg）。综上所述，二1、二2煤层为低中灰、中高硫、特低磷、高发热量、粉状贫煤，一般以动力用煤和民用煤为主。1.1.4 井田地质构造义安井田位于新安向斜北翼，构造简单，总体上为一单斜构造，褶皱宽缓，仅F29断层附近有较大起伏。地层倾向南东，倾角515。二1煤层倾向100155，一般135；倾角315，一般47。F29断层为井田内发育的一条落差较大断层，断层位于井田中部，为一正断层，走向近南北，倾向西，倾角6570，落差530m（北大南小）。根据三维地震及瞬变电磁勘探资料，F29断层为强导（含）水，且F29断层存在分叉现象。根据三维地震勘探成果资料：勘探面积5.41km2，新发现37条断层（含F29断层分叉3条断层），首采区域内断裂构造发育密度为6.8条/km2，平均落差4m（F29断层除外）。该矿大褶曲宽缓，小褶曲较为发育，煤层存在起伏现象。综上所述，该矿构造复杂程度应属简单。1.1.5 矿井通风与瓦斯矿井通风： 义安矿通风方式为抽出式，目前为中央并列式通风系统，主、副井进风，中央风井回风。后期拟在井田深部边界附近，布置南风井，主、副井进风，形成中央分列式通风系统。矿井通风机为BDK-8-32型矿用对旋轴流通风机，风机叶片角为37.5/32.5 ，风量158m3/s，负压H1280Pa，静压效率72%。矿井瓦斯情况： （1）地质勘探期间瓦斯情况义安矿地勘期间共采集瓦斯煤样7个，全部采用解吸罐采取。25014孔因为采样不合格，不予采用。另外6孔野外解吸瓦斯含量分布不均，最小为160mL，最大为1204mL。2602孔位于断层附近，储藏条件较差，瓦斯容易逸散，其中甲烷含量全区最低为61.81%，其余各孔甲烷含量均大于70%，瓦斯采样分析结果见表1-1所示。由瓦斯试验成果来看，全矿井总瓦斯含量4.0212.19m3/t，平均为7.22m3/t，全部处于沼气带、氮气沼气带的范围，且沼气带、氮气沼气带相互穿插，分带与深度关系不明显。本区游离瓦斯占全部瓦斯含量的41.8693.55%，平均70.06%。表1-1 义安矿地勘期间测定的二1煤层瓦斯含量钻孔孔号采样深度（m）瓦斯成分瓦斯含量(m3/t)工业分析(%)CO2CH4N2MadAdVd2101685.70685.861.8688.299.844.020.7712.4213.262108975.00975.152.7992.195.027.740.7924.2712.322203800.55800.704.5772.8422.606.560.7911.5813.0525015856.58856.735.6879.5514.776.460.6011.0210.992602656.15656.302.3461.8135.856.360.8714.5412.452802548.65548.801.8495.572.5912.190.518.4212.34（2）瓦斯含量、瓦斯压力测定情况根据河南理工大学与义安矿合作研究的洛阳义安矿业有限公司防治煤与瓦斯突出总体设计报告，井下实测煤层瓦斯含量14个，结果见表1-2所示。其中二1煤10个，二2煤4个。其中FX004（12071）胶带顺槽开口32m处距二1煤法距8m右耳巷内、FX004（12071）轨道顺槽回风巷距开口10m两处所测含量因罐漏气而不可靠。由所测结果来看，可靠瓦斯含量在6.7514.52m3/t之间，平均为9.8m3/t。其中二1煤层瓦斯含量为6.7514.52m3/t；二2煤层瓦斯含量为9.409.76m3/t。根据河南理工大学与义安矿合作研究的洛阳义安矿业有限公司防治煤与瓦斯突出总体设计报告，利用水泥砂浆和胶囊粘液封孔技术对二1煤层和二2煤层进行了瓦斯压力的测定，共测定了12个煤层瓦斯压力（其中二1煤层7个，二2煤层5个），其结果见表1-3。其中东胶带绞车窝机修硐室附近的瓦斯压力为剔除了水压后的估计压力。义安矿二1煤层瓦斯压力为0.291.51MPa；二2煤层瓦斯压力为0.420.93MPa。表1-2 义安矿瓦斯含量测定结果表采样位置瓦斯含量(m3/t)煤层西胶带大巷A8测点以西74.1m12.61二1西胶带大巷A8测点以东160m处9.76二2东胶带（东回胶联络巷口）9.55二1西轨道第一中部车场与西回大巷联络巷口西26m巷道拐点前10m9.30二1西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处14.52二1西胶带A14测点以西63.5m9.40二2FD001(12011)胶带顺槽开口65m处11.87二1FD001(12011)专用回风巷开口15m处左帮顶下1.5m处开口6.40二1FD001(12011)轨道顺槽开口40m处左帮顶下1.5m处7.90二1西轨大巷距第一个岔口115m处左帮距底1.2m 处10.20二2FX004（12071）胶带顺槽开口32m处，距二1煤法距8m右耳巷内6.22二1FX004（12071）轨道顺槽回风巷距开口19.6m11.26二1FD001(12011)轨道顺槽距开口118m左钻场6.75二1FX004（12071）轨道顺槽回风巷距开口10m3.36二2表1-3 义安矿煤层瓦斯压力测定结果编号测压地点封孔方式压力值(MPa)测定煤层1西胶带A8测点向西86.6m聚胺脂、水泥沙浆0.37二12西胶带A8测点向西74.1m聚胺脂、水泥沙浆0.29二1 3西胶带A8测点向东160m 木塞、水泥沙浆0.45二24西胶带A8测点向东175m 木塞、水泥沙浆0.84二25东胶带距东回胶联络巷口西18m聚胺脂、水泥沙浆1.47二16东胶带东回胶联络巷口处聚胺脂、水泥沙浆1.51二17西胶带A8测点东80m胶囊黏液0.84二28西胶带A8测点东65m胶囊黏液0.93二29西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处（二1煤）木塞、水泥沙浆0.42二210西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处（二1煤）聚胺脂、水泥沙浆0.80二111西轨大巷第二车场内聚胺脂、水泥沙浆0.34二112FX004（12071）胶带顺槽开口32m处,距二1煤法距8m右耳巷内（二1煤）聚胺脂、水泥沙浆0.60二11.1.6 矿井煤与瓦斯突出情况义安矿位于河南省洛阳市新安县正村乡，南距新安县城15km。义安矿是义马集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力为120万t。义安矿目前共发生了3次瓦斯动力现象（其中在二1煤层发生2次，二2煤层发生1次）。义安矿2007年被鉴定为突出矿井，可采的二1、二2煤层均为突出煤层。YX001采煤工作面位于突出危险区内，故采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。1.2 工作面概况1.2.1 工作面位置范围YX001采煤工作面为YX采区第一个综采工作面，位于YX采区东部，西至YX002工作面，东邻生活区保护煤柱尚未开采，上邻FX采区，下至工作面切眼。地表分布有竹园沟等村庄，只有少数民房。YX001采煤工作面倾向长度731m，走向长度131.3m，地面标高+381.5+404.4m，工作面标高-316-318m。该采煤工作面工业储量557195.5t，可采储量529335.7t。1.2.2 工作面煤层赋存情况根据工作面掘进期间收集地质资料分析，该工作面煤层厚度较稳定，仅在轨道顺槽侧第四预抽巷以下至切眼轨道顺槽掘进中煤层厚度变化较大，煤厚19.7m，平均5.0m，受褶皱控制煤层产状及厚度变化较大。煤层倾角210。该工作面的煤层厚度详细情况见YX001工作面煤厚实测图（图2-1）。该区域二1煤层为黑色粉末状、属半亮型煤，煤层的结构简单，仅局部存在夹矸，夹矸多为一层厚度01.9m，岩性为泥岩、细砂岩。煤层富含FeS2结核，Ad=21.42%，Sd=2.23%。煤层不易自燃，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为55%。该工作面二1煤层伪顶局部发育，直接顶为砂质泥岩，该岩层局部发育，厚度02.5m，平均1.0m；老顶为中细粒石英砂岩（大占砂岩），厚2.517m，为本井田主要标志层之一。该工作面伪底不发育，直接底为粉（细）砂岩，厚度5m；老底为L7灰岩，厚8.0m，为本井田主要标志层之一。表2-1 YX001工作面原始瓦斯含量测定结果测定地点原煤瓦斯含量（m3/t）YX001胶带顺槽开口向里300m8.11YX001胶带顺槽开口向里290m6.89YX001轨道顺槽开口向里360m6.60YX001轨道顺槽开口向里456m5.65YX001胶带顺槽底排巷3#钻场右侧含量孔10.50 mYX001胶带顺槽底排巷2#钻场右侧含量孔12.88 m图2-1 YX001采煤工作面胶带、轨道顺槽沿掘进方向煤厚实测图1.2.3 工作面瓦斯地质情况在YX001工作面掘进过程中，采用井下直接法测定工作面煤层原始瓦斯含量值6个（见表2-1），其值域为5.6512.88m3/t，平均值为8.44m3/t。该工作面地质构造较简单，根据地面三维地震勘探资料，该工作面无断裂构造，仅有一条背斜。在掘进过程中，实际揭露断层7条，走向30155，倾向NE、NW, 倾角3578，落差0.92.8m。揭露断层对回采有一定影响。预计工作面内有隐伏地质构造，有待进一步揭露。2 掘进工作面区域综合防突措施2.1 区域防突措施2.1.1 机巷区域防突措施 机巷采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯,有效抽放半径R=2m，预抽钻孔直径75mm，深度为70m，钻场控制范围为L=40m.钻孔数为17个。钻孔开口间距间距3m，孔底间距为5m钻场布置：每隔40m布置一个钻场，钻场直墙半圆拱，锚喷支护，规格为宽4.5m，高3.2m，深4m，钻孔设计2排，每排17个，控制巷帮15m范围内达到消突效果。机巷区域防突措施孔布置图2.1.2 风巷区域防突措施 风巷采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。底板抽放巷距煤层10m，梯形断面，下宽3m、上宽2.5m、高2.5m。预抽钻孔的直径75mm、钻孔深度60m，两侧控制范围15m.钻孔数目16个。风巷区域防突措施孔布置图 煤层底板8m左右，预抽巷每隔30m或36m布置一个钻场，钻场直墙半圆拱，锚喷支护，规格为宽4.5m，高3.2m，深4m。每个钻场内布置16个钻孔，开口间距3m，孔底间距15m。2.2 区域措施效果检验2.2.1 机巷区域措施效果检验采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中，在采用残余瓦斯压力或残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。 本设计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。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时且检验期间无明显突出预兆时，视为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽措施无效。 预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度不大于120m，在回采工作面推进方向每间隔3050m，至少沿工作面方向布置1个检验测试点。回采工作面倾向长度为731m，每隔50m布置一个检测钻孔，共打钻15个，钻孔直径89mm，钻孔深度70m，控制正前至少60m范围，钻场直墙半圆拱，锚喷支护，规格为宽4.5m，高3.2m，深4m。采用钻屑瓦斯解吸指标（h2）、钻屑量（S）及钻孔瓦斯涌出初速度作为验证指标进行验证。经过钻孔取点测定瓦斯解析量，残存瓦斯含量为7.1m3/t，检验期间无明显突出预兆，符合防突规定要求，可视为无突出危险区。机巷区域防突措施检测钻孔布置图2.2.2 风巷区域措施效果检验 对穿层钻孔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3050m至少布置1个检验测试点。每隔50m布置一个检测钻孔，共打钻15个，钻孔直径75mm，钻孔深度70m，控制正前至少60m范围。钻场直墙半圆拱，锚喷支护，规格为宽4.5m，高3.2m，深4m。采用钻屑瓦斯解吸指标（h2）、钻屑量（S）及钻孔瓦斯涌出初速度作为验证指标进行验证。经过钻孔取点测定瓦斯解析量，残存瓦斯含量低于为8m3/t，检验期间无明显突出预兆，符合防突规定要求，可视为无突出危险区。风巷区域防突措施检测钻孔布置图3 掘进工作面局部综合防突措施3.1 掘进工作面突出危险性预测（区域验证）3.1.1石门揭煤工作面突出危险性预测 根据防突规定，石门揭煤突出煤层前，必须打预测煤层突出危险性钻孔、控制突出煤层层位的前探钻孔和测定煤层瓦斯压力钻孔。在石门工作面距离煤层10m以外，至少打3个穿透煤层全厚的钻孔，并进入顶（底）板不少于0.5m，详细记录岩心资料。同时在石门工作面距煤层5m以外，至少打2个穿透煤层全厚的钻孔，测定钻屑量和钻屑瓦斯解吸指标、煤的瓦斯放散速度和坚固性系数。前探钻孔布置图石门揭煤工作面突出危险性预测钻孔布置示意图 利用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的方法如下： 在石门工作面距煤层最小垂距为3m10m时，利用探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔或至少打两个直径为50mm75mm的预测钻孔，在其钻进煤层时，用1mm3mm的筛子筛分钻屑，用瓦斯解吸仪测定其瓦斯解吸指标（h2或K1）。h2：是指启动解吸仪2min的解吸仪读数。K1：煤样从煤体脱离暴露在大气中第一分钟期间每克煤样瓦斯解吸量。 钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值，应根据实测数据确定。 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。为无突出危险性工作面.表3-1 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值 如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。3.1.2煤巷掘进工作面突出危险性预测 在突出危险区域中掘进煤巷时，可采用钻孔瓦斯涌出初速度法、R值指标法、钻屑指标法及其它经证实有效的方法（钻屑温度、煤体温度，放炮后瓦斯涌出量等）预测煤巷工作面的突出危险性。 采用钻屑指标法对煤巷掘进工作面进行预测 采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，应按照下列步骤进行： 在每巷掘进工作面打2个（倾斜和急倾斜煤层）或3个（缓倾斜煤层）直径为42mm、孔深8m10m的钻孔。 钻孔每打1m预定钻屑量一次，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Sm和钻屑解吸指标K1或h2预测工作面的突出危险性。煤巷掘进工作面突出预测钻孔布置示意图采用钻屑指标法预测工作面突出危险性时，各项指标的突出危险临界值应根据现场测定资料确定。如无实测资料时，可参照表3-2的数据确定工作面的突出危险性。实测得到的任一指标Smax值、K1值或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。采用钻屑指标法预测突出危险性，当预测为无突出危险时，每预测循环应留有2m的预测超前距。表3-2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 如果实测得到的S 、K1或h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面3.2 掘进工作面防突措施3.2.1石门揭煤工作面防突措施 石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施。本设计采用超前钻孔预抽瓦斯进行石门揭煤防突。 实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最小法向距离为5m。在石门和立井揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时，钻孔直径一般为75120mm，本设计选取90mm直径预抽钻孔。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。钻孔的孔底间距为2-3m，均匀布孔，钻孔超前距为5m。石门揭煤工作面防突预抽瓦斯钻孔布置示意图3.2.2煤巷掘进工作面防突措施 采用超前钻孔预抽瓦斯进行煤巷掘进工作面防突。 煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时： 煤层倾角小于15，为近水平、缓倾斜煤层，巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围5m； 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。本设计选择75mm钻孔。钻孔超前距不得小于5m，本设计采用10m。 超前钻孔有效排放半径确定方法：沿工作面软分层打3-5个相互平行的测流量钻孔，孔径42mm，孔长5-7m，孔间距0.3-0.5m；对各测流量钻孔进行封孔，封孔长度不得小于2m，瓦斯测量室长度为1m，测流量金属导管直径6-8mm；钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯流量，并每隔10min测定一次，每一测量孔测定次数不得少于5次；在距最近测量孔边缘0.5m处，打一个平行于测量孔的超前钻孔，在打超前钻孔过程中，记录其孔长，时间和各测流量孔的瓦斯流量；超前钻孔打完后，每隔10min测定各测量孔的瓦斯流量；打完超前钻孔后的2h内，测定并绘出各测量孔的瓦斯流量变化曲线；如果连续三次测定测量孔的瓦斯流量都比打超前钻孔前增大10%，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效半径之内。 钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；煤巷掘进工作面采用超前钻孔布置示意图3.3 掘进工作面防突措施效果检验3.3.1石门揭煤工作面防突措施效果检验石门揭煤工作面防突措施效果检验可选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。石门揭煤进行防突措施效果检验，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验，检验孔数均不得少于9个，分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效。石门揭煤防突措施检验孔布置3.3.2煤巷掘进工作面防突措施效果检验 煤巷掘进工作面防突措施效果检验可采用下列方法：钻屑指标法；复合指标法；R值指标法；其他经试验证实有效的方法。采用钻屑指标法进行检验，检验孔应当不少于3个，深度应当小于或等于防突措施钻孔。如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效。3.4 掘进工作面安全防护措施3.4.1避难所设置的位置、装备和数量 根据防突规定第一百零二条，避难所应当符合下列要求： （一）避难所设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不得低于2m，深度满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少能满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5m2。避难所内支护保持良好，并设有与矿(井)调度室直通的电话； （二）避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴； （三）避难所内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。3.4.2反向风门的设置位置和要求 根据防突规定第一百零三条，反风风门的设置应符合以下要求： （一）在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。 （二）反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。 （三）反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m；墙垛厚度不得小于0.8m。在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。 （四）人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。3.4.3远距离放炮的要求 根据防突规定第一百零五条，远距离放炮应符合以下要求： （一）煤巷掘进工作面采用远距离爆破时，放炮地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难所内，放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据曾经发生的最大突出强度等具体情况确定，但不得小于300m；采煤工作面放炮地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于100m。 （二）远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。3.4.4矿井压风自救系统的设置和要求 根据防突规定第一百零六条：突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置，但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。 工作面避难所应当设在采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。根据具体条件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应当能够满足工作面最多作业人数时的避难要求，其他要求与采区避难所相同。 根据防突规定第一百零六条，压风自救系统应当达到下列要求： （一）压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上； （二）在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置：距采掘工作面2540m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加设置； （三）每组压风自救装置应可供58个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。4 采煤工作面区域综合防突措施4.1 采煤工作面区域防突措施 采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔、预抽瓦斯、松动爆破、注水湿润煤体或其他经试验证实有效的防突措施。本设计采煤工作面区域防突措施采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯。 采煤工作面采用超前排放钻孔和预抽瓦斯作为工作面防突措施时，钻孔直径一般为75120mm，钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数；超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效排放或抽放半径确定 （1）钻孔直径的确定:根据矿用的SGZ300型液压钻机、煤层条件以及经验，确定顺层抽放钻孔直径为91mm适宜。 （2）钻孔布置及方式：为了施工方便，同时不影响工作面回采，自工作面两顺槽切眼往后40m开始布置钻孔。布置方式即从工作面两顺槽沿着煤层的倾斜方向施工顺层钻孔；钻孔开孔高度：距顺槽底板1m以上。钻孔布置平面图钻孔布置剖面图 （3）钻孔深度的确定：根据实践经验和理论分析，钻孔越深，瓦斯抽放的效果越好。由于工作面倾斜长度为170m(，又从工作面的两顺槽布置钻孔，同时受钻机能力和回采进度的限制，在施工深长钻孔时，速度慢，易出现夹钻、吸钻、喷孔等展范围也很小，在这种情况下，缩小钻孔间距对提高瓦斯抽放率效果较显著；而且当钻孔密度达到一定程度时，对煤层还能起到增加卸压作用。该煤层瓦斯抽放半径为2m，因此钻孔间距最佳为.5m。钻孔间距示意图（4）钻孔角度参数确定：为了提高钻孔有效抽放段，利用工作面在回采时的卸压带，充分利用卸压带的作用来提高瓦斯抽放的效果，钻孔方位角与工作面顺槽方位成80-85的夹角，即向工作面方向偏.5-10钻孔倾角：在轨道顺槽施工的钻孔为俯角7-8，在运输顺槽施工的钻孔为仰角7-8。4.2 采煤工作面区域措施效果检验 第一百零一条 对采煤工作面防突措施效果的检验应当参照采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。但应当沿采煤工作面每隔1015m布置一个检验钻孔，深度应当小于或等于防突措施钻孔。 如果采煤工作面检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效。回采期间，在两顺槽各选取8个相邻的孔深.60以上顺层孔进行了连续不断的考察. (1)钻孔布置原则 1)在煤巷条带沿设计的巷道走向每隔2030 m至少布置一个检验测点，且每个检验区域不少于3个检验测点。 2) 在设计巷道两侧的一定范围至少各布置一个效果检验测点。 3)各检验测点应布置于抽放钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置。 4)效果检验测点应避开附近巷道的排放范围和工作面上一循环的预抽超前距。 5)在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。 (2)钻孔布置参数 根据工作面现场条件，采取3种效果检验测点布置方式均可(见图1)。 1)工作面布置3个效果检验测点，其中1检验测点设计在巷道左侧，距区域防突措施控制左侧范围线510 rn的位置；2检验测点设计在巷道中部；3检验测点设计在巷道右侧，距区域防突措施控制右侧范围线510 m的位置。一个点位于工作面前方2030 m，一个采样点位于工作面前方3545 m，一个采样点位于工作面前方5060 m的位置，同时其中需有一个采样点位于距区域措施控制边缘线5 m以内。 2)钻孔直径：65108 mm。 3)钻孔施工在煤层中部，平行煤层顶(底)板。 4) 效果检验钻孔可以施工三个，每孔布置一个测点，如果条件允许，也可以施工两个钻孔，其中一个钻孔布置两个测点，采两个样。5 采煤工作面局部综合防突措施5.1 采煤工作面突出危险性预测（区域验证） 1）相对煤巷掘进工作面而言，采煤工作面的突出危险性较小，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10m15m布置一个预测钻孔，孔深根据工作面条件选定，但不得小于3.5m。当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应保留2m的预测超前距。利用钻孔钻屑解吸指标法对采煤工作面进行突出危险性预测。测定参数如下： 当h2180Pa 工作面有突出危险h2180Pa 工作面无突出危险2）预测钻孔具体施工方法为：钻孔在工作面倾斜方向由下至上进行布置，第一个孔距下巷不得超过5m，最后一个孔距上巷不超过5m，中间孔沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测孔，钻孔平行于工作面推进方向，直径为42mm，孔深为8m。效检孔位于措施孔中间。钻孔每2m测定一次钻屑解吸指标，每4m时测定一次钻孔瓦斯涌出初速度。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为0.5m，根据每个钻孔的最大钻屑解吸指标和最大瓦斯涌出初速度确定本工作面是否具有突出危险性。采煤工作面突出危险性预测钻孔布置示意图3）在突出煤层中有下列情况之一者，工作面应预测为突出危险工作面：在突出煤层的构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入；煤层赋存条件急剧变化的区域；采掘应力的迭加的区域；在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；工作面出现明显突出预兆。5.2 采煤工作面防突措施工作面先经预测，若指标超限必须采取浅孔释放措施，钻孔直径7589mm，深度25m，间距1.25m(一排)，垂直工作面施工,钻孔角度由施工单位根据煤厚决定。经连续二次预测，预测指标小于临界值时，方可不采取措施直接回采。采用超前钻孔预抽瓦斯进行采煤工作面防突。 煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时：煤层倾角小于15，为近水平、缓倾斜煤层，巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围5m；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。本设计选择75mm钻孔。钻孔超前距不得小于5m，本设计采用10m。超前钻孔有效排放半径确定方法：沿工作面软分层打3-5个相互平行的测流量钻孔，孔径42mm，孔长5-7m，孔间距0.3-0.5m；对各测流量钻孔进行封孔，封孔长度不得小于2m，瓦斯测量室长度为1m，测流量金属导管直径6-8mm；钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯流量，并每隔10min测定一次，每一测量孔测定次数不得少于5次；在距最近测量孔边缘0.5m处，打一个平行于测量孔的超前钻孔，在打超前钻孔过程中，记录其孔长，时间和各测流量孔的瓦斯流量；超前钻孔打完后，每隔10min测定各测量孔的瓦斯流量；打完超前钻孔后的2h内，测定并绘出各测量孔的瓦斯流量变化曲线；如果连续三次测定测量孔的瓦斯流量都比打超前钻孔前增大10%，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效半径之内。钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；采煤工作面采用超前钻孔布置示意图5.3 采煤工作面措施效果检验1）工作面采取防突措施后，必须经过效果检验，具体检验方法同突出危险性预测方法。2）经过效果检验措施有效，工作面可以推进5m，但必须留有不少于20m的措施孔超前距和不少于2M的效果检验孔超前距。3）当工作面经过效果检验超限孔12个时，施工单位在效果检验指标超限钻孔前后15m范围的煤壁上，重新补打措施孔，再进行防突措施的效果检验。4）若超限孔达到3个或3个以上时全工作面执行局部防突措施，措施孔执行后再进行效果检验，直至措施有效，经总工程师批准后方可回采。5.4 采煤工作面安全防护措施1）压风自救在工作面回风巷距离安全出口2540m处安设一组数量为29个的压风自救系统，由此向外至联络巷口，每50m一组5个压风自救系统，有人员工作的地点，按实际工作人员进行安装，反向风门外安设一组10个压风自救；工作面下巷距工作面50100m，安装一组压风自救系统，数量为29个，由此向外每50m 安装一组压风自救系统，数量为每组5个；另有人员工作的地点安装一组压风自救系统，数量为25个。压风自救必须安装在上、下巷的人行道侧，管路安装顺畅，不得扭劲、拐急弯。压风自救开关阀门距巷道底板高度为1.51.8m。压风自救的风量不得小于0.1m3/min，供风压力不得小于0.4Mpa。 在压风管路进入工作面以前必须安装油、水分离器。施工单位负责压风自救的日常管理、维护，不得出现压风自救损坏、无风等现象,保证压风自救的完好。2）放炮放炮时工作面及回风巷人员全部撤到进风巷压风自救器处或回风防突门以外进行躲避，切断工作面和回风巷非本安型电源，并在巷外口的新鲜风流处设置警戒，严禁人员进入。爆破作业必须按作业规程要求选用煤矿3#乳化炸药和毫秒延期电雷管，最后一段延期不得超过130毫秒。坚持使用水炮泥。装药孔应用炮泥封到孔口，所有不装药的孔都应用炮泥充填，充填深度应大于爆破孔深度的1.5倍。进入该工作面的所有人员必须随身佩带隔离式自救器，并能正确熟练使用。6 采煤工作面瓦斯综合抽放措施鉴于该区域无保护层可采，为了确保YX001采煤工作面回采安全，采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。同时，在采煤工作面回采过程中，执行边采边抽强化措施、上隅角埋管抽放措施和风巷高位钻孔抽放措施。边采边抽强化措施：由机风两巷做钻场，向采面施工斜交钻孔，钻场间距50m。在采煤工作面机风两巷每隔50m 分别施工