汤桐生__1713采区防治煤与瓦斯突出专项设计.doc

国投新集能源股份有限公司 刘庄煤矿1713采区（西翼） 防治煤与瓦斯突出 专项设计国投新集工程设计有限公司二一三年四月37 / 44国投新集能源股份有限公司 刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计 院 长： 分管院长： 总工程师： 项目负责人：国投新集工程设计有限公司二一三年四月目 录前 言I第一章 采区概况及地质特征1第一节 采区概况1第二节 安全条件1第二章 采区设计的基本情况7第一节 开拓方式和采区巷道布置7第二节 开采计划及采掘工艺8第三节 通风系统9第四节 压风系统10第五节 采区瓦斯抽采系统10第六节 安全监测监控系统12第七节 抽采监控系统13第三章 区域防突措施内容和方法14第一节 区域突出危险性预测14第二节 区域防突措施14第三节 区域验证14第四章 局部防突措施内容和方法17第一节 局部综合防突措施基本程序和要求17第二节 工作面突出危险性预测18第三节 工作面防突措施20第四节 工作面措施效果检验23第五节 安全防护措施24第五章 防突工程计划与物资准备29第一节防突管理29第二节防突工程计划35第三节防突所需设备、器材36前 言一、瓦斯治理理念煤与瓦斯突出是煤在地应力、瓦斯压力及其物理力学性质综合作用下产生的一种复杂动力现象。煤与瓦斯突出灾害随着煤矿开采深度的加大而更加严重，现已成为制约煤矿高产高效开采的主要因素之一。国内外大量的研究结果证实：释放煤体应力、抽采煤中瓦斯和提高煤体强度均能有效地防止煤与瓦斯突出。深部高瓦斯强突出煤层消突技术、强突出煤层揭煤防突技术、保护层开采技术体系等的研究对我国的煤矿开采有重要的现实意义。从发生瓦斯动力灾害的原始条件着手，对瓦斯动力灾害进行区域性预测，可以更好的指导矿井防突工作；通过采取一系列防突措施把突出危险区变为无突出危险区域，从而达到消除瓦斯动力灾害的目的。近年来，国投新集能源股份有限公司全面实施“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理的“十二字方针”和“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”、“将瓦斯作为资源进行抽采”的瓦斯治本战略。对强突出煤层100%实现保护后开采，为安全高效开采和矿井的稳产提供条件。二、设计编制依据 1防治煤与瓦斯突出规定(2009年版)； 2煤炭工业矿井设计规范(2005年版)； 3煤矿安全规程（2011年版）； 4煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）； 5中华人民共和国矿山安全法； 6刘庄煤矿提供的地质资料和1713采区西翼补充设计开拓现状资料； 71713采区西翼开采补充设计说明书； 8西三采区（-720m水平）13-1煤层区域突出危险性预测报告。三、采区瓦斯地质概况1713采区范围为：北至13-1煤露头，南至 F1-2断层，西起F4断层，东至F20断层，深部到13-1煤层-740m底板等高线。1713采区又以F8煤层分东西两翼，东翼即F20-F8断层之间块段（即1713采区东翼）已生产，西翼北至13-1煤露头，南至 F1-2断层，西起F4断层，东至F8断层，深部至13-1煤层-720m等高线，为本次设计防突设计区域。据刘庄矿矿井地质报告，瓦斯风化带下限值，以瓦斯含量（2.0m3/t燃）作为分界指标，13-1煤层平均深度594m，瓦斯含量随深度加深而递增的平均梯度为1.33m3/t/百米。刘庄矿井扩建项目初步设计安全专篇（修改版）根据精查地质报告计算得出了13-1煤层瓦斯平均含量，其中13-1煤层分水平平均瓦斯含量-500m水平为1.54m3/t，-600m水平为2.44m3/t，-700m水平为3.34m3/t，-800m水平为4.24m3/t。经煤炭科学研究总院沈阳研究院通过对西三采区(-720m以上)13-1煤层的实测表明13-1煤层透气性系数为0.00327（m/Mpad），百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数为0.27(d-1)，属较难抽放煤层。根据刘庄矿区开采的经验，开采未受采动影响煤层，煤层处于原始沉积状态，透气性低，抽采瓦斯难度大，因此，需采取具体的瓦斯灾害防治技术，保证矿井安全、高效开采。四、防突设计的主要内容 （一）突出煤层的突出区域划分刘庄煤矿对突出煤层的突出区域已经进行了划分。矿井的13-1煤层已鉴定为突出煤层，且1713采区西翼13-1煤层中的采掘活动皆在鉴定报告中的西三采区无突出危险区域范围内。 （二）区域综合防突措施根据煤矿安全规程一百七十九条和防治煤与瓦斯突出规定的要求，对有突出危险的新建矿井，突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计，设计应包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。本设计主要内容为：1区域突出危险性预测目前域突出危险性预测已经完成，此设计中只陈述预测结果。2区域防突措施根据区域预测情况，区域防突措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种方案。但结合本采区实际情况，1713采区为无突出危险区域，不需要采取区域防突措施。3区域验证无突出危险区的煤层进行采煤作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。根据本矿井配置的防突装备、仪表情况，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法对回采工作面进行区域验证。掘进工作面禁止使用区域验证。 （三）局部综合防突措施作为区域综合防突措施的补充，主要包括：1工作面突出危险性预测：采用钻屑解析指标值或和钻屑量S值。2工作面防突措施：煤巷掘进工作面和采煤工作面预测结果有突出危险时，采取超前钻孔（包括超前预抽钻孔和超前排放钻孔）措施；3工作面措施效果检验：采用钻屑瓦斯解析指标法；4安全防护措施：包括避难所、压风自救系统、反向风门、远距离爆破安全防护措施和瓦斯管理措施。第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况刘庄煤矿1713采区西翼部分位于矿井西部，1713采区西翼采区范围为：北至13-1煤露头，南至 F1-2断层，西起F4断层，东至F8断层，深部到13-1煤层-740m底板等高线。采区东西平均长为2.91km，南北平均长为1.28km，面积约为3.72km。本区地表为淮河冲积平原，地势平坦，村庄较密，沟塘较少，地面标高+24+26m左右。八丈河由西北向东南从本区北部地表流过，为农田灌溉之季节性河流。地表水系不发育。区内交通方便。本采区松散层厚度由东南向西北逐渐增厚，厚度变化为390490m。13-1煤层全区稳定，为本采区及全矿井的主采煤层之一，北部煤层露头与松散层呈角度不整合接触。本采区13-1煤层平均煤厚5.96m，地质储量2183.50万吨，可采储量为1255.28万吨。第二节 安全条件一、地层刘庄井田属于全隐蔽含煤区，本采区钻探所及地层由老到新依次有石炭系、二叠系、新生界等地层。分别简述如下:1石炭系太原组( C3)厚约120140m，由713层灰岩与细砂岩、泥岩相间组成，底部常有含铝泥岩，含薄煤25层，无经济价值，均不可采。本采区钻探揭露该地层厚约2.3910m灰岩中多产海百合茎、腕足类化石，特别蜓科化石甚丰（12灰）。与下伏地层为假整合接触。2二叠系( P)石盒子组。以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，含煤30余层，含煤系数4.5。13-1煤层位于上石盒子组下部，全区发育稳定。3新生界第三系（R）在本区南部外围，厚约500m，为粉红、紫红色粉细砂岩，间夹砾岩，与下伏地层为假整合接触。 第四系（Q）本区厚度390450，分布趋势为东南薄、西北厚，南部古潜山处最薄，按岩性组合简述如下：下更新统（Q1） 厚约0115.7m，岩性可分为底砾层：厚038.1m，由椭圆状、角砾状紫红色石英砂岩组成，偶夹灰岩块。粘土层：厚087m，灰红色，致密，可塑性强，含钙质，为不透水层。中更新统（Q2）厚0419m，中细砂间夹粘土层：厚0385.25m；粘土层：厚033.5m，灰色，间夹细砂。上更新统(Q3)厚24.5845.25m。为中细砂层夹砂质粘土，具古河床特征，富水性强，为供水目的层。全新统（Q4）厚约27.1548.20m，为砂质粘土，黄色，夹粉细砂层。二、构造本采区浅部地层走向近东西，倾向南。中深部则围绕褶曲轴转折成弧形，地层倾向南东到东，采区地层倾角710。本区褶曲、断层较为发育，本采区主要断层情况如下：1F4断层：位于本采区西部边界，谢桥向斜转折段与向斜鞍部间，走向NE， 倾向SE ，倾角6467，为正断层，落差045m，延展长度3.6km，南部隐伏于推覆体下，有12条地震测线控制，反映明显，断点可靠。2F4-3断层： F4断层的分支，走向NE，倾向SE ，倾角6972，为正断层，落差016m，延展长度0.3km，查明程度为可靠，穿过层位13-1煤11-2煤。3F8断层：位于本采区东部边界。 为F22断层的分支，正断层，倾角6367，走向近SN，倾向W，落差436m，延展长度3.6km，171303工作面上下切眼已揭露，断层落差为2025m。4F1-2断层，位于本采区南部，为区域性逆冲断层F1断层组的一支。走向NWW，倾向SW，倾角039，延展长度9km，落差变化大，21280m。5F6断层：正断层，倾角6467，走向 NW，倾向SE，落差023m，延展长度2.5km，钻探有139孔（31线）控制，地震有3条测线控制，为查明断层，穿过层位17-1煤1煤。6F6-1断层：为F6断层分支，倾角49，走向 EW，倾向S，落差05m，延展长度0.09km，为可靠断层，穿过层位13-1煤。此外本采区内还发育有FL8、FL9、FL11、FL21、FL27等断层，落差025m间，对13-1煤开采有一定的影响。3、 煤层赋存情况1煤层本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。本采区13-1煤层因受断层和褶曲影响，煤层赋存形态起伏变化较大，厚度较稳定，煤厚在5.96m左右，本区大部煤层含夹矸13层，结构较复杂。结合本区及周边钻孔资料，见表1-2-1，本采区13-1煤层全区稳定，为西三采区的主采煤层之一，13-1煤厚度5.266.50m，平均煤厚5.96m，净煤厚5.23m，含13层夹矸，夹矸分布不均，多在煤层的中上部，含一层较稳定的炭质泥岩夹矸，平均厚0.55m。地层倾角一般在710左右，平均8。 结合本区及周边钻孔资料，本采区13-1煤上距16-1煤层平均93.23m，与下伏11-2煤层平均63.50m。间距相对稳定，详见表1-2-2。13-1煤层的顶板以泥岩、砂质泥岩为主，其它为粉、细砂岩，偶夹炭质泥岩，富含植物化石碎片，老顶为厚层粉砂岩。本采区局部地段有伪顶，岩性主要为炭质页岩、含炭泥岩。直接底板为泥岩、砂质泥岩，灰色，致密，性脆，含植物化石碎片。向下为厚层发育的细砂岩。总之，本采区13-1煤厚度变化小，夹13泥岩或炭质泥岩夹矸，煤层结构复杂，全区稳定可采。顶底板均为泥岩、砂质泥岩，上距16-1煤和下距11-2煤较远，煤岩层对比可靠。2煤质13-1煤，黑色，局部黑褐色，上部块状为主、下部粉末状为主，少量粒状，弱玻璃光泽为主，沥青光泽次之。煤岩成分暗煤为主，少量亮煤，夹镜煤条带，暗淡型半亮型煤，断口平坦。根据勘探资料煤质分析报告，13-1煤层主要煤质指标如下：原煤灰分20.61，精煤挥发分900下41.40，粘结指数52.0，精煤碳元素含量83.51，原煤全硫含量0.34，容重为1.37gcm。煤类以气煤为主，伴少量1/3焦煤和1/2中粘煤。13-1煤层属中灰、特低硫、特低磷煤，广泛适用于发电、炼焦、化工、锅炉和生活用煤。 1713采区（西翼）及附近钻孔揭露煤层结构统计表 表1-2-1 勘探线孔号煤层结构倾角()真厚(m)底板标高(m)备注291710.54（0.51）4.28（0.15）0.3455.82-637.61采区东部291360.55（0.70）5.2736.52-687.39采区南部29西水10.53（0.48）3.70（0.12）0.85155.13-639.78采区东侧3113-10.58（0.42）5.15205.73-578.43采区南部311390.45（0.80）4.5945.04-581.70采区西侧311734.73（0.20）0.68（0.26）0.3055.71-553.69采区西部31线西66-270.58（0.56）3.69（0.20）1.03125.30-560.51采区西测31线66-260.58（0.51）3.99（0.10）0.57（0.32）55.75-479.32采区外测平均0.55（0.55）4.40（0.18）0.283-205.96 刘庄煤矿1713西翼采区（13-1煤）煤层特征表 表1-2-2 煤 层 号煤层厚度平均层间距m夹 矸煤层结构稳定性可采性顶底板岩性煤层对比可靠性平均容重t/m3最小最大顶板底板平均层数岩性16-11.753.5393.2313泥岩炭质泥岩 简单 复杂稳定全区可采泥岩砂质泥岩细砂岩粉砂岩泥岩砂质泥岩可靠1.372.4113-15.266.505.9663.5011-21.995.213.52直接顶板稳定性分类表 表1-2-3 煤层实 测 值直 接 顶 板 分 类岩性抗压强度岩性厚 度 (m)稳定程度13-1泥岩15.9829.32泥岩、砂质泥岩、为主。泥岩0.289.43不稳定粉砂岩45.2176.20砂质泥岩0.537.17不稳定中等砂 岩2.0中等稳定据刘庄矿矿井地质报告（2009） 3煤层顶底板13-1煤顶、底板岩性以粉砂岩、泥岩、砂质泥岩为主，抗压强度较低，属不稳定中等稳定类。工程地质条件均比较差，巷道支护和顶板管理较为困难，详见表1-2-3。 4、 瓦斯赋存情况1瓦斯风化带本井田自基岩界面向下垂深平均约210m为瓦斯风化带与瓦斯带的分界面。本采区实际上处于瓦斯风化带与瓦斯带之间。据刘庄矿矿井地质报告，瓦斯风化带下限值，以瓦斯含量（2.0m3/t燃）作为分界指标，13-1煤层平均深度594m，瓦斯含量随深度加深而递增的平均梯度为1.33m3/t/hm。 2瓦斯含量1713采区西翼尚无实测瓦斯含量，采用1713采区东翼统计数据。详见表1-2-4。刘庄煤矿主要煤层煤层采(掘)工作面瓦斯含量统计表 表1-2-4序号位置煤层底板标高（m）瓦斯含量（m3/t）备 注1中央回风石门-7625.29 13-1煤层2东三回风一大巷-6953.62 13-1煤层3西三回风石门-7364.91 13-1煤层4西三13煤回风大巷-5781.984 13-1煤层5171303轨道顺槽1220m处-6262.443 13-1煤层6171303轨道顺槽1105m处-5972.336 13-1煤层7171303轨道顺槽1130m处-6322.401713-1煤层8171303轨道顺槽982m处-7072.359 13-1煤层9西三胶带二大巷东段-6832.165513-1煤层10171304第四提料斜巷外段（270m）-7603.510413-1煤层11回风三石门-6406.577713-1煤层12171303轨道顺槽50m处 -6502.994513-1煤层13171304轨道顺槽110m-665.43.799713-1煤层14171304轨道顺槽246m处3.962113-1煤层15171304轨道顺槽距拨门406m处-6534.582813-1煤层16171304轨道顺槽延面切眼150m处-6523.977313-1煤层17171304轨道顺槽里段30m处-633.94.294413-1煤层18171304轨道顺槽里段66m处-658.34.395513-1煤层19171304胶带顺槽68m处-692.34.366213-1煤层20171304胶带顺槽距拨门129m处-688.74.183213-1煤层21171304胶带顺槽里段190m处-609.83.879813-1煤层22171302轨道顺槽EG3点向前134m处-6345.29813-1煤层23171304胶带顺槽4#钻场M7点前42m处-677.54.986713-1煤层24171304胶带顺槽3#钻场M7点前6m处-6833.950413-1煤层3瓦斯压力1713采区瓦斯压力实测值为0.7MPa（-736m）。4矿井瓦斯等级 根据皖经信煤炭函【2012】1277号关于2012年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，刘庄煤矿绝对瓦斯涌出量为64.99m3/min，相对瓦斯涌出量为3.08m3/t，矿井为煤与瓦斯突出矿井，13-1煤层为突出煤层。（二）煤与瓦斯突出危险 1实测瓦斯煤层突出危险性资料，详见表1-2-5。2区域预测结果煤炭科学研究总院沈阳研究院受国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿的委托，鉴定认为：西三采区(上至F4断层，下至-720m水平，西起F1断层、东至F20断层保护煤柱线)区域为无突出危险区域。 刘庄煤矿西三13-1煤层瓦斯基础参数测定表 表1-2-5煤层西三13-1煤层瓦斯压力MPa0.70（-736m）钻屑解析指标SMAX kg/m4.10 h2 80 K4.05 D-23.38吸附常数a13.0152b1.2868钻孔瓦斯涌出初速度q（L/min）4.10 瓦斯放散初速度指标P6.07 f1.50 煤层破坏类型类-类煤的自燃倾向等级自燃煤的挥发份（Vr）43.43 煤尘爆炸系数强爆炸性石门揭煤瓦斯涌出量m3/min1.72 透气性系数（m2/Mpa2d）0.00327百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数(d-1)0.27残存瓦斯含量（m3/t）2瓦斯含量（m3/t）4.91（171301面）第二章 采区设计的基本情况 第一节 开拓方式和采区巷道布置一、采区开拓1713采区西翼与西风井井底车场采用大巷连接方式，充分利用矿井原有开拓系统，通过轨道及胶带机联络大巷与东区井底车场联系，西区煤炭由东、西区胶带机联络大巷运往东区主井煤仓。同时以一条西三13-1底板轨道大巷、一条西三煤层回风大巷，增加一条西三13-1煤层底板胶带机二大巷，共3条大巷作为开拓系统主干巷道进入采区。2、 采区巷道布置1171305工作面第五提升斜巷从西三13-1煤底板轨道大巷拨门掘进第五提升斜巷，形成通风及辅助运输系统，全长约404m，为全岩巷道。2、171305工作面第六提升斜巷从西三13-1煤底板轨道大巷拨门掘进第六提升斜巷，与轨道顺槽透形成辅助运输系统。3171305工作面 （1）171305轨道顺槽：从第六提料斜巷拨门掘进171305轨道顺槽，巷道方位角302，171305工作面轨道顺槽全长3398m。 （2）171305胶带机顺槽：从第五提料斜巷拨门掘进171305胶带机顺槽，巷道方位角302，171305工作面胶带顺槽全长3265m。 （3）171305工作面切眼：先掘出切眼，安装支架时再根据综采设备尺寸将切眼扩大到要求的规格。171305工作面切眼长320m。 （4）171305高抽巷：从171305轨道顺槽回风联巷拔门掘进高抽巷，全长3250m，为岩巷，巷道方位302，距煤层顶板3540m。4171306工作面 （1）171306轨道顺槽：从第五提料斜巷拨门掘进171306轨道顺槽。 （2）171306胶带机顺槽：从第五提料斜巷拨门掘进171306胶带机顺槽。 （3）171306工作面切眼：先掘出切眼，安装支架时再根据综采设备尺寸将切眼扩大到要求的规格。171306工作面切眼长320m。（4）171306高抽巷：从171306轨道顺槽回风联巷拔门掘进高抽巷。 5171307工作面（1）171307轨道顺槽：171306工作面回采时，171306轨道顺槽沿空留巷作为171307轨道顺槽。（2）171307胶带机顺槽：从第四提料斜巷拨门掘进171307胶带机顺槽。（3）171307工作面切眼：先掘出切眼，安装支架时再根据综采设备尺寸将切眼扩大到要求的规格。（4）171307高抽巷：从171307轨道顺槽回风联巷拔门掘进高抽巷。 第二节 开采计划及采掘工艺一、开采计划结合1713采区西翼F8断层受倾向切割间尺寸、工作面可采倾斜宽度等实际情况，1713采区西翼开采分为二个区段，首采面为171305工作面，171306工作面为接替块段。二、采煤方法为最大限度提高资源的回收率，区段间采用沿空送巷的方式，区段间的间距不大于10m（纯煤柱为7m）。1713采区西翼先开采走向工作面，当推进到倾斜布置位置时，由走向转为倾斜面开采。采用综合机械化采煤工艺，一次采全高，全部冒落法管理采空区，工作面实行采后注浆，采区内只安排一个综采工作面进行回采。三、掘进工艺煤巷采用综合机械化掘进施工工艺；岩巷采用炮采和综合机械化掘进施工工艺。四、支护形式岩巷掘进：一般地点采用锚网喷，喷射砼、锚索支护；煤巷掘进：正常地段采用锚网支护为主，巷压较大地段采用强力锚杆配合金属网支护或增加锚索加强支护，顶板破碎地段采用架金属棚支护；过断层地段采用金属支架、水泥背板并喷浆支护；各具体地点施工必须根据巷道断面及具体条件，选择合适的支护形式，对有关材料规格及支护参数进行计算后实施。五、移交生产 移交时建成171305一个工作面综采工作面生产，即达到设计生产能力400万t/a。同时建成移交的工程包括：运输、通风、排水、供电系统，生产管理、安全管理系统、各安全设备及安全检测监控系统亦应同时建成投产。 第三节 通风系统一、通风方式及通风系统刘庄西区采用中央并列抽出式通风，一进一回，即西区进风井进风，西区回风井回风。西区进风井（=7m，S净=38.48m2，V允=8m/s）进风能力为307.9m3/s，中央风井(=6m，S净=28.27m2，V允=15m/s)回风能力424.1m3/s。矿井东区入西区实际进风量60m3/s，矿井西区最大通风能力367.9m3/s。该采区的通风系统为：新鲜风流由西区进风井(副井)进入井下一号、二号轨道石门西三采区轨道、皮带二石门用风地点西三13-1煤煤层回风大巷一、二号回风石门西区回风井地面。二、采掘工作面及硐室通风采区设有采区变电所。采掘工作面与采区变电所及其他硐室均实行独立通风，设计无任何2个工作面之间串联通风。根据采区煤层赋存特点，工作面布置为走向长壁式回采，因此采面通风方式为“U”型通风。各掘进工作面利用局扇及导风筒将新鲜风流压入到迎头，乏风则经巷道排入采区回风道中。三、风量及风速根据矿井接替计划，预计1713采区西翼所需风量为88m3/s。 1713采区（西翼）进回风巷断面风量、风速表 表2-3-1序号巷 道 名 称断面(m2)风量(m3/s)风速(m/s)最低允许风速(m/s)最高允许风速(m/s)1西三13-1煤胶带二大巷17.3311.790.1562西三13-1底板轨道大巷20.1753.730.1563西三13-1煤煤层回风大巷20.7854.110.2584171305工作面胶带顺槽19.5402.050.2565171305工作面轨道顺槽17.3402.310.256四、通风设备西区回风井安装两台ANN-2884/1400N型轴流式风机作为永久主扇，一台使用，一台备用，电机功率1600KW，电机型号T-K1600-6/1430，转速1000r/min，采用调节叶片角度方式调整风量和负压。第四节 压风系统一、压风设备目前西区地面压风机房内已安装4台ML300-2S型及2台SRC470AG型螺杆式空气压缩机，5台工作，1台备用，单台额定排气量60.2m/min，0.8MPa。主干管采用D3258无缝钢管。本采区为矿井正常接替采区，采区投产后，掘进头数量并未增加，用气量也不增加，所以压风设备满足要求。二、管路系统 地面压风机房西区进风井（D3258mm）西区西翼-747轨道石门（D2737mm）西三13-1煤层底板轨道大巷提升斜巷各掘进工作面。西三大巷和采区的压风管路选择如表表2-4-1。 西三大巷和采区的压风管路选择 表2-4-1地点管路规格长度（m）2号轨道石门无缝钢管D2737mm900西三翼大巷无缝钢管D2196mm1500提升斜巷无缝钢管D1594.5mm800轨道及胶带机顺槽无缝钢管D1084mm4000第五节 采区瓦斯抽采系统预计1713采区西翼171305首采面绝对瓦斯涌出量为36.19m3/min。相对瓦斯涌出量为4.3m/t。一、瓦斯抽采量煤层瓦斯与主要参数煤层坚固性系数： f=1.50；瓦斯放散初速度： P6.0710，其破坏类型为类：煤层透气性系数： 0.00327（m2/Mpa2d）；百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数为：0.27(d-1)，属较难抽采煤层。煤层瓦斯压力： 0.7MPa（标高736m）；瓦斯含量： 3.62 m3/t（上部） 4.91m3/t（下部）瓦斯储量及可抽量：171305工作面回采期间瓦斯绝对涌出量最大值为36.19m3/min。抽采率按60考虑。抽采瓦斯量最大约为21.71m3/min。 二、抽采方法工作面瓦斯治理分为风排和抽排，采用高抽巷、顺层抽采钻孔、工作面上隅角埋管等综合方法抽采。上隅角埋管抽采瓦斯：对上隅角设挡墙并密闭严实，用3吋铁管 (里端0.5m为花管) 共2路，将2 路抽排管穿过密闭墙，伸入长度23m，其进气口位于上隅角最后一架综采支架尾顶部，每次移架时，抽采管随之外移。巷帮钻场扇形顺层钻孔抽采瓦斯：顺层抽采孔与煤层注水孔交替布置，顺层抽采孔与煤层注水孔(顺层抽采孔抽采后可兼作注水孔)孔深为160m，孔径为94mm。使用CFF-75-4.5型抽采封孔器或者聚乙烯管、聚胺脂封孔，将抽采钻孔连入抽采系统，预抽本煤层瓦斯或抽采工作面前方缷压带瓦斯。高位抽排巷抽采瓦斯：在高抽联巷上段打2道密闭，里道为木段墙，外道为瓦石墙，中间用罗克休或艾格劳尼或水泥浆等充填。封闭一定要严实不漏气。闭墙上设426抽采管，管头伸入闭墙距离不小于300mm，闭间充填严实不能漏气，将瓦斯抽采管接入瓦斯抽采系统中，利用抽采负压作用抽采本煤层、采空区、邻近层通过裂隙带涌出的瓦斯。往外高抽巷各联巷封闭、接管情况同上。三、抽采设备矿井西区采用6台2BEY67型抽采泵，3用3备，每台泵额定抽采流量415m3/min。配套电机型号为YB560-4型，功率为560KW。四、瓦斯抽排管路上隅角、轨道顺槽巷帮钻场扇形顺层钻孔、高抽巷工作面轨道顺槽(426螺旋焊管，其中低浓度抽采管路采用325螺旋焊管)轨道顺槽回风联巷(426螺旋焊管) 西三13煤回风大巷(630螺旋焊管) 一、二号回风石门(630螺旋焊管)回风井(630螺旋焊管)地面(630螺旋焊管)。胶带顺槽巷帮钻场扇形顺层钻孔工作面胶带顺槽(325螺旋焊管)西三13煤回风大巷(630螺旋焊管) 一号回风石门(630螺旋焊管)回风井(630螺旋焊管)地面(630螺旋焊管)。第六节 安全监测监控系统本矿井安全监控系统为KJ90NB型系统，由地面中心站、井下分站、各种传感器以及通讯电缆、网络通讯接口等组成。系统设实时监控、瓦斯超限断电、故障闭锁功能，进行监控的区域为工作面上隅角、采煤工作面、采煤工作面回风巷各种参数测定监控、通风设施监控。安全监控系统线路1工作面上隅角、轨道顺槽传感器轨道顺槽轨道顺槽回风联巷西三13煤回风大巷胶带顺槽下段第六提料斜巷西三煤13-1底板轨道大巷(井下分站)地面中心站。2胶带顺槽传感器第五提料斜巷西三煤13-1底板轨道大巷(井下分站)地面中心站。3在回采工作面配置甲烷传感器4台（包括工作面上隅角1台）。长度超过1000m，在其中部增设1台。甲烷传感器分别设置于进、回风巷靠近工作面处，回风巷端部(靠近采区回风巷处)，以及工作面上隅角处。甲烷传感器布置在巷道上方，垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷道侧壁不小于160mm，且不影响行人和行车。采区配备2个掘进工作面，在每个掘进工作面设置2只甲烷传感器。长距离煤层巷道掘进，当掘进工作面长度每达500m时，增设甲烷传感器一台。在掘进工作面混合风流处设置1台甲烷传感器，在工作面回风流中设置1台甲烷传感器。 分站电源开关、分站安设在第二中部车场联络巷中。通风安全监控设备的布置及控制区域如表2-6-1所示。第七节 抽采监控系统采用KJ73抽采监控系统，系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表、曲线功能，井下监测数据变化情况能及时反映到地面中心站，并通过局域网上传到矿、公司。在171305工作面风巷325管路安装管道瓦斯浓度探头1个，管道负压探头1个，管道流量探头1个，管道温度探头1个，管道CO探头1个。工作面各类传感器布置一览表 表2-6-1传感器类别安设地点监控地点报警浓度（%）断电浓度（%）复电浓度（%）断电范围甲烷T0：上隅角距巷帮和采空区充填墙不大于800mm，距顶板不大于300mm处上隅角0.81.30.8工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备T1：风巷内距工作面出口小于10m处工作面0.81.3 0.8工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备T2：风巷(第六提料斜巷口以上)10-15处工作面回风巷0.60.6 0.6工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备T2：风巷中部（每300m设置一个）工作面回风巷0.60.6 0.6工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备温度风巷（第六提料斜巷口以上)10-15m处工作面回风巷30CO风巷（第六提料斜巷口以上)10-15m处工作面回风流24ppm风门开关171305胶带顺槽下段联络巷永久风门风门开关171306胶带顺槽下段联络巷永久风门风门开关第六提料斜巷下口永久风门风速轨道顺槽临时测风站工作面风量4/第三章 区域防突措施内容和方法第一节 区域突出危险性预测刘庄煤矿目前井田范围内13-1煤层经煤科总院抚顺煤科分院鉴定为突出煤层，其他各煤层均为非突出煤层，刘庄煤矿为突出矿井。根据煤炭科学研究院沈阳研究院对西三采区的区域突出危险性预测：西三采区(上至F4断层，下至-720m水平，西起F1断层、东至F20断层保护煤柱线)区域为无突出危险区域。1713采区西翼13-1煤层中的采掘活动皆在鉴定报告中的西三采区无突出危险区域范围内。第二节 区域防突措施 区域防突措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种方法。根据煤炭科学研究院沈阳研究院对1713采区的区域突出危险性预测结论及刘庄煤矿1713采区设计，1713采区西翼开拓开采范围皆处于无突出危险区域，依据防治煤与瓦斯突出规定，1713采区在准备、回采过程中不需要采取区域防突措施。第三节 区域验证在采区了区域防突措施以后，经效果检验为无突出危险区域的煤层进行揭煤和回采作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。一、验证原则1在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；2工作面每推进1050m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；3在构造破坏带连续进行区域验证； 4当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若回采工作面在该区域进行的首次区域验证时，回采前还应保留足够的突出预测超前距。5掘进工作面禁止使用区域验证，须直接执行局部综合防突措施；回采工作面执行区域验证，须采用专项防突设计中明确的验证范围、方法、临界值、循环间隔长度以及特殊情况处理措施等。只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。2、 验证方法1石门揭煤工作面区域验证在石门揭煤掘进工作面，工作面迎头距离煤层最小法向距离5m前，由工作面向煤层打4个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或h值。采集干煤样，当4个钻孔所有实测的K10.5ml.(g.min1/2)-1或h160Pa，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，要采取局部综合防突措施。石门揭煤工作面预测钻孔布置见图3-3-1。 图3-3-1 石门揭煤工作面验证钻孔布置图2回采工作面区域验证1713采区西翼在回采过程中必须采用钻屑指标、值来进行验证： （1）回采验证工作面钻孔布置： 沿工作面每隔15m布置一个预测钻孔，深度为5-10m，如图3-3-2所示。预测孔位于工作面运输机底槽以上1.5m，平行于工作面推进方向。 （2）在回采工作面采用钻屑指标法对无突出危险区进行区域验证时，应遵循下列要求： 在工作面进入该区域时应立即连续进行至少2次区域验证； 工作面每推进25m进行1次区域验证； 在构造破坏带连续进行区域验证； 图3-3-2 采煤工作面验证钻孔布置示意图第四章 局部防突措施内容和方法第一节 局部综合防突措施基本程序和要求一、局部综合防突措施的基本程序和要求：第一步：工作面突出危险性预测，工作面突出危险性预测是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等，工作面预测在工作面推进过程中进行。当预测为无突出危险时，执行第四步：采取安全防护措施后进行采掘作业。若预测有突出危险时，必须执行第二步：工作面防突措施，工作面防突措施主要包括石门揭煤工作面防突措施、煤巷掘进和采煤工作面防突措施、断层等地质构造附近的防突措施。采取防突措施后执行第三步：工作面措施效果检验，若为无突出危险工作面，执行第四步：执行安全防护措施后进行采掘作业。经工作面措施效果检验有突出危险时，继续执行第二步：工作面防突措施，进入循环检验，当效果检验为无突出危险工作面，执行安全防护措施后进行采掘作业。石门和斜巷揭煤防突是防突工作的重点和难点，必须加强地质探测，防止误穿煤层是前提保障，强化预抽和排放钻孔是根本措施。二、石门揭煤防突措施基本要求石门揭煤工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。 （一）揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工，并按照下列作业程序进行：1探明揭煤工作面和煤层的相对位置；2在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测；3工作面预测有突出危险时，采取工作面防突措施；4实施工作面措施效果检验；5掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；6采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层；7在岩石巷道与煤层连接处加强支护。 （二）石门及斜巷揭穿煤层前，必须准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形态。在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不能共用时，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底（顶）板岩石致密性等情况。 （三）石门揭煤工作面从掘进至距煤层的最小法向距离5m开始，必须采用物探或钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离。采用远距离爆破揭开突出煤层时，石门揭煤工作面与煤层间的最小法向距离为1.5m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离。 （四）在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后，若未能一次揭穿至煤层顶（底）板，则仍应当按照远距离爆破的要求执行，直至完成揭煤作业全过程。第二节 工作面突出危险性预测一、石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭煤工作面的突出危险性预测在工作面与煤层法向距离5m前进行，选用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面的突出危险性。采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打4个钻孔，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K1或值，测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。石门揭煤工作面预测钻孔布置如图3-2-1所示。当4个钻孔实测的各项指标均小于实际考察的突出临界值，即K10.5ml.(g.min1/2)-1或h160Pa、S6/m，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，必须采取工作面防突措施。预测结果为无突出危险工作面，则采取安全防护措施后揭煤作业。二、煤巷掘进工作面突出危险性预测采用钻屑指标法预测工作面突出危险性，在煤巷掘进工作面施工3个直径为42mm、孔深810m的钻孔，测定钻屑量和钻屑瓦斯解吸指标。钻孔沿软分层布置，一个钻孔位于巷道中部，平行于掘进方向，另2个孔各位于两侧（距离两邦均为0.5m），终孔点均位于巷道轮廓线外3m处，如图4-2-1所示。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或值。如果实测得到的K10.5（）或160Pa、S6/m，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，必须采取工作面防突措施。预测结果为无突出危险工作面，则采取安全防护措施后揭煤作业。三、采煤工作面突出危险性预测采煤工作面参照煤巷掘进工作面的突出危险性预测方法进行，但沿采煤工作面每隔1015m布置1个预测钻孔，孔深510m，除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。当采煤工作面各钻孔所有实测的K10.5（）或160Pa、S6/m，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，必须采取工作面防突措施。预测结果为无突出危险工作面，则采取安全防护措施后揭煤作业。四、其它 在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时，可根据实际条件测定一些辅助指标（如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等），采用物探、钻探等手段探测前方地质构造，观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象，实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。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。工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面：1煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩