瓦斯治理方案.doc

盘县乐民镇天源煤矿瓦斯治理方案矿 长： 编 制： 编制单位： 编制日期：二0一一年七月盘县乐民镇2011年天源煤矿瓦斯治理方案第一章 矿井概况一、地理位置天源煤矿位于盘县县城南面40余公里，属盘县乐民镇管辖。天源煤矿矿井范围由A、B、C、D、E五个拐点圈定，南北长平均0.8km,东西宽平均0.9km，面积约为0.722km2。矿区属于云贵高原中高山地形，地势总体四周高，中部沟系低，海拔高度16701879.5m，最低为中部沟系1670米，相对高差210米，矿区多为坡积地貌，沟系发育，一般地形坡南侧地较陡，地形坡度大于35。北西侧地形坡度在2530之间，局部地形坡度大于35。气象属亚热带高原型季风气候。据盘县气象站资料，年平均降雨量为1501.10，每年58平均最高气温2230C，本井田地震列度为度。井田位于古木背斜东翼，次级断裂构造发育，矿区内见3条断层(即F1、F2、F3)。F1逆断层：位于矿区东部，走向近南北向，倾向东，倾角7585，上盘为峨嵋山玄武岩，下盘为龙潭-大隆组含煤地层，落差大于70米。F2正断层：位于矿区中部，走向北西，倾向南西，倾角75，走向长大于800米，落差1020米。F3正断层：位于矿区北部，走向近于东西向，倾向北，倾角7585，落差1530米。由于F2正处于矿区中部，自然将矿区划分为二个块段。构造属于中等至简单。二、井田面积及储量：天源煤矿为新建矿井，矿区平面积为0.722km2，根据贵州省有色地质勘查局二总队2003年3月提供的贵州省盘县天源煤矿勘查地质报告。乐民天源煤矿矿界范围内计算得出D+E级储量48571万吨，安全煤柱3987万吨，其中基准浸蚀面上储量2350万吨，可采储量314.74万吨，井田共由5个拐点坐标圈定。三、可采煤层矿区主采煤层有四层，即C1、C3、C10、C17号煤层。可采或局部可采煤层共17层（详见下表）。盘县古木背斜东翼含煤地层特征表 含煤构造 单 元含煤地层厚 度(米)含煤总层 数 (层)可采煤层层数(层)可采煤层总厚度(米)煤层倾角(度)可采局 部可 采合计古木背东 翼182-300174131412-1916-20C1煤层：位于龙潭-大隆组上含煤组上部，距飞仙关组底部约2050米，煤层厚度变化较小，煤层真厚度1.601.80米，平均厚度1.70米，顶底板均为粉砂岩、泥砂岩、砂质页岩。C3煤层：位于龙潭-大隆组上含煤组顶部，距C1号煤层顶板2030米左右，煤层厚度变化不大，煤层结构简单，煤层真厚度1.802.00米，平均厚度1.90米，顶板为页岩、砂质页岩；底板为粘土页岩。C10煤层：位于龙潭-大隆组上含煤组底部，距C3号煤层顶板6080米，煤层厚度变化不大，煤层结构简单，煤层真厚度1.301.60米，平均厚1.40米，顶板为泥质粉砂岩、泥岩，有时为砂岩；底板为粘土质砂岩、泥质砂岩、砂质页岩。C17煤层：位于龙潭-大隆组中含煤组中上部，距C10号煤层3040米，煤层稳定，结构简单，煤层厚2.02.5米，平均2.2米，顶板为泥质粉砂岩、泥岩、少量砂岩，底板为砂岩，粘土质粉砂岩。矿井现开采C1煤层，首采工作面布置在C1层中，备用工作面两掘进头现也已进入煤层C1煤层。第二章 煤矿现状一、煤矿通风瓦斯现状矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，主、副斜井为进风井，回风斜井为专用回风井。矿井安装有2台FBCDZ16型对旋轴流式主要通风机，电机功率275KW，风机一台工作，一台备用。目前启用的是1#风机，矿井总进风量1956m3/min，总回风量1984m3/min，通风负压800Pa，通风等积孔1.7m2，矿井最大通风流程1180m。 矿井及采掘工作面通风系统独立、可靠。采煤工作面为“U”型通风方式，上行式通风；掘进工作面采用双风机、双电源通风，供电实现“三专两闭锁”，局部通风机为FBD230kW 对旋风机配f800mm风筒压入式供风。在井下安设有必要的通风构筑物，以引导、隔断和控制风流，保证风流按拟定的路线流动。主要通风设施有风门、调节风窗、测风站、防突风门及密闭等。新鲜风流分别由主斜井、副斜井进风，部分风流经区段车场及运输石门进入工作面运输顺槽，清洗工作面后，乏风经工作面回风顺槽、回风斜井由引风道排出地面；另一部分新鲜风流分别经运输石门到各掘进工作面，以及经主斜井、副斜井至水平车场和各需风硐室，再由回风经引风道排出地面。矿井监控系统为重庆煤科院研制生产的KJ90NA型煤矿监测监控系统，该系统运行稳定、可靠。系统可同时对该瓦斯抽放系统管道参数等进行适时监测监控。监控系统配有主、备机各1台，监控装备齐全，具备采掘工作面瓦斯超限报警、停电等各项功能，主要配置情况为：KHX90通讯避雷器4台，KHD90电源避雷器1台。井下安装有8台KJ90-F8（A）瓦斯监控分站，KG9001C型高低浓甲烷传感器11台，GT-L（A）型设备开停传感器9台，KDG3K型馈电断电器3台。GW50（A）型温度传感器3台，GTH500（B）一氧化碳2台，GFK40T语音风门开闭传感器5台， KGU9901液位传感器1台，GP5000负压传感器1台，KGF15风速传感器5台，KDG-1型远程断电器1台。瓦斯抽放泵房安装有ZKC30瓦斯抽放检测装置2台，GLW100型V锥流量传感器2台，GJG100H（B）红外甲烷传感器2台，KG9001C型高低浓甲烷传感器1台，KGU9901液位传感器1台，GT-L（A）型设备开停传感器6台，库房并配备相应数量的10%-20%的备用设备数量。地面主要通风机、主、副井绞车、空压机、乳化泵等都安装有开停传感器；主斜井、副斜井、1011采煤面进回风安装有风速传感器；井下5组主要风门安装有语音风门开闭传感器。掘进面回风侧增设有T3传感器（以监控掘进巷道是否按规定排放瓦斯）；矿井总回风巷、采面上隅角安装有一氧化碳、温度传感器；瓦斯抽放泵房安装有2套完整的瓦斯抽放监测系统，可对瓦斯抽放管道参数、环境瓦斯参数及设备运行情况进行监控。掘进工作面设置T1、T2、T3监控探头，在采煤工作面进风安装有T3监控探头，上隅角安装有T0，回风巷安装有T1、T2瓦斯监控探头，并在主要机电硐室安装有瓦斯监控探头，水泵房安装有液位传感器，数据传回地面监控室，并与盘县煤管局联网。瓦斯监控探头每7天送校检站校检保证了数据的可靠性。每日瓦斯日报表、台帐由矿技术负责人及矿长审核；发现瓦斯异常，立即组织追查，了解原因，采取措施。我矿配便携式瓦斯报警仪50台，光学瓦检器30台。严格执行了瓦斯检查制度，瓦检员对井下各处不间断巡回检查。矿领导、安全员、值班队长、作业班长、电钳工、技术管理人员，下井都随身携带有便携式瓦斯报警器。目前瓦斯防治主要措施是强化矿井通风和瓦斯管理，所有强检器材均按规定及时送检，保证了其准确、灵敏、可靠。矿井按要求建立有地面永久瓦斯抽放系统，系统含高、低负压抽放系统各一套，各系统相对独立，系统配置情况为： 1.分系统配置情况：高负压系统：配2BE3 420型水环真空泵2台，抽放管路均为焊接钢管，主、干管管径为F300mm，支管管径为F150mm，管路采用法兰盘或橡胶弯头连接，管路经回风斜井至1012运输巷、1012回风巷及1011运输巷、回风巷，本系统保持正常抽放。低负压系统：配2BE1303型水环真空泵2台，抽放管路均为焊接钢管，主管管径为F200mm，支管管径为F150mm，管路由回风斜井至1011回风巷引至采煤面上隅角，以对采空区瓦斯进行抽放，因该面瓦斯受临近小窑采动卸压影响，该面回采期间采空区瓦斯已卸压释放，上隅角瓦斯涌出量较小，该面暂用通风方法解决瓦斯问题，该系统暂为备用。 2.抽放系统附属装置。各抽放系统附属装置齐全，装有防爆、防回火装置、避雷装置（泵站处于矿区区域防雷范围内）。管路上留设有自制的人工放水器、参数检测孔等附属装置，管路由瓦检员每班进行放水，每周对抽放干、支管、抽放钻孔抽放负压、浓度等参数进行检测，并根据抽放参数检测结果判断和优化瓦斯抽放参数。3.抽放泵站及抽放系统安设有自动监测装置，可对抽放泵站环境斯、瓦斯泵轴承温度及抽放管道中瓦斯浓度、流量、负压、温度等参数进行在线监测，具备报警和断电功能。二、有关瓦斯鉴定情况1、2010年我矿瓦斯等级鉴定情况为：绝对瓦斯涌出量4.7m3/min，相对瓦斯涌出量 15.78m3/t，鉴定结果为煤与瓦斯突出矿井。2、2008年6月，经中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对开采范围内的C1煤层进行了煤与瓦斯突出危险性鉴定，鉴定结论为，C1煤层在标高1605m以上有煤与瓦斯突出危险性。且省能源局已作了批复。第三章 瓦斯治理一、防突、瓦斯管理：1、已按要求设立了防突、抽采专业机构。设立有通风科，下设防突组，负责突出事故的预测预防工作。防突组由矿总工程师领导，配有技术员1人。组 长：阳卫东（矿长）副组长：周仕武（矿总工程师）、高胜荣（安全主管）成员：徐文高（生产矿长）、施贵成（机电副总）、丁献东（机电队长）、张平（采掘队长）、刘加友（采煤队长）、陈选柱（掘进队长）、丁维富（掘进队长）、张奎（通风队长）、张桥应（技术员）、杨汉稳（防突技术员）、胡安尧（调度室主任）2、矿井按规定配有专业防突队伍，下设打钻抽采队、瓦斯监控监控队伍。打钻抽采队共6人，负责防突预测预报、防突、抽放钻孔施工工作；瓦斯监控监控队伍配有监控员、监测维护工4人。3、矿井按要求建立有地面永久瓦斯抽放系统，系统含高、低负压抽放系统各一套，各系统相对独立 。 4、矿井配备足够的防突装备，即配有WTC防突参数仪3台，瓦斯压力表5块，注浆封孔泵1台，风动防突钻机5台，ZY750、ZY-150钻机各2台、检测瓦斯流量的配套仪器2套。二、现有采掘工作面瓦斯治理矿井今年计划煤巷1011（上）回风巷、1011（上）切眼1012（上）运输巷掘进及1011（上）采面和1012（上）采面开采。（一）突出危险性预测工作面的突出危险性预测针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前由煤矿企业技术负责人批准。根据工作面地质构造、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，主要有以下方面：1、煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；2、煤层赋存条件急剧变化；3、采掘应力叠加；4、工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；5、工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层中，当出现上述第4、5情况时，即判定为突出危险工作面；当有上述第1、2、3情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。工作面突出危险性预测具体操作如下：（1）煤巷掘进工作面突出危险性预测煤巷掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测：A、钻屑指标法；B、复合指标法；C、R值指标法；D、其他经试验证实有效的方法。天源煤矿煤巷掘进工作面，设计采用钻屑指标法预测突出危险性。操作步骤和方法为：在近水平、缓倾斜煤层工作面向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深9m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，由于该矿煤层倾角1620，属于缓倾斜且煤层厚度1.32.5m，平均厚度为1.4m2.2m，属中厚层。根据相关规定和提高安全系数，天源煤矿设计在煤层厚度较小的工作面向前方煤体至少施工3个、煤层较厚的局部地段至少施工4个直径42mm、投影孔深9m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。且钻孔布置为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，较厚地段一个钻孔控制巷道顶部24m。钻孔布置详见图3-2-1。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。图3-2-1 煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图（缓倾斜煤层）各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定。目前，矿井无实测资料，在预测煤巷掘进工作面突出危险性时，设计采用煤科总院重庆分院生产的WTC防突参数仪测定K1值进行预测（也可使用煤科总院抚顺分院生产的解析仪测定h2值），并参照表3-2-2的临界值确定工作面的突出危险性。钻屑瓦斯解吸指标h2钻屑瓦斯解吸指标K1钻屑量 SPamL/gkg/mL/m2000.565.4表3-2-2 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。当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应至少留2m的预测超前距离。在实施局部综合防突措施的煤巷掘进工作面进行预测，若预测指标为无突出危险，则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。（2）回采工作面突出危险性预测采用煤巷掘进工作面突出危险性预测方法，沿工作面倾向方向每隔1015m布置一个预测钻孔，投影孔深9m，钻孔布置详见图3-2-3当实测的钻屑解吸指标K1(或h2)值超过表3-2-2的指标时，该工作面预测为突出危险工作面，反之工作面无突出危险性。预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m的预测超前距离。在实施局部综合防突措施的回采工作面进行预测，若预测指标为无突出危险，则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。图3-2-2 采煤工作面突出危险性预测钻孔布置（二） 防治煤与瓦斯突出措施矿井防治煤与瓦斯突出措施包含区域性防治突出措施和局部防治突出措施。（1） 区域性防治突出措施区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施采用预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面钻孔预抽煤层瓦斯、预抽采区煤层瓦斯、预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等，且预抽时间不小于6个月。本矿井煤层的开采顺序对邻近层瓦斯排放及影响情况，在采掘巷道中布置顺层钻孔预抽本煤层瓦斯的防突措施。顺层、穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔要求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。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煤层倾向方向的距离。本矿为缓倾斜、倾斜煤层，穿层、顺层钻孔控制范围为巷道轮廓线外倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；缓倾斜为巷道两侧轮廓线外至少各15m。钻孔终孔间距应根据该矿经实际考察的有效抽放半确定，目前，该矿未进行实际考察，暂取孔底间距不大于3m布置钻孔。该矿1#煤层经鉴定有突出危险性，因此在采掘1#煤层期间，煤矿必须按照本设计执行“四位一体”防突措施，使用本煤层抽放的防突措施，只有确保达到消突效果后，方可采掘作业。由于该矿煤层1#、3#、10#、17#煤层从上往下开采，均可能出现煤柱区域，若在掘进期间有瓦斯较大，突出危险性较高的局部地段，为了保证施工钻孔期间的安全，可采取施工高位抽放巷，并在抽放巷内施工抽放钻孔抽放该段的瓦斯。预抽煤层瓦斯后，对预抽瓦斯效果进行评价，采用瓦斯抽采率、瓦斯压力、瓦斯含量作为有效性评价指标，瓦斯压力必须降到0.74Mpa以下或瓦斯含量降到8m3/t以内。1、采煤工作面预抽瓦斯的区域性防突措施突出煤层的每个采煤工作面施工前由矿技术部门编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。实施过程中当煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，还应当作出补充或修改设计。该煤矿回采工作面的区域性防突措施采用本煤层钻孔超前预抽瓦斯的区域性防突措施。（a）采煤工作面本煤层钻孔预抽的区域性防突措施开采保护层期间或保护层开采后，回采工作面回采前（施工回采巷道期间）在回采工作面运输、回风巷施工本煤层顺层钻孔预抽瓦斯，钻孔沿煤层倾向方向施工、孔径为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；预抽钻孔的孔数、孔底间距等根据钻孔的有效抽放半径确定，该矿未进行实际考察，暂取孔底间距不大于3m布置钻孔。如采煤工作面倾向长度小于80米时，设计施工上行钻孔进行抽放，为了保证正常抽放，必须保证抽放钻孔终孔位置距采煤工作面回风巷的真倾斜距离为1015米（该数据煤矿也可根据现场情况减小距离，但必须保证钻孔不漏气）；若采煤工作面倾向长度大于80米时，设计施工上、下行钻孔进行联合抽放，采用联合抽放时，上、下行钻孔的交错覆盖长度不小于10m。回采工作面本煤层预抽区域性防突措施钻孔布置详见图4-1-6、4-1-7。在抽放过程中，应不断对钻孔参数进行优化。当回采工作面本煤层预抽钻孔深度不能履盖设计控制范围时，必须增加抽放钻孔，直至达到设计要求；如果需要的抽放时间较长、煤层瓦斯含量较大，矿井可根据实际情况加密抽放钻孔。加密抽放钻孔布置图详见图4-1-8。施工的所有钻孔必须满足设计要求禁止出现无钻孔履盖的肓区。4-1-6回采工作面本煤层预抽区域性防突措施钻孔布置图（上行孔抽放）4-1-7回采工作面本煤层预抽区域性防突措施钻孔布置图（联合抽放）4-1-8回采工作面本煤层预抽区域性防突措施加密、补钻孔布置图（b）掘进工作面迎头本煤层钻孔预抽瓦斯的区域性防突措施在突出危险区掘进巷道时，矿井必须首选在掘进工作面施工抽放钻孔预抽掘进迎头前方煤体瓦斯，钻孔应控制的条带长度不小于60m，控制巷道外侧倾斜、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。该矿为缓倾斜煤层，缓倾斜倾斜煤层控制巷道外侧轮廓线外至少15m，钻孔布置见图4-1-9。4-1-9 掘进工作面本煤层预抽区域性防突措施钻孔布置图（缓倾斜）（c）高位钻孔预抽煤巷掘进工作面瓦斯的区域性防突措施由于开采的需要，矿井可能出现在开采保护层时留有部分煤柱，但在掘进被保护层期间，煤柱区域覆盖下的煤层突出危险性较高，因此，该矿设计在该情况下首先采取在工作面施工抽放钻孔预抽瓦斯，如在工作面施工抽放孔难度较大，不能满足设计要求或施工期间突出危险性较大时，矿井必须采取高位钻孔抽放的措施。高位钻孔预抽区域煤层瓦斯平面布置详见图4-1-10，高位钻孔预抽邻近层区域煤层瓦斯剖面图详见图4-1-11、。图4-1-10 高位钻孔预抽邻近煤层瓦斯平面布置图（缓倾斜煤层）图4-1-11 高位钻孔预抽邻近煤层瓦斯剖面图（缓倾斜煤层）（2） 局部防治突出措施1、煤巷掘进工作面防治突出措施突出煤层的每个煤巷掘进工作面在施工前由矿技术部门编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。实施过程中当煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，还应当作出补充或修改设计。必须建立安全可靠的独立通风系统并加强对通风设施的管理和控制。在突出危险煤层中，煤巷掘进工作面可采用抽放瓦斯、超前释放钻孔、深孔松动爆破、水力冲孔或其他经试验证实有效的防突措施。结合该矿生产实际情况，采用开采保护层和超前钻孔预抽煤层瓦斯作为煤巷掘进工作面防突措施。煤巷掘进期间经效果检验未消除突出危险时，煤矿必须在煤巷掘进迎头布置抽放钻孔进行抽放，并且抽放钻孔的控制范围必须在掘进工作面前方lOm以上，由专业人员设有基点控制掘进进度，严禁超掘。根据煤安监司函综合【2008】24号附件防治煤与瓦斯突出规定：煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时，巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：近水平、缓倾斜煤层5m，倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m，巷道下部煤层控制范围不小于3m；结合该矿的煤层赋存和瓦斯情况，提高安全系数，本设计按照缓倾斜煤层控制掘进巷道上帮轮廓线6m。钻孔的数量根据掘进巷道断面确定，投影孔深30m，终孔位置在工作面前方煤层中、终孔间距暂按照3米考虑。在抽放过程中煤矿必须对抽放量、抽放浓度、防突效果等参数进行考察，可根据考察实际情况对钻孔参数进行合理的调整。钻孔布置见图4-2-3。图4-2-3 煤巷掘进工作面抽放钻孔布置图（缓倾斜煤层）矿井在掘进煤层联络上山时，考虑到需要尽量缩短抽放时间的同时，达到预期的抽放效果。因此，设计加密抽放钻孔的间距，抽放钻孔布置详见图4-2-4，钻孔孔径为75mm。上山掘进工作面与上部平巷贯通前，上部平巷必须超过贯通位置不得小于5m。倾角在8以上的上山掘进工作面不得选用松动爆破。图4-2-4 煤巷上山掘进防突抽放钻孔布置图煤巷掘进工作面布置钻孔进行瓦斯预抽，工作面抽采率应达到40%以上，钻孔单孔抽采瓦斯浓度应降到10%以下；瓦斯压力降到0.74Mpa以下或瓦斯含量降到8m3/t以内。若突出煤层煤巷掘进工作面前方遇到落差超过煤层厚度的断层，按石门揭煤工作面防治突出措施执行。2、回采工作面防治局部突出措施突出煤层的每个采煤工作面施工前由矿技术部门编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。实施过程中当煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，还应当作出补充或修改设计。回采工作面在采取区域性防突措施措施后，若采煤工作面还存在突出危险，采取在回采工作面运输顺槽或回风顺槽加密本煤层钻孔预抽瓦斯，钻孔直径为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；预抽钻孔的孔数、孔底间距等根据钻孔的有效抽放半径确定。回采工作面本煤层预抽钻孔布置详见图4-2-5。在抽放过程中，应不断对钻孔参数进行优化。当回采工作面运输顺槽本煤层预抽钻孔深度不能履盖设计控制范围时，要增加从回风顺槽施工本煤层预抽钻孔，且满足上下顺槽本煤层钻孔的终孔交错距离不得小于10m，禁止出现无钻孔履盖的肓区。图4-2-5 回采工作面本煤层预抽瓦斯加密钻孔布置示意图回采工作面布置钻孔预抽瓦斯，工作面抽采率应达到40%以上，钻孔单孔抽采瓦斯浓度应降到10%以下；瓦斯压力降到0.74Mpa以下或瓦斯含量降到8m3/t以内。（三） 区域性防突措施效果检验及区域验证1、区域性防突措施效果检验区域性防突措施效果检验采用预抽煤层瓦斯区域防突措施的效果检验。针对该矿穿层钻孔预抽区域煤层瓦斯区域防突措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验，钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，目前，矿井未进行试验考察，按表5-1-2中所列的指标临界值进行效果检验。如果所有实测的指标值均小于表5-1-2的临界值则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。煤样h2指标临界值(Pa)K1指标临界值（mL/g）干煤样2000.5湿煤样1600.4表5-1-2 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针对该矿穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验，设计采用残余瓦斯压力或残余瓦斯含量指标进行检验，其指标临界值需要根据具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察确定的临界值进行评判。目前，矿井未进行试验考察，按照如下指标进行评判：煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；（1）采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。（2）采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区。（3）对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。（4）采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔15m，沿工作面方向布置1个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时，按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验；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30m至少布置1个检验测试点；对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，至少布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围；对顺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20m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；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尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范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。（5）采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标；若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。矿井防治突出专业机构必须填写防治突出效果检验单，并报矿技术负责人审批。煤矿防治突出技术措施效果检验报告单，详见附表2。2、区域验证在石门揭煤工作面对无突出危险区需要进行区域验证，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法参照表5-1-3进行验证，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，则该工作面验证为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。在煤巷掘进工作面和回采工作面进行区域验证，采用钻屑指标法，参照表5-1-4进行验证，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。验证方法按照煤巷掘进工作面突出危险性预测和回采工作面突出危险性预测方法进行。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表5-1-4 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煤巷掘进工作面和回采工作面对无突出危险区进行区域验证时，按照下列要求进行：在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；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；在构造破坏带连续进行区域验证；在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。当区域验证为无突出危险时，采取安全防护措施后进行采掘作业。但若采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留7m的突出预测超前距。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。 工作面防突措施效果检验在实施钻孔法防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持相等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：a、检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规定、标准等，并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等(包括喷孔、卡钻等)，作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断；b、各检验指标的测定情况及主要数据煤巷掘进工作面防突措施效果检验煤巷掘进工作面执行防治突出措施后，采用钻屑指标法进行措施效果检验。检验孔数不少于3个，深度小于或等于措施孔，并应布置在两个措施孔之间（如图5-2-2）。如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于表3-2-2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。当措施无效时，无论措施孔还留有多少超前距，都必须采取防治突出的补充措施，并经措施效果检验有效后，方可采取安全措施施工。防突专门机构必须按附表2填写防治突出技术措施效果检验报告单，并报技术负责人审批。图5-2-2 掘进工作面措施效果检验孔布置图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，则需要留有不小于7m的防突措施超前距并采取安全防护措施的条件下掘进。当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时，在留足所需的防突措施超前距并同时保留有至少2m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。回采工作面防突措施效果检验回采工作面采用预抽煤层瓦斯防突措施后，在工作面每隔10m15m向采面推进方向布置一个效果检验孔，孔深小于或等于措施孔，孔径42mm，采用钻屑指标检验措施效果。如果回采工作面检验指标均小于表3-2-2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。当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施钻孔深度相等，则需要留有不小于5m的防突措施超前距，并采取安全防护措施的条件下回采。当检验孔的深度小于防突措施钻孔时，则在留足所需的防突措施超前距并同时保留有2m检验孔超前距的条件下，采取安全防护措施后实施回采作业。防突专门机构必须按附表2填写防治突出技术措施效果检验报告单，并报技术负责人审批。（四）安全防护措施安全防护措施是“四位一体”综合防突措施的第四个环节，其目的在于预测失误或防突措施失效后发生突出时，避免造成人员伤害，从而建立起防止突出事故的第二道保障线。安全防护措施主要包括岩巷揭穿突出煤层的震动放炮，远距离放炮、反向风门、避难所，压风自救和隔离式（压缩氧或化学氧）自救器等。根据矿井实际情况，主要采用远距离爆破、设置反向风门、避难所、压风自救系统等。1、远距离爆破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。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。相关区域工作的所有人员，在放炮前必须预先通知放炮时间、撤离时间，放炮前由矿调度统计进入该区域的人数、撤离至指定地点的人数，确保放炮时该区域内无人。2、设置反向风门在突出煤层的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。反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，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。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。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。门框和门可采用坚实的木质和钢质结构，木质门框厚度不得小于100mm，木质风门厚度不得小于50mm。3、设置避难所a、该矿各采区必须设置采区避难所。1、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；2、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；3、避难所内根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。b、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。矿井需要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。工作面避难所必须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。c、压风自救系统1、矿井空气压缩机安设在地面空压机房内。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；2、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；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。3、矿井压风自救系统配置组数：根据矿井的开采范围和巷道布置，掘进工作面每50m设置一组压风自救系统，回采工作面回风巷道每50m设置1组，回采工作面进风侧距离工作面30m和60m各设置1组，若在准备采面时，采面中部设置有掘进回风联巷，矿井压风自救系统的配置可根据实际情况适当减少。4、压风自救系统必须派专人维护，确保设备完好、风量足够，且要求24小时随时可以使用。三、其它安全措施1、突出矿井必须及时编制矿井瓦斯地质图，图中应标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等，作为突出危险性区域预测和制定防治突出措施的依据。2、在突出煤层顶底板掘进岩巷时，必须定期验证地质资料，及时掌握施工动态和围岩变化情况，防止误穿突出煤层。3、在一个或相邻的两个采区中同一阶段的突出煤层中进行采掘作业时，不得两个工作面相向回采和掘进。突出煤层的掘进工作面，不得进入本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中区。4、井巷掘进揭穿突出煤层前，必须有独立的、可靠的通风系统。在石门掘进工作面的进风巷侧必须设置两道牢固可靠的反向风门，以防止煤与瓦斯突出时瓦斯逆流涌入进风系统。在突出煤层中的采、掘作业或石门揭煤工作面的回风必须从其专用回风巷回风；5、煤巷掘进工作面建议使用沿空掘巷，若不能使用沿空掘巷，又没有请有资质单位对该煤层进行突出危险性鉴定的，要求按突出煤层管理。6、在开采保护层时应布置跨石门或跨上山回采、采空区内不得留有煤柱。特殊情况非留煤柱不可时，应经矿技术负责人批准，并将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标注在采掘工程平面图上。煤层瓦斯地质图上，也相应地标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取防治突出的措施。7、突出煤层的掘进必须由专业人员设基点控制掘进进度，严禁超掘。8、在突出煤层或瓦斯（二氧化碳）喷出区域，掘进工作面的通风方式不得采用混合式。严禁任何两个采掘工作面之间串联通风。掘进工作面的局部通风机应实行“三专”、“两闭锁”。9、采掘工作面的专职瓦斯检查员必须随时检查瓦斯，掌握突出预兆。当发现有突出预兆时，瓦斯检查员有权停止工作面作业，并协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出、报告矿调度室。10、突出煤层的采掘工作面严禁使用风镐落煤。11、有突出危险的采掘工作面爆破落煤前，所有不装药的眼、孔都应用不燃性材料充填，充填深度应不小于爆破孔深度的1.5倍。12、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。由于该矿未能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，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。13、回采工作面打钻预抽煤层区域瓦斯时，钻孔必须控制整个煤层瓦斯区域，不得有盲区，若打钻遇岩石等未控制煤层瓦斯区域的，必须补孔，并且钻孔编号，填写钻孔长度、倾角、有无岩石等详细记录。14、在保护层开采影响范围之外或没有被解放的煤层中采掘作业，特别是在保护层区段煤柱下方的煤层进行采掘作业时，必须严格按“四位一体”的综合防突措施执行。15、防治煤与瓦斯突出危险性预测、防突措施、效果检验等工作必须经矿技术负责人审批后，才能实施。16、矿井回采工作面长度应考虑本煤层打钻的可靠性问题，回采工作面长度一般考虑60m左右较合适。17、矿井瓦斯抽采系统必须有足够的瓦斯抽采能力，抽采能力不足够的，必须进行完善或更换抽采系统。18、矿长、矿技术负责人每天必须及时签阅矿井瓦斯通风报表，并注意瓦斯变化情况。19、矿井入井人员，必须随身携带隔离式（压缩氧或化学氧）自救器。20、机电部门必须经常检查电器设备的完好情况，确保井下“三大保护”正常运行，严禁电器设备有失爆现象。21、加强现场实施监察力度，严格执行防突措施及效果检验，严防弄虚作假，确保防突施工质量。22、必须按允许推进距离组织施工，加强采面支护工作，严禁超推，确保预留的超前保护距离。23、严格按有关操作规程进行操作，严禁违章指挥、违章作业。24、加强防突知识的教育培训，井下从业人员必须熟悉煤与瓦斯的突出预兆和预防突出的基本知识及避灾路线。25、必须坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。采取“先探后掘、先抽后掘、先抽后采”的防突技术原则，突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。26、矿井必须设专用回风井，突出煤层采、掘工作面必须设专用回风巷进行独立的回风。矿井必须严格按设计配足风量。27、采区回风巷、矿井总回风巷必须安设高、低浓度甲烷传感器。28、开采近距离保护层时，矿技术部门必须编制针对性措施，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或误穿突出煤层。综上所说，天源煤矿防治煤与瓦斯突出不能靠单一的防治措施，而应采取一套综合防治突出措施，其内容包括突出预测、防突技术措施、措施效果检验与安全防护措施，称为“四位一体”综合防突措施。其工艺流程详见图6-5-1。开工不合格强制整改安全防护设施检查合格合格突出危险性预测有突出危险无突出危险防治突出措施有效无效采取安全防护措施措施效果检验补充防突措施正常施工作业图6-5-1 “四位一体”防突措施工艺流程图四、加强供用电管理1、加强供电管理，控制计划停电停风、杜绝无计划停风、停电遏制矿井瓦斯超限。严格执行停送电操作票制度，计划停电必须办理停送电手续，按停送电安全技术措施实施；加强无计划停风停电管理，强化对井上下供电线路、电气设备及各类保护的巡查维护，加强备用油料的管理，随时备足确保应急使用，发现问题及时处理，确保供电可靠及主扇在规定时间内运转；2、加强停风停电时应急管理，停风停电后安瓦员班组长必须停头停面，将人员撤到进风巷，直至地面；3、加强停风停电后送风送电管理，调度室必须由停送电负责人亲自指挥，各点必须落实停送电负责人负责停送电，送电前必须按规定检查设备、开关附近及采掘面瓦斯浓度，只有在规定范围内方可启动局扇，否则必须制订措施，按措施进行处理，不允许不按规定进行操作，否则严肃责任追究；4、由机电队、安全科共同负责定期对井下各采掘头面等地点风电、瓦斯电闭锁、局扇自动切换装置等进行试验，出现异常时及时处理，因管理或认为破坏造成装置失效的，严肃责任追究。五、加强放炮管理1、严格执行“一炮三检”、“三人连锁”放炮制，杜绝放炮事故。各队使用好“三人连锁”箱，放炮线长度及放炮距离必须符合规定，落实好岗哨，站岗人员必须尽职守则；2、加强放炮员管理，严格执行领退核销制度和放炮的有关规定，严禁非放炮人员放炮，特别是瞎炮的处理必须按规定，严禁炸药雷管乱丢乱藏。3、装药前、放炮前、放炮后必须检查瓦斯，装药时必须使用水炮泥，黄泥装填长度必须达到标准要求，否则不得放炮。六、加强巷道贯通管理、盲巷管理和停风区域瓦斯管理（一）、巷道贯通管理1、巷道贯通20米前、技术科下达贯通通知书，贯通通知书必须有被贯通巷道及贯通地点20米范围内其它巷道与施工巷道的相对空间位置，施工巷道迎头到贯通点距离（贯通巷道迎头间最短距离），贯通点20米范围内的通风、瓦斯、积水、采空区及小窑等不安全因素也必须在示