海孜煤矿II1026工作面瓦斯抽采效果评判报告10-17.doc

淮北矿业股份有限公司海孜煤矿1026工作面瓦斯抽采效果评 判 报 告中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2012年10月19日海孜煤矿1026工作面瓦斯抽采效果评判审批意见项目姓名工作单位学位职称签字报告编写王 亮中国矿业大学博士副教授周红星中国矿业大学博士副教授陈海栋中国矿业大学博士生陈明义中国矿业大学硕士生审核王海锋中国矿业大学博士副教授审批程远平中国矿业大学博士教授报告编写依据充分、数据可靠、论述正确，工作面瓦斯抽采效果评判结论合理。单位（盖章）2012年10月19日85目 录1 矿井概况11.1 矿井交通位置及范围11.2 开拓方式及生产现状11.3 煤层赋存情况21.4 地质构造情况31.5 煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性31.6 瓦斯情况41.7 火成岩侵入情况41.8 102采区概况52 评价依据及方法113 1026工作面153.1 1026工作面概况153.2 突出危险性分析154 区域预抽防突措施设计及实施情况174.1 区域防突措施174.2 1026工作面区域防突措施184.3 区域消突措施实施情况195 1026工作面区域消突措施效果检验275.1 区域效果检验方法275.2 工作面区域地质构造情况275.3 预抽钻孔填图分析285.4 预抽评价单元的确定285.5 瓦斯抽采情况335.6 残余瓦斯含量计算355.7检验钻孔效果考察情况375.8可解吸瓦斯量396 结论与建议416.1 结论416.2 建议41附录43前言2009年4月25日，位于海孜煤矿10煤层102采区西翼三区段的1026机巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故（-643.3m），此后，10煤层升级为煤与瓦斯突出煤层。随后，中国矿业大学对102采区10煤层突出危险性区域划分，认为102采区10煤层标高-623m以浅的区域为无突出危险区域，标高-623m及-623m以深的区域为突出危险区域。1026工作面标高为-580m-674m，为保证1026工作面安全高效回采，海孜煤矿采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯并结合顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。1026工作面共施工638个顺层防突钻孔，截止2012年9月底，钻孔预抽最长时间为369天，钻孔工程量为44713.3m，抽排瓦斯总量1443817.5m3。本报告通过对海孜煤矿1026工作面煤层瓦斯赋存规律、1026工作面区域防突措施、抽采钻孔的实际施工情况、瓦斯抽排情况进行分析、整理，然后根据防治煤与瓦斯突出规定、煤矿瓦斯抽采达标暂行规定及相关法律、法规等的要求，在矿井瓦斯抽采基础条件满足瓦斯先抽后采要求的基础上，来对抽采效果是否达标进行评判。1 矿井概况1.1 矿井交通位置及范围海孜煤矿位于安徽省淮北市濉溪县韩村镇境内，属淮北煤田临海童矿区深部，北距淮北市40km，东距宿州市35km，地处淮北平原中部，北依淮北，东临宿州，南近阜阳。矿区公路与淮北、涡阳、淮南、宿州等地的公路相接。濉阜铁路从井田西北侧通过，临涣车站、海孜车站距矿井67km，矿区铁路专用线在青芦线的小湖集配站接轨，交通便利。矿井交通位置见图1-1。矿井范围东南以大马家断层与临涣矿毗邻，西以大刘家断层为界，北至3煤层-800m水平投影线，呈一不规则三角形，井田东西走向长11km，南北倾斜宽1.55.0km，面积33.745km2。整个井田被吴坊断层自然切割为两个区，即西部井（断层以南三角区）和大井。图1-1 矿井交通位置图1.2 开拓方式及生产现状矿井采用立井分水平主石门分组大巷开拓方式。井筒均为立井，工业广场内设主井、副井、中央风井，西风井在井田西部，副井进风、主井辅助进风，中央风井和西风井回风。二水平采用三条暗斜井延深，即主暗斜井、进风行人斜井、副暗斜井。西部井为立井开拓，混合井一个，风井一个。大井布置-475m、-700m和-1000m三个水平。上煤组回风水平为-265m，中、下煤组回风水平为-280m。现生产水平有一、二水平。西部井为单水平（-320m）上下山开采，回风水平为-250m。采区采用石门开拓，沿煤层倾斜方向布置采区上下山系统。海孜煤矿于1979年2月动工兴建，1987年10月21日移交生产，设计生产能力150万t/a，2006年矿井生产能力核定为159万t/a。目前生产采区一水平三个（大井32采区、86采区和西部井的3采区），二水平两个（101、102采区），开拓采区三个，西部井的83采区，大井的32、101采区。1.3 煤层赋存情况海孜煤矿含煤地层为二叠系，其中山西组（P1s）、下石盒子组（P1xs）和上石盒子组（P2ss）为主要含煤组。含煤地层厚度992.1m，含1、2、3、4、5、6、7、8、10等9个煤组10余层，煤层总厚14.28m。可采煤层自上向下编号为3、4、7、8、9、10煤层6层，可采总厚10.23m，占含煤总厚的71.6%。其中10煤层位于山西组中部，9煤层下63115m，平均84m。煤层厚度07.04m，平均2.67m，变异系数39.7%，可采指数92%，属较稳定煤层。该煤层结构简单，以单一煤层为主，少数点有一层夹矸，夹矸为炭质泥岩和泥岩。煤层发育较好，为中厚厚煤层，西部有一近南北向的古河流冲刷变薄带，东部岩浆岩侵蚀区煤层变薄或被吞蚀，局部变质为天然焦。1.4 地质构造情况海孜煤矿位于淮北煤田中部，临涣矿区北部，处于东西向断裂（宿北断裂、光武-固镇断裂）和北东向断裂（太和五河断裂、固镇长丰断裂）内，童亭背斜的西北端，受区域构造的控制。矿井总体为走向近东西、向北倾斜的单斜构造。它由低次序的北北东向及北东向大马家断层和切割矿井深部的宿北断裂围成。总体区内被吴坊断层切割成两个区，即西部井（吴坊断层以南三角区）和大井（吴坊断层以北的东西区），西部井作为矿井的一个接替采区独立成井。东西区为较简单的单斜构造，在中部有较小的起伏，地层倾角一般为1030，局部增大至70，在平面上西部缓，东部陡，在剖面上具有中部陡、浅部和深部均缓的特点。三角区为一不完整的向斜构造，地层倾角较为平缓，一般515。区内断层发育，全区共查出褶曲两个，大中型断层54条，局部地段层滑构造也较发育。1.5 煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性煤炭科学研究总院重庆分院对大井7、8、9、10煤层煤层自燃发火危险性和爆炸性进行了测定，中国矿业大学对一水平4煤层的自燃发火危险性和爆炸性进行了测定，煤科工集团重庆研究院对二水平4煤层、三水平10煤层，西部井8、9煤层的自燃发火危险性和爆炸性进行了测定。结果如表1-1所示。表1-1 自燃发火危险性和爆炸性测定结果煤层煤层自燃发火危险性煤尘爆炸性着火温度（T氧）自燃倾向性爆炸指数Vdaf爆炸性结论大井7煤395三类9.72无大井8煤394三类11.29无大井9煤389三类14.61无大井10煤390三类15.02有西部井10煤366三类23.34有煤的吸氧量（cm3/g干煤）自燃倾向性爆炸指数Vdaf爆炸性结论大井4煤0.46三类12.61有大井二水平4煤0.71三类17.62有大井三水平10煤0.39三类20.4有西部井8煤0.61三类14.94无西部井9煤0.62三类15.22有1.6 瓦斯情况矿井设计生产能力为1.50Mt/a，分为相对独立的大井和西部井两个生产系统。大井为突出矿井，西部井为瓦斯矿井。7、8、9煤层为突出煤层，自建矿以来共发生煤与瓦斯突出及瓦斯动力现象11起。2009年4月25日，大井102采区1026机巷发生煤与瓦斯突出事故，10煤层升级为突出煤层。2011年矿井瓦斯等级鉴定结果，大井最大绝对瓦斯涌出量为52.83m3/min，最大相对瓦斯涌出量为29.92m3/t；西部井的最大绝对瓦斯涌出量为1.92m3/min，最大相对瓦斯涌出量为2.73m3/t。20002011年矿井瓦斯等级鉴定结果见表1-2。 表1-2 20002011年矿井（大井）瓦斯等级鉴定结果一览表 年 份200020012002200320042005200620072008200920102011绝对瓦斯涌出量(m3/min)27.4132.3137.925.125141.3248.5255.8657.3555.8052.0952.83相对瓦斯涌出量(m3/t)13.117.8321.9217.1629.2935.02935.7240.2134.8428.7928.2429.92鉴定结果突出突出突出突出突出突出突出突出突出突出突出突出1.7 火成岩侵入情况海孜煤矿岩浆活动较为强烈，110煤层均有不同的岩浆岩侵入，其中矿井西、中部侵入5煤层的赵庙岩体沿地层走向绵延6.5km，钻孔揭露最大厚度169.18m。2线以东岩浆岩沿10煤层侵入，破坏了煤层结构，使大部分煤变质为天然焦。1）岩浆岩的分布特征（1）分布范围和出露面积矿井岩浆岩以闪长玢岩为主，约占90以上，次为辉长岩、石英闪长玢岩。主要分布在23线以西5煤层位以及2线以东10煤层中。共有74个孔见到岩浆岩123处，揭露面积约为1.5km2。（2）产状及规模赵庙岩体呈岩床产出，沿5煤层位顺层侵入，厚度较为稳定。在19线附近，地层有轻微褶曲，岩浆岩厚度突变，19线以西大于110m，以东则小于50m。2线以东10煤层中岩浆岩呈小型岩床产出，以辉长石、闪长玢岩为主，平均厚约2.71m。少数钻孔见有多层岩浆岩，如1-2B1孔共有八层，主要呈岩脉状产出，岩性变化较为复杂，2煤上见有典型的脉岩类岩浆岩斜长细晶岩。10煤层已采区I2采区东翼、I4采区西翼中部及I5采区的深部的岩浆岩呈岩墙状，由深部侵入到10煤层中。（3）侵入层位岩浆岩侵入以5煤层最多，侵入层位具有一定的规律性，平面上呈片状出现，走向上有合并分叉现象，为渐变过渡关系。赵庙岩体在4线以西侵入在5煤层位，4线以东分叉侵入到7煤层位，到17线侵入层位又向上至4煤层上。2）岩浆岩对煤系地层的影响赵庙岩体对地层间距的影响较为明显，19线以西38煤层间距较无岩浆岩区增加了100m以上，接近侵入体的厚度，但38煤以及810煤煤系地层的总厚度变薄，这说明岩浆侵入时对地层的垂向应力使煤层沿较松散的岩层、层理、裂隙等处被压实，离岩体越近压实作用越明显。1.8 102采区概况102采区位于矿井西部，在一水平4采区的下区段，东以HF7逆断层为界，西以不可采区为界，上以-475m西运输大巷保护煤柱为限，下至-700m等高线。采区走向长20002670m，平均2340m，倾斜长280900m，平均700m，面积1.638km2。102采区总体为一单斜构造，走向NWNWW，倾向NENEE，平均倾角14，倾角变化在剖面上表现为浅部大、深部小，平面上表现为东部大、西部小的特点。102采区内共查明的大中型断层5条，最大落差从15m至40m不等，采区内小断层较为发育。102采区于2004年4月投产，采区东翼划分为三个区段，西翼划分为四个区段。目前，已经回采结束4个工作面，分别为：1021、1022、1023、1024工作面，正在准备1026工作面。102采区采掘工程平面图如图1-2所示。图1-2 102采区采掘工程平面图1.8.1 采区煤层、煤质及顶底板102采区为单一煤层采区，主采煤层为10煤层，10煤层上距9煤层61115m，煤层厚1.513.95m，平均厚度2.67m，该煤层结构简单，部分地段有泥岩夹矸，属较稳定煤层。煤层顶板以泥岩、粉砂岩为主，底板以中厚粉砂岩为主，其次为泥岩，少量砂岩呈零星分布，煤层顶底板岩石的完整性及裂隙发育程度受构造制约，断层附近岩石破碎，裂隙发育。102采区煤岩综合柱状图如图1-3所示。图1-3 102采区煤岩综合柱状图1.8.2 102采区火成岩赋存情况巨厚火成岩在矿井东西两翼均有分布，火成岩在102采区分布稳定，大部分区域为火成岩覆盖，厚度一般大于120m。102采区上覆火成岩的赋存情况见图1-4。102采区上覆巨厚火成岩沿5煤顶板侵入，10煤层距离火成岩的距离大约为170m左右。102采区102采区边界火成岩等厚线图1-4 102采区上覆火成岩赋存分布图1.8.3 102采区10煤层瓦斯赋存1.8.3.1瓦斯压力102采区井下实测的10煤层瓦斯压力数据如表1-3所示：表1-3 102采区10煤层瓦斯压力测定结果编号测定地点煤层标高/m测定时间/年封孔方法封孔长度/m瓦斯压力/MPa11026底抽巷5#钻场-629.82010水泥砂浆36.10.52-631.672010水泥砂浆26.30.3531026底抽巷6#钻场-6332010水泥砂浆280.341026底抽巷8#钻场-6312010水泥砂浆300.95102采区回风上山-6602005水泥砂浆450.56102采区回风上山-6682005水泥砂浆360.557102采区装车站绕道-6652008水泥砂浆381.8根据表1-3所示瓦斯压力结果可知，实测102采区压力最大值为1.8MPa，已远超过防治煤与瓦斯突出规定中突出煤层鉴定单项指标的瓦斯压力临界值0.74MPa。1.8.3.2瓦斯含量利用102采区10煤层吸附常数及工业分析的结果，结合推算的瓦斯压力利用间接法对10煤层的瓦斯含量进行计算，得出煤层瓦斯含量与瓦斯压力的变化关系，如图1-5所示。图1-5 煤层瓦斯压力与瓦斯含量的关系根据煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量的赋存规律考察，发现102采区10煤层在标高至-627m时煤层瓦斯压力达到了0.4MPa（表压），煤层瓦斯含量达到了7.8m3/t，煤层瓦斯含量接近突出危险临界值8m3/t；10煤层在标高至-636.4m时煤层瓦斯压力达到了0.74MPa，煤层瓦斯含量达到了10.78m3/t。1.8.4 102采区突出危险区域划分根据中国矿业大学海孜煤矿102采区10煤层突出危险性区域划分研究报告的内容，得出如下结论：1）102采区10煤层在标高至-627m时煤层瓦斯压力达到了0.4MPa（表压），煤层瓦斯含量达到了7.8m3/t，煤层瓦斯含量接近突出危险临界值8m3/t。2）海孜煤电公司102采区西翼三区段的1026机巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，突出地点标高（顶板）-643.3m。根据防治煤与瓦斯突出规定第四十三条的规定：在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区。综上所述，102采区10煤层-623m为无突出危险区的下限标高。即标高-623m以浅的区域为无突出危险区域，标高-623m以深的区域为突出危险区域。2 评价依据及方法2.1 评价依据本次工作面抽采达标评价依据以下法律、法规、文件及相关资料：（1）中华人民共和国安全生产法；（2）防治煤与瓦斯突出规定；（3）煤矿安全规程；（4）国务院安委会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见（安委办200817号）；（5）安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法（皖政办201162号）；（6）国务院办公厅转发发展改革委 安全监管总局关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作若干意见的通知（国办发201126号）；（7）煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）；（8）煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）；（9）煤层瓦斯含量井下直接测定方法（GB23250-2009）；（10）煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法（AQ1047-2007）；（11）煤矿瓦斯抽采达标暂行规定（安监总煤装2011163号）。2.2 评价方法煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第二十一条规定，抽采瓦斯矿井应当对瓦斯抽采的基础条件和抽采效果进行评判。在基础条件满足瓦斯先抽后采要求的基础上，再对抽采效果是否达标进行评判。第二十三条 预抽煤层瓦斯效果评判应当包括以下主要内容和步骤：（一） 抽采钻孔有效控制范围界定；（二） 抽采钻孔布孔均匀程度评价；（三） 抽采瓦斯效果评判指标测定；（四）抽采效果达标评判。第二十四条 预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔的有效控制范围进行界定，界定方法如下： （一）对顺层钻孔，钻孔有效控制范围按钻孔长度方向的控制边缘线、最边缘2个钻孔及钻孔开孔位置连线确定。钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效孔深点连线，相邻有效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。 （二）对穿层钻孔，钻孔有效控制范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围。 第二十五条 预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔在有效控制范围内均匀程度进行评价。预抽钻孔间距不得大于设计间距。 第二十六条 将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致（预抽时间差异系数小于30%，计算方法参见附录A1）的区域划为一个评价单元。 对同一评价单元预抽瓦斯效果评价时，首先应根据抽采计量等参数按附录A2、A3计算抽采后的残余瓦斯含量或残余瓦斯压力，按附录A4计算可解吸瓦斯量，当其满足本规定第二十七条规定的预期达标指标要求后，再进行现场实测预抽瓦斯效果指标。 按煤层瓦斯含量井下直接测定方法（GB/T23250，以下简称含量测定方法）现场测定煤层的残余瓦斯含量，按煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法（AQ/T1047，以下简称压力测定方法）现场测定煤层的残余瓦斯压力，依据现场测定的煤层残余瓦斯含量，按附录A4计算现场测定的煤层可解吸瓦斯量。突出煤层现场测定点应当符合下列要求： （一）用穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段或回采区域煤层瓦斯时，沿采煤工作面推进方向每间隔3050m至少布置1组测定点。当预抽区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）或预抽回采区域采煤工作面长度未超过120m时，每组测点沿工作面方向至少布置1个测定点，否则至少布置2个测点；（二）用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯时，在煤巷条带每间隔3050m至少布置1个测定点； （三）用穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯时，至少布置4个测定点，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个测定点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围； （四）用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯时，在煤巷条带每间隔2030m至少布置1个测定点，且每个评判区域不得少于3个测定点； （五）各测定点应布置在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离预抽钻孔或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测定点。测定点实际位置和实际测定参数应标注在瓦斯抽采钻孔竣工图上。 第二十七条 预抽煤层瓦斯，应当同时满足以下要求： （一）钻孔有效控制范围应当满足煤矿瓦斯抽采基本指标或防治煤与瓦斯突出规定的要求；布孔均匀程度满足本规定第二十四条的要求； （二）预抽瓦斯效果应当满足如下标准： 1、对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面，评价范围内煤的可解吸瓦斯量满足表2-1规定的，判定采煤工作面评价范围瓦斯抽采效果达标。表2-1 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标工作面日产量（t）可解吸瓦斯量（m3/t）10008100125007250140006400160005.56001800058001100004.51000042、对于突出煤层，当评价范围内所有测点测定的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量都小于预期的防突效果达标瓦斯压力或瓦斯含量、且施工测定钻孔时没有喷孔、顶钻或其他动力现象时，则评判为突出煤层评价范围预抽瓦斯防突效果达标；否则，判定以超标点为圆心、半径100m范围未达标。预期的防突效果达标瓦斯压力或瓦斯含量按煤层始突深度处的瓦斯压力或瓦斯含量取值；没有考察出煤层始突深度处的煤层瓦斯压力或含量时，分别按照0.74MPa、8m3/t取值。3、对于瓦斯涌出量主要来自于突出煤层的采煤工作面，只有当瓦斯预抽防突效果和煤的可解吸瓦斯量指标都满足达标要求时，方可判定该工作面瓦斯预抽效果达标。3 1026工作面3.1 1026工作面概况1026工作面位于102采区西翼，上至1024工作面采空区，下至1028工作面（未准备），东以102采区上山煤柱为界，西至102采区边界。工作面标高为-580-674m，工作面走向799852m，平均为825m。倾斜长为180260m，平均倾斜长190m；1026工作面正断层较多；煤厚为1.03.2m，平均为2.9m，煤层倾角为521，平均为13。老顶为细砂岩，直接顶为泥岩，伪顶为炭质泥岩，老底为粉砂岩或细砂岩。1026工作面采掘工程平面图如图3-1所示。1026外段风巷1026工作面1024轨道巷1026里段风巷1026风联巷1026机巷1026上提风巷1026切眼突出点图3-1 1026工作面采掘工程平面图3.2 突出危险性分析3.2.1 1026工作面突出情况2009年4月25日，淮北海孜煤电公司10煤层位于矿井102采区西翼三区段的1026机巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，死亡1人，直接经济损失76.48万元，突出地点标高（顶板）-643.3m。突出的煤量为656t，突出瓦斯量13210m3。1026机巷掘进工作面突出点位置如图3-1所示。3.2.2 1026工作面区域突出危险性分析10煤层发生突出后，升级为煤与瓦斯突出煤层，根据中国矿业大学提交的海孜煤电公司大井102采区10煤层煤与瓦斯突出危险区域划分技术报告结论为：102采区10煤层标高-623m以浅的区域为无突出危险区域，标高-623m及-623m以深的区域为突出危险区域。如图3-1所示，1026工作面上提风巷位于标高-623m以浅区域，处于无突出危险区域；回风联巷处于标高-623m以浅区域，处于无突出危险区。1026里段风巷及外段风巷为沿空掘巷，标高-624m-649m，认为已消除煤与瓦斯突出危险性。突出点后方未施工的1026机巷标高在-623m以深的区域，处于突出危险区。1026开切眼位于标高-623m以浅区域，为无突出危险区。4 区域预抽防突措施设计及实施情况4.1 区域防突措施根据防治煤与瓦斯突出规定第四十五条“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。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯2类。开采保护层分为上保护层和下保护层2种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井（钻孔）预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿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。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施”。第四十九条“采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：（一）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；（二）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（一）项中回采巷道外侧的要求相同；（三）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；（四）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；（五）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（一）项中回采巷道外侧的要求相同；（六）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；（七）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应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）”。4.2 1026工作面区域防突措施4.2.1 机巷和切眼根据上一章的分析，1026风巷不需要采取区域消突措施，突出点后方的机巷未掘区域位于突出危险区。根据防治煤与瓦斯突出规定的要求，对机巷未掘区域采用穿层条带预抽的方法，消除其煤与瓦斯突出危险性，同时为了进一步确保切眼掘进的安全，对切眼区域也采用了穿层条带预抽方法，进一步降低其瓦斯含量与瓦斯压力。当区域措施效果检验有效后，方可施工巷道，煤巷掘进中采用循环预测，当预测指标超限时补充局部防突措施。4.2.2 工作面1026工作面标高-580m-674m，区域划分的结果为10煤层标高-623m以浅的区域为无突出危险区域，标高-623m及-623m以深的区域为突出危险区。因此，1026工作面很大一部分区域在突出危险区。根据防治煤与瓦斯突出规定的要求，对1026工作面采用顺层钻孔预抽的方法消突其煤与瓦斯突出危险性，为了确保工作面安全高效回采，除了对1026工作面的突出危险区域采用顺层钻孔预抽外，也对其无突出危险区域进行了预抽。4.3 区域消突措施实施情况4.3.1 机巷、切眼穿层条带预抽钻孔实施情况为保证1026机巷及切眼安全掘进，在10煤层底板法距约20m处布置1026底板抽采巷，通过该巷道施工穿层钻孔预抽机巷及切眼煤巷条带的瓦斯。1026底板抽采巷共布置1#14#钻场共14个钻场施工穿层钻孔，钻场间距40m，钻场尺寸为宽深高552.8m。穿层钻孔终孔为66m的网格，每个钻场内施工7排钻孔，保护范围为巷道两帮各16m，钻孔穿过10煤顶板不少于0.5m。钻孔孔数771个，工程量26460m。机巷及切眼钻孔布置剖面图及布置平面图如图4-1、4-2所示。图4-1 1026机巷及切眼条带穿层钻孔布置剖面图图4-2 1026机巷及切眼条带穿层钻孔布置平面图4.3.2 机巷、切眼及风巷掘进过程中防突措施1026机巷突出点后方未掘区域仍位于突出危险区域，切眼段位于非突出危险区域。根据防治煤与瓦斯突出规定第六十条“突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m”。预测工作面的突出危险性须随着掘进工作面的推进而经常进行。在1026机巷、切眼及风巷掘进过程中，采用钻屑瓦斯解吸指标法预测掘进工作面的突出危险性。施工的预测钻孔：钻孔数3个，直径42mm，孔深810m。预测方法：钻孔每隔2m测定一次钻屑解吸指标K1和h2，每1m测定一次钻屑量S。根据每个钻孔钻屑解吸指标K1、h2及钻屑量Smax预测工作面的突出危险性。当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有不小于3m的预测超前距；预测有突出危险则立即停止掘进，补充防突措施。4.3.2.1 机巷掘进过程中防突措施1026机巷恢复掘进之前，在突出点附近位置施工了释放钻孔，利用释放钻孔排放瓦斯以保护1026机巷。经填图分析，释放钻孔沿巷道两帮及掘进迎头施工，终孔间距3m，钻孔数34个，孔深为1524m，有效控制范围为巷道两帮各15m。释放钻孔平面布置情况如图4-3所示。图4-3 突出点附近释放钻孔施工平面图自1026机巷突出点开始恢复掘进及整个掘进过程中，采用连续预测钻屑解吸指标的方法预测工作面的突出危险性。机巷掘进过程中实测得到的钻屑解吸指标数据见附录。在1026机巷掘进的实际施工过程中，出现了钻屑解吸指标超过临界值的情况。此时停止掘进，施工超前释放钻孔。钻孔孔深（沿巷道轴线方向投影）15m，孔径75mm，开孔间距0.3m，终孔间距2m，终孔控制到巷道两侧轮廓线外8m，满足设计要求。1026机巷超前释放钻孔施工平面图如图4-4所示。1026机巷施工过程中钻屑解吸指标实测较大值如表4-1所示。图4-4 1026机巷超前释放钻孔施工平面图表4-1 钻屑解吸指标超出或接近临界值及施工释放钻孔后实测数据汇总表地点孔号钻孔标高/mK1/h2/PaSmax/Kg/mT14点前48.2m检4-643.0305012检4-10.01604.5T14点前52.4m检5-642.530.2618010检5-10.041003.7T15点前7.8m检10-640.670.221904.5检10-10.171203.4T15点前24.5m检14-639.150.2214010检14-10.281407检14-20.171304.8T19点前21.3m检58-626.910.382003.8检58-10.191303.6T19点前24.1m检59-626.1902603.4检59-10.231603.8注：机巷掘进工作面的突出危险性预测随掘进工作面的推进而进行，按照设计要求，每个地点施工3个预测钻孔，上表解吸指标数据取实测地点3组钻孔中各个指标的最大值；对于解吸指标超出或接近临界值的地点，施工释放钻孔后，按设计补测钻屑解吸指标。4.3.2.2 切眼、风巷掘进过程中防突措施1026切眼、上提风巷及风联巷均不在突出危险区域内，但为保证掘进作业的安全，仍对工作面进行连续预测。掘进工作面采用钻屑解吸指标法进行突出危险性预测。在实际施工过程中，预测钻孔的施工及预测方法与机巷掘进过程中采用的设计和方法相同。1026切眼、上提风巷及风联巷掘进过程中未出现异常情况，钻屑解吸指标均未超出临界值，预测工作面为无突出危险。切眼及风巷掘进过程中钻屑解吸指标实测数据见附录。1026切眼、上提风巷及风联巷掘进工作面按设计安全掘进施工。目前机巷、风巷、切眼均已安全贯通。4.3.3 1026工作面顺层钻孔实施情况机巷、风巷及开切眼贯通后，为消除回采工作面的突出危险性和降低工作面的瓦斯含量，从1026里段风巷、1026风联巷、1026机巷、1026切眼以及1024轨道巷向工作面内部施工顺层钻孔，钻孔间距按5m布置（局部区域3m），其中1026工作面上提风巷联巷附近存在岩石区域，未在此区域施工钻孔，如图4-5所示。顺层钻孔施工过程中，频繁出现塌孔、抱钻的现象，为保证预抽钻孔的有效控制范围，在施工盲区内补充了顺层钻孔。机巷、风巷及切眼内施工的顺层钻孔数及工程量如表4-2所示。钻孔具体施工参数见附录。表4-2 顺层钻孔施工数据表施工地点钻孔个数钻孔工程量/m1026切眼604707.51026机巷24317555.11026上提风巷593491.91026风联巷966593.31026里段风巷675065.51024轨道巷1137300合计63844713.31026切眼1026机巷1026上提风巷1026里段风巷1026外段风巷1024轨道巷1026风联巷1026工作面岩石区域图4-5 1026工作面施工钻孔布置平面图4.3.4 工作面其它补充防突措施突出点附近煤层松软、破碎，钻孔施工难度大。为了消除1026工作面的突出危险性并保证机巷的安全掘进，一方面，从底板巷向机巷施工条带穿层钻孔；另一方面，从底板巷1#钻场、2#钻场、5#钻场、6#钻场、7#钻场位置向工作面施工穿层钻孔，起到补充加强抽放工作面采掘范围内煤层瓦斯的作用。经填图分析，由1026底板巷1#钻场、2#钻场位置向工作面施工穿层钻孔，钻孔数共114个，钻孔间距5m（局部10m），钻孔穿过10煤顶板不少于0.5m；由1026底板巷的5#钻场、6#钻场位置向工作面施工穿层钻孔，钻孔数共114个，钻孔间距5m，钻孔穿过10煤顶板不少于0.5m；由1026底板巷的7#钻场向工作面施工穿层钻孔，钻孔数共24个，钻孔间距10m，钻孔穿过10煤顶板不少于0.5m。底板巷1#钻场、2#钻场、5#钻场、6#钻场、7#钻场附近位置向工作面施工的穿层钻孔布置情况如图4-6、4-7、4-8所示。施工钻孔具体参数见附录。1026底抽巷1026机巷1#钻场2#钻场图4-6 1026底抽巷1#、2#钻场施工钻孔布置平面图5#钻场6#钻场7#钻场1026底抽巷1026机巷图4-7 1026底抽巷5#、6#钻场施工钻孔布置平面图1026底抽巷1026机巷7#钻场8#钻场图4-8 1026底抽巷7#钻场施工钻孔布置平面图由底板巷1#钻场、2#钻场、5#钻场、6#钻场、7#钻场位置向工作面施工穿层钻孔，钻孔穿过10煤层进入顶板不小于0.5m，钻孔总数为252个，完成钻孔工程量8229.8m，钻孔孔径不小于108mm，过煤后采取水力冲孔措施，冲煤量总计270t，钻孔施工期间未出现喷孔等异常动力现象。5 1026工作面区域消突措施效果检验5.1 区域效果检验方法根据防治煤与瓦斯突出规定第五十二条“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者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者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”。第五十四条“对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、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”。安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法第三十条“区域防突措施检验应直接测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力指标”。5.2工作面区域地质构造情况1026工作面受火成岩影响较严重，上覆火成岩平均厚度超过120m，该区域属于高变质程度煤，突出危险性较大。另外，该区域内构造较复杂，掘进过程中共揭露40条断层，其中落差大于2.0m的7条，工作面内部可能发育隐伏断层。断层附近煤岩层产状变化较大，顺层滑动现象明显，岩石破碎。该区域最大的断层为F14逆断层，落差9m，走向上影响约50m，倾向上影响约128m位于上提风巷联巷附近，回采方向煤层下降。1026工作面地质构造情况见附录。5.3 预抽钻孔填图分析5.3.1 钻孔控制范围界定1026工作面机巷、风巷、切眼已贯通。钻孔施工完毕，由专业技术人员进行填图分析（如图4-5所示），预抽煤巷条带区域煤层瓦斯的穿层钻孔控制范围为巷道两帮各16m，预抽回采区域煤层瓦斯的顺层钻孔控制整个开采块段的煤层，均符合设计要求，无抽放盲区，钻孔施工情况满足设计要求。5.3.2 钻孔布孔均匀程度评价经填图分析（如图4-5所示），发现有施工不到位的钻孔或局部钻孔间距较大的及时补孔，预抽钻孔分布均匀，钻孔间距5m左右（局部地点孔间距为3m），符合设计要求。通过以上分析，界定了抽采钻孔的有效控制范围并评价了抽采钻孔的布孔均匀程度，可得到如下结论：工作面预抽顺层钻孔按设计基本施工到位，分布均匀，钻孔间距5m左右（局部地点孔间距为3m），对于塌孔，已及时补孔，保证了钻孔的有效控制范围，符合设计要求，无抽采盲区。顺层钻孔参数汇总情况见附录。综上所述，根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定及防治煤与瓦斯突出规定，可以对该区域进行效果检验。5.4 预抽评价单元的确定依据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第二十六条“将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致（预抽时间差异系数小于30%）的区域划为一个评价单元”要求，对评价单元进行划分。5.4.1 预抽时间差异系数的计算方法预抽时间差异系数为预抽时间最长的钻孔抽采天数减去预抽时间最短的钻孔抽采天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之比。预抽时间差异系数按公式（1）计算： （1）式中：预抽时间差异系数，%；预抽时间最长的钻孔抽采天数，d；预抽时间最短的钻孔抽采天数，d。5.4.2 评价单元划分截止到2012年9月30日，1026工作面施工顺层钻孔预抽最长时间为369天，预抽最短时间为107天。经计算，1026工作面可划分为11个评价单元，如图5-1所示。评价单元一评价单元三1026工作面评价单元二评价单元六评价单元四评价单元五评价单元七评价单元八评价单元九评价单元十评价单元十一图5-1 1026工作面评价单元分布图（1） 1026切眼顺层钻孔控制区域如图5-1所示，评价单元一的倾向平均长260m，走向平均长79m，其顺层钻孔预抽最长时间为369天，预抽最短时间为328天。1026开切眼施工顺层钻孔控制区域预抽差异系数：即可将1026开切眼施工顺层钻孔控制区域（倾向260m，走向79m）划为评价单元一。（2） 1026机巷顺层钻孔控制区域1026机巷顺层钻孔的孔号为52#187#，经计算，将52#76#顺层钻孔控制区域和77#187#顺层钻孔控制区域分别进行评价。如图5-1所示，分别划分为评价单元二及评价单元三。评价单元二的倾向平均长108m，走向平均长121m，其顺层钻孔预抽最长时间为323天，预抽最短时间为244天；评价单元三的倾向平均长96m，走向平均长556m，其顺层钻孔预抽最长时间为242天，预抽最短时间为187天。52#76#顺层钻孔控制区域预抽差异系数：77#187#顺层钻孔控制区域预抽差异系数： 即可将52#76#顺层钻孔控制区域（倾向108m，走向121m）划为评价单元二；将77#187#顺层钻孔控制区域（倾向96m，走向556m）划为评价单元三。（3） 1026上提风巷顺层钻孔控制区域如图5-1所示，评价单元四的倾向平均长88m，走向平均长117m，其顺层钻孔预抽最长时间为318天，预抽最短时间为233天。1026上提风巷施工顺层钻孔控制区域预抽差异系数：即可1026上提风巷施工顺层钻孔控制区域（倾向88m，走向117m）划为评价单元四。（4） 1026风联巷施工顺层钻孔控制区域1026风联巷中施工的顺层钻孔的编号为1#69#。经计算，把1#21#顺层钻孔控制区域和22#69#顺层钻孔控制区域分别进行评价。如图5-1所示，分别划分为评价单元五和评价单元六。评价单元五的倾向平均长101m，走向平均长67m，其顺层钻孔预抽最长时间为152天，预抽最短时间为118天；评价单元六的倾向平均长59m，走向平均长1