钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭5煤组防突技术方案

1、安徽恒源煤电股份有限公司安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿西三采区胶带、轨道钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭石门揭 5 煤组防突煤组防突技技术术方方案案安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿中煤科工集团重庆研究院有限公司中煤科工集团重庆研究院有限公司2015 年年 4 月月目 录钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案i目目 录录1 前前 言言.- 1 -2 矿井及西三采区概况矿井及西三采区概况.- 2 -2.1 矿井基本情况.- 2 -2.2 西三采区概况.- 6 -3 揭煤区域工程概况揭煤区域工程概况.- 11 -3.1 工程概况.- 11 -3.

2、2 揭煤区域地质条件概况.- 11 -4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案揭煤防突措施工艺流程及技术方案.- 15 -5 5 煤组地质探测及区域突出危险性参数测定煤组地质探测及区域突出危险性参数测定.- 18 -5.1 前探钻孔及参数测定.- 18 -5.2 5 煤组区域综合防突措施.- 22 -5.3 5 煤组局部综合防突措施.- 24 -6 揭煤工作面安全防护措施揭煤工作面安全防护措施.- 27 -6.1 通风、瓦斯管理.- 27 -6.2 安全防护措施.- 28 -6.3 安全组织措施.- 29 -6.4 避灾路线及其它.- 30 -1 前 言钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合

3、防突技术方案- 1 -1 前前 言言石门揭穿突出危险煤层时一般具有较大的突出危险性，且突出强度高；相关资料表明，石门揭煤时的平均突出强度为煤巷的 714 倍。千吨以上的特大突出 90%是发生在石门揭煤时，突出瓦斯涌出量比较大。石门揭煤地点的煤层瓦斯压力、应力都处于原始状态，揭穿煤层时，工作面由坚硬的岩层突然进入较松软的煤层，这些因素都为发生突出提供了有利的条件。同时，因石门揭煤施工工艺的特殊性，揭穿突出煤层的全过程都有危险，并可能发生连续突出、延期突出和自行揭开突出，比一般类型的突出对人身安全的危害更大；另一方面，新建矿井、新水平或新采区的准备又不能避免石门揭煤。因此，石门揭煤前制定合理有效的

4、专项防突技术，对矿井石门的安全、高效揭煤具有十分重要意义。中煤科工集团重庆研究院有限公司（以下简称“重庆研究院”）受安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿的委托，进行揭煤技术研究项目。根据钱营孜矿提供的矿井采掘部署、瓦斯地质等资料，在综合分析基础上，编制西三采区胶带、轨道石门揭51、52、53、54煤层防突技术方案。编制说明书的主要依据如下： 煤矿安全规程 ，2011 年； 防治煤与瓦斯突出规定 ，2009 年； 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定 ，2011 年； 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法 ，aq/t1047-2007，2007 年； 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件 ，mt/t 955-20

5、05，2005 年； 安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法 (皖政办秘201162 号)，2011 年： 钱营孜矿煤矿提供的相关资料。2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 2 -2 矿井及西三采区概况矿井及西三采区概况2.1 矿井矿井基本情况基本情况2.1.1 交通位置、地形地貌交通位置、地形地貌井田位于安徽省宿州市西南部，距宿州市约 15km，行政区划隶属宿州市和淮北市濉溪县。矿区内有南坪集至宿州市的公路和四通八达的支线与任楼、祁南、邹庄、桃园等矿井相邻；青疃芦岭矿区铁路支线从矿区南部由西向东穿过，向东与京沪线、向西与濉阜线沟通；合徐高速公路

6、从矿区东北部穿过，交通十分便利。如图 2.1所示。图图 2.1 钱营孜矿地理位置及交通平面图钱营孜矿地理位置及交通平面图地理坐标：东径 11651001170000；北纬 332700333230；勘查区范围：东起双堆断层，西至南坪断层，南以 27 勘探线和 f22 断层为界，北至 32 煤层-1200m 等高线地面投影线。勘查登记面积为 74.15km2，井田南北长平均约8.3km，东西宽平均 6.0km 左右，井田面积约 50.0km2。2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 3 -2.1.2 地质构造特征地质构造特征（1）区域地质构造）

7、区域地质构造据区域资料对大地构造单元的划分，如图 2.2 所示。图图 2.2 皖北地区构造单元划分略图皖北地区构造单元划分略图淮北煤田位于华北板块（级构造单元）东南缘之淮北凹陷（级构造单元）内，煤田构造的形成和发展与华北板块总体构造的形成及板缘构造的演化有着密切联系。本区所在的宿州矿区位于煤田的中部、宿县涡阳凹褶带内。淮北煤田在燕山早期的挤压机制以及其后至喜山期拉张机制下形成的南北向断裂、褶皱及推覆构造交叉、复合、迭置在近东西向构造线上，形成近似网格状的断块构造格局。煤田的主导控煤构造以断块方式为主，在煤田的东部、南部部分块段还存在滑脱式、褶皱式控煤构造，现存控煤构造从其成生到最后“定格”，经

8、历过两期或两期以上的地质构造运动，形成两套或两套以上叠加、复合的构造应力场，构造形迹因此而得到不断的改造和迭加。（2）井田地质构造）井田地质构造 总体构造特征井田位于淮北煤田南部中段，处于北东向的南坪断层、双堆断层所夹持的断块内。区内总体构造形态为一较宽缓向南仰起的向斜，并被一系列北东向断层切割，2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 4 -断层较发育，断层走向以北东向为主，少数近南北向及北西向。 褶曲向斜轴向北东，沿轴向南部仰起，矿井两翼浅部较紧密，深部变为宽缓。向斜被一系列北东向断层（f17、f22、f25 等）切割，两翼地层产状有一定变

9、化。东翼双堆断层与 f17 断层之间存在小的平缓褶曲。西翼 f25、f22 断层与 f17 断层之间、f25 与 f22 断层之间、南坪断层与 f25 之间有小的向斜和背斜。 断裂构造依据地质资料构显示造带区内岩石破碎成碎粒状、糜棱状，岩芯不完整，具有揉皱、滑动现象，挤压错动痕迹明显，地层倾角变化大。部分断层破碎带内斜切裂隙发育。断层组合情况及主要断层控制情况。 井田区域小构造本区小构造比较发育，其展布方向与大断层一致，主要为 ne 向，发育在大断层附近，对煤层开采有所影响。在大断层附近，受断层牵引作用，局部地段形成小褶曲。 岩浆活动根据同位素测定为燕山期活动的岩浆侵入该井田，一般以脉状或层状

10、侵入煤系，主要影响 72和 82煤层，少量侵入 62和 10 煤层及其它层位。岩浆所及，往往破坏煤层的结构，使煤的变质程度增高甚至质变为天然焦、无烟煤或被吞蚀，或使煤层厚度变薄乃至被吞蚀。（3）煤系地层及顶底板岩性）煤系地层及顶底板岩性井田内主要含煤地层为二叠系的上、下石盒子组和山西组，区内揭露地层总厚约 1266.80m。自上而下含 1、2、3、4、5、6、7、8、10 及 11 等十个煤（层）组，含煤平均总厚为 23.47m，含煤系数为 1.9%。其中可采煤层 8 层，为32、51、52、53、62、72、82和 10 煤层，可采煤层平均总厚 13.12m，占煤层总厚的55.9%。其中 3

11、2、82为主要可采煤层，51、52、53、62、72、10 为次要可采煤层，主要可采煤层平均总厚 4.67m，占可采煤层平均总厚的 35.6%。32煤全区可采，51、53、82、10 煤为大部可采，52、62、72煤为局部可采。1、2、4、11 煤组煤层不稳定，变化大，易相变为炭质泥岩或尖灭，均不可采。2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 5 -井田主要可采煤层直接顶、底板均以泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩，其中泥岩的抗压强度在 4.8274.45mpa，平均 26.65mpa，顶板易坍塌垮落，属不稳定中等稳定类；粉砂岩的抗压强度在 7.37

12、104.60mpa，平均 38.09mpa，属中等稳定稳定类；砂岩的抗压强度在 14.45169.10mpa，平均 67.75mpa，岩石强度高，不易垮落，属中等稳定稳定类。2.1.3 开拓开采开拓开采矿井系生产矿井，核准为高瓦斯矿井，采用立井、主要石门、大巷开拓方式，主井、副井和中央回风井 3 个井筒布置，设计生产能力 1800kt/a,核定生产能力3850kt/a。全矿井共划二个水平，一水平标高-650m，二水平暂定-1000m，矿井分东、西翼上山开采。该井田共有 8 层可采煤层，根据煤层层间距大小，32煤层和 10 煤层单独布置，51、52、53、62、72和 82煤层联合布置，共划分为

13、 18 个采区。矿井采用走向长壁和倾斜长壁相结合的布置方式。采煤方法主要以综合机械化回采工艺为主，对于构造复杂及厚度较薄的块段或煤层，采用高档普采或其它回采工艺，次要可采煤层以普采或其它回采工艺为主。目前，矿井只开拓西一采区、西二采区和东一采区 32煤层。西一采区已经回采完毕，西二、东一采区正在回采，西三采区正在开拓。双翼上山布置，采用走向长壁综合机械化开采，区段至下而上回采。2.1.4 通风及瓦斯通风及瓦斯矿井通风方式为中央并列式，采用全负压机械抽出式通风，风机型号为gaf33.5-20-1 型。主、副井进风，中央风井回风。矿井初期通风系统为中央并列式。风井装备 2 台 gaf33.5-20

14、-1（21700kw）型轴流对旋风机，1 台使用，1 台备用。目前，矿井需风量为 9800m3/min，总进风量 12077m3/min，总回风量 12571 m3/min，风机负压 2.68kpa。井田各煤层埋深-600m 水平以上平均瓦斯含量均小于 2.5m3/tr，各煤层瓦斯含量较高的测点主要分布在-600m 水平以下，其中 32煤层地勘瓦斯含量及成分见表 2-1。2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 6 -表表 2-1 井田井田 32 煤层地勘瓦斯含量及成分表煤层地勘瓦斯含量及成分表煤层煤层水平水平(m)样点数样点数（个）（个）基岩

15、盖层平均基岩盖层平均厚度厚度(m)ch4占瓦斯总量占瓦斯总量百分比百分比(%)ch4含量含量(m3/t.r)平均瓦斯含量平均瓦斯含量(m3/t.r)-650m 以浅28298.120.00-89.1348.330.00-13.073.0632-650m 以深8618.450.00-85.7839.520.00-24.794.653.41从地勘资料得出煤层瓦斯含量的区域分布特征：f17 逆断层下盘煤层瓦斯含量高，煤层瓦斯含量随埋藏深度而增加明显，局部有瓦斯富集。矿区内发现断层较多，其中部分断层封闭性好，不利于瓦斯逸散，在断层附近有可能积聚瓦斯。而 f17 断层与 f22 断层之间-600m 以下

16、的中深部位断层较少，且煤层埋藏较深，瓦斯保存条件较好，故本区各煤层瓦斯含量高点在平面上的分布主要集中在 f22 断层与 f17 断层之间的夹块内，尤其是在 f17 逆断层的下盘，最高者可达 24.79m3/t.r，f22 以矿井西翼有个别高点，其余部位瓦斯含量较低。2.2 西三采区概况西三采区概况2.2.1 位置及范围位置及范围西三采区位于钱营孜煤矿西南部，西以南坪断层为界；东以 f22 断层为界；南部到矿界，与邹庄煤矿相邻，呈三角形状。南北长 04.3km，东西宽约 3.8km，面积约 8.1km2。2.2.2 采区地质构造采区地质构造西三采区位于钱营孜煤矿西部，总体上为一走向近南北，倾向东

17、的单斜构造（见图 2.2） ，地层倾角一般 1015。全区 77 条断层中，按断层性质分：正断层 31条，逆断层 46 条；按断层落差大小分：落差大于等于 50m 断层 5 条，落差小于50m 大于等于 20m 断层 9 条，落差小于 20m 大于等于 10m 断层 21 条，落差小于10 的断层 42 条。断层走向以 ne 为主，其次为 sn；断层倾向以 se 为主，其次为nw。西三采区构造图如图 2.3 所示。（1）断层）断层 南坪断层：位于采区西北部的边界断层，正断层，走向 ne，倾向 nw，倾角 70，落差1000m，采区内延伸长度3500m。浅部由三维地震控制，区内有 2 个钻孔穿过

18、（41-3，42-4） ，其中 a 级 73 个，b 级 27 个，c 级 21 个。错断2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 7 -3、5、6、72、82、10 煤，控制属查明断层。 f22 正断层：采区的西部边界断层，正断层，走向 sn，平面上呈缓波状，倾向 w，倾角 6575，采区内延伸长度 6500m，落差 0350m，北部较小，中南部较大；断层破碎带由泥岩、粉砂岩、砂岩和煤块组成，其中以泥岩、粉砂岩为主，挤压破碎，角砾状明显，区内有 5 个钻孔穿过，均为三维地震控制，为查明断层。图图 2.3 西三采区构造纲要图西三采区构造纲要图

19、f25 逆断层：走向北东转南北，倾向南东转东，倾角 50-55，落差0500m，区内延展长度大于 2200m。西三采区主要断层如表 2-2 所示。表表 2-2 西三采区断层控制程度一览表西三采区断层控制程度一览表 产 状断层编号性质落 差（m）走向倾向倾角（）区内延展长度（m）控制程度备 注南坪断层正1000nenw703500查明边界f22正0-350snw65-756500查明边界f25逆0-500nesnsee50-552200查明f51逆0-135nese50-55700查明df136逆0-25nenw50-551300查明f25-1逆50-300ne近 snsww551300查明2

20、矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 8 -sf2逆0-15nenw50-55760查明sf30逆0-10nenw50-55250查明sf31逆0-10nenw50-55350查明sf38逆0-6nenw65-70160查明sf39正0-10nese65-75280查明（2）褶皱）褶皱区内未有较大规模的褶曲，仅沿地层走向方向出现较小规模的起伏或次级褶曲。2.2.3 煤层赋存情况煤层赋存情况本采区主要含煤地层为二叠系的山西组、下石盒子组和上石盒子组。含煤地层厚度约 1270m，含 1、2、3、4、5、6、7、8、10 和 11 等 10 个煤组，

21、含煤 30 余层，含煤平均总厚为 23.61m，含煤系数为 1.86%。可采煤层有32、51、52、53、62、72、82和 10 等 8 层，可采煤层总厚 13.40m，占含煤总厚的56.77%，其中 32为主要可采煤层，51、52、53、62、72、82、10 为次要可采煤层,主要可采煤层平均总厚 2.90m，占可采煤层平均总厚的 21.64%。32煤全区可采，51、53、82、10 煤为大部可采，52、62、72煤为局部可采。1、2、4、11 煤组煤层不稳定，变化大，易相变为炭质泥岩或尖灭，均不可采。2.2.4 开采设计及采掘情况开采设计及采掘情况西三胶带石门设计 2700m，自西三胶带

22、机巷 p41 点前 58.9m 为中向右转弯，按方位角 n276、3上坡施工平巷，设计断面：净宽净高=45003650mm。西三轨道石门设计 2700m，自西三轨道大巷 g49 点前 106.9m，按 2上坡施工，设计断面：净宽净高=52004000mm。2.2.5 瓦斯及水文地质瓦斯及水文地质（1）瓦斯）瓦斯巷道过 f22 断层前位于 32煤层底板和 72煤层之间。根据矿井勘探报告，51煤至72煤瓦斯 ch4含量统计如下：51煤层：煤层：样品 37 个（其中有 4 个样无成分测试） ，采样深度 318.001175.5m。瓦斯成分两极值为 10.1591.63%，平均为 54.38%（33

23、个样） ；瓦斯含量两极值为2 矿井及西三采区揭煤工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 9 -011.6 cm3/g.daf，平均含量值为 3.90 cm3/g.daf（37 个样） 。瓦斯含量最大钻孔为34b5 孔，煤层埋深 677.8m。52煤层：煤层：样品 22 个（其中有 3 个样无成分测试） ，采样深度 327.31186.68m。瓦斯成分两极值为 093.94%，平均为 45.30%（19 个样） ；瓦斯含量两极值为016.03 cm3/g.daf，平均含量值为 4.51cm3/g.daf（22 个样） 。瓦斯含量最大钻孔为443 孔，煤层埋深 118

24、6.68m。53煤层：煤层：样品 12 个（其中有 2 个样无成分测试） ，采样深度454.251194.09m。瓦斯成分两极值为 1.7594.94%，平均为 40.64%（10 个样） ；瓦斯含量两极值为 0.3314.33 cm3/g.daf，平均含量值为 3.53cm3/g.daf（12 个样） 。瓦斯含量最大钻孔为 34b4 孔，煤层埋深 785.39m。62煤层：煤层：样品 27 个（其中有 6 个样无成分测试） ，采样深度333.791198.90m。瓦斯成分两极值为 095.47%，平均为 59.45%（21 个样） ；瓦斯含量两极值为 0.0213.70 cm3/g.daf，

25、平均含量值为 4.82cm3/g.daf（27 个样） 。瓦斯含量最大钻孔为 463 孔，煤层埋深 1198.9m。胶带、轨道巷道揭煤区域附近 277钻孔 51煤瓦斯含量 6.57cm/g（埋深 960.35m） ，52煤 2.42cm/g（埋深 971.4m） ；2710孔 53煤层瓦斯含量 14.33cm/g（埋深 668m） ，62煤层 0.82cm/g（埋深 693.12m） 。（2）水文地质）水文地质施工范围内无物探异常区，巷道充水水源主要为砂岩裂隙水，正常涌水量10m3/h,最大涌水量 30m3/h，主要表现为顶底板淋、渗水；胶带巷与上覆w3213、w3227 采空区净岩柱 60.

26、663.7m，轨道巷与上覆 w3213、w3227 采空区净岩柱 65.875.8m，无老空积水，正常情况下对巷道开拓无影响。3 揭煤区域工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 10 -3 揭煤区域工程概况揭煤区域工程概况3.1 工程概况工程概况西三采区胶带石门设计长度 2700m，方位角为 276，坡度 3（起点为西翼胶带大巷 p42 点，标高为-633.2m，终点设计标高-625.2m） ，净断面为 4.53.65m，直墙半圆拱形，墙高 1.4 米，采用锚网喷联合支护，将依次从顶板揭露4、51、52、53、54、62煤层。经实际揭露，石门通过区域 4 煤层缺失

27、，截至 2015 年3 月 26 日，西三胶带机巷施工至 p52+65m，分别距 51、52、53、54煤层法距30.3、39.3、53.6、57.8m，预计分别向前施工 201、326、492.9、527.2m 依次揭露51、52、53、54煤层。西三采区轨道石门与胶带石门平距 35m，设计长度 2820m，方位角为 276，坡度 3（起点为西翼轨道大巷 g53 点，标高为-633.7m，终点设计标高-625.1m） ，净断面为 5.24.0m，直墙半圆拱形，墙高 1.4 米，采用锚网喷联合支护，将依次从顶板揭露 4、51、52、53、54、62煤层。经实际揭露，石门通过区域 4 煤层缺失，

28、截至2015 年 3 月 26 日，西三胶带机巷施工至 g62+32m。胶带、轨道巷设计及施工如图 3.1、3.2 所示。3.2 揭煤区域地质条件概况揭煤区域地质条件概况胶带石门施工范围主要位于王二庄向斜东翼，根据巷道揭露岩性与 274钻孔岩性对比，推断 df120 正断层可能未延伸至西三胶带石门，地层正常产状为 73013，施工方向视倾角为+1+3左右。施工范围内巷道顶板距离采空区60.663.7m。轨道石门施工范围位于王二庄向斜东翼，地质条件较简单，地层正常产状为73013，df147 正断层，断层产状为70h=7m，地层正常产状为 73013，施工方向视倾角为+1+3。巷道基本沿地层走向

29、施工，施工方向视倾角为+1+3。施工范围内巷道顶板距离采空区 65.875.8 米。 煤层煤层及顶底板情况（参考及顶底板情况（参考 2711、z1、2710）51煤层：煤层：位于下石盒子组中部，上距上石盒子组底部 k3砂岩约 130.0m。煤厚3 揭煤区域工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 11 -0.40.6m，平均 0.5m。属薄煤层；顶板岩性以泥岩为主、次为粉砂岩和细砂岩，底板岩性为泥岩。3 揭煤区域工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 12 -切眼-547.6-579.0-569.1-561.5-552.6-588.7-

30、584.2-573.0-547.8394910003949 05003949000039489500394890005500370-511.8-517.8-525.6-530.3-536.22727272727-560df14770h=0-8mdf14865-70h=0-5m-580王二庄向斜23.503 13l1-564.220.280.982.400.330.20优-497.841.710.380.402.84优-454.931.130.540.20优-766.860.690.390.470.150.180.250.222.68优2.970.317.96优df13870h=0-12mdf1

31、3770h=0-12mdf14070h=0-10mdf14365-70h=0-13m -560 -600 -580 -620 -780 -760 -660 -680 -700 -640 -720 -740 -760 -580 -60027-b1-587.612.00优2.00f22-170h=90m-680-680-700-720-660-700-660z1z2z3-457.253.053.05甲0.80.8甲23.2023.30断缺-553.6-633.674t-633.973t-633.670t-633.806t-633.543tp41-633.377t550037039490500394

32、90000394895003948 900039491000掘进地质说明书恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿西三采区轨道、回风石门掘进地质说明书审 核副总工程师部 长总工程师图 号资料来源日 期2014.071:2000矿 长编 制比 例 尺df13770h=0-12mdf13870h=0-12mf2260-75h=270mdf14950-55h=10mf22-170h=90mdf14070h=0-10m27433555527123277-700-650-600-550-500-450-400-750-800-700-650-600-550-500-450-400-750-800df13770h=

33、0-12mdf13870h=0-12mf2260-75h=270mdf14950-55h=10mf22-170h=90mdf14070h=0-10m-700-650-600-550-500-450-400-750-800-700-650-600-550-500-450-400-750-80027433555527z1355556123277 -440 -460 -480 -500 -520 -540 -580 -5604455-700-650-600-550-500-450-400-750-800-700-650-600-550-500-450-400-750-800 554工程设计地面情况施

34、工煤岩特征地质构造水文地质瓦斯地质施工建议备 注f2260-75h=50-350m3212732733215500df14770h=7mdf14950-55h=0-10mdf14865-70h=3mdf14865-70h=3mdf14770h=7mf5145-55h=50mdf12050-55h=5mdf11960h=5mdf11960h=5m-633.167t-633.154t-633.211t1、西三采区轨道石门设计2820米，净宽5.2米，净高4.00米，方位角276。2、西三采区胶带石门设计2700米，净宽4.5米，净高3.65米，方位角276。施工巷道上方地面地形地貌简单，无大型建筑

35、物，地面标高在23.4米左右。1、施工巷道断面较大，围岩裂隙发育，施工中加强临时支护和顶板管理。2、巷道施工至预计断层位置前，提前探明断层位置，查明断层富水性，并且加强过断层期间的顶板管理和巷道支护管理。6767676755尖灭55尖灭-633.101t-633.224t-632.932t-633.224t-633.030t-633.211t尖灭尖灭4-632.690t-478.682t尖灭4z135555尖灭df12050-55h=5m4677岩浆岩侵入岩浆岩侵入-633.036t-632.690t-632.772t-632.163t-632.959t-632.163t-632.959t-6

36、32.749t-632.749t-632.792t-632.792t西三胶石门瞬变电磁位置29/9迎头位置26/9-633.036西三胶石门瞬变电磁位置-632.254tp48-631.939tp49-631.656t5/2-631.523t-631.767t图图 3.1 钱营孜煤矿西三采区胶带、轨道石门设计及采掘平剖面图钱营孜煤矿西三采区胶带、轨道石门设计及采掘平剖面图3 揭煤区域工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 13 -52煤层：煤层：位于下石盒子组中部，上与 51煤层平均间距 7.588.34m。煤厚0.60.94m，平均 0.78m，属薄煤层；顶板岩

37、性以泥岩为主、次为粉砂岩和细砂岩，底板岩性为泥岩或粉砂岩。53煤层：煤层：位于下石盒子组中部，上与 52煤层平均间距 10.8513.78m。煤厚0.750.99m，平均 0.98m，属薄煤层；顶、底岩性以泥岩为主、次为粉砂岩。54煤层：煤层：位于下石盒子组中部，上与 53煤层平均间距 1.63.27m。煤厚0.350.6m，平均 0.59m，属薄煤层；顶、底岩性以泥岩为主、次为粉砂岩。62煤层：煤层：位于下石盒子组中下部，上与 53煤层平均间距 20.9421.87m。煤厚0.30.8m，平均 0.6m，属薄煤层。顶板岩性以泥岩、粉砂岩和细砂岩，底板多为泥岩和粉砂岩。72煤层：煤层：位于下石

38、盒子组中下部，上与 53煤层平均间距 10.3113.41m。煤厚0.290.35m，平均 0.3m，因受岩浆岩侵蚀严重，多为岩浆岩少量天然焦。顶板岩性以岩浆岩、天然焦为主，底板多为泥岩。另外，根据揭煤区域 2711、z1、2710钻孔资料，自石门掘进方向，以上各煤层有逐渐变浅趋势，前方受 f22 断层位置摆动、落差和牵引影响，巷道可能揭露 62煤及 72煤。 瓦斯瓦斯揭煤区域 51、52、53、54、62、72为钱营孜矿未鉴定煤层。胶带、轨道巷道揭煤区域附近 277钻孔 51煤瓦斯含量 6.57cm/g（埋深 960.35m） ，52煤 2.42cm/g（埋深971.4m） ；2710孔 5

39、3煤层瓦斯含量 14.33cm/g（埋深 668m） ，62煤层 0.82cm/g（埋深 693.12m） ，无 72煤层瓦斯资料。 水文情况水文情况46 煤间隔水层，底板埋深 355.60992.85m, 平均 658.80m，隔水层厚度17.73263.24m，平均 140.70m。隔水层厚为 67.19144.78m，平均 107.65m，岩性以泥岩及粉砂岩为主，夹 46 层的细砂岩和中砂岩，岩性致密完整，裂隙不发育，钻探揭露未发生漏水，有 27-1 和 80-4 两个钻孔在砂岩段泥浆消耗量稍大，可达0.803.2m3/h，钻孔泥浆消耗量一般为 00.48m3/h，隔水性能较好。施工巷道

40、主要充水水源为煤系地层砂岩裂隙水，出水形式表现为巷道顶底板滴3 揭煤区域工程概况钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 14 -淋渗水，锚索锚杆眼出水。根据一水平巷道掘进资料，预计巷道正常涌水量10m/h，最大涌水量 100m/h。4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 15 -4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案揭煤防突措施工艺流程及技术方案巷道揭穿煤层防治煤与瓦斯突出是一项技术难度大、风险高的系统工程，必须严格按照防治煤与瓦斯突出规定 、 煤矿安全规程 、 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件等规定程序开展相应的防

41、突工作，并加强组织管理，确保防突措施工作落实到位。根据 2711、z1钻孔资料，西三采区胶带、轨道石门揭煤区域 51、52、53、54煤层无实测瓦斯资料，其厚度分别为 0.40.6m、0.60.95m、0.751m、0.6m，埋深-619.5-700m，煤厚沿石门掘进方向均具有变薄趋势。2015 年 3 月 26 日，西三胶带机巷施工至 p52+65m，分别距 51、52、53、54煤层法距 30.3、39.3、53.6、57.8m，预计分别向前施工 201、326、492.9、527.2m 依次揭露以上各煤层，揭煤长度307m，为确保巷道安全揭煤，必须严格执行两级“四位一体”综合防突措施，综

42、合防突措施流程如图 4.1 所示，总体方案如下：采用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行区域预测；以施工抽采钻孔为区域措施；选用残余瓦斯含量 wcy及钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量 s、钻屑瓦斯解吸指标 k1或h2）进行区域措施效果检验；区域验证采用钻屑瓦斯解吸指标法（同上） （区域验证也属局部综合防突措施的工作面预测内容） ，揭开煤层后巷道全部或部分在煤层中掘进期间，还应按照煤巷掘进工作面的要求连续进行区域验证，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法。采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面预测（钻屑量 s、钻屑瓦斯解吸指标 k1或h2） ；使用排放钻孔作为工作面局部防突措施；工作面措施效果检验、最后验证均采

43、用钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量 s、钻屑瓦斯解吸指标 k1或h2） ；巷道全部或部分在煤层中掘进期间，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验；在巷道完全进入煤层底板到距煤层底板最小法向距离 2m 以前掘进时，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量 s、钻屑瓦斯解吸指标 k1或h2） ；安全防护措施；加强过煤层段巷道的支护等局部“四位一体”综合防突措施。根据防突规定 、 规程 、 测压标准等相关规定的要求和矿井实际工程条件，西三采区胶带、轨道石门巷揭穿 5 煤组（51、52、53、54煤层）工艺流程如下（见图 4.1）：4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防

44、突技术方案- 16 -煤层突出危险性预测有突出危险无突出危险有效无效补充区域防突措施前探钻孔探煤、区域抽采卸压防突措施防突措施效果检验及预抽效果评价工作面突出危险性预测局部抽采防突措施(以排放钻孔为主)防突措施效果检验边探边掘至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置（距煤层法距1.5m处,岩石松软破碎应适当增加距离）有突出危险无突出危险有效无效局部防突措施安全防护措施远距离爆破揭煤加强支护最后一次突出危险性验证无效补充局部防突措施有效边探边掘穿过5煤组各煤层进入底板距54煤层法距2m处巷道围岩固化掘进至距煤层法距7m处巷道岩性描述和地质分析前探钻孔探煤(距5煤组各煤层法距10m前,地质构造复杂或围岩

45、破碎区域不小于20m)正常爆破掘进至距煤层法距大于7m处边探边掘至下一区域措施执行位置距煤层法距5m5m探煤及掘进过程中瓦斯动力现象有无图图 4.1 钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突措施流程图煤组综合防突措施流程图4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 17 - 在胶带、轨道巷掘进至分别距 51、52、53、54煤层最小法向距离 10m 之前（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

46、造和瓦斯情况） ，分别施工 35 个前探取芯钻孔，准确查明揭煤工作面和煤层的走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，利用前探钻孔测定其 5 煤组瓦斯压力（分别测定 51、52、53、54煤层） 、煤的坚固性系数 f、瓦斯放散初速度p，以及煤样的吸附常数、工业分析、真视密度、孔隙率，并观测煤芯破坏类型；由于胶带石门揭煤 51、52煤层区域受落差 5m 的 df120 逆断层影响，煤层被抬高，导致石门揭煤距离缩短，故应在揭露断层前对断层及其两盘煤层赋存进行探测，确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。 在巷道迎头分别距 51、52、53、54煤层法距 7m 前分别对其进

47、行突出危险性预测，如区域预测有突出危险，则在法距 7m 前执行区域综合防突措施，施工抽采钻孔预抽煤层瓦斯，并进行效果检验，如果效果检验无效，则需补充区域措施，直至区域措施效果检验有效为止；如区域预测无突出危险，可采用物探或钻探手段边探边掘（掘进过程中应密切关注探孔及工作面瓦斯情况，如有喷孔、夹钻等瓦斯动力现象应采取相应区域或局部综合防突措施）至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置（法距 1.5m 处） ，再采用工作面预测的方法进行最后验证。在工作面距煤层（区域预测具有突出危险）最小法向距离 5m 前开始，选用钻屑瓦斯解吸指标法对揭煤区域防突进行区域验证。如区域验证有突出危险则需要执行工作面局部防突

48、措施，暂定施工密集钻孔排放揭煤区域瓦斯，直至工作面措施效果检验有效为止；如区域验证为无突出危险时，采取安全防护措施的条件下边探边掘至下阶段防突措施执行位置，如此循环，直至分别距煤层（区域预测具有突出危险）最小法向距离 1.5m（如岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离）处，进行最后验证。 在工作面分别距 51、52、53、54煤层法距 1.5m 处，采用钻屑瓦斯解吸指标法对煤层的突出危险性进行最后验证，若检验为突出危险工作面，采取局部防突措施，直至检验有效；当验证为无突出危险工作面时，采取远距离爆破揭开煤层，揭4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技

49、术方案- 18 -煤爆破由施工单位编写专项措施，并报矿总工程师审批。如果未能一次揭穿煤层，则继续按照揭煤的安全、技术措施揭煤。根据规程及防突规定 ，石门工作面从分别距 51、52、53、54煤层顶板的最小法向距离 5m 开始到穿过以上各煤层进入各自底板最小法向距离 2m（当煤层突出危险性较大、顶板岩性较差时宜采用 5m）的过程均属于揭煤作业；揭煤作业掘进采用短循环（掘进循环进尺为 1.8m）光面爆破掘进，放炮地点设在两道反向风门外爆破。5 5 煤组地质探测及区域突出危险性参数测定钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 19 -5 5 煤组地质探测及区域突出危险性参数测定煤

50、组地质探测及区域突出危险性参数测定5.1 前探钻孔及参数测定前探钻孔及参数测定西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组前，必须准确控制 5 煤组层位，掌握煤层的赋存、地质构造、瓦斯等情况。根据揭煤区域 51、52煤层赋存情况（51、52煤层距离较近，53、54煤层距离较近，52、53煤层距离较远） ，故采用分步探测：首先，石门距 51煤层法距 20m 前对 51、52煤层进行探测（尽可能探到 54煤层） ，并分别测定51、52煤层瓦斯压力；石门距 53煤层法距 10m 前对 53、54煤层进行探测，准确控制53、54煤层层位，并分别测定 53、54煤层瓦斯压力。5.1.1 揭煤区域揭煤区域 51、5

51、2煤层探测及瓦斯压力测定煤层探测及瓦斯压力测定为准确查明石门揭煤工作面与 51、52煤层走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，在工作面掘进至距 51煤层最小法向距离 20m 之前在西三 6#联巷内向巷道前方及两边施工不少于 5 个探煤钻孔（倾斜方向不少于 3 个，走向不少于 2 个） ，探明 df120 断层及 5 煤组各煤层（重点探测 51、52煤层）的赋存情况，探煤钻孔应至少穿透 52煤层全厚且进入底板不小于 0.5m（条件允许时尽可能施工至 54煤层底板） 。其中，tk1、tk2、tk3 探孔控制煤层倾斜方向变化，tk4、tk5 探孔控制煤层走向方向变化，其终孔位于

52、石门巷道轮廓线外不小于 5m。具体钻孔布置如图 5.1 所示、初步设计参数见表 5-1 所示。根据探煤钻孔施工情况，tk4、tk5 兼作为 52煤层测压孔，另行施工 cy1、cy2 钻孔作为 51煤层测压孔。表表 5-1 钱营孜矿胶带石门揭钱营孜矿胶带石门揭 4 煤前探钻孔初步设计参数煤前探钻孔初步设计参数孔号开孔位置孔径/mm方位角/倾角/孔深/m备注tk1732769102tk2732762095.3 tk3732766056.1探 df120 断层及揭煤区域 5 煤组各煤层，重点探测 51、52煤层，钻孔尽可能施工至 54煤层底板cy17367527.6 cy2731867527.6探

53、51煤层、测压 51煤tk47366041.5 tk5西三 6#联巷731866041.5探 51、52煤层、测压 52煤5 5 煤组地质探测及区域突出危险性参数测定钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 20 -394905003949 0000-511.8-517.8-530.311271027-497.840.761.710.370.380.180.240.402.84优-454.930.791.130.540.200.202.46优df14070h=0-10m -780 -760f22-170h=90m-680-680-700-720-660-700-660z1z

54、2z3-457.253.053.05甲-695.70.80.8甲23.2023.30断缺3949050039490000f2260-75h=270mdf14950-55h=10mf22-170h=90mdf14070h=0-10m-700-650-600-550-500-450-750-800-700-650-600-550-500-450-750-8002.8541.11.31.710.60.9510.6325452515327112.9z1320.40.60.750.65152535462 -440 -460 -480 -500 -520-700-650-600-550-500-450-7

55、50-800f2260-75h=50-350mdf14950-55h=0-10mdf12050-55h=5m62720.30.35尖灭4j48-478.682t尖灭472岩浆岩侵入p50-631.656t5/2p51-631.523tg62-631.767ttk1tk1tk2tk3cy1、cy2tk4、tk5tk1tk2tk3cy1cy2tk5tk4tk6tk7tk8tk9、tk10cy3、cy4tk8tk7tk6tk9tk10cy3cy4图图 5.1 西三采区石门揭西三采区石门揭 51、52、53、54煤层前探钻孔布置平剖图煤层前探钻孔布置平剖图5 5 煤组地质探测及区域突出危险性参数测定钱

56、营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 21 -5.1.2 揭煤区域揭煤区域 53、54煤层探测及瓦斯压力测定煤层探测及瓦斯压力测定为准确查明石门揭煤工作面与 53、54煤层走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，在工作面掘进至距 53煤层最小法向距离 10m 之前专用钻场内向巷道前方及两边施工不少于 5 个探煤钻孔（倾斜方向不少于 3 个，走向不少于 2 个） ，探明 53、54煤层的赋存情况，探煤钻孔应至少穿透 54煤层全厚且进入底板不小于 0.5m。其中，tk6、tk7、tk8 探孔控制煤层倾斜方向变化，tk9、tk10 探孔控制煤层走向方向变化，

57、其终孔位于石门巷道轮廓线外不小于5m。具体钻孔布置如图 5.1 所示、初步设计参数见表 5-2 所示。根据探煤钻孔施工情况，tk9、tk10 兼作为 54煤层测压孔，另行施工 cy3、cy4 钻孔作为 53煤层测压孔。表表 5-2 钱营孜矿胶带石门揭钱营孜矿胶带石门揭 53、54煤前探钻孔初步设计参数煤前探钻孔初步设计参数孔号开孔位置孔径/mm方位角/倾角/孔深/m备注tk6730-5104.4tk7730-2580.3 tk8730-5060.3探测 53、54煤层，初步探测 62煤层cy373右夹90-6016.4 cy473左夹90-6016.4探 53煤层、测 53煤压tk973左夹9

58、0-4522.3 tk10专用钻场73右夹90-4522.3探 53、54煤层、测压 54煤备注：方位角以巷道施工方向为备注：方位角以巷道施工方向为 05.1.3 钻孔施工要求及参数测定方法钻孔施工要求及参数测定方法 钻孔施工要求钻孔施工要求探测孔施工至煤层后换取芯管钻取煤芯，观察其破坏类型，再用双层塑料袋包装密封，送重庆院防突实验室分别测定软、硬煤的坚固性系数 f、瓦斯放散初速度p，煤样的吸附常数、工业分析、真假密度、孔隙率。从工作面距煤层法线距离 10m 开始，应该边探边掘，探孔超前距不得小于5m，探孔数量根据实际情况确定，但不得少于 3 个，应准确探测出突出煤层层位，5 5 煤组地质探测

59、及区域突出危险性参数测定钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭 5 煤组综合防突技术方案- 22 -保证与煤层的最小法线距离不小于 5m；从工作面距煤层法线距离 5m 开始，必须边探边掘，探孔超前距不得小于 2m，探孔数量根据实际情况确定，但不得少于 3 个，应准确探测出突出煤层层位，保证与煤层的最小法线距离不小于 2m。前探钻孔施工过程必须由专业技术人员观测钻孔见煤后是否有顶钻、夹钻、吸钻、喷孔及响煤炮声等异常现象，并详细记录岩芯等资料；钻孔施工完毕后应立即测定钻孔瓦斯涌出量或钻孔孔口瓦斯浓度；通过探测和瓦斯测定以保证能确切地掌握煤层厚度、软分层厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等资料。（1）测

60、压）测压根据现场实际情况，测压钻孔均为下向孔，测压钻孔采用注浆封孔，为被动式测压，封孔采用机械注浆封孔。钻孔封孔方式及方法如图 5.2 所示。123456781-托盘；2-海带；3-水泥浆；4-测压管；5-水泥；6-注浆管；7-注浆泵；8-压力表图图 5.2 下向孔注浆封孔测压示意图下向孔注浆封孔测压示意图本次测压钻孔封孔为全岩段注浆封孔。具体方法为：根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的数量，并按一定比例配制成水泥浆，用注浆泵一次连续将水泥浆注入孔内，经 24h 凝固后，然后安装压力表。施工完毕后应及时、连续观察、记录表值的变化，直到表压值稳定 57 天为止。测压主要材料包括 425#标号水泥、16