工作面上顺槽掘进防突安全技术措施

1、工作面上顺槽掘进防突安全技术措施 一、工程概况B101工作面上顺槽位于-800m水平后一采区，巷道东邻-675回风大 巷，北接 -650 石门，南邻（ -717 至-675）边界回风上山。该巷以西 及上方均为未采区。B101工作面上顺槽设计沿B2煤层顶板掘进，方位174° 3，巷道走 向平距 646.1m，标高-647.3m -664.3m，倾角 0° 15°。根据B2煤层底板等高线图（三维地震勘探）及底抽巷内钻孔施工资 料，区域内B2煤层主要呈黑色，条痕为棕黑色，玻璃光泽，主要由 亮煤组成，夹少量镜煤、暗煤及丝炭透镜体或薄层，质松软，能搓 成粉末，强度低，坚固性

2、系数一般小于 0.5。煤层结构简单，局部为 复杂结构。该掘进区域B2煤层为1/3焦煤，发热量（Qb ad）平均24.25MJ/kg ,水分（Ma©平均0.94%,灰分（Ad）含量平均17.54%,挥发分（Vdaf） 平均为24.98%,磷（Pd）含量小于0.0042%,硫分（St,d ）含量0.44%,真相对密度（TRD 1.50，煤层的粘结指数（GRI）平均为80。B101上顺槽掘进采用综掘工艺，锚网索支护，过地质异常带采用U型钢+锚网索支护。二、瓦斯地质概况1 、煤层顶底板情况该掘进区段B2煤层顶板由下向上依次为粉砂岩、细砂岩、中砂岩， 厚度分别为06.4m、3.0m、18.0m

3、左右。其中粉砂岩，灰黑色，裂 隙不发育,较坚硬,层理不明显,含植物根部化石；细砂岩,灰色, 层理发育,质坚硬,有较厚泥岩夹层；中砂岩,以浅灰白色为主, 灰白色、浅灰绿色次之,矿物成分以石英为主,长石次之,泥钙质 胶结,具有斜层理及未充填斜交裂隙。B2煤层直接底板由上至下为泥岩、中砂岩，厚度分别为01.0m、16.0m 左右。泥岩,灰色,含植物化石。中砂岩,灰色,裂隙不发育,坚硬，成分以长石、石英为主，斜层理，缓波状斜层理，局部发育 垂直裂隙，泥质充填。2、地质构造根据B102上下顺槽、-650石门实际揭露、-675回风大巷探煤孔及首 采区三维地震勘探报告提供的 B2煤层底板等高线图综合分析，预

4、测 该巷自开门位置向前施工至约210.0m处，B2煤会受褶曲影响，煤层 走向方向上煤层倾角起伏较大，褶曲影响范围比较大；该处为应力 集中区，到时巷道应加强支护；褶曲带可能积聚瓦斯或围岩破碎， 给掘进施工带来一定的安全风险。煤层顶板以上1.5m范围内存在滑动构造，滑动层面一定范围内围岩 破碎。掘进区域内无岩浆岩侵入。3、煤层瓦斯情况根据B101上顺槽底抽巷钻孔施工期间收集的瓦斯资料，掘进范围内B2煤层瓦斯压力在0.50.9MPa,瓦斯含量6.08.2m3/t，其中最 大值出现在距开门口 210m左右处。至2014年7月，第一评价单元经 预抽后区域内瓦斯压力降至 0.2MPa,瓦斯含量降至4.05

5、m3/t。预计 掘进期间巷道内风排瓦斯涌出量 0.61.0m3/min，回风瓦斯浓度0.1 0.15%。三、区域综合防突措施根据河南理工大学对金黄庄矿井 B2煤层突出危险性鉴定结果，B2煤 层为突出煤层，此掘进区段按突出危险区管理。巷道采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，钻孔控制 到巷道两帮轮廓线外15m范围内的所有煤体，钻孔终孔点按不大于 10mx 5m间距布置（巷道轴线方向x巷道轴垂线方向）。该区域采用 分单元预抽评价，直接测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量进行效果 检验。区域效果检验合格后在采取安全防护措施的前提下进行掘进 作业。巷道掘进过程中，执行工作面循环预测（效检），若预测（

6、效检）指 标超标则执行局部综合防突措施。一）区域防突措施B101工作面上顺槽掘进前采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域 防突措施使待掘区段达到消除突出危险的目的。1、穿层钻孔在B101工作面上顺槽底抽巷（-675m回风大巷）内施工， 钻孔控制到巷道两帮轮廓线外15m范围内的所有煤体，钻孔终孔点 按不大于10mx 5m间距布置（巷道轴线方向X巷道轴垂线方向）。2、钻孔孔径94mm实行“打一，圭寸一，合一”，采用全程下套管、 注水泥浆封孔。下套管时，最里段为 3根1寸PVC花管，花管里段加 防堵锥头，最外段为2根1寸半PVC实管及1根1寸半铁管，中间段 使用1寸PVC实管连接。3、 钻孔封孔后及时

7、进行合茬抽采，孔口抽采负压不小于13KPa并 进行了抽采自动计量。二）区域防突措施效果检验及区域验证1、 巷道采用分单元预抽效果评价，B101上顺槽共分为四个计量评价 单元，单元瓦斯预抽率35漏，进行区域措施效果检验。效果检验 点按每30m布置一个，采用直接测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力 的方法进行预抽效果检验。至 2014年 7 月，第一评价单元完成了效 果检验工作，共布置 4 个效果检验点；其他单元效果检验工作正在 进行。单元瓦斯预抽率计算如下：单元预抽率（n ）=单元瓦斯抽采量/单元瓦斯储量x 100%其中：单元瓦斯抽采量为钻孔合茬抽采后累计抽采量之和，抽采量 以抽采自动计量为准，统计的

8、瓦斯抽采量必须为自动计量装置完好 情况的监测数据，否则予以去除，不计入统计量；单元瓦斯储量=评价单元面积x煤厚x容重x实测煤层原始瓦斯含 量。2、各效果检验点布置于评价单元内钻孔密度较小、孔间距较大、预 抽时间较短的位置，并尽可能远离各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开掘进巷道的排放范围和掘进工作面的预抽 超前距。3、在瓦斯预抽率35%情况下，区域效果检验直接测定煤层残余瓦 斯含量小于8m3/t、残余瓦斯压力小于0.74MPa且检验钻孔施工过程 中未发生，喷孔、顶钻及其它突出预兆，则预抽区域为无突出危险 区；否则判定为突出危险区，必须补充实施区域防突措施，可采取 增加钻孔数量或延

9、长抽采时间的方法，直至区域措施效果检验有效。2014年7月19日，B101上顺槽底抽巷第一评价单元瓦斯预抽率达 59.3%，施工效检孔实测掘进区域煤层最大残余瓦斯含量 4.05m3/t ， 最大残余瓦斯压力0.2MPa,且检验钻孔施工过程中未发生，喷孔、 顶钻及其它突出预兆，故判定评价单元内采取的区域防突措施有 效。4、在区域措施效果检验有效范围内进行掘进作业前，必须采用钻屑 指标法对掘进迎头进行突出危险性预测。该巷道在掘进过程中执行 循环预测。5、预测过程中指标不超标，且在预测钻孔施工过程中无瓦斯异常涌出、喷孔、顶夹钻现象，方可在留有 2m预测（验证）超前距并采取 安全防护措施前提下，进行巷

10、道掘进作业。6、每次预测前必须复核上循环掘进长度。每个评价单元之间必须留有不少于20m的预抽超前距，掘进施工必须均衡进尺，严禁超掘。7、预测结果若有突出危险或预测钻孔施工过程中有瓦斯异常涌出、喷孔、顶夹钻现象时，则认为工作面具有突出危险性，必须立即停止进尺并采取局部防突措施，只有经局部措施效果检验合格后，方 可进尺。8、每次预测后，防突员必须如实将预测（验证）结果填写在防突牌 板上，并认真做好记录，预测 （验证）情况及时向矿调度室及相关领 导汇报。四、局部综合防突措施一）工作面突出危险性预测B101工作面上顺槽掘进期间采用钻屑指标法进行工作面突出危险性预测。指标的测定方法如下：1 、钻屑瓦斯解

11、吸指标值测定在迎头煤层内施工3个孔径为42mm孔深为810m的测定钻孔(存 在软分层时钻孔布置在软分层中)。迎头左边测定钻孔 (1#) 和右边测定钻孔 (3#) 开孔位置距巷道左帮和右帮分别为0.5m，终孔位置距巷帮轮廓线外4.0m。迎头中间测定钻 孔(2#) 开孔位置位于迎头煤层中部，预测钻孔布置如下图。钻孔施工米用© 42mmt勺钻头钻进，螺旋钻杆排渣，速度控制在1m/min 左右，钻进速度应均匀。钻孔每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标 h2及K1值， h2值采 用MD-2瓦斯解析仪测定，K1值采用WTC瓦斯突出参数仪测定，取测 定勺最大值作为该钻孔勺钻屑瓦斯解析指标值。2、钻屑

12、量指标 S 值测定钻孔每钻进1m测定一次该1m段全部钻屑质量，取测定的最大值作为该钻孔勺钻屑量检验值。3、预测结论的确定 钻屑瓦斯解吸指标 h2临界值为100Pa(干煤)，K1临界值为0.3(mL/g ),钻屑量指标S临界值为3.0Kg/m。只有当三个预测钻孔 的最大钻屑瓦斯解吸指标 h2、K1值及最大钻屑量指标S值均在临 界值以下，且施工预测钻孔过程中无顶钻、夹钻等异常现象时，方 可确定为无突出危险工作面，否则确定为突出危险工作面。工作面出现下列情况之一时，应视为突出危险工作面。( 1 )地质构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入等。(2)煤层赋存条件急剧变化的区域。( 3)在工作面检验过程

13、中出现喷孔、顶钻、夹钻等动力现象。(4)工作面出现明显的突出预兆。(如：a、煤壁中发生煤炮声、机 枪声、劈裂声、蜂鸣声、闷雷声、断梁折柱声，声音由远及近，由小到大；b、顶帮来压项板放线开裂，煤壁移动； c、煤体结构松软, 煤层光泽暗淡；d、煤层层理紊乱；e、支架变形或断梁折柱；f、瓦斯浓度异常，工作面温度忽高忽低。）（5）采掘应力迭加区域。（二）局部防突措施1、工作面预测为突出危险时，必须立即停止掘进，执行局部防突措 施，局部防突措施采用抽采钻孔措施。2、抽采钻孔孔径不小于94mm长度不小于40m钻孔控制巷道轮廓 线外15m的范围，钻孔按终孔间距不大于 2m在控制范围均匀布置。 局部防突措施钻

14、孔参数根据巷道施工时煤层赋存状况另行设计。3、钻孔施工中如有瓦斯异常情况或经分析有地质构造异常带，施工 单位应及时汇报矿调度室、地测技术部、通防技术部及相关领导， 地测技术部及时分析地质构造的赋存情况，以确切弄清迎头及前方 地质构造赋存情况，并提供相关成果资料，以便通防部门采取针对 性的补充防治突出措施。三）局部防突措施效果检验局部防突措施施工后必须进行效果检验 （效检方法同预测） 。当效果检验有效时，应当在巷道掘进方向留有不少于 20m的防突措施孔投 影孔深超前距，并同时保留有至少 2m校检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。（四）安全防护措施1、通风系统巷道掘进期间建立安全可靠、稳定的局部通风系统，局部通风机的 安装位置、规格、数量必须满足要求，回风系统必须保证畅通无阻， 断面必须满足有关规定要求。1）风量计算u 按工作面同时工作最多人数计算：Q仁4X N=4X 11=44m3/min式中： Q-风量， m3/minN- 工作面同时工作最多人数，综掘工作面额定每班最大人员数量9人，瓦检员、安检员 2 人，合计 11 人。u 按瓦斯绝对涌出量计算：Q2=281.3m3/min式中： q- 最大瓦斯绝对涌出量；根据 B 1 02上、下顺槽掘进及 -800m、-757m及-717m揭煤期间瓦斯涌出量q在1.0m3/mi