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煤矿综合防突措施方案

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2020年4月19日
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普安县楼下马刀地煤矿
”四位一体”

综
合
防
突
措
施

二0一二年二月
普安县楼下马刀地煤矿”四位一体”综合防突措施
一、概述
马刀地煤矿属煤与瓦斯突出矿井,可采煤层三层,C17、C18、C19;C17煤层为突出煤层,C18、C19煤层分别不突出。属于整合技改矿井,设计能力15万吨/年,为了有效预防煤与瓦斯突出的严重威胁,煤矿安全生产的重大自然灾害发生。新系统在建设过程中,井筒揭煤和煤巷掘进时,K1值未超过0.5ml/(δmin1/2)和炮后瓦斯涌出量大等异常情况发生。
为保证矿井建设过程中防突工作的顺利进行,在揭穿C19、C18、C17煤层时,有效预防煤层出现突现象和瓦斯动力现象的发生,根据煤与瓦斯突出细则的要求,结合本矿实际,特编制矿井”四位一体”综合防突措施。要求各科室以及施工指挥人遵照执行。
二、 突出危险性预测
工作面预测采用钻孔法。<细测>中规定了用最大钻屑量、钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度和综合指标R来预测突出危险性。
1、实测实数:孔数3个,孔深8米,孔径42毫米;
2、钻孔沿煤层软层位布置;
3、用WT突出参数要求测定,根据钻屑量和每3m的钻屑解吸参数测煤层的突出险性,当预测有突出危险时则采取防突措施,否则,采取安全防护措施后,超前钻孔保护距5m,充许掘3m。

超前保护距离
其中取一个最大值SmoAK
ATY 0.35 0.6
4、突出危险性临界值
当SmoX≥6
K1maX≥0.5时,在突出危险,反之无突出危险。
三、预防突出措施
1、煤层顶板比较好,透气性较差,适宜松动爆破。
深孔3个,8.0米,每孔装药20节,雷管4发。
浅孔2个,3.0米,每孔装药10节,雷管2发。
每孔封泥不少于2米,孔内外大串联,正向一次起爆,每孔装水泡泥2个。

松炮 联体捆石一次

2、用1.2KW煤电钻的钻杆直径42毫米。
3、钻孔布置在煤层软分层当中。经预测在突出危险时,是采取深孔松爆防突措施。
4、直接采用防突措施。

钻孔布置:
钻孔、络孔点位于巷道轮廊外2.0米处。
四、 安全防护措施
安全防护措施是避免突出造成人身伤亡的重要环节。在这方面,严格按<细则>要求装备自救器、压风自救系统、设置避难硐室。
1、放炮地点:放炮位置设在进风侧反向风门之外,放炮时所有人员撤至放炮警戒以外区域。

2、警戒:拉线挂牌、禁止入内、设人设岗。
3、按规定设压风自求系统。
每50米按一照压风带,放炮工作面20米安装一切自救,经常检查,保证能随时使用。
4、按规定安装CH4传感器,注明断电值,等级警值,在规程中注明。
5、自救器
①隔离式:作业人员必须自己带隔离式自救器;
②呼吸器:放炮工作面30米,挂在帮上,10个左右。
6、必须设专职瓦检员,经常检查瓦斯,掌握工作面的瓦斯变化及动力现象,发现异常现象立即停止工作,撤出人员,向调度室汇报。
7、放炮作业严格执行一炮一检制度:三人联锁制度,紧急放炮前检查一二次瓦斯。
8、班组长、放炮员、安全员入井时必须自己带便携式甲烷预警仪。
9、在防突风门外安设一台直通调度室的电话,放炮员要编制细则,调度把关。
10、安全员必须在现场、全方位监督施工,确保工程质量,严禁违章作业,违章指挥。
11、机电部门必须经常检查井下电气设备完好率。
12、加强局部通风管理,严禁微风、无风作业,严禁瓦斯超限作业。
13、防突施工人员、瓦检员、安全员必须随时观察工作面情况,发现有突出预兆等异常情况,立即通知现场作业人员停止作业,撤出人员,并向调度室汇报。
14、本措施有不详之处,应按<煤矿安全规程>以及<细则>执行。为了加强我矿安全生产规范管理,严抓工程质量关,提高管理人员的业务素质,增加职工的安全意识和自保意识,是人人都负有责任感和处理隐患的能力。特定以下工程量管理要求,请各掘、采班队以及各科室管理人员认真学习贯彻执行。
普安县楼下马刀地煤矿
2月12日普安县楼下马刀地煤矿
区域与局部综合防突措施

主管矿长:谢洪叁
总工程师:穆金鹏
安全矿长:李龙波
编 制:穆金鹏

编制日期: 8月
马刀地煤矿区域与局部综合防突措施
前 言
马刀地煤矿属煤与瓦斯突出矿井,可采煤层三层,C17#、C18#、C19#;C17#煤层为突出煤层,C18#、C19#煤层分别不突出。属于整合技改矿井,设计能力15万吨/年,为了有效预防煤与瓦斯突出的严重威胁,煤矿安全生产的重大自然灾害发生。新系统在建设过程中,井筒揭煤和煤巷掘进时,K1值未超过0.5ml/(δmin1/2)和炮后瓦斯涌出量大等异常情况发生。
为保证矿井建设过程中防突工作的顺利进行,在揭穿C19#、C18#、C17#煤层时,有效预防煤层出现突现象和瓦斯动力现象的发生,特编制矿井区域和局部综合防突措施。
第一章 区域综合防突措施
第一节 区域突出危险性预测
一、区域预测基本程序和要求
区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测和新采区开拓完成后的区域预测。
预测范围根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测(以下简称区域预测)。经区域预测后,突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区,未进行区域预测的区域视为突出危险区。
新水平、新采区开拓前,当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时,能够主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料,并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律,并有可靠的预测资料的,区域预测工作可由总工程师组织实施;否则,应当委托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由总工程师批准确认。
开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。
二、区域突出危险性预测
1．区域预测方法及工作计划
(1)根据矿井已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时,则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离,并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区;否则,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。
(2)根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料,也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按下表预测。
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值
瓦斯压力P(MPa)
瓦斯含量W(m3／t)
区域类别
P＜0.74
W＜8
无突出危险区
除上述情况以外的其它情况 突出危险区
(3)工作计划,根据上述方法内容先在揭穿C19#煤层掘进期间完成”首采工作面C19#煤层的区域突出危险性预测”。指导揭穿C18#、C17#煤层突出危险性预测工作。
(4)开拓新采区时,可根据实际已掌握的矿井预测区域煤层瓦斯的井下实测资料,并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。为确保矿井安全生产。
确实做好区域突出危险性预测工作,进行新采区突出危险区域的预测与划分工作。
2．进行开拓后进行区域预测时,还必须符合以下要求
(1)预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据;煤巷掘进工作面或揭煤工作面一般都在采取防突措施前合理布置3个测压孔,进行实测煤层瓦斯压力,并取煤样进行化验计算瓦斯含量。
(2)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置;同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个,沿倾向不少于3个,并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。
第二节 区域防突措施
井为煤层群开采,优先考虑开采上保护层,因此,矿井一期开采首采区设计由上而下的”下行式”开采程序,首先开采C17#煤层,老系统基本上将C17#煤层1350以上全部采完,设计首采工作面为C18#煤层,因18#煤层不稳定,不可采,估计预采 C19#煤层,C19#煤层有不稳定。当前出于探煤阶段,针对矿井实际情况,还是开采C17#煤层。
一、开采保护层
1．选择保护层必须遵守下列规定:
(1)在突出矿井开采煤层群时,如在有效果保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层,除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外,首先开采保护层。有条件的矿井,也能够将软岩层作为保护层开采;
(2)当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时,综合比较分析,择优开采保护效果最好的煤层;
(3)当矿井中所有煤层都有突出危险时,选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采,但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验;
(4)优先选择上保护层。在选择开采下保护层时,不得破坏被保护层的开采条件。
2．开采保护层区域防突措施应当符合下列要求:
(1)开采保护层时,同时抽采被保护层的瓦斯;
(2)开采近距离保护层时,采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层;
(3)正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面,其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍,并不得小于100m;
(4)开采保护层时,采空区内不得留有煤柱。特殊情况需留煤柱时,经煤矿企业技术负责人批准,并作好记录,将煤柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤柱的影响范围,在这个范围内进行采掘工作前,首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。
当保护层留有不规则煤柱时,按照其最外缘的轮廊划出乎直轮廓线,并根据保护层与被保护层之间的层间距变化,确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时,还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。
3．保护层和被保护层开采设计依据的保护层有效保护范围等有关参数应当根据试验考察确定,并报煤矿企业技术负责人批准后执行。
首次开采保护层时,矿井没有实测的卸压角,则可参照<防突规定>附录D确定沿倾斜的保护范围、沿走向(始采线、终采线)的保护范围、保护层与被保护层之间的最大保护垂距、开采下保护层时不破坏上部被保护层的最小层间距离等参数。
矿井在开采6中煤层后,保护层工作面沿倾斜方向的保护范围如图:

二、预抽煤层瓦斯
根据矿井实际,首采区一水平煤层均未突出煤层不具备开采保护层条件的,必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经总工程师批准。
预抽煤层瓦斯一般采用以下方式: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(斜井)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。
预抽煤层瓦斯钻孔布置要求:
1．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旦扭lL下帮至少业如li其它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;
2．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15m范围内的煤层。矿井可采用施工底板抽放巷,来施工穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯。
底板抽放巷钻孔布置示意图

3．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;钻孔可根据实际采面布置合理设计。回采工作面顺层抽放钻孔布置示意图:

4．穿层钻孔预抽石门(斜井)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、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m,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;
穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施示意图

5．顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔控制的条带长度为70m,巷道两侧的控制范围15m;
顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施示意图

6．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。
7．预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置,钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。
8．预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m,顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kpa。预抽瓦斯浓度低于30％时,采取改进封孔的措施,提高封孔质量。
第三节 区域措施效果检验
一、措施效果检验采取的指标
矿井采用的开采保护层或预抽瓦斯钻孔区域防突措施,如穿层钻孔、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(斜井)揭煤区域煤层瓦斯防突措施,用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标进行检验时,必须依据实际的直接测定值。
穿层钻孔预抽石门(斜井)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也能够采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验(详见第四章第一节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)。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其它突出预兆。
测压钻孔布置图

二、区域措施效果检验的判断和划分
采用残余瓦斯压力指标进行检验,如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料,也可根据残余瓦斯含量进行检验,而且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;也能够采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门(斜井)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验,如果所有实测的指标值均小于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。
但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其它明显突出预兆时,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。
三、采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量进行效果检验,应当符合下列要求
1．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,应在回采工作面推进方向每间隔30～50m,至少沿工作面方向布置2个检验测试点。
预抽回采区域煤层瓦斯措施检验测试点布置示意图

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;
2．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30～50m至少布置1个检验测试点;
穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施检验测试点布置示意图

3．对穿层钻孔预抽石门(斜井)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,而且至少有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;
穿层钻孔预抽石门揭煤区域措施效果检验测试点布置示意图:

4．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20～30m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;
顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施效果检验测试点布置示意图

5．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。
第四节 区域验证
一、验证方法
在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证,应当采用本设计第二章第一节(二)项所列的石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。
在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用本设计第二章第一节(三)项和第四节所列的工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证。
二、区域验证要求
1．在工作面进入该区域时,立即连续进行至全页坎区域验证;
2．工作面每推进10～50m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层区域防突措施以及其它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．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。
第二章 局部综合防突措施
第一节 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、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。
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。
一、工作面突出危险性的综合预测和判断
工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要按照以下方面预测:
1、煤层的构造破坏带,包括断层、剧烈褶曲等;
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。
二、石门揭煤工作面突出危险性预测
采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法进行验证:
1．综合指标法
综合指标法是利用综合指标D、K来预测煤层的突出危险性,其预测方法为:
(1)在岩石工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔,测定煤层瓦斯压力(P);
(2)在打测压孔的过程中,每米煤孔采取一个煤样,测定煤的坚固性系数(f);
(3)将两个测压钻孔所测得的坚固性系数最小值加以平均作为该煤层软分层的平均坚固性系数;
(4)将坚固性系数最小的两个煤样混合后,测定煤的瓦斯放散初速度指标(△P);
(5)按下列公式计算综合指标D、K:
D=(0.0075H/f—3)(P—0.74)
K=△P/f
式中D—煤层突出危险性综合指标;
K—煤层突出危险性综合指标;
P—煤层瓦斯压力,取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值,MPa;
△P—软分层煤的瓦斯放散初速度指标;
F—软分层煤的坚固性系数。
综合指标D、K的突出临界指标应根据本矿区实测数据确定,在没有实测数据时,可参照下表所推荐的临界值,确定煤层的区域突出危险性。
煤层突出危险性综合指标
D
煤层突出危险性综合指标K
无烟煤
其它煤种
0.25
20
15
用综合指标D和K预测煤层区域突出危险性的临界值
2.钻屑瓦斯解吸指标法
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3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1～3mm的煤钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1或△h2值。测定时,应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。预测钻孔在石门中央、石门上部应至少布置一个钻孔,在石门两侧应布置一个或两个钻孔。揭煤预测钻孔布置示意图

各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按下表中所列的指标临界值预测突出危性。
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

煤样
△h2指标临界值(Pa)
K1指标临界值(ml/g·min1/2)
干煤样
200
0.5
湿煤样
160
0.4
三、煤巷掘进工作面突出危险性预测
可采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法:
1．钻屑指标法
钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体施工3个直径42mm、孔深8～10m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,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其它钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。
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。煤巷掘进工作面预测钻孔布置示意图

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,在确定前可暂按下表的临界值确定工作面的突出危险性。
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

钻屑瓦斯解吸指标
△h2Pa
钻屑瓦斯解吸指标K1
(ml/g·minl/2)
钻屑量S
(kg／m)
(L／m)
200
0.5
6
5.4
2．复合指标法
复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应当向前方煤体至少施工3个、直径42mm、孔深8～10m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。
钻孔应当尽量布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其它钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处,终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。
钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为1.Om。煤巷掘进工作面复合(R值)指标法预测钻孔布置图

各煤层采用复合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,在确定前可暂按下表的临界值进行预测。
如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值,而且未发现其它异常情况,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。
复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值
钻孔瓦斯涌出初速度q
(L／min)
钻屑量S
(kg／m)
(L／m)
5
6
5.4
3．R值指标法
R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应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8～lOm的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。
钻孔应当尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其它钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。
钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S,并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为1.Om。
根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax按式(3)计算各孔的R值:
R=(Smax—1.8)(qmax—4) (3)
式中Smax—每个钻孔沿孔长的最大钻屑量,L／m;
qmax—每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度,L／min。
判定各煤层煤巷掘进工作面突出危险性的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按以下指标进行预测:当所有钻孔的R值有R<6且未发现其它异常情况时,该工作面可预测为无突出危险工作面;否则,判定为突出危险工作面。
四、采煤工作面突出危险性预测
可参照本节第三条所列的煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔,深度5～10m,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。

判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定,在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。
第二节 工作面防突措施
工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化等措施。金属骨架、煤体固化措施,应当在采用了其它防突措施并检验有效后方可在揭开煤层前实施。斜井揭煤工作面的防突措施应当参考石门揭煤工作面防突措施进行。
根据工作面岩层情况,实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最小法向距离为:预抽瓦斯、排放钻孔及水力冲孔均为5m,金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时,还应适当加大距离。
一、石门揭煤工作面防突措施
1、预抽瓦斯和排放钻孔
在石门揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时,钻孔直径一般为75～120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是:石门的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。
预抽瓦斯和排放钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽采状态。
2、打钻时具有自喷(喷煤、喷瓦斯)现象的煤层。石门揭煤工作面可采用水力冲孔防突措施,钻孔应至少控制自揭煤巷道至轮廓线外3～5m的煤层,冲孔顺序为先冲对角孔后,中边上孔,最后冲中间孔。水压视煤层的软硬程度而定。石门全断面冲出的总煤量(t)数值不得小于煤层厚度(m)乘以20。若有钻孔冲出的煤量较少时,应在该孔周围补孔。
3、石门揭煤工作面金属骨架措施一般在石门上部和两侧0.5 ～1.Om范围内布置骨架孔。骨架钻孔应穿过煤层并进入煤层顶(底)板至少0.5m,当钻孔不能一次施工至煤层顶板时,则进入煤层的深度不应小于15m。钻孔间距一般不大于0.3m,对于松软煤层要架两排金属骨架,钻孔间距应小于0.2m。骨架材料可选用8kg／m的钢轨、型钢或直径不小于50mm钢管,其伸出孔外端用金属框架支撑或砌入碹内。插入骨架材料后,应向孔内灌注水泥砂浆等不燃性固化材料。揭开煤层后,严禁拆除金属骨架。
二、煤巷掘进和采煤工作面防突措施
煤巷掘进工作面应当优先选用超前钻孔(包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔)防突措施。如果采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松工作面防突措施时,必须经试验考察确认防突效果有效后方可使用。前探支架措施应当配合其它措施一起使用。
煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时,必须打钻孔查明煤层赋存条件,然后采用直径为42～75mm的钻孔排放瓦斯。
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,应按石门揭煤的措施执行。
1．煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时,应当符合下列要求:
(1)巷道两侧轮廊线外钻孔的最小控制范围:近水平、缓倾斜煤层5m,倾下帮3m;
(2)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。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根锯钻孔的有效抽放或排放半径确定;
(3)钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定,一般为75～120mm,地质条件变化剧烈地带也可采用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时,必须采用专门的钻进设备制定专门的施工安全措施;
(4)煤层赋存状态发生变化时,及时探明情况,再重新确定超前钻孔的参数;
(5)钻孔施工前,加强工作面支护,打好印面支架,背好工作面煤壁。
2、煤巷掘进工作面采用松动爆破防突措施时,应当符合下列要求:
(1)松动爆破钻孔的孔径一般为42mm,孔深不得小于8m。松动爆破应至少控制到巷道轮廓线外3m的范围。孔数根据松动爆破的有效影响半径确定。
(2)松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.5～6m;
(3)松动爆破按远距离爆破的要求执行。
3．煤巷掘进工作面水力冲孔措施应当符合下列要求:
(1)本矿井煤层采用水力冲孔措施,按扇形布置至少5个孔,在地质构造破坏带或煤层较厚时,适当增加孔数。孔底间距控制在3m左右,孔深一般为20～25m,冲孔钻孔超前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道沿软分层前进;
(2)冲孔前,掘进工作面必须架设迎面支架,并用木板和立柱背紧背牢,对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固。冲孔后或暂停冲孔时,退出钻杆,并将导管内的煤冲洗出来,以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。
4．煤巷掘进工作面水力疏松措施应当符合下列要求:
(1)沿工作面间隔一定距离打浅孔,钻孔与工作面推进方向一致,然后利用封孔器封孔,向钻孔内注入高压水。注水参数:钻孔间距4.Om,孔径42～50mm,孔长6.0～10m,封孔2～4m,注水压力13～15MPa,注水时以煤壁已出水或注水压力下降30％后方可停止注水;
(2)水力疏松后的允许推进度,一般不宜超过封孔深度,其孔间距不超过注水有效半径的两倍;
(3)单孔注水时间不低于9min。若提前漏水,则在邻近钻孔2.0m左右处补打注水钻孔。
5．在掘进过程中松软煤层增多变厚,平巷工作面采用前探支架。一般是向工作面前方打钻孔,孔内插入钢管或钢轨,其长度可按两次掘进循环的长度再加0.5m,每掘进一次打一排钻孔,形成两排钻孔交替前进,钻孔间距为0.2～0.3m。
6．采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔、预抽瓦斯、松动爆破、注水湿润煤体等防突措施。
(1)采煤工作面采用超前排放钻孔和预抽瓦斯作为工作面防突措施时,钻孔直径一般为75～120mm,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;超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效排放或抽放半径确定。
(2)采煤工作面的松动爆破防突措施适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔间距根据实际情况确定,一般2～3m,孔深不小于5m,炮泥封孔长度不得小于1m。应当适当控制装药量,以免孔口煤壁垮塌。
(3)松动爆破时,应当按远距离爆破的要求执行。
(4)采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定,孔深不小于4m,向煤体注水压力不得低于8MPa。当发现水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时,即可停止注水。

第三节 工作面措施效果检验
在进行防突措施效果检验时,分布在工作面各部位的检验钻孔应当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。
一、工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容
(1)检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求,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;
(2)各检验指标的测定情况及主要数据。
二、揭煤工作面措施效果检验
对石门和其它揭煤工作面进行防突措施效果检验时,应当选择本章第一节(二)项所列的钻屑瓦斯解吸指标法,检验孔数不得少于5个,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。
石门揭煤工作面防突措施效果检验钻孔布置示意图

如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,且未发现其它异常情况,则措施有效;反之。,判定为措施无效。
三、煤巷掘进工作面措施效果检验
煤巷掘进工作面执行防突措施后,应当选择本设计第四章第
节(三)项所列的方法进行措施效果检验。
检验孔应当不少于3个,深度应当小于或等于防突措施钻孔。
如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于指标临界值,且未发现其它异常情况,则措施有效;否则,判定为措施无效。
四、采煤工作面措施效果检验
对采煤工作面防突措施效果的检验参照采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。但应当沿采煤工作面每隔10～15m布置一个检验钻孔,深度应当小于或等于防突措施钻孔。
如果采煤工作面检验指标均小于指标临界值,且未发现其它异常情况,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向巷道掘进(回采)方向的投影长度(简称投影孔深)相等,则可在留足防突措施超前距5m(3m),在地质构造破坏严重地段防突措施超前距7m(5m),并采取安全防护措施的条件下掘进(回采)。当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时,则应当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(回采)作业。