煤巷掘进工作面防突专项设计

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1、煤巷掘进工作面专项防突设计,梁道富 总工程师 电话：13885784382,煤巷掘进工作面专项防突设计,煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况。 建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施；监控系统和抽放系统的基本，保障正常运行的措施。 区域综合防突措施：区域预测（测定煤层瓦斯压力或取煤芯化验瓦斯含量的钻孔等工程布置、实施方案）；区域防突措施选取及施工设计；效果检验方法、指标、钻孔布置；区域验证具体做法等内容。 局部综合防突措施：工作面突出危险性预测的方法、指标，预测钻孔布置等；局部防突措施的选取及施工设计；防突措施效果检验的方法、指标，检验钻孔布置等；采取的安全防护措施

2、具体内容。 措施落实到位的组织管理措施；,一、概况 16中03运输顺槽断面为矩形，净宽4.3m，净高2.7m，净断面积11.61m2， 巷道沿6中煤煤层顶板掘进。根据鉴定报告，6中煤属于突出危险性煤层。根 据防治煤与瓦斯突出规定第六十二条之规定，防止煤与瓦斯突出事故的 发生，确保矿井安全顺利生产，贯彻“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效 果达标”的原则。结合本矿井实际情况，特拟本专项设计。 二、揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况 1、煤层情况 6中煤层：位于龙潭组上部，为6号煤层组中主要煤层，厚度为2.5m左右， 右倾12前倾2左右（面向迎头方向），总体趋势由北向南东部变薄

3、， 顶板为泥岩、粉泥、泥质粉砂岩，底板以泥岩、粉砂质泥岩为主，少量泥质 粉砂岩、粉砂岩。,16中03运顺掘进工作面专项防突设计,2、揭煤区域煤层瓦斯基本参数 1）矿井各煤层平均瓦斯含量 根据重庆一三六地质队2006年12月提交的贵州大方煤业有限公司小屯 煤矿一采区补充勘探地质报告6中煤层甲烷含量平均为13.00ml/g.r，甲 烷含量15ml/g.r的地区主要分布于井田西南，1520ml/g.r主要分布井 田东北面，20 ml/g.r由西向东，由南向北呈“”分布。换算为煤层原 煤平均瓦斯含量11.72 m3/t。 2）瓦斯梯度 根据地质资料，推测本井田煤层瓦斯风化带深度为130m。同一煤层随标

4、 高的降低，瓦斯含量有增加的趋势，标高每降低100m，可燃气体含量增加 4.17 ml/g.r（即瓦斯增长率）；瓦斯梯度为23.93m/（1 ml/g.r），即可 燃气体每增加1 ml/g.r，则标高相应降低23.93m。,3）影响瓦斯含量的地质因素 埋藏深度因素：不同煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系不明显，同一煤层 瓦斯含量与埋藏深度的关系较为明显，随埋深的增加，瓦斯含量有增加的 趋势。 其它因素：一采区浅部由于有向斜、背斜构造发育，瓦斯含量变化较为 复杂，因此地质构造对瓦斯含量有影响；另外，本井田内断层性质、节理 裂隙发育程度、煤层顶、底板岩性等对瓦斯含量都有影响。 4）煤层突出危险性鉴定情况

5、 根据中国矿业大学2009年提交的贵州大方煤业有限公司小屯煤矿煤与 瓦斯突出危险性鉴定报告的鉴定结果可知：6中煤层破坏类型为类构造 煤；瓦斯压力为0.96MPa,大于0.74；煤层坚固性系数为0.468，小于0.5； 瓦斯放散初速度为11.228mmHg，大于10。6中煤的破坏类型、瓦斯压力、坚 固性系数及瓦斯放散初速度均已达到煤与瓦斯突出矿井鉴定规范中的 单项临界指标临界值。因此，6中煤层有突出危险性，6中煤层为突出煤层。,3、地质构造及巷道布置情况 1）井田内地层从上到下依次为第四系，三叠系，二叠系等。含煤地层 为二叠系龙潭组，含煤4778层，厚度410430m。 本井田内出露地层主要为二

6、叠系、三叠系，出露地层显示，二叠系下统 茅口灰岩（P1m）受燕山运动影响强烈，出露地层产状变化很大，出现强烈 的褶皱、断裂现象；出露的三叠系地层，产状一般变化不大，影响较小； 煤系地层为二叠系龙潭组（P2l），位于茅口组灰岩与三叠系下统夜郎组沙 堡湾段（T1y1）之间，出露较少，仅靠近大方背斜轴浅部出露，受大方背 斜影响，出露产状一般倾角很大（2040）。 根据本井田精查阶段勘探成果资料，井田含煤地层沿走向、倾向的产状 有一定的变化，南部断层较发育，北部沿走向和倾向发育宽缓褶皱，构造 复杂程度整体为第二类中等复杂类型构造。一采区范围内属井田浅部， 受大方背斜影响构造较为复杂，该区北翼（井硐以北

7、）分布有褶皱，断层、 不可采区及煤厚异常点，但断层均以落差3m的小断层为主，南翼从精查,阶段勘探成果和此次补勘资料分析，没有发现断层和主采煤层不可采点， 因此一采区构造类别应为第二类中等复杂构造。 2）16中03运顺巷道布置图如下：（略） 三、建立可靠独立的通风系统、抽放系统、监控系统及加强控制通风风流设施的措施 1、通风系统情况 矿井采用中央并列式抽出通风，目前安装两台BDK618-12-No31的主要 通风机，电机功率分别为160KW，其中一台使用，一台备用。矿井总进风量 约7844m3/min，总排风量约7985m3/min。16中03运顺采用局扇压入式通风， 局扇为245KW供风，并安

8、装了双风机双电源自动切换装置，风机吸入风量 624m3/min，风筒出口风量为512m3/min，回风流风量为576 m3/min。风排 瓦斯浓度平均为0.28，风排瓦斯涌出量为1.61m3/min。 通风系统如下图（略）,2、抽放系统情况 矿井配备两套瓦斯抽放系统，其中一套低负压抽放系统抽放采空区瓦 斯，其每台瓦斯抽放泵额定抽放流量为405m3/min，共配用一台2BEC67- 1BG3-280瓦斯抽放泵，其电机功率为500KW；一套高负压瓦斯抽放系统抽放 本煤层瓦斯，其每台抽放泵的额定抽放流量为320m3/min共配备两台2BEC62- 1BG3-290瓦斯抽放泵，其电机功率为400KW。

9、 16中03运输顺槽掘进区域从16中03运顺底抽巷打穿层钻孔抽放6#综合煤 层的瓦斯，根据抽放情况，只要吨煤瓦斯含量小于8m3/t或者瓦斯压力降至 0.74MPa以下，方可掘进。 3、监控系统情况 矿井安装国内较先进的KJ90NB煤矿监测监控系统，分别对矿井主要通风 机、局部通风机、瓦斯抽放泵站的开停状态，井下个掘进工作面及其回风 流中的瓦斯浓度、温度、烟雾、风门开闭、断电、馈电等进行实时监控。,（1）T1瓦斯传感器安设在16中03运输顺槽内距工作面煤壁5m处，监测 工作面风流中的瓦斯浓度，当T11.0%时报警、断电，当T11.5%时切断 16中03运输顺槽巷道内所有非本质安全型动力电源，当T

10、11.0%时复电； （2）T2瓦斯传感器安设在16中03运输顺槽与16中03运顺底抽巷交叉口往 掘进方向1015m处，监测工作面回风流中的瓦斯浓度，当T21.0%时报警、 断电，切断工作面及进回风巷道内所有非本质安全型动力电源，当T21.0% 时复电。 （3）当16中03运输顺槽掘进长度达到1000米时，必须在16中03运输顺槽 中部增设T3瓦斯传感器，监测工作面回风流中的瓦斯浓度，当T31.0%时 报警、断电，切断工作面及进回风巷道内所有非本质安全型动力电源，当 T31.0%时复电。 16中03运输顺槽监测监控布置如下图（略）,4、加强控制通风风流设施的措施 （1）防突风门的设置： 16中0

11、3运输顺槽掘进前，已在2#行人通道和二中车场施工正反向防突风 门。施工的防突风门两道，与墙体接触严密，风门墙体牢固，崁入巷道周 边岩石是深度0.2m，并设有防逆流装置；正反向风门已实现联锁；电缆 孔必须封堵严实；风门墙厚度0.8m，门扇厚度50mm。 （2）加强通风管理，16中03运输顺槽施工前，施工单位必须把所有影响 范围内的通风设施作全面检查，如有损坏，必须立即进行修复加固，确保 完好。 （3）所有通风设施必须保证牢靠、完好，风筒吊挂平直，风筒出口距迎 头5米；接头严实，不漏风，确保有足够的风量，严禁无风、微风作业。 （4）通过风门的风筒必须设有可靠的防逆流装置。,四、区域突出危险性预测、

12、区域防突措施、防突措施效果检验、验证的指标、方法及检验孔布置 1、区域突出危险性预测 根据防治煤与瓦斯突出规定之要求，在巷道施工至距离煤层法向距 离10m处至少施工2个地质钻孔准确掌握6上及6中煤层赋存条件、地质构造 等地质资料；再适当位置再施工1个钻孔至6中煤层底板0.5m处。 所有钻孔施工完之后，立即进行封孔测压，测定6上及6中综合煤层的瓦 斯压力，抽采工区每班观测一次煤层瓦斯压力并做好记录，发现异常及时 汇报调度室。最终压力稳定24小时为止。将测定结果及时报通防部。 测压结束后：当瓦斯压力0.74MPa时，说明没有突出危险性；当瓦斯 压力0.74MPa时，说明有突出危险性。本设计以此作为

13、预测掘进区域煤与 瓦斯突出危险性的方法。,2、区域防突措施的选取及施工设计 根据矿井建设实际，开拓后区域预测16中03运输顺槽为突出危险区域， 根据防治煤与瓦斯突出规定相关要求，必须采取区域防突措施。 16中03运输顺槽采用预抽煤层瓦斯作为区域防突措施，钻孔布置按照 防突规定第49条有关要求、标准和安全需要进行设计： 1）采用工作面顺层钻孔预抽巷道条带煤层瓦斯。 2）施工16中03运输顺槽底板抽放巷，抽采工区严格按照钻孔设计要求， 在底板抽放巷施工穿层钻孔预抽顺槽条带煤层瓦斯。 3）施工设计图详见： 16中03运输顺槽工作面钻孔设计附图1； 16中03运输顺槽底抽巷瓦斯抽放钻孔设计附图2。,1

14、6中03运输顺槽工作面钻孔设计附图1,16中03运输顺槽底抽巷瓦斯抽放钻孔设计附图2,3、区域防突措施的效果检验的指标、方法及检验孔布置 区域防突措施实施完后，根据抽放钻孔实际施工情况具体分析，首先确 保钻孔施工质量符合设计，即就是预抽钻孔的控制范围是否达到设计要 求，钻孔施工是否符合均匀分布的原则等。上述条件满足后，方可进行区 域防突措施效果检验，在执行效果检验时，取芯及封孔工作现场必须由通 防部、抽采工区共同负责。 根据防治煤与瓦斯突出规定的要求，采用预抽煤层瓦斯区域防突措 施时，实际测定预抽区域的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为指标。具 体方法如下： 在16中03运输顺槽底抽巷自变平点每

15、隔30m在瓦斯抽放钻孔间距相对较 大的位置施工取芯钻孔取6中煤层煤样送实验室进行解吸测定残存瓦斯含量。 钻孔取芯完成后，立即进行封孔测压。封孔深度必须达到6中煤底板0.5m 处，封孔必须采用水泥浆封堵，封孔24小时后，安装压力表。,只有当全部检验测试点测定残余瓦斯含量8m3/t（或残存瓦斯压力小 于0.74MPa）且检验期间在煤层中进行钻孔等作业时未发现喷孔、顶钻或其 他明显突出预兆时，方可确定为防突措施有效，预抽区域为无突出危险区 域。若检测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，发生明显突出预兆位置周围100m内预抽区域防突措施为无 效，所在区域煤层任为突出危险

16、区。 4、区域验证 当防突措施效果检验为无突出危险区域时，方可进行区域验证，煤巷掘 进工作面采用工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证。 16中03运输顺槽工作面突出危险性预测方法采用钻屑指标法，钻屑指标 法操作方法及要求如下： 采用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至少施工3个直径42mm、孔深810m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，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m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。 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：,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