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1、 15051采煤工作面防治煤与瓦斯突出专项措施 15051采煤工作面防治煤与瓦斯突出专项措施施工地点：15051采煤工作面施工单位： 采二区、抽放队 设计单位： 通防科 设计时间：2013年5月28日30摘 要本设计主要针对15051采煤工作面的回采，内容包括该地点的防突专项设计、区域综合防突措施、局部综合防突措施、组织管理、避灾系统等。本措施由通防科制定，施工单位必须严格组织该地点作业人员贯彻学习，并掌握突出预兆及避灾路线，严格按照措施要求组织施工。1 15051工作面概况1.1 工作面要素15051工作面走向平均长度727m，倾斜长度平均87.3m，煤层厚度1.56.5m，平均4.3m，工
2、业储量43.7万t。标高-326.4-345.4m，埋深420.4439.4m。1.2 四邻开采情况15051工作面位于15采区东翼中部，其上部为15031工作面已回采结束，下部为15071设计工作面（未开采），西与15采区下山煤柱相接，东距方庄断层防水煤柱360m（工作面布置见附图1）。1.3 所采煤层情况15051工作面煤层倾角8.513，平均11，本工作面周围共探测82个煤厚点，煤层1.56.5m，均可采，煤层分布相对稳定。工作面回风巷抽采二横贯以里、运输巷F15-14断层附近煤层较薄，最薄处1.5m，其余煤层厚度在4m以上。煤层普遍较软，靠近顶板1.01.5m煤质酥软、呈粉末状。局部有
3、一层夹矸，岩性为粉砂岩。1.4 通风、瓦斯情况（1）通风情况15051工作面采用“U”型通风，上行通风方式，具备独立通风系统，当前风量为942m3/min，风速2.46m/s，瓦斯浓度为0.1%，绝对瓦斯涌出量0.94m3/min（数据来源2013年4月下旬矿井通风月报表）。（2）瓦斯情况15051工作面原始瓦斯含量可以参照15051回风眼煤层瓦斯含量27.35m3/t，煤层瓦斯压力1.74MPa，煤层透气性系数0.20.457m2/MPa2d，钻孔瓦斯流量0.0275m/minhm，衰减系数0.01260.0389d-1，煤层透气性差，抽采较为困难。1.5 地质构造该工作面地质条件相对简单，
4、煤层顶板相对稳定变化不大，煤层底板有起伏呈波浪状，东部靠近方庄断层区域煤层局部发生褶曲。在工作面送巷过程中共揭露三条正断层，分别为：F15-14、F15-10和F15-16（F15-10与F15-10-1为同一条断层）。15051底板抽采巷揭露F15-10-2断层。由于受方庄断层牵引影响在工作面东部形成宽缓的背斜构造，该工作面在运输巷统尺650m处出现煤层下沉现象（见表1-1）。表1-1 工作面断层描述构造名称揭露位置走 向倾 向倾 角性 质落 差F15-14断层回风巷统尺106m，运输巷统尺172m7416468正断层0.5-1.5mF15-10断层回风巷统尺106m，运输巷统尺457m68
5、-77158-16765-70正断层1.2-2.0mF15-16断层运输巷统尺650m12321365正断层0.3mF15-10-2断层底板抽采巷统尺430m8517565正断层1.3m2 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一、正反向风门在15051回风眼外必须建立牢固可靠的两道正、反向风门，保证15051工作面回风直接进入15回风下山，两道正向风门必须连锁，严禁同时打开，并定期进行检查和维护。二、通风系统及保证风流稳定的措施（1）15051工作面必须有独立、可靠的通风系统，过风门时应过一道关一道，不得同时打开，以确保通风系统和风流稳定可靠。（2）回风巷必须保证有足够的行人
6、、运输及通风所需的巷道断面，其巷道内的材料、设备不得堵塞巷道断面的三分之一，禁止在回风侧设置调控风流设施。（3）通风路线：主副井东轨道大巷和东皮带大巷15轨道下山和15皮带下山15051运输巷工作面15051回风巷15051回风眼15回风下山15回风联络巷东风井（通风系统见附图2）。3 防治煤与瓦斯突出技术措施该回采工作面为煤与瓦斯突出危险工作面，采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯结合穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施，经区域防突措施效果检验，确定措施有效后，再进行区域验证。回采期间必须执行局部防突措施，然后采用“三参数”指标法进行效果检验（工艺流程见附图3）。 3.1 区域综合防突措施
7、3.1.1 区域突出危险性预测该工作面位于我矿始突标高以下，因此不再进行区域突出危险性预测，直接按突出区管理。3.1.2 区域防突措施该工作面回采前，采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯结合穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施，共施工抽采钻孔2684个，合计孔深166472m，共抽出瓦斯量为613万m3。具体钻孔布置为：在工作面回风巷、运输巷、横贯、切眼及底抽巷分别向工作面内施工抽采钻孔，最终形成网格式抽采工作面煤层瓦斯（钻孔设计见附图4，钻孔施工情况见附表1）。附表1 15051工作面钻孔施工情况表地 点抽采孔数(个)钻孔施工开始时间钻孔施工结束时间布孔方式孔间距（m）孔径（mm）封孔长度
8、（m）平均深度（m）总孔深（m）回风巷5042011.72012.10平行煤层顶板1.5941250.4825444运输巷15192008.42012.9平行煤层顶板0.7594126090654切 眼332011.52011.6平行煤层顶板1.59412862838抽采一横贯1042011.72011.8平行煤层顶板1.5941289.99345抽采二横贯1992011.102011.11平行煤层顶板1.5941277.4715471抽采三横贯2002011.102012.1平行煤层顶板1.5941278.8215765运输巷补孔1252011.62011.7平行煤层顶板1.59415566
9、955合 计26841664723.1.3 区域防突措施效果检验区域防突措施效果检验的方法采用间接计算和直接测定煤层残余瓦斯含量的方法，具体为：根据抽放队测定的瓦斯抽放参数统计计算出该工作面布置的所有抽放钻孔的瓦斯抽出总量，最后再根据该工作面煤层原始瓦斯含量计算出该工作面煤层残余瓦斯含量，若该工作面煤层残余瓦斯含量值小于防治煤与瓦斯突出规定临界值8m3/t，按规定实测煤层残余瓦斯含量。该工作面倾斜长度为87.3m（小于120m），根据防治煤与瓦斯突出规定沿工作面的推进方向每隔30-50m至少布置1个检验测试点（区域防突措施效果检验测试点布置及瓦斯残存含量见附图5），委托焦煤科研所进行取煤样测定
10、残余瓦斯含量，若测得的残余瓦斯含量值均小于8m3/t，则判定该工作面为无突出危险工作面，说明预抽煤层瓦斯效果有效，否则，认为该工作面为有突出危险性工作面，必须重新执行防突措施或者继续连抽的方法，直到直接计算得出工作面煤层残余瓦斯含量小于8m3/t为止。焦煤集团科研所实测煤层残余瓦斯含量最大值为7.50m3/t，工作面间接计算煤层残余瓦斯含量值和实测煤层残余瓦斯含量值均小于8m3/t，利用计算的残余瓦斯含量和实测残余瓦斯含量的最大值计算煤的可解吸瓦斯含量分别为5.37m3/t和5.31m3/t，均满足煤矿瓦斯抽采达标暂行规定中日产量为10012500t的采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯含量7m3/
11、t的要求。3.1.4 区域验证区域验证采用“三参数”指标法，各参数临界值为：S=6kg/m、h2=200Pa、q=5L/min，具体方法如下：（1）区域防突措施有效后，工作面回采前立即连续进行至少2次区域验证，以后沿工作面推进方向每隔1050m至少进行2次区域验证；在地质构造破坏带连续进行区域验证。初采时由于切眼暴露时间较长，属卸压范围，且巷帮片帮严重，故初采期间不再执行局部防突措施，区域验证后，严格按照矿总工程师批复开采。（2）区域验证孔布置：沿工作面倾斜方向呈三花眼布置两排钻孔，第一排钻孔直径为42mm，孔间距15m，孔深8m，孔口距顶11.5m，垂直煤壁，与水平夹角48，终孔距顶不超过0
12、.5m；第二排钻孔直径为42mm，孔间距15m，孔深8m，孔口距顶22.5m，垂直煤壁，与水平夹角-15-19（为下扎孔），终孔距底不超过0.5m，验证孔距措施孔间距不得小于0.4m，在煤层厚度小于2m的区段，只布置第一排区域验证孔（区域验证钻孔布置见附图6）。（3）进行区域验证时，每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定瓦斯涌出初速度q值。（4）测定钻孔瓦斯涌出初速度时用专用封孔器封孔，封孔测量室的长度为1.0m，封孔压力不小于0.2MPa，布孔时应根据软煤分层的厚度和位置，在允许范围内适当调整钻孔角度，尽可能布置在软煤分层或穿入软煤分层中。（5）区域验证时，必须做
13、到“五同时”，即“预测预报工、瓦斯检查员、安监员、班（组）长、打钻人员必须同时在现场”。预测预报工负责确定钻孔参数、测定各项指标、填写原始纪录、防突牌板等工作；瓦斯检查员负责观察打钻期间瓦斯变化、突出预兆等情况，发现异常立即组织人员撤退；安监员负责监督钻孔参数的确定、防突指标测定程序、测定结果等工作；班（组）长负责协调解决检验或验证期间存在的一切问题，确保检验或验证工作顺利实施，观察检验或验证期间的突出预兆、顶板、支架、煤体变化等情况，防止出现意外事故；打钻人员负责按照预测预报工的要求施工钻孔，观察突出预兆等工作。（6）区域验证时必须将15051工作面运输巷及回风巷距切眼10m范围内的抽采钻孔
14、停抽，确保数据真实、可靠。（7）区域验证超指标时或出现卡钻、顶钻、喷孔、瓦斯异常等情况，必须重新采取区域预抽瓦斯防突措施。（8）在顶板岩层破碎情况下为减少对顶板的影响和破坏，可暂停采取松动爆破防突措施，待顶板岩层情况稳定后再恢复松动爆破防突措施。3.2 局部综合防突措施3.2.1 回采工作面突出危险性预测该工作面回采期间，无论区域验证测定的参数是否超指标都直接采取局部防突措施，不再进行工作面突出危险性预测。3.2.2 工作面防突措施执行松动爆破和预抽瓦斯工作面局部措施，预抽瓦斯钻孔与松动爆破孔间隔布置。（一）预抽瓦斯（1）预抽瓦斯钻孔的施工采用ZQSJ90/16A型风钻。（2）预抽瓦斯钻孔布置方式：三花眼布置两排孔径为89mm，孔深为12m，排间距0.5m的预抽瓦斯钻孔，第一排钻孔距顶11.5m之间，孔间距9m，钻孔与水平夹角35，垂直煤壁；第二排钻孔孔间距9m，钻孔与水平夹角-7-9，垂直煤壁；在煤厚小于2m的区段将第一排与第二排钻孔合并为一排钻孔，钻孔开孔位置、倾角、方向同第一排钻孔（预抽瓦斯钻孔布置见附图7）。（3）在工作面内从回风巷下帮向下10m、运输上帮向上10m开始布置预抽瓦斯钻孔。（4）采取预抽瓦斯钻孔措施时，必须打成一孔连一孔，及时进行连抽。
