首山一矿己151采煤工作面煤与瓦斯突出防治设计定稿Word格式.docx

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在煤层底板平行工作面风巷，与风巷中对中平距为20m、与己16-17煤层下界垂距为10m，内错布置。

2、机巷抽放巷：

在煤层底板平行工作面机巷，与机巷帮对帮平距为1m、与己16-17煤层下界垂距为10m，内错布置。

3、切眼抽放巷：

切眼抽放巷与切眼平距20m布置，与己16-17煤层下界垂距为10m。

4、中间抽放巷：

中间抽放巷布置在采面中部附近，与己16-17煤层下界垂距为10m。

5、低位预抽巷断面：

净宽×

高=4.7×

3.0m，S净=11.9m2，S掘=12.3m2。

第二节工作面概况和瓦斯地质

一、工作面概况

己15-12030采面位于己二采区东翼上部第二个区段，紧邻矿井首采面己15-12010下面布置。

采面西靠-600m轨道石门及己二采区三条下山，东至采区边界，北面紧邻首采面己15-12010，以南尚未开采。

对应地面位置为丁沟村。

该采面设计走向长1310m，可采走向长1245m，采长180m，采面回采己15煤层，可采储量102.8万吨。

该采面风巷标高为：

-601.1m～-633.0m，对应地面标高为：

+168.5m～+179.5m，煤层埋深769.6m～812.5m；

机巷标高为：

－621.3m～-644.7m，对应地面标高为：

+145.5m～+179.0m，煤层埋深766.8m～823.7m。

己15-12030采面煤层结构单一，赋存较为稳定，厚度一般在2.0～4.5m，平均3.5m，煤层倾角较为稳定，一般在3°

～12°

左右。

己15-12030采面位于白石山背斜南西翼，DF20逆断层是该采面的东部边界，该采面内存在F11和DXF20两条正断层。

煤层直接顶板为中厚-厚层状泥岩、砂质泥岩,厚度3.2～7.60m，其中上部为深灰色砂质泥岩，致密；

下部为砂、泥岩互层，灰色，层理发育，较破碎，易脱落。

因该采面与白石山背斜轴部较远，受构造影响较小，岩体完整性较好，顶板岩体质量中等，大部为Ⅲ类。

直接底板为灰色泥岩，厚度一般0.30～6.2m，平均3.8m，属松软类底板。

根据煤科院抚顺分院鉴定结果，平宝公司属于煤与瓦斯突出矿井，己15煤层为突出煤层，瓦斯压力为1.38Mpa，煤层瓦斯含量为10.46m3/t。

根据国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心检验报告，平宝公司己15煤层具有煤尘爆炸性，自燃倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层。

二．瓦斯地质情况

煤层产状（°

）

走向

130

倾向

220

倾角

3~15°

煤层厚度（结构式）

己15煤1.8m~4.71m

己16-17煤0.9m~2.6m

回采情况

一次采全高

煤层节理、裂隙

发育

掘进情况

沿己15煤层

顶板施工

煤层

稳定性

煤层赋存不稳定、煤层倾角为6~13°

，采面煤层平均厚度3.5m

煤层层间距

5～11m，平均为5.5m

宏观煤岩类型

光亮型焦煤

煤质

煤种牌号

焦煤

水分

3.49%

灰

份

24.31%

挥发份

25%

煤的

容重

煤的坚固型系数

煤的破坏类型

煤尘爆炸指数

煤的自燃发火期

1.39t/m3

0.13~0.5

Ⅲ、Ⅳ

27.1-44.2%

38天

突出参数测试情况：

己15煤层：

瓦斯压力为0.81Mpa，瓦斯含量为5.5~10.46m3/t

己16-17煤层：

瓦斯压力为1.5Mpa，瓦斯含量为6.5~10.46m3/t

（三）地质构造情况

己15—12030采面机巷与机巷低抽巷目前共揭露断层17条，部分断层可能延伸到己15—12030采面，对采面施工有一定的影响；

采面煤层倾角变化较大，在西部倾角较大，向东逐渐变缓,在走向上煤层顶板起伏也较大，但总体还是呈下坡趋势。

第三节通风系统

一、通风系统

（一）通风方式

己15-12030采面的煤巷掘进和低位巷掘进期间采用局部通风机供风，在回采期间采用U形全负压通风。

（二）通风路线

新风：

主、副井→-600m轨道石门→己二采区进风联络巷→己二轨道和运输下山→各区段采掘工作面

乏风：

各采掘工作面→回风联络巷→己二回风下山→己二辅助回风巷→-600m总回风巷→中央回风井

（三）加强控制通风风流设施的措施及其要求

采煤工作面通风设施包括风门、密闭、风桥、风窗等。

1、风门施工标准：

（1）施工前，墙体四周必须开帮、掏槽、挑顶，岩石巷道不少于200mm，槽宽比墙厚大于200mm，掏槽后除去浮煤、悬矸，保证槽平角直。

（2）砌墙时，墙体最下层必须打一层50mm厚的垫层，垫层要求平整，厚度均匀，墙体必须上满灰浆，墙体四周与围岩接触严密，在施工中不得出现空缝、重逢、瞎缝、干缝。

（3）风门墙体扎底为1000mm，封顶为800mm，门型为1800mm×

2100mm。

（4）砌墙灰浆比例为1：

3，灰沙要掺和均匀，严禁生灰生沙。

和灰浆是要衬垫风筒布等物品，灰浆中严禁有矸石、煤块、黄土等杂物。

和灰浆用水不得有煤泥等杂物。

抹面用的灰浆可提高到1：

2。

（5）安放合页桩时要保证其与墙角距离为140±

10mm，外露长度为45±

5mm，合页桩放置要水平，且与墙面垂直。

每侧四个桩头，上下呈一条直线且与垂线自上而下有0.5°

～1°

的夹角，施工时螺丝抹油且包好。

（6）电缆孔距底板高1300mm~1500mm，施工后要立即将电缆孔两侧封堵。

（7）管子孔与电缆孔应分居风门两侧，管孔距底板高800mm左右，施工后用黄泥封堵。

（8）一根直孔，两根斜孔，直孔距合页桩边巷道300mm，斜孔距门档150mm，且与墙体呈45°

角，而直孔要与墙体垂直。

（9）砌墙时要层层上线，保证墙面平整、不歪斜。

（10）施工时，门档上方必须铺设一层过木，铺设过木时必须在同一水平面上，不得倾斜。

（11）在过木上方安设一组直径1000mm的防逆流装置，防逆流装置应放置在两道风门同一侧且同一水平，逆流扇必须上下垂直放置，不得水平或倾斜放置。

（12）砌墙完毕后，首先勾缝，然后用灰浆抹平墙面，墙面要平整、光滑，无裂缝。

即1m2范围内墙面凹凸不超过10mm，通墙拉线不超过30mm，无抹子印，无淋水道。

（13）在风门墙体周围设置宽100mm、厚度为10mm的群边。

风门的墙面及群边必须刷白，刷白后要保证墙面不露灰色，无淋水道。

（14）施工后及时处理文明生产，风门前后5m内巷道底板平整、无杂物、无积水等。

余料、渣石等要装车运走。

灰沙底清除干净，水泥袋、风筒布、木抹子要及时回收，保持巷道清洁通畅。

2、密闭（挡风墙）施工标准

墙面平整，墙体不漏风，密闭前5m支护完好且无瓦斯积聚，底板平整，外口巷道保持畅通，密闭前应设栅栏、警标，悬挂“密闭说明牌板”、“密闭检查记录牌板”。

（1）位置选择

永久密闭位置应尽可能选择在巷道支护完好，便于加固，顶帮围岩不松动，压力相对稳定，巷道断面小，无淋水的地方。

对于分层开采的上、下分层采面结束后的密闭，应考虑在布置下分层或上、下阶段工作面时不受影响，密闭位置可靠近的停采线，必要时在停采线上加建一座密闭。

密闭原则上距全负压通风巷道口的距离不大于6m，若有特殊情况栅栏应打在距全负压通风巷道口6m范围内，密闭前有害气体浓度超限时，必须采取相应安全措施。

（2）密闭结构和墙体厚度要求

永久密闭用沙、水泥（型号不低于425#）及岩石砌筑，厚度为1m。

（3）具体施工要求

1）回棚子，对于永久性通风设施施工时，要求把设施位置的棚子回掉，且开帮、挑顶、掏槽、任何棚子、板皮、金属网、圆木都必须拆掉，不得包在墙体内。

2）拉底、开帮、掏槽，施工永久性密闭等永久性设施时，墙体四周必须开帮、挑顶、掏槽，深度不小于300mm，见硬帮硬底，掏槽后除去浮煤、悬矸，保证槽平角直。

3）和灰浆，砌墙的砂浆必须按1：

3的灰沙比配料，水泥标号不低于425#，灰浆呈半流体状，严禁有生灰、沙，和灰时必须垫风筒布，严禁灰沙中有矸石、煤块、黄土等杂物，和灰用的水不得有煤泥，抹面用的灰浆、灰沙比可提高到1：

4）砌墙时，墙体最下层必须打一层50mm的垫层，垫层要求平直，厚度均匀，在砌墙过程中，要上尺上线，保证墙体平整，无里凹外凸现象，墙体必须上满灰浆，用砌刀捣实，特别要注意墙体四周与围岩接触处及各种管孔四周不留有任何空隙，摆放料石时，严禁出现空隙（同一层相邻两料石之间距大于25mm）；

瞎缝（同一层相邻两料石之间距小于15mm）；

重缝（上、下两层料石缝水平距离小于30mm）；

干缝（缝内无灰沙）。

密闭墙体上安设观察孔、灌浆孔，内部有水时，还要放排水管孔，观察孔、灌浆孔、排水孔，高度依次为：

1700mm、1400mm、400mm，垂直墙体，上下一条线，外露长度均为100mm，且放置水平，四周用灰浆填满捣实，保证不松动、不漏风，施工后在螺丝上抹黄油，加封端盖。

如果进行瓦斯抽放，必须预埋抽放管，高度距顶板300mm、距帮200mm。

5）墙体抹面前先勾缝，然后通抹墙面，墙面要平整、光滑，无裂缝。

6）墙体四周裙边设置的裙边要求整齐、严实、牢固、不漏风，规格为（宽×

厚）100×

10mm，在墙底部应打（宽×

高）200×

200mm的混凝土底，保证底板不漏风。

7）密闭外口应设置栅栏，栅栏距全负压通风巷道口不超过6m，栅栏条之间距离为200×

200mm，其高度不低于巷道的2/3，栅栏的立柱应穿鞋戴帽，横杆用铁丝扎紧，固定牢固，栅栏门要用螺丝上紧，保证开关自如，栅栏门规格为（宽×

高）800×

1000mm。

8）巷道支护及文明生产，密闭建成后要保证密闭前5m内支护完好，帮顶刹牢背实（梯形棚子8帮6顶，拱形栅子8帮8顶），巷道支护在施工前就要确保安全，密闭以外5m内巷道底板平整，无淤泥、积水及杂物。

余料应在栅栏以外适当地点码放整齐，用过的水泥袋、风筒布、木抹子及时回收，将碴石装车运走。

9）刷白密闭的墙面、裙边，密闭前5m内的棚子，以及栅栏都要刷白，刷白后不漏灰色，无淋水道，栅子刷白的要求是：

梯形栅子梁腿全刷，拱形棚子刷至棚腿第一个卡子处。

10）挂警标、管理牌板。

（4）密闭维护

1）密闭施工后，要建立密闭台帐，并由测风员至少每周检查一次瓦斯、二氧化碳、温度、内外部压力、进出风状况，并填写清楚牌板，同时记录密闭完好状况。

2）设施人员要求及时维护密闭，清理密闭前的杂物，搞好文明生产，如密闭出现缺损，应立即维修，确保完好。

3）设施人员定期对密闭进行刷白，刷白标准同前。

3、风桥设施施工标准

（1）风桥前后5m巷道支护良好；

（2）使用不燃性材料建筑，墙面平整不漏风（手摸感觉不到漏风）

（3）风桥的通风断面不应小于原巷道断面的4/5（铁风筒除外），呈流线型，坡度小于30°

。

（4）风桥两端接口要严密，四周要见实帮、实底，填实、接实；

（5）风桥上不准设风门；

（6）铁风筒风桥通过风量不应大于10m3/s，铁风筒板厚不小于5mm，直径不小于750mm。

4、风窗施工标准

调节窗应放在门以上，当巷道断面受限制时，也可留在风门两帮，施工时应将带有窗扇的孔放在进风侧，安装时应将窗框放置水平，正框突出墙面50mm，保证窗能灵活开关，反框与墙面保持一致，正反面两框的上部应放过木，其它内侧面必须持平。

第二章区域综合防突措施

第一节区域突出危险性预测

一、区域突出危险性预测方法

根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法进行：

预测所依据的临界值应根据实验考察确定，在确定前可暂按表1预测。

表1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

其他情况

突出危险区

二、区域突出危险性预测

根据瓦斯地质资料，己15、己16-17煤层为突出煤层且采区己组煤层瓦斯压力及瓦斯含量为：

瓦斯压力为：

0.81～1.5Mpa，瓦斯含量为：

3.6～10.46m3/t。

根据以上结果，该采区按突出采区进行设计和管理。

第二节区域防突措施

根据防突规定，区域防突措施是在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。

区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。

一、开采保护层

开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。

（一）《防治煤与瓦斯突出规定》对开采保护层的规定

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，也可以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（岩）柱。

特殊情况需留煤（岩）柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤（岩）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（岩）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平直轮廓线，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。

（二）保护层保护范围的确定

1、沿倾斜方向的保护范围

保护层工作面沿倾斜方向的保护范围应根据卸压角δ划定，如图1所示。

井田内煤层倾角在7°

～23°

之间，沿倾斜方向的卸压角应根据煤层实际角度按参考表2的数据选取。

2、沿走向方向的保护范围

若保护层采煤工作面停采时间超过3个月、且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线可按卸压角δ5=56°

～60°

划定，如图2所示。

A-保护层；

B—被保护层；

C—保护范围边界线

图1保护层工作面沿倾斜方向的保护范围

表2保护层沿倾斜方向的卸压角

煤层倾角α（o）

卸压角δ（o）

δ1

δ2

δ3

δ4

80

75

10

77

83

20

73

87

30

69

90

70

40

65

50

60

72

78

A—保护层；

C—煤柱；

D—采空区；

E—保护范围；

F—始采线、采止线

图2保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围

3、最大保护垂距

保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表4选取确定：

表3保护层与被保护层之间的最大保护垂距

煤层类别

最大保护垂距（m）

上保护层

下保护层

急倾斜煤层

缓倾斜和倾斜煤层

4、开采下保护层的最小层间距

开采下保护层时，不破坏上部被保护层的最小层间距离可参用下式确定：

当

时，

式中：

－允许采用的最小层间距，m；

－保护层的开采厚度，m；

－煤层倾角，度；

－顶板管理系数。

冒落法管理顶板时，

取10，充填法管理顶板时，

取6。

（三）开采保护层的选择

1、煤层赋存情况

己15-12030采面为己15、己16-17煤层分层区。

其中己15煤层厚度1.8～4.71m，平均3.5m；

己16-17煤层厚度0.9～2.6m，平均1.6m。

层间距为5.5~11m，平均为6.9m。

2、开采保护层可行性分析

由于己15、己16-17煤层分层且层间距大于5m的区域，根据矿井实际揭露地质情况己15煤层厚度一般在2.0～4.5m，平均3.5m，煤层倾角较稳定，一般在6～14°

，由于煤层层间距小于50m，并且大于5m，可把己15煤层作为己16-17煤层的上保护层，即：

先开采己15煤层来保护己16-17煤层。

二、预抽煤层瓦斯

由于己15煤层无保护层可采，所以选择采取预抽煤层瓦斯的防突措施进行区域瓦斯治理；

己16-17煤层作为下部被保护层，待己15煤层开采一定范围，己16-17煤层解放后，再开采。

预抽煤层瓦斯可采用的方式有：

地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、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（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。

（一）己15-12030工作面掘进区域预抽煤层瓦斯

己15-12030采面己16-17煤层巷道掘进区域防突措施根据煤层赋存条件，结合我矿实际情况，设计优先采用低位巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。

1、己15-12030风巷（外段）掘进区域预抽煤层瓦斯

（1）沿空掘巷：

己15-12030风巷（外段）利用己15-12010采面形成后机巷约10～15m的斜长范围的卸压区域采用沿空掘巷的方式进行机械化掘进。

2、低位预抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层区域瓦斯

（1）己5-12030采面抽放巷巷道布置

1）风巷抽放巷（里段）：

2）机巷抽放巷：

在煤层底板平行工作面机巷，与机巷中对中平距为30m、与己16-17煤层下界垂距为10m，外错布置。

3）切眼抽放巷：

切眼抽放巷与切眼平距20m布置，与己16-17煤层下界垂距为10m，内错布置。

（2）穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯

在己15-12030机、风巷（里段）、切眼掘进期间采用低位抽放巷穿层钻孔预抽煤巷区域条带瓦斯防突措施，穿层钻孔布置要求：

穿层钻孔根据《防治煤与瓦斯突出规定》和我公司己15煤层的瓦斯抽放半径为2.5m且穿层钻孔控制到煤巷掘进巷道两帮轮廓线外各15m的要求，穿层钻孔施工使用ZDY1200S型钻机。

1、机巷抽放巷穿层钻孔孔径为Φ89mm，每组10个孔，钻孔组间距不大于5m（正常布置为4m～5m一组，瓦斯异常区为不大于3m）。

钻机垂直于巷道方向摆设。

按5m一组，每组10个孔（见图3）

2、风巷（外段）为沿孔送巷段，原则上按无突出危险工作面管理；

在风巷（里段）和切眼，抽放穿层钻孔孔径为Φ89mm，每组不低于10个孔，每组钻孔间距不大于5m（正常布置为4m～5m一组，瓦斯异常区为不大于3m），钻机垂直于巷道方向摆设，按5m一组，每组10个孔。

（具体见图4）

图3机巷抽放巷穿层钻孔剖面图

图4风巷（里段）、切眼抽放巷穿层钻孔剖面图

（二）己15-12030工作面回采区域预抽煤层瓦斯

己15-12030采煤工作面回采区域瓦斯预抽方法采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯。

顺层钻孔根据《防治煤与瓦斯突出规定》和我公司己15煤层的瓦斯抽放半径为2.5m与孔深不低于60m，并采用ZDY4000S型钻机，Φ73mm钻杆，Φ94～113mm的钻头。

在机、风巷从超前停采线20m开始，向回采区段内施工顺层钻孔，钻孔水平角为0°

，开孔高度距巷道底板风巷为1.3-1.6m（机巷为1.2-1.5m），孔间距为不大于5m，钻孔施工深度不得小于90m。

图5顺层钻孔布置剖面图

第三节区域措施效果检验

一、区域措施效果检验

预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的方法。

如煤层残余瓦斯压力小于0.74Mpa且残余瓦斯含量小于8m3/t的且在打钻期间未出现喷孔、顶钻、响煤炮等哇异常现象的预抽区域为无突出危险区。

否则，为突出危险区，预抽防突效果无效，应继续采取预抽措施，直至检验合格。

二、区域措施效果检验点的布置

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若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30m～50m至少布置1个检验测试点；

若预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面长度大于120m时，则在回采工作面推进方向每间隔30m～50m，至少沿工作面方向布置2个检验测试点。

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30m～50m布置3个检验测试点，检验测试点位于掘煤巷工作面的中间、左、右两侧区域。

3、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