33413运巷揭煤专项防突设计.docx

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33413运巷揭煤专项防突设计

山西汾西矿业（集团）有限责任公司双柳煤矿

33（4）13运巷揭煤专项防突设计

防突区

二O一六年四月

33（4）13运巷揭煤专项防突设计

会审单位及人员

编制：

年月日

审核：

年月日

防突区：

年月日

施工单位：

年月日

探放区：

年月日

生产技术科：

年月日

地测科:

年月日

通风区：

年月日

信息中心：

年月日

机电科：

年月日

安监处：

年月日

调度室：

年月日

瓦斯地质副总：

年月日

通风副总：

年月日

机电矿长：

年月日

生产矿长：

年月日

安全矿长：

年月日

总工程师：

年月日

33（4）13运巷揭煤专项防突设计

会审意见

目录

第一节工作面概况1

一、工作面概况1

二、地质概况1

三、33（4）13运巷过F47断层施工说明3

四、瓦斯概况4

第二节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5

一、局部通风设计5

二、风流路线5

第三节过F47断层揭煤防治煤与瓦斯突出的专项设计6

一、过断层揭煤程序6

二、防突程序8

（一）区域“四位一体”综合防突措施8

1、区域突出危险性预测8

2、区域防突措施8

3、区域措施效果检验9

4、区域验证10

（二）局部“四位一体”综合防突措施12

1、局部突出危险性预测12

2、局部防突措施13

3、局部防突措施效果检验15

4、安全防护措施16

第四节组织管理措施20

第五节附图23

第一节工作面概况

一、工作面概况

33（4）13运巷位于三采区前进方向的南翼，西邻33（4）13抽采巷巷正在掘进，西邻33（4）15运巷剩余300米正在进行预抽，南部为聚财塔大断层，工作面标高+372—+446米，巷道断面为矩形，巷道宽5.0m，高3.8m，掘进断面为19m2，巷道顶部采用锚—网—W钢带联合支护，锚索补强加固；帮部采用锚--网--W型护板竖放支护。

二、地质概况

33（4）13工作面总体位于一单斜构造之上，地层向西倾斜，倾角0—10°，平均5°，地质条件属于简单。

所掘层位为山西组下段顶部的3+4#煤，区域内煤层厚度约为3.8米，煤层稳定，顶板为灰黑色砂质泥岩，底板为灰黑色泥岩。

由于33（4）13抽采巷在A14′点南40米处揭露一F47断层，该断层斜交并横跨33（4）13运巷，影响范围大。

为确保33（4）13运巷顺利施工，探放二队进行了钻探，总共施工了10个钻孔，探明前方煤层赋存情况。

根据钻探成果和视频探测成果可知，该断层岩性以泥岩、砂岩为主，岩性较软，煤岩层倾角变化较大，裂隙发育。

断层上盘在运巷揭露处的煤层顶板标高约433.6m,虽然该断层在探测过程中未出现瓦斯喷孔现象，但断层附近岩层裂隙发育，瓦斯赋存较高，因此施工队组在掘进到该区域时必须加强工作面瓦斯监测工作。

33（4）13抽采巷过断层挑顶设计剖面图

33（4）13抽采巷探运巷F47断层钻孔平面示意图

33（4）13抽采巷探运巷F47断层钻孔统计表

钻探位置

孔号

方位

倾角

孔深

钻探情况

距顶板

A14′点南30m

1

90°

9.5°

56m

0—25m砂岩，25—56m煤

1.9m

2

90°

13°

56m

0—24m砂岩，24—56m煤

1.8m

3

90°

6.5°

56m

0—21m砂岩，21—56m煤

2m

4

90°

4°

40m

0—20m砂岩，20—40m泥岩

2.1m

A14′点南0.5m

5

90°

11.5°

56m

0—56m煤

1.5m

A14′点南1.3m

6

135°

12°

10m

0—7m煤，7—10m砂岩

1.15m

7

135°

17°

8m

0—5m煤，5—8m砂岩

1.35m

8

135°

8°

10m

0—7m煤，7—10m砂岩

1.55m

9

135°

0°

40m

0—23m煤，23—29m泥岩，29—31m煤，31—40m砂岩

1.8m

A14′点南1.4m

10

135°

3°

55m

0—9.5m煤，9.5—23.5m泥岩，23.5—38m砂岩，38—39m泥岩，39—55m煤

1.7m

三、33（4）13运巷过F47断层施工说明

截止4月10日8点班完，33（4）13运巷已掘进至A13点前78米，为满足巷道运输设备的安装与使用的需求，33（4）13运巷需采用挑顶方式过断层，至4月10日8点班完工作面继续掘进45.764米后到达设计挑顶位置，33（4）13运巷挑顶处以开口中心坐标X=4440.987，Y=2480.283，Z底=427.0.75（预测）,以方位角α=180°，以7°34′44″上山坡度向南掘进48.231m（斜距）（平距为47.8m），预计揭露全煤，工程量为48.23m。

技术科已编制《33（4）13运巷过F47正断层施工安全技术措施》；通风区已编制《33（4）13运巷挑顶期间通风安全技术措施》。

33（4）13运巷过F47断层设计平、剖面图

33（4）13运巷变坡处挑顶示意图

四、瓦斯概况

根据邻近工作面33（4）15运巷610m处所测的最大瓦斯压力为1.5MPa，推算最大瓦斯含量为10.7m3/t，则推断33（4）13运巷揭煤区域原始瓦斯压力约为1.3MPa，原始瓦斯含量约为10.2m3/t。

第二节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、局部通风设计

1、33（4）13运巷采用局部通风机进行压入式通风。

2、33（4）13运巷局扇安设在33（4）13运巷风桥的全风压新鲜风流中，穿墙风筒均安设了防逆流装置。

3、掘进工作面局扇必须实现“五专一化一切换”和“自动切换功能”。

风机电源从三采变电所利用电缆引出，在三采变电所有专用变压器。

4、根据《33（4）13运巷挑顶期间通风安全技术措施》可知，工作面风筒出口风量应大于500m³/min，故采用双风机双电源对旋式风机，主风机及备用风机均选FBDNO.8/2×55KW型风机，风机为双级供风，供风量为600—1000m³/min，风筒选用φ800mmPVC软质风筒，风机后安装有排放瓦斯三通，切换裤衩使用高强度双层布料耐腐蚀切换裤衩。

33（4）13运巷实际供风量为536m³/min,满足设计要求。

附图2-1：

33（4）13运巷通风系统图

二、风流路线

（1）新鲜风：

郭家山副立井→三采轨道巷→33（4）13运巷风桥→33（4）13运巷风机→33（4）13运巷→33（4）13运巷工作面。

（2）污风：

工作面→33（4）13运巷→横贯→33（4）13抽采巷→33（4）13抽采巷回风联巷→三采回风下山→郭家山回风立井绕道→郭家山回风立井。

三、确保风流稳定可靠措施

1、局扇必须指定专人或兼职人员负责管理，保证其正常运转，任何人不得随意停开风机。

因工作需要及其它原因需停风时，必须撤出工作面的人员，切断工作面所有机电设备电源，并汇报矿调度室，巷内拦网设专人警戒，严禁人员进入。

2、局部通风机和启动装置必须安装在进风巷（新鲜风流）中，距回风巷口的距离不得小于10m，局扇实行挂牌管理。

3、局扇安装要求距单轨吊中大于1000mm，离地高度不小于300mm，局扇周围要清理干净，无杂物堆积，吸风口前无障碍物和明显断面变化。

4、工作面的局扇供电设备，必须实行“三专两闭锁”，即专用开关、专用变压器、专用电缆；“两闭锁”为瓦斯电闭锁及风电闭锁。

5、工作面必须使用双风机、双电源。

6、风筒吊挂必须做到逢环必挂，吊挂平直，拉紧平稳，缓慢拐弯，风筒必须接口严密，无破口、不漏风，严禁随意拆开或用重物挤压正在供风的风筒。

7、风筒出口到工作面的距离不得大于8m,在工作面应常备一节风筒，以备在生产过程中及时补充吊挂风筒。

8、严禁同时打开两道隔绝风门，以免风流短路。

风门在人物通过后，必须及时关闭。

9、掘进工作面必须实行双风机双电源供风，且双风机双电源需由施工组队按矿有关规定进行风机切换试验，切换时，跟班电钳工、风机管理员要做好记录，确保掘进工作面正常供风。

第三节过F47断层揭煤防治煤与瓦斯突出的专项设计

一、过断层揭煤程序

1、揭煤程序

根据相关规定需要执行以下的揭煤方案，其流程为：

7米前执行措施：

33（4）13运巷揭煤区域有突出危险，在距离煤层法距7米前采取区域防突措施，施工穿层钻孔进行区域预抽。

当瓦斯预抽率≥35%时，采用直接法测定残余瓦斯含量进行区域效果检验。

效检合格方可掘进至距煤层最小法线距离5米处，若不合格，则继续抽采瓦斯，直至效检合格；

5米前执行措施：

若区域措施效果检验无突出危险，则掘进至距煤最小法距5米前采取区域验证，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行区域验证（局部突出危险性预测）。

若预测所揭煤层有突出危险，则采取打排放钻孔措施，进行工作面消突，然后进行局部效果检验；若预测无突出危险，在施工中应加强通风、监测，采用远距离放炮揭煤措施，并采用钻探手段边探边掘至距煤层最小法线2m的位置。

2米处执行措施：

距煤层法距2米处，采用钻屑瓦斯解吸指标法对所揭煤层突出危险性进行最后验证。

若无突出危险，则采用远距离放炮等安全防护措施，揭露煤层；若有突出危险，采取打排放钻孔措施，进行工作面消突，然后进行局部效果检验，直至效检有效后采取安全防护措施揭开煤层。

揭露煤层后仍有一小段巷道属于揭煤范围内，当工作面揭露煤体达到300mm即开始采用钻屑指标法进行工作面预测，同时工作面要加强支护。

二、防突程序

（一）区域“四位一体”综合防突措施

1、区域突出危险性预测

根据中国矿业大学对我矿（3+4）#煤合并层突出危险性鉴定，标高+430m以下区域（3+4）#煤层具有突出危险性。

33（4）13运巷揭煤区域标高+429-+431m，处于该水平以下，属突出危险区，直接采取区域防突措施。

2、区域防突措施

33（4）13运巷揭煤区域防突措施采用穿层钻孔进行预抽。

1）钻孔控制范围：

钻孔控制在揭地质构造界面或揭煤处巷道轮廓线外左右12m及断层面前后12m。

2）钻孔终孔间距：

预抽钻孔均匀布置整个区域，穿层孔按间距6m布置，共计12个钻孔。

3）钻孔施工结束后，应立即进行抽放，并绘制预抽钻孔竣工图进行分吸，若钻孔存在空白带应补充施工抽放钻孔。

区域防突措施穿层钻孔参数

孔号

钻孔位置

方位角（°）

倾角（°）

孔深（m）

1

33（4）13抽采巷东侧帮A14点南30m-70m

90

2

55

2

90

8

55

3

90

8

55

4

90

8

55

5

90

8

55

6

90

8

55

7

90

8

55

8

90

8

55

9

90

2

55

10

90

2

55

11

90

2

55

12

90

2

55

附图3-2：

区域防突措施钻孔布置图

3、区域措施效果检验

（1）当瓦斯预抽率≥35%时，进行区域防突措施效果检验。

区域防突措施检验布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的中部和两侧，并且至少有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。

区域措施效果检验孔布置在33（4）13抽采巷A14点南50米处东侧帮。

（2）采用直接法测定残余瓦斯含量进行区域效果检验，残余瓦斯含量WC＜8m3/t以及检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象，方可认为措施有效。

否则，必须补充措施或延长抽采时间，直至效果检验有效。

（3）当区域措施效果检验指标均不超标时，说明措施有效，巷道可以向前掘进至距地质构造界面法距5m的位置进行区域验证。

区域防突措施效果检验钻孔参数

孔号

方位角︒

倾角︒

孔深（m）

1

74

+3

34

2

90

+3

45

3

90

+3

20

4

106

+3

34

区域措施效果检验钻孔设计图

区域措施效果检验钻孔平面图

4、区域验证

当区域措施效果检验有效时，巷道掘进至距离煤层法距5处（33（4）13运巷以7°34′44″上山掘进43.231m处）停止掘进，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行区域验证；如果所测的指标小于临界值时，且在打钻过程中未发现顶钻、喷孔等异常情况时，则工作面无突出危险性，巷道可以安全掘进至距离煤层法距2m位置；否则，为突出危险工作面，应停止掘进采取局部“四位一体”综合防突措施直至有效为止。

钻屑瓦斯解吸指标法：

在工作面前方使用孔SGZ-III3B钻机施工3个孔深15-17m的钻孔，钻孔孔径75mm；钻孔的终点控制巷道轮廓线外5m处，每钻进1米测定一次K1值。

在掘进过程中采取控层措施控制层间距，施工2个钻孔进行边探边掘。

边探边掘钻孔参数

孔号

方位角︒

倾角︒

孔深（m）

1

180

+5

垂距2m范围内探测无煤

2

180

+9

钻屑瓦斯解吸指标法区域措施效果检验指标临界值

K1

危险性

mL/（g·min1/2）

湿煤样

≥0.4

有突出危险

＜0.4

无突出危险

钻屑瓦斯解吸指标法区域验证钻孔参数

孔号

方位角︒

倾角︒

孔深（m）

1

148

+7

17

2

180

+7

15

3

212

+7

17

区域验证钻孔设计图

（二）局部“四位一体”综合防突措施

1、局部突出危险性预测

揭露煤体前采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面预测，揭露煤体达到300mm后采用钻屑指标法进行工作面预测。

钻屑瓦斯解吸指标法测定方法、参数及指标临界值同上所述区域验证。

钻屑指标法钻孔布置方法同区域验证钻孔布置方法；测定参数及指标临界值如下：

K1

最大钻屑量Smax

危险性

mL/（g·min1/2）

Kg/m

≥0.5

≥6

有突出危险

＜0.5

＜6

无突出危险

2、局部防突措施

（1）工作面采取密集排放钻孔作为局部防突措施。

（2）排放钻孔孔径不小于75mm，穿煤长度不小于5m，当排放钻孔不能一次打穿煤层全厚时，可分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离。

揭露煤体之前：

钻孔控制范围为巷道的两侧轮廓线外至少5m，揭露煤体之前钻孔还需控制下部轮廓线3m，钻孔的孔底间距为2m，均匀布孔，在工作面正头布置三排钻孔，上部10个，中部9个，下部10个，巷道两帮各布置6个钻孔，共布置40个钻孔，钻孔间距0.5米。

揭露煤体之后：

钻孔控制范围为巷道的两侧轮廓线外至少5m，钻孔的孔底间距为2m，均匀布孔，在工作面正头布置两排钻孔，上排10个，下排9个，巷道两帮各布置3个钻孔，共布置25个钻孔，钻孔间距0.5米。

局部防突措施孔布置参数

钻孔编号

与巷道中线夹角（°）

倾角

（°）

钻孔间距

（m）

开孔距顶板高度（m）

孔深

（m）

1

-23

+7

距2#0.5m

1.5

10.9

2

-16

+7

0.5

1.5

10.4

3

-12

+7

0.5

1.5

10.1

4

-9

+7

0.5

1.5

10

5

-3

+7

0.5

1.5

10.1

6

+3

+7

0.5

1.5

10.4

7

+9

+7

0.5

1.05

10.9

8

+10

+7

0.5

1.05

11

9

+18

+7

0.5

1.05

10.6

10

+23

+7

0.5

1.05

10.1

11

-14

+7

0.5

2.45

10.1

12

-10

+7

0.5

2.45

10.1

13

-7

+7

0.5

2.45

10.1

14

-4

+7

0.5

2.45

10.6

15

0

+7

0.5

2

11

16

+4

+7

0.5

2

9.5

17

+8

+7

0.5

2.45

9.5

18

+12

+7

0.5

2.45

7.6

19

+16.5

+7

0.5

2.45

7.6

20

+4

-5

0.5

0.1

9.5

21

-23

-5

0.5

0.1

10.9

22

-16

-5

0.5

0.1

10.4

23

-12

-5

0.5

0.1

10.1

24

-9

-5

0.5

0.1

10

25

-3

-5

0.5

0.1

10.1

26

+3

-5

0.5

0.1

10.4

27

+9

-5

0.5

0.1

10.9

28

+8

-5

0.5

0.1

9.5

29

+23

+7

左帮距迎头2

2.45

6.3

30

+26

+7

右帮距迎头3

2.45

6.3

31

+24

+7

左帮距迎头3.5

2.45

5.3

32

+50

+7

右帮距迎头3.5

2.45

5.3

33

+63

+7

左帮距迎头2

2.45

5.0

34

+54

+7

右帮距迎头3

2.45

5.0

35

+23

-3

左帮距迎头2

0.1

6.3

36

+26

-3

右帮距迎头3

0.1

6.3

37

+24

-3

左帮距迎头3.5

0.1

5.3

38

+50

-3

右帮距迎头3.5

0.1

5.3

39

+63

-3

左帮距迎头2

0.1

5.0

40

+54

-3

右帮距迎头3

0.1

5.0

附图3-3：

局部防突措施钻孔布置图

（3）瓦斯排放衰减稳定后，对措施效果进行检验和评价。

若工作面仍有突出危险性，应补充排放钻孔、增加排放时间。

直至煤层突出危险性消失。

3、局部防突措施效果检验

（1）在实施了防突措施后，为了验证防突措施的可靠性，对工作面进行防突措施效果检验，在采取工作面防突措施影响范围内对揭煤工作面的突出危险性进行进一步检验。

（2）揭露煤体前采用钻屑瓦斯解吸指标法进行局部防突措施效果检验（方法同上）；揭露煤体达到300mm后采用钻屑指标法进行局部防突措施效果检验（方法同上），检验钻孔数为5个，分别位于巷道的两侧和中部。

检验钻孔应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的排放钻孔之间，如检验结果的各项指标都在临界值以下，同时工作面未发现如钻孔喷孔、顶钻等动力现象或突出预兆等异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效，补充局部防突措施，直至效果检验为无突出危险。

工作面防突措施检验钻孔参数

孔号

方位角︒

倾角︒

孔深（m）

1

180

+7

10

2

180

+10

10

3

180

+12

10

4

148

+7

10

5

212

+7

10

工作面防突措施检验钻孔布置图

（3）最后的突出危险性验证

掘进至距煤层法线距离2m处停止掘进，采用钻屑瓦斯解吸指标进行最后的突出危险性验证（方法同上）。

1）若经最后的验证仍为突出危险工作面，则再次实施排放钻孔，直至最后验证为无突出危险性，方可揭开煤层。

2）若经最后的验证为无突出危险工作面时，在采取安全防护措施后，采取小循环进尺、远距离爆破揭开煤层，直至全部穿过断层进入全煤2m为止。

爆破器材必须符合《煤矿安全规程》要求。

4、安全防护措施

对有突出危险煤层进行采掘工作时，必须采取压风自救系统、反向风门、远距离放炮、避难硐室等安全防护措施。

（1）个体防护

入井人员必须佩戴隔离式自救器和矿灯，自救器要能熟练使用，熟悉突出预兆。

作业过程中，发现突出征兆，作业人员必须立即停止工作，撤出施工区域和受威胁区域内的所有人员，及时关闭工作面及巷道内的电气设备电源，并尽快向矿调度室汇报。

工作面发生煤与瓦斯突出时，作业人员必须以最快的速度迅速向进风侧撤离，撤离中快速打开隔离式自救器并佩戴好。

情况危急时立即进入避难硐室或压风面罩处，打开压风自救装置阀门呼吸新鲜空气，进行自救，等待救援。

现场人员必须尽快向矿调度室汇报，由矿领导组织指挥相关人员进行抢险救灾。

所有施工人员必须进行一次防突知识安全培训，经考试合格后，方可上岗作业。

（2）压风自救设施

1）压风自救系统安装数量

在距掘进工作面自掘进面回风口开始，距迎头25~40m的距离设置2组，在巷道每部皮带机头均安设一组，爆破地点、撤离人员及警戒人员所在位置设置一组，回风系统有人作业处需安设一组。

2）压风自救系统具体安装要求

①每组安设5—8个压风面罩，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min；

②面罩与喷嘴之间应用专用卡子卡牢，严禁铁丝绑扎；

③面罩与喷嘴之间的闸阀必须正对巷道，便于开启、关闭；

④每组压风自救系统都必须与压风管相连且保证供风正常；

⑤每组压风自救系统面罩与喷嘴连接处、喷嘴及喷嘴闸阀、压风自救系统横管连接处、横管通过高压软管与巷道内压风管连接处等连接点必须确保完好、牢固、不漏风；

⑥压风自救系统横管与巷道内供风管的连接软管必须使用高压软管；

⑦压风自救系统应平直吊挂在巷帮上，供风横管距底板1.8m；

⑧每组压风自救系统下方前后5m范围内不得存放材料及任何杂物、积水等影响正常使用。

（3）反向风门

在33（4）13运巷风桥砌筑两道防突反向风门，在施工人员进入掘进工作面迎头时，必须将反向风门打开顶牢。

掘进工作面迎头放炮、揭煤或无人作业时反向风门必须关闭。

（4）远距离放炮

在工作面距离煤层法向距离2m到揭露全煤2m的范围内时，严禁使用综掘机继续进行掘进，必须采用远距离爆破安全防护措施揭露煤层，爆破地点必须33（4）13运巷往北不小于300m处。

远距离爆破时，33（4）13运巷和33（4）13抽采巷必须停电、撤人，所有人员撤离至33（4）13运巷1#横贯往北33（4）13上库巷的新鲜风流中。

爆破30min后才允许进入工作面检查，且必须另编写远距离放炮安全技术措施。

（5）避难硐室

在33（4）13运巷500m处设至了避难硐室。

避难硐室内安设了直通矿调度电话，并分别安设了2组压风装置和1组供水施救装置，同时必须储备不少于12个隔离式自救器。

（6）其它

1）设计适用范围

设计适用于33（4）13运巷过F47断层及揭露全煤2米范围内的防突程序，未尽事宜严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿安全规程》执行。

2）煤与瓦斯突出预兆

①有声预兆

A、响煤炮。

有的像炒豆似的噼噼啪啪声，有的像鞭炮声，有的像机关枪连射声，有的像跑车一样的闷声、沙沙声、嗡嗡声以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。

B、发生突出前，因压力突然增大，支架会出现嘎嘎响，煤岩壁会开裂，打钻时会喷煤、喷瓦斯等。

②无声预兆

A、瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，有时变热。

B、在煤层结构构造方面的表现为：

煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、无光泽、煤层干燥，煤层受挤压、褶曲变粉碎，厚度变大、倾角变陡。

C、在地压方面表现为：

压力增大，使支架变形，煤壁外鼓、片帮、