采煤工作面专项防突设计方案.docx

1、采煤工作面专项防突设计方案1801采煤工作面专项防突设计及措施一、简况杨柳田煤矿位于贵州省安顺市西秀区蔡关镇境内，隶属安顺市西秀区蔡关镇管辖。矿区地理坐标：东经10558371060001，北纬262417262323。走向长1.115km，倾斜宽2.426km，面积2.7041km2。采矿许可标高在+1500m+1000m之间，二水平标高+1190m）、四个采区开采，采用分层布置方式开采。煤层赋存较稳定，开采技术条件中等，资源较可靠，工程地质条件中等，环境地质条件较好，水文地质条件简单。杨柳田煤矿采用斜井开拓，设有主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒，井筒均采用锚喷支护。主斜井位于矿区北部边界，

2、井口坐标：X=2921722，Y=35598724，Z=+1340m，倾角13，方位角312，长210m。以反斜井方式由煤系顶板向煤层掘进，依次揭穿M8、M11煤层，初期只掘至M8煤层。主斜井长230m，断面8.6m2，装备胶带运输机，主要担负矿井的原煤运输、进风及管线铺设等任务用。副井位于主斜井北侧360m，井口坐标：X=2921756，Y=35598740，Z=+1340m，倾角19，方位角308，布置方式与主斜井相同，初期只掘至一水平M8煤层顶板+1292m），然后在M8煤层顶板作井底车场及中央水泵房。副斜井长210m，断面8.6m2，安设30Kg/m单轨作轨道运输，主要担负矿井的人员、

3、材料、设备、矸石运输及进风、管线铺设等任务用。回风井布置在主斜井南侧500m，井口坐标：X=2921209，Y=35598706，Z=+1390m，倾角24，方位角296。回风井长150m，断面6.9 m2，铺设瓦斯抽放管线，作为矿井专用回风巷，担负矿井回风任务用。通风方式为并列式，风井口安设轴流式通风机负压通风。回采工作面U型通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。一）工作面布置情况1801采煤工作面走向长290M，倾斜长度60M，煤层倾角6，煤层平均厚度为1.7m ，风巷最低标高+1344 m，机巷最低标高+1324m。 风巷距地表埋深110m； 机巷距地表埋深130m。该采面位于矿主井

4、南翼，为南翼采区第一个区段。工作面采用放炮落煤，运输采用人工装煤入刮板机运输，工作面顶板采用DZ单体液压支柱配合HDJA-1000型金属铰接顶梁，齐梁齐柱形式，一梁一柱正悬臂进行支护，采煤方法为长壁后退式采煤，全部垮落法管理顶板。二）矿井通风及系统情况1、矿井通风方式、方法矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式通风；主通风机采用FBCDZ-6-No18型防爆轴流式通风机两台，一台工作，一台备用，其额定参数为：风量2686m3/s；静压：7022403Pa。配套电机YBFe315S-6，电机功率290KW380V）。反风方式通风机反转反风。目前矿井总进风风量为1701m3/min,总回风风量

5、1761m3/min；采煤工作面采用“U”型通风，新鲜风流由工作面运输顺槽进入，新鲜风流冲洗工作面，乏风经回风顺槽进入回风斜井，由回风斜井排出地面，具有独立的回风系统，采面计划配风量500m3/min。2、通风系统情况矿井已建有主斜井、副斜井、回风斜井井筒直通地面，已构成了独立通风系统。新鲜风流从主、副斜井进入南翼主皮带机上山南翼材料上山），至1801工作面运输巷再进入采煤工作面，乏风由采煤工作面经1801工作面回风巷进入南翼回风下山经回风井到地面。采煤工作通风系统为：主副）斜井南翼主皮带机上山南翼材料上山）1801运输巷工作面1801回风巷南翼回风下山风井地面。三）地质、煤层及瓦斯情况1、地

6、质情况矿区所在区域构造属新华夏系第三隆起褶皱带北部和黔西弧形褶皱带之南的交叉复合部位；大地构造位置位于扬子准地台、黔北台隆、遵义断拱、贵阳复杂构造变形区之西侧。1、褶皱：矿区处于山岔河背斜南东翼，背斜轴向北东南西向，两翼地层产状均较平缓，地层走向与背斜轴向基本一致，地层倾向140，倾角47煤层在矿区西北部出露。2、构造：矿区内未见断层通过。在矿区西北部边界外有F1断层通过对煤层基本无影响，地层、煤层均较稳定。根据根据已揭露的1801运输巷和1801回风巷综合分析，在工作面下部有一条小断层，落差在0.20.4m。对工作面回采没有影响。2、煤层情况1）M8煤层:位于龙潭组P3l）中部，稳定，厚度1

7、.82.2m，平均厚2.0 m，矿区内全部可采，有13层夹矸，夹矸厚度0.050.4m结构较简单。顶板：伪顶黑色炭质页岩，强度低；直接顶板为砂岩、泥质砂岩，不易风化崩解，遇水不膨胀、软化，为稳定顶板。底板为泥质粉砂岩。M8煤层属低灰、中硫、特高热值无烟煤。2）自燃倾向性、爆炸性：根据2005年10月28日“贵州省煤田地质局实验室煤尘爆炸性鉴定报告表”结果：原安顺市西秀区蔡官镇杨柳田煤矿M8煤层的煤尘无爆炸危险性。2008年10月20日“贵州省煤田地质局实验室煤尘爆炸性鉴定报告表”结果：安顺市西秀区蔡官镇杨柳田煤矿M14煤层的煤尘无爆炸危险性。根据2005年10月28日“贵州省煤田地质局实验室煤

8、炭自然倾向性鉴定报告表”结果：该矿M8煤层属III类不易自燃煤层。3）瓦斯情况根据贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字2007517号）对安顺市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，杨柳田煤矿2007年度矿井瓦斯绝对涌出量为1.82m3/min，相对涌出量9.04m3/t，为低瓦斯等级。根据贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字【2008】1503号对安顺市2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，杨柳田煤矿2008年度矿井瓦斯绝对涌出量1.09m3/min，相对涌出量9.83m3/t，为低瓦斯矿井。根据贵州省能源局文件黔能源发【2009】269号关于安顺市煤炭管理局关于审批安顺市小煤矿2009年度煤矿

9、瓦斯等级鉴定报告的请示的批复，杨柳田煤矿2009年度矿井瓦斯绝对涌出量为0.77m3/min，相对涌出量9.83m3/t，为低瓦斯矿井。根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵省煤炭管理局“关于加强煤矿建设工程煤与瓦斯突出防治工作的意见”黔安监管办字【2007】345号文精神，本矿井位于煤与瓦斯突出危险区域。根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室分别提交的安顺市西秀区杨柳田煤矿煤矿M8、M9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告M8煤层在标高+1286m的压力值为0.20Mpa，无突出危险。四）相邻煤层开采情况1801采煤工作面为技改后的第一个工作面，上覆煤层为M7煤层，上覆煤层M

10、7煤层距M8煤层为35m，下距最近的M9煤层距离本煤层层间距为9.5M；没有开采二、防治煤与瓦斯突出措施一）区域综合防突措施一）区域突出危险性预测1、我矿为年产15万吨的整合矿井，区内无大的断层通过，只有少数落差2m的小断层或节理，地质构造简单。2、根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室分别提交的安顺市西秀区杨柳田煤矿煤矿M8、M9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告M8煤层在标高+1286m的压力值为0.20Mpa，+1286m以上无突出危险。3、根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字【2007】345号关于加强煤矿建设工程煤与瓦斯突出防治工作

11、的意见：“本矿井位于煤与瓦斯突出危险区域内”。因此，该回采工作面区域突出危险性预测为有突出危险区域。二）区域防治突出措施本矿井可采煤层2层：分别是M8、M14煤层。可采煤层M8、M14煤层层间距为96m。根据矿区范围煤层的露头情况、煤层顶底板围岩情况以及煤岩的产状，M8、M14煤层，煤层间距比较大，不适合煤层群联合开采。由于11101采煤工作面为技改后的第一个工作面，上覆煤层为M7煤层，上覆煤层M7煤层距M8煤层为35m，最近的M9煤层距离本煤层层间距为9.5M；不可采。、区域防突措施的选择根据现场及生产实际，该回采工作面主要采取如下区域防治突出措施实施瓦斯治理，并经消突评价为无突出危险区域时

12、方能组织生产。）在采面运输顺槽采用上向垂直顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯；）在采面运输顺槽采用上向伪倾斜顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯、瓦斯抽放参数的确定1）抽放半径：根据贵州丰顺矿山安全生产技术咨询服务有限公司2009年7月提供的安顺市西秀区杨柳田煤矿开采设计方案，采煤工作面瓦斯抽放半径按2.5M。在今后的瓦斯治理工作中逐步总结探索并积累瓦斯治理经验，总结出适合本矿井瓦斯治理的抽放半径。2）上下）向垂直顺层钻孔及上下）向伪倾斜顺层预抽钻孔设计要求：钻孔直径75mm-89 mm,孔间距5M,所有预抽钻孔必须均匀布置，不留空白带。采用上向垂直顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯时，其钻孔有效深度为60m；

13、采用上向伪倾斜顺层钻孔平行布置预抽瓦斯时，钻孔深度不低于70M，详见区域防突措施设计图一、图二。3）钻孔施工质量：严格瓦斯抽放工程的监督管理，钻孔施工结束及时组织验收、封孔接抽。4）封孔长度：抽放钻孔封孔深度不低于8M，5）抽放参数要求：单孔抽放负压不小于13KPa，抽放浓度不小于30。6）预抽时间的确定：按规定必须预抽至煤层残余瓦斯含量在8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MP以下，因目前无瓦斯压力相关数据资料，暂按吨煤瓦斯含量6.02m3/t设计。 Q储量60290）1.71.56.021.0=26.711万m3，预计瓦斯抽放量10.68万m3，平均单孔抽放流量预计为0.12m3/mi

14、n，单孔抽放浓度30，则回采工作面预计抽放时间：106843/580.120.302460301.2个月采面预抽1.2个月后对其进行区域防突效果检验。G式中：Wc评价单元煤层残余瓦斯含量，m3/t；Q气评价单元煤层瓦斯储量， m3Qc评价单元煤层抽排瓦斯量，m3；G 评价单元煤层储量，t；当所计算残存瓦斯含量小于8m3/t时，则回工作面为无突出危险区。当实测残存瓦斯含量大于8m3/t时，则工作面为突出危险区。2直接测定残存瓦斯压力对区域防突措施效果进行检验1）测压钻孔的布置采用上下）向垂直顺层钻孔或采用上下）向伪倾斜顺钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯时，测压钻孔沿回采工作面推进方向在距采面下出口20

15、M处的运输顺槽内布置第一个，随后每隔050M布置一个测压孔，以此类推，直至停采线，所有测压样孔径均为75mm，其取样孔深度为3070M。2）所有测压钻孔必须均匀分布，不准出现布孔空白区域。详见区域测压孔设计图三。3）为提高检验测定数据的代表性，各测压钻孔要尽可能布置在措施钻孔间距较大、预抽时间较短的位置。4）测压孔施工结束后立即封孔进行测压，其压力观测时间不少于3天，当实测煤层瓦斯压力小于0.74Mpa时，则回工作面为无突出危险区。当实测煤层瓦斯压力大于0.74Mpa时，则工作面为突出危险区。、采用直接测定残存瓦斯压力对区域防突措施效果进行检验时，必须提前两天关闭该区域抽放系统的抽放，待检验结

16、束后方能恢复其抽放。、若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔，顶钻及其他明显突出预兆时，发现明显突出预兆的位置周围100M内的预抽区域均判定为预抽防突措施效果无效，所在区域煤层仍属突出危险区。、上述两种区域防突措施效果检验方法进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值时，则判定为预抽防突措施效果无效，此检验测试点周围半径100M内的预抽区域均判定为预抽防突措施效果无效，即为突出危险。四）区域验证区域验证主要采用两方法进行1采用钻屑瓦斯解吸标法进行区域验证1）验证指标为：a）钻屑瓦斯解吸指标：K1值b）钻孔钻屑量指标：Smax布孔及验证规定a）布孔要求采面回

17、风巷往下1m和机巷往上1m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。验证孔采用42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10 m，保留4m安全煤柱, 详见检验孔设计图四。b）从第一M开始用专用工具收集每M段排粉量，打孔速度控制在0.5m/min量其体积或称其重量）。c）首先测出采面煤壁温度作为原始温度。随后从第一M开始用温度计测其每M段钻屑温度。 d）从开孔后每施工2M测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，其测

18、定时间必须在5min内完成。e）当煤厚超过3m、煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况重新修改确定。f）将以上所测的各组数据与钻屑瓦斯解吸标法各项临界指标值对比，如各顶指标不超，则区域验证为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4M安全超前保护距离，该循环可推进4-6M。h）当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处次）达到或超过临界指标，则该区域有突出危险，必须执行局部综合防突措施。钻屑瓦斯解吸标法各项临界指标值表一钻屑量SmaxK1钻屑温差t区域验证结果Kg/mml /g.min1/26

19、0.54有突出危险60.54无突出危险2采用复合标法进行区域验证1）验证指标为：a）钻孔瓦斯涌出初速度：qmaxb）钻孔钻屑量指标：Smax验证方法及规定a、采面回风巷往下1m和机巷往上1m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。验证孔采用42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10 m，保留4m安全煤柱, 详见检验孔设计图四。b、采用瓦斯涌出初速度检验时，从第2M开始进行瓦斯涌出初速度的测定，其测定

20、时间必须在打完孔后2min内完成。c、首先测出采面煤壁温度作为原始温度。随后从第一M开始用温度计测其每M段钻屑温度。d、当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。e、将以上所测的各组数据与表二临界指标值对比，如各项指标不超，则区域验证为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留5M安全超前保护距离，该循环可推进46M。f、当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处次）达到或超过表二临界指标，则该区域有突出危险，必须执行局部综合防突措施。复合指标法各项临界指标值 表二钻屑量

21、Smax钻孔瓦斯涌出初速度qmax钻屑温差t区域验证结果Kg/mL/mmin654无效654有效3、当采取上述两种方法进行区域验证时，无论在任何情况下，只要在该区域内任何一次区域验证为有突出危险或者超前钻孔等发现了突出预兆时，则该区域从此以后所进行的回采作业都要执行局部综合防突措施。二）局部综合防突措施一）工作面突出危险性预测局部综合防突措施内容包括：工作面突出危险的预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验和安全防护措施四项内容，局部“四位一体”综合防突措施所包括的四项内容并非一定都要实施，但其中工作面安全防护措施是必须实施的。1、采用钻屑瓦斯解吸标法预测工作面突出危险性1）预测指标：a）钻屑

22、瓦斯解吸指标：K1值b）钻孔钻屑量指标：Smax预测方法及规定a）布孔要求采面回风巷往下1m和机巷往上1m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。验证孔采用42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10 m，保留4m安全煤柱, 详见检验孔设计图四。b）从第一M开始用专用工具收集每M段排粉量，打孔速度控制在0.5m/min量其体积或称其重量）。c）首先测出采面煤壁温度作为原始温度。随后从第一M开始用温度计

23、测其每M段钻屑温度。d）从开孔后每施工2M测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值，其测定时间必须在5min内完成。e）当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。f ）将以上所测的各组数据与表一临界指标值对比，如各顶指标不超，则回采工作面为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4M安全超前保护距离，该循环可推进46M。g ）当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处次）达到或超过表一临界指标时，该回采工作面有突出危险，需采取工作面防突措施。h）当施工验证钻孔过程中有顶钻、喷孔等

24、动力现或有明显的突出预兆时，则回采工作有突出危险，必须采取工作面防突措施。2、采用复合标法进行工作面突出危险性预测1）验证指标为：a）钻孔瓦斯涌出初速度：qmaxb）钻孔钻屑量指标：Smax验证方法及规定a、采面回风巷往下1m和机巷往上1m不布置考察孔，其余地段沿采面倾斜方向每隔10m布置一个验证孔，如余下区段小于20m，大于10m时，则在中间再打一个验证孔，若有软分层时，验证孔应布置在软分层中。验证孔采用42mm的钻头进行施工，从上往下或从下往上布置钻孔均可，验证孔必须垂直于煤壁施工，倾角与采面推进一致，验证孔深度8-10 m，保留4m安全煤柱。详见检验孔设计图四b、采用瓦斯涌出初速度检验时

25、，从第2M开始进行瓦斯涌出初速度的测定，其测定必须在打完孔后2min内完成。c、首先测出采面煤壁温度作为原始温度。随后从第一M开始用温度计测其每M段钻屑温度。d、从第一M开始用专用工具收集每M段排粉量量其体积或称其重量）。e当煤厚超过3m时，煤层结构发生变化或采面遇构造带时，可考虑适当增加验证孔的数量,其检验方法和临界值指标不变,钻孔的位置和参数应根据现场情况认真确定。f、将以上每M段三个数据与表二临界指标对比，如各顶指标均不超，则工作面为无突出危险，并在措施验证孔投影内，保留4M安全超前保护距离，该循环可推进4-6M。g 、当以上各组数据收齐后，进行必要的分析比较，三个参数中，只要有一处工作

26、面防突措施1、小直径排放钻孔措施：(1在采煤工作面沿走向方向打二排孔径75mm，孔深1015m的措施排放孔，钻孔布置在采面运输顺槽往上1m至采面回风顺槽往下1m的范围内，孔间距0.6-1.2m，钻孔距顶0.4m，距底0.4 m,倾角分别为0、-2。详见小直径排放钻孔设计图五(2小直径排放钻孔布孔要求a）钻孔必须布置在煤层的软分层中。b）钻孔的方位和倾角必须按设计要求施工。排放孔施工结束，经自燃排瓦斯8小时后，实施工作面防突措施效果检验。2采面实施短钻孔抽放在采面运输顺槽往上15m至采面风巷顺槽往下15m的范围内沿推进方向施孔径75mm钻孔实施抽放，钻孔沿煤层走向布置，其排间距1m,孔间距2m，

27、孔深2030M。钻孔每施工结束一个，及时进行封堵接抽，经抽放8小时后，实施工作面防突措施效果检验，详见短钻孔抽放设计图六。，作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合判断。四）安全防护措施1、独立的通风系统1）回采工作面有独立的通风系统， 其通风系统为：主副）斜井南翼皮带上山材料上山）工作面运输巷工作面工作面回风巷南翼回风下山风井地面。2）工作面电器设备实行瓦斯电闭锁装置。2、所有下井人员必须携带隔离式压缩氧或化学氧）自救器，并熟悉自救器的使用方法。3三条生命线”设置压风自救装置a压风自救装置安装在回采工作面顺槽内的压缩空气管道上；b压风自救装置设置在工作面进、回风巷道内，每间隔50M安设一组压

28、风自救装置，第一组离采面的距离不超过40M；放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置都应安设压风自救装置。c每组压风自救装置可供58个人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。(2供水管路a供水管路接至工作面。b供水管路每间隔50m留设一个三通阀门。c通信在采煤工作面上、下出口20m范围内及放炮站各安设一台直通调度室的电话。4、压风自救系统及井下避难所1）放炮站及井下警戒位置必须设一组压风自救系统，在11101采煤工作面进风侧必须建避难所。2）避难所必须设置向外开启的隔离门，室内净高2M，净宽4M、长4M。3）避难所内必须支护保持良好，并设有与矿调度室直通的电话。加强对矿井安全监控系

29、统的安装、调试和管理，保证矿井安全监控系统正常运行。(2传感器的种类，数量、位置、安设地点，控制电缆线的安设、控制区域等符合规程规定。(3加强安全监测监控系统的管理，并对传感器随时进行调校，保证数据的准确上传。(4保证监测监控系统的正常运转，每天必须有专人检查和维护监测传感器，并保证监测到位。(5瓦斯传感器的安装位置及断电范围：a采煤工作面瓦斯监测传感器T1安设在距工作面煤壁10m的回风巷内，其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4，断电范围为工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。b采煤工作面回风流瓦斯监测传感器T2安设在采面回风巷距汇风口1015m处，其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4，复电浓度为1.0%CH4，断电范围为采煤工作面及其