1076回风巷揭7煤层消突分析讲解.docx

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1076回风巷揭7煤层消突分析讲解

贵州织金四季春煤业有限公司

1076运输巷掘进工作面揭7#煤层消除

煤与瓦斯突出危险性分析评价

编制人：

成忠

编制单位：

通防工区

编制日期：

2016年4月24日

1076运输巷掘进工作面揭7#煤层消除煤与瓦斯突出危险性分析评价

会审

参加部门

签字

日期

参加部门

签字

日期

施工单位

技术科

通防工区

机电科

安检科

调度室

通防副总

机电副总

安全矿长

生产矿长

会审意见：

技术负责人意见：

签字：

日期：

年月日

矿长意见：

签字：

日期：

年月日

目录

前言5

一、评价范围5

二、评价依据5

三、评价过程简述5

四、评价结论7

第一章基本情况7

一、评价范围基本情况7

一、工作面瓦斯储量及预抽量计算8

二、区域防突措施9

第三章区域措施效果检验及评价过程9

一、钻孔的均匀程度和预抽时间差异程度12

二、煤层瓦斯预抽率12

三、煤层残余瓦斯压力和煤层残余瓦斯含量13

四、区域验证14

五、区域瓦斯残余含量14

第四章评价结论及建议15

一、最终结论15

二、建议16

前言

一、评价范围

本次评价范围为1076运输巷揭7#煤层设计区域及巷道轮廓线外各12m，顶板、底板法向距离各5m范围。

二、评价依据

国家安全生产监督管理总局第19号《防治煤与瓦斯突出规定》；

国家安全生产监督管理总局第29号《煤矿安全规程》（2014年版）；

《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028--2006）；

《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026--2006）；

《煤矿瓦斯抽放基本规范》（AQ1027--2006）；

《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ∕T1047--2007）；

《煤层瓦斯含量井下的直接测定方法》（AQ1066--2008）；

《预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果检验方法》（MT∕T1037--2007）；

《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018--2006）；

《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》（AQ1020--2006）；

《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029--2006）；

矿井相关资料。

三、评价过程简述

根据已采取的区域防突措施预抽煤层瓦斯的控制范围内，煤层残余瓦斯压力小于0.6MPa和煤层残余瓦斯含量小于6m3/t达到《防治煤与瓦斯突出规定》及公司要求，进行评价。

四、评价结论

本次评价范围是1076运输巷揭7#煤层区域防突措施实施效果；根据采取《1076运输巷揭7#煤层专项设计及安全技术组织措施》的执行情况及该工作面内7#煤层的瓦斯地质赋存情况进行了全面分析论证，得出了1076运输巷揭7#煤层区域防突措施设计控制巷道轮廓线外各12m，顶板、底板法向距离各5m范围已消除突出危险。

可以按无煤与瓦斯突出危险进行揭煤作业，但在揭煤过程中必须严格执行安全防护措施。

第一章基本情况

一、评价范围基本情况

1、工作面布置情况

1076运巷以1718排矸上山6#导线点前5.732m的A#导线点为开门中，按-11°，开口巷道方位角为233°36′06″平掘10m后再以坡度-14°掘进53.452m揭露7#煤层，沿7#煤层顶板掘进347m到位，开门位置标高+1731.414m，该巷用于1076回采工作面回采时进风及运输，1076运巷北为1076回巷，南为未开采煤层，东为1718排矸上山，西为原四季春煤矿采空区，下方未布置工作面。

1076运巷净宽设计为4.8m，净高设计为2.5m，巷道为梯形断面，该巷采用锚杆+锚索+钢筋网联合支护。

2、煤层顶底板条件：

7#煤层上距6号煤层22m左右，煤层厚度1.8～1.4m，平均1.6m，结构简单，局部夹一层夹石，全区可采，属较稳定煤层。

顶板直接顶板为泥岩，厚度0.20m左右，强度较低，水稳性差。

间接顶板为粉砂岩。

底板直接底板为深灰色泥岩，强度较低，厚度0.20～2.30m，一般1.50m左右。

间接底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。

3、地质构造情况

根据1076回风巷实际揭露情况分析，1076运输巷将遇见落差1.5m的走向断层，该巷在掘进过程中地质构造简单，小构造发育，对巷道施工影响不大。

4、煤层瓦斯情况

根据河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心2011.10.31提供的《四季春煤矿+1754水平以上6、7、8、16煤层瓦斯基本参数测定及煤与瓦斯突出危险性鉴定项目井下测定及初步成果》，07#煤层瓦斯含量12.95～18.96m3/t，瓦斯压力0.14～0.58MPa。

07#煤层严格按照突出煤层执行防突管理。

4、掘进方式

揭煤期间必须采用远距离爆破进行掘进。

5、通风系统

1076运输巷掘进期间选用两台FBDYNO.6.5—2×45KW型局部风机进行供风，吸入风量为350-510m3/min。

掘进期间，两台风机均搭专用线，一台运转供风，一台备用，并能实现自动切换。

进风路线：

地面→副斜井（主斜井）→一水平车场→一水平运输石门（正掘）→一水平瓦斯联络巷→1718排矸上山（局扇）→1076运输巷迎头；

回风路线：

1076运输巷迎头→1718排矸上山下段→1718回风石门→风井联络巷→回风斜井→地面。

附图：

1《1076运输巷通风系统图》

6、抽放系统

采用地面瓦斯泵房2BEC3-420型抽放泵进行抽放，

附图：

2《1076运输巷抽放系统图》

从地面瓦斯泵房→回风斜井→1718水平风井联络巷→1718水平回风石门→1718联络巷（7#）煤层→迎头。

第二章区域防突措施

一、工作面瓦斯储量及预抽量计算

在1718联络巷（7#）煤层下帮采用施工本煤层抽放钻孔预抽煤层瓦斯的方法，对1076运输巷揭煤前方煤体瓦斯进行抽放，钻孔采用等距布置；共布置了34个钻孔。

设计控制范围：

巷道宽4.8m，巷道廓线外控制大于12m，设计钻孔抽放半径为2m。

1）设计控制范围内煤层储量

G=（L-

-

+2R）×（

-

-

+2R）×m×r

式中：

—揭煤长度，m；

—抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向控制宽度，m；

、

—走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m。

如果无巷道则为0；

、

—倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度，m。

如果无巷道则为0；

—抽采钻孔的有效影响半径，m；

—平均煤层厚度，m；

—容重，t/m3。

G=（L+2R）×（l+2R）×m×r

=（32+2×2）×（28.8+2×2）×1.6×1.5

=2833.93t

注：

《防突规定》第五十六条采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：

1）、当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标；

2）、若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。

但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。

2）设计控制范围内瓦斯储量

根据河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心2011.10.31提供的《四季春煤矿+1754水平以上6、7、8、16煤层瓦斯基本参数测定及煤与瓦斯突出危险性鉴定项目井下测定及初步成果》，7号煤层瓦斯含量12.95～18.96m3/t。

因此评价范围内煤体瓦斯储量为：

Q含=G×q原

=2833.93×18.96

=53731.3m3

式中：

Q含——工作面煤体瓦斯总含量，m3

V——工作面总煤量t

q原——7#煤层原始瓦斯含量，m3

3）需要预抽瓦斯量

Q抽=G×（W-W残）×K

=2833.93×（18.96-6）×1.2

=44073.3m3

式中：

W抽——预抽瓦斯量，m³；

G——煤层资源储量，t；

W——原始吨煤瓦斯含量，m³/t；

W残——公司规定的残余瓦斯含量临界值，6m³/t；

K——围岩瓦斯涌出系数，取1.2（围岩瓦斯涌出系数为1.05～1.2）。

二、区域防突措施

（一）、区域防突措施设计情况

1、采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施

1）、根据该工作面布置情况，施工中即将揭露7#煤层，由于开门点距7煤层最小法向距离只有5.4m，所以在开门施工前必须实施区域防突措施，施工超前抽放钻孔对迎头前方煤层瓦斯进行抽采。

2）、采用在1718联络巷（7#）煤层下帮施工顺层钻孔预抽煤层瓦斯的方法，对1076运输巷设计揭7#煤层区域防突措施，设计钻孔控制范围距1076回运输巷轮廓线外各帮12m，巷道宽度4.8m。

钻孔采用等距均匀布置。

有效抽采半径取2m，每隔400mm布置一排抽放钻孔，本次评价共布置了34个抽放钻孔。

附图3：

《1076运输巷揭7#煤层区域防突措施钻孔设计图》

1、1718联络巷（7#）煤层下帮施工顺层钻孔抽放钻孔于2016年4月21日全部施工结束并进行联管抽放，所有钻孔严格按照设计施工，每小班由瓦检员和安检员监督现场验收钻孔，并签字认可。

通过通防工区定期对抽采参数的结果测定，1076运输巷揭煤范围内瓦斯经抽放后得到了充分释放。

（二）、区域防突措施钻孔施工及验收情况

1718联络巷（7#）煤层下帮揭7#煤层区域防突措施顺层抽放钻孔于2016年4月15日施工，2016年4月21日施工结束，实际施工钻孔共34个，1076运输巷轮廓线外控制12m，巷道宽度4.8m。

钻孔按网格式布置及施工，钻孔终孔间距最大8.5m，最小2.3m，平均间距5m，钻孔间距基本一致，无预抽空白带，符合《防突规定》及相关规定

附图：

4（详见区域抽放钻孔成果图及参数表）。

钻孔于2016年4月15日夜班开始施工，2016年4月21日施工结束，采取施工完一个封孔连抽一个的方式，截止2016年4月24日止，该抽放钻孔共计抽放10天，最早施工钻孔1#孔抽放9天；最晚施工钻孔34#孔共计抽放3天；平均抽放6天，抽放瓦斯纯流量0.38m3/min；抽放瓦斯总量为3392.64m³。

钻孔由抽采工区严格按设计进行施工，由当班安检员、瓦检员现场共同验收孔，所施工的钻孔真实可靠。

1718联络巷（7#）煤层下帮顺层孔抽放煤层瓦斯，评价范围内共抽放瓦斯3392.64m3，瓦斯抽放量根据实际测定所得，数据真实有效。

第三章区域措施效果检验及评价过程

按《防治煤与瓦斯突出规定》第五十五条之规定，结合现场实际，采用直接测定煤层残余瓦斯压力或煤层残余瓦斯含量参数的方法进行区域措施的效果检验。

一、钻孔的均匀程度和预抽时间差异程度

在顺层孔抽放控制范围内，设计有效抽采半径2m，开孔间距400×400mm，共计设计钻孔34个，1076运输巷轮廓线外控制12m，巷道宽度4.8m。

实际施工钻孔34个，钻孔等距布置及施工，钻孔终孔间距最大8.5m，最小2.3m，钻孔间距基本一致，无预抽空白带，符合《防突规定》及相关规定的要求。

预抽时间差异系数按下式计算：

=（9-3）/9×100%

=6%

式中：

—预抽时间差异系数，%；

—预抽时间最长的钻孔抽采天数，d；

—预抽时间最短的钻孔抽采天数，d。

本区域内煤层瓦斯地质简单，根据《煤矿抽采达标暂行规定》，预抽时间差异系数小于30%的区域划为一个评价单元。

本区域钻孔预抽时间基本一致，

为6%，小于30%，符合评价要求。

二、煤层瓦斯预抽率

经计算1076运输巷揭7#煤层区域防突措施顺层钻孔的抽放率为：

j=Q抽÷Q含×100%

=44073.3÷53731.3×100%

=82%

式中：

j——工作面瓦斯抽放率%

Q抽——工作面瓦斯抽放总量m3

Q含——工作面煤体瓦斯总含量m3

煤层瓦斯预抽率为82%，大于《煤矿安全规程》第190条第2款“煤层瓦斯预抽率大于30%”的规定，符合要求。

三、煤层残余瓦斯压力和煤层残余瓦斯含量

根据《防突管理规定》第五十五条要求，对施工顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施进行区域效果检验时，要在1076运输巷揭煤前采用测定煤层瓦斯含量进行区域措施效果验证，即在工作面施工3个钻孔，其中1个布置在巷道中部另外两个布置在巷道两帮控制轮廓线外12m，其中的1个布置在巷道顶部控制距巷道法向距离5m。

测定1076运输巷前方煤体的瓦斯含量，所有钻孔直径75mm，钻孔的终孔点必须在抽采时间最短的抽采钻孔区域或钻孔密度最小区域进行取样，取样后，用煤芯进行测定煤层瓦斯含量。

详见附图《1076运输巷揭7#煤层区域措施效果检验钻孔布置图》。

所取煤芯经井下现场解吸和试验室解算，得出钻孔控制范围煤层残余瓦斯含量及压力最大值分别为（1#孔4.0957m3/t和0.025MPa、2#孔4.2930m3/t和0.031MPa、3#孔4.1132m3/t和0.025MPa），详见附表《瓦斯含量测定记录表》。

根据地面试验室解算分析成果，1076运输巷揭7#煤层期间，最大瓦斯压力为0.031Mpa，煤层残余瓦斯含量最大为4.2930m3/t，均小于0.6MPa和6m3/t，达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）、《防突规定》第四十三条第三款的规定和公司要求。

四、区域验证

在1076运输巷揭7#煤层，距7#煤层最小法向距离5m时，采用重庆煤科院生产的WTC型瓦斯突出参数仪配合防突钻机和Φ42mm麻花钎子，在迎头施工5个区域验证钻孔，钻孔控制巷道轮廓线外3m范围，测定1076运输巷揭7#煤层,前方煤体的钻屑瓦斯解析指标K1值和钻屑量，钻孔每打1m测定一次钻屑量，钻孔每打2m测定一次钻屑瓦斯解析指标K1值，所测得钻屑瓦斯解析指标K1值最大值为0.10ml/（g.min1/2）＜0.4ml/（g.min1/2），钻屑量最大值2.0kg/m＜5kg/m，均小于临界值。

符合《防突规定》，详见《1076运输巷揭7#煤层区域验证（工作面预测预报）报告单》。

五、区域瓦斯残余含量

1076运输巷揭7#煤层评价范围内7#煤层煤体原始瓦斯含量为18.96m3/t，在迎头施工区域穿层抽放孔预抽煤层瓦斯后，抽放率为82%，因此抽放后的瓦斯含量为：

Q抽含=q原-（q原×j）

=18.96-（18.96×82%）

=3.41m3/t

式中：

Q抽含——抽放后的煤层瓦斯含量，m3/t

q原——3#煤层原始瓦斯含量，m3

j——工作面本煤层瓦斯抽放率，%

第四章评价结论及建议

一、最终结论

1、通过上述综合评价分析，1076运输巷揭7#煤层在未开采保护层的情况下采取了顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施后，使煤体瓦斯得到了充分释放，评价范围内最大残余瓦斯压力0.031MPa，小于0.6Mpa；经计算后残余瓦斯含量：

3.41m3/t，地面试验室解算煤层残余瓦斯含量最大为4.2930m3/t，均小于6m3/t；区域煤层瓦斯预抽率：

82%，大于30%。

达到《防治煤与瓦斯突出规定》第四十二条、第四十三条第3款、第五十三、五十四、五十五条、《煤矿安全规程》第190条及《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》及公司要求。

2、经采用重庆煤科院生产的WTC型瓦斯突出参数仪，钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性进行检验，所测得钻屑瓦斯解析指标K1值最大值为0.10ml/（g.min1/2），钻屑量最大值2.0kg/m，均小于临界值0.4ml/（g.min1/2）和5kg/m，符合《防突规定》。

3、1076运输巷揭7#煤层设计区域及巷道轮廓线外各12m，距顶板、底板法向距离各5m范围范围已消除突出危险，采取安全防护措施进行揭煤作业。

二、建议

1、揭煤过程中，该巷距煤层最小法向距离1.5m时，采用重庆煤科院生产的WTC型瓦斯突出参数仪配合防突钻机和¢42mm麻花钎子，施工3个钻孔进行工作面措施效果检验，控制巷道轮廓线外3m范围，测定煤体的钻屑瓦斯解析指标K1max值和钻屑量Smax，钻孔在进入煤层每钻进1m测定一次钻屑量，钻孔每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解析指标K1值，只有测得钻屑瓦斯解析指标K1max值小于公司要求0.4ml/（g.min1/2）及钻屑量Smax小于5kg/m才能掘进，按此要求对掘进工作面进行最后验证。

详见附图：

1076运输巷揭7#煤层专项防突设计及安全技术组织措施中《1076运输巷揭7#煤层期间工作面措施效果检验钻孔布置图（法向距离1.5m时）》。

2、揭开煤层后，采用重庆煤科院生产的WTC型瓦斯突出参数仪配合防突钻机和¢42mm麻花钎子，施工3个钻孔对掘进工作面连续进行循环工作面防突措施效果检验。

检验钻孔布置巷道轮廓线3m范围，测定煤体的钻屑瓦斯解析指标K1max值和钻屑量Smax，钻孔在进入煤层每钻进1m测定一次钻屑量，钻孔每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解析指标K1值，只有测得钻屑瓦斯解析指标K1max值小于公司要求0.4ml/（g.min1/2），钻屑量Smax小于5kg/m，则无突出危险，在采取安全防护措施和保留2m安全超前距离下进行揭煤。

详见1076运输巷揭7#煤层专项防突设计及安全技术组织措施中《1076运输巷揭7#煤层期间工作面措施效果检验钻孔布置图（揭开煤层时）》。

3、其中任何一次检验钻屑解吸指标K1max值大于公司要求0.4mL/（g.min1/2）或者钻屑量Smax值大于5kg/m，必须停止掘进，采取施工排放钻孔的工作面补充防突措施，再按上述钻屑解吸指标法进行工作面措施效果检验，直至钻屑解吸指标K1max小于公司要求0.4mL/（g.min1/2），钻屑量Smax小于5kg/m，方可向前揭煤。

4、揭煤过程中若发生突出预兆时，必须立即停止掘进，采取工作面防突措施，并进行工作面措施效果检验，效果检验有效后方可允许揭煤。

5、1076运输巷揭煤期间，要加强通风及瓦斯管理。

6、加强区域综合防突措施和局部综合防突措施中允掘距离的管理，严禁超掘。

7、揭煤期间必须采取短支短掘，补打加密锚索加强支护的措施。

附图：

1、1076运输巷揭煤通风系统图

2、1076运输巷揭煤期间区域防突措施竣工图

3、1076运输巷揭煤瓦斯含量测定记录表

4、1076运输巷揭煤期间区域验证（工作面预测预报）检验报告单