10601掘进工作面防突设计.docx
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10601掘进工作面防突设计
10601掘进工作面防突设计
第一章巷道位置及地质情况
第一节巷道位置
一、地面相对位置
巷道地面相对位置为山坡地，地势西高东低，为山坡灌木和茅草地，地面标高为+2010—+2000m。
二、巷道井下位置
巷道位于矿井西部中段，布置在6号煤层,巷道掘进至矿井西部边界，运输道设计全长207米，方位195度，回风道设计全长320米，方位195度、方位166度方位159度。
第二节地质概况
一、巷道煤层及围岩特征、地质构造及瓦斯、水文地质情况
1、煤层赋存特征
6煤层厚1.60—1.85米，平均厚度1.7米，煤层结构较简单，夹矸层，夹矸一般为泥岩，属较稳定性煤层。
煤层直接顶板为粉砂岩，直接底板为泥岩，煤层为无烟煤。
煤层走向50度，倾角12度。
附煤层特征表。
煤层编号
煤层平均
厚度（m）
煤层结构
煤层稳定性
顶底板岩性
煤层倾角
煤层平均间距（m）
顶板
底板
（度）
6
1.7
简单
较稳定
粉砂岩
泥岩
11-13
距p3d底板71.75m
8
1.8
较复杂
较稳定
粉砂岩
细砂岩
泥质灰岩
泥岩
11-13
距6#煤层底板13.5m
10
1.5
简单
较稳定
粉砂岩
泥岩
细砂岩
11-13
距8#煤层底板11.01m
2、煤层自燃倾向性、煤尘爆炸性
根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司实验室对富民煤矿6号煤层鉴定报告，6煤层煤尘无爆炸性,6号煤层自然倾向性Ⅲ级，属不易自燃煤层。
三、瓦斯
2010年纳雍县富民煤矿瓦斯等级鉴定，瓦斯绝对涌出量4.29m3/min，相对瓦斯涌出量51.48m3/T，鉴定结果为高瓦斯矿井。
四、瓦斯突出等参数
1、瓦斯风化
根据井田老窖开采情况，煤层风氧化带为煤层露头往下垂深20-50米，根据相邻井田及贵州省煤层埋藏的情况，本井田以垂深30米底界作为风氧化带下界。
2、瓦斯压力
根据贵州省统计情况及瓦斯含量计算中瓦斯压力系数取值范围（2.03-10.13）考虑通风实施及安全问题等因素，暂取瓦斯压力系数k=10，按p=k*H（H---埋藏深度）计算至矿井深部瓦斯压力：
6#煤层为2.7MPa，8#煤层为2.95MPa，10#煤层为3.1MPa。
3、煤质特征
项目
煤层
灰分
W（Ad%）
水分
W（Mad%）
全硫
W（St,d%）
挥发分
W（Vdaf%）
发热量
（MJ/㎏）
容重
t/㎡
6号
19.93
1.78
0.79
8.84
31.74
1.46
8号
16.98
1.70
1.02
8.93
31.39
1.46
10号
21.62
1.74
2.16
8.52
31.64
1.50
五、构造
区域内有F1、F2采区边界断层，落差：
F1断层10米左右、F2断层落差0-9米，采区内有小派生断层，不影响开采。
六、水文地质
施工区域水文地质条件简单，局部可能存在裂隙水或采空水，因此施工前必须按设计进行探水，否则不得施工。
七、邻近区域巷道布置情况
矿区及周边老窖开采历史悠久，以斜井为主，老窖井口多沿6#、8#、10#煤层地表出露地带或煤层埋藏较浅部地带分布，为季节性土法开采，见煤后沿煤层掘进，开采斜长一般50-150米，垂深30-60米左右。
大部分老窖有积水，井口垮塌、排水困难。
近年来政府国土部门加大管理力度，滥采乱掘的小煤矿均被禁止开采，老窖对矿山煤炭资源开采有一定影响。
第三节通风与安全
1、通风方式
矿井主要通风机的工作方法采用抽出式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风，局扇采用11KW对旋风机。
必须双机双电源并自动切换。
2、通风系统类型
采取抽出式通风方式，中央并列式通风系统，即以主、副平硐进风，回风斜井回风。
主、备通风机型号：
FBCDZ.54№16轴流通风机，风量为1690—3760m3∕min，风压：
1020—2650Pa，电机型号：
YBFe315-6，额定功率：
2×75KW，转速：
980rpm，电流：
141.7/81.8A,电压：
380/660V，摩擦火花安全证号：
20115093,防爆合格证号：
32007646，煤安标志编号：
070167，出场编号：
20130505：
生产日期：
2013.5，生产厂家：
山西安昇风机有限公司。
3、掘进面通风线路
新风流：
主、副斜井—局部通风机压入掘进工作面。
乏风流：
掘进工作面乏风流—掘进专用回风巷—回风井—地面
第二章突出危险工作面的划分
该矿于2011年6月请中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室做了8号煤层的突出鉴定，鉴定结果为：
标高1890m以上浅部鉴定范围内的8号煤层无突出危险性，根据黔能源煤炭【2013】176好文件瓦斯等级鉴定的通知，该矿属于高瓦斯矿井，所以本矿井开采该工作面时，按照高瓦斯矿井进行管理。
根据2007年10月17日贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤炭管理局、贵州煤矿安全监察局联合下发的黔安监管办字[2007]345号－《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防止工作的意见》，西部区10601掘进工作面按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，煤矿必须做好防治煤与瓦斯突出措施，在建设和生产过程中必须严格执行《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定。
煤巷施工必须进行突出危险性预测，是在工作面推进过程中进行的，如果K1值和钻屑量在临界指标以上，则该工作面为突出危险工作面，否则为非突出危险工作面。
如果为突出危险工作面，采取防突措施后经检验为无突出危险，但在掘进过程中的下述地点仍划为突出危险区域：
1、10601运输巷、回风巷、联络巷掘进时出现预测超标和瓦斯动力现象的，前方及两侧20m范围；
2、掘进时出现的断层落差H=0.5～1m的两侧10m范围；断层落差H=1～2m的两侧20m范围；断层落差H>2m的两边30m范围；
3、掘进过程中，煤层赋存急剧变化时，工作面前方至少20m范围；直至煤层赋存正常为止。
第三章“四位一体”防突措施
一、工作面突出危险性预测
1、突出危险性预测：
采用钻屑指标法进行突出危险性预测，其具体做法如下：
（1）在预测工作面打3个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，孔钻钻进的速度应保持匀速，约每分钟1m左右；其布孔原则是，孔的位置应布置在工作面煤层的软分层内或尽可能穿过软分层，终孔位置应位于巷道轮廓线4m外。
预测孔具体布置见图1。
（2）、在预测钻孔进入煤层后每2m测一次K1、每隔1m测一次钻屑量S值，K1值和S值的测试取样位置应相互错开1m，并记录，每个钻屑量应测试完每1m孔深的全部钻屑。
K1值采用煤炭科学研究总院重庆分院研制的WTC瓦斯突出参数仪测试，钻屑量S值采用重量法测试。
（3）采用钻屑指标法预测突出危险性，其指标临界值取K1=0.5mL/g﹒min½，S=6kg/m。
（4）在掘进工作面没有地质构造、煤层稳定、无瓦斯动力现象时，当经过连续两次验证性预测K1及S值均小于临界指标值，则该工作面为无突出危险面，可以在有安全防护措施的基础上保留2米的预测孔超前距掘进；当任何一次有K1或S值大于或等于临界指标值时，则该工作面为突出危险工作面，必须按照突出危险工作面进行管理，采取防治突出措施。
（5）、当掘进工作面被划分为突出危险工作面，在突出危险区域内掘进作业时，必须进行工作面突出危险性预测，经采取防突措施后，经效检无突出危险时，方可在有安全防护措施的条件下进行掘进，但必须保留2m预测孔超前距和5m措施孔超前距，进行下一轮预测循环。
（6）、预测孔具体布置见附图一。
1—巷道；2—钻孔
二、防治突出措施
工作面经预测有突出危险时，必须按照突出危险工作面进行管理，采取防治突出措施，采用超前预抽煤层瓦斯钻孔作为突出危险掘进工作面的防突措施。
超前预抽钻孔布置图
煤巷掘进工作面超前预抽钻孔布置示意图
超前预抽钻孔长40米，沿煤层掘进方向施工顺层长钻孔预抽煤层瓦斯，顺层长钻孔控制范围为煤巷轮廓线外8米。
每循环掘进30米，煤巷碛头前方至少留10米超前距。
采用超前钻孔作为防突措施，在第一次执行防治突出的措施或无措施超前距时，必须采用浅孔排放，在工作面前形成5米执行措施孔的安全屏障后，方可执行正常防突措施施工，确保执行措施的安全。
超前预抽钻孔直径为89mm，采用ZDY750液压钻机。
钻孔的有效排放半径要根据实际测定。
超前钻孔的有效排放半径测定具体做法如下：
1、确定超前预抽钻孔有效排放半径R
（1）、沿工作面软分层打4个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔深5m，间距0.4m；
（2）、对各测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为1m；
（3）、钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔5min测定1次，每一测量孔测定次数不得少于5次；
（4）、在距最边缘测量孔钻孔中心0.5m处，打一个平行于测量孔的超前钻孔（直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径），在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；
（5）、超前钻孔打完后，每隔5min测定各测量孔的瓦斯涌出量；
（6）、打完超前钻孔后测定2h；
（7）、如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大10%，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内，符合本条件的测量孔距超前钻孔的最远距离即为超前钻孔的有效排放半径R。
2、根据实测的超前预抽钻孔有效排放半径R，在工作面煤层的软分层中布置一定数量的超前钻孔，具体布置见附图。
超前预抽钻孔布置原则：
1）、超前钻孔应布置在煤层的软分层中，控制到巷道断面轮廓线外8m。
超前钻孔的布置根据实测的有效排放半径R进行设计布置。
暂按终孔距暂按4m设计，根据实际测定排放半径调整。
2）、超前预抽钻孔控制工作面前方的投影距离为40m，终孔控制巷道轮廓线外8米，抽放后，经过措施效果检验有效后，允许掘进30m，留10m超前距离作为安全屏障。
3）、保证每2个相邻超前钻孔孔底之间间距小于或等于2R。
3、超前钻孔施工必须加强工作面支护，打好迎面支架，背好工
作面。
4、封孔材料采用聚胺脂，辅以一米长的麻布，封孔长度5米。
保证不漏气，抽放负压不低于13Kpa。
三、防治突出措施的效果检验
1、顺层超前钻孔预抽防突措施效果检验采用钻屑指标法，检验孔深应小于或等于措施孔，并应布置在两个措施孔中间（见附图）。
检验孔直径42mm。
2、效验指标临界值取K1=0.5mL/g﹒min½，S=6kg/m。
3、经效验，若效检结果在临界指标之下，证明措施有效,工作面无突出危险，可以在采取安全防护措施后直接进行作业，但必须保留10m措施孔超前距离；反之措施无效，则必须重新编制防突措施报总工程师批准后后执行，并经效验有效后，方可作业。
在措施有效后掘进工作面每向前掘进30m后必须重新实施预测、超前预抽钻孔和效验。
见图。
1—措施孔；2—措施效果检验孔；3—掘进工作面
掘进工作面措施效果检验孔布置图
四、安全防护措施
1、该工作在在布置前，必须形成独立的通风系统，其回风系统内不得设置调控通风设施，避灾路线必须保持畅通，压风自救系统、必须按规定设置和维护，施工人员必须随身携带隔离式自救器。
2、反向风门的设置
在新鲜风流中设置两道反向风门，且距工作面回风巷不得小于10米，反向风门的规格为墙垛厚度不少于0.8m，嵌入巷道周边岩石不得小于0.5米，门框厚度不小于100mm，风门厚度不小于50mm，两道风门的距离不得小于4米。
反向风门平时敞开，放炮时必须关闭，对通过内墙垛的风筒，必须设有隔断装置。
3、避难硐室设置在反向风门外，在避难硐室内安设1套（15个袋）压风自救装置，并有直通地面矿长办公室的电话，存放一定量的隔离式自救器，接通水源。
凡入井人员每人必须携带隔离式化学氧自救器。
4、压风自救系统
根据《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出规定》，压风自救系统安设在井下压缩空气管路上，在生产作业过程中，不得随意关闭压风自救器的供风，每一组压风自救器系统不少于5个自救袋，每个自救器的供风量不得少于0.2m3/min。
压风自救系统安设地点：
①、第一组安设点距离工作面30m，当掘进工作面施工距离较长后，必须在该掘进巷道内适当安设，每组安设5个自救袋；②、在放炮员操作放炮的地点；③、爆破警戒点。
5、必须按“四位一体”的要求进行及时预测预报，矿必须每班安排一名安全员或瓦检员在掘进工作面蹲点，发现工作面煤层发生变化、地质构造以及突出征兆等情况时，必须组织人员撤出工作面并向矿汇报情况，对该工作面进行突出危险预测并采取防突措施。
防突员必须按规定填写预测版牌，安设标志,认真填写煤巷掘进工作面突出危险性预测预报记录表和防突台帐。
技术人员加强地质预测预报，每周预测前方30米地质情况及煤层变化情况，并将预测结果报总工程师、安全矿长、生产矿长。
6、工作面施工必须加强支护，做好前探支护，以免垮冒诱发煤与瓦斯突出。
7、必须每周派人检查和调校1次该头的瓦斯监测传感器，确保系统的稳定与可靠、灵敏，并进行一次断电功能测试。
8、掘进队跟班班长每班必须向矿汇报当班工作面煤厚、地质构造以及作业过程中的瓦斯、异常动力现象等情况。
9、该工作面的瓦斯监测系统必须严格按该工作面的《作业规程》中的规定安装，具体如下：
其中瓦斯报警点：
T1为0.80%，T2为0.80%
瓦斯断电点：
T1为1.0%，T2为1.0%
复电点：
T1为1.0%，T2为1.0%
断电范围：
T1----掘进工作面全部非本质安全型电气设备
T2----掘进工作面巷道中全部非本质安全型电气设备
10、防突钻具必须随时保持完好，磨损、变形严重的钻具一律停止使用。
施工防突钻孔前，由防突队明确人员负责检查压风自救器系统、监测系统等安全设施和防突钻具的完好情况，检查避灾路线是否畅通，只有当所有设施、设备符合要求时，并加强工作面支护后，方可开钻打孔。
11、施工防突预测、措施、效检钻孔时，只能使用强力电煤钻（预测）和ZDY-620型钻机施工。
施工时，钻具前方严禁有人；现场施工人员不得超过3人（其中施工人员2人，防突员1人。
如遇煤层硬且无突出危险的情况下，经矿总工同意后，可增加施钻人员，但不得超过4人）。
在施工防突钻孔期间，严禁其它工作与之平行作业，无关人员不得进入该头的通风系统内。
12、在掘进期间必须设置专职瓦斯检查员，负责按规定检查该巷当头及其回风流中的瓦斯情况。
13、在掘进期间，掘进面电器设备严禁失爆，严禁使用防爆性能不合格的电器设备。
该头所在掘进队必须派专职电工经常检查该头所有电器设备的完好情况；并将检查结果及时报总工程师、安全矿长、生产矿长。
14、掘进爆破时，必须采取远距离爆破。
爆破装药前，工作面未装药的眼、孔都用黄泥（或其它不然性材料）充填，其充填长度不得少于当班进尺炮眼深度的1.5倍。
放炮地点必须在反向风门外的进风流中。
15、爆破警戒及撤人路线（设岗的同时，撤出沿途所有人员至警戒点）：
回风巷工作面→避难硐室。
16、避灾路线：
在掘进过程中如出现瓦斯事故险情或其它突出征兆时，当班班长应组织当班人员按下述路线撤退：
施工地点（迎头）→22804回风巷→西主井→主、付斜井→地面。
五、局部通风及瓦斯防治
1、局部通风管理
1）、局扇必须安装在西主井进风风流中，距回风口距离不少于10m，且放在专用架子上，局扇必须是双风机双电源，并能自动切换。
挂好有关的管理牌板。
风筒悬挂平、直、稳、高，无破洞，有漏必补，无急转弯，逢环必挂，缺环必补，风筒口距当头不大于5m，确保末端风量能稀释工作面的瓦斯，局扇要有专人负责管理。
2）、因主要风机停电或需检修使用备用风机时，工作面必须停止施工，切断电源，撤出人员。
3）、停风区中瓦斯浓度超过1.0%或CO2浓度超过1.5%，最高瓦斯浓度和CO2浓度不超过3.0%时,恢复通风前必须在瓦检员的指导下排放瓦斯,排放瓦斯时要控制风流逐段排放，确保排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯或CO2浓度都不超过1.5%,只有工作面CH4在1.0%以下时,方可进入工作面施工。
当最高瓦斯浓度或CO2浓度超过3.0%时,必须制定专项排放瓦斯措施，报矿总工程师批准后，按措施规定进行排放。
2、加强瓦斯管理:
1）、工作面必须吊挂瓦斯传感器监测施工点的瓦斯浓度，瓦斯传感器应垂直吊挂在顶板完好的地方，距顶板不小于0.2米,距巷壁不大于0.3米，距工作面迎头不大于5米的地方。
2）、工作面所有电器设备都必须实行瓦斯电闭锁，报警断电值及断电范围必须严格符合本作业规程规定，瓦斯浓度达1.5%时必须撤人。
3）、严格落实瓦斯管理制，瓦检员必须加强瓦斯的检测，瓦斯超限严禁作业的制度必须落实。
第四章安全组织保障措施
（1）防突措施贯彻后要有考试成绩及台帐可查。
巷道掘进前，施工队必须认真组织职工和管理人员进行作业规程贯彻学习和考试，只有经考试合格后方可上岗。
（2）施工防突钻孔必须严格按照措施规定要求进行施工，防突员操作要规范，按规定要求认真测定K1值和钻屑量S值，严禁弄虚作假。
①当班施工的防突钻孔，防突员在现场必须向矿汇报，内容有：
孔数、孔深、测定指标、打孔现象、工作面瓦斯情况，超标钻孔发生的部位，要有记录。
②在施工防突钻孔的过程中若出现喷孔、卡钻、顶钻、吸钻、响煤炮、瓦斯涌出忽大忽小、瓦斯持续上升、矿压显现等明显的突出预兆时，必须立即停止施工，切断电源，撤出人员。
同时，并设置“严禁入内”的禁戒标志。
由当班防突员向矿长及总工程师汇报请示处理。
③在施工防突钻孔过程中，保持匀速钻进，并边旋转边进、退钻，保持钻孔畅通；施工完毕后，必须旋转退钻、拆卸钻杆，严禁不旋转钻杆而直接从钻孔内拉出钻杆。
各种钻孔在有软分层时，必须布置在软分层内，无软分层时，则布置在煤厚中线。
（3）压风自救器、监测系统、防隔爆水袋必须严格按措施和作业规程规定要求设置，并及时根据采掘进度进行安装或撤除。
施工区队及其进入该头的所有人员必须爱护通风设施，严格按规定使用，并不得随意打开、关闭、拆卸各类通风安全设施；监测探头、便携式瓦斯检查仪、隔离式自救器、压风自救器必须按规定移动和悬挂；不乱动监测设施，不得人为关闭监测主机，在施工过程中如发现有通风安全设施损坏或失效，必须及时向矿汇报进行处理。
（4）必须严格按该头作业规程规定要求配备风量，并每周对该头的风量、以及通风系统进行检查，保证系统的稳定、畅通。
（5）每月对该头防突钻孔施工情况、安全措施执行情况检查不少于3次，并有记录可查，保证措施有效实施
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