回采工作面瓦斯治理方案及措施.docx

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回采工作面瓦斯治理方案及措施

贵州##煤矿

综采工作面瓦斯治理方案

及保障组织措施

编制单位：

##煤矿

编制日期：

20年月日

一、工程概况

1、工作面设计概况

某某工作面位于矿井西翼K18煤层，工作面拐点坐标分别为：

（x=2930826.79，y-35481392.45）

（x=2930669.90，y-35481309.35）

（x=2930525.40，y-35481649.78）

根据重庆煤科院《某矿业公司某可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价科学技术报告》测定的结果，K18煤层原始瓦斯含量为18.0304m3/t，K18煤层属三类不容易自然煤层，具有煤尘爆炸危险性。

2、工作面地质概况

（1）、煤层情况

某某综采工作面回采K18煤层，煤层倾角为18度，K18俗称大油炭，厚度稳定，厚2.2—4.4米，平均3.16米。

煤层结构简单，夹矸1—3层，厚0.01—0.38米，平均0.08米，岩性为粘土岩、炭质粘土岩及隐晶质高岭石粘土岩。

（2）、煤层顶底板特征

该巷道所掘煤层预计厚2.2m—4.4m，平均厚3.16m，顶板倾角18°--22°。

直接顶：

底部为灰色粉砂质粘土岩厚2.3m；

老顶：

浅灰色细砂岩、粉砂岩，平均厚13m。

直接底：

灰色泥质粉砂岩，平均厚0.56m。

老底：

灰色泥质粉砂岩。

⑷、地质及水文地质情况

某某综采工作面范围内水文地质条件简单，其上覆无强含水层，但上部有10901某采空区，采空区水属自排水，回采期间局部地段有淋水，水源均为顶板砂岩裂隙水，水量为0.5---3m3/h。

3、瓦斯抽放系统

矿井目前有一座地面永久瓦斯抽放泵站，共有两套瓦斯抽放系统（2007年6月高负压永久抽放系统投入使用），即高、低负压永久抽放系统。

高负压瓦斯抽放系统安装有瓦斯泵三台，为2BE3420-2BY4泵，电机型号为YB2-315L2-4，功率为200KW；低负压抽放系统安装瓦斯泵3台，型号为2BE3500-2BY4，电机型号为YB2-355M2-4功率为250KW。

某某工作面实施了大面积预抽，采用风井2BE3420-2BY4抽放系统进行抽放，在某回风顺槽（外段）、某运输顺槽（外段）的巷道本煤层一帮，先由某运输顺槽（外段）上帮按203°方位施工本煤层平行预抽钻孔，钻孔开孔间距3米，终孔间距3米，钻孔孔深110米，在某回风顺槽（外段）下帮按23°方位施工本煤层平行预抽钻孔，钻孔开孔间距3米，终孔间距3米，钻孔孔深85米，自掘进期间开始依次投入抽放；抽放管理布置：

采用高负压通过直径20寸的抽放管路接至总回巷道，再由直径10寸的螺旋扣管路接至某运输顺槽（外段），接至某辅助上山到某回风顺槽（外段）。

回采期间利用风井2BE3500-2BY4抽放系统对工作面上隅角进行埋管，抽放采空区瓦斯。

二、区域防突安全技术措施

1、预测预报

根据重庆煤科院《某矿业公司某可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价科学技术报告》测定的结果，K18煤层以单项指标分析：

煤层的破坏类型为Ⅲ～Ⅳ级、坚固性系数（f）为0.20、煤层瓦斯放散初速度（△P）为15、煤层瓦斯压力（P）为1.899Mpa，煤层突出危险性综合指标D=10.4801、K=75.0；从综合分析：

其单项指标△P和P，综合指标K和D都超过了《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值，表明K18煤层具有突出危险性。

2、区域防突措施

根据某某综采工作面和某煤矿实际情况，某某综采工作面区域防突措施采用开采上保护层和本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施

（1）开采上保护层的区域防突措施

①、保护层开采情况

10901某综采工作面位于某风井西翼。

工作面为开采K9煤层，K9煤层平均煤厚2.23m，煤层倾角18度。

走向长700m、倾向长237m，沿走向回采380m。

开采保护层90060㎡。

该工作面上限标高为1825.323T、下限标高为1759.492T。

附《某某工作面上保护层开采范围图》

②、保护层与被保护层之间的关系

某回风顺槽（外段）位于10901某综采工作面采空区下。

与10901某综采工作面垂距为48m。

煤层倾角均为18度，保护层沿倾斜方向的卸压角按75度计算。

沿走向方向卸压角按60度计算。

经过计算从某回风顺槽（外段）开门点位置至前方51米位置为上保护层煤柱保护盲区，巷道掘进至开门点位置前方51米进入上保护层有效保护范围。

③、上保护层保护作用的理论分析

　　保护层的保护作用随层间距的增大而减小，达到某一临界距离时，保护作用消失。

确定上保护层的有效层间距，可以采用如下三种方法确定。

a、根据《防治煤与瓦斯突出规定》的推荐，缓倾斜和倾斜上保护层开采的有效垂距为小于50m。

b、根据保护层厚度、顶板管理方法、回采工作面长度和开采深度等因素，按如下公式确定上保护层开采的有效垂距：

S上=h上×β1×β2

式中：

S上-上保护层的最大有效层间垂距，m；

h上-上保护层的理论有效层间垂距，m。

它与工作面长度a和开采深度h有关，当a＞0.3h时，则取a=0.3h，但a不得大于250m；

β1-保护层开采影响系数，当M≤mo时，β1=M/mo，当M＞mo时，β1=1；M-保护层开采厚度，m；

mo-开采保护层的最小有效厚度，m；

β2-层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以η表示硬岩在层间岩石中所占的百分比，η≥50%时，β2=1-（0.4η/100），η＜50%时，β2=1。

根据某回风顺槽（外段）层间岩间情况η取40%

S上=h上×β1×β2

=66×1×（1-0.4n/100）

=66×1×0.9984

=65.9

按照这一方法的计算公式计算得出的K18煤层的上保护层开采的有效保护垂距为65.9m。

C、保护层的保护作用不仅与层间距离有关，而且与保护层的开采厚度有关。

因此，在讨论保护作用时，应把保护层厚度与层间垂距结合起来考虑，引入相对层间距离的概念，即层间垂距与采高的比值R=h/m。

相对层间距越小，保护作用越充分，反之亦然。

附《某某工作面上保护层保护效果图》

（2）、本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施

某某综采工作面回采区域采用本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。

在某回风顺槽（外段）下帮及某运输顺槽（外段）上帮每隔3m施工一个本煤层顺层预抽抽放钻孔，钻孔开孔间距3米，钻孔终孔间距3米，钻孔控制到整个回采区域。

（详见《某回风顺槽（外段）下帮及下帮钻场本煤层平行预抽抽钻孔设计图》、《某运输顺槽（外段）上帮及上帮钻场本煤层平行预抽抽钻孔设计图》）。

3、区域防突措施效果检验

⑴、某某综采工作面区域防突措施效果检验：

①、某某综采工作面区域防突措施效果检验采用测定残余瓦斯含量的方法检验区域防突措施效果。

②、突出危险性临界值：

根据六盘水市下发文件规定，突出区域预测临界值残余瓦斯含量小于6m3/t为无突出危险。

③、按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求，在采煤工作面推进方向每隔30-50米，至少布置2个检验测试点。

根据实际情况，在工作面推进方向每隔50米布置2个检验测试点，共计取芯16个。

详见《某某综采工作面取芯钻孔布置设计图》。

④、如取样分析煤层残余瓦斯含量均小于6m3/t，证明区域防突措施有效，可以回采。

反之则重新制定预抽煤层瓦斯的区域防突措施。

4、区域验证

（1）、区域验证方法：

采用钻屑指标法验证某某综采工作面突出危险性。

（2）、某某综采工作面钻屑指标法验证的具体操作为：

①、在工作面煤壁软分层中（无软分层的在距底板1米位置），沿工作面倾向方向每隔15米向工作面走向方向用煤电钻施工一组直径42mm的检验孔，检验孔单孔孔深为10m，检验孔每钻进1米测定该1米段的全部钻屑量，每钻进2米测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值。

②、采用钻屑指标法预测工作面突出危险性，当钻屑瓦斯解吸指标k1≥0.5[mL·（g·min1/2）]-1及钻屑量指标S≥6kg/m时，为有突出危险性。

③、当预测值小于突出危险性的临界值时，允许推采8m。

否则必须重新采取预抽煤层瓦斯的防突措施。

④、效果检验钻孔由施工单位安排专人进行施工，由通风工区防突效果检验人员对效果检验钻孔的施工进行监督指导并进行数据考察，效果检验钻孔的施工必须严格按照《某某综采工作面区域验证钻孔布置设计图》进行施工。

⑤、防突人员必须按规定操作，每次防突考查完毕后及时填定防突检查牌板，并将考查结果报通风工区、矿调度。

上井后及时填写防突考查报表，防突考查报表必须12小时内送相关单位。

三、局部防突措施

1、工作面突出危险性预测

采用钻屑指标法预测工作面突出危险性，当钻屑瓦斯解吸指标k1≥0.5[mL·（g·min1/2）]-1及钻屑量指标S≥6kg/m时，为有突出危险性，采取局部防突措施。

2、局部防突措施

当工作面突出危险性预测为有突出危险时，则采取局部防突措施；局部防突措施采用补充顺层钻孔预抽煤层瓦斯的防突措施。

回采工作面根据原抽放钻孔施工情况，重新设计在某回风顺槽（外段）、某运输顺槽（外段）向工作面回采范围补充施工顺层抽放钻孔。

在原两个抽放钻孔间补打一个抽放钻孔，钻孔必须控制区域验证有突出危险范围。

3、局部防突措施效果检验

局部防突措施效果检验与区域验证方法相同，不在赘述。

四、安全防护措施

回采期间采取的安全防护措施有安设压风自救系统、携带自救器、建立防突反向风门、设置临时避难硐室。

1、安设压风自救系统

在某回风顺槽（外段）、某运输顺槽（外段）距离采煤工作面25-40米的范围内各安装一组压风自救装置，有固定作业地点的位置安装一组压风自救装置，在进风巷下出口以外50-100米范围内设置一组压风三通装置，压风自救装置供给量每人不得小于0.1m3/min的风量。

2、携带自救器

所有作业人员必须配带自救器，并熟知自救器的使用方法。

各单位定期组织本单位职工对自救器的使用方法进行培训。

领取自救器时必须先检查其完好情况。

3、建立防突正反向风门

某某综采工作面防突风门采用原一区段轨道石门和一片口防突风门，防突风门墙厚为1m，风门板厚度为50mm，通风工区必须随时对其进行检查、维护，确保风门完好、可靠。

4、设置临时避难硐室

某某综采工作面避难硐室采用某回风顺槽（外段）设置的避难硐室及某运输顺槽（外段）风门内设置临时避难硐室，避难硐室设向外开启的隔离门，避难硐室净高不得低于2m，深度满足扩散通风的要求，避难硐室内支护良好，设有与矿调度室直通的电话，内设压风自救装置，避难硐室内压风自救装置供给量每人不得小于0.3m3/min的风量，避难硐室内设有瓦斯、温度、一氧化碳、二氧化碳传感器。

五、监测监控

1、某某综采工作面监控探头安装位置如下，T1探头安设于距某某工作面煤壁10米范围内的某回风顺槽（外段），T1探头的报警值为≥0.8%，断电值为≥1%，复电值为<0.8%，断电范围为某某工作面、某回风顺槽（外段）、二区段瓦斯巷、11301回风顺槽10901（上）运输顺槽及一区段轨道石门内的全部非本质安全型电气设备电源，T2安设于距一区段轨道石门10-15米范围内的10901（上）运输顺槽内，T2探头的报警值为≥0.8%，为断电值为≥0.8%，复电值为<0.8，断电范围：

某某工作面、某回风顺槽（外段）、二区段瓦斯巷、11301回风顺槽10901（上）运输顺槽及一区段轨道石门内的全部非本质安全型电气设备电源，T3探头安设于距某某综采工作面煤壁10米范围内的某运输顺槽（外段），T3探头的报警值为≥0.5%，断电值为≥0.5%，复电值为<0.5%，断电范围为某某工作面、某回风顺槽（外段）、二区段瓦斯巷、11301回风顺槽10901（上）运输顺槽及一区段轨道石门内的全部非本质安全型电气设备电源，T4探头安设于某某综采上隅角，T4探头的报警值为≥0.8%，断电值为≥1%，复电值为<0.8%，断电范围为某某工作面、某回风顺槽（外段）、二区段瓦斯巷、11301回风顺槽10901（上）运输顺槽及一区段轨道石门内的全部非本质安全型电气设备电源。

在某某综采工作面T2位置安设风速传感器、温度传感器、一氧化碳传感器。

温度传感器报警值为≥30℃。

某某综采工作面范围内的所有非本质安全型电气设备都必须安设瓦斯电闭锁。

（附某某综采工作面监测监控系统示意图）。

2、通风工区每天安排人员对监控系统进行检查维护，按规定对监控探头进行调校。

3、监控系统不能正常运行或监控系统显示某某综采工作面瓦斯超限时，必须立即通知某某综采工作面停止工作，撤出人员、查明原因，并及时安排人员进行处理。

六、防突安全保障组织措施

为确保某某综采工作面安全回采，矿成立防突安全保障领导小组。

1、成立防突安全保障领导小组

组长：

矿长

副组长：

生产副矿长、安全副矿长、机电副矿长、矿总工程师。

成员：

通风副总、地测副总、机电副总、救护队、安检科、机运科、通风工区、抽采工区、调度室、地测科

2、防突安全保障领导小组工作责任制

矿长：

总指挥，负责防突安全保障工作所需的人、财、物的供给。

生产副矿长：

组织协调调配掘进过程中防突工作的人力、物力。

矿总工程师：

负责技术指导工作；负责组织防突设计及措施的编制；负责防突工作的全面技术指挥。

安全副矿长：

按规定对防突工作期间的各项安全工作进行监督管理。

机电副矿长：

负责停送电制度的制定。

通风副总：

负责按措施要求完善防突工作面现场“一通三防”系统；组织实施抽放效果评价、防突效果检验及验证，督促措施的落实情况。

机电副总：

负责掘进期间停送电指挥及电气设备监督管理。

调度室：

负责调度指挥工作，协调解决防突过程中出现的问题。

地测副总：

负责组织地质资料整理。

地测科：

负责组织地质资料整理，准确确定煤层相关参数；提供准确的地质资料给相关单位。

机运科：

负责防突期间电器设备的防爆性能检查等工作。

救护队：

负责防突期间的瓦斯检查及突发事件的救援工作。

安检科：

负责监督措施的现场落实、兑现，制止“三违”行为。

通风工区：

负责防突措施的编制，督促措施的落实情况；完善防突工作面现场“一通三防”系统；组织实施抽放效果评价、防突效果检验及验证，督促措施的落实情况。

抽采工区：

负责组织抽放钻孔的设计及人员现场施工、材料准备、现场措施落实。

防突领导小组在矿调度室设置防突安全保障指挥部，以便统一指挥。

掘进期间，防突安全保障领导小组副组长和组长在矿调度室轮流值班指挥防突工作。

3、成立现场防突指挥小组

组长：

孙谦

副组长：

陈茨、刘国宽、李家财

成员：

通风工区跟班干部、生产管理科跟班干部、机电管理科跟班干部、安全管理科跟班干部、施工单位跟班干部、救护队跟班干部

4、现场防突指挥小组工作责任制

孙谦：

总指挥，负责防突现场的全面指挥工作。

陈茨：

负责按规定对防突现场的各项安全工作进行监督管理。

刘国宽：

负责按规定现场指挥打眼、装药、联线、放炮和顶板管理。

李家财：

负责防突现场的停送电指挥及电器设备的防爆性能检查等工作。

通风工区跟班干部、生产管理科跟班干部、机电管理科跟班干部、安全管理科跟班干部：

协助组长和副组长搞好业务范围内的工作。

施工单位跟班干部：

负责组织人员现场施工、材料准备、现场措施的落实。

救护队跟班干部：

负责防突现场的瓦斯检查及突发事件的救援指挥工作。

七、成员单位职责及对防突工作的控制监督

1、掘进施工单位：

负责组织人员现场施工、材料准备、现场防突措施的落实。

2、抽放工区：

负责对防突区域抽采钻孔的施工，并安装抽采管路。

3、生产技术科：

负责提供相应的巷道施工参数和监督施工单位的施工情况及验收。

4、机电管理科：

负责防突期间机电设备的检查和维护工作。

5、通风工区：

负责编制防突措施，并监督施工单位对防突措施的落实情况，防突期间“一通三防”设施的检查，防突钻孔抽采参数的测定和统计，编制区域效果检验报告。

配合施工单位完善“一通三防”设施并维护，保证防突期间通风系统的稳定、可靠，检查瓦斯。

6、矿调度室：

对防突工作的协调指挥及调配工作。

7、地质测量科：

负责组织地质资料整理，准确确定煤层相关参数；提供准确的地质资料给相关单位，给相关单位提供准确的地质资料，根据现场施工进度绘制《施工进度图》悬挂矿调度室，每小班根据掘进进度准确填绘掘进导线控制点。

8、安检科：

负责监督施工单位对相关措施的现场落实、兑现情况，制止现场“三违”行为的发生，组织协调放炮撤人设岗工作，参与揭防突间各系统的安全检查。