XX矿11402回风巷掘进面防突设计.docx

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XX矿11402回风巷掘进面防突设计

编号：

GPMK11402H

XXXX11402回风巷

掘进工作面防突设计

技术部防突专业

二零一二年五月二日

矿会审意见

部门签字

编制人：

年月日

机电科：

年月日

通防科：

年月日

安全科：

年月日

技术部：

年月日

调度室：

年月日

总工程师：

年月日

公司评审签字单

通风防突部：

年月日

生产技术部：

年月日

机电运输部：

年月日

安全监察部：

年月日

地测副总：

年月日

通防副总：

年月日

总工程师：

年月日

公司审批意见

贯彻情况登记表

设计名称：

XXXX11402回风巷掘进工作面防突设计

本设计（措施）贯彻情况

班

班

班

参加人数名

参加人员（签字）

参加人数名

参加人员（签字）

参加人数名

参加人员（签字）

贯彻人：

年月日

贯彻人：

年月日

贯彻人：

年月日

本防突设计依据·············································8

第一章概况················································1

一、巷道基本情况···········································1

二、建立可靠的独立通风系统及加强风流设施管理的措施·········3

第二章防治煤与瓦斯突出设计·······························3

第一节区域综合防突措施··································4

一、区域突出危险性预测···································4

二、区域防突措施·········································5

三、区域防突措施效果检验·································7

四、区域验证···············································9

第二节局部综合防突措施··································10

一、工作面突出危险性预测及检验方法·······················10

二、工作面防突措施········································10

三、工作面防突措施效果检验································13

四、安全防护措施··········································14

第三章安全技术措施······································16

一、抽放孔施工安全技术措施································16

二、综合防尘措施··········································18

三、避灾路线··············································18

四、安全防护措施··········································18

五、其他··················································20

六、组织措施··············································21

第四章组织管理措施······································22

第五章煤与瓦斯突出应急预案······························23

一、应急措施··············································23

二、防突项目管理制度······································25

附图1.1.111402回风巷布置平面图

附图1.2.111402回风巷掘进工作面供风系统示意图

附图2.2.3抽放钻孔布置断面示意图

附图2.2.4抽放钻孔布置平面示意图

附图2.3.2DGC取芯孔布置平面示意图

附图2.3.3DGC取芯孔布置断面示意图

附图3.1.2工作面突出危险预测（检验）孔布置平面示意图

附图3.2.2排放孔布置断面示意图

附图3.2.3排放孔布置平面示意图

附图3.2.4排放孔终孔效果示意图

防突设计的依据

（1）《防治煤与瓦斯突出规定》

（2）《煤矿瓦斯抽放规范》

（3）《煤矿瓦斯抽采基本指标》

（4）《煤矿瓦斯含量井下直接测定方法》

（5）XXXX11402采煤工作面平、剖、断面图（设计）

（6）《煤矿安全规程》

XXXX11402回风巷

掘进工作面防突设计

为切实贯彻执行“安全第一，预防为主”安全生产方针，加强矿井煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防矿井突出事故，保障矿井职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《防治煤与瓦斯突出规定》等法律、行政法规，特编制11402回风巷防治煤与瓦斯突出设计。

第一章概况

一、巷道基本情况

1、巷道位置：

该巷道位于井田东南侧，为XXXX（技改45万t后）备用工作面回风巷道，该巷道在11401运输巷K8点处以338°方位角开门，开门标高为+1308.9m，对应的地面标高为+1400m，埋深为91m，其四邻煤层均未采动,掘进方式为炮掘，矩形断面，采用锚网喷（锁）支护。

巷道设计在14#煤层中，煤层厚度0.93m—4.57,平均2.5m,含夹石0～2层，夹石一般为泥岩，结构简单，煤层厚度变化不大，顶板为砂岩与泥岩，底板一般为泥岩、炭质泥岩，为较稳定煤层。

根据《织金县XXXX（扩能）初步设计》可知，14#煤层走向近东西向，倾向近北向，倾角8-12°，一般8°，备用工作面周围没有大的断层，地质构造相对简单，根据原矿工程师介绍，回风巷在第三次调向后施工约85m，巷道将在老井底部穿过，间距不详，因此11402回风巷施工至老井附近80m时，必须加强探放水工作，探明巷道前方水患情况及瓦斯情况，11402回风巷设计总长度548m。

附图1.1.111402工作面巷道布置平面图

2、巷道规格及支护

11402回风巷巷道规格设计：

断面为矩形断面，巷道净宽×净高=4200×3000（mm），净断面积为12.6m²；采用锚网喷支护，个别地段锚索补强。

3、煤层瓦斯地质情况

（1）、14#顶底板岩性：

煤层直接顶为粉细砂岩互层，厚度12.03m～18.38m，平均13.24m；老顶为标六（6#煤标志层），厚度0.68m～4.21m，平均1.52m；底板为粉细砂岩厚及炭质泥岩互层，厚度11.5m～24.34m，平均18.44m,老底为16#煤，平均厚度2.61m。

（2）、煤层赋存、煤质及瓦斯情况：

14#位于龙潭组上段，全层厚度0.90～5.57m，平均3.40m，采用厚度0.93～4.57m，平均3.02m，总体上矿区东南厚，西北薄，矿区西北角有不可采区，全区可采，含夹石0～1层，夹石一般为泥岩，结构简单，煤层厚度变化大，顶板为砂岩与泥岩，底板一般为泥岩、炭质泥岩，为较稳定煤层。

织金县XXXX14#煤层破坏类型属于Ⅳ类构造煤；煤层相对瓦斯压力为0.30Mpa，小于0.74Mpa煤的坚固性系数为0.32，小于0.5；瓦斯放散初速度为22.4mmHg，大于10mmHgm3/t。

另外根据《织金县XXXX（扩能）初步设计说明书》可知，14#煤层掘进工作面的绝对瓦斯涌出量为2.16m3/min。

二、建立安全可靠的独立通风系统及加强控制风流设施的措施

1、XXXX采用中央并列抽出式通风，已形成全负压系统，11402回风巷掘进工作面采用局部通风机压入式通风，局部通风机安设在副井开门口以上10m的新鲜风流中，乏风由专用回风巷经风井排至地面，局部通风机为2台22KW的局部通风机，一台运行一台备用，敷设一路Ф800mm抗静电阻燃风筒供风至施工地点，并在11401运输巷并安装了“双风机双电源”自动切换装置，风筒出口风量为380m³/min。

2、加强控制通风风流设施的措施

（1）11401运输巷两道反向风门已安装连锁装置，不得将反向风门同时打开，确保通风系统稳定、可靠，并且由监控维护员对两道反向风门安装风门开关传感器与地面监控室连通，确保随时对风门进行监控。

（2）掘进头采用“双风机、双电源”，并实现运行风机与备用风机能够自动切换，供电实行“三专两闭锁”。

（3）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。

（4）掘进期间必须随时对局部通风机、风筒的完好情况进行检查，确保完好，风筒要平直、整洁，杜绝漏风现象，风筒出口距工作面不大于5m且不小于2m。

（5）进回风路线：

供风：

副井→11401运输巷→11402回风巷掘进工作面。

回风：

11402回风巷掘进迎头→11402回风巷专用回风巷→风井→地面

图1.2.111402回风巷掘进工作面供风系统示意图

第二章防治煤与瓦斯突出设计

2010年6月10号，织金县XXXX委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对本矿14#、16#煤层特定范围作了煤与瓦斯突出危险性鉴定，2011年3月25号本矿拿到了该鉴定报告，并通过织金县煤矿管理部门、安监部门的审查并批复。

根据鉴定报告，开采标高+1320m以上的14号煤层无突出危险性。

11402回风巷道对应的地面标高为+1335m--+1350m，巷道标高均在+1320以上，故11402回风巷掘进没有煤与瓦斯突出危险性。

因本区段煤层瓦斯含量无井下实测记录，根据现场施工情况，放炮后回风流瓦斯浓度有超限现象；探水钻孔施工偶有喷孔现象，为保证掘进安全，在未重新进行突出危险性鉴定之前，把该区域煤层作为突出煤层管理，必须采取“四位一体”的综合防突措施后方可掘进。

第一节区域综合防突措施

根据防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则，结合该掘进工作面实际情况，对该掘进工作面首先采取区域综合防突措施。

一、区域突出危险性预测

1、预测方法：

测定区域煤层瓦斯含量

11402回风巷开门时，必须立即在迎头采用DGC进行一次区域预测，测定巷道前方区域煤层瓦斯含量。

1、测定方法：

利用DGC型瓦斯含量直接测定装置测定煤层瓦斯含量W，所测定的瓦斯含量＜8m³/t，工作面前方测定区域煤层无突出危险，在安全防护措施下进行掘进施工，所测定的瓦斯含量＞8m³/t，则必须实施区域防突措施。

2、测定步骤：

（1）、11402回风巷迎头掘进25m时，即在下一钻场内，顺煤层施工取芯钻孔，钻孔深度45m，可用直径75mm的无芯钻头配合直径42mm钻杆开孔，施工45m后停钻提杆，然后安装取芯管送至孔内50m处开始取芯，取芯深度600mm，将取出的煤芯迅速装入煤样桶进行井下30min解吸，每分钟记录一次排水量，测量煤样桶中瓦斯解吸速度及解吸量，填写《井下采样及煤样中气体解吸速度测定记录》，并以此计算瓦斯损失量Q1。

（2）、把煤样桶带到实验室后在地面解析仪上测量从煤样桶中释放出的瓦斯量，与井下测量的瓦斯解吸量一起计算煤芯瓦斯解吸量Q2。

（3）、从煤样桶中取100g煤样装入密封的粉碎系统中加以粉碎，测量磨粉过程中瓦斯解吸量Q3，借助水分测定系统、气体成分测定系统和数据计算系统求取可解吸瓦斯含量，即：

Qa=Q1+Q2+Q3

（4）、采用公式计算残余瓦斯含量Wc。

（5）、瓦斯含量W=Qa+Wc

当实测煤层瓦斯含量值＞8m³/t，则必须采取区域防突措施。

二、区域防突措施

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第49条规定，结合我矿的煤层赋存和11402回风巷工作面实际情况，11402回风巷工作面在煤巷掘进过程中采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的区域防突措施，抽放钻孔布置在抽放钻场内，钻场采用迈步式两帮间错布置。

1、巷帮钻场及抽放钻孔设计

（1）、钻场布置：

钻场在巷道左右两帮迈步式布置，同侧间距40m（中-中），异侧间距20m（中-中），钻场规格:

净高×净宽×净深=3.0m×4.0m×4.0m。

（2）、下一钻场施工位置：

在工作面退后5m左帮或右帮开门施工，即同侧钻场间距40m，工作面超前5m；异侧钻场间距20m，工作面超前5m。

（3）、顺层抽放钻孔布置：

①每个钻场布置抽放钻孔5个，控制到巷道两帮轮廓线外15m，工作面前方65m位置，根据现场情况不同可增加钻孔数。

②抽放孔影响半径为2.5m，现场实测14#煤层最厚平均约为2.5m，在煤层中间位置布置一排抽放孔即可满足要求，即在每一钻场内预抽孔为“一”字排开，开孔位置及钻孔参数见下图2.2.3、2.2.4、表4，每孔距迎头法向投影距不小于65m，所有抽放孔均布置在软分层（14#煤层）中。

③抽放孔严格按设计要求施工，若有地质构造或遇断层时，钻孔施工人员及时汇报技术部，由技术部研究对钻孔参数进行修正，必要时必须重新开孔。

2、钻孔设计

（1）、抽放孔有效抽放半径按2.5m考虑，最外侧钻孔控制巷道轮廓线外15m，孔深不小于65m，孔径为75mm。

（2）、钻孔均匀布置在软分层中，每个钻孔施工完毕立即验孔、立即插管、封孔、联管预抽。

（3）、根据前方地质构造及瓦斯情况，由矿技术部决定增打钻孔，每轮抽放孔必须留有20m安全超前距。

钻孔布置参数见表2.2.1、2.2.2。

（4）、钻场施工时必须编制措施，钻孔参数根据现场地质情况确定。

附图2.2.3、2.2.4

表2.2.1左帮钻孔布置参数表

孔号

与巷道中心线偏角（°）

倾角（°）

孔深（m）

开孔位置（m）

距中线

距地板

1

-1

+1

60.5

+2.7

1.3

2

+1

+1

60

+3.3

1.3

3

+5

+1

61

+3.9

1.3

4

+9

+1

61.5

+4.5

1.3

5

+14

+1

48

+5.1

1.3

注：

巷中线右偏为“-”，左偏为“+”。

倾角根据煤层走向情况修正。

表2.2.2右帮钻孔布置参数表

孔号

与巷道中心线偏角（°）

倾角（°）

孔深（m）

开孔位置（m）

距中线

距地板

1

+1

+1

60.5

-2.7

1.3

2

-1

+1

60

-3.3

1.3

3

-5

+1

61

-3.9

1.3

4

-9

+1

61.5

-4.5

1.3

5

-14

+1

48

-5.1

1.3

注：

巷中线右偏为“-”，左偏为“+”。

倾角根据煤层走向情况修正。

附图2.2.3抽放钻孔布置断面示意图

附图2.2.4抽放钻孔布置平面示意图

3、施钻要求：

（1）、钻孔施工前必须加强钻场周围的支护，特别是顶板，打好迎面支架，稳固好钻机，钻场内悬挂一氧化碳报警仪及瓦斯浓度监测便携仪，若发现一氧化碳及瓦斯浓度监测仪报警，必须立即停止施工，查明原因。

（2）、采用ZJL-500钻机施工，匀速进退钻杆，采用有压力的水流冲洗排粉方式，拆卸钻杆时必须边旋转边退钻，严禁不旋转而直接将钻杆从孔内拖出。

（3）、凡发现打钻有喷孔、瓦斯涌出大现象，可采取间歇钻进方法或另行开孔；工作面瓦斯忽大忽小，瓦斯持续上升，响煤炮，煤粉或煤壁发冷等突出预兆时，必须立即停止工作，在跟班区长、班长或瓦检员带领下，全部人员按避灾路线，撤至进风流中，并由班长向调度室汇报。

（4）、施钻人员必须佩戴便携式瓦斯报警仪，施钻时挂在钻机附近下风侧。

对采取措施的煤层必须进行措施效果检验，必须掌握已采取措施的煤层瓦斯情况。

三、区域防突措施效果检验

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第55条，采用测定煤层残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验，在措施控制区域每隔20m布置一个取芯检测点，即每个钻场布置一个取芯孔，另一个取芯孔布置在工作面中心位置，测定前方煤层残余瓦斯含量。

1、区域措施效果检验指标及临界值

（1）、DGC瓦斯含量测定装置直接测定

采用鲁中矿业公司瓦斯实验室（江西煤矿）DGC瓦斯含量直接测定装置。

根据我矿11402回风巷掘进工作面的实际情况，采用残余瓦斯含量作为检验指标对区域防突措施进行检验，由于我矿尚未试验考察出适合我矿的临界值，根据《防治煤与瓦斯突出规定》残余瓦斯含量临界值取为8m3/t，当残余含量小于8m3/t时，视为无突出危险区，否则，为突出危险区，必须补打抽放孔或提高封孔质量，重新执行区域防突措施直到有效。

2、检验方法：

（1）在巷道迎头每20m布置一个效果检验测试点，即每轮措施区域进行2次取芯测定，每次施工2个取芯钻孔，钻场布置一个取芯孔，另一个取芯孔布置在工作面中心位置，每孔深45m（距迎头投影距）；质构造复杂区每10m布置一个测试点，即每轮措施区域进行4次取芯测定。

（2）每个测试点取芯孔布置2个，分别控制巷道左右帮外5m位置，取芯孔深50m（距迎头投影距），布孔参数见下表2.3.1及布孔示意图2.3.2、2.3.3。

附图2.3.2DGC取芯孔布置平面示意图

附图2.3.3DGC取芯孔布置断面示意图

（3）根据“测试点布置于所在断面钻孔密度较小，孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距”的原则，采用钻孔取煤样测定瓦斯残余含量。

（4）、当测定的残余瓦斯含量小于参考临界值，则必须留有5m检验孔安全超前距，否则继续实施区域防突措施。

（5）、检验期间在煤层中进行钻孔施工等作业是发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效。

3、DGC检验孔布置

表2.3.1检验孔布置参数表

孔号

与巷道中心线偏角（°）

倾角（°）

孔深（m）

开孔位置（m）

距中线

距地板

1#

左帮钻场左偏4

右帮钻场右偏4

+1

52

左帮钻场左偏3.0m

右帮钻场右偏3.0m

1.3

2#

左帮钻场左偏10

右帮钻场右偏10

+1

52

左帮钻场左偏3.4m

右帮钻场右偏3.4m

1.3

若两检验孔实测残余瓦斯含量值均不超过8m³/t，则前方措施区域煤层无突出危险性，在采取安全防护措施的要求下可进行掘进施工，工作面推进期间，还必须对措施效果检验结果进行验证（区域验证）。

四、区域验证

当区域防突措施检验结果为无突出危险性时，在掘进过程中必须按照工作面突出危险性预测的方法（WTC）进行区域验证。

1、验证方法

11402回风巷掘进过程中采用钻屑瓦斯解析指标进行验证，钻孔布置、具体方法和临界值与工作面突出危险性预测方法相同。

2、验证要求

（1）、工作面边掘进边进行区域验证。

（2）、掘进工作面每推进6m进行一次区域验证，验证孔深8m，在构造破坏带连续进行验证。

（3）、每个验证循环必须在工作面施工一个深15m（超前距5m）的超前钻孔或采用超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。

3、当区域验证为无突出危险时，必须采取安全防护措施后才能进行掘进，首次进行验证时，掘进前保留2m的预测超前距。

4、只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发生了突出预兆，则该区域以后的掘进过程必须执行局部综合防突措施。

第二节局部综合防突措施

一、工作面突出危险性预测及效果检验方法：

钻屑瓦斯解吸指标法

1、主要检验指标：

钻屑瓦斯解吸指标K1≥0.5，钻屑量Smax≥6Kg/m；喷孔、顶钻等施工中的动力现象。

钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值

钻屑瓦斯解吸指标

Δh2∕pa

钻屑瓦斯解吸指标k1∕[ml·﹙g·min1／2﹚-1]

钻屑量s

﹙kg·m-1﹚

﹙l·m-1﹚

200

0.5

6

5.4

2、预测（检验）方法

（1）、用防突钻机在工作面布置3个预测孔，深度8-9m，钻孔控制巷道轮廓外4m，有软分层时布孔于软分层中，无软分层时布置在煤层中。

（2）、每隔2m测一次K1值，每1m测定一次钻屑量，并观察施工中的动力现象。

（3）、预测指不超临界指标，保证2m预测孔水平投影长度的安全屏障掘进。

表2.1.1工作面突出危险预测（检验）孔布置参数

孔号

与巷道中心线偏角（°）

倾角

（°）

孔深

（m）

开孔位置（m）

距中线

距地板

1#

0

+1

8

0

1.0

2#

左偏27

+1

9

左偏2.1m

1.0

3#

右偏27

+1

9

右偏2.1m

1.0

附图3.1.2工作面突出危险预测（检验）孔布置平面示意图

每次预测，若实测值有一项超过参考临界值的，视为前方煤层有突出危险，必须立即停止掘进，实施工作面防突措施。

二、工作面防突措施

工作面防突措施采取施工瓦斯排放钻孔，待排放8小时后进行效果检验，如果检验有效，则同时保证措施孔留有5m投影长度和检验孔2m投影长度的安全屏障掘进，若检验无效，则继续延长排放时间或增打排放钻孔。

1、采用大直径超前钻孔排放措施：

在掘进工作面沿掘进方向打3排孔径75mm孔深15m的排放孔，共计42个，13列，其中检验孔3个，排放孔39个，排放半径为0.5m，终孔间距为1m，排放孔均匀布置。

2、大直径排放钻孔布孔要求

（1）、钻孔必须布置在煤层的软分层中。

（2）、钻孔每次施工的角度和深度必须严格按设计要求。

3、钻孔控制巷道两侧轮廓线外5m范围。

4、钻孔采用防突钻机配合φ75mm螺纹钻杆施工，钻机必须由3人操作，2人操作1人监护，钻孔施工前，加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面煤壁。

5、排放孔施工结束，经自然排瓦斯不小于8小时后，实施工作面防突措施效果检验，如果检测数据有一项超过工作面突出危险性的参考临界值，则工作面防突措施无效，必须重新执行工作面消突措施，加密钻孔，延长排放时间，直到措施有效。

工作面防突措施布孔参数及示意图见表3.2.1，图3.2.2

表3.2.1工作面防突措施排放孔布置参数

孔号

与巷道中心线偏角（°）

倾角（°）

孔深（m）

开孔位置（m）

距中线

距地板

1

0

+4

15

0

1.3

2

4

+4

15

左偏0.2

1.3

3

8

+4

15.5

左偏0.4

1.3

4

19

+4

16

左偏0.8

1.3

5

24

+4

16

左偏1.0

1.3

6

30

+4

17

左偏1.2

1.3

7

35

+4

17

左偏1.4

1.3

8

-4

+4

15

右偏0.2

1.3

9

-8

+4

15

右偏0.4

1.3

10

-19

+4

15.5

右偏0.8

1.3

11

-24

+4

16

右偏1.0

1.3

12

-30

+4

16

右偏1.2

1.3

13

-35

+4

17

右偏1.4

1.3

14

0

+2

15