北一采区防突专项设计.docx
《北一采区防突专项设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北一采区防突专项设计.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
北一采区防突专项设计
北一采区防突专项设计
北一采区8101工作面7煤层区域防突专项设计
一、采区地质和煤层瓦斯基本参数
（一）采区范围与地质
北一采区位于井田中部，东以F15断层为界与设计北三采区相邻，西以F2断层和矿区边界为界，南至工广保护煤柱线，北至2勘探线，采区走向长约2300m、倾斜宽1000－1500m，总面积约2.96km2。
2008年底,北一采区三条上山在-665m水平贯通,形成系统.
采区内地质构造较为复杂，中部有孟庄向斜，北部有张大庄背斜，煤岩层产状起伏较大，区内岩浆岩侵蚀较为严重，共发育断层11条。
采区内岩浆活动普遍。
岩浆岩侵入产状多为岩床，少量为岩脉，其往往顺断层破碎带及煤层侵入煤系地层。
采区内3层可采煤层均不同程度的遭受岩浆侵蚀，6煤在采区东南部及中西部受岩浆岩侵蚀，侵蚀面积约0.49Km2；7煤只有西南部4－7孔受岩浆岩侵蚀；8煤只有西南部4－7孔和B1－1孔受岩浆岩侵蚀，8101工作面部分地段受岩浆岩侵蚀。
（二）煤层赋存及瓦斯基本参数
本采区共有6、7、8煤计3层，均为可采煤层，煤层倾角5～10°,平均倾角7°。
采区内可采煤层赋存情况如下：
表1：
煤层瓦斯赋存参数表
煤层
层间距（m）
煤厚（m）
最大瓦斯含量（m3/t）
最大瓦斯压力（MPa）
稳定性
突出危险性
地勘资料
生产实测
6
10.3
1.1
11.34
8.64
0.6
较稳定
突出危险
7
1.27
12.91
--
2.1（7、8煤层综合）
较稳定
突出危险
7.52
8
2.57
14.11
11.69
较稳定
突出危险
（三）开拓前预测情况与结果
2005年6月12日在南翼回风巷穿8煤过程中发生煤与瓦斯突出，突出点标高-498.1m，2005年8月，卧龙湖煤矿8煤层经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为突出煤层；卧龙湖煤矿对北一采区8煤层进行开拓后区域预测,编制了《卧龙湖煤矿北一采区8煤层开拓后区域预测报告》,集团公司以【2009】34予以批复,卧龙湖煤矿北一采区8煤层标高-478.1m以深为突出危险区。
7煤层未进行突出危险性鉴定，因距离8煤层间距平均7.52m，定为突出煤层，北一采区7煤层定为突出危险区。
6煤层根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室《卧龙湖煤矿北一采区6煤层标高-540m以上煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，标高-540m以上无突出危险性。
但在6101机巷掘进过程中区域验证指标超过突出危险临界值，6煤层定为突出煤层，北一采区6煤层定为突出危险区。
二、采区生产布局
（一）开拓方式与巷道布置
采区采用单翼采区，6、7、8煤层联合开采方式，采区布置三条集中斜巷，分别为轨道、运输、回风上山，巷道均布置在8煤底板岩层中，采区区段内巷道利用集中反上山进入各煤层。
B2勘探线以南块段分区段布置底板抽采巷道；B2勘探线以北采用保护层开采方式，6煤采用顶板抽采巷道，7、8煤采用8煤底板抽采巷道。
各可采区域分煤层布置机、风巷，形成采煤工作面，风（机）巷利用沿空留巷技术。
岩巷、煤巷及石门揭煤工作面均采用爆破掘进。
回采工作面采用综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。
（二）煤层开采顺序与采掘作业方法
根据恒源煤电【2010】23号批复意见：
卧龙湖煤矿6、7、8煤层均为突出煤层，6煤、7煤受岩浆岩侵蚀影响可采范围变小，局部不具备开采保护层条件。
根据煤层赋存情况，以B2勘探线为界将北一采区划分为两个块段：
B2勘探线以南6、7煤不可采，首采8煤，首采工作面调整为8101工作面；B2勘探线以北实施保护层开采，煤层开采先后顺序为6、7、8煤。
三、防突有关的主要系统
（一）通风系统
采区通风由轨道巷、运输巷进风，专用回风上山回风，形成“两进一回”采区通风系统。
掘进工作面采用局部通风机压入式独立通风，实行“双三专”供电并能自动切换。
回采工作面采用全风压通风，首采工作面采用“Y”型通风，剩余工作面根据首采工作面瓦斯治理效果再确定工作面通风方式。
采区内变电所采用独立通风。
（二）瓦斯抽采系统
地面泵站共安装四台水环式真空泵，其中两台2BEY72型水环式真空泵，额定抽放流量550m3/min，两台2BEC62型水环式真空泵，额定抽放流量355m3/min。
从地面抽放泵站到专用回风巷敷设两趟φ500mm的主抽采管路，专用回风巷至采、掘工作面敷设φ300mm、φ200mm的抽采支管。
（三）安全监控系统
地面中心站安装KJ90NA安全监控系统，采区回风巷、采煤工作面、煤巷及石门揭煤工作面均安装高低浓度甲烷传感器。
（四）避灾与安全防护系统
北一采区设置采区避难所、工作面避难所、反向风门、压风自救装置、隔爆水袋等安全防护系统。
石门揭煤、煤巷掘进工作面作业过程中均采取远距离爆破。
所有井下作业人员接受防治煤与瓦斯突出知识的教育培训合格后，才能下井作业，下井人员必须携带隔离式自救器。
1、避难所设置
采区避难所：
北一采区共设置采区避难所2个，分别在北翼第二中部车场行人联巷和北翼第四中部车场行人联巷，避难所内设置有直通矿调度的电话，30个压风自救装置，30个隔离式自救器和足量的饮用水。
工作面避难所：
因北一采区工作面机巷、风巷设计巷道长度均小于1000m，在煤巷掘进工作面400m处设置一个工作面避难所，避难所内设置有直通矿调度的电话，15个压风自救装置，15个隔离式自救器和足量的饮用水。
2、反向风门
在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门，风门之间的距离不得小于4m。
反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m；墙垛厚度不得小于0.8m。
在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。
通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。
人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。
工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。
3、远距离爆破
煤巷掘进工作面采用远距离爆破时，放炮地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难所内，放炮地点距工作面的距离不得小于300m；需要爆破的采煤工作面放炮地点到工作面的距离不得小于100m。
远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人（人员必须撤到指定的安全地点）。
放炮30min后方可进入工作面检查。
4、压风自救
采掘工作面应设置工作面压风自救系统。
在以下每个地点设置一组压风自救装置：
工作面迎头25-40米的范围内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处。
每组压风自救装置应可供5-8人使用，平均每人的压缩空气供给量不得小于0.1m3/min。
其中工作面迎头25-40米的范围内的压风自救装置至少可供8人使用。
四、区域与局部综合防突措施
（一）B2勘探线以南区域
1、区域综合防突措施
⑴区域突出危险性预测
6、7、8煤均为突出煤层，北一采区6、7、8煤均为突出危险区。
⑵区域防突措施
鉴于B2勘探线以南块段6、7煤层不具备保护层开采条件，布置底板抽放巷，施工穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯，工作面机巷、风巷布置顺层孔预抽回采区域瓦斯。
底板抽放巷预抽煤巷条带瓦斯钻孔控制到巷道轮廓线外15m，抽采半径4m，钻孔封孔深度8m。
（由于8煤抽放半径考察正在实施，参考南翼10煤层的抽放半径。
经过中国矿业大学测定，南翼10煤层的透气性系数为0.02m2/（MPa2·d），10煤层的排放半径为2～3m，而8煤层的透气性系数为0.771m2/（MPa2·d）,是10煤层的38倍。
）
回采8101工作面时，还要对上伏7煤进行区域消突，防止回采过程中7煤发生突出。
在条带预抽范围外7煤终孔间距30×30m（如图1）。
因8101工作面做为首采工作面，回采期间观测上伏7煤突出情况，作为下一个面的设计和调整依据。
图1、底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔布置示意图
回采工作面采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施，钻孔控制整个回采范围，抽采半径4m，钻孔封孔深度10m。
（见图2）
图2、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔布置示意图
⑶区域措施效果检验
在掘进工作面预抽区域内每40m布置一个检验测点，回采工作面预抽区域内每40m布置两个检验测点，检验的指标为实测的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量，残余瓦斯压力的临界值为0.74MPa，残余瓦斯含量的临界值为8m3/t。
⑷区域验证
煤巷掘进工作面区域验证的方法为钻屑指标法和复合指标法，在工作面打3个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，一个钻孔位于巷道工作面中部，其它2个钻孔的终点应位于巷道两侧轮廓线外2～4m。
指标选用K1、q、S三个指标，其指标临界值见表2。
回采工作面区域验证的方法为钻屑指标法，验证孔平行于工作面推进方向，直径为42mm，孔深5～10m，钻孔间距定为12m，指标为K1值和钻屑量S。
其指标临界值见表2。
表2：
钻屑指标法及复合指标法突出危险临界值
煤样
K1
（ml/g·min1/2）
q
（L/m）
S
（㎏/m）
突出危险性
煤样
＜0.5
（湿煤0.4）
＜5
＜6
无突出危险
煤样
≥0.5
（湿煤0.4）
≥5
≥6
有突出危险
2、局部综合防突措施
⑴工作面突出危险性预测
煤巷掘进工作面及回采工作面突出危险性预测方法同区域验证。
⑵工作面防突措施
煤巷掘进工作面防突措施采取排放钻孔，钻孔控制到巷道轮廓线外5m，排放半径2m。
经工作面效果检验合格后，每次进尺保留5m的措施孔超前距，地质构造带保留7m的措施孔超前距。
回采工作面防突措施采取排放钻孔或注水湿润煤体的防突措施。
排放钻孔的排放半径为2m，孔深10m；注水钻孔的间距为5m，孔深为5～10m。
注水压力不小于8MPa，注水效果达到煤壁挂汗或临近孔出水为止。
经工作面效果检验合格后，每次进尺保留3m的措施孔超前距，地质构造带保留5m的措施孔超前距。
⑶工作面措施效果检验
煤巷掘进工作面及回采工作面措施效果检验方法同区域验证，允许进尺在留足防突措施超前距并保留至少2m（投影孔深）的检验钻孔超前距。
⑷安全防护措施
煤巷掘进工作面安全防护措施有工作面避难所、反向风门、压风自救、远距离爆破和隔离式自救器。
回采工作面安全防护措施有工作面避难所、压风自救、远距离爆破和隔离式自救器。
（二）B2勘探线以北块段
1、区域综合防突措施
⑴区域突出危险性预测
6、7、8煤均为突出煤层，北一采区6、7、8煤均为突出危险区。
⑵区域防突措施
①保护层开采：
B2勘探线以北块段，具备弱突出煤层保护强突出煤层的开采条件，即煤层开采先后顺序为6、7、8煤，6煤采过两个工作面后，卸压充分后的7煤具备采一个面的条件；卸压充分后的7煤采两个面后，8煤具备采一个面的条件。
8煤底板布置岩石抽放巷，抽采7、8煤层卸压瓦斯。
②6煤层布置顶板抽放巷，施工穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯，钻孔控制到巷道轮廓线外15m，抽采半径4m，钻孔封孔深度8m。
图3高抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔布置图
6煤层回采工作面采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施，钻孔控制整个回采范围，抽采半径4m，钻孔封孔深度10m。
图4、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔布置示意图
⑶区域措施效果检验
开采首个被保护层工作面之前，委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对保护层保护效果进行考察。
6煤层掘进及回采工作面区域措施效果检验同B2勘探线以南块段。
⑷区域验证
区域验证同B2勘探线以南块段。
2、局部综合防突措施
局部综合防突措施同B2勘探线以南块段
（三）石门揭煤
巷道顶板距离煤层法距10m之前，施工两个取芯的超前探查钻孔，探明煤层赋存情况。
1、区域综合防突措施
⑴区域突出危险性预测
6、7、8煤均为突出煤层，北一采区6、7、8煤均为突出危险区。
⑵区域防突措施
采用顶、底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，区域防突措施在巷道顶板距离煤层法距7m之前采取。
钻孔控制到巷道周界轮廓线外12m，并保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，钻孔封孔深度不小于8m，抽采半径4m。
⑶区域防突措施效果检验
区域防突措施效果检验的指标为实测的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量。
残余瓦斯压力现场封孔测定，残余瓦斯含量由恒源公司防突实验室测定。
残余瓦斯压力的临界值为0.74MPa，残余瓦斯含量的临界值为8m3/t。
⑷区域验证
当巷道掘进至顶板距离煤层法距5m、1.5m时，分别进行区域验证。
区域验证的方法采用钻屑瓦斯解吸指标法，预测指标为K1和△h2，指标的临界值见表3.
当区域验证为有无突出危险时，在采取安全防护措施的前提下掘进；当区域验证为有突出危险时，必须采取局部综合防突措施。
表3：
钻屑瓦斯解吸指标法进行区域验证时的临界值
煤样
△h2
（pa）
K1
（ml/g·min1/2）
突出危险性
干煤样（湿煤样）
＜200（160）
＜0.5（0.4）
无突出危险
干煤样（湿煤样）
≥200（160）
≥0.5（0.4）
有突出危险
2、局部综合防突措施
⑴工作面突出危险性预测
工作面预测方法同区域验证。
⑵工作面防突措施
采用超前钻孔作为工作面防突措施，钻孔控制到巷道两侧轮廓线外5m，控制到巷道上部轮廓线外5m，下部轮廓线外3m，钻孔封孔深度不小于6m，抽采半径2.5m。
⑶工作面防突措施效果检验
工作面防突措施效果检验方法采用钻屑瓦斯解吸指标法，检验钻孔不少于5个，检验指标为K1、△h2。
指标临界值见表3。
如果工作面效果检验指标均小于突出危险临界值，且钻孔施工过程中未发生瓦斯喷孔、顶钻等动力现象或异常现象，则无突出危险，在采取安全防护措施进行揭煤；如果工作面效果检验指标任何一项指标超过突出危险临界值，或检验过程中发生瓦斯喷孔、顶钻等动力现象或异常现象，则有突出危险，必须采取补打钻孔、延长抽放时间等补充措施直至有效。
⑷安全防护措施
石门揭煤工作面安全防护措施有反向风门、压风自救、远距离爆破和隔离式自救器。
五、防突工程计划及设备、器材明细表
（一）防突工程计划（8101工作面）
工程名称
类别或型号
工程量
备注
抽放巷道
岩巷
1990m
抽放钻孔
穿层钻孔
58871m
顺层钻孔
7700m
迎头钻孔
13640m
抽放量
8101机巷
32万m3
将原始瓦斯含量11.69m3/t降至8m3/t以下
8101风巷
33.4万m3
8101工作面回采
86.8万m3
预抽率
8101机巷
＞32%
8101风巷
＞32%
8101工作面
＞32%
（二）设备、器材明细表
工程名称
类别或型号
工程量
备注
压风自救
170个
两个采区避难所，两个工作面避难所，8101机、风巷
抽放管路
φ300mm
2860m
一、二区段底抽巷、8101风巷
φ200mm
1600m
8101机、风巷
钻机
ZDY3200S
8台
施工穿层孔和顺层孔用
SGZⅢA
2台
施工迎头孔用
防突仪器
WTC瓦斯突出参数仪
3台
MD-2钻屑瓦斯解析仪
3台
ZWC-2瓦斯涌出初速度测定装置
3套
防突风门
4组
北翼二车场、北翼三车场、二车场回风联巷和三车场回风联巷。
自救器
ZYH-15
90
两个采区避难所，两个工作面避难所
升级会员 