最新区域性防突措施

区域性防突措施晴隆县中营镇新华煤矿区域性防治煤与瓦斯突出安全技术措施矿长总工程师安全副矿长生产副矿长机电副矿长通防工程师编制：新华煤矿通防科2012年1月30日目录第一节区域性突出危险性预测 (3)第二节工作面突出危险性预测 (5)第三节区域性防治突出措施 (8)第四节区域性防治突出措施效果检验 (17)第五节安全防护措施 (18)第一节 区域性突出危险性预测突出煤层中的区域预测可采用瓦斯地质统计法、综合指标法或其它经试验证实有效的方法。

新华煤矿采用综合指标法对突出煤层中的区域预测，综合指标法主要依据煤层的瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤的瓦斯放散初速度、埋藏深度等参数计算区域性预测的综合指标D 、K 值。

其计算方法为：)74.0()30075.0(-⨯-=P fHD fp K ∆=式中 D —煤层的突出危险性综合指标；K —煤层的突出危险性综合指标； H —开采深度，m ； P —煤层瓦斯压力，MPa ；△p —软分层煤的瓦斯放散初速度指标；f —软分层煤的坚固性系数。

综合指标D 、K 的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，目前，该矿暂无实测资料，参照表2-1所列的数据确定区域突出危险性。

表2-1 综合指标D 和K 预测煤层区域突出危险性的临界值注: (1)如果)74.0()30075.0(-⨯-=P fH D 式中两个括号内的计算值都为负时，则不论D 值大小，都为突出威胁区域；(2)地质勘探和新井建设时期进行煤层突出危险倾向性预测时，突出威胁视为无突出危险煤层。

对于局部区域预测，还应符合下列要求：（一）应主要依据实测的煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度、坚固性系数等数据进行预测。

测定煤层瓦斯压力等参数的地点应按照不同的地质单元分别进行布置。

每个地质单元内宜根据地质单元的范围、地质复杂程度等实际情况和条件沿走向和倾向方向分别布置一定数量的测点，但必须至少沿煤层走向方向布置不少于2个测点，倾向方向不少于3个测点。

（二）当用穿层钻孔测定瓦斯压力时，在打测压孔的过程中每米煤孔采取一个煤样，测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度（Δp），则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。

（三）若用顺层钻孔测压，则在孔口附近巷帮采取软分层煤样测定煤的坚固性系数f和煤的瓦斯放散初速度指标△p。

（四）如果测压孔所取得的煤样粒度达不到测定f值所要求的粒度（20～30mm）时，可采取粒度为1～3mm的煤样进行测定，所得结果按下式换算。

f1-3≤0.25 时，f= f1-3f1-3＞0.25 时，f=1.57 f1-3-0.14式中 f1～3—粒度为1～3mm煤样的坚固性系数。

矿井区域性预测煤层突出危险性也可根据下列指标进行预测：煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标(△P)、煤的坚固性系数(f)和煤层瓦斯压力(P)。

各指标临界值应根据相邻突出矿井实测资料确定。

如无实测资料时，参照《防治煤与瓦斯突出细则》提供的数据进行预测，具体详见表2－2。

煤层全部指标值达到或超过临界值时，该煤层即为突出煤层。

表2－2 区域性预测煤层突出危险性单项临界指标表矿井目前未开展区域性预测。

因此，建议矿井应从安全生产角度考虑，尽快请有资质的单位组织对矿井井田各煤层进行突出危险性鉴定。

第二节工作面突出危险性预测1、石门揭煤工作面突出危险性预测石门（斜井）揭煤工作面的突出危险性预测，可选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法、瓦斯含量法或其它经试验证实有效的方法。

新华煤矿石门（斜井）揭开煤层前，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性，具体操作步骤和方法为：在石门（斜井）揭煤工作面距所揭煤层最小垂距5m时，至少打三个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标△h2值或K1值。

测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值应根据实测数据确定；目前，矿上无实测数据，参照表2-3中所列的指标临界值预测突出危险性。

表2-3钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值所有实测的指标中如果有任何一个数据超过了表2-3中的任一临界值指标时，该工作面即为突出危险工作面；否则，如未发现其他异常情况即可判断为无突出危险工作面。

钻屑指标预测石门揭煤工作面突出危险性的纪录见附表1。

2、煤巷掘进工作面突出危险性预测煤巷掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测：A、钻屑指标法；B、复合指标法；C、瓦斯含量法；D、R值指标法；E、其他经试验证实有效的方法。

新华煤矿煤巷掘进工作面，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性。

操作步骤和方法为：在倾斜煤层至少打2个直径42mm、孔深9m的钻孔（在缓倾斜煤层向工作面前方煤体至少打3个钻孔），钻孔布置见图2-1。

测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。

钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道两侧轮廓线外2～4m 处。

钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标△h2值或K1值。

采用钻屑指标法预测工作面突出危险性的各项指标临界值，应根据现场测定资料确定。

目前，矿井无实测资料，在预测煤巷掘进工作面突出危险性时，设计采用煤科总院重庆分院生产的WTC防突参数仪测定K1值进行预测（也可使用煤科总院抚顺分院生产的解析仪测定△h2值），并参照表2-4的临界值确定工作面的突出危险性。

表2-4 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实测得到的△h2、K1、S的任一测定值等于或大于临界值时，该工作面即预测为突出危险工作面；在打钻过程中，有喷孔、顶钻等现象时，也视为有突出危险工作面；否则，如未发现其他异常情况即可判断为无突出危险工作面。

当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m的预测超前距离。

图2-1 煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图3、回采工作面突出危险性预测采用煤巷掘进工作面突出危险性预测方法，沿工作面每隔10～15m布置一个预测钻孔，孔深9m。

当实测的钻屑解吸指标K1(或△h2)值超过表2-4的指标时，该工作面预测为突出危险工作面，反之工作面无突出危险性。

预测为无突出危险工作面时，每预测循环应留2m的预测超前距离。

第三节区域性防治突出措施区域性防治突出措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯措施。

1、开采保护层开采保护层分为开采上保护层和开采下保护层两种方式。

（1）保护层的选择原则及保护层开采后被保护层的保护范围选择保护层时，应优先选择上保护层，条件不允许时，也可选择下保护层，但在开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。

开采下保护层时，上部被保护层不被破坏的最小层间距应根据矿井开采实测资料确定；如无实测资料时，可参照下述公式确定。

H＝K×M×cosα式中：H——允许采用的最小层间距，m；M——保护层的开采厚度，m；α——煤层倾角，度；K——顶板管理系数，取K＝10。

保护层与被保护层的最大有效垂距，对于缓倾斜和倾斜煤层为：上保护层＜50m；下保护层＜100m；对于急倾斜煤层，上保护层＜60m；下保护层＜80m；新华煤矿煤层倾角250～300。

对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月、且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线、采止线及所留煤柱对被保护层沿走向和倾向的保护范围可参照图3－1和3－2执行。

图3－1 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的走向影响范围 1－保护层；2－被保护层；3－煤柱；4－采空区；5－被保护范围；6－始采线、终采线图3－2 保护层开采后，被保护层沿倾向范围1－保护层已开采范围；2－被保护范围保护层开采后，应将被保护层的准备巷道布置在如图3－1和图3－2所示的被保护范围之内。

突出层矿井首次开采保护层时，必须对保护层的保护效果及范围进行实际考察，并不断积累经验、不断改进，以便准确确定本矿保护层开采的有效作用范围。

开采保护层时，采空区内不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤（岩）柱时，应经矿法定代表人的批准，并将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。

每个被保护层的瓦斯地质图上，应标出煤（岩）柱的影响范围，在煤（岩）柱的影响范围内进行采掘工作或在没有被解放的煤层中采掘作业时，必须采取“四位一体”的综合防治突出措施。

并必须按表3－1填写好煤柱记录表。

（2）矿井煤层赋存的特点根据《晴隆县中营镇新华煤矿生产地质报告》，矿井井田范围内有可采煤层五层（M1、M5、M6、M10、M12），且属于中距离煤层群。

煤层厚度、层间距及稳定性具体详见表1－3。

根据调查了解，新华煤矿邻近矿井—土城矿在井下实际生产过程中，除M12煤层曾发生过煤与瓦斯突出动力现象外，其它煤层（如M1、M5、M6）暂未发生过有煤与瓦斯突出动力现象。

但这些只是调查了解，本矿所赋存的各个煤层是否具有突出危险性，还要待组织鉴定后方可确定。

（3）保护煤层开采后对其它煤层的影响①M1煤层开采后，M5煤层瓦斯排放率的计算开采M1煤层后，M5煤层瓦斯排放率计算公式K i =100％×0.9584e-0.049hi式中：K i——受开采层影响的第i邻近层瓦斯排放率；h i——瓦斯排放煤层至开采层的层间距。

经计算，开采M1煤层后，M5煤层瓦斯排放率为33.8％。

②M1或M5开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算开采M1或M5，M12煤层瓦斯排放率计算公式K i =100％×0.9584e-0.049hi经计算，开采M1或M5煤层后，M12煤层瓦斯排放率分别为3.28％、9.30％。

即M1和M5煤层均开采后，M12煤层瓦斯排放率为：9.30％×（1－3.28％）＋3.28％＝12.27％。

③M6开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算开采M6煤层后，M12煤层瓦斯排放率计算公式Ki =100％×0.9584e-0.049hi经计算，开采M6煤层后，M12煤层瓦斯排放率为17.08％。

④M10开采后，M12煤层瓦斯排放率的计算开采M10煤层后，M12煤层瓦斯排放率计算公式Ki =100％×0.9584e-0.049hi经计算，开采M10煤层后，M12煤层瓦斯排放率为50.69％。

M1煤层开采后，对M5—M12煤层的影响范围见图3－3；M1或M5煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－4；M6煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－5；M10煤层开采后，对M12煤层的影响范围见图3－6。

图3－3 开采M1煤层，M5、M6、M10、M12煤层影响范围示意图1－M1煤层开采范围；2－开采M1煤层后，M5煤层的影响范围；3－开采M1煤层后，M6煤层的影响范围；4－开采M1煤层后，M10煤层的影响范围；5－开采M1煤层后，M12煤层的影响范围；6－回风顺槽；7－运输顺槽；8－区段回风石门；9－区段运输石门；10－区段煤柱；δ1＝77°；δ2＝70°。