石门揭煤专项设计

以角煤矿运输石门揭煤

专

项

防

突

设

计

编制：赖根华

编制时间：二0一一年五月

运输石门揭煤专项防突设计

一、工程概况

1、巷道布置

该运输石门在三平巷5#煤顶板开口，巷道标高+1746，方位α：97°。现已掘95米，期间未揭穿任何煤层。

该巷道采用工字钢梯形棚支护（局部为锚网支护），规格为：上净宽1.8米，下净宽2.8米，高2.0米，棚距0.8米。

2、煤层情况

该区段地质构造简单，岩层单斜形态，其走向为N180°E，倾角NW19°，该石门将依次揭穿4#、3#、2#煤。

3、地质构造

该区段地质构造简单，岩层呈单斜形态，局部有落差较小的断层。矿区内出露最老地层为二叠系上统龙潭组（P3l）；三叠系下统（T1），最新地层为第四系（Q）。含煤地层为龙潭组，主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层组成。

4#煤上距3号煤层7m左右，平均厚度1.83m，一般为单一煤层。

顶板岩性：以粉砂质泥岩为主，细砂岩、粉砂岩次之。

底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板为细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。

3#煤上距2号煤层一般8.0m左右，平均厚度1.59m，结构较简单，

一般无夹矸。

顶板岩性：以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，局部为泥岩、粉砂质泥岩。

底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板多为泥质粉砂岩、粉砂岩及细砂岩。

2#煤距飞仙关组底部标1约56.0m左右。平均厚度1.13m，结构简单，一般含夹矸0～1层，其岩性为泥岩。

顶板岩性：以泥质粉砂岩、泥岩为主，局部为粉砂质。

底板岩性：直接底板一般为泥岩，间接顶板多为泥质粉砂岩。

4、瓦斯情况

按照AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》，M2煤层工作面经抽放后相对瓦斯涌出量为17.43m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.50m3/min。根据预测结果，工作面瓦斯含量较高，需进行预抽才能达到AQ1018-2006标准要求。

5、通风系统

局扇安装在三平巷防突风门以外，型号为FBD No5.6/22，功率为2×11KW，已形成独立的通风系统。

二、区域突出危险性预测

1、在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，详细记录岩芯资料，并在此2个钻孔中进行瓦斯压力测定。

2、取芯钻孔的布置：两钻孔起孔位置中巷道中心点距底板高1m，

向上仰角为0—16°，其中一钻孔方位平行于掘进方向，两孔深度必须穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m，取芯后，在24小时内退出钻杆并进行封孔，安装压力表测定瓦斯压力。

3、临界值参数确定：根据《防治煤与瓦斯突出规定》中规定，测定的瓦斯压力P小于0.74Mpa,工作面确定为无突出危险工作面，否则为突出危险工作面，应采取区域防突措施。

三、揭煤处的区域防突措施

工作面两个测压钻孔中只要有一个瓦斯压力P大于0.74Mpa,必须采取区域防突措施。

1、工作面防突措施的选取

采用预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。

2、当工作面预测后掘进至煤层的最小法向距离为7m左右时，执行防突措施。

3、钻孔的最小控制范围是：石门揭煤处巷道轮廓线外15m（此处工作面距煤层法向距离为7m，并保证了控制范围的外边缘到巷道轮廓线的距离为5m），根据抽放半径3米计算，抽放钻孔数量为30个，钻孔布置如下图示。所有钻孔都要穿透煤层的全厚，钻孔直径75mm，其参数见表一。

图一 石门预抽瓦斯钻孔布置示意图

A

钻孔平面布置示意图

沿A —A 剖面图

表一石门预抽瓦斯钻孔参数表

4、预抽防突设施设备：抽放泵型号，功率为90KW,钻机型号ZL —380，功率为5.5KW，抽放管路为Φ250的PVC管。

四、区域防突措施的效果检验

1、采用钻屑瓦斯解吸法进行防突措施效果检验，方法如下：

用直径65mm的钻杆从工作面的上、中、下、左、右5个方向向煤层各打一个钻孔，其中向上的钻孔终孔位置位于上部预抽区域内距边缘不大于2米的范围内；当钻孔钻进到煤层时改用直径42mm的钻杆继续钻进，每钻进1米采集钻口排出的1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。钻孔布置见下图，各个钻孔参数见个表。

图二效果检验钻孔布置示意图

A

表二预测孔布置参数表

2、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为：干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。

3、如果所有实测的指标值均小于临界值，且未发现其它异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效，工作面继续采取防突措施。

五、石门揭煤前的局部防突预测

1、当区域性防突预测或防突措施检验为无突出危险后，可继续掘进到揭煤位置，即工作面轮廓线距煤层的法向距离为5.0米时，采取揭煤工作面突出危险性预测，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法。

2、布孔数量为3个，方法如下：用直径65mm的钻杆从工作面的上、左、右3个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42mm的钻杆继续钻进，每钻进1米采集钻口排出的1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。钻孔布置见下图，各个钻孔参数见个表。

图三预测孔布置示意图

A

A A

表三预测孔布置参数表

3、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。

3、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为：干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。

4、如果所有实测的指标值均小于临界值，且未发现其它异常情况，则该工作面为无突出危险工作面，工作面在超前钻孔的控制下可继续掘进至远距离爆破揭穿煤层前的位置，即工作面轮廓线最小法向距离为1.5米时，停止作业；再采用工作面预测的方法进行最后论证，

若经验证为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。

六、石门揭煤前的局部防突措施

1、工作面经预测为突出危险工作面时，防突措施的选取。 该揭煤工作面采用瓦斯抽放钻孔的防突措施。

2、瓦斯抽放钻孔的布置（见图四）

（1）揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5米，下部3米。

（2）钻孔在控制范围内应均匀布置，抽放钻孔的孔数为9个、孔底间距根据钻孔的有效抽放半径3米确定为6米。

（3）抽放钻孔的直径为75mm 。钻孔参数见表四。

图四 石门揭煤工作面瓦斯抽放孔布置示意图

A A

七、防突措施的效果检验

1、当工作面实施了瓦斯抽放防突措施后，必须进行效果检验。本工作面采用钻屑瓦斯解吸指标法进行检验。

2、效果检验孔数为5个，布置于石门上部、中部、下部和两侧，如下图示，其参数见表五。

图五石门揭煤工作面效果检验钻孔布置示意图

A A

3、检验方法如下：

用直径65mm的钻杆从工作面的上、中、下、左、右5个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42mm的钻杆继续钻进，每钻进1米采集钻口排出的1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。

4、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。

5、如检验结果的K1值在煤层突出危险临界值以下，且未发现其它异常情况，则措施有效，可按要求进行揭煤作业；反之，判定为措施无效，仍需继续采取防突措施。

五、石门揭煤前的最后验证

当检验结果无突出危险时，采用钻屑指标法进行最后验证。操作方法如下：

（1）布孔数量为3个，用直径65mm的钻杆从工作面的上、左、右3个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42mm 的钻杆继续钻进，每钻进1米采集钻口排出的1～3mm的煤钻屑，测

定其瓦斯解吸指标K1值。如下图示，钻孔参数见表六。

图六石门揭煤前最后验证钻孔布置示意图

A A

表四最后验证钻孔布置参数表

（2）石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样K1指标临界值0.5，湿煤样为0.4。

（3）如所有实测的指标均小于临界值，且未发现其它异常情况，则该工作面为无突出危险工作面，在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层。

六、安全防护措施

1、在揭煤过程中，下井作业人员必须携带隔离式自救器，回风

石门工作人员撤到避灾硐室才能放炮。

2、防突风门

（1）在二平巷指定位置安装两道牢固可靠的反向风门，反向风门之间的距离不利小于4米。

（2）反向风门墙垛采用标砖、料石或混凝土砌筑，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（嵌入巷道周边岩石的深度不得小于0.2米），墙垛厚度不得小于0.8米。

（3）通过反向风门的水沟、轨道上，必须设有逆向隔断装置（可用足够重量的沙袋作为反向风门下部轨道面的逆向隔断装置）。

（4）人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢；工作面放炮或无人时反向风门必须关闭。

3、远距离爆破作业

（1）工作面采用爆破作业，放炮地点为二平巷防突风门外的避灾硐室内，爆破后至少等30min由安全员、瓦检员进入工作面检查瓦斯和放炮效果等情况。

（2）石门工作面从距突出煤层（底）顶板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业，揭煤过程中由矿总工程师组织通风科、安全科、生产科、调度室等单位人员在现场指挥揭煤工作。

4、石门过煤层时的措施

（1）当工作面第一次远距离爆破揭煤后，间隔24h后工作面出碴，并对工作面穿煤后及时架铁棚进行支护。

（2）穿煤过程中，使用好前探支护，棚距适当缩小，及时背帮接顶，防止棚顶煤因自重下落时造成瓦斯突出。

（3）揭煤后必须采用钻屑指标法进行预测预报，操作方法如下：在工作面前方煤层中施工3个直径42mm的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。一个钻孔位于工作面中部并平行于巷道掘进方向，另两个钻孔终孔点位于巷道两帮轮廓线2～4米处。钻孔应尽可能布置在软分层中，其深度为8～10m（如下图示）。

图七钻屑指标法钻孔布置示意图

1—石门巷道 2—钻孔

钻孔每钻进1m，测定该1m段的全部钻屑量S。每钻进2m，测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值。预测工作面突出危险性的指标临界值按K1值为0.5，S最大值为6kg/m来确定工作面的突出危险性。

如实测得到的K1、S的所有测定值均小于临界值，且未发现其它异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险性工作面，工作面要继续执行防突措施。

5、避灾路线：揭煤工作面——运输石门——三平巷——暗斜井——主平硐——地面。

6、其它瓦斯管理措施

（1）施钻过程中，在孔口附近2m内加强瓦斯检查，并悬挂便携式瓦斯报警仪，进行瓦斯实时监测；同时观察钻孔内瓦斯动力现象，发现顶钻、喷孔等现象时，必须停止作业并向有关单位及领导汇报。

（2）工作面从第一次揭煤后，在半小时后对工作面进行瓦斯检查，设好标准栏杆；间隔24h后工作面方可出碴作业。同时安设瓦斯监测监控装置，瓦斯传感器报警值0.8%，断电值1.2%，工作面的所有非本质安全型电气设备都必须实行风电、瓦斯电闭锁。

（3）严格加强瓦斯管理，不定期检查瓦斯，并告知现场工作人员。严禁空班、漏检及假检。

（4）作业过程中，若工作面风流中瓦斯浓度达1%，必须停止打眼；爆破地点附近20米范围内瓦斯浓度达1%时严禁放炮。

（5）爆破作业必须严格执行“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度和“三警戒”（警戒人、警戒牌和警戒绳）制度。

七、组织管理措施

1、矿总工程师对本工作面的防突工作负技术责任，组织编制、审批、检查本工作面的防突工作措施的落实情况。

2、矿生产科、安全科等职能部门负责人对本职范围内的防突工作负责；施工队、通风部门及跟班矿领导、班组长对本工作面的防突工作负直接责任；防突队、防突工程验收员对所在岗位的防突工作负责。

3、工程施工前，矿总工程师负责向有关单位及人员贯彻防突设

计及安全技术措施，并组织实施。施工队在施工过程中有矿跟班领导指挥现场作业。

4、施工时，施工队严格按防突设计及安全技术措施施工，并将每班的施工进度汇报到调度室，调度员及时记录。

5、防突队每次实施的措施数据（如钻场钻孔参数、抽放量、防突措施数据、措施效果检验数据、验收记录）和现场防突各种图纸、表格等及时记录并保管存档。

6、生产科、安全科加强现场检查各种措施钻孔的实施情况，并对防突工作进行验收。

7、瓦检员应随时检查本设计中的综合防突措施实施情况，并及时将结果向矿长及矿总工程师汇报，有关部门及时解决相关问题。

8、瓦检员为现场防突直接管理者，应随时检查工作面瓦斯，发现下列情况之一者，有权停止作业，协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出，并报告调度室：

（1）发现有突出预兆时；

（2）预测孔不合格的；

（3）本班无超前钻孔或钻孔超前距不合符要求的；

（4）作业时未严格执行防突措施的；

（5）作业人员破坏防突设施致使防突设施无效时；

（6）作业时由于地质条件或其它原因不能执行防突措施的。

9、由于地质条件或其它原因不能执行防突措施时，施工队必须停止作业并向跟班矿领导及调度室汇报，经矿总工程师组织有关人员

到现场调查后提出修改或补充措施，并重新审批后方可继续施工。其它部门或个人不得擅自修改已批准的防突措施。