石门揭煤专项防突设计

石门揭煤专项防突设计

五水平硬子槽石门大槽煤层

揭

煤

专

项

防

突

设

计

2009年11月

青山煤矿五水平硬子槽石门大槽煤层

揭煤专项防突设计

一、基本概况

1、巷道布置

五水平硬子槽石门揭煤位置于五水平大西口进550m处，巷道掘进至揭煤距离还有25m左右(见五水平开拓巷道图)。由矿开拓一区进行揭煤工作。

2、煤层情况

地质构造简单，煤层呈单斜形态。煤层厚约4.0m，走向N55°E，倾角SE65°。

3、地质构造

地质构造简单，岩层呈单斜形态。本区岩层有二迭系下统茅口组（P1m2),三迭系上统安源紫家冲段之砾岩亚段（T3a11)及紫家冲下亚段(T3a12-1),现分述如下:

（1)二迭系下统茅口组（P1m2)

灰白色厚层状结晶灰岩，岩溶裂隙不均衡发育，为井田含水层，俗称茅口灰岩，与煤系底层底部砾岩不整合接触。

（2）底部砾岩亚段(T3a11)

A、灰色砾岩夹砂岩、粉砂岩。砾石成分为石英、燧石、含灰色粉砂岩团块及少量灰岩，分选行、滚圆度差，泥硅质胶接，中厚层状，厚20m左右。

B、紫家冲下亚段(T3a12-1)：灰黑色泥岩、粉砂岩，中部夹一层砾岩或砂岩，中厚层状，厚50m左右。其下部大槽煤层为本区开采煤层，厚0.6至17.6m。

4、瓦斯情况

（1）根据四水平相对应位置分析：此处岩石中无瓦斯涌出，煤层不在瓦斯突出危险区内。

（2）根据瓦斯地质分析，本区域内属于无突出区域，由于煤层瓦斯

参数不祥，所以在石门揭煤区域内进行瓦斯压力测定，测定方法按照《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》[AQ/T1047-2007]中规定的操作程序执行。

5、通风系统

石门揭煤前，在四水平硬西石门的相对位置采用反井钻机施工方法施工一个回风眼子，在大巷内安装两套正向和反向防突风门，形成单独的通风系统。

二、区域突出危险性预测

1、当工作面迎头距煤层法向距离10m前时，在工作面向顶板打2个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料，以掌握煤层的厚度、赋存形态、地质构造和瓦斯情况等。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巷底高1m,向上仰角为0-4°，其中一孔方位平行于掘进方向，两孔深度必须穿透煤层全厚并进入顶板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时，工作面确定为无突出危险工作面，否则为突出工作面，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有一个测定的瓦斯压力P大于0.74Mpa时，必须采取区域防突措施。

1、工作面防突措施的选取

该工作面属水平首次揭煤，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：石门揭煤处巷道上部和东西两边的轮廓线外12m，底部6m。根据抽放半径8m计算，抽放钻孔数量为6个，布孔方式如下图1，图中1、2、3号钻孔距巷底高1m,2号孔为中心点，

其他开孔间距为0.8m,下排钻孔的仰角为0～4°；上排钻孔与下排钻孔的间距为0.6m，见煤处至巷道轮廓线的距离为5m，仰角为46°。所有钻孔都要穿透煤层的全厚，钻孔直径75mm，钻孔各种参数见下表。

4、预抽防突设施设备：抽放泵型号2BV6－131，功率15kw；钻机型号ZL－380，功率5.5kw；抽放管路由2、4寸抽放钢管组成。

5、预抽瓦斯采用井下移动抽放的方式进行：将抽放泵安装在大巷进风风流中，瓦斯排放口接至专用回风巷中，直接排到回风中。

图1 石门预抽瓦斯钻孔布置示意图

石门预抽瓦斯钻孔布置参数表（表2）

序号开孔位

置

方位角

（°）

仰角

（°）

孔深

m

封孔长

度（m）

1 距巷底

1m

118 0～4 13.2 5

2 距上孔

0.6m

孔距

0.8m 144 0～4 11.9 5

3 169 0～

4 13.2 5

4 距巷底120 42 14.3 5

1.6m

5 距下孔

0.6m

平孔距

0.8m

144 46 13.5 5

6 168 42 14.3 5

四、区域防突措施的效果检验

1、采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。方法如下：

用直径65mm的钻杆从工作面的上、中、下、左、右五个方向向煤层各打一个钻孔，其中向上的钻孔的终孔位置距巷道轮廓线10m以上；当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻杆继续钻进，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。钻孔布置见下图，各种参数见下表。

图2 效果检验钻孔布置示意图

效果检验钻孔布置参数表（表3）

序

号

开孔位

置

方位角

（°）

倾角

（°）

孔深

（m）

备

注1

距巷底

高1 m

120 6 13

2 距巷底

高1 m

144 6 11.9

3 距巷底

高1 m

167 6 13

4

距巷底

高1.6 m

144 49 14.2

5

距巷底

高0.6 m

144 -10 13

2、石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值：干煤样Δh2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。

3、如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，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法向距离为5m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、右三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42的钻杆继续钻进，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。钻孔布置见下图，各个钻孔参数见下表。

3、石门预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样Δh2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。

4、如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，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