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1、前 言0.1 课程设计的目的意义矿井瓦斯是威胁煤矿井下安全生产的重要因素之一,而我国又是世界上瓦斯事故多发国家之一;为此,煤炭系统的专业研究机构、院校和有关部门投入了大量的人 力、物力开展对高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理及抽采技术的研究. 瓦斯事故是煤矿六大主要自然灾害之一,长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益.瓦斯赋存、瓦斯突出、涌出及其防治技术的研究一直是我国 煤矿,特别是高、突瓦斯矿井的研究课题.近几年来,许多瓦斯矿井由于瓦斯规律不明,对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范,连续发生重大瓦斯事故(根据近几 年初步统计资料表明,该类事故占 25%左右),给国家和人民的生命财
2、产造成巨大损失,因此,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理及抽采技术的研究工作也日益受到人们的重视；因此,必须对煤层瓦斯涌出与运移规律、突出防治以及瓦斯高效抽采开展研究. 对于煤与瓦斯突出矿井,为了保障煤层开采过程的安全,除了解决巷道揭煤过程中的瓦斯突出问题外,还必须采取瓦斯抽采的区域性防突措施,为防止在采掘生产活 动中防止突出事故的发生,最有效的区域性防突措施就是开采保护层、煤层群卸压瓦斯立体抽采等,以及掘进工作面瓦斯抽采、卸压钻孔等局部防突措施.在有效解 除煤层突出危险性后再进行采掘工作,才能给采掘生产创造一个不受瓦斯突出威胁的相对安全环境.（1）通过预测区分煤层、煤层某一区域和采掘工作面的突
3、出危险性，以便区别对待，采取不同的技术管理措施。（2）提高防突工作的准确性，减少盲目性，在安排生产的前提下，降低消耗，节约人力、物力，改变矿井经济效益。（3）指导防突措施的合理运用，经检验可在突出危险带采取适宜的防突措施，确保安全生产。 （4）使防突工作建立在科学检测手段的基础上。0.2设计的对象和设计内容义煤集团洛阳义安矿业有限公司（以下简称义安矿）位于河南省洛阳市新安县正村乡，南距新安县城15km。义安矿是义马集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力为120万t。义安矿2007年被鉴定为突出矿井，可采的二1、二2煤层均为突出煤层。根据防治煤与瓦斯突出规定第五条，区域综合防突措施包括：区域突出
4、危险性预测；区域防突措施；区域措施效果检验；区域验证。YX001采煤工作面位于突出危险区内，采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。为了判定YX001采煤工作面区域预抽煤层瓦斯效果，义安矿委托河南理工大学对YX001采煤工作面区域预抽措施效果进行检验。0.3区域预抽措施效果检验依据主要有：（1）国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定.北京:煤炭工业出版社，2009；（2）国家安全生产监督管理总局.煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）.北京:煤炭工业出版社，2006。（3）煤矿安全规程（2010）；（4）煤矿瓦斯抽放工程设计规范（GB50471-2
5、008）；（5）煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）。0.4问题与建议根据防治煤与瓦斯突出规定区域预抽措施效果检验的有关规定，经合理布点测定，YX001采煤工作面经区域预抽后，残余瓦斯含量为3.057.51m3/t，低于8m3/t，且未出现喷孔、顶钻等异常现象，判定YX001采煤工作面为无突出危险区，区域预抽措施有效。建议是报告的重要组成部分，请仔细阅读并采纳执行。（1）在工作面生产过程中，连续执行超前排放钻孔措施，孔深不低于15m，超前距不低于10m，钻孔间距按有效排放半径布置。（2）在工作面生产过程中，根据防治煤与瓦斯突出规定第五十七条连续进行区域验证；当超前排放钻孔、验证钻孔出现喷
6、孔、顶钻等明显突出预兆以及敏感指标超临界值时，则工作面以后连续执行局部综合防突措施。（3）开展防突知识培训，编制防突应急预案，相关人员必须熟悉防突应急预案，掌握突出预兆和避灾程序、要点；当作业地点出现喷孔等明显突出预兆、瓦斯涌出量突然显著升高时，必须立即停电撤人，停止作业；待制定专项安全措施、查明原因、消除异常后，方可恢复作业。（4）由于老顶为厚度10m以上的大占砂岩，冒落性较差，具有一定的冲击危险性，在工作面生产过程中，应做好顶板管理和采面支护工作，严防冲击型灾害发生。（5）根据残余瓦斯含量测定结果、预抽钻孔施工过程中的异常情况和钻探见岩情况，对解吸量大于0.6m3/t的区域、构造异常区、厚
7、煤区应进一步补充区域预抽措施，强化预抽效果。（6）严格执行防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程、煤矿瓦斯抽采基本指标等。1 矿井和工作面概况1.1 矿井概况1.1.1 井田位置与范围义安矿位于河南省洛阳市新安县正村乡，南距新安县城15km，东距洛阳市40km。义安矿原称正村煤矿，是义马煤业集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力120万t。井田交通便利。陇海铁路在井田以南15km处通过，郑州潼关公路也在井田以南15km处通过。新安煤矿铁路专用线距本井田约5km。由新安县城至正村乡往北至北冶的公路由井田内通过，正村乡至石寺、仓头的乡级公路从井田西北部通过。具体交通位置如图1-1所示。义安井田图1-1
8、 义安矿交通位置示意图义安矿北西以新安县石寺公司子崖煤矿、正村石泉煤矿、二道桥煤矿及新安煤矿深部边界（即二1煤层底板等高线-300m-200m）为界；北东以31勘探线为界，南东以二1煤层等高线-600m标高为界；南西以19勘探线为界；走向长约6.3km，倾向宽5.5km，面积约28.744km2。井田地理坐标为东经：11209431121445，北纬：344730345141。1.1.2 矿井开采与开拓义安井田位于新安煤田深部，二1煤层埋藏深度在550m950m，采用立井开拓方式。井田开拓方式为一对立井两个水平上下山开拓全井田，一水平标高-318m，二水平标高-500m，井底车场位于二1煤层顶
9、板。初期投产采区为11、12两个采区，一个炮采、一个综采两个工作面保证矿井设计生产能力。-318m水平东西两翼布置胶带运输大巷、轨道运输大巷、回风大巷三条，层位位于二1煤层顶板10m左右的大占砂岩中，其中一条为专用回风大巷。采煤方法采用倾斜长壁采煤法，全部陷落法管理顶板。1.1.3 煤层与煤质本区含煤地层由老至新依次为太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组、地层总厚度582.25m；共划分8个煤段，含煤13层。区内可采煤层为二1、二2煤层。二1煤层全区可采，二2煤层为局部可采煤层，其它属不可采或偶尔可采煤层。（1）煤层二1煤层赋存于下二迭统山西组（P1s）下部，位于大占砂岩和二1煤层底板砂泥岩
10、之间，上距砂锅窑砂岩约88.99m，下距L7灰岩12.60m。二1煤层层位稳定，井田内竣工的44个钻孔，其中见煤点42个，尖灭点1个，断失点1个，所穿见的见煤点中可采点41个，不可采点1个，煤层厚度014.30m，平均4.15m，属较稳定煤层。煤层结构较简单，一般夹矸12层。井田内二1煤层，层位稳定，结构较简单，顶底板条件较好，倾角610，一般多在5左右。二2煤层位于山西组中下部，上距砂锅窑砂岩64.30m，下距二1煤层24.69m，煤层稳定。井田内竣工的44个钻孔，全部穿过二2煤层层位。其中见煤点32个，尖灭点12个。所穿见的见煤点中可采点15个，不可采点17个。煤层厚度02.63m，平均厚
11、度0.69m。煤层结构简单，一般含夹矸1层，属不稳定煤层。二2煤层属局部可采煤层，煤厚变化规律不明显，可采区域主要位于井田中东部。（2）煤质二1煤为灰黑色、具玻璃光泽，多呈粉状产品，组织疏松。煤芯中含大量黄铁矿结核，但分布不均。宏观煤岩类型属半亮型煤。二1煤层原煤灰分大部分属于低中灰中灰分煤，个别点灰分大于30%，属于中高灰分煤，全层平均灰分为21.42%。二2煤层灰黑色，粉末状产出，组织疏松，呈粉状产出，属半亮型煤。二2煤层全层平均灰分为23.12%。二2煤的视密度为1.43t/m3，真密度为1.51t/m3。原煤全硫含量平均为2.23%，属中高硫煤。原煤经1.5比重液洗选后，浮煤全硫为1.
12、23%。原煤磷含量为0.0040.02%，属特低磷低磷煤。原煤干燥基高位发热量平均为27.912MJ/kg（6668大卡/kg）。综上所述，二1、二2煤层为低中灰、中高硫、特低磷、高发热量、粉状贫煤，一般以动力用煤和民用煤为主。1.1.4 井田地质构造义安井田位于新安向斜北翼，构造简单，总体上为一单斜构造，褶皱宽缓，仅F29断层附近有较大起伏。地层倾向南东，倾角515。二1煤层倾向100155，一般135；倾角315，一般47。F29断层为井田内发育的一条落差较大断层，断层位于井田中部，为一正断层，走向近南北，倾向西，倾角6570，落差530m（北大南小）。根据三维地震及瞬变电磁勘探资料，F2
13、9断层为强导（含）水，且F29断层存在分叉现象。根据三维地震勘探成果资料：勘探面积5.41km2，新发现37条断层（含F29断层分叉3条断层），首采区域内断裂构造发育密度为6.8条/km2，平均落差4m（F29断层除外）。该矿大褶曲宽缓，小褶曲较为发育，煤层存在起伏现象。综上所述，该矿构造复杂程度应属简单。1.1.5 矿井通风义安矿通风方式为抽出式，目前为中央并列式通风系统，主、副井进风，中央风井回风。后期拟在井田深部边界附近，布置南风井，主、副井进风，形成中央分列式通风系统。矿井通风机为BDK-8-32型矿用对旋轴流通风机，风机叶片角为37.5/32.5 ，风量158m3/s，负压H1280
14、Pa，静压效率72%。1.1.6 煤井瓦斯情况（1）地质勘探期间瓦斯情况义安矿地勘期间共采集瓦斯煤样7个，全部采用解吸罐采取。25014孔因为采样不合格，不予采用。另外6孔野外解吸瓦斯含量分布不均，最小为160mL，最大为1204mL。2602孔位于断层附近，储藏条件较差，瓦斯容易逸散，其中甲烷含量全区最低为61.81%，其余各孔甲烷含量均大于70%，瓦斯采样分析结果见表1-1所示。由瓦斯试验成果来看，全矿井总瓦斯含量4.0212.19m3/t，平均为7.22m3/t，全部处于沼气带、氮气沼气带的范围，且沼气带、氮气沼气带相互穿插，分带与深度关系不明显。本区游离瓦斯占全部瓦斯含量的41.869
15、3.55%，平均70.06%。表1-1 义安矿地勘期间测定的二1煤层瓦斯含量钻孔孔号采样深度（m）瓦斯成分瓦斯含量(m3/t)工业分析(%)CO2CH4N2MadAdVd2101685.70685.861.8688.299.844.020.7712.4213.262108975.00975.152.7992.195.027.740.7924.2712.322203800.55800.704.5772.8422.606.560.7911.5813.0525015856.58856.735.6879.5514.776.460.6011.0210.992602656.15656.302.3461.8
16、135.856.360.8714.5412.452802548.65548.801.8495.572.5912.190.518.4212.34（2）瓦斯含量、瓦斯压力测定情况根据河南理工大学与义安矿合作研究的洛阳义安矿业有限公司防治煤与瓦斯突出总体设计报告，井下实测煤层瓦斯含量14个，结果见表1-2所示。其中二1煤10个，二2煤4个。其中FX004（12071）胶带顺槽开口32m处距二1煤法距8m右耳巷内、FX004（12071）轨道顺槽回风巷距开口10m两处所测含量因罐漏气而不可靠。由所测结果来看，可靠瓦斯含量在6.7514.52m3/t之间，平均为9.8m3/t。其中二1煤层瓦斯含量为6.
17、7514.52m3/t；二2煤层瓦斯含量为9.409.76m3/t。根据河南理工大学与义安矿合作研究的洛阳义安矿业有限公司防治煤与瓦斯突出总体设计报告，利用水泥砂浆和胶囊粘液封孔技术对二1煤层和二2煤层进行了瓦斯压力的测定，共测定了12个煤层瓦斯压力（其中二1煤层7个，二2煤层5个），其结果见表1-3。其中东胶带绞车窝机修硐室附近的瓦斯压力为剔除了水压后的估计压力。义安矿二1煤层瓦斯压力为0.291.51MPa；二2煤层瓦斯压力为0.420.93MPa。表1-2 义安矿瓦斯含量测定结果表采样位置瓦斯含量(m3/t)煤层西胶带大巷A8测点以西74.1m12.61二1西胶带大巷A8测点以东160m
18、处9.76二2东胶带（东回胶联络巷口）9.55二1西轨道第一中部车场与西回大巷联络巷口西26m巷道拐点前10m9.30二1西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处14.52二1西胶带A14测点以西63.5m9.40二2FD001(12011)胶带顺槽开口65m处11.87二1FD001(12011)专用回风巷开口15m处左帮顶下1.5m处开口6.40二1FD001(12011)轨道顺槽开口40m处左帮顶下1.5m处7.90二1西轨大巷距第一个岔口115m处左帮距底1.2m 处10.20二2FX004（12071）胶带顺槽开口32m处，距二1煤法距8m右耳巷内6.22二1FX004（
19、12071）轨道顺槽回风巷距开口19.6m11.26二1FD001(12011)轨道顺槽距开口118m左钻场6.75二1FX004（12071）轨道顺槽回风巷距开口10m3.36二2表1-3 义安矿煤层瓦斯压力测定结果编号测压地点封孔方式压力值(MPa)测定煤层1西胶带A8测点向西86.6m聚胺脂、水泥沙浆0.37二12西胶带A8测点向西74.1m聚胺脂、水泥沙浆0.29二1 3西胶带A8测点向东160m 木塞、水泥沙浆0.45二24西胶带A8测点向东175m 木塞、水泥沙浆0.84二25东胶带距东回胶联络巷口西18m聚胺脂、水泥沙浆1.47二16东胶带东回胶联络巷口处聚胺脂、水泥沙浆1.51
20、二17西胶带A8测点东80m胶囊黏液0.84二28西胶带A8测点东65m胶囊黏液0.93二29西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处（二1煤）木塞、水泥沙浆0.42二210西轨道二2煤突出点后退70m，第二中部车场西48m处（二1煤）聚胺脂、水泥沙浆0.80二111西轨大巷第二车场内聚胺脂、水泥沙浆0.34二112FX004（12071）胶带顺槽开口32m处,距二1煤法距8m右耳巷内（二1煤）聚胺脂、水泥沙浆0.60二11.2 工作面概况1.2.1 工作面位置范围YX001采煤工作面为YX采区第一个综采工作面，位于YX采区东部，西至YX002工作面，东邻生活区保护煤柱尚未开采，上
21、邻FX采区，下至工作面切眼。地表分布有竹园沟等村庄，只有少数民房。YX001采煤工作面倾向长度731m，走向长度131.3m，地面标高+381.5+404.4m，工作面标高-316-318m。该采煤工作面工业储量.5t，可采储量.7t。1.2.2 工作面煤层赋存情况根据工作面掘进期间收集地质资料分析，该工作面煤层厚度较稳定，仅在轨道顺槽侧第四预抽巷以下至切眼轨道顺槽掘进中煤层厚度变化较大，煤厚19.7m，平均5.0m，受褶皱控制煤层产状及厚度变化较大。煤层倾角210。该工作面的煤层厚度详细情况见YX001工作面煤厚实测图（图2-1）。该区域二1煤层为黑色粉末状、属半亮型煤，煤层的结构简单，仅局
22、部存在夹矸，夹矸多为一层厚度01.9m，岩性为泥岩、细砂岩。煤层富含FeS2结核，Ad=21.42%，Sd=2.23%。煤层不易自燃，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为55%。该工作面二1煤层伪顶局部发育，直接顶为砂质泥岩，该岩层局部发育，厚度02.5m，平均1.0m；老顶为中细粒石英砂岩（大占砂岩），厚2.517m，为本井田主要标志层之一。该工作面伪底不发育，直接底为粉（细）砂岩，厚度5m；老底为L7灰岩，厚8.0m，为本井田主要标志层之一。表2-1 YX001工作面原始瓦斯含量测定结果测定地点原煤瓦斯含量（m3/t）YX001胶带顺槽开口向里300m8.11YX001胶带顺槽开口向里290m6.89
23、YX001轨道顺槽开口向里360m6.60YX001轨道顺槽开口向里456m5.65YX001胶带顺槽底排巷3#钻场右侧含量孔10.50 mYX001胶带顺槽底排巷2#钻场右侧含量孔12.88 m图2-1 YX001采煤工作面胶带、轨道顺槽沿掘进方向煤厚实测图1.2.3 工作面瓦斯地质情况在YX001工作面掘进过程中，采用井下直接法测定工作面煤层原始瓦斯含量值6个（见表2-1），其值域为5.6512.88m3/t，平均值为8.44m3/t。该工作面地质构造较简单，根据地面三维地震勘探资料，该工作面无断裂构造，仅有一条背斜。在掘进过程中，实际揭露断层7条，走向30155，倾向NE、NW, 倾角3
24、578，落差0.92.8m。揭露断层对回采有一定影响。预计工作面内有隐伏地质构造，有待进一步揭露。表2-1 YX001工作面原始瓦斯含量测定结果测定地点原煤瓦斯含量（m3/t）YX001胶带顺槽开口向里300m8.11YX001胶带顺槽开口向里290m6.89YX001轨道顺槽开口向里360m6.60YX001轨道顺槽开口向里456m5.65YX001胶带顺槽底排巷3#钻场右侧含量孔10.50 mYX001胶带顺槽底排巷2#钻场右侧含量孔12.88 m2. 掘进工作面区域综合防突措施2.1区域防突措施在YX001机巷、YX002风巷施工底板岩巷瓦斯预抽巷。在底板预抽巷内施工钻场，向顶板YX00
25、1机巷施工网格式抽放钻孔，同时进行水力冲孔，利用高压水对钻孔周围的煤体进行破碎、冲出，增强煤体的透气性、提高抽放瓦斯量，对煤巷掘进进行区域防突。为了能够更好的避免有空白带的出现，以6.5m作为水力冲孔有效影响半径。以此为依据，在每钻场内布置4排14个上向的网格式抽放钻孔，钻孔控制煤巷两侧15m，钻孔见煤点间距为810m。水力冲孔注意事项：（1）水力冲孔压力过小，水流破碎煤层的能力降低，冲孔距离变短；冲孔压力过大，就会造成冲煤速度变大，易造成堵孔，因此，对义安煤层坚固系数较小的煤层，水压在大于破煤所需压力的前提下，压力越小越好。（2）在冲孔过程中，喷孔直径过小、压力过大，极易造成堵孔现象，要对喷
26、孔直径、喷孔角度、冲孔压力、冲孔顺序进行考察，提高冲孔速度及冲孔质量。（3）水力冲孔，特别是冲上向孔时，大量的煤体被冲出或喷孔现象，释放大量瓦斯造成瓦斯超限，要在打钻及冲孔期间，在孔安装防喷孔装置，并连接到抽放管路上进行抽放，形成一个封闭抽放系统。（4）水力冲孔大量的煤水混合物被冲出，污染巷道，在进行水力冲孔时，要对煤水混合物进行收集，并通过压滤机等设备将煤水进行分离，实现文明生产。2.1.1掘进工作面区域综合防突措施在YX001机巷掘进期间，采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施。主要包括：巷帮钻场顺层钻孔抽放和工作面顺层钻孔抽放。YX001机巷掘进期间每隔40m在主巷和巷帮施工深孔
27、抽放钻孔，钻孔设计两排，每排17个，共计34个孔，钻孔孔径为89mm，控制正前60m，控制巷帮15m范围内达到消突效果。区域防突措施钻孔布置见图2-2。表2-1 区域防突水力钻孔流程2.1.2 风巷区域防突措施在YX001风巷掘进过程中，采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。YX001风巷外错布置底板瓦斯预抽巷，两巷平距（中到中）12m，预抽巷顶板距二1煤层底板10m左右，预抽巷每隔30m或36m布置一个钻场，底板抽放巷距煤层10m，梯形断面，下宽3m、上宽2.5m、高2.5m。每个钻场内布置14或16个钻孔。预抽巷无钻场的按水力冲孔影响半径及控制范围均匀布置钻孔，保证YX001风
28、巷主巷及两侧各15m范围内达到消突效果。区域防突措施钻孔布置见图2-3。表2-1 区域防突水力钻孔流程2.2 区域措施效果检验2.2.1 机巷区域措施效果检验采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔2030m至少布置一个检验测试点，且每个检验区域不得少于3个点，残余瓦斯含量作为检验指标对区域防突措施进行检验。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时且检验期间无明显突出预兆时，视为无突出危险区，否则，为突出危险区，预抽措施无效。2.2.2 风巷区域措施效果检验对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，在煤巷
29、条带每间隔3050m至少布置一个检验测试点；测点位于按照防治煤与瓦斯突出规定第五十五条的规定，YX001采煤工作面区域预抽措施效果检验孔按表2-4所示进行布置，机巷顺槽布置11个测点风巷顺槽布置11个测点，合计22个测点。现场测点布置见表2-3所示。（1）钻孔指标YX001采煤工作面，风巷顺槽共施工了701个预抽钻孔，机巷顺槽共施工了564个预抽钻孔，切眼巷共施工110个抽放钻孔，工作面第四预抽巷共施工200个抽放孔，孔间距为0.7或1.4m，满足“抽放钻孔控制整个预抽区域并均匀布孔”的要求。（2）瓦斯指标YX001采煤工作面风巷顺槽和机巷顺槽分别布置了11个测点，实测22个残余瓦斯含量。经测
30、定，残余瓦斯含量为3.057.51m3/t，小于8m3/t。（3）突出预兆经过效果检验，在22个检验钻孔施工过程中，无明显突出预兆。综上所述，YX001采煤工作面预抽瓦斯钻孔布置比较均匀，经过预抽煤层瓦斯后，残余瓦斯含量为3.057.51m3/t，小于8m3/t，且未见喷孔等异常现象。因此区域预抽措施有效，该区域为无突出危险区。图2-2 YX001 机巷区域防突措施孔布置图（注：图中尺寸单位为mm）图2-3 YX001 风巷区域防突措施孔布置图(注：图中尺寸单位为mm)表2-4 YX001采煤工作面区域效果检验孔设计布置检验点位置孔深(m)孔径（mm）与巷帮垂线夹角()府仰角（）机巷顺槽开口向
31、里731m6589左偏8上仰0机巷顺槽开口向里681m4089左偏8下俯1机巷顺槽开口向里580m6589左偏8下俯2机巷顺槽开口向里540m4089左偏8下俯2机巷顺槽开口向里447m6589左偏8下俯3机巷顺槽开口向里397m4089左偏8上仰2机巷顺槽开口向里347m6589左偏8上仰0机巷顺槽开口向里297m4089左偏8上仰0机巷顺槽开口向里247m6589左偏8上仰0机巷顺槽开口向里197m4089左偏8上仰1机巷顺槽开口向里147m6589左偏8上仰0风巷顺槽开口向里729m4089右偏8上仰0 风巷顺槽开口向里679m6589右偏8上仰1风巷顺槽开口向里592m4089右偏8上
32、仰2风巷顺槽开口向里542m6589右偏8上仰2风巷顺槽开口向里444m4089右偏8上仰3风巷顺槽开口向里394m6589右偏8下俯2风巷顺槽开口向里344m4089右偏8上仰0风巷顺槽开口向里294m6589右偏8上仰0风巷顺槽开口向里249m4089右偏8上仰0风巷顺槽开口向里204m6589右偏8下俯1风巷顺槽开口向里164m4089右偏8上仰0注：效果检验过程中应根据实际情况适当调整钻孔参数。3 掘进工作面局部综合防突措施3.1 掘进工作面突出危险性预测（区域验证）采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体施工3个直径42mm、孔深9m的钻孔，
33、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24m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K1或h2值。各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3-1的临界值确定工作面的突出危险性。表3-1 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h2Pa钻屑瓦斯解吸指标K1（mL/g）钻屑量 S（kg/m）（L/m）2000.565.4如果实测得到的S 、K1或h2的所有测定值均小于临界
34、值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。钻孔位置如图所示：图1 倾斜、急倾斜煤层煤巷掘进工作面钻屑指标法预测钻孔布置示意图图2 近水平、缓倾斜煤层煤巷掘进工作面钻屑指标法预测钻孔布置示意图3.2 掘进工作面防突措施因煤层为一般突出危险煤层，应采取短钻孔布孔方式，短钻孔布孔最佳钻孔施工长度(水平投影)为10m。孔径为100mm，根据有效影响半径确定钻孔间距，其钻孔布置如图3所示。短孔布置的优点是在留有5m措施超前距的条件下，在掘进过程中，始终处于两轮超前钻孔有效的控制范围内，安全才有保障。图3 根据有效影响半径确定钻孔间距，其钻孔布置图3.3 掘进工
35、作面措施效果检验采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体施工3个直径42mm、孔深7m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在角落中，一个钻孔位于巷道工作面上部，并平行于掘进方向，另一个在底部，还有一个在两帮。其他同3.13.4 掘进工作面安全防护措施避难所应符合下列要求：（一）避难所必须设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不得低于2m，深度应满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少应能满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5m2。避难所内支护必须保持良好，并设有与矿(井)调度
36、室直通的电话；（二）避难所内必须放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时，应有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；（三）避难所内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。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。反风装置的设计反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷
37、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、溜子道等，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。放炮降低放炮诱发突出的强度，可根据情况在炮掘工作面安设挡栏。挡栏可用金属、矸石或木垛等构成。金属挡栏一般是由槽钢排列成的方格框架，框架中槽钢的间隔为0.4m，槽钢彼此用卡环固定，使用时在迎工作面的框架上再铺上金属网，然后用木支柱将框架撑成45度的斜面。一组挡拦通常由两架组成，间距为6
38、8m。可根据预计的突出强度在设计中确定挡栏距工作面的距离。第一百零六条 突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置，但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。工作面避难所设在采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。应根据具体条件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应满足工作面最多作业人数时的避难要求，其他要求与采区避难所相同。压风自救系统的要求是：（一）压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面顺槽内的压缩空气管道上；（二）在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置：距采掘工作面2540m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警
39、戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加设置；（三）每组压风自救装置应可供58个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。4 采煤工作面区域综合防突措施4.1 采煤工作面区域防突措施YX001采煤工作面采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯。轨道、胶带顺槽相向施工平行钻孔，孔径89mm，钻孔间距根据煤层厚度设计为0.7m或1.4m；胶带顺槽抽放钻孔孔深70m，右偏8；轨道顺槽抽放钻孔孔深70m，左偏8；工作面切眼抽放钻孔深度7375m。预抽钻孔的具体参数见义安矿编制的YX001工作面防突专项设计及安全技术措施。4.2 采煤工作面区域措施效果检
40、验沿工作面推进方向每隔30m至少布置二个测试点，即布置“二排”测试点。对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察（应符合本规定第四十二条要求的程序）确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于表4的临界值则为无突出危险区，
41、否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。5 采煤工作面局部综合防突措施5.1 采煤工作面突出危险性预测（区域验证） 突出危险工作面必须采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。 无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面
42、不小于7m，回采工作面不小于5m。5.2 采煤工作面防突措施 钻孔采用ZDY3200L大功率钻机施工，钻孔间距5m，孔径94mm，孔深90m100m。预抽6个月后，预抽范围内煤层满足煤矿瓦斯抽采基本指标要求后，采用综掘工艺施工煤巷，煤巷掘进期间施工顺层钻孔预抽下区段掘进区域煤层瓦斯。 为缩短瓦斯治理时间，可采用深孔预裂爆破增透、交叉钻孔等技术强化抽放。图5-1顺层钻孔布置示意图5.3 采煤工作面措施效果检验 工作面必须在严格执行防突措施的前提下，组织人员进行效果检验工作，若措施没有执行到位则不进行效果检验。效果检验方法：钻孔瓦斯涌出初速度指标（q）法、钻屑解吸指标（h2）法。效检钻孔直径为42
43、mm，孔深8m，位于浅孔中间，从采煤工作面上出口煤壁下帮10m开始布置钻孔，钻孔坚决不大于10m，直到工作面下出口煤壁上帮10m处。当回采工作面全煤厚3m时，回采工作面效检孔按单排布置在煤层中央。当回采工作面全煤厚3m时，回采工作面效检孔按双排布置。钻孔每2m测定1次钻屑解吸指标，每4m时测定1次钻孔瓦斯涌出初速度。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为0.5m。根据每个钻孔的最大钻屑解吸指标和最大瓦斯涌出初速度确定该工作面是否具有突出危险性。若经效果检验措施无效时，在工作面重新补打浅孔抽放。抽放钻孔范围：12个效果检验孔超限时，在超限孔上下各20m补打浅孔措施孔；3个及3个以上效果检验孔超
44、限时，全工作面抽放钻孔。如图5-2残余瓦斯含量测定钻孔布孔示意图5.4 采煤工作面安全防护措施 煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，目前尚未完全掌握突出发生、发展的数学物理本质，再加上煤层瓦斯赋存条件和地质条件的多变性，以及预测、措施执行和效果检验过程中人为因素的影响，降低了预测、效果检验的可靠性，即使在预测、效检不超标的情况下，仍有可能发生突出，因此要采取多种安全防护措施，做到突出不伤人。 （1）压风自救 工作面两巷每隔50m安装一组压风自救系统，每组压风自救系统为5个；回风巷最里1组到工作面的距离在2540m间，运输巷最里1组到工作面的距离在50100m间，压风自救系统数量按工作面最多出勤人
45、数确定，一般情况为45个。随工作面的推进及时拆除或移动压风自救系统；运输巷、回风巷有人进行修巷、操作机电设备等作业的地点必须安装压风自救装置，数量按照最多人数确定（个绞车房、机电设备操作处等有人工作的地点各安装1组数量为23个的压风自救装置）。压风自救装置必须安装在运输、回风巷的人行道侧，管路安装顺畅，不得扭结、拐死弯；压风自救开关阀门距巷道底板高度为1.51.8m；在压风管路进入工作面正巷以前必须安装油、水分离器；压风自救单个供风量不小于0.1m3/min。 （2）远距离爆破 工作面如遇岩石等情况需要放炮时，每次放炮前必须对放炮地点及前后各20m范围的煤体进行预测，在预测无突出危险的情况下方可进行放炮，工作面和回风巷的人员全部撤到运输巷压风自救处或回风巷反向风门以外进行躲避，工作面和回风巷回风系统内的非本安型电源全部切断，并在回风巷外口的新鲜风流处设置警戒，严禁人员进入。爆破作业必须按作业必须按作业规程要求选用，煤矿3#乳化炸药和毫秒延期电雷管，最后一段延期不得超过130ms。坚持使用水炮泥。装药孔应用炮泥封到孔口，所有不装药的孔都应用炮泥重填，充填深度应大于爆破孔深度的1.5倍。 （3）化学氧自救