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1、安全工程专业防突设计指导书一、防突工程设计的程序 1防突工程设计的程序 1)对矿井煤与瓦斯突出事故进行调查分析,搞清已发生突出的类型和原因。大量地收集有关基础资料和数据。查阅国内外有关防治突出的先进技术和先进经验。 2)选择并确定适合本矿区的煤与瓦斯突出的预测预报方法; 3)选择技术上可行、经济合理、效果显著的防治突出的技术措施; 4)详细设计综合防治突出工程。包括:突出危险性的预测预报;防治突出的技术措施、防灾措施实施后的效果检验方法和防灾措施实施的安全措施。 二、防突工程设计的内容题纲第一章 概述第一节 设计依据及原则一、编制设计的依据1、煤矿安全规程(2006版)、防治煤与瓦斯突出规定(
2、征求意见稿)及煤炭行业主管部门的有关瓦斯治理文件等国家法规、行业条例和上级文件精神;2、井田精查地质勘探报告3、技术改造初步设计说明书4、矿方提供的其他有关文字资料和图纸。二、防突方案设计的指导思想与原则1、贯彻执行安全生产“安全第一,预防为主,综合治理” 和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的指导方针,认真执行煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出细则、国有煤矿瓦斯治理规定等国家法规、行业条例和上级文件精神,确保“四位一体”综合防突措施执行到位和矿井安全生产。2、坚持“区域防突为前提、局部防突为补充”的防突工作原则,坚持“多措并举、可保必保、应抽必抽、抽采平衡、效果达标” 的区域防突工作理念,
3、实现“不掘突出头、不采突出面”的防突工作目标。3、按照“一切从实际出发”、“实事求是”的原则,编制既符合行业技术安全政策,又结合煤矿开采实际的切实可行的近期及今后生产的方案。第二节 矿井地质概况 包括:煤层厚度及其稳定性、煤的结构类型及工业分析、煤层围岩的性质及厚度、地层产状、构造类型及其特征、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯成分、煤的瓦斯放散初速度、水文地质概况、火成岩侵入形态及其分布、以及勘探工程中钻孔透煤时的瓦斯涌出动力现象(如顶钻、夹钻、喷孔)等方面。应附有瓦斯地质图(可与采掘工程图合用),图中应标明采掘进度、被解放范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等地质资料。
4、第三节 矿井开拓开采概况包括:矿井开拓系统、水平划分、采区划分、采区巷道布置及其特点、采煤方法、掘进方法、采掘工艺参数及使用的设备、支护形式、煤层开采顺序等。应附有采掘工程图。第四节 矿井通风安全概况包括,矿井通风系统及通风量,采掘工作面风量、温度和湿度,瓦斯涌出量,以及矿井发生突出的概况及现状等。第二章 区域综合防突措施本章为本设计的重点之一,需要根据矿井的煤层情况、地层情况、瓦斯情况、采掘部署等,设计矿井的具体区域综合防突措施。第一节 区域突出危险性预测一、区域预测方法(一)划分的煤层瓦斯风化带为无突出危险区域(二)(三)在上述(一)、(二)划分出的无突出危险区和突出危险区以外的预测区域,
5、根据煤层瓦斯压力P或瓦斯含量划分出突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。划分所依据的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表311划分。表311 根据煤层瓦斯压力、含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P(MPa)瓦斯含W量W(m3/t)区域类别P0.74W8无突出危险区其他情况突出危险区二、在进行开拓后区域预测时,还应符合下列要求:(一)应主要依据井下实测的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等数据进行预测。(二)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测点应按照不同的地质单元分别进行布置,并在每个地质单元内根据其范围、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
6、不少于2个测点,倾向方向不少于3个测点。其中倾向方向的测点应包括埋深最大的开拓工程位置。第二节 区域防突措施区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。根据煤层、瓦斯赋存及开采条件,区域防突措施必须优先选用开采保护层措施。一、开采保护层在突出矿井开采煤层群时,如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出煤层或突出危险性相对较小的煤层时,除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全的或可能破坏突出煤层开采条件的以外,必须首先开采保护层。有条件的矿井也可将软岩层作为保护层开采。保护层分为上保护层和下保护层两种方式。保护层保护范围的确定1 沿倾斜方向的保护范围保护层工作面沿倾斜方向的保护范围应根
7、据卸压角划定,如图321所示。在没有本矿井实测的卸压角时,可参考表321的数据。 A保护层;B被保护层;C保护范围边界线图321 保护层工作面沿倾斜方向的保护范围表321 保护层沿倾斜方向的卸压角煤层倾角(o)卸 压 角 (o)08080757510778375752073877575306990777040659080705070908070607290807070729080728073907875907580758O2 沿走向方向的保护范围若保护层采煤工作面停采时间超过3个月、且卸压比较充分,则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线可按
8、卸压角5660划定,如图322所示。BEECADDFFEEFBA保护层;B被保护层;C煤柱;D采空区;E保护范围;F始采线、采止线图322 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围3 最大保护垂距保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表322选取或用式(D.1)、式(D.2)计算确定:表322 保护层与被保护层之间的最大保护垂距(保护距离正好相反的道理)(水平和垂直应力)煤层类别最大保护垂距(m)上保护层下保护层急倾斜煤层缓倾斜和倾斜煤层下保护层的最大保护垂距: (D.1)上保护层的最大保护垂距: (D.1)式中:、下保护层和上保护层的理论最大保护垂距,m。它与工作面长度和开采深度有关,可
9、参照表323取值。当时,取,但不得大于250m;保护层开采的影响系数,当时,当时,;保护层的开采厚度,m;保护层的最小有效厚度,m。可参照图D.3确定;层间硬岩(砂岩、石灰岩)含量系数,以表示在层间岩石中所占的百分比,当时,当时,。表323 和与开采深度和工作面长度之间的关系开采深度(m)(m)(m)工作面长度 (m)工作面长度 (m)50751001251501752002505075100125150200250300701001251481721902052205667768387909240058851121341551701821944050586671747650050751001
10、20142154164174293949566266686004567901091261381461552434435055596180033547390103117127135212936414549501000274157718810011412218253236414445120024375063809210411316233032374041图323 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围4 开采下保护层的最小层间距开采下保护层时,不破坏上部被保护层的最小层间距离可参用式(D.3)或式(D.4)确定:当时, (D.3)当时, (D.4)式中:允许采用的最小层间距,m;保护层的开采厚
11、度,m;煤层倾角,度;顶板管理系数。冒落法管理顶板时,取10,充填法管理顶板时,取6。二、预抽煤层瓦斯可采用的抽放方式有:地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。根据煤层、瓦斯赋存及开采条件,区域防突措施必须优先选用开采保护层措施。在无保护层开采条件时可选取预抽煤层瓦斯作为区域防突措施,并按上述列举的各类方式的优先顺序选取一种或多种方式的预抽煤层瓦斯措施,但地面井预抽煤层瓦斯应与其它方式的区域防突措施共同使用。采取各种方式的预抽煤层
12、瓦斯区域防突措施时,应符合以下要求:(一)预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制区段内的整个开采块段和顺槽外侧一定范围内的煤层(其中倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m、下帮轮廓线外至少10m,近水平、缓倾斜煤层巷道两侧轮廓线外各至少15m;均为沿层面的距离,以下同)。(二)穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围的要求与(一)款中顺槽外侧的要求相同。(三)顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制整个开采块段的煤层。(四)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应在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m
13、(以前是5米)以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应保持煤孔最小超前距15m。(五)顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不少于60m,巷道两侧的控制范围要求与(一)款中顺槽外侧的要求相同。(六)当煤巷掘进和回采工作面在预抽范围内作业时,工作面到前方预抽范围边缘的距离不得小于20m。(七)对于除穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯以外的其他预抽方式,当钻孔因煤层厚度较大而不
14、能穿透煤层全厚或采用水平分层开采时,预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m(均为铅垂距离,且仅限于煤层部分)。所有预抽煤层瓦斯钻孔应在整个预抽区域内均匀布置,穿层钻孔应穿透煤层全厚(最新规定里没有这句);钻孔间距应根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m,顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。应做好每个钻孔施工参数的记录及抽放参数的测定。钻孔孔口抽放负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时,应采取改进措施,以提高封孔质量。第三节 区域防突措施效果检验一、 保护层开采保护层的保护效果检验主要采用顶底板位移量、残余瓦斯压力、
15、残余瓦斯含量指标,也可结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。二、预抽煤层瓦斯 采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时,1.应以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标进行措施效果检验。但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时(最新规定或者是残余瓦斯压力或残余瓦斯含量任何一个超标),应判断为措施无效,所在区域(最新规定100米的半径内)煤层仍属突出危险区。2.(最新规定:穿层孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解析指标进行检验)3.其他经验证实有效的指标和方法进行检验;区域预测新方法的研究试验应该由有突出危险鉴定资质的单位进行试验考察,试验和
16、应用前都要由煤矿企业负责人批准);(瓦斯压力和含量进行区域预测的临界值应该由有突出危险鉴定资质的单位进行试验考察,试验和应用前都要由煤矿企业负责人批准)(一) 采用直接测定的煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验时,应符合以下要求:1、对预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时,检验实测点应沿回采工作面推进方向每间隔3050m至少布置一个检验实测点,并当区段宽度(两侧顺槽间距加上顺槽外侧控制范围)超过120m时应加倍布置检验实测点,即沿工作面方向另增加一排检验实测点。2、当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式或参数不同时,应分别按照预抽煤巷条带煤层
17、瓦斯区域防突措施和预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的效果检验要求分别进行检验。3、对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时,应在煤巷条带每间隔3050m(以前是20-30米)至少布置一个检验实测点。4、对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时,应沿回采工作面推进方向每间隔2030m(以前是30-50米)至少布置一个检验实测点,(最新规定:每个区域不得少于3个测点,以前是2个)(最新规定没有这条:并当回采工作面长度超过120m时应加倍布置检验实测点,即沿工作面方向另增加一排检验实测点。)5、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效果检验
18、时,应至少布置4(以前是3个)个检验实测点,分别位于措施规定预抽区域内的上部、(最新加了一个中部)和两侧,并且至少有一个检验实测点位于措施规定预抽区域内距边缘不大于2m的范围。7、各检验实测点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、抽放时间较短的的位置,并避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。(最新:尽可能地避开抽放孔或尽可能地与周围抽放钻孔保持同距离,在地质构造复杂的区域适当增加检验测点)(二)采用间接计算的残余瓦斯含量进行预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验时,应符合以下要求:(穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门包括井筒揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施需要
19、直接测定,其余的区域防突措施可以由间接计算检验)1、当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时,应根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算评价指标和进行评价。2、当预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体时,应根据不同煤层的透气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况,在计算评价指标时适当扩大预抽区域的煤层范围。(最新:但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围)第四节 区域安全防护措施一、专用回风巷矿井、采区、突出煤层工作面都必须有独立的回风系统,每个采区必须设置至少1条专用回风巷。二、 避难所突出矿井应在井底车场设置中央避难所,在每个采区设置采区避难所。三、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
20、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。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,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
21、须关闭。第四章 局部综合防突措施本章是本设计的重点之一,根据煤层瓦斯情况和相邻矿井的突出治理实践,设计矿井具体的局部综合防突措施。第一节 工作面突出危险性预测煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。一、石门揭煤工作面 石门揭煤工作面的突出危险性预测应选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其它经试验证实有效的方法。(一)综合指标法采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,应由石门揭煤工作面向煤层的适当位置至少打三个钻孔测定煤层瓦斯压力P。在近距离煤层群中,层间距小于5m或层间岩石破碎时,应测定各煤层的综合瓦斯压力。根据煤层瓦斯压力、软分层煤的坚固性系数、煤的瓦斯放散初速度、煤层埋藏
22、深度等,按下式计算综合性指标D和K值: (1) (2)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,取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值,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。各煤层综合指标D、K值的突出预测临界指标值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表411所列的临界值预测突出危险性。表411 综合指标D和K预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤层突出危险性综合指标 D煤层突出危险性综合指标 K无烟煤其它煤种0.252015注: 如果式中两个括号内的计算值都为负时,则不论D值大小,D值都为未达到或超过临界值
23、。当测定的综合指标D、K都小于临界值且未发现其他异常情况时,该工作面即为无突出危险工作面;否则,判断突出危险工作面。(二)钻屑瓦斯解吸指标法采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,由石门揭煤工作面向煤层的适当位置至少打三个钻孔,在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm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。各煤层钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表412中所列的指标临界值预测突出危险性。表412 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煤样h2指标临界值(Pa)K1指标
24、临界值(mL/g)干煤样2000.5湿煤样1600.4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;否则,为突出危险工作面。二、煤巷掘进工作面 可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性:(一)钻屑指标法;采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在缓倾斜煤层应向工作面前方煤体至少打3个,在倾斜或急倾斜煤层至少打2个直径42mm、孔深810m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
25、2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标h2值或K1值。在各煤层采用钻屑指标法预测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413的临界值确定工作面的突出危险性。表413 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h2钻屑瓦斯解吸指标K1钻屑量 SPamL/gkg/mL/m2000.565.4如果实测得到的h2、K1、S的所有测定值均小于临界值,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。(二)复合指标法;采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在缓倾斜煤层应向工作面前方煤体至少打3个,在倾斜或急倾斜煤层至少打2
26、个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应尽量布置在软分层中,一个钻孔位于巷道工作面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处,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,并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为0.5m或1.0m。在各煤层采用复合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414的临界值进行预测。如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值,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
27、;否则,为突出危险工作面。表414 复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值煤的挥发分Vdaf(%)5151520203030qm(L/min)5.04.54.04.5SmaxKg/m6666L/m5.45.45.45.4(三)R值指标法采用R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在缓倾斜煤层应向工作面前方煤体至少打3个,在倾斜或急倾斜煤层至少打2个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。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收集并测定该1m段的全部钻屑量
28、S和钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为lm。根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大瓦斯涌出初速度qmax按式(13)确定各孔的R值: R (Smax-1.8) (qmax-4) (13)式中 Smax每个钻孔沿孔长最大钻屑量,L/m; qmax每个钻孔沿孔长最大瓦斯涌出初速度,L/mmin。判断各煤层煤巷掘进工作面突出危险性的临界指标Rm应根据试验考察确定,在确定前可参照Rm6进行工作面的突出危险性预测。当所有钻孔的R值均小于临界值(即RRm)或所有R值超过临界值的钻孔中上式两括号内的数值均为负值时,若未发现其他异常情况,该工作面预测为无突出危险工作面;否则,为突出
29、危险工作面。三、采煤工作面 对采煤工作面的突出危险性预测,可参照煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔,深度510m,除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。第三节 工作面防突措施应保留的最小措施超前距为: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。一、石门揭煤工作面石门揭煤工作面的防突措施包括抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其它经试验证明有效的措施。金属骨架、煤体固化措施,应在采用了其他防突措施并检验有效后方可在揭穿煤层前实施。根据工作面岩层情况,实施工作面防突措施时揭煤工作面与煤层间的最
30、小法向距离为:抽放瓦斯、排放瓦斯及水力冲孔均为5m,金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面和煤层厚度较大、破碎程度较高时,还应适当加大距离。(一)抽放瓦斯、排放钻孔在石门和立井、斜井揭煤工作面采用抽放瓦斯、排放钻孔防突措施时,钻孔直径一般为75120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是:在石门、斜井揭煤工作面的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。立井揭煤工作面钻孔控制范围是:缓倾斜、倾斜煤层为四周轮廓线外至少5m;急倾斜煤层沿走向两侧及沿倾斜上部轮廓线外至少5m,下部轮廓线外至少3m。钻孔的孔底间距应根据实际考察情况确定。(二) 水力冲孔水力冲孔措施适用于打钻时具有自喷(喷煤、喷瓦斯)
31、现象的煤层。石门、斜井揭煤工作面采用水力冲孔防突措施时,钻孔应至少控制自揭煤巷道至轮廓线外35m的煤层,冲孔顺序为先冲对角孔后冲边上孔,最后冲中间孔。水压视煤层的软硬程度而定。石门全断面冲出的总煤量(t)数值不得少于煤层厚度(m)乘以20。如冲出的煤量较少时,应在该孔周围补孔。(三)金属骨架石门和立井、斜井揭煤工作面金属骨架措施一般在石门上部和两侧或立井周边外0.51.0m范围内布置骨架孔,骨架钻孔穿过煤层并进入煤层顶(底)板至少0.5m,钻孔间距不得大于0.3m,对于软煤要架两排金属骨架,钻孔间距应小于0.2m。骨架材料可选用8kg/m的钢轨、型钢或直径不小于50mm钢管,其伸出孔外端用金属
32、框架支撑或砌入碹内。插入骨架材料后,应向孔内灌注水泥砂浆。(四)煤体固化石门和立井、斜井揭煤工作面煤体固化措施适用于松软煤层,用以增加工作面周围煤体的强度。向煤体注入固化材料的钻孔应施工至煤层顶板0.5m以上,一般钻孔间距不大于0.5m,钻孔位于巷道轮廓线外0.52.0m的范围内,根据需要也可在巷道轮廓线外布置多排环状钻孔。当钻孔不能一次施工至煤层顶板时,则进入煤层的深度不应小于10m。二、煤巷掘进工作面煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时,必须打钻孔查明煤层赋存条件,然后采用直径为4275mm的钻孔进行排放。若前方遇到落差超过煤层厚度的断层,应按石
33、门揭煤的方法进行。(一)抽放瓦斯或超前排放钻孔煤巷掘进工作面采用抽放瓦斯或超前排放钻孔作为工作面防突措施时,应符合下列要求:1、巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围:缓倾斜煤层5m,倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时,在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m,巷道下部煤层控制范围不小于3m。2、钻孔在控制范围内应均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。抽放钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效抽放或排放半径确定;3、钻孔直径应根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定,一般为75120mm,地质条件变化剧烈地带也可采用直径4275mm的钻孔。若钻
34、孔直径超过120mm时,必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施;4、煤层赋存状态发生变化时,应及时探明情况,再重新确定超前钻孔的参数;5、钻孔施工前应加强工作面支护,打好迎面支架,背好工作面煤壁。(二)松动爆破煤巷掘进工作面松动爆破措施适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层。采用松动爆破工作面防突措施时,应符合下列要求:1、松动爆破钻孔的孔径一般为42mm,孔深不得小于8m。松动爆破应至少控制到巷道轮廓线外2m的范围。孔数应根据松动爆破的有效半径确定。松动爆破的有效影响半径应通过实测确定。2、松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.56m。3、松动爆破按远距离爆破的要求执行。(三)水力冲孔煤巷掘
35、进工作面水力冲孔措施必须遵守下列规定:1、在厚度3m左右和小于3m的突出煤层,按扇形布置3个孔,在地质构造破坏带或煤层较厚时,应适当增加孔数。孔底间距控制在5m左右,孔深通常为2025m,冲孔钻孔超前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道应沿软分层前进;2、冲孔前,掘进工作面必须架设迎面支架,并用木板和立柱背紧背牢,对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固。冲孔后或暂停冲孔时,都必须退出钻杆,并应将导管内的煤冲洗出来,以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。(四)前探支架前探支架可用于松软煤层的平巷工作面,以防止工作面顶部悬煤垮落而造成的突出。前探支架一般是向工作面前方打钻孔,孔内插入钢管或钢轨,其长度可按
36、两次掘进长度再加0.5m,每掘进一次,打一排钻孔,形成两排钻孔交替前进,钻孔间距为0.20.3m。三、采煤工作面采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔、抽放瓦斯、松动爆破、注水湿润煤体或其它经试验证实有效的防突措施。(一)超前排放钻孔和抽放瓦斯采用超前排放钻孔和抽放瓦斯作为采煤工作面的防突措施时,钻孔直径一般为75120mm,钻孔在控制范围内应均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数;超前排放钻孔和浅孔抽放瓦斯的孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效排放或抽放半径确定。(二)松动爆破采煤工作面的松动爆破防突措施,适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔间距根据实际情况确定,一般23
37、m。孔深不小于5m,炮泥封孔长度不得小于1m。应适当控制装药量,以免孔口煤壁垮塌。松动爆破时应按远距离爆破的要求执行。(三) 浅孔注水采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施,可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定,孔深不小于4m,向煤体注水压力不得低于8MPa。当发现水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时,即可停止注水。第三节 工作面防突措施效果检验一、石门和其他岩石井巷揭煤工作面在对石门和其他岩石井巷揭煤工作面的工作面防突措施效果进行效果检验时,应选择本规定第八十二条所列的方法执行,但所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得少于4个。其中石门中间一个钻孔,其它3个孔位于石门上部和两侧。各钻孔均
38、应布置于所在部位钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,则认为措施有效;反之,认为措施无效。二、煤巷掘进工作面煤巷掘进工作面执行工作面防突措施后,可选择与煤巷掘进工作面预测相同的方法进行措施效果检验。检验孔孔深应小于或等于防突措施钻孔,并应布置于所在部位钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置。三、采煤工作面对采煤工作面工作面防突措施效果的检验应参照采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个检验钻孔,并且应布置于所在部位钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置。检验孔孔深宜小于或等于防突措施钻孔。第四节 工作面
39、安全防护措施一、隔离式自救器突出矿井的入井人员必须携带隔离式自救器。二、远距离爆破井巷揭穿突出煤层和突出煤层的炮掘、炮采工作面都必须采取远距离爆破安全防护措施。石门揭煤采用远距离爆破时,必须制定包括爆破地点,避灾路线及停电、撤人和警戒范围等的专项措施。三、避难所或压风自救系统 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的掘进工作面必须设置工作面避难所。工作面避难所应满足工作面最多作业人数时的避难要求,其他要求与中央避难所和采区避难所相同。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
40、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)每组压风自救装置一般可供58个人用,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。第四章矿井防治煤与瓦斯突出的管理措施第一节矿井防治煤与瓦斯突出管理机构及人员配置为了搞好矿井瓦斯的综合治理,矿井应成立专门的防突机构,负责全面的防突管理工作,防突机构主要组成部分为:矿长、总工程师、分管安全生产副矿长、防突队(防突预报员)及相关生产技术、通风安全等人员。1、矿井防治煤与瓦斯突出领导小组;组
41、长:业主、矿长副组长:技术负责人、安全副矿长、生产副矿长、供应负责人成员:安全检查组长、通风组长、机电组长2、防治突出效果检验组;3、防治突出施工队;序号岗位或职责职位人数1总 指 挥矿长12技术负责、措施计划审批、实施总工程师13安 全 监 督安全矿长14预测预报、效果检验防突检验员5防突措施及设施施工防突队6电气、监控、抽放、防突设备安装维护电钳工7瓦斯监测监控室监控员8瓦斯抽放泵房抽放工9设备材料、仪器仪表的购置后勤矿长10仪器仪表发放、维修维修员小计表 煤矿防治煤与瓦斯突出机构岗位职责如下 第二节建立防治煤与瓦斯突出的管理制度一、建立矿级领导和各部门人员的防突安全责任制 二、建立防突办
42、公会议制度防突办公会议主要是分析研究制定突出危险采掘工作面的防突措施;检查各单位防突工作计划和措施贯彻执行情况;平衡防突工程所需人力、物力和资金。三、制定防突措施计划和超前技术管理矿井在编制年度、季度、月生产建设计划的同时,必须编制年度、季度、月的防治突出措施计划。把技术措施纳入计划内容,应包括:1、抽放煤层瓦斯计划及措施;2、石门揭穿突出煤层计划,包括揭煤时间、地点和防治突出措施等;3、掘工作面局部防治突出措施计划;4、防治突出措施的工程量、完成时间以及所需的设备、材料、资金和劳动力。四、制定防治突出工作检查制度,加强现场管理第三节建立职工培训制度对各类人员的培训要求是:突出矿井的井下工人,
43、培训的主要内容包括突出的规章制度,防治突出的基本知识(突出预兆、防治突出措施和安全防护措施);在突出矿井中工作的区(井)长、队长、班组长、防突人员和有关职能部门的工作人员,培训的主要内容包括有关突出的规章制度、突出发生的规律、突出危险性预测、防突技术措施、措施效果检验方法和安全防护措施等;矿长、总工程师培训的主要内容为防治突出的理论知识和实践知识、突出发生的规律以及防治突出的规章制度。第四节 防治煤与瓦斯突出设备仪表配置一、瓦斯基本参数测定设备瓦斯基本参数测试包括以下内容:瓦斯压力测定、煤层瓦斯含量与吸附常数、钻孔瓦斯流量衰减系数等。列出相应测定设备的型号、厂家、台数。二、预测和效验仪器根据所
44、设计的突出预测效检方法,列出所需的测试仪器,仪器的数量要保证仪器的检修备用时间。常用的预测效验仪器有:(1)煤钻屑瓦斯解吸仪,每个采区配备2台MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪,该仪器为煤科总院抚顺分院研制。MD-98煤钻屑瓦斯解吸仪,主要用于煤与瓦斯突出矿井石门揭煤、煤巷和回采工作面突出危险预测预报,检验防突措施的防突效果,测定煤屑瓦斯解吸指标h2。(2)测钻孔瓦斯涌出初速度设备, 每个采区配备2台ZJ-3型充气式胶囊封孔器,其中备用仪器与使用仪器之比为1:1。ZLD-1钻孔多级流量计。(3)TWY突出危险性预报仪1套TWY突出预报仪是一种能测量钻孔瓦斯涌出初速度、钻孔瓦斯涌出、钻孔瓦斯涌出衰减系数及解吸瓦斯压力的仪器,为便携式矿用本质安全型仪器,具有快速、准确、智能化的特点。仪器有数据测量、处理、存储、显示功能。(4)测瓦斯放散初速度P的仪器配备WT-1型瓦斯扩散速度测试仪,WFC-2瓦斯放散初速度测定仪。(5)煤的坚固性系数(f)测定装置,用于测定煤的坚固性系数,评价突出危险