揭煤工作面专项防突设计石门揭煤工作面专项防突设计石门揭穿突出煤层设计的主要内容

主、副、回风斜井掘进揭煤防突专项设计一、概况根据新化煤矿五号井初步设计，主、副斜井掘进均要揭露4#、5#、9#和13#煤层，回风斜井掘进要揭露4#、5#、和9#煤层。

预计主斜井掘进分别至638m 处揭露 4＃煤层、672m处揭露5#煤层、761m处揭露9#煤层、964m处揭露13#煤层；副斜井掘进分别至674m 处揭露 4＃煤层、715m处揭露5#煤层、822m处揭露9#煤层、1070m处揭露13#煤层；回风斜井掘进分别至300m 处揭露 4＃煤层、320m处揭露5#煤层、373m处揭露9#煤层。

新化煤矿五号井按煤与瓦斯突出危险矿井设计，主、副、回风斜井在掘进过程中，揭露各煤层均按有突出危险性煤层进行施工。

为防止煤与瓦斯突出事故发生，确保矿井安全顺利生产，贯彻“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”的原则。

结合本矿井实际情况，特拟本专项设计。

二、揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况1 、煤层情况⑴煤层情况4号煤层：位于龙潭组中上部，煤层较稳定，为矿区主要可采煤层。

上距长兴组底界20.10～44.60m，平均25.00m。

煤层厚度0.74～2.28m，平均1.46m，含夹石0～1层，属较简单结构，稳定煤层。

5号煤层：位于龙潭组中上部，为局部可采的不稳定煤层。

距4号煤层5.98～9.99m，平均6m，煤层厚度0.65～1.08m，平均0.79m，煤层结构较简单，煤层不稳定。

9号煤层：位于龙潭组中部，层位稳定，为井田主要可采煤层。

上距5号煤层8.11～15.64m，平均13m。

煤层厚度1.69～3.59m，平均2.61m，属结构简单煤层，煤层稳定。

13号煤层：位于龙潭组中下部，为主要可采煤层，层位较稳定，上距9号煤层26.79～35.11m，平均29.38m。

煤层厚度0.47～1.87m，平均1.23m。

煤层结构较简单，夹石一般为泥岩、炭质泥岩，夹石厚度一般0.45m，煤层较稳定。

⑵煤层顶底板条件井田内煤层间距有一定的规律，4号煤层位于长兴组底界25m左右，5号煤层上距4号煤层5m左右；9号煤层上距5号煤层13m左右，下距13号煤层29m左右；13号距茅口灰岩（P2m）25m左右。

4号煤层：位于龙潭组中上部，顶板岩性主要为细砂质泥岩、石灰岩及泥岩，个别泥岩，为半坚硬至坚硬；底板主要为泥灰岩、细砂岩、石灰岩，个别泥岩，为软弱至半坚硬。

含夹石0～1层。

5号煤层：位于龙潭组中上部，顶板为深灰色粉砂岩或泥质粉砂岩，一般有0.3～0.5m的灰黑色泥岩伪顶；底板为泥岩，含植物根部化石及黄铁矿结核，其下为粉砂岩或细砂岩。

一般含夹石一层，夹石厚约0.3m左右。

9号煤层：位于龙潭组中部，煤层顶板为细砂岩，局部为泥岩，含植物根部化石；底板为灰色泥岩，含植物根部化石。

一般含夹石2层，为灰黑色泥岩，夹石厚约0.2m左右。

13号煤层：位于龙潭组中下部，顶板为深灰色粉砂岩，偶为泥岩或钙质细砂岩，一般有0.3m左右的深灰色泥岩伪顶；底板为浅灰色至深灰色泥岩，其下为细砂岩。

含夹石0～3层，夹石一般厚约0.2m，岩性为泥岩或高岭石泥岩。

可采煤层特征表2 、各揭露煤层瓦斯基本参数⑴矿井各煤层瓦斯含量根据《贵州省金沙县新化煤矿五号井资源储量核实报告》提供的瓦斯资料，矿井瓦斯成分比较复杂，主要以CH4为主，瓦斯含量统计见下表。

瓦斯含量统计表通过瓦斯含量统计表对各煤层瓦斯采样点以及各煤层瓦斯含量分析，101、401、203钻孔均在游戛河以南，巴尾河以西， 3个钻孔瓦斯含量基本上随煤层垂深增加瓦斯含量相应增加。

除了203钻孔测定的4#、13#煤层瓦斯含量降低，影响瓦斯含量低的可能性较多，比如采样的密封性、瓦斯取样钻孔点煤层赋存及构造情况、顶底板岩性及水文地质条件等综合因素。

根据203钻孔测定5#、9#瓦斯含量分析，影响4#、13#煤层瓦斯含量降低的可能性为采样密闭性差、取样点煤层赋存及构造等，为局部影响范围。

601钻孔处于巴尾河以东，通过该钻孔对 5层煤采样数据可知，该钻孔采样深度最深，瓦斯含量减低，影响该结果为以巴尾河为界，东、西部区域煤层赋存、顶底板岩性以及水文地质条件发生变化。

该预测各煤层瓦斯含量按随垂深增加而增加考虑，分别对+792m、+480m标高上、下分别预测。

瓦斯含量采用值、瓦斯梯度、瓦斯含量预测值等见下表。

瓦斯含量采用值、瓦斯梯度表瓦斯含量预测表⑵影响瓦斯含量的地址因素通过瓦斯含量统计表对五号井各煤层瓦斯采样点以及各煤层瓦斯含量分析，4#煤层钻孔，13#煤层钻孔瓦斯含量浅部的比深部的大，影响该结果的原因可能为深部富含大量水，水流带走部分瓦斯，使其瓦斯含量减少。

根据瓦斯钻孔资料可以分析可知：5#、9#影响瓦斯含量因素是煤层埋深，埋深越深，煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长，散失就越困难。

同时，深度的增加也使煤层的压力的作用下降低了透气性，有利于保存瓦斯。

在近代开采深度范围内，煤层的瓦斯含量随深度的增加而呈线性增加。

4#、13#煤层钻孔深度在404、460m左右瓦斯含量最大，随后瓦斯随埋深增加反而降低。

影响瓦斯含量降低因素可能为该区域水文地质条件，水流能带走大量瓦斯，同时能带走围岩中的可溶性矿物质，增加煤系地层透气性，有利于煤层瓦斯的流失。

⑵煤层突出危险性鉴定情况矿井可采4层煤，4、5、9、13煤层，均未做煤与瓦斯突出鉴定。

但矿井设计按煤与瓦斯突出矿井进行设计。

3 、地质树造及巷道布置情况⑴根据相关测定资料至2012 年 8 月 31 日，主、副、回风斜井已分别掘进至641m、615m、366m。

根据副斜井2012年9月19日（此时副斜井已掘进至652m处）钻探情况分析，副斜井掘进至672m处揭露4#煤层，煤层厚度1.0m左右。

⑵主、副、回风斜井布置示意图（见篇后）三、建立可靠独立的通风系统、抽放系统、监控系统及加强控制通风风流设施的措施1 、通风系统情况矿井现在未形成通风系统，各井筒分别采用局扇局扇压入式供风，各安装两台 FBD-NO7型对旋轴流式局部通风机（W=30×2kW；Q=200-900m3/min；P=600-3600Pa；风筒φ800mm），其中一台使用，一台备用。

并安装了双风机双电源自动切换装置。

目前，主、副、回风斜井通风机吸入风量分别为418m3 / min 、432 m3 / min、471m3 / min，风筒出口风量分别为 311m3 / min 、314 m3 / min、347 m3 / min，回风流风量分别为 411m3 / min 、421m3 / min、461m3 / min。

风排瓦斯浓度平均分别为 0 . 1 %、0.16%、0.2%，风排瓦斯涌出量分别为 0 . 41m 3 / min 、0.67 m3 / min、0.92 m3 / min。

通风机2 、抽放系统情况矿井配备两套瓦斯抽放系统其中一套低负压抽放系统抽放采空区瓦斯，其共配用一台 ZBEC67 一IBG3 一 280 瓦斯抽放泵，其电机功率为 KW ，每台瓦斯抽放泵额定抽放流量为 m3 / min ；一套高负压瓦斯抽放系统抽放本煤层瓦斯，共配备两台 ZBEC62 一 IBG3 一 290 瓦斯抽放泵，其电机功率为 40OKW , 其每台抽放泵的额定抽放流量为 302m3 / min 。

将DN219 瓦斯抽放管路延伸至各斜井掘进迎头抽放揭煤区域煤层的瓦斯。

抽放要求：瓦斯压力降至0.74MPa 以下。

3 、监控系统情况本矿井现已安装KJ90NB 煤矿监测监控系统，分别对矿井各斜井局部通风机、瓦斯抽放泵站的开停状态，井下个掘进工作面及其回风流中的瓦斯浓度、温度、风速、一氧化碳浓度、断电、馈电等进行实时监控。

⑴ T1瓦斯传感器分别安设在各斜井巷道内距工作面煤岩壁≤5m 处，监测工作面风流中的瓦斯浓度，当 T1 ≥1.0％时报警、断电，当 T1≥ 1 . 5 ％时切断斜井内所有非本质安全型电气设备，当 Tl ＜ 1.0％时复电；⑵ T2瓦斯传感器分别安设在斜井内距井口15—20m 处，监测工作面回风流中的瓦斯浓度，当 T2≥1 . 0 ％时报警、断电，切断斜井内所有非本质安全型电气设备，当 T2＜1 . 0 ％时复电。

附：各斜井监测监控布置示意图斜井安全监控示意图4 、加强控制通风风流设施的措施⑴加强通风管理，放炮前，施工单位必须把所有影响范围内的通风设施作全面检查，如有损坏，必须立即进行修复加固，确保完好。

⑵所有通风设施必须保证牢靠、完好，风筒吊挂平直，风筒出口距迎头＜5 m；接头严实，不漏风，确保有足够的风量，严禁无风、微风作业。

四、区域突出危险性预测、区域防突措施、防突措施效果检验、验证的指标、方法及检验孔布置l 、区域突出危险性预测根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，区域预测主要依据是煤层瓦斯压力、瓦斯含量井下实测数据。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，在巷道施工距离煤层法向距离 10m 处至少施工 2 个地质钻孔准确掌握揭煤区域煤层赋存条件、地质构造等地质资料。

工作面迎头在分别距各煤层法向距离小于10m时，在工作面迎头岩壁向揭煤位置施工两个测压钻孔，钻孔施工完后，立即进行封孔测压，由测压人员每天观测一次煤层瓦斯压力并做好记录，最终压力稳定 24 小时为止。

测压结束后：当瓦斯压力＜0.74MPa 时，说明没有突出危险性；当瓦斯压力≥0.74MPa 时，说明有突出危险性。

本设计以此作为预测各斜井掘进揭煤区域煤与瓦斯突出危险性的方法。

2 、区域防突措施根据矿井建设实际，当区域预抽为突出危险区域时，根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关要求，必须采取区域防突措施，由于矿井各煤层为缓倾斜（近水平）煤层，且层间距不大，采用穿层钻孔预抽煤层瓦斯的方法作为区域性防突措施。

钻孔控制范围要求为巷道轮廓线外至少各 12m ，同时在适当位里选择三个钻孔封孔测压。

抽放期间，通防部必须搜集资料，以便进行抽放效果评价。

附：区域防突措施设计示意图（见篇后）区域防突措施实施完毕后，根据抽放钻孔实际施工情况具体分析，首先确保钻孔施工质量符合设计，即就是预抽钻孔的控制范围是否达到设计要求，钻孔施工是否符合均匀分布的原则等。

上述条件满足后，就对区域防突措施进行效果检验。

3 、区域防突措施的效果检验的指标、方法及检验孔布置当测定煤层瓦斯压力≥0.74MPa 时，必须再次采取区域性防突措施（详见“区域防突措施”），采取防突措施后，必须再进行防突措施效果检验，直到测定煤层瓦斯压力≤0.74MPa为止。

本设计在各斜井掘进未穿过煤层时采用测压法作为区域效果检验指标，具体方法，停止钻孔抽放，由工作面向煤层适当位置施工 4 个测压钻孔，所有钻孔施工完之后，立即进行封孔测压，最终压力稳定后，当瓦斯压力＜ 0.74MPa 时，说明防突措施有效，该区域无突出危险性；否则为突出危险区域；各斜井掘进过煤层时采用钻屑瓦斯解吸指标法作为区域效果检验指标，具体方法如下：在各斜井掘进进入距离最小法向距离5m 位置开始在工作面迎头至少施工 4 个测试点，效果检验钻孔在巷道中央、巷道上部应至少布置一个钻孔，在巷道两侧应布置两个钻孔，且至少有一个检验孔位于要求预抽区域内距边缘不大于2m 的范围。