风巷揭煤专项防突设计方案
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青东煤业有限公司828风巷揭煤专项防突设计青东煤业有限公司2018年8月青东煤业有限公司审批记录会审主持人：828风巷揭煤专项防突设计一、工程简况1、井巷工程828风巷从828风巷轨道车场开窝，施工方位273°42′、16°下山揭开8煤后，按中线跟8煤底板施工，巷道设计布置在726工作面保护层卸压带范围内，与726风巷内错30m平距。
828风巷设计巷道净宽4.6m，净高3.2m，采用U型棚支护。
2、煤层赋存与断层构造情况828风巷将在标高-524.5m揭露8煤层。
8煤为较稳定煤层，黑色,粉末状，半亮型煤，在该区域煤层厚度为8～13.2m，平均厚度约10.1m，煤岩层产状约20°∠2°～5°平均4°。
8煤层中间夹有2～3层夹矸，夹矸厚度不均。
伪顶为0.2～0.5m的炭质泥岩，平均厚0.4m；直接顶为灰-深灰色泥岩，厚度约1.8～3.2m；老顶为灰色砂岩，厚度约10.6-20.2m；直接底为灰色泥岩，厚约3.0～6.2m；老底为灰色砂岩，厚约3.0～6.5m，828风巷柱状图见附图1。
3、煤层瓦斯情况及其他通过三号瓦斯抽排巷施工测压孔，测得本区段8煤层最大原始瓦斯压力为1.1MPa，打钻有喷孔现象。
对应8煤层瓦斯含量为10.7m3/t，测得8煤煤体坚固性系数<f值）为0.25，瓦斯放散初速度<△P）为10.8 ；煤尘爆炸指数：K：25%～30%,有煤尘爆炸的危险；8煤层为自燃煤层<Ⅱ类），最短自然发火期为107天；该区段恒温带温度为17.1℃，地温梯度平均2.8℃/100m左右，巷道施工地温为31℃～33℃左右，为一级高温。
已在828风巷揭煤处施工2个8煤瓦斯压力测试孔，测得828风巷揭煤点煤层原始瓦斯压力分别为0.82 MPa 、0.77MPa。
4、通风系统<1）石门揭煤前已建立独立、可靠的通风系统<附通风系统图）。
<2）采用四台对旋式局部通风机压入式供风，两台30KW×2配套Φ800mm风筒，两台15KW×2配套Φ600mm风筒<局部通风机二台工作，二台备用）。
<3）穿墙风筒使用铁质风筒，并安装防逆流装置；风筒吊挂平直、逢环必挂、接头采用双反压边；出风口距掘进工作面迎头不大于5m，确保掘进工作面风量充足。
<4）穿墙风筒使用铁质风筒，并安装防逆流装置；风筒吊挂平直、逢环必挂、接头采用双反压边；出风口距掘进工作面迎头不大于5m，确保掘进工作面风量充足。
<5）进风系统：地面→副井→西翼轨道大巷→82轨道石门→82采区人行上山→局部通风机→风筒→迎头。
<6）回风系统：迎头→828风巷轨道斜巷→82采区回风上山→82采区回风石门→西翼回风大巷→风井→地面。
5、揭煤施工组织安排为确保828风巷揭8煤层工作顺利进行，矿特成立揭煤领导小组，要求小组成员认真执行各自岗位责任。
(1>揭煤领导小组：组长：朱世奎副组长：凌东启、李长青成员：尤勇、汪大全、李子明、王少华、冯剑、汪本义、胡本礼、马海鸥、徐杰、赵淮波、郑锐、朱治华、张学道、徐敏、孙桂祥<临涣救护中队队长）(2>揭煤领导小组成员分工及岗位责任组长：揭煤期间担任总指挥，负责揭煤期间工作的全面安排、布置及各项具体事宜的统筹指挥。
副组长：揭煤期间担任副总指挥，组长不在时履行组长职责。
同时安排小组成员的具体监督任务及日常工作。
各部门职责：安监处：负责对揭煤期间的安全设施及安全隐患等问题进行排查，确保揭煤工作安全顺利进行。
通风区：负责确保揭煤期间的通风系统合理、可靠，加强对通风、监测、放炮管理及瓦斯电闭锁等监督检查。
防突区：做好瓦斯抽采工作；负责施工预测预报及效果检验钻孔。
瓦斯办：负责揭煤期间各类钻孔的设计，严把瓦斯抽放孔验收关，做好预测预报及效果检验工作。
机电科：负责揭煤期间对所有的电气设备的隐患排查，杜绝电气失爆现象。
保运区：负责检查风电闭锁的灵敏可靠及停送电工作。
安全生产信息中心：负责掌握揭煤进度情况及收集汇总安全信息，根据需要积极开展各项协调工作，并做好揭煤期间各项调度工作。
生产部：负责对揭煤期间的进尺及支护等问题进行监督，严格按要求控制掘进进尺，严把揭穿煤层期间的巷道支护质量关；负责揭煤期间地质资料的收集整理及探查孔的施工情况，防止误揭煤层。
救护队：负责远距离爆破揭煤时的先行探查工作及揭煤期间的应急救援准备。
揭煤流程图见图1-1。
图1-1 综合水力化措施揭煤工艺流程图二、前探钻孔设计1、钻孔设计为准确控制828风巷前进方向8煤层层位，在二号瓦斯抽排巷与一中车场交叉点前20m处设计4个地质探查孔。
2、前探钻孔探查结果已在二号瓦斯抽排巷与一中车场交叉点前20m处施工4个地质探查孔，准确控制了煤层层位，探查孔结果及具体参数见附图2。
三、测压孔设计1、测压孔设计828风巷揭煤处测压钻孔位于828风巷揭煤处巷道停头位置左帮钻场，测压钻钻设计见附图3。
2、测压方法、封孔工艺及结果确定好方位后，用133mm钻头开孔5～6m，下89mm孔口管4m，并固定，用113mm钻头钻进距煤层1m位置处<保留1m的岩柱），密封孔口，向孔内注水泥浆达到10MPa,待水泥浆凝固48小时后，沿原管路用113mm 钻头，穿透煤层，钻至煤层底板0.5m处，下测压管，用水泥浆封孔。
凝固24小时后，装压力表，见图3-1。
1）步骤如下：<1）选好开孔位置后，选用133mm钻头钻进5～6m 深停止，退出钻杆。
<2）扫净孔内岩屑后，将带法兰盘的孔口管送进孔内，孔口管露出钻孔长度100～300mm左右为宜。
<3）先用木楔、棉纱、快干水泥把孔孔管固定好，再用水泥浆<水：水泥=1：1.5）加固孔口管，采用孔内注浆，将孔口管外端加上法兰盘向孔内注浆，直到孔口管外不再漏浆为止。
<4）待加固孔口管的水泥浆液凝固24～48小时后用113mm钻头扫孔到6.5m处停止钻进，退出钻杆。
<5）用注浆泵注水对孔口管做耐压实验。
要求孔口管耐压8MPa,耐压稳定时间不小于10分钟。
<6）耐压实验合格方可钻进，不合格则需重新注浆加固，重新耐压实验，直至孔口管耐压实验合格。
<7）孔口管耐压实验合格后，用113mm钻头继续钻进。
<8）钻孔施工到接近煤层时停钻<距煤层约1m处），退出钻杆，注意不要钻入煤层。
<9）孔口管接上法兰盘，再次试压。
<10）根据钻孔大小和钻孔深度，确定注入水泥浆液的量。
<11）试压合格后，利用高压注浆泵向孔内注入水泥浆填满整个钻孔。
注浆堵水压力不小于8MPa。
水泥浆配比为，水：水泥=1：1.05～1：1.5。
水泥浆浓度可逐渐增加，初期用清水或水泥浆冲开裂隙通道。
<12）待水泥浆充分凝固后，以原孔<轴心）为中心通过扫孔，二次施工小孔径<一般为113mm）至接近煤层处。
<13）退钻观察孔口是否有水流出或渗出30min。
如果仍旧有水则重复上面步骤，直至孔口不出水为止。
<14）确定堵水成功后，继续钻孔施工至穿透煤层0.5m 终孔<如果煤层底板含水，钻孔也可以不穿透煤层进入底板）。
图3-1 煤层瓦斯压力测试孔示意图2）测压钻孔布置图及压力变化曲线图测压钻孔布置见附图3，测压钻孔压力变化曲线见图3-2, １＃、2#钻孔最大原始瓦斯压力分别为0.82 MPa 、0.77MPa。
图3-2 测压钻孔压力变化曲线四、区域性突出危险性预测煤层突出危险性预测：区域预测采用瓦斯压力测定法，在828风巷共布置2个煤层瓦斯压力测定孔，测定揭煤点的原始煤层瓦斯压力，见附图3。
通过实测，煤层最大原始瓦斯压力为0.82MPa，大于突出危险临界值，故该处具有突出危险性。
五、区域性防治突出措施1、预抽煤层瓦斯措施设计<1）揭煤区域防突方案828风巷将要揭露的8煤为缓倾斜特厚煤层，根据《煤与瓦斯突出规定》，当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m，本次揭煤过程中，如果揭煤钻孔不能一次穿透煤层全厚时，保留20m钻孔超前距，在揭露8煤后，立即停止掘进，在停头位置施工顺层钻孔，并保留20m钻孔超前距，顺层钻孔设计见附图5。
根据828工作面上保护层726工作面的回采收作线<726机巷J2点前117m，726风巷F4点前70m）以及泄压范围分析，828风巷Y14点前224m属于未泄压保护区域，该区域采用预抽煤层瓦斯防突方案作为该区域区域性防突技术方案：通过726工作面风巷施工下向穿层钻孔综合水力化措施并封孔抽采降低828风巷未被保护区煤巷条带突出危险性，同时在煤巷掘进期间采用顺层长钻孔预抽煤层瓦斯进一步消除煤巷条带突出危险性，确保828风巷未被保护区煤巷安全掘进。
现利用828风巷停头位置左帮钻场及右帮钻场施工抽排钻孔对揭煤区域进行解突，共布置175个钻孔<其中左帮钻场布置84个钻孔，右帮钻场布置91个钻孔）。
<2）抽排钻孔控制范围828风巷揭煤区域采用网格钻孔布置，终孔间距为孔底轴向3m×3m密集布置，钻孔控制828风巷揭煤点巷道两侧15m，左帮钻场揭煤点上部12.2m、下部15.6m<均为沿层面距离），右帮钻场揭煤点上部12.2m、下部15.1m<均为沿层面距离），控制揭煤点巷道轮廓线外上部法距5.2m，所有钻孔必须施工至8煤层底板0.5m以上，每一钻孔施工结束及时合茬并入瓦斯抽采系统进行抽采，828风巷揭煤设计见附图4。
<3）水力化防突方案每一钻孔施工结束后，用高压水反复冲刷钻孔，然后封孔进行瓦斯抽放，抽放一段时间后，向孔内注入高压水进行水力冲孔，再进行瓦斯抽放，最后封住钻孔进行低压水长时间充分湿润煤体，达到消除突出危险性的目的。
然后采用低压长时间注水充分湿润煤体，使煤层含水量达到3～4%；并采取抽放措施，提高解突效果。
该方案工艺流程图5-4。
图5-4 水力化防突工艺流程图具体工序为：1）水力冲孔：钻孔施工完毕之后，不要立即退出钻杆，此时增大水压，将高压水流沿钻杆送入孔底煤层中。
开动钻机，使钻头在煤体中上下移动，冲刷孔底煤层，使煤层充分卸压，增大透气性，提高瓦斯排放效果。
反复冲刷至钻孔内冲出的煤量大于钻孔控制范围内煤体总量的2%。
2）抽放：水力冲孔完毕后下PE管，PE管下至煤层顶板时，加固孔壁，PE管露出200～300mm，端部连接法兰。
将抽放管路铺设至抽放钻孔处，通过快速接头与管路端部法兰连接，然后进行瓦斯抽放。
3）高压注水：瓦斯抽放一段时间后，将抽放管路卸下，通过快速接头与注水管路连接，采用乳化液泵进行注水，注水一段时间后，使煤体卸压，增大了煤层透气性。
