厚煤层分层开采顶分层综采工作面防火设计

贵州林华矿业有限公司林华煤矿20916综采工作面专项防突设计及瓦斯治理方案编制部门：编制人：部门负责人：总工程师：编制时间：20916综采工作面瓦斯治理方案会审意见表会审人员签字：通防部：年月日生产技术部：年月日机运部：年月日安环部：年月日通防副总工：年月日总工程师：年月日目录第一章概况................................................................................................................ - 0 -一、矿井概况...................................................................................................................... - 0 -二、工作面概况.................................................................................................................. - 2 -三、矿井和工作面通风情形.............................................................................................. - 3 -四、矿井安全监测监控系统.............................................................................................. - 4 -五、瓦斯抽放系统.............................................................................................................. - 4 -第二章工作面瓦斯涌出量估计.................................................................................... - 4 -一、开采层瓦斯涌出量...................................................................................................... - 5 -二、临近层瓦斯涌出量...................................................................................................... - 6 -三、采空区（含围岩）瓦斯涌出量.................................................................................. - 8 -四、20916工作面瓦斯预测............................................................................................... - 8 -第三章 20916采煤工作面瓦斯综合治理方案............................................................. - 8 -一、大体情形：.......................................................................................................... - 8 -二、瓦斯综合治理方案：.......................................................................................... - 9 -（一）通风................................................................................................................ - 9 -（二）防突.................................................................................................................. - 9 -三、瓦斯综合治理............................................................................................................ - 16 -四、综采工作面风量计算................................................................................................ - 23 -表1 2 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标........................................ - 23 -五、瓦斯抽放管路敷设.................................................................................................... - 25 -六、工作面回采结束后瓦斯治理.................................................................................... - 26 -第四章综采工作面“一通三防”管理安全办法........................................................ - 26 -一、20916综采工作面防尘办法..................................................................................... - 26 -二、20916综采工作面火灾防治安全办法..................................................................... - 26 -三、20916综采工作面防爆办法..................................................................................... - 27 -四、瓦斯管理安全办法.................................................................................................... - 28 -第五章综采工作面瓦斯治理工程计划........................................................................ - 31 -一、瓦斯治理工程计划.................................................................................................... - 31 -第六章组织管理............................................................................................................ - 32 -一、成立20916工作面瓦斯治理领导小组.................................................................... - 32 -二、成立瓦斯治理工作责任制........................................................................................ - 33 -三、成立完善各类瓦斯抽放技术资料和图纸................................................................ - 33 -四、增强抽放瓦斯管理提高瓦斯抽放效果.................................................................... - 34 -编制依据一、《防治煤与瓦斯突出管理规定》（总局令第19号）；二、《矿井瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）；3、《煤矿瓦斯抽采大体指标》（AQ1026—2006）；4、《煤矿安全监测监控及检测仪器利用管理规范》（AQ1029—2007）；五、《煤矿安全规程》2011年版；六、《矿井瓦斯涌出量预测方式》（AQ1018—2006）；7、林华煤矿相关设计与现场实测资料。

附件1“一通三防”技术管理规定一、保护层开采要保证连续和规模开采。

保护层采空区内不得留有煤(岩)柱，确需留煤(岩)柱的，必须经集团公司总工程师批准。

首采保护层必须进行保护效果考察，考察方案报集团公司备案，考察结果报集团公司审批。

加强被保护层的瓦斯抽采。

被保护层抽采必须建立专门台账，其抽采效果评价必须在瓦斯预抽率符合要求后，以实测的残余瓦斯压力、残余瓦斯含量指标为准。

采掘前保护效果评价必须合格，评价报告报集团公司备案。

正在开采的保护层工作面超前于被保护层掘进工作面的距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，且不得小于100m。

二、采用预抽煤层瓦斯区域防突措施的，采煤工作面瓦斯预抽率不得低于30%，煤巷（含小结构、反揭煤煤巷，下同）掘进工作面瓦斯预抽率不得低于35%，井巷揭煤瓦斯预抽率不得低于45%（瓦斯含量在4m3/t及以下的预抽率不得低于25%）。

预抽评价单元内以实测的煤层瓦斯含量最大值计算瓦斯预抽率。

预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验时，必须直接测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量指标。

测试孔必须在瓦斯预抽率合格后施工，煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa且残余瓦斯含量小于8m3/t以及检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象，方可判定预抽防突效果有效。

三、煤巷掘进条带预抽评价，单元长度原则上不低于100m，且岩巷穿层钻孔超前煤巷掘进工作面不少于200m。

四、严格执行预抽钻孔布臵标准。

考察穿层、顺层预抽钻孔有效抽采半径（30天），有实际考察数据的以考察数据确定钻孔间距，无考察数据的按以下要求执行：1．煤巷条带穿层预抽钻孔，瓦斯压力≥2MPa的，按终煤点5m×5m间距内布臵，其断层（落差≥1.0m）构造带及其前后20m范围内必须采取穿层钻孔加密措施，按终煤点3m×3m布臵；瓦斯压力＜2MPa的，按终煤点10m×5m间距内布臵（轴线方向×轴垂线方向），其断层构造带钻孔加密措施由矿总工程师负责确定。

48 /矿业装备 MINING EQUIPMENT基于PFC 模拟急倾斜特厚煤层水平分层综采放顶煤开采□ 张宏 阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司对于急倾斜特厚煤层放顶煤综放开采技术，从技术兴起时各方面专家就对其放煤规律及各种采放方法进行了较为深入的研究，对于水平分层综采放顶煤采煤法几个重要参数目前仍大都根据经验确定，本文利用PFC 程序模拟真实井下情况进行边界情况设定，对采放比、放煤步距等重要参数，设计不同的对照组分析模拟得出最佳工作参数。

并针对水平分层放顶煤采煤法的主要问题提出对应的对策措施。

采煤方法选择及优化当前，对于40~60°的急倾斜特厚煤层常用的开采方法有：水平分层放顶煤采煤法、巷道放顶煤采煤法和斜坡陷落法等。

就应用面来讲，巷道放顶采煤和斜坡陷落对于各种急倾斜煤层地质条件均有比较广泛的适应性；从劳动作业强度和劳动生产率分析，水平分段综采放顶煤采煤法的机械化程度高，劳动生产率较高。

斜坡陷落法的落煤工艺简单，但劳动强度过大且产量低；对于最重要的煤质和品位来分析，巷道放顶煤采煤法与斜坡陷落法回采过程中容易混入不少煤矸石而降低了煤的品位和经济价值，水平分段综采放顶煤采煤法因机械化高，煤井生产集中，故产量高，煤质较高。

综合考虑上述各种采煤方法的缺点，借鉴其各自优点，提出在20~45 m 厚的急倾斜煤层中使用平均分层10 m 的分层综采放顶煤采煤技术。

水平分层综放模拟效果分析PFC 程序介绍PFC 颗粒流程序，是一种模拟块体结构问题的分析软件，它既可以模拟圆形或近圆形的颗粒运动状态，也可以模拟多个颗粒连接形成随机形状的组合块体的结构性问题。

在此程序中，可以根据实际情况对颗粒单元直径进行调节，使其为确定的形状或呈高斯分布，根据设定的单元颗粒分布特征，系统进行自动统计生成单元。

煤层岩体中的节理特征及弱面、孔隙率等均可以通过自定义颗粒单元直径来实现。

而颗粒岩体间发生的形变位移由软件中坐标直接体现计算，不需设置增量位移。

收稿日期：2016－11－01作者简介：陈苏社（1966—），男，陕西西安人，1991年毕业于西安矿业学院采矿工程专业，教授级高级工程师，博士研究生，现任神华神东煤炭集团公司大柳塔煤矿总工程师。

技术经验与应用活鸡兔井特厚硬煤下分层综放开采技术实践陈苏社1，2，杨俊哲1，黄庆享2，刘民强1，李瑞群1（1.神华神东煤炭集团有限责任公司，陕西神木719300；2.西安科技大学能源学院，陕西西安710054）摘要：活鸡兔井特厚煤层1－2煤复合区煤层厚度约10m ，采用分层开采。

由于10年前上分层各综采面回采时均未铺网，导致下分层回采顶板控制难度大、安全性较差。

针对这个问题，经过认真分析研究，在1－2煤的下分层12下202工作面采用综放开采技术，巷道采用外错式布置，回采时工作面无周期来压，压力平缓，煤炭回收率较高。

在开采过程中对局部实体顶煤缺失的区段采取降低采高、卧底回采、留设200 300mm 厚的顶煤、跟机迈步擦顶超前移架和加快推进速度等措施，取得了非常好的效果。

关键词：特厚硬煤；下分层；综放开采；顶板控制中图分类号：TD823.25文献标识码：B 文章编号：1671－749X （2017）02－0055－06Practice of fully-mechanized caving mining technology forlower layer of special thick and hard coal in Huojitu mineCHEN Su-she 1，2，YANG Jun-zhe 1，HUANG Qing-xiang 2，LIU Min-qiang 1，LI Ｒui-qun 1（1．Shenhua Shendong Coal Group Co．，Ltd．，Shenmu 719300，China ；2．School of Energy ，Xi'an University of Science and Technology ，Xi'an 710054，China ）Abstract ：The thickness of 1－2coal seam in compound zone of Huojitu mine is about 10m ，which is mined by slicing meth-od．The upper layer was mined without paving net at floor ten years ago ，which leading to the high-difficulty and poor-secu-rity of lower layer roof control．Aiming at this problem ，based on the concrete analysis and study ，the fully-mechanized ca-ving mining method was used to mine lower layer．The roadways were arranged by outside-style ，and there was no periodic pressure during mining ，the ground pressure was not obvious ，and the coal recovery rate was higher．In the process of min-ing ，measures such as reducing mining height ，undercovering mining ，leaving 200 300mm thick top coal ，advance mov-ing support which following coal cutter closely and sticking to the roof as well as accelerating mining speed were taken in the top coal lacking section ，and good result was achieved．Key words ：special thick and hard coal ；lower layer ；fully-mechanized caving mining ；roof control0引言活鸡兔井特厚煤层1－2煤复合区二盘区总面积4.24km 2，煤层总厚度为9.63 10.35m ，平均厚度为10.0m ，倾角为1ʎ 3ʎ，埋深为76 106m ，煤层普氏系数约为3，且节理裂隙不发育、煤层韧性较好。

探煤厚工作技术管理规定探煤厚工作技术管理规定为弥补勘探工程煤厚点数量的不足，获得采区和工作面内确切的煤层厚度资料，为矿井进一步圈算煤炭储量和测算回采率，为采区设计和生产提供准确、可靠的技术依据，以便合理组织采掘工程，合理开发、利用煤炭资源，减少损失，根据《生产矿井储量管理规程》规定，结合集团公司实际，特制定本办法。

一、凡存在留顶底煤的掘进巷道、采煤工作面都必须探测顶底煤厚。

二、探测煤厚由矿总工程师和生产矿长分管，矿地测部门组织并监督检查，具体工作由采掘施工区队提供探测工具并负责实施。

矿必须配备专(兼)职探煤厚技术管理人员，有条件的可设立专人或专职探煤厚小组。

三、矿井地测部门和施工区队组要有专用的探测煤厚记录本，其记录内容应符合相关规程或技术规定的要求。

四、掘进巷道的探煤厚工作：1、在能够揭露煤层全部厚度的薄煤层及中厚煤层的巷道中，可用皮尺或钢卷尺垂直煤层顶、底板的层面直接测量煤层的真厚度。

2、在只能揭露煤层厚度一部分的厚煤层及中厚煤层巷道中，必须用钻探或巷探来探测煤层的全部厚度。

3、掘进巷道中厚煤点布置间距要立足于能够反映煤层厚度变化，探煤点布置间距参照《生产矿井储量管理规程》执行，一般应均匀布置。

若两点间煤厚变化超过0.5米时，须在中间补点控制。

五、回采工作面的探煤厚工作：1、在开采中厚煤层一次采全高工作面或开采厚煤层放顶煤中，要定期进行探煤厚工作。

每个探煤厚点，应取得实际采高、剩余煤厚、夹矸厚度、煤层倾角等数据。

2、在开采中厚以上煤层分层开采工作面过程中，上分层工作面要随着工作面的推进，在铺设分层假顶或放顶之前，按一定的探煤间距探测下分层煤厚。

3、探煤厚点的间距应根据煤层稳定程度而定，布置间距参照《生产矿井储量管理规程》执行，一般应均匀布置，变化较大处应适当加密探测点。

六、探煤厚资料的整理：1、探煤厚资料应及时填绘到工作面损失量图或采区损失量图、巷道剖面图上，并建立探煤厚资料台帐。

2、根据探煤厚资料应绘制煤层等厚线图及剖面图，作为指导设计与生产的技术依据。

采煤工作面综合防尘管理系统第一条采煤工作面必须采取煤层注水防尘措施。

如有下列情况之一者，暂不进行煤体注水：（一）围岩有严重的吸水膨胀性质，注水后易引起顶板坍塌或底板变形。

（二）地质情况复杂，顶板破坏严重，劳动条件恶化，注水后会影响煤矿开采安全。

（三）原始自然含水量或防火灌浆后煤层含水量大于4％。

（四）孔隙度小于4％的煤层。

（五）煤层松软、破碎，钻孔时孔容易坍塌、难成孔的煤层。

（六）下向放顶煤开采近距离煤层群或分层开采厚煤层，上层或上分层的采空区采取灌水措施的下层（分层）。

工作面注水前要编制注水设计，经矿井总工程师批准后，纳入工作面操作规程实施。

打钻注水情况要及时填入“注水台帐”，经常分析注水效果。

第二条采煤机必须安装内、外喷雾装置。

割煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。

如果内喷雾不能正常使用，外喷雾压力不得小于4MPa。

凡供水水压、水量达不到要求的必须安装加压泵，并与采煤机闭锁，加压泵不开，采煤机就无法启动。

如果没有水或喷淋装置损坏，必须关闭进行处理。

掘进机作业时应使用内、外喷雾装置，内喷雾水压不得小于3MPa，外喷雾水压不得小于1.5MPa。

第三条综采工作面应安装使用架间喷雾装置，每10米安设一道，单体液压支柱每20米安装一组放顶喷雾（采用放炮作业的可用放炮喷雾代替），必须在放顶煤工作面的每个放顶煤口安装放顶煤自动喷雾装置，雾化好，使用正常。

破碎机必须安装防尘罩、除尘器。

第四条机械开挖面应推广安装和使用除尘风机。

第五条采掘爆破作业时必须湿式打眼，使用水炮泥。

炮采工作面每20米安设一组放炮喷雾，炮掘作业时要在距工作面20米范围内安装使用爆破自动喷雾装置。

喷雾应覆盖整个路段，爆破后的喷雾时间不得小于10min。

爆破前后必须对爆破地点附近30m范围内的巷道进行冲洗。

第六条沿工作面槽距进回风30m范围内设置净化水幕，掘进巷道距工作面50m安装一道净化水幕。