金鹅池煤矿西风井石门揭煤防突设计2

金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 1 页 共 57 页

1 西风井揭煤技术方案及安全措施

一、工程概况

1、巷道名称：金鹅池煤矿西风井

2、巷道位臵：设计井口：X=3121388.711 Y=35527753.711 Z=+435.00m

方位角：α=37° 倾角：300

3、巷道主要技术特征

（1）总工程量：约250m

（2）巷道断面特征及参数：采用半圆拱断面，巷道净宽为3200mm，净高为2900mm。在飞仙关组(T1J)中挂口,西风井平巷55米后，以-300倾角向下，顺序由上而下揭露飞仙关组(T1f2-1)、长兴组(P2C)、止于龙潭组(P2L)C11煤层底板岩层段，岩性主要以石灰岩、砂质泥岩、砂岩、煤层为主。目前已施工216m，预计在位于回风斜井向下227.67 m处见C11煤层，现距煤层顶板垂距为7.82米,穿过煤层段长度为1.8米。 225.54m开始第一次揭煤（揭C11煤层）。见附图1：《西回风斜井平、剖面图》。225.54m处(距煤层1.5m垂距)

4、地质构造及水文地质

根据精查地质报告表明该巷道西风井巷道布臵范围内不会遇见大的地质构造，但不排出可能遇到较小的岩溶裂隙和地质构造影响。

该区域地层为回龙向斜西翼，向斜轴部偏上部位，构造简单，岩层走向北东、倾向西北。煤（岩）产状：89°＜12°。

西风斜井巷道布臵位于西101采区，介于45和18勘探线之间，

地面标高+456～+463m，巷道对应地表出露地层为三叠系下统飞仙关组一段上亚段（T1f1-2）,对应地表在大沟头一带，地面无大型建筑物及水体，但 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 2 页 共 57 页

2 在该巷道+310m落平位臵对应地表是一个小型山沟，正处于低洼地带。（详见西风斜井井上下对照图），地表标高：西风井+310m落平点揭煤处，依据井上下对照图对应地表标高为+455m，煤层埋深为145m。

该区水文地质条件简单，在遇破碎带及小断层时会有滴水现象。

5、煤层及其顶底板

该区含不可采煤层6层，除C11煤层外，其余都是煤线。

C11煤层俗称“大汉炭、高炭”，位于含煤岩系顶部，上距长兴灰岩底界13.55m，下距回风斜井下落平点斜长22.33m，煤厚0.5～0.6m，煤层结构较复杂，C11煤层上下均有煤线,上有两层,下有一层,一般厚度为0.2米以下,煤线之间夹矸厚度一般在0.2～0.3米之间,经统计,该煤层段总厚为1.8米。

该段岩性主要是炭质泥岩、泥岩、次为粘土岩。该煤层全区基本可采，但该区煤层厚度变化幅度较大，结构较复杂，属煤层变薄带，构造作用强烈区。

C11 煤层，煤层结构简单，煤层颜色呈灰黑色～黑色，煤体结构普遍为条带状，部分呈均一状和粒状。

见附图2：《地层综合柱状示意图》。

单位：m

煤层名称 C13上一层煤线， C11上二层煤线 C11 C11下一层煤线

预计见煤距离 225.26 226．01 227.67 234.94

煤层真厚 0.11 0.15 0.4 0.10

煤层层间距 0.27 0．65 0.46 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 3 页 共 57 页

3 5、瓦斯含量

虽然《矿井初步设计》提供矿井C11煤层瓦斯含量高,相对瓦斯涌出量20m3/t,瓦斯变化梯度为69.40m/ml/g,属高瓦斯矿井。但西风井经探煤C11煤层瓦斯经现场检测:施工中，各钻孔瓦斯涌出量不大，无喷孔现象。11月14日夜班又对各钻孔孔内瓦斯情况检查，瓦斯涌出量也不大，1#孔0.14%、2#孔0.08%、3#孔0.02%、4#孔 0.06%，因此整体看该带瓦斯压力不大,瓦斯涌出量也偏小。

二、揭煤方案

金鹅池煤矿为新建矿井，目前矿井通风系统尚未建立,井巷施工均采用局部扇风机正压通风。西风井在探水施工中已经对巷道前方煤层进行探明，C11煤层位于回风斜井向下227.67 m处，现距煤层垂距为7.82米,经探煤钻孔揭露，C11煤层瓦斯涌出量不大，孔内最大瓦斯在1.4%以下,瓦斯压力不大，钻孔施工无喷孔现象，煤线厚度在0.2m以内, C11煤层也0.4-0.6m以内.但该段地层,煤线及煤层总厚度达到了1.8m,而且因构造作用,煤层厚度变化较大,属构造严重影响区域.因此,在巷道施工中为确保安全，考虑西回风斜井为矿井首次揭煤，揭煤均采用“五步快速揭煤法”及非震动性远距离放炮方式通过C11煤层,同时揭煤过程中该掘进工作面严格执行“四位一体” 的综合防突措施，对该煤层突出危险性进行抽放后再预测，配备移动瓦斯抽放系统抽排瓦斯,设臵临时瓦斯监测系统对揭煤碛头动态监测瓦斯,采取安全防护(远距离放炮、避灾硐室、压风自救系统及员工佩带压缩氧自救器等)措施进行施工作业。

另外根据现场搜集前探地质探孔资料，必须及时编制探煤大比例《揭煤 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 4 页 共 57 页

4 剖面图》，及时指导揭煤施工。

根据施工的探煤地质钻孔资料已经探明煤层(线) 赋存及构造情况后，则采用“五步快速揭煤法”远距离放炮，从煤层顶板向底板逐一揭穿C11各分层煤线，直到穿过C11煤层底板2米时截止，完成整个揭煤过程。具体揭煤方法如下：

第一步：在距煤层法向距离7.82米，至少打两个穿透煤层全厚且进入煤层顶板不小于0.5米的前探抽放钻孔，以保证能确切的掌握煤层赋层情况、同时取煤芯利用仪器测定煤层瓦斯压力、瓦斯放散初度ΔP，煤层坚固性系数f及钻屑解吸指标Δh2、K1值。

第二步：分别在距煤层法向距离7.82米、5米﹑3米﹑1.5米处，进行煤层突出危险性预测工作。7.82米处即斜井向下216米处,是先测定瓦斯压力抽放,后预测。

第三步：经预测，煤层有突出危险时，必须采取专门防突措施，如补打瓦斯抽放（排放）钻孔进行抽（排）放瓦斯。距离煤层法线7.82米时处，即斜井向下216米处, 是先预测指标，首先上回风斜井揭煤区域防突措施，抽放瓦斯。其它距离煤层垂距5米﹑3米﹑1.5米处时上局部防突措施。

第四步：采取防突措施后，必须进行防突措施效果检验。经效果检验防突措施无效时，返回第三步继续采取防突措施，则辅以局部防突技术措施对瓦斯进行抽（排）。

（一）、西回风斜井揭煤工作面突出危险性预测及检验方法

1、区域防治煤与瓦斯突出危险性预测及检验方法

回风斜井工作面区域突出危险性预测拟采用煤体瓦斯压力及瓦斯含量 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 5 页 共 57 页

5 指标或瓦斯解吸指标法K1值预测C11煤层的突出危险性。

抽放钻孔探煤预测方法

在216m处施工抽放钻孔时，则利用抽放钻孔取煤芯并作为测压孔测定瓦斯压力及瓦斯含量参数。

金鹅池煤矿开采深度为+444m～-200m，类比预测标高为+240m，C11煤层大多数指标在严重突出范围内，故C11煤层属于煤与瓦斯严重突出煤层。 当回风斜井掘至距煤层法向距离216米处停掘，施工抽放钻孔，并采集煤芯测定煤体瓦斯压力及瓦斯含量指标作为煤与瓦斯突出危险性判别指标。

1)、瓦斯相关指标的测定及计算方法

①、煤层瓦斯压力的测定及计算方法

煤层瓦斯压力可采用以下方法之一测定或计算。

按MT/T638规定测定瓦斯压力；

2、测定瓦斯压力前按相关要求配备齐全相关测试仪器仪表及附属闭关装臵。

②、煤层瓦斯含量的测定及计算方法

钻孔取按技术要求取出煤样3孔，送重庆煤研所确定。

a)、按MT/T 77规定测定瓦斯含量，按下式计算瓦斯含量。

式中：

──煤层瓦斯含量，m3/t；

──吸附常数；

──煤层绝对瓦斯压力，MPa； 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 6 页 共 57 页

6 ──煤的灰分，%；

──煤的水分，%；

──煤的孔隙率，m3/m3；

──煤的容重(假比重)，t/m3。

③、按下表煤与瓦斯突出危险性判定

进行区域预测的瓦斯压力或瓦斯含量的临界值

瓦斯压力P/MPa 瓦斯含量(W/m3.t-1) 区域类别

0.74 <8 无突出危险区

除上述情况以外的的其它情况 突出危险区

若测定的瓦斯压力大于0.74MPa，瓦斯含量大于8 m3/t即为突出危险区，当掘进到距煤层法线距离7.82米时立即上抽采措施治理瓦斯，经抽采后其效果检验则采用上表残余瓦斯压力及残余瓦斯含量参数进行判定是否有煤与瓦斯突出危险性。

2、局部防治煤与瓦斯突出危险性预测及检验方法

1)、距煤层法线距离5米、3米到1.5米段预测及检验方法

西回风斜井的揭煤过程是由碛头距煤层法线距离5米开始到C11煤层底板法向2m结束的整个揭煤作业过程。碛头距煤层法线距离5米、3米到1.5米段均为局防措施实施范围。掘进工作面从距C11煤层法向距离5m开始,防突预测人员必须坚持对C11煤层进行突出危险性预测和措施效果检验, 严格边探边掘施工工艺,确保工作面到煤层顶板的最小法向距离符合防突规定的 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 7 页 共 57 页

7 要求，(即1.5m的规定)。距煤层法线距离5米、3米到1.5米段施工揭煤前预测及检验方法则采用钻屑瓦斯解吸指标法。

①、钻屑瓦斯解吸指标法

利用钻屑瓦斯解吸指标法K1值预测石门揭煤工作面突出危险性，见表4－4－6。

表4－4－6 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的临界值表

Δh2（Pa） K1（mL/g.min1/2）

干煤 200 0.5

湿煤 160 0.4

通过以上搜集现场资料进行计算，若斜井掘工作面采用钻屑瓦斯解吸指标K1值超标，则该矿井工作面前方煤层有煤与瓦斯突出的危险，应做好煤与瓦斯突出的预防工作，上局部防突技术措施。

若钻屑瓦斯解吸指标 K1值不超标时，揭煤工作面可以恢复掘进。但必须将岩石炸药更换为3＃煤矿安全炸药，并严格按防突管理的有关规定和措施执行。