瓦斯災(zāi)害防治課程設(shè)計(jì)(萬(wàn)方)

1、瓦斯災(zāi)害防治課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院：萬(wàn)方科技學(xué)院專業(yè)班級(jí)：安全12-5班學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)老師：李紅斌目 錄前言.10.1 課程設(shè)計(jì)的目的意義.10.2 課程設(shè)計(jì)的對(duì)象和設(shè)計(jì)內(nèi)容10.3 設(shè)計(jì)依據(jù)20.4 問(wèn)題與建議21 礦井和工作面概況31.1 礦井概況31.1.1 井田位置與范圍.31.1.2 礦井開(kāi)拓與生產(chǎn).41.1.3 煤層與煤質(zhì).41.1.4 井田地質(zhì)構(gòu)造.51.1.5 礦井通風(fēng)與瓦斯.51.1.6 礦井煤與瓦斯突出情況.71.2 工作面概況91.2.1 工作面位置范圍.91.2.2 工作面煤層賦存情況.91.2.3 工作面瓦斯地質(zhì)情況.92 掘進(jìn)工作面區(qū)域綜合防突措施.102.1 區(qū)域

2、防突措施.102.1.1 機(jī)巷區(qū)域防突措施102.1.2 風(fēng)巷區(qū)域防突措施112.2 區(qū)域措施效果檢驗(yàn).112.2.1 機(jī)巷區(qū)域措施效果檢驗(yàn)112.2.2 風(fēng)巷區(qū)域措施效果檢驗(yàn)123 掘進(jìn)工作面局部綜合防突措施.143.1 掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)（區(qū)域驗(yàn)證）.143.2 掘進(jìn)工作面防突措施.153.3 掘進(jìn)工作面措施效果檢驗(yàn).153.4 掘進(jìn)工作面安全防護(hù)措施.164 采煤工作面瓦斯綜合抽放措施.18前言義煤集團(tuán)洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱義安礦）位于河南省洛陽(yáng)市新安縣正村鄉(xiāng)，南距新安縣城15km。義安礦是義馬集團(tuán)所屬的大型煤礦之一，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t。義安礦2007年被鑒定為突出

3、礦井，可采的二1、二2煤層均為突出煤層。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第五條，區(qū)域綜合防突措施包括：區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)；區(qū)域防突措施；區(qū)域措施效果檢驗(yàn)；區(qū)域驗(yàn)證。YX001采煤工作面位于突出危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，采用順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。1 課程設(shè)計(jì)的目的意義1瓦斯災(zāi)害防治是為從礦業(yè)工程領(lǐng)域的高校開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)課，瓦斯災(zāi)害防治課程將根據(jù)瓦斯抽放及瓦斯災(zāi)害防治的需要，對(duì)基本理論和方法全面地介紹。2煤層瓦斯又稱煤層氣，瓦斯既是礦井安全生產(chǎn)的隱患也是一種潔凈的能源，礦井瓦斯抽放是煤層氣開(kāi)發(fā)的重要組成部分，礦井瓦斯抽放對(duì)于煤層氣的開(kāi)發(fā)、改善煤礦安全和保護(hù)全球環(huán)境有重要的意義。另一方面，礦井瓦斯災(zāi)

4、害是煤礦五大災(zāi)害的首害，對(duì)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)威脅極大，掌握本課程的基本理論和基本技能對(duì)于防治瓦斯災(zāi)害，確保礦井安全生產(chǎn)和貫徹“安全第一”的方針，具有頭等重要意義。我國(guó)煤礦區(qū)煤層氣抽放具有多年的歷史，為了推進(jìn)礦井瓦斯抽放及災(zāi)害防治技術(shù)的發(fā)展，必須培養(yǎng)大量的專業(yè)技術(shù)人才。3瓦斯災(zāi)害防治是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)過(guò)程中將重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)選修該課程可使研究生較全面地掌握煤層瓦斯抽放及防治的技術(shù)與方法，為開(kāi)展煤礦安全、煤層氣工程技術(shù)開(kāi)發(fā)工作奠定良好的基礎(chǔ)2 課程設(shè)計(jì)的對(duì)象和設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)對(duì)象：義安礦YX001工作面。設(shè)計(jì)內(nèi)容：掘進(jìn)工作面區(qū)域綜合防突措施和局部綜合

5、防突措施，采煤工作面區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施，采煤工作面回采過(guò)程中瓦斯綜合抽放技術(shù)措施。 3 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）防治煤與瓦斯突出規(guī)定（2009）；（2）煤礦安全規(guī)程（2010）；（3）煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ1026-2006）；（4）煤礦瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50471-2008）；（5）煤礦瓦斯抽放規(guī)范（AQ1027-2006）。4 問(wèn)題與建議通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)考查，YX001采煤工作面預(yù)抽瓦斯鉆孔布置比較均勻，殘余瓦斯含量為3.057.51m3/t，低于8m3/t，且未出現(xiàn)噴孔、頂鉆等異?，F(xiàn)象。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定（2009）第五十三條，判定YX001采煤工作面預(yù)抽區(qū)域?yàn)闊o(wú)突出

6、危險(xiǎn)區(qū)，區(qū)域預(yù)抽措施有效。（1）在工作面生產(chǎn)過(guò)程中，連續(xù)執(zhí)行超前排放鉆孔措施，孔深不低于15m，超前距不低于10m，鉆孔間距按有效排放半徑布置。（2）在工作面生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第五十七條連續(xù)進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證；當(dāng)超前排放鉆孔、驗(yàn)證鉆孔出現(xiàn)噴孔、頂鉆等明顯突出預(yù)兆以及敏感指標(biāo)超臨界值時(shí)，則工作面以后連續(xù)執(zhí)行局部綜合防突措施。（3）開(kāi)展防突知識(shí)培訓(xùn)，編制防突應(yīng)急預(yù)案，相關(guān)人員必須熟悉防突應(yīng)急預(yù)案，掌握突出預(yù)兆和避災(zāi)程序、要點(diǎn)；當(dāng)作業(yè)地點(diǎn)出現(xiàn)噴孔等明顯突出預(yù)兆、瓦斯涌出量突然顯著升高時(shí)，必須立即停電撤人，停止作業(yè)；待制定專項(xiàng)安全措施、查明原因、消除異常后，方可恢復(fù)作業(yè)。（4）由于老頂為厚

7、度10m以上的大占砂巖，冒落性較差，具有一定的沖擊危險(xiǎn)性，在工作面生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)做好頂板管理和采面支護(hù)工作，嚴(yán)防沖擊型災(zāi)害發(fā)生。（5）根據(jù)殘余瓦斯含量測(cè)定結(jié)果、預(yù)抽鉆孔施工過(guò)程中的異常情況和鉆探見(jiàn)巖情況，對(duì)解吸量大于0.6m3/t的區(qū)域、構(gòu)造異常區(qū)、厚煤區(qū)應(yīng)進(jìn)一步補(bǔ)充區(qū)域預(yù)抽措施，強(qiáng)化預(yù)抽效果。（6）嚴(yán)格執(zhí)行防治煤與瓦斯突出規(guī)定、煤礦安全規(guī)程、煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)等。1 礦井和工作面概況1.1 礦井概況1.1.1 井田位置與范圍義安礦位于河南省洛陽(yáng)市新安縣正村鄉(xiāng)，南距新安縣城15km，東距洛陽(yáng)市40km。義安礦原稱正村煤礦，是義馬煤業(yè)集團(tuán)所屬的大型煤礦之一，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力120萬(wàn)t。井田交通便

8、利。隴海鐵路在井田以南15km處通過(guò)，鄭州潼關(guān)公路也在井田以南15km處通過(guò)。新安煤礦鐵路專用線距本井田約5km。由新安縣城至正村鄉(xiāng)往北至北冶的公路由井田內(nèi)通過(guò)，正村鄉(xiāng)至石寺、倉(cāng)頭的鄉(xiāng)級(jí)公路從井田西北部通過(guò)。具體交通位置如圖1-1所示。義安井田圖1-1 義安礦交通位置示意圖義安礦北西以新安縣石寺公司子崖煤礦、正村石泉煤礦、二道橋煤礦及新安煤礦深部邊界（即二1煤層底板等高線-300m-200m）為界；北東以31勘探線為界，南東以二1煤層等高線-600m標(biāo)高為界；南西以19勘探線為界；走向長(zhǎng)約6.3km，傾向?qū)?.5km，面積約28.744km2。井田地理坐標(biāo)為東經(jīng)：112°094311

9、2°1445，北緯：34°473034°5141。1.1.2 礦井開(kāi)拓與生產(chǎn)義安井田位于新安煤田深部，二1煤層埋藏深度在550m950m，采用立井開(kāi)拓方式。井田開(kāi)拓方式為一對(duì)立井兩個(gè)水平上下山開(kāi)拓全井田，一水平標(biāo)高-318m，二水平標(biāo)高-500m，井底車(chē)場(chǎng)位于二1煤層頂板。初期投產(chǎn)采區(qū)為11、12兩個(gè)采區(qū)，一個(gè)炮采、一個(gè)綜采兩個(gè)工作面保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。-318m水平東西兩翼布置膠帶運(yùn)輸大巷、軌道運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷三條，層位位于二1煤層頂板10m左右的大占砂巖中，其中一條為專用回風(fēng)大巷。采煤方法采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，全部陷落法管理頂板。1.1.3 煤層與煤質(zhì)本區(qū)含

10、煤地層由老至新依次為太原組、山西組、下石盒子組及上石盒子組、地層總厚度582.25m；共劃分8個(gè)煤段，含煤13層。區(qū)內(nèi)可采煤層為二1、二2煤層。二1煤層全區(qū)可采，二2煤層為局部可采煤層，其它屬不可采或偶爾可采煤層。（1）煤層二1煤層賦存于下二迭統(tǒng)山西組（P1s）下部，位于大占砂巖和二1煤層底板砂泥巖之間，上距砂鍋窯砂巖約88.99m，下距L7灰?guī)r12.60m。二1煤層層位穩(wěn)定，井田內(nèi)竣工的44個(gè)鉆孔，其中見(jiàn)煤點(diǎn)42個(gè)，尖滅點(diǎn)1個(gè)，斷失點(diǎn)1個(gè)，所穿見(jiàn)的見(jiàn)煤點(diǎn)中可采點(diǎn)41個(gè)，不可采點(diǎn)1個(gè)，煤層厚度014.30m，平均4.15m，屬較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般夾矸12層。井田內(nèi)二1煤層，層位穩(wěn)定

11、，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，頂?shù)装鍡l件較好，傾角610°，一般多在5°左右。二2煤層位于山西組中下部，上距砂鍋窯砂巖64.30m，下距二1煤層24.69m，煤層穩(wěn)定。井田內(nèi)竣工的44個(gè)鉆孔，全部穿過(guò)二2煤層層位。其中見(jiàn)煤點(diǎn)32個(gè)，尖滅點(diǎn)12個(gè)。所穿見(jiàn)的見(jiàn)煤點(diǎn)中可采點(diǎn)15個(gè)，不可采點(diǎn)17個(gè)。煤層厚度02.63m，平均厚度0.69m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般含夾矸1層，屬不穩(wěn)定煤層。二2煤層屬局部可采煤層，煤厚變化規(guī)律不明顯，可采區(qū)域主要位于井田中東部。（2）煤質(zhì)二1煤為灰黑色、具玻璃光澤，多呈粉狀產(chǎn)品，組織疏松。煤芯中含大量黃鐵礦結(jié)核，但分布不均。宏觀煤巖類(lèi)型屬半亮型煤。二1煤層原煤灰分大部分屬

12、于低中灰中灰分煤，個(gè)別點(diǎn)灰分大于30%，屬于中高灰分煤，全層平均灰分為21.42%。二2煤層灰黑色，粉末狀產(chǎn)出，組織疏松，呈粉狀產(chǎn)出，屬半亮型煤。二2煤層全層平均灰分為23.12%。二2煤的視密度為1.43t/m3，真密度為1.51t/m3。原煤全硫含量平均為2.23%，屬中高硫煤。原煤經(jīng)1.5比重液洗選后，浮煤全硫?yàn)?.23%。原煤磷含量為0.0040.02%，屬特低磷低磷煤。原煤干燥基高位發(fā)熱量平均為27.912MJ/kg（6668大卡/kg）。綜上所述，二1、二2煤層為低中灰、中高硫、特低磷、高發(fā)熱量、粉狀貧煤，一般以動(dòng)力用煤和民用煤為主。1.1.4 井田地質(zhì)構(gòu)造義安井田位于新安向斜北翼

13、，構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體上為一單斜構(gòu)造，褶皺寬緩，僅F29斷層附近有較大起伏。地層傾向南東，傾角515°。二1煤層傾向100155°，一般135°；傾角315°，一般47°。F29斷層為井田內(nèi)發(fā)育的一條落差較大斷層，斷層位于井田中部，為一正斷層，走向近南北，傾向西，傾角6570°，落差530m（北大南?。８鶕?jù)三維地震及瞬變電磁勘探資料，F(xiàn)29斷層為強(qiáng)導(dǎo)（含）水，且F29斷層存在分叉現(xiàn)象。根據(jù)三維地震勘探成果資料：勘探面積5.41km2，新發(fā)現(xiàn)37條斷層（含F(xiàn)29斷層分叉3條斷層），首采區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育密度為6.8條/km2，平均落差4m（

14、F29斷層除外）。該礦大褶曲寬緩，小褶曲較為發(fā)育，煤層存在起伏現(xiàn)象。綜上所述，該礦構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬簡(jiǎn)單。1.1.5 礦井通風(fēng)與瓦斯（1）礦井通風(fēng)義安礦通風(fēng)方式為抽出式，目前為中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主、副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井回風(fēng)。后期擬在井田深部邊界附近，布置南風(fēng)井，主、副井進(jìn)風(fēng)，形成中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)機(jī)為BDK-8-32型礦用對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)葉片角為37.5º/32.5 º，風(fēng)量158m3/s，負(fù)壓H1280Pa，靜壓效率72%。（2）礦井瓦斯 地質(zhì)勘探期間瓦斯情況義安礦地勘期間共采集瓦斯煤樣7個(gè)，全部采用解吸罐采取。25014孔因?yàn)椴蓸硬缓细?，不予采用。另?孔野

15、外解吸瓦斯含量分布不均，最小為160mL，最大為1204mL。2602孔位于斷層附近，儲(chǔ)藏條件較差，瓦斯容易逸散，其中甲烷含量全區(qū)最低為61.81%，其余各孔甲烷含量均大于70%，瓦斯采樣分析結(jié)果見(jiàn)表1-1所示。由瓦斯試驗(yàn)成果來(lái)看，全礦井總瓦斯含量4.0212.19m3/t，平均為7.22m3/t，全部處于沼氣帶、氮?dú)庹託鈳У姆秶艺託鈳?、氮?dú)庹託鈳嗷ゴ┎澹謳c深度關(guān)系不明顯。本區(qū)游離瓦斯占全部瓦斯含量的41.8693.55%，平均70.06%。表1-1 義安礦地勘期間測(cè)定的二1煤層瓦斯含量鉆孔孔號(hào)采樣深度（m）瓦斯成分瓦斯含量(m3/t)工業(yè)分析(%)CO2CH4N2MadAdVd21

16、01685.70685.861.8688.299.844.020.7712.4213.262108975.00975.152.7992.195.027.740.7924.2712.322203800.55800.704.5772.8422.606.560.7911.5813.0525015856.58856.735.6879.5514.776.460.6011.0210.992602656.15656.302.3461.8135.856.360.8714.5412.452802548.65548.801.8495.572.5912.190.518.4212.34 瓦斯含量、瓦斯壓力測(cè)定情況根據(jù)

17、河南理工大學(xué)與義安礦合作研究的洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司防治煤與瓦斯突出總體設(shè)計(jì)報(bào)告，井下實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量14個(gè)，結(jié)果見(jiàn)表1-2所示。其中二1煤10個(gè)，二2煤4個(gè)。其中FX004（12071）膠帶順槽開(kāi)口32m處距二1煤法距8m右耳巷內(nèi)、FX004（12071）軌道順槽回風(fēng)巷距開(kāi)口10m兩處所測(cè)含量因罐漏氣而不可靠。由所測(cè)結(jié)果來(lái)看，可靠瓦斯含量在6.7514.52m3/t之間，平均為9.8m3/t。其中二1煤層瓦斯含量為6.7514.52m3/t；二2煤層瓦斯含量為9.409.76m3/t。根據(jù)河南理工大學(xué)與義安礦合作研究的洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司防治煤與瓦斯突出總體設(shè)計(jì)報(bào)告，利用水泥砂漿和膠囊粘液封孔

18、技術(shù)對(duì)二1煤層和二2煤層進(jìn)行了瓦斯壓力的測(cè)定，共測(cè)定了12個(gè)煤層瓦斯壓力（其中二1煤層7個(gè)，二2煤層5個(gè)），其結(jié)果見(jiàn)表1-3。其中東膠帶絞車(chē)窩機(jī)修硐室附近的瓦斯壓力為剔除了水壓后的估計(jì)壓力。義安礦二1煤層瓦斯壓力為0.291.51MPa；二2煤層瓦斯壓力為0.420.93MPa。表1-2 義安礦瓦斯含量測(cè)定結(jié)果表采樣位置瓦斯含量(m3/t)煤層西膠帶大巷A8測(cè)點(diǎn)以西74.1m12.61二1西膠帶大巷A8測(cè)點(diǎn)以東160m處9.76二2東膠帶（東回膠聯(lián)絡(luò)巷口）9.55二1西軌道第一中部車(chē)場(chǎng)與西回大巷聯(lián)絡(luò)巷口西26m巷道拐點(diǎn)前10m9.30二1西軌道二2煤突出點(diǎn)后退70m，第二中部車(chē)場(chǎng)西48m處14

19、.52二1西膠帶A14測(cè)點(diǎn)以西63.5m9.40二2FD001(12011)膠帶順槽開(kāi)口65m處11.87二1FD001(12011)專用回風(fēng)巷開(kāi)口15m處左幫頂下1.5m處開(kāi)口6.40二1FD001(12011)軌道順槽開(kāi)口40m處左幫頂下1.5m處7.90二1西軌大巷距第一個(gè)岔口115m處左幫距底1.2m 處10.20二2FX004（12071）膠帶順槽開(kāi)口32m處，距二1煤法距8m右耳巷內(nèi)6.22二1FX004（12071）軌道順槽回風(fēng)巷距開(kāi)口19.6m11.26二1FD001(12011)軌道順槽距開(kāi)口118m左鉆場(chǎng)6.75二1FX004（12071）軌道順槽回風(fēng)巷距開(kāi)口10m3.36

20、二2表1-3 義安礦煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果編號(hào)測(cè)壓地點(diǎn)封孔方式壓力值(MPa)測(cè)定煤層1西膠帶A8測(cè)點(diǎn)向西86.6m聚胺脂、水泥沙漿0.37二12西膠帶A8測(cè)點(diǎn)向西74.1m聚胺脂、水泥沙漿0.29二1 3西膠帶A8測(cè)點(diǎn)向東160m 木塞、水泥沙漿0.45二24西膠帶A8測(cè)點(diǎn)向東175m 木塞、水泥沙漿0.84二25東膠帶距東回膠聯(lián)絡(luò)巷口西18m聚胺脂、水泥沙漿1.47二16東膠帶東回膠聯(lián)絡(luò)巷口處聚胺脂、水泥沙漿1.51二17西膠帶A8測(cè)點(diǎn)東80m膠囊黏液0.84二28西膠帶A8測(cè)點(diǎn)東65m膠囊黏液0.93二29西軌道二2煤突出點(diǎn)后退70m，第二中部車(chē)場(chǎng)西48m處（二1煤）木塞、水泥沙漿0.42

21、二210西軌道二2煤突出點(diǎn)后退70m，第二中部車(chē)場(chǎng)西48m處（二1煤）聚胺脂、水泥沙漿0.80二111西軌大巷第二車(chē)場(chǎng)內(nèi)聚胺脂、水泥沙漿0.34二112FX004（12071）膠帶順槽開(kāi)口32m處,距二1煤法距8m右耳巷內(nèi)（二1煤）聚胺脂、水泥沙漿0.60二11.1.6 礦井煤與瓦斯突出情況義安礦目前共發(fā)生了3次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象（其中在二1煤層發(fā)生2次，二2煤層發(fā)生1次）。2007年經(jīng)河南理工大學(xué)工程技術(shù)研究中心鑒定，義安礦為突出礦井。23圖1-2 YX001采煤工作面膠帶、軌道順槽沿掘進(jìn)方向煤厚實(shí)測(cè)圖1.2 工作面概況1.2.1 工作面位置范圍YX001采煤工作面為YX采區(qū)第一個(gè)綜采工作面，位于

22、YX采區(qū)東部，西至YX002工作面，東鄰生活區(qū)保護(hù)煤柱尚未開(kāi)采，上鄰FX采區(qū)，下至工作面切眼。地表分布有竹園溝等村莊，只有少數(shù)民房。YX001采煤工作面傾向長(zhǎng)度731m，走向長(zhǎng)度131.3m，地面標(biāo)高+381.5+404.4m，工作面標(biāo)高-316-318m。該采煤工作面工業(yè)儲(chǔ)量557195.5t，可采儲(chǔ)量529335.7t。1.2.2 工作面煤層賦存情況根據(jù)工作面掘進(jìn)期間收集地質(zhì)資料分析，該工作面煤層厚度較穩(wěn)定，僅在軌道順槽側(cè)第四預(yù)抽巷以下至切眼軌道順槽掘進(jìn)中煤層厚度變化較大，煤厚19.7m，平均5.0m，受褶皺控制煤層產(chǎn)狀及厚度變化較大。煤層傾角210°。該工作面的煤層厚度詳細(xì)情況

23、見(jiàn)YX001工作面煤厚實(shí)測(cè)圖（圖1-2）。該區(qū)域二1煤層為黑色粉末狀、屬半亮型煤，煤層的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅局部存在夾矸，夾矸多為一層厚度01.9m，巖性為泥巖、細(xì)砂巖。煤層富含F(xiàn)eS2結(jié)核，Ad=21.42%，Sd=2.23%。煤層不易自燃，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為55%。該工作面二1煤層偽頂局部發(fā)育，直接頂為砂質(zhì)泥巖，該巖層局部發(fā)育，厚度02.5m，平均1.0m；老頂為中細(xì)粒石英砂巖（大占砂巖），厚2.517m，為本井田主要標(biāo)志層之一。該工作面?zhèn)蔚撞话l(fā)育，直接底為粉（細(xì)）砂巖，厚度5m；老底為L(zhǎng)7灰?guī)r，厚8.0m，為本井田主要標(biāo)志層之一。1.2.3 工作面瓦斯地質(zhì)在YX001工作面掘進(jìn)過(guò)程中，采用

24、井下直接法測(cè)定工作面煤層原始瓦斯含量值6個(gè)（見(jiàn)表1-4），其值域?yàn)?.6512.88m3/t，平均值為8.44m3/t。表1-4 YX001工作面原始瓦斯含量測(cè)定結(jié)果測(cè)定地點(diǎn)原煤瓦斯含量（m3/t）YX001膠帶順槽開(kāi)口向里300m8.11YX001膠帶順槽開(kāi)口向里290m6.89YX001軌道順槽開(kāi)口向里360m6.60YX001軌道順槽開(kāi)口向里456m5.65YX001膠帶順槽底排巷3#鉆場(chǎng)右側(cè)含量孔10.50 mYX001膠帶順槽底排巷2#鉆場(chǎng)右側(cè)含量孔12.88 m該工作面地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，根據(jù)地面三維地震勘探資料，該工作面無(wú)斷裂構(gòu)造，僅有一條背斜。在掘進(jìn)過(guò)程中，實(shí)際揭露斷層7條，走向3

25、0155°，傾向NE、NW, 傾角3578°，落差0.92.8m。揭露斷層對(duì)回采有一定影響。預(yù)計(jì)工作面內(nèi)有隱伏地質(zhì)構(gòu)造，有待進(jìn)一步揭露。2 掘進(jìn)工作面區(qū)域綜合防突措施2.1 區(qū)域防突措施2.1.1 機(jī)巷區(qū)域防突措施在YX001機(jī)巷順槽掘進(jìn)期間，采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。主要包括：巷幫鉆場(chǎng)順層鉆孔抽放和工作面順層鉆孔抽放。YX001 機(jī)巷順槽掘進(jìn)期間每隔40m在主巷和巷幫施工深孔抽放鉆孔，鉆孔設(shè)計(jì)兩排，每排17個(gè)，共計(jì)34個(gè)孔，鉆孔孔徑為89mm，控制正前60m，控制巷幫15m范圍內(nèi)達(dá)到消突效果。區(qū)域防突措施鉆孔布置見(jiàn)圖2-1。圖2-1 區(qū)域防突措施鉆孔

26、布置示意圖2.1.2 風(fēng)巷區(qū)域防突措施在YX001風(fēng)巷順槽掘進(jìn)過(guò)程中，采用底板穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施。YX001 風(fēng)巷順槽外錯(cuò)布置底板瓦斯預(yù)抽巷，兩巷平距（中到中）12m，預(yù)抽巷頂板距二1煤層底板10m左右，預(yù)抽巷每隔30m或36m布置一個(gè)鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)直墻半圓拱，錨噴支護(hù)，規(guī)格為寬4.5m，高3.2m，深4m。每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置14或16個(gè)鉆孔。預(yù)抽巷無(wú)鉆場(chǎng)的按水力沖孔影響半徑及控制范圍均勻布置鉆孔保證YX001風(fēng)巷順槽主巷及兩側(cè)各15m范圍內(nèi)達(dá)到消突效果。區(qū)域防突措施鉆孔布置見(jiàn)圖2-2。圖2-2 區(qū)域防突措施鉆孔布置圖2.2 區(qū)域措施效果檢驗(yàn)采用殘余瓦斯含量作為檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)區(qū)域防突

27、措施進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定，殘余瓦斯含量臨界值取為8m3/t，當(dāng)殘余含量小于8m3/t時(shí)且檢驗(yàn)期間無(wú)明顯突出預(yù)兆時(shí)，視為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，否則，為突出危險(xiǎn)區(qū)，預(yù)抽措施無(wú)效。2.2.1 機(jī)巷區(qū)域措施效果檢驗(yàn)按照防治煤與瓦斯突出規(guī)定第五十五條的規(guī)定，YX001采煤工作面區(qū)域預(yù)抽措施效果檢驗(yàn)孔按表2-1所示進(jìn)行布置，機(jī)巷順槽布置11個(gè)測(cè)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2-3所示。表2-1 YX001掘進(jìn)工作面機(jī)巷區(qū)域效果檢驗(yàn)孔設(shè)計(jì)布置檢驗(yàn)點(diǎn)位置孔深(m)孔徑（mm）與巷幫垂線夾角(°)府仰角（°）機(jī)巷順槽開(kāi)口向里679m6589右偏8上仰1機(jī)巷順槽開(kāi)口向里592m4089右偏8上仰2

28、機(jī)巷順槽開(kāi)口向里542m6589右偏8上仰2機(jī)巷順槽開(kāi)口向里444m4089右偏8上仰3機(jī)巷順槽開(kāi)口向里394m6589右偏8下俯2機(jī)巷順槽開(kāi)口向里344m4089右偏8上仰0機(jī)巷順槽開(kāi)口向里294m6589右偏8上仰0機(jī)巷順槽開(kāi)口向里249m4089右偏8上仰0機(jī)巷順槽開(kāi)口向里204m6589右偏8下俯1機(jī)巷順槽開(kāi)口向里164m4089右偏8上仰0注：效果檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整鉆孔參數(shù)。2.2.2 風(fēng)巷區(qū)域措施效果檢驗(yàn)按照防治煤與瓦斯突出規(guī)定第五十五條的規(guī)定，YX001采煤工作面區(qū)域預(yù)抽措施效果檢驗(yàn)孔按表2-2所示進(jìn)行布置，風(fēng)巷巷順槽布置11個(gè)測(cè)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2-3所示。風(fēng)巷

29、采用穿層鉆孔進(jìn)行效果檢驗(yàn)。校檢鉆孔的直徑、數(shù)量、深度、布置方式，檢驗(yàn)指標(biāo)和判定方法。表2-2 YX001掘進(jìn)工作面風(fēng)巷區(qū)域效果檢驗(yàn)孔設(shè)計(jì)布置檢驗(yàn)點(diǎn)位置孔深(m)孔徑（mm）與巷幫垂線夾角(°)府仰角（°）風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里731m6589左偏8上仰0風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里681m4089左偏8下俯1風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里580m6589左偏8下俯2風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里540m4089左偏8下俯2風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里447m6589左偏8下俯3風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里397m4089左偏8上仰2風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里347m6589左偏8上仰0風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里297m4089左偏8上仰0風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里247m

30、6589左偏8上仰0風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里197m4089左偏8上仰1風(fēng)巷順槽開(kāi)口向里147m6589左偏8上仰0圖2-3 YX001采煤工作面殘余瓦斯含量測(cè)點(diǎn)布置圖（注:圖中線長(zhǎng)代表孔深，線上黑點(diǎn)代表取樣深度，W表示瓦斯含量 單位：m3/t）（1）鉆孔指標(biāo)YX001采煤工作面，風(fēng)巷順槽共施工了701個(gè)預(yù)抽鉆孔，機(jī)巷順槽共施工了564個(gè)預(yù)抽鉆孔，切眼巷共施工110個(gè)抽放鉆孔，工作面第四預(yù)抽巷共施工200個(gè)抽放孔，孔間距為0.7或1.4m，滿足“抽放鉆孔控制整個(gè)預(yù)抽區(qū)域并均勻布孔”的要求。（2）瓦斯指標(biāo)YX001采煤工作面風(fēng)巷順槽和機(jī)巷順槽分別布置了11個(gè)測(cè)點(diǎn)，實(shí)測(cè)22個(gè)殘余瓦斯含量。經(jīng)測(cè)定，殘余瓦斯

31、含量為3.057.51m3/t，小于8m3/t。（3）突出預(yù)兆經(jīng)過(guò)效果檢驗(yàn)，在22個(gè)檢驗(yàn)鉆孔施工過(guò)程中，無(wú)明顯突出預(yù)兆。綜上所述，YX001采煤工作面預(yù)抽瓦斯鉆孔布置比較均勻，經(jīng)過(guò)預(yù)抽煤層瓦斯后，殘余瓦斯含量為3.057.51m3/t，小于8m3/t，且未見(jiàn)噴孔等異?，F(xiàn)象。因此區(qū)域預(yù)抽措施有效，該區(qū)域?yàn)闊o(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。3 掘進(jìn)工作面局部綜合防突措施3.1 掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)（區(qū)域驗(yàn)證）按照防治煤與瓦斯突出規(guī)定第七十六條的規(guī)定在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個(gè)直徑42mm、孔深810m的鉆孔，測(cè)定鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。鉆孔應(yīng)盡可能布置在軟分層中，一個(gè)鉆孔位于巷道工作面中部，并平行于掘進(jìn)方向，

32、其他鉆孔的終孔點(diǎn)應(yīng)位于巷道兩側(cè)輪廓線外24m處。鉆孔每鉆進(jìn)1m測(cè)定該1m段的全部鉆屑量S，每鉆進(jìn)2m至少測(cè)定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1或h2值。各煤層采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)考察確定，在確定前可暫按表3-1的臨界值確定工作面的突出危險(xiǎn)性。表3-1 鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的參考臨界值鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)h2Pa鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1（mL/g）鉆屑量 S（kg/m）（L/m）2000.565.4如果實(shí)測(cè)得到的S 、K1或h2的所有測(cè)定值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面；否則，為突出危險(xiǎn)工作面。圖3-1 傾斜、急

33、傾斜煤層煤巷掘進(jìn)工作面鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)鉆孔布置示意圖3.2 掘進(jìn)工作面防突措施該礦利用巷道兩幫的卸壓條帶，向巷前方打鉆抽放瓦斯，布孔方式如圖3-2所示。孔徑50l00mm，孔深200m以內(nèi)。圖3-2 煤巷掘進(jìn)抽放瓦斯孔布置經(jīng)采用巷道兩幫打超前鉆孔抽放瓦斯，抽出57m3min瓦斯后，使巷道瓦斯涌出量降低了6070以上。抽放瓦斯鉆孔布置及參數(shù)見(jiàn)表3-2。表3-2 抽放瓦斯鉆孔參數(shù)孔號(hào)孔徑mm孔深m孔底至巷幫平距m鉆孔與巷道軸線夾角(。)鉆孔傾角(。)12347510075100751007510050505050881515881616-2.500.6-3.53.3 掘進(jìn)工作面措施效果檢驗(yàn)對(duì)穿層鉆孔

34、預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，在煤巷條帶每間隔3050m至少布置1個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)；對(duì)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，在煤巷條帶每間隔2030m至少布置1個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)，且每個(gè)檢驗(yàn)區(qū)域不得少于3個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)。采用殘余瓦斯含量指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。重點(diǎn)突出效果檢驗(yàn)孔的布置方式。圖3-3 效果檢驗(yàn)孔的布置方式圖3.4 掘進(jìn)工作面安全防護(hù)措施避難所設(shè)置的位置、裝備和數(shù)量；反向風(fēng)門(mén)的設(shè)置位置和要求；遠(yuǎn)距離放炮的要求；礦井壓風(fēng)自救系統(tǒng)的設(shè)置和要求。（在采掘工程平面圖上，表示避難所、反向風(fēng)門(mén)位置和放炮地點(diǎn)）。（一）避難所必須設(shè)置向外開(kāi)啟的隔離門(mén)，隔離門(mén)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)按照反向風(fēng)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)安設(shè)。室內(nèi)

35、凈高不得低于2m，深度應(yīng)滿足擴(kuò)散通風(fēng)的要求，長(zhǎng)度和寬度應(yīng)根據(jù)可能同時(shí)避難的人數(shù)確定，但至少應(yīng)能滿足15人避難，且每人使用面積不得少于0.5m2。避難所內(nèi)支護(hù)必須保持良好，并設(shè)有與礦(井)調(diào)度室直通的電話；（二）避難所內(nèi)必須放置足量的飲用水、安設(shè)供給空氣的設(shè)施，每人供風(fēng)量不得少于0.3m3/min。如果用壓縮空氣供風(fēng)時(shí)，應(yīng)有減壓裝置和帶有閥門(mén)控制的呼吸嘴；（三）避難所內(nèi)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的最多避難人數(shù)配備足夠數(shù)量的隔離式自救器。在突出煤層的石門(mén)揭煤和煤巷掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)必須設(shè)置至少2道牢固可靠的反向風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)之間的距離不得小于4m。反向風(fēng)門(mén)距工作面的距離和反向風(fēng)門(mén)的組數(shù)，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)工作面的通風(fēng)系統(tǒng)和預(yù)計(jì)

36、的突出強(qiáng)度確定，但反向風(fēng)門(mén)距工作面回風(fēng)巷不得小于10m，與工作面的最近距離一般不得小于70m，如小于70m時(shí)應(yīng)設(shè)置至少三道反向風(fēng)門(mén)。反向風(fēng)門(mén)墻垛可用磚、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石的深度可根據(jù)巖石的性質(zhì)確定，但不得小于0.2m，墻垛厚度不得小于0.8m。在煤巷構(gòu)筑反向風(fēng)門(mén)時(shí)，風(fēng)門(mén)墻體四周必須掏槽，掏槽深度見(jiàn)硬幫硬底后再進(jìn)入實(shí)體煤不小于0.5m。通過(guò)反向風(fēng)門(mén)墻垛的風(fēng)筒、水溝、溜子道等，必須設(shè)有逆向隔斷裝置。人員進(jìn)入工作面時(shí)必須把反向風(fēng)門(mén)打開(kāi)、頂牢；工作面放炮和無(wú)人時(shí)反向風(fēng)門(mén)必須關(guān)閉。為降低放炮誘發(fā)突出的強(qiáng)度，可根據(jù)情況在炮掘工作面安設(shè)擋欄。擋欄可用金屬、矸石或木垛等構(gòu)成。金屬擋欄一般是由槽

37、鋼排列成的方格框架，框架中槽鋼的間隔為0.4m，槽鋼彼此用卡環(huán)固定，使用時(shí)在迎工作面的框架上再鋪上金屬網(wǎng)，然后用木支柱將框架撐成45度的斜面。一組擋攔通常由兩架組成，間距為68m。可根據(jù)預(yù)計(jì)的突出強(qiáng)度在設(shè)計(jì)中確定擋欄距工作面的距離。壓風(fēng)自救系統(tǒng)的要求是：（一）壓風(fēng)自救裝置安裝在掘進(jìn)工作面巷道和回采工作面順槽內(nèi)的壓縮空氣管道上；（二）在以下每個(gè)地點(diǎn)都應(yīng)至少設(shè)置一組壓風(fēng)自救裝置：距采掘工作面2540m的巷道內(nèi)、放炮地點(diǎn)、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風(fēng)道有人作業(yè)處等。在長(zhǎng)距離的掘進(jìn)巷道中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加設(shè)置；（三）每組壓風(fēng)自救裝置應(yīng)可供58個(gè)人使用，平均每人的壓縮空氣供給量不得少于0.1m

38、3/min。4 采煤工作面瓦斯綜合抽放措施鑒于該區(qū)域無(wú)保護(hù)層可采，為了確保YX001采煤工作面回采安全，采取順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。同時(shí)，在采煤工作面回采過(guò)程中，執(zhí)行邊采邊抽強(qiáng)化措施、上隅角埋管抽放措施和風(fēng)巷高位鉆孔抽放措施。圖4-1 YX001采煤工作面順煤層平行布孔預(yù)抽示意圖圖4-2 YX001采煤工作面抽放鉆孔成孔圖根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定（2009）第五十五條規(guī)定，對(duì)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，在煤巷條帶每間隔2030m至少布置一個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)，且每個(gè)檢驗(yàn)區(qū)域不得少于3個(gè)點(diǎn)。（1）區(qū)域預(yù)抽參數(shù)設(shè)計(jì)YX001采煤工作面采用順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯。軌道、膠帶順槽相向施工平行鉆孔，孔徑89mm，鉆孔間距根據(jù)煤層厚度設(shè)計(jì)為0.7m或1.4m；膠帶順槽抽放鉆孔孔深70m，右偏8°；軌道順槽抽放鉆孔孔深70m，左偏8°；工作面切眼抽放鉆孔深度7375m。預(yù)抽鉆孔的具體參數(shù)見(jiàn)義安礦編制的YX001工作面防突專項(xiàng)設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施。（2）抽放鉆孔施工情況自2010年2月10日開(kāi)始，在YX001