工作面掘进防突专项设计

1、27012工作面掘进防突专项设计 编 制： 汪 胜 2011.11.27 审 核： 通 风 科： 机 运 科： 生 技 科： 地 测 科： 调 度 室： 安 监 处： 地测副总： 采掘副总： 机电副总： 通风副总： 安全矿长： 生产矿长： 总工程师：27012工作面掘进防突专项设计一、概述1.工作面位置、周围及上下采掘关系、煤柱27012工作面地面为湾里子、杨家坟、董家沟一带，地貌为山峰沟谷。工作面标高与地面相对高差在419m以上。27012工作面地面无大的水体，董家沟从工作面中部顺岩层倾向穿过，但其为季节性河流，只有在雨季有水，湾里子、董家沟有少量民宅。27012工作面位于李子垭向斜北段东翼

2、，工作面以西为27011工作面 (未布置),北为23041采空区，南为27煤层探巷，东为27021采空区。2.地质情况该工作面煤层为K21煤层，煤层整体东高西低，工作面最大高差为72.5m，煤层总厚度在1.402.20m（包括夹矸厚度），煤层结构平均为0.30（0.15）1.15m，煤层平均厚度1.60m，煤层倾角9 0260，煤层走向24°270，煤层底板标高510.5583m，煤层硬度系数f=0.30.5；煤层中部的夹矸为泥岩，硬度系数f=34，厚度0.100.17m，平均厚度0.15m，煤种为瘦煤，分层样灰分19.28，全层样灰分31.1%，硫分3.6%，挥发分12.516.4

3、%。 顶底板情况：基本顶，石灰岩6.409.50m，硬度系数f=810，粉砂岩，细砂岩，泥岩，水平层理发育；直接顶，厚度为5.107.70m，平均5.99m，硬度系数f=45；伪顶，泥岩，炭质泥岩，厚度为00.50m，平均0.25m，硬度系数f=23；直接底，灰色泥岩为主，局部为砂岩，0.402.80m，遇水膨胀，易泥化, 岩石硬度系数f=24；基本底，黑灰色泥岩，灰色粉砂岩，铝土泥岩。15m遇水膨胀，易泥化, 岩石硬度系数f=2427012工作面北面为23041工作面采空区， 27012工作面开采后，采空区积水将顺工作面采空区流入27012工作面机巷内进入27021采空区,工作面回采后预计将

4、破坏顶板隔水层，大气降水后将顺裂隙渗透进入工作面，随采空区的范围增大，预计工作面最大涌水量为150m3/h左右。最大涌水量：150m3/h；正常涌水量：80m3/h。根据邻近27021回采工作面瓦斯等级鉴定资料，工作面绝对瓦斯涌出量为10.08m3/min，相对瓦斯涌出量为4.8m3/t。本工作面无CO2危害。该工作面煤尘具有爆炸性，爆炸指数为14.05%17.01%。不易自燃煤层。本工作面无地温危害，无冲击地压危害。3.突出危险性分析据572m主平硐北向斜轴以东附近缓斜煤层实测，最大瓦斯压力P=1.17MPa。缓斜煤层北三、北四走向工作面在采掘过程中多次发生动力现象,最大突出强度220T。川

5、煤技术中心瓦斯研究所用解吸瓦斯含量法测出该区域瓦斯含量10.55m3/t，瓦斯压力1.558MPa。27012切眼与23041机巷（采空区）、27012机巷与27021风巷（采空区）均保留4m煤柱掘进，为沿空掘巷。根据以上资料分析，结合矿井实际情况，27012风巷划分为突出危险区，27012机巷、切眼区域划分为无突出危险区。二、采区及工作面通风系统该采区为27采区，该采区有稳定可靠的通风系统，采区内的27021工作面已安全掘进与回采。采区通风系统：27进风石门27材料上山27皮带下山采掘工作面27回风上山27回风石门。掘进工作面采用30KW局部通风机压入式通风，双风机双电源并能够自动切换。所有

6、控制风流的通风设施均设在新鲜风流中顶底板完好的巷道内，风门均为正反两道且为两组。三、巷道施工措施1.巷道掘进的作业方式采用EBZ132型综掘机掘进。2.巷道断面及支护方式27012机、风巷断面为矩形，宽4000mm，高2600mm，掘进面积和净断面均为10.4m2。27012切眼初期以小断面掘进，宽3500mm，高2200mm，掘进面积和净断面均为7.7 m2。支护方式：永久支护采用锚杆金属网联合支护方式，距碛头最大空顶距正常段为1800mm，最小空距为200 mm；断层或顶板压力显现明显地段最大空顶距为800 mm，最小空顶距为100 mm。临时支护采用前探梁配合单体液压支柱进行支护，每循环

7、施工完毕后对碛头未打锚杆部份和未够一排锚杆支护的悬顶部份采取临时支护。3.巷道掘进顺序从27煤层探巷南帮开口，用一次成巷的方式按26°3727的方位由南向北掘进27012机、风巷，风巷1124m、机巷970m，风巷到位后以116°3727掘进切眼160m。四、防突技术措施（一）27012工作面掘进区域突出危险性预测根据李子垭煤矿区域防突措施实施方案，27012风巷直接划分为突出危险区，27012机巷、切眼为沿空掘巷划分为无突出危险区，故不再取样进行区域突出危险性预测。（二）27012工作面掘进区域防突措施27012风巷采用顺层长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施，顺层长钻孔可根据煤层

8、厚度与现场实际情况作相应的调整。27012机巷、切眼属沿空掘巷，故直接进行区域验证。1.钻孔布置27012风巷掘进工作面布置10个钻孔，孔径94mm及以上 ，有效孔深100m，控制巷道轮廓线外15m，巷道内的两个钻孔的终孔间距为2m，其余钻孔终孔间距4m。钻孔布置详见附图。2钻场布置在巷道碛头10m范围内将巷道矮帮侧加宽1m。3钻孔采用3200型钻机施工，施工完一个钻孔后必须立即封孔，并隔12h后接入抽采系统进行了抽放。封孔采用机械封孔，封孔深度不少于8m，保证封孔质量，严密不漏气。4工作面距离未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。允许掘进进度掘完后，必须进行下一次措施孔的施

9、工，以此循环进行。5通风防突科必须对施钻情况进行全程监督，施工结束后及时绘制钻孔竣工图，首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，及时补打钻孔，否则不予检验。6施工抽放钻孔必须制定专门的钻孔施工措施。（三）27012风巷区域防突措施效果检验27012风巷每一次区域防突措施结束后必须对区域措施进行效果检验，检验方法为直接测定残余瓦斯含量与残余瓦斯压力法。在所施工区域措施的范围内取煤样进行瓦斯含量与瓦斯压力测定，当煤层瓦斯含量大于8m3/t或煤层瓦斯压力大于0.74Mpa时，区域措施效果无效，继续将区域措施钻孔连接在抽放系统上进行抽放。直到煤层瓦斯含量小于8m3/t，

10、煤层瓦斯压力小于0.74Mpa后方可认为区域措施有效，根据最短钻孔深度保持20m区域措施超前距进行区域验证。（四）区域验证1.27012风巷在采用顺层长钻孔措施允许掘进范围内，必须进行区域验证。每次区域验证必须保持2的超前距掘进后，再进行下一次区域验证，以此循环进行，直至顺层钻孔充许掘进距离掘完。2.27012机巷、切眼区域验证（1）在开始掘进27012机巷时，首先进行一次区域验证，保持2m的预测超前距掘进后，再进行一次区域验证。（2）27012机巷、切眼掘进面每推进40m时必须进行至少两次区域验证，即首先进行一次验证，准许掘进40m，然后进行下一次验证，以此循环进行。3.采用钻屑指标法对27

11、012工作掘进的防突措施进行区域验证。（1）采用ZQS-65/2.5型手持式气动钻机在27012风巷打3个孔径42mm、有效孔深为不小于8m的验证钻孔，在27012机巷和切眼施工2个孔径42mm、有效孔深为不小于8m的验证钻孔，钻孔控制范围为巷道断面及巷道轮廓线外24m,预测钻孔预测孔布置图见附图。（2）钻孔布置于软分层煤中，无软分层煤时布置在煤层中部，从孔深的2m段开始预测，每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标（K1）值和h2值，每钻进1m测定一次钻屑量（S）值。（3）验证使用WTC、MD-2型突出参数预测测定仪，其综掘临界指标为钻屑量S临：4.8Kg/m、解吸指标k1临：0.56mL/g.m

12、in1/2、解吸指标h2临：20mmH2o；其炮掘临界指标为钻屑量S临：6Kg/m、解吸指标k1临：0.7mL/g.min1/2、解吸指标h2临：24mmH2o，以上各预测参数均小于临界值时判定为无突出危险工作面，否则为突出危险工作面 。（4）验证的具体操作方法，严格防突规定和防突工操作规程的相关规定执行。（五）验证超标采取的局部防突技术措施1.当工作面验证有突出危险时，采取超前排放钻孔防突措施，消除工作面的突出危险。采用ZQS65/2.5型手持式气动钻机施工排放钻孔，孔径75mm，孔深不小于10m，排放时间不小于4小时。排放孔布置见附图，钻孔个数为：N=(2a+b)Hk/R2 =(2

13、5;54)×1.3×1.6/3.14×1×110(个) 式中：N-排放钻孔个数； a-巷道卸压宽度，取5m；b-巷道宽度，取4m; H-煤层厚度，取1.6m;-圆周率，3.14； K-突出危险程度系数，1.3；R-75mm直径钻孔有效排放半径，取1m。 27012机巷、切眼为沿空掘巷，排放孔只布置6个，东帮4个排放孔不布置，防止穿透采空区。2.在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处，不能按照措施要求实施时，必须打探眼查明煤层赋存条件，然后采用孔径75mm的排放钻孔作业补充措施。在地质构造及影响带，需探明煤层赋存状况时，探眼布置和资料收集、整理由地质人员

14、负责，探眼施工由施工单位负责，必要时可用钻机施工探眼。3.施工措施孔时严禁用预测孔或其他钻孔套孔，否则，一经发现将重处。4.验证为突出危险工作面施工措施孔时，防突人员必须现场值班，指导、监督措施孔的施工，并在措施孔施工完成4后进行措施效果检验。（六）局部防突措施效果检验1只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则措施孔准掘范围以后的掘进均应当执行局部防突措施，然后进行效果检验，局部措施有效后，方可继续掘进。（1）措施效果检验方法、测试参数与验证方法、测试参数相同。（2）27012风巷检验孔不少于3个，孔径42mm；27012机巷、切眼检验孔不少于2个，孔深不超过措施孔深度，检

15、验孔布置在措施孔之间且预测有突出危险的部位，控制巷道轮廓线外不少于24m。检验指标未超过突出临界值并未出现其他突出预兆，则保持5m的措施孔超前距和2m的检验孔超前距，并严格执行安全防护措施组织生产。（3）超前钻孔防突措施效果检验，若仍具有突出危险时，则必须补打排放孔并延长排放时间或由总工程师组织制定特别防突措施，然后再进行措施效果检验；只有经检验证实措施有效，且未发现其它突出预兆，方可填写措施效果检验报告单送矿总工程师审批后，严格按总工程师批示执行安全防护措施组织生产。2加强对地质构造的预测预报。施工过程中如碛头煤岩发生变化或各类钻孔出现异常，前方情况可疑、不清时，必须停止掘进，向调度室报告，

16、由地测部门及时进行瓦斯地质分析，查明原因，采取探测措施（钻探、物探手段）探明前方构造情况，并进行认真分析，形成书面分析资料报总工程师和防突部门，制定相应措施后方可恢复掘进。掘进过程中，地质人员经常注意观测地质构造及煤层变化情况，发现异常及时向总工程师汇报，并向调度室、施工队和防突部门通报。施工队技术员、瓦检员、班长应及时收集工作面煤层厚度、煤层结构破坏类型、地质构造等资料，若发现煤层厚度、硬度或构造煤变化应及时向地测、防突部门通报，并在调度室作好专门记录。五、安全防护措施1.巷道施工前，按规定要求安装好瓦斯监测、报警、断电装置、其报警点、断电点、断电范围及瓦斯探头悬挂位置等符合煤矿安全规程第一

17、百六十八条表3的规定和作业规程有关要求。2.通风队按要求设置好所有通风设施，保证系统合理、可靠、回风畅通，进、回风巷道之间正反向风门施工及通风管理符合防突规定要求，通风队经常检查反向风门，保证其完好。详见作业规程通风系统示意图。3.通风队负责在工作面碛头外2540m范围内、巷道内每隔300、避难所分别安装一组压风自救装置，其自救袋个数每组10个，总数不少于工作面最多作业人员。4信息中心必须在工作面附近及避难所内安设直通调度室的电话。5施工队每班必须派专人负责检查、维护工作面及回风区域的电气设备及失爆情况，并向调度室汇报检查情况。机电运输科定期派人检查工作面及回风区域的设备的防爆性能，并作好记录

18、，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。6.防突工每次验证、预测或效检结束后，必须在井下向调度室汇报预测或效检结果及工作面情况，调度室立即将防突工汇报的情况向通风防突科和总工程师汇报，并将总工程师批准的准掘进度告之井下防突工，防突工根据指示的准掘进度认真准确填写防突牌板（防突参数、孔深、准掘进度等），出井后及时填写预测或效检报告单，送通风防突科、通风副总工、矿总工程师审批，施工队严格按审批要求组织施工。7.施工队严格按总工程师审批的验证、检验报告单允许进度进行掘进，严禁超掘。瓦检员、防突工必须认真监督，发现问题必须及时制止，并向调度室汇报。8. 超前钻孔、验证、检验孔施工措施（1）施工队严格按照钻

19、孔设计参数施工预测孔、超前钻孔、效果检验孔。（2）施工钻孔时，特别是施工超前钻孔前，必须加强工作面支护，必要时应在贴帮支柱与工作面煤壁间用防护网、木板、笆片等背好工作面，以防止顶板岩石冒落或煤体垮塌造成人员伤亡工设备损坏等。（3）施工钻孔前跟班队长必须检查各项安全措施的落实，检查包括顶板管理、通风、瓦斯检查、巷道畅通、压风自救系统等措施的落实。（4）施工钻孔时，防突工必须记录现场施工中的各种异常情况、钻孔见岩情况、施工参数、施工时间、施工人员等，出井后及时填写报告单交通防科和总工程师审批。（5）施工中应密切观察突出预兆，当出现突出预兆时，人员必须尽快撤离至安全地点。（6）施工完钻孔后，应将孔内煤粉尽量排出并检查各孔口的堵塞情况，发现堵孔现象时，及时疏通，以保证钻孔畅通。（7）施钻人员必须严格按ZY200型液压钻机和ZQS60/2.5型手持式气动钻机操作规程施工，衣服必须穿戴整齐，严禁戴手套，控制好进度。9施工队跟班队长或班长每班结束后，必须在防突牌板上准确填写当班掘进进度、剩余进度，并向调度室汇报当班掘进进度。10.突出预兆及避灾路线（1）突出预兆：地压显现方面的预兆有：煤炮声、支架断裂声、煤岩开裂、自行剥落、片帮、掉渣、底鼓、煤壁颤动外移、钻孔变形、垮孔、顶钻、夹钻