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1、区域综合防突措施矿 长:总工程师:编 制:XX煤矿通风瓦斯科二 0 一二年目录、区域综合防突措施基本程序和要求 二、区域突出危险性预测三、矿井区域防突措施设计(一)、开采保护层(二)、预抽煤层瓦斯四、区域措施效果检验 (一)、开采保护层的保护效果检验 (二)、预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验五、区域验证光华煤矿区域综合防突措施XX煤矿可采煤层依次为 C7 C10 C12煤层,煤厚分别为2.1 m 1.1 m和 2.3 m 倾角为 25°, C7、C10煤层间距约 15m-17 m C10 C12煤层间距约12m-15 m根据中国矿业大学(北京)2007年11月 23日出据的贵州省XX
2、煤矿 C7( 7#)煤层、C10( 10#)煤层、C12(12#)煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的结论,xx煤矿C7号煤层具有突出危险性,属突出危险煤层,C12、C10煤层不具有突出危险性,属非突出危险煤层。C10煤层经鉴定不具备突出危险性, 区域性防突治理技术方案认为,C10煤层首先作为保护层进行开采。对C10煤层采用布置顺层钻孔对瓦斯进行预抽,同时利用布置在C10煤层中的回采巷道施工穿层钻孔对 C7煤层瓦斯进行预抽。经过初步 测算,开采C10号煤层时,可对邻近的C7、C12号煤层都能起保护作 用。一、区域综合防突措施基本程序和要求1、突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测(以下简 称
3、区域预测)。经区域预测后,突出煤层划分为突出危险区和无突出 危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、 新采区开拓前的区域预测 (以下简称开拓 前区域预测) 和新采区开拓完成后的区域预测 (以下简称开拓后区域 预测)。2、突出煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方 式、巷道布置等情况划定。3、新水平、新采区开拓前,当预测区域的煤层缺少或者没有井下 实测瓦斯参数时,可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实 测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水 平、新采区开拓工程的揭煤作业。4、开拓后区域预测应当主要依据预测
4、区域煤层瓦斯的井下实测 资料,并结合地质勘探资料、 上水平及邻近区域的实测和生产资料等 进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。5、对已确切掌握煤层突出危险区域的分布规律,并有可靠的预 测资料的,区域预测工作可由矿技术负责人组织实施;否则,应当委 托有煤与瓦斯突出危险性鉴定资质的单位进行区域预测。区域预测结果应当由煤矿企业技术负责人批准确认。6、经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间,以及突出煤 层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、 新采区开拓过程中的所 有揭煤作业,必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。经开拓前区域预测为无突出危险区的煤层进行新水平、 新采区开 拓
5、、准备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施7、经开拓后区域预测为突出危险区的煤层,必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。 经效果检验仍为突出危险区的, 必须 继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区 的煤层进行揭煤和采掘作业时, 必须采用工作面预测方法进行区域验 证。所有区域防突措施均由煤矿企业技术负责人批准。8、区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时, 应当对被保护层进行区域措施 效果检验及保护范围的实际考察。 如果被保护层的最大膨胀变形量大 于千分之三,则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被
6、保护层;否则,应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。 此外,若保护层与被保护层的层间距离、 岩性及保护层开采厚度等发 生了较大变化时, 应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。9、突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的,必须采用预抽 煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。二、区域突出危险性预测1、区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进 行,也可以采用其他经试验证实有效的方法。根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由 具有突出危险性鉴定资质的单位
7、进行试验考察。 在试验前和应用前应 当由煤矿企业技术负责人批准。区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的 单位进行,并在试验前由煤矿企业技术负责人批准。2、根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按 照下列要求进行:(1)煤层瓦斯风化带为无突出危险区域;( 2)根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、 地质构造条件、 突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、 预测结果, 采用 瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。 当突出点及具有明显突出 预兆的位置分布与构造带有直接关系时, 则根据上部区域突出点及具 有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出 危险
8、区边缘到构造线的最远距离, 并结合下部区域的地质构造分布划 分出下部区域构造线两侧的突出危险区;否则,在同一地质单元内, 突出点及具有明显突出预兆的位置以上 20m (埋深)及以下的范围为 突出危险区 ( 如图 4-2-2-1) ;( 3)在上述( 1)、(2)项划分出的无突出危险区和突出危险区 以外的区域,应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料,也可根据煤层瓦斯含量 W进行预测。预测所依据 的临界值应根据试验考察确定。表1:根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P(MPa)瓦斯含量W(m3/t)区域类别pv 0.74W v 8无突出危险区除上述情况以
9、外的其他情况突出危险区1 断层;2突出点; 3上部区域突出点在断层两侧的最远距离线;4推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线; 5- 推测的下 部区域突出危险区上边界线; 6突出危险区(阴影部分)图 1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图3、采用上述 2 方法进行开拓后区域预测时,还应当符合下列要 求:(1)预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井 下实测数据;(2)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质 单元内根据其范围、 地质复杂程度等实际情况和条件分别布置; 同一 地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于 2 个,沿倾向不少于 3 个, 并有测试点位于埋深最大的开拓
10、工程部位。三、矿井区域防突措施设计区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前, 对突出煤层较大范围 采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两 类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。 预抽煤层瓦斯可采用的方式有: 地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿 层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、 穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦 斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、 穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦 斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选 取,或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。结合光华煤矿的实际开拓、开采情况,采取的区域防
11、突措施为:(1)开采保护层。矿井C10煤层经鉴定为无突出危险性,可作 为C7煤层的下保护层进行开采。(2)预抽煤层瓦斯。矿井在开采 C10煤层时设计采用顺层钻孔 对煤层瓦斯进行预抽,同时配以穿层钻孔对 C7、C12煤层瓦斯进行 预抽。光华煤矿为高瓦斯矿井,已建立了地面永久瓦斯抽放系统,具备 在采掘工作面采用大面积预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施的条件。 在区域预测为有危险的回采工作面回采前, 布置抽放钻孔进行大面积 预抽,从而消除或降低突出危险性,预抽煤层瓦斯消除突出危险原理 见图3-2-2。预抽煤层瓦斯原理见图3-2-3。图2预抽煤层瓦斯消除突出危险原理图等压力线瓦斯流向径向流动单向流动图3
12、预抽煤层瓦斯原理图(一)、开采保护层1保护层的确定(1)保护层的性质开采保护层是各国普遍采用的、最简单、最有效、最经济的区域性防突措施。一般是在突出矿井的煤层群中首先开采非突出危险煤层 或突出危险性相对较小的煤层。开采保护层后,对有突出危险的煤层 产生保护作用,使之消除或减少突出危险性,达到防止煤与瓦斯突出 的目的。保护层消突原理见图3-2-4。根据保护层的位置不同,可分为上保护层和下保护层。位于被保 护层上部的叫上保护层,反之叫下保护层。4开采保护层消突原理图(2) 保护层的开采条件开采下保护层时,不得破坏被保护层的开采条件。上部被保护层不 被破坏的最小层间距应根据矿井开采实测资料确定;如无
13、实测资料时, 参照下述公式确定。当 a <60°, H = Kx MX cos a 当 a> 6时,H = KX MX sin( a /2)式中:H 允许采用的最小层间距,m;K顶板管理系数,采用冒落法管理顶板,取K = 10;采用 充填法管理顶板,取 K=6;M 保护层的开采厚度, m;a煤层倾角,°缓倾斜和倾斜煤层, 保护层与被保护层的最大有效垂距: 上保护层 v 50m;下保护层v 100m。根据光华煤矿实际揭露及地质资料情况,C7号煤层、C10号煤层 平均间距为15m; C10号煤层、C12号煤层间距12m,当开采下保护层 C10号煤层时,开采被保护层C
14、7号煤层允许开采的最小层间距为:H =KX Mk cos芮10X1.1沁os26= 9.8m, C10号煤层作为下保护层时,最 大保护距离为100m,故可满足作为C7号煤层的下保护层;同时,C10 号煤层作为上保护层时,最大保护距离为50m,故C10号煤层也可作 为C12号煤层的上保护层。同时,根据鉴定结果 C10号煤层又无突出 危险,故选 C10 号层为保护层开采最佳。2、保护层的作用范围(1) 保护层与被保护层之间的最大保护垂距开采保护层后, 开采层周围的岩层和煤层向采空区方向移动、 变 形,根据卸压程度的大小,在垂直保护层层面方向可划分为三个带: 岩石混乱移动带(冒落带);岩石完整性破坏
15、移动带;岩层弯 曲带(弹塑性变形带) 见图 4-2-3-4 。因此,保护层的有效层间垂距, 在不配合人工抽放瓦斯时,实际上就是第皿带的边界到保护层的层间 垂距,在抽放瓦斯时,有效层间垂距可扩大。弯曲下沉带裂隙带保 冒落e底鼓破皺疋,对暂无实测资料的矿井可参照规疋附录表 D.2确疋。见下表2-2。表2-2 :保护层与被保护层之间的最大保护垂距煤层类型最大有效垂距/m上保护层下保护层急倾斜煤层v 60v 80缓倾斜和倾斜煤层v 50v 100(2)沿走向的保护范围对停采的保护层工作面,停采时间超过3个月,且卸压比较充分, 该工作面的始采线、停采线及所留煤柱对被保护层沿走向的保护范 围,在没有实测资
16、料时,可暂按卸压角56°60。划定。根据保护层开采条件与光华煤矿相近的矿井考察资料,可按56°划定沿走向的保护范围。见图3-2-6。(3) 沿倾斜的保护范围保护层沿倾斜的保护范围,可按卸压角划定,卸压角的数值同煤 层倾角、开采深度、地层岩性等因素有关。各种条件下的卸压角,最好通过实地考察确定。在没有实测资料 时,可按规定附录D中有关推荐值进行选取。光华煤矿煤层平均 倾角26°,贝S沿走向和倾向的保护范围如图 4-2-3-6所示。55被保护层保护层被保护层沿煤层走向保护范围示意图沿煤层倾斜保护范围示意图图6保护层开采保护范围示意图(4) 保护效果分析根据矿井瓦斯涌出
17、量预测方法(AQ1018-2006附录D,邻近 层受采动影响的瓦斯排放率与层间距的关系曲线见图4-2-3-7 。C10 C7煤层层间距在15m左右,根据曲线1可知,先开采C1C煤层 后,C7煤层的瓦斯排放率85%左右;根据曲线3可知,先开采C1C煤层 后,C12煤层的瓦斯排放率75%左右;即首先开采C1C煤层后,对上、 下邻近层的保护效果较好。to4i;2C4'2d100*1、B12(14(,試h 1 K30X3/r6Q1上邻近层;2-缓倾斜煤层下邻近层;3-倾斜、急倾斜煤层下邻近层h第i邻近层与开采层垂直距离,m ki -第i邻近层瓦斯排放率,;图7邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
18、图(5)被保护层采区巷道布置保护层(C10号煤层)开采后,应将被保护层(C7、C12煤层)的 准备巷道布置在如图3-2-6所示的被保护有效范围之内。采区及工作面名称保护层名称保护层遗留煤柱煤柱 影响 突出 煤层 煤 量煤柱测绘人矿总工程师遗留日期尺寸(m)沿走向沿倾向表 3-2-3保护层米空区中遗留煤柱记录表开采保护层C10号煤层时,区段间开采尽量采用沿空留巷,采空 区一般不得留有煤(岩)柱;特殊情况需留煤(岩)柱时,应经矿长批 准,由矿总工程师组织实施,并将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在 采掘工程平面图上。保护层C10号煤层的瓦斯地质图上,应标出煤(岩) 柱的影响范围,在这个范围内进行采掘
19、工作时,必须采取防治突出的措 施。并按表3-2-3填写煤柱记录表。3、抽放被保护层的卸压瓦斯开采保护层后,为了提高被保护层的卸压效果,同时防止被保护层 的瓦斯大量涌入开采层,应抽放被保护层的瓦斯。根据规定第四十 七条之规定,必须抽放下部被保护层的卸压瓦斯,光华煤矿三层煤中 C7煤层具有突出危险性,瓦斯含量较高,C12煤层从全矿井揭露情况看, 瓦斯含量相当低。因此C10煤层作为保护层开采后,暂不进行穿层抽 放,今后矿井延伸,C12煤层瓦斯含量增加,则按规定执行。4、开采保护层需要注意的几个问题(1)被保护层巷道布置原则被保护层的巷道布置及井巷揭穿被保护煤层时, 应充分利用保护 层的保护范围。(2
20、)保护层的有效范围及有关参数的确定 由于保护层的有效范围目前没有实测资料,本设计暂按规定 附录D的有关参考值并结合相似开采条件突出矿井的资料加以确定。 根据规程第 189 条规定:矿井首次开采保护层时,必须进行保护 效果及保护范围的实际考察,并不断积累、补充和完善资料,以便尽 快得出保护效果及保护范围的参数。因此,在今后实际开采过程中, 矿井应委托具有资质的科研单位进行专门考察, 再根据考察结果确定 有关参数。(3)保护层回采工作面超前被保护层掘进工作面的距离为了保证被保护层掘进工作面的安全, 保护层回采工作面必须超 前被保护层的掘进工作面。 根据考察,被保护层的最大膨胀变形是煤 层充分卸压的
21、标志, 因此,采用最大膨胀变形沿走向的分布来确定保 护层回采工作面超前被保护层掘进工作面的最小距离。根据规定 的规定,其最小超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的 3 倍,并不得小于100m光华矿C10与C12煤层的层间垂距为12m 则 回采C10工作面应超前C12掘进工作面36m以上,C10与C7煤层的层间垂距为15m贝旧采C10工作面应超前C7掘进工作面45m以上 (4)煤柱影响带的确定在保护层采空区内不留煤 (岩)柱是开采突出危险煤层的主要要 求之一,因为在煤柱影响带内,会引起应力集中,反而增大煤与瓦斯 突出危险性。根据有关矿井观察表明:煤柱的影响可传播到垂距100m以外的突出危险煤
22、层;宽度较小(3 5m的煤柱在回采过程中会被压碎,可以不考虑 其影响;当煤柱宽度大于支撑应力带的 1/10 时便会形成应力集中带。开采保护层时,采空区内不得留有煤 (岩) 柱。特殊情况需留煤 ( 岩) 柱时,经煤矿企业技术负责人批准,并作好记录,将煤 (岩) 柱的位置 和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。 每个被保护层的瓦斯地质图应 当标出煤 (岩)柱的影响范围, 在这个范围内进行采掘工作前, 首先采 取预抽煤层瓦斯区域防突措施。当保护层留有不规贝煤柱时, 按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓 线,并根据保护层与被保护层之间的层间距变化, 确定煤柱影响范围。 在被保护层进行采掘工作时,还应当根据采掘瓦
23、斯动态及时修改。在一般矿井生产安排中, 各区段之间留有隔离煤柱, 其宽度一般为 15-20m ,这将对被保护层的开采将造成重大影响。因此,建议保 护层区段之间采用沿空掘巷或沿空留巷的无煤柱开采方法,若考虑 水、火、瓦斯等因素,必须留设区段煤柱时,区段煤柱宽度应为35m。(5)其他注意事项在同一突出煤层的同一区段的集中应力影响范围内不得布置 2 个工作面相向回采或掘进, 突出煤层的掘进工作面应避开本煤层或邻 近煤层采煤工作面的应力集中地带。 在特殊情况下需要布置采掘工作 面时,必须采取防治突出措施, 并经措施效果检验有效后方可进行采 掘作业。(二)、预抽煤层瓦斯1、预抽方案的确定C10 煤层经鉴
24、定不具备突出危险性, 因此首先作为保护层进行开 采,设计对 C10 煤层采用布置顺层钻孔对瓦斯进行预抽。第一,穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施该措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m 以前实施(在构造破坏带应适当加大距离) 。钻孔的最小控制范围是:石门揭 煤处巷道轮廓线外12m同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮 廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且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;第二,顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施该措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层; 执行上述二步骤措施时, 还应注意下面几个问题:当煤巷掘
25、进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时,工作面距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;2预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置, 钻孔间距 应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。23 预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。 穿层钻孔的封孔段长度不得小于 5m顺层钻孔的封孔段长度不得小于 8m。24 应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。 钻孔孔 口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%寸,应当采取改 进封孔的措施,以提高封孔质量。A、C7 煤层顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施 掘进煤层巷道时,在煤巷条带掘进工作面前方施工顺层预抽钻 孔,沿巷道走向布
26、置长度大于 60m的长抽采钻孔(本设计按80m考 虑),排距15m,终孔间距6m,至少控制到煤巷两侧20m范围,且 落在工作面前方煤层中部,抽采钻孔超前距应留有20m。钻孔孔径为 75mm抽采钻孔布置参照图3-2-8。该钻孔布置参数在矿井抽采过 程中对抽放量、抽采浓度、防突效果等考察后,可根据实际情况进行调整,若抽采效果不理想,可延长抽采时间或施工加密钻孔图8顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔布置图B、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯措施回采工作面巷道形成后,在运输巷内施工顺层钻孔预抽回采区域 的煤层瓦斯。钻孔间距按照10m设计,钻孔长度为施工到距回巷10m, 孔径为065mm,钻孔布置详见图3-2
27、-9。%图9顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔布置图C、穿层钻孔预抽煤层瓦斯根据防治煤与瓦斯突出规定第四十七条,开采保护层时,应同时抽采被保护层的卸压瓦斯。 根据光华煤矿实际情况,矿井以C10 号煤层作为保护层,由于 C10煤层与C12煤层的平均间距为12m,C10煤层与C7煤层的平均间距为15m,在自然释放的情况下,根据 AQ1018-2006标准附录D理论计算可以达到消突效果,因此本设计 方案目前不在 C10煤层回采巷道布置穿层钻孔对上、下邻近层至(C12、C7号煤层)瓦斯进行预抽。同时,建议矿方必须尽快进行保 护层保护效果考察,如达不到预期效果,必须在C10煤层回采巷道布置穿层钻孔对上、下
28、邻近层(C12、C7号煤层)瓦斯进行预抽,穿 层瓦斯抽采钻孔布置见图。图10穿层瓦斯抽采钻孔布置示意图(单位: 2、预抽参数的确定(1)大面积本层预抽钻孔间距钻孔间距Ln -1kQy n =其中: Qtl工作面走向长度,mK 备用系数,取1.2 ;Qy 工作面需要抽放的瓦斯量,m3;Qti个钻孔在有效抽放时间内累积瓦斯抽放量,m;由于该矿钻孔平均瓦斯涌出初速度、钻孔平均瓦斯流量衰减系 数、抽排率、煤层平均瓦斯含量等计算钻孔间距的参数不全,暂取经 验值io米。(2) 钻孔直径理论上钻孔直径大,暴露煤壁面积也大,瓦斯涌出量就大。但钻 孔的直径应根据打钻技术、抽放瓦斯量和抽放半径等因素综合考虑, 一
29、般选用65mnr 110mm有条件时可用大直径钻孔。根据光华煤矿的 实际情况,预抽钻孔采用65mn直径。(3) 钻孔长度实践证明,钻孔的抽放瓦斯量随着钻孔长度(揭露煤的长度)的 增大而增加,因此,应尽可能打长钻孔。在购买大功率钻机后,尽可 能在一条巷道施工的抽采钻孔一次性打穿全工作面。(4) 封孔封孔的好坏直接影响抽放效果和矿井抽放浓度,因此,必须引起 高度重视。根据光华矿煤层、巷道支护的实际情况,上向孔可采用聚 氨酯(马林散等膨胀性材料) ;下向孔可采用高浓度水泥浆封孔。封孔深至少8m圭寸孔管直径为25mm( 5) 计量与其它原则上抽放巷内每个钻场、 本层预抽孔每组应有计量装置和控制 闸门,
30、计量装置为孔板或皮托管、均速管等。干管和主管必须有计量装置和自动放水装置。 四、区域措施效果检验(一)、开采保护层的保护效果检验根据防治煤与瓦斯突出规定 第五十一条的规定, 光华煤矿在开 采 C10 号煤层后,采取测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量及顶底板位 移量指标对被保护层的保护效果进行效果检验。 若测得被保护层保护范 围内煤层的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量大于表 4-2-2-1 临 界值时,检验结果为突出危险区, 保护效果为无效。 采用顶底板位移量 指标检验时,若被保护层的最大膨胀变形量大于3%o,则开采保护层区 域防突效果有效;否则,保护层开采区域防突效果无效。1、残余煤层瓦斯压力
31、的测定保护层工作面开采前,在预计 C10 号煤层保护范围内施工穿层钻 孔,安装测压装置测定被保护层原始瓦斯压力。 在保护层工作面开采和 被保护层卸压瓦斯抽采之后,测压装置最终显示的瓦斯压力即为被保护 层残余瓦斯压力。测压操作方法:按照煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法(AQ/T 1047-2007),采用穿层钻孔方式下的瓦斯压力自然恢复法测定 煤层瓦斯压力,向被保护层布置24个穿层钻孔,采用直接法对煤体 的瓦斯压力进行测试。同时,保护范围考察中在有效保护范围内的钻孔 瓦斯压力测定值也可以作为被保护层原始瓦斯压力和残余瓦斯压力考 察的依据。2、残余煤层瓦斯含量的测定残余煤层瓦斯含量的测定有直接法
32、和间接法。直接法为向15号、 16号煤层的保护范围内施工23个穿层钻孔,利用钻孔采集煤样,用 解吸法直接测定煤样的实际瓦斯含量来确定煤层瓦斯含量。间接法为采 用测定的被保护层残余瓦斯压力,按式(1)计算被保护层的残余瓦斯 含量。毎.100讥-心1.空1 bP1001 0.31M ad(1)式中,W保护层原始瓦斯含量或残余瓦斯含量,m3/t ;a , b 吸附常数;P 保护层原始瓦斯压力或残余瓦斯压力(绝对),MPa;Ad 煤的灰分,%;M ad 煤的水分,% ;二一煤的孔隙率,m3/m3;煤的容重(假比重),t/m3。3、被保护层膨胀变形量的测定采用定制的多点位移计测定被保护煤层的膨胀变形,即
33、测定煤层顶 底板两个观测测点之间的相对变形。多点位移计的结构如图 3-2-11所 示。膨胀变形钻孔施工时要求钻孔进入煤层(顶)底板 1.0m。在煤层 顶板及底板各安装一个固定深部基点,顶、底板两个基点与钢丝连接, 通过孔口钢丝末端的移动情况反推基点位移,然后计算煤层顶底板相对 变形。图11多点位移计结构示意图(二)、预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验1、一般规定(1)应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为 主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中,在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门(含立、
34、 斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时, 必须依据实际 的直接测定值,其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测 定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、 排瓦斯量等参数间接计算的残余 瓦斯含量值。对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防 突措施也可以参照本章第三节之“二、工作面突出危险性预测”之 5 的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。检验期间还应当观察、 记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷 孔、顶钻及其他突出预兆。(2)对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,应当根据经试 验考察确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评 判:可采用残余瓦斯压力指标进
35、行检验, 如果没有或者缺少残余瓦斯 压力资料, 也可根据残余瓦斯含量进行检验, 并且煤层残余瓦斯压力 小于 0.74MPa 或残余瓦斯含量小于 8m3/t 的预抽区域为无突出危险 区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效;也可以采用钻屑瓦 斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯 区域防突措施进行检验, 如果所有实测的指标值均小于本章第三节之 “二、工作面突出危险性预测” 之5之表 4-3-2-2 的临界值则为无突 出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效。但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、 顶钻及其 他明显突出预兆时,发生明显突出预兆的位置周围半径
36、100m内的预抽区域判定为措施无效, 所在区域煤层仍属突出危险区。当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检 验时,若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险 的临界值而判定为预抽防突效果无效时,则此检验测试点周围半径 100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效,即为突出危险区。(3)对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,均应当首先分 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,不予检验。(4)采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进 行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时, 应当符合下列要求:对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突
37、措施进行 检验时若区段宽度 (两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围) 未 超过120m以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时 若回采工作面长度未超过 120m则沿回采工作面推进方向每间隔 3050m至少布置1个检验测试点;若预抽区段煤层瓦斯区域防突措 施的区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的回采工作面 长度大于120m时,则在回采工作面推进方向每间隔 3050m至少 沿工作面方向布置 2 个检验测试点。当预抽区段煤层瓦斯的钻孔在回采区域和煤巷条带的布置方式 或参数不同时,按照预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔 预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的检验要求分别进行检验;对穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时, 在煤巷条带每间隔3050m至少布置1个检验测试点;O对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域 防突措施进行检验时, 至少布置 4 个检验测试点, 分别位于要求预抽 区域内的上部、 中部和两侧, 并且至少有 1 个检验测试点位于要求预 抽区域内距边缘不大于2m的范围;旦对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时, 在煤巷条带每间隔2030m至少布置1个检验测试点,且每个检验区 域不得少于 3 个检验测试点;各检验测试点应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、 预抽时间较短的位置, 并尽可能远离测试点周围的各预抽
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