兴龙煤矿防突专项设计

1、兴文县万寿镇兴龙煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计15万吨/年编制人：洪小强矿 长：何志勇二0一一年四月附录三 防突措施有效半径的测定方法目 录前 言2第一章 矿井基本概况4第一节 井田概况4第二节 地层、构造、煤层及煤质6第三节 井田开拓与开采10第四节 矿井通风、瓦斯等情况12第五节 其它13第二章 矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案16第三章 矿井各系统合理性论证及调整14第四章 区域综合防突措施方案18第一节 区域突出危险性预测18第二节 区域防突措施20第三节 区域措施效果检验23第四节 区域验证25第五章 局部综合防突措施27第一节 掘进工作面局部综合防突措施方案27第二节 采煤工作面

2、局部综合防突措施方案32第三节 石门（井巷）揭煤工作面综合防突措施方案34第四节 矿井安全防护措施41第六章 矿井防突管理46第一节 防突组织管理466第二节 防突技术管理48第三节 现场管理52第七章 防突仪器、装备57附录一 煤层瓦斯压力测定方法58附录二 钻屑指标法59附录三 防突措施有效半径的测定方法60前 言兴文县兴龙煤矿位于川南煤田古宋矿区玉竹山井田中段与回龙场井田交界转折处，直线距兴文县城11km，行政区划属四川省兴文县大河苗族乡（原万寿镇）回龙村所辖。兴龙煤矿始建于1994年，1997年建成投产，属合伙企业，设计生产能力60kt/a。兴龙煤矿为独立保留矿井，近年来，根据国家的相

3、关要求，我矿不断投入资金，对各系统进行了改进和完善，提高了矿井安全生产水平。为促进地方经济的发展，实现规模化生产，进一步提高矿井安全生产水平，根据矿井资源条件和各种生产条件，我矿矿井进行扩建。兴龙煤矿为搞好矿井防突工作，根据煤矿安全规程要求，本着把有效的防突技术、装备和先进的管理水平、防突理念贯彻到防突工作中，从安全的角度出发，对兴龙煤矿目前的开拓方式、煤层开采顺序、采煤方法、通风系统的合理性进行论证，提出切合我矿实际的区域综合防突及局部综合防突措施方案、防突设施设备、防突管理措施等，有效遏制煤与瓦斯突出灾害、维护职工安全，促进煤矿企业发展。一、防突专项设计的内容1、矿井综合防治煤与瓦斯突出技

4、术总体方案2、基于防突规定的有关要求，对矿井目前的开拓方式、煤层开采程序、采煤方法、通风系统的合理性进行论证，对不合理的地方按要求进行优化调整。3、区域综合防突技术措施方案1）选择合理的保护层。2）选择突出煤层区域防突措施。3）区域预测预报指标及区域效果检验指标体系；4、局部综合防突技术方案1）矿井预测预报指标及防突效果检验指标体系；2）选择突出煤层局部防突措施。5、防突管理制度建立矿井防突组织管理、技术管理、现场管理等有关制度。6、防突设施设备根据矿井防突需要，提出必须配备的防突设施设备清单。二、防突专项设计遵循的主要标准和依据1、煤矿安全规程 国家安生生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，

5、2010；2、防治煤与瓦斯突出规定 国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009；3、煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB50471-2008） 国家安全生产监督管理总局，2008；4、预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果评价方法（MT/T1037-2007） 国家安全生产监督管理总局，2007；5、兴文县兴龙煤矿开采初步设计，四川省川煤矿山勘测设计有限责任公司；6、兴文县兴龙煤矿安全专篇，四川省川煤矿山勘测设计有限责任公司；兴龙煤矿 57 第一章 矿井基本概况第一节 井田概况一、位置、交通兴文县兴龙煤矿位于川南煤田古宋矿区玉竹山井田中段与回龙场井田交界转折处，行政区划属四川省兴

6、文县大河苗族乡回龙村所辖，位于兴文县城151°方向，直距11km处，井口坐标：X：3123668 Y：35527668，Z：+393m矿区有简易公路约300米与古（宋）金（鹅）公路相通，向北东18公里至古宋。由古宋向北行20公里至江门，88公里至纳溪与长江航运相接，108公里至泸州与通车的隆（昌）泸（州）铁路衔接，正在开工修建的泸（州）叙（永）铁路经过江门；由古宋向北西行63公里至巡场与宜珙铁路相接，151公里至宜宾与内昆铁路衔接，交通方便。二、地形地貌矿区属川南盆地侵蚀构造台状低山丘陵区构造侵蚀溶蚀中山区，地形起伏较大，区内山脉整体走向为北西南东向，与构造形迹方向基本一致。区内总体

7、地势为东高西低的单面斜坡，斜坡上由东至西流向的横切沟谷发育。矿区附近最高点为南东北斜核部一山头，海拔标高+810m，最低点为矿区西侧的永清河，海拔标高约+350m，为区内最低侵蚀基准面，区内相对高差150400m，最大为460m，属中等深度切割。矿区及附近总体斜坡类型为顺向和逆向斜坡，分布于回龙场向斜两侧，在横切沟谷两侧局部发育横向斜坡。在山前坡麓、坡度平缓或低洼地带分布有少量土质斜坡，为主要的农耕区及居民地。三、气象及地震气象本区属亚热带季风气候，温和潮湿，雨量充沛，冬春多雾及绵雨，7、8、9月多大雨和暴雨，冬末偶有霜冻和小雪，无霜期340天左右。据兴文县气象站近20年以来观测资料，本区月平

8、均气温为17.4，最高可达39.5，最低为-2.5；最大年降雨量1597.9，最小为902.9，月最大降雨量505.8，最小为6.7；年最小蒸发量1071.4，最大蒸发量1119.9；年日照时间8931353.2小时，年平均相对湿度81%83%。风向多西北，风力一般35级，最大可达6级以上，风速47m/s，最大14m/s。地震本区属地震波及区，根据中国地震动参数区划图，该区地震烈度属度区。兴文、古宋及大坝等地先后发生2.54.2级地震11次，未造成灾害性的影响，区域相对稳定。四、水系及主要河流区内水系较发育，属长江支流古宋河水系，矿区西侧的永清河为区内常年性河流，其余大多为横切走向的季节性冲沟

9、，发育于东高西低的单面坡上。区内坡度较大，平均约28°，大气降雨沿坡面和冲沟迅速排泄，汇入矿区西侧的永清河，再向北蜿蜒流入古宋河，最终汇入长江。五、矿区环境状况（一）矿区环境情况矿区位于珙长背斜南东端次级褶曲回龙场向斜北翼，属以构造作用为主，受长期强烈剥蚀切割作用的中低山地形；区内植被多为丛、灌混交林，次为乔木林，植物在平面上呈带状分布，矿区植被覆盖率约占12.5%。第二节 地层、构造、煤层及煤质一、地层矿区及其外围出露地层主要为三叠系下统飞仙关组（T1f）第二至第三段，在洼地、山前坡麓及平缓地带分布有第四系残坡积层（Qes1）。区内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P2l），在地表未出露

10、，矿山开采的11号煤层位于二叠系上统龙潭组（P2l）顶部。现将区内各地层由新至老公述如下：（一）三叠系下统飞仙关组（T1f）为一套以滨海、浅海相为主的紫红色陆源碎屑沉积，出露广泛，平均厚度485.24米，根据其岩性特征不同可分为四段，本矿山范围仅出露第二至三段。（1）第三段（T1f3）紫、绿紫色中厚层状岩屑粉砂岩为主，中下部偶夹不稳定薄层生物碎屑灰岩，分布与矿区及外围大部分区域，厚度>300m。 （2） 第二段 （T1f2）岩性为紫灰、紫约色薄厚层状石英、岩屑砂岩、中厚层鲕粒为岩等。该段地层主要出露于矿区中部及西侧，厚6070m。（3） 第一段（T1f1）以灰绿色薄至中厚层状粉砂质泥岩、

11、中厚层状泥质粉砂岩为主，夹薄层灰色粉砂岩，偶夹薄层紫红色砂质泥岩。底部为厚约10m的灰色中厚层状细粉晶灰岩或泥岩，并具龙须状方解石脉。该段地层厚约70m，在矿区内地表未出露。（三）二叠系（P）1上统长兴组（P2c）岩性为灰深灰色细粉砂岩、粘土岩玩意儿一物屑灰岩及煤线、炭质泥岩，含煤12层煤线，富含动物化石及植物化石，该组厚2742米，平均厚36米，在矿区内地表未出露。2上统龙潭组（P2l）为含煤岩系，岩性为灰色深灰色砂泥岩、砂质泥岩、粘土岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、间夹数层似层状菱铁矿层。本组厚93.5149.10米，平均厚115.9米，含煤412层，一般为45层，增均煤厚4.71米，底部含硫铁矿

12、一层，11号煤层与该组底部的硫铁矿矿层间距在110米以上，该组地层在矿区内地表未出露。二、构造：兴龙煤矿位于玉竹山背斜西南翼、回龙场向斜北东翼。为一单斜构造，地层倾向245270°，倾角333°。地层倾色变化较大，背、向斜轴附近地层相对平缓，除矿区浅部（东部）边界断裂构造发育，对煤层破坏强烈外，矿区内仅见F15隐伏断层，未见其它断裂构造。矿区内构造总体属简单中等。三、煤层、煤质(一)、煤层本区内含煤岩系龙潭组厚111.59米，含煤412层，煤层总厚4.71米，含煤系数4.06%。煤层主要分布于含煤岩系顶部和底部，其中顶部的11号煤层全区可采，9号煤层变化较大，基本不可采，下

13、部的4号煤层和底部的1叼煤层层位全区稳定，但大多不可采。11号煤层位于含煤地层（P2l）上部，距长兴组（P2C）4.558.4米，平均7.0米，在矿区内，含夹矸一层，岩性为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩，夹矸岩厚00.1米；矸石厚度由北向南有逐渐增厚的趋势。在3号线以北夹矸厚度一般小于0.1米，在向北变薄的趋势，至2号线以北煤层偶含或不含夹矸；以南夹矸厚度大于煤层最低可采厚度，使11煤层分叉形成两个独立的煤分层，上分层煤厚0.740.79米，下分层煤层0.31.29米。11号煤层储量诸计算厚度1.171.75米，平均1.56米，并有由北向南逐渐变薄的趋势。煤层变化较稳定。11号煤层顶板常有随采随落的

14、炭质泥岩伪顶，厚0.1米左右，局部无伪顶；直接顶为砂质泥岩或粉砂岩，夹薄层泥灰岩或石灰岩，属中等稳定顶板，在小范围内一般不易垮塌，老顶为长兴石灰岩，属坚硬顶板。底板局部有炭质泥岩伪底，直接底为浅灰色粘土岩，中、下部含较多的菱铁矿结核，遇水膨胀，常有地鼓现象，属不稳定底板。11号煤层为灰黑黑色半暗半亮型煤，似金属光泽，参差状及附梯状断口，上部以暗亮煤为主，夹镜煤条带，具细宽条带状结构，硬度较大；下部以亮煤为主，性脆，外生裂隙发育，呈鳞片状结构，似层状构造。（二）、煤质根据采样化验，原煤灰份一般在25%以下，唯45勘探线间因煤层分叉变薄，煤质变差，原煤灰份大于25%；发热量一般在6000千卡/千克

15、以上；全硫含量平均3.45%，容重1.5t/m3。四、水文地质条件（一）、地表水区内水系较发育，属长江支流古宋江河水系，矿区西侧的永清河为区内常年性河流，其余大多为横切走向的季节性冲沟，发育于东高西低的单面坡上。区内坡度较大，平均约28度，大气降雨沿坡面和冲沟排泄，汇入矿区西侧的永清河，再向北蜿蜒流入古宋河，最终汇入长江。矿区地处玉竹山背斜与回龙场向斜构造之间，区内断层及井下隐伏断层发育，岩层节理裂隙发育，部分地表水沿岩石节理、裂隙、断层带渗透补给地下水，故矿坑涌水量较大，并随季节降雨量大小而发生变化。 （二）、地下水1、矿区含、隔水层特征含、隔水层的划分主要依据其岩性组合特征、富水性以及由矿

16、床开采而引起的水动力条件的变化等因素。（1）茅口组灰岩强岩溶含水层：为浅灰深灰色厚层块状石灰岩、生物屑灰岩，岩溶、暗河发育，岩溶水丰富而不均一，暗河、管道集中汇水，是地下水存在的主要形式。由于该含水层距本矿开采煤层有龙潭组第一至三段相对隔水层存在，且相距100米以上，对本矿开采基本无影响。（2）龙潭组相对隔水层：P2l1为硫铁矿层，为隔水层。P2l2+3为灰色高岭石粘土岩、泥岩、粉砂、细砂岩，含可采煤层和局部可采煤层，平均厚度102.19米，为相对隔水层。（3）长兴组与飞仙关第一至二段裂隙、溶隙弱中等含水层长兴组：为深灰色生物碎屑灰岩、砂质泥岩、粘土岩，平均厚36米，为11号煤层的直接顶板，溶

17、隙、裂隙发育，该组地层在矿区内未出露。飞仙关第一至二段：由薄中厚层状粉砂岩、砂质泥岩、鲕粒灰岩、泥灰岩组成，与长兴组组成一个统一的含水岩组。（4）飞仙关组第三段相对隔水层由紫灰色、暗紫色中厚层砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，厚度>300米，仅浅部风化裂隙微弱含水，为相对隔水层。2、老窑及空区积水矿井+259水平以上有63482采空区，为上山开采，无积水；+259水平以下有91065采空区，为下山开采，有积水约43711m3。3、断层含水、导水性区内构造较复杂，断层及井下隐伏断层发育，岩层节理裂隙发育，岩石节理裂隙和断层导水可能性较大，特别是当断层与地表水体或采空积水、以及矿坑充水的长兴

18、组、飞仙关组第一至第二段的裂隙、溶隙型含水层导通后，将对矿坑突水构成极大威胁。（三）、河水永清河位于矿区西部，河水由南向北径流，河流切割较深，风化裂隙发育，矿井主井口位于该河东岩陡壁上，紧临河床。与其相距约330米的537号孔，在井深入62.08米揭穿龙潭组时，地下水涌出井口标高，该处龙潭地下水承压水头标高高于河床，说明地下水与河水相互补给较弱。但主斜井处河床下距龙潭组含水层不足20米，其河水有可能通过飞仙关于段的构造裂隙与龙潭含水层相互补给。（四）、矿井水文地质类型矿区地下水类型为碎屑孔隙裂隙水，少量孔隙水。总体富水性中等贫乏，水量变化小，对采矿影响小，水文地质条件属简单类型。第三节 井田开

19、拓与开采一、矿区境界1、井田境界矿井范围由14号拐点圈定，拐点坐标详见下表。矿井范围呈近似梯形，走向长平均1810m，倾斜宽平均约600m，矿区面积1.086K。允许开采11号煤层，准采标高+385+200m。兴文县万寿镇兴龙煤矿矿区范围拐点坐标拐点号XY拐点号XY13124438355280023312268035529079231245083552846043122737355283122、周边矿井矿井北西面为兴民煤矿，南东面为高滩煤矿，深部为已经立项，即将动工兴建的兴文县宠能煤业有限公司金鹅池煤矿，其它方向无相邻矿井。二、储量资源1、根据宜宾智高科技服务有限责任公司于2010年提交的四川

20、省兴文县万寿镇兴龙煤矿2009年度矿山储量年报，并经四川省矿产储量委员会组织有关专家对该报告进行了审查，由四川省国土资源厅核准登记，截至2009年12月，兴龙矿共获得煤炭资源/储量：2502.4kt，动用储量317.8kt，保有资源储量2184.6kt。2、矿井工业资源/储量兴龙煤矿矿井保有资源量为2184.6kt，归类为矿井工业资源/储量，即矿井工业资源/储量2184.6kt。3、矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失矿井煤炭工业资源/储量为2184.6kt。矿井永久煤柱损失包括老窑采空区防水煤柱、水平防水煤柱、大巷煤柱等。经计算，兴龙煤矿设计资源/储量为20

21、95.8kt。4、矿井设计可采储量兴龙煤矿设计可采储量为1781.43kt。5、矿井服务年限兴龙煤矿设计规模150kt/a，服务年限9.1年。三、井田开拓方式兴龙矿采用斜井开拓方式，主斜井坐标为（X=3123668，Y=35527668，Z=+393）方位角=265°，倾角24.5°，主斜井全长360m。主斜井南面30m处布置副斜井，副斜井坐标为（X=3123611，Y=35527672，Z=+393）方位角=265°，倾角24.5°，副斜井全长320m。主、副斜井均落平于+259m水平贯通并布置井底车场、井底水仓、水泵房和中央变电所。+259m水平岩石

22、运输大巷布置在11号煤层顶板岩石中。沿煤层顶板布置一采区轨道上山、行人上山、回风上山贯通+259m水平岩石运输大巷和+356m水平南回风巷，形成矿井开拓、通风系统。主斜井主要担负全矿井煤炭运输、材料运输、出矸、矿井主要进风、敷设管路等任务。副斜井设架空乘人装置运送人员主要担负人员运送、矿井的部分进风、敷设部分缆线等任务。回风斜井担负全矿井的回风任务。主斜井铺设22kg/m轨道，采用绞车提升，+259m水平运输大巷铺设22kg/m轨道，采用防煤柴油机车牵引1t的矿车运输根据兴龙煤矿的煤层赋存条件，兴龙煤矿可采煤层为11号煤层，设计将采区上（下）山采用集中布置，每个采区布置三条上（下）山，其中：一

23、条轨道上（下）山，一条回风上（下）山和一条人行上（下）山。轨道上（下）山、回风上（下）山和人行上（下）山均布置在11号煤层顶板砂岩层中，距11号煤层法线距离20m，倾角17°。将工作面轨道平巷、运输平巷和工作面回风巷均布置在煤层中，工作面轨道平巷和工作面输平巷担负回采工作面煤炭运输、行人、进风等任务；工作面回风巷担负回采工作面回风任务，并兼做安全出口。矿井以一个炮采工作面，两个掘进头满足15万吨/年建设规模，采煤方法采用走向长壁式后退采煤法。回采工作面采用全部冒落法管理顶板。单体支柱配合铰接顶梁支护采面顶板。 四、煤层开采程序兴龙煤矿根据防突专项设计的要求，坚持区域防突先行，煤层开采

24、顺序按“从上至下，先近后远”的原则依次开采。五、采煤方法及掘进采掘工作面布置在11#煤层，设计开采3111采面，平均煤层倾角21°，煤层平均厚度1.56m。工作面平均斜长150m。煤层直接顶板岩石物理力学强度均较低，水稳定性差，易风化破碎。底板多由泥岩构成，强度底，遇水易膨胀，易发生底鼓现象。矿井采用走向长壁后退式采煤法开采，全部垮落法管理顶板。1、工作面循环方式、作业方式的选择采用“三八”作业制，两班采煤，一班准备。工作面长150m，年推进度380m。2、煤巷掘进工作面有二个，3111工作面回风巷、3111工作面运输巷。煤巷掘进工作面采用炮掘，矿车装煤，运输巷净断面5.4m2，回风

25、巷净断面6.0m2，均采用架11#工字钢梯形棚支护。3、采面生产能力该矿井年生产能力为15万吨/年。以一个炮采工作面及两个掘进工作面达到矿井生产能力。第四节 矿井通风、瓦斯等情况一、矿井通风矿井采用斜井开拓。采用中央分列式通风方式，通风方法为抽出式。主、副斜井为进风井，回风斜井专用回风井。选用FBCDZ-6-16B型矿用防爆对旋轴流式通风机两台，风量28.3-62.8m3/s，风压702-2650Pa，配套电机功率2×75KW，通过反转反风。掘进工作面采用2×11KW对旋通风机进行压入式通风。二、瓦斯、煤尘和煤的自燃倾向性1、矿井瓦斯兴龙煤矿为技改扩能矿井，根据宜宾市经济委

26、员会2009618号宜宾市经济委员会关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，兴龙煤矿相对瓦斯涌出量为48.61m3/t，绝对瓦斯涌出量为7.13m3/min，煤矿为煤与瓦斯突出矿井。2、煤尘爆炸性和煤的自燃性1）煤尘: 据四川省煤炭产品质量监督检验站检测报告，兴龙煤矿11号煤层鉴定结果为煤尘无爆炸危险性。2）煤层自燃: 据四川省煤炭产品质量监督检验站检测报告，兴龙煤矿11号煤层自燃倾向性鉴定结果为类，属不易自燃煤层。三、矿井瓦斯抽放矿井已安装和使用2BEA3030型水环式真空泵2台,一台工作，一台备用，最大气量61.6m3/min，最低吸入绝压33hpa ，电机功率55KW。瓦斯抽采经四川省安全技

27、术科学研究院进行设计，并经四川省煤矿安全监察局审核批复，建立了矿井地面固定瓦斯抽采站和瓦斯抽采系统；矿井固定瓦斯抽采系统建成后，经省煤监局、县安全生产监督管理局等部门组织验收合格，四川省煤矿安全监察局（川煤监函200893号文）批复，同意投入使用；于2008年10月正式投入运行。四、矿井提升运输主斜井利用一台JTK-1.6×1.2-24型矿用防爆绞车，配套电机功率75KW；一采区轨道上山均选用一台JTPB-1.2×1.2-30型矿用防爆绞车，配套电机功率45KW。副斜井选用RJK-22/100型架空乘人装置，配套电机功率为22KW。平巷运输采用3台CCG-3.5/600型防

28、爆柴油机车牵引一吨矿车运输。五、矿井排水矿井正常涌水量29.35m³/h，最大涌水量46.6m³/h。矿井涌水通过+259水平汇至+259水平水仓，通过排水设备沿副水排水管道排至地面。+259水平泵房选用三台125D-25×9型水泵，配套电机功率90KW，+200水平三、四采区泵房选用三台80D-12×8型水泵，配套电机功率90KW。第五节 其它一、地温本井田属地温正常区，无热害影响。三、冲击地压情况本矿区内也无冲击地压的历史记录，目前暂按无冲击地压矿井考虑。第二章 矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，到目前为止

29、，对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。突出是危害矿井生产、安全、效益、发展、稳定和矿工生命安全的严重灾害。防治突出是企业的战略选择，必须坚持以人为本、源头治理、依法制突的原则，形成开采关系合理、系统环节可靠、装备安全可靠、防治措施有效，实现人、机、环境互动的安全生产大环境，从根本上消除突出危险，才能防止突出事故的发生，实现矿井本质安全生产和可持续发展。我矿为技改扩能矿井，煤矿相对瓦斯涌出量为48.61m3/t，绝对瓦斯涌出量7.13m3/min，煤矿为煤与瓦斯突出矿井。故我矿按煤与瓦斯突出矿井设计和管理。我矿采取综合防突技术总体方案有：1、对矿井各系统合理性论证及调整。其内容包

30、括开拓系统及开采方法、通风系统、矿井瓦斯抽放系统、矿井防突安全防护系统等。2、首先采用区域性综合防突措施先行的方针。区域性综合防突措施包括以下内容：1) 区域突出危险性预测。2) 区域防突措施；3) 区域防突措施效果检验；4) 区域验证；3、以局部防突措施作为矿井区域防突措施的补充局部综合防突措施主要有：1) 工作面突出危险性预测2) 工作面防突措施3) 工作面防突措施效果检验4) 安全防护措施。4、矿井防突管理措施。5、对防突瓦斯抽放组织管理及安全措施阐述。6、完善防突设备、仪表的配置及投资估算。图2-1 兴龙煤矿防治煤与瓦斯突出基本流程第三章 矿井各系统合理性论证及调整第一节 开拓系统及开

31、采方法合理性论证及调整根据宜市经（2009）618号文件关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，兴龙煤矿为煤与瓦斯突出矿井。兴龙煤矿开拓系统巷道布置应符合防突规定第十六条：突出矿井的巷道布置应符合下列要求的原则：1、运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中；2、减少井巷揭穿突出煤层的次数；3、井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带；4、突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。兴龙煤矿采用斜井开拓方式，设有主斜井、副斜井、回风平硐。主、副斜井井口标高+393m，以24.50坡度至+259m水平，回风平硐井口标高+432m，以160 的坡度施工至+

32、356m水平，通过下山与+259水平贯通。矿井在+259m水平设置井底车场及水仓。矿井划分+259m一个水平，上、下山开采，划分四个采区。开采11号煤层，为复合煤层。煤层平均厚1.56米，煤层倾角233o,采用走向长壁采煤法放炮落煤，全部垮落法管理顶板。柱距0.8m，排距1.0m，“三、四”排控顶，最大控顶距4.2m，最小控顶距3.2m，放顶步距1.0m。兴龙煤矿主要开拓巷道均布置在岩层中，采煤工作面采用走向长壁后退式开采方法、普采工艺，采用单体液压支柱支护顶板，全部垮落法管理顶板，符合煤与瓦斯突出矿井的开拓系统巷道布置原则和开采工艺原则。第二节 通风系统合理性论证及优化根据防突规定第二十三条

33、：突出矿井的通风系统应当符合下列要求：1、井巷揭穿突出煤层前，具有独立的、可靠的通风系统；2、突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷；3、在突出煤层中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风；4、煤（岩）与瓦斯突出煤层采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器；5、突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准；6、严禁在井下安设辅助通风机；7、突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。8、矿井有两个进风井筒，和一个专用回风井筒，回采工作面采用U型通风方式，掘进工作面采用局部通风机接风

34、筒压入式通风，且各个掘进工作面以及回采工作面均为独立回风，有各自独立的回风系统，系统完善。兴龙煤矿设计，井筒、大巷、采区上山和采区石门均布置在岩层中，有3个井筒，主、副井筒为矿井安全出口，风井为专用回风用，有专门采区回风上山，采掘工作面有独立回风巷道，故通风系统基本可靠。第四章 区域综合防突措施方案区域综合防突措施包括下列内容：区域突出危险性预测；区域防突措施；区域措施效果检验；区域验证。兴龙煤矿是单一煤层开采，不具备开采保护层的条件，在区域防突措施上，故我矿优先采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯进行区域防突。第一节 区域突出危险性预测一、区域性突出危险预测指标和方法我矿区域预测采用煤层瓦斯参数

35、结合瓦斯地质分析的方法进行，采用煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量进行区域预测的临界值，并按下列要求进行：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

36、下的范围为突出危险区(如图4-1-1)；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，根据煤层瓦斯压力P进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4-1-1预测。表4-1-1 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P0.74W8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区图4-1-1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图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）四、区域预测

37、结果防突管理原则根椐开采初步方案设计，兴龙煤矿+259m水平一采区突出煤层区域预测的范围，主要为南翼(+259m-+356m)范围。一采区开拓后，11#煤层为一采区突出危险区的煤层，石门揭穿11#煤层前，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。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。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。根据各区域不同的预测结果，其防突管理原则和方式如下：1）突出危险区对区域预测结果为突出

38、危险煤层或未进行区域预测的煤层，则必须采取区域防突措施，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。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

39、层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。2）无突出危险区经过开拓后区域预测划分出的无突出危险区，以及经采取区域防突措施和措施效果检验后转成的无突出危险区，即可开启工作面，开始进入石门揭煤、煤巷掘进和工作面回采的作业。但由于进行这些区域预测和效果检验时，是用少数点的数据来预测整个区域的危险性，所以在进行揭煤和采掘作业时还应采用工作面预测方法对区域预测或检验结果进行验证，即区域验证。具体做法是：在石门等揭煤工作面，应在距离煤层最小法向距离5m前采用石门揭煤工作面预测的方法进行区域验证；在煤巷掘进工作面和回采工作面，分布采用相应的工作面预测方法进行验证。当经区域验证无危险时方可进行揭煤、掘

40、进和回采，否则还应执行局部综合防突措施。这意味着即使在无突出危险区，在用工作面预测方法预测或验证其突出危险性之前，石门揭煤工作面到突出煤层的最小法向距离不得小于5m。第二节 区域防突措施一、区域防突技术措施选择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。根据兴龙煤矿的的实际情况，兴龙煤矿采取穿层钻孔预抽煤层瓦斯条带、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。二、区域性防突预抽煤层瓦斯1预抽方案（1）设顶板瓦斯抽采巷，打顶板抽放钻孔对11#煤层预掘巷道条带范围进行穿层预抽；（2）通过石门施工穿

41、层抽放钻孔向揭煤区域抽放瓦斯的措施；（3）本煤层顺层钻孔预抽11#区段煤层瓦斯和回采区域瓦斯。从兴龙煤矿开拓方式特点，顶板运输巷，单一煤层开采，根据兴龙煤矿经济投入和以往防突经验出发，因此设计采用+259m水平南岩石运输巷作为顶板穿层瓦斯抽放巷，抽放巷道内布置钻孔，可抽放11#煤层预掘巷道条带范围瓦斯，解决掘进防突出问题，使煤层瓦斯压力和含量降低规定范围以下。穿层钻孔预抽条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制条带内的掘进巷道两侧轮廓线外至少各15m，钻孔控制范围均为沿层面的距离；经抽放并经效果检验无煤与瓦斯突出危险后，再进行局部防突措施。钻场布置：在巷道一侧每隔30m左右施工一个钻场，钻场的规

42、格为长×宽×高=4×4×2.4m，采用锚喷支护。钻孔布置：在每一个钻场内布置20穿层抽放钻孔，钻孔深度以打穿煤层为准，钻场布置上、中、下四排，每排分左、中、右均为5个钻孔，共20个钻孔，钻孔布置示意图见下图4-2-8。矿技术负责人必须根据该矿各煤层赋存情况及预测情况，对钻孔数量及布置方式进行调整。控制突出煤层顶板穿层钻孔布置示意图4-2-8 图4-2-82、预抽参数的确定1）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，一般选用65mm110mm，有条件时可用大直径钻孔，根据

43、兴龙煤矿具体情况，采用直径75m/m的钻孔。2）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。3）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。根据煤层或岩层、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）。煤层封孔深至少7m，岩层封孔深至少5m，封孔管直径为50mm。4) 煤层钻孔封孔长度不小于7m，顶板抽放巷钻孔封孔长度不小于5m，顶板抽放巷钻孔采用水泥浆封孔泵（封孔机）封孔，煤层顺层抽放钻孔采用聚氨酯材料封孔。(1) 水泥浆

44、封孔泵（封孔机）封孔采用水泥浆封孔泵（封孔机）封孔。封孔管采用抗静电的工程塑料管，水泥浆采用425号水泥与水搅拌制成，水灰比为1:2。回采工作面抽放钻孔封孔长度为7m。 选择采用机械封孔泵封孔，封孔长度容易达到设计要求，封孔效率高，钻孔封孔效果好。本设计选用KFB型矿用封孔泵进行封孔。KFB型矿用封孔泵主要应用于煤矿瓦斯抽放封孔，同时还广泛应用于煤层注水封孔，注浆封孔及其它各类型钻孔的封孔。该泵自身具有搅拌、输送高稠度浆料功能，封孔质量可靠，封孔工艺简单，使用方便，易于维护。其工作压力8MPa，流量为0.5m3h，电机功率4kw，质量500Kg，封孔长度水平孔达到30m，垂直孔能达到20m。T

45、XU-75A型矿用封孔泵其主要由电动机1、安全离合器2、变速系统3、搅拌机4、离合器5、离合器操作手柄6、送浆泵7、机座8组成(见图4-2-10)。4-2-10封孔泵结构图 封孔方式、材料及工艺抽放钻孔封孔方式主要有机械封孔泵封孔、聚胺脂封孔、人工水泥沙浆封孔等。封孔段长度：封孔段在煤层，封孔长度大于7m；封孔段在岩层，封孔长度大于5m。封孔管采用抗静电的工程塑料管或铁管。封孔材料采用425硅酸盐水泥砂浆，配比为1:0.4；孔内抽放管长度应大于封口长度1m，为1.5英寸双抗塑料或铁管，抽放管的孔内端钻1020个直径l0mm的小孔，并用双层铁筛网扎好。封孔工艺过程：一般在打钻将要结束时就可开始准

46、备水泥砂浆。水泥砂浆一般应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂缝。当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。封孔泵与所封钻孔的连接如图4-2-11所示。图4-2-11 封孔泵与所封钻孔的连接图 井下封孔操作方法：a 检查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否带全。b 检查抽放钻孔所需的抽放管是否齐全，长度是否达到要求（直径25mm，长度9m或6m）。c 根据井下抽放钻孔的封孔深度，计算所需要的水泥量，一般封5m的钻孔用一包水泥，水泥:砂=1:0.4（重量比)。d 直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽放管上，用麻绳或麻线等，将抽放管、注浆管及水泥袋捆紧送入钻孔内封住孔口。e 按泵的操作规程，开动

47、泵拌水泥浆，均匀后开始注浆，水泥浆先将袋子胀大，并封住钻孔，继续注浆直到注完为止，注浆时，孔口可能会漏一些浆，但不会影响整个封孔质量。注完后即可直接将注浆胶管拨出。f 所有要封的钻孔封完后，要将封孔泵清洗干净。(2) 煤层钻孔封孔长度不小于7m，采用聚胺脂封孔，如下图：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，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。第三节 区域措施效果检验一、预抽煤层瓦斯效果检验1、效果检验指标根据防治煤与瓦斯突出规定第五十二条规定，区域效果检验方法采用直接测定煤层残余瓦斯含量值为主要指标，并观察、记录在煤层

48、中进行钻孔情况有无突出预兆。2、区域措施效果检验临界值及评判依据、残余瓦斯含小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区。煤巷掘进面在预抽防突效果有效的区域内作业，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少于20米。、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100m内的预抽区域判断为预抽防突效果无效，即为突出危险区。残余瓦斯压力或残余瓦斯含量指标效果检验煤层突出危险性单项临界指标值瓦斯含量W(m3/t) 煤层瓦斯压力P（MPa） 区域类别8 0.74 无突出危险区>8 >0.74 突出危险区

49、、采用钻屑瓦斯解吸指标法对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该措施有效；否则，措施无效。钻屑瓦斯解吸指标法效果检验石门揭煤工作面突出危险的临界值煤样 h2指标临界值（pa） k1指标临界值（mL/g）干煤样 200 0.5湿煤样 160 0.43、效检点的布置方式和要求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。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：1）对穿层钻孔或顺层

50、钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突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

51、验；2）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；3）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钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。4）采用间接计算的残余瓦斯含量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：（1）当预抽区域内钻孔的间距和预抽时间差别较大时，根据孔间距和预抽时间划分评价单元分别计算检验指标；（2）若预抽钻孔控制边缘外侧为未采动煤体，在计算检验指标时根据不同煤层的透

52、气性及钻孔在不同预抽时间的影响范围等情况，在钻孔控制范围边缘外适当扩大评价计算区域的煤层范围。但检验结果仅适用于预抽钻孔控制范围。4、效检结果划分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（应符合防突规定第四十二条要求的程序）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

53、区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于表4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。第四节 区域验证一、区域验证的方法和要求区域验证我矿采用钻屑瓦斯解吸指标法，使用

54、重庆煤科分院的WTC防突出测定仪。在煤巷掘进工作面和回采工作面采用钻屑指标法，应当按照下列要求进行：1、在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；2、工作面每推进1050m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；3、在构造破坏带连续进行区域验证；4、在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。因此，兴龙煤矿在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证时，应当选用钻屑瓦斯解吸指标法进行。第五章 局部综合防突措施第一节 掘进工作面局部综合防突措施方案一、掘进工作面突出危险性预测1、预测指标和方法根据防突规定第七十四条：可采用下列方法预测煤巷掘进工作面的突出危险性：钻屑指标法；复合指标法；R值指标法；其他经试验证实有效的方法。根据兴龙煤矿目前开采煤层测定的瓦斯基本参数和煤层赋存情况以及预测方法的熟练程度，我矿煤巷掘进工作面的突出预测方法采用钻屑指标法。其突出预测指标为钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量S。每个钻孔在钻进过程中，从第2m孔段（含2m）开始，每1m测定一次钻粉量，每2m测定一次钻屑瓦斯解吸