某矿II石门揭煤防突设计

1、某矿矿832运输石门揭煤防突设计某矿煤矿832运输石门揭煤防突设计一、工程概况1、井巷工程832工作面开采煤层为8煤，工作面位于3采区北翼一区段，南至F19断层为界，北以8煤层工业广场保安煤柱线为界，上邻一水平833工作面（已回采完毕），下邻834工作面（未采面）。工作面标高为-483m-408m，其中石门揭煤处标高为-474.1m。832运输石门设计从832岩机巷处拨门，拨门方位为357°1，巷道以3坡度施工69.6m，再按14°上坡施工27.2m，最后变平施工至超过机巷拨门位置3m处，即拨门施工832机巷，巷道设计全长165.8m。该巷按设计施工，前段18m(平)巷顶距

2、断层上盘8煤层1417m，施工后段距断层下盘8煤层430m，在机巷拨门位置揭露8煤层。832运输石门设计为半圆拱形断面，设计断面规格为4.6×3.8m，巷道采用二次锚网喷+注浆复合支护，巷道在距8煤层法距10m处改用架棚支护，架棚巷道断面规格为4.6×3.5m。2、地层及构造地层从地质资料分析来看，832运输石门煤层岩性自上而下：、细砂岩：厚2.02.6m。、泥岩：厚2.73.6m。、中、细粒砂岩：厚7.09.5m。、砂质泥岩：厚2.03.5m。、8煤：厚6.015.15m。、砂质泥岩：厚1.52.5m。、细砂岩：厚2.07.0m。（详见综合柱状图1）。煤层赋存与断层构造情

3、况832运输石门揭煤为8煤层，8煤层为稳定结构的特厚煤层,石门揭煤处煤层厚度在6-15m。宏观煤岩类型以半亮煤为主，顶部和局部有少量半暗型煤，构造以粉末、细小碎块状为主，鳞片状、块状次之，煤层松软，局部煤层灰份较高。普氏硬度平均f ：0.3，煤层松软。煤层走向132°151°、倾向42°61°、倾角22°28°。煤层柱状图如下：图1、832运输石门煤岩层综合柱状3、 煤层瓦斯情况煤层瓦斯赋存832运输石门设计见煤点标高约-474.1m, 根据中国矿大对8煤层进行的煤与瓦斯突出危险区域划分，3采区位于突出危险区。832工作面瓦斯压力为2

4、.6MPa，瓦斯含量为13.39 m3/t。区域瓦斯治理效果根据矿井3采区区域瓦斯综合治理方案，3采区北翼采取开采保护层区域综合治理措施，即沿煤层倾角开采两个保护层面（1034、1036工作面）保护一个被保护层面（832工作面）见图2。目前1034、1036保护层面已回采结束，保护层开采期间，局部未保护区实施钻孔大面积预抽，通过利用地面井、底板穿层孔、高位拦截钻孔等立体式综合抽采卸压瓦斯。根据抽采瓦斯量统计，其被保护层面卸压瓦斯预抽率达80%以上，同时根据区域校检钻孔采用直接测残余瓦斯含量值。揭煤处位于1034保护层保护范围之内，预计该石门段残余瓦斯含量已达到8m3/t以下，瓦斯压力小于0.7

5、4MPa，已实现消突目标。1034风巷1034机巷832风巷832机巷1036风巷1036风巷保护范围未充分保护范围图2、工作面的对应关系及保护范围示意图4、局部通风系统根据矿技术科施工设计，结合通风系统的合理性与可靠性，将832运输石门局部通风机安装在831车场内，局部通风机及启动装置安装必须符合煤矿安全规程规定。该掘进工作面采用两台2×30KW对旋局扇单路风筒供风，一台运转一台备用，局扇供电实行 “三专三闭锁”。选用直径800mm阻燃风筒实施单路供风，风筒沿832岩机巷经832运输石门接到迎头。通风路线如下：石门进风：主、副井三五采轨道大巷、三五采皮带机大巷3轨道上山831车场8

6、32岩机巷832运输石门。南二进风井五采行人进风下山五采大巷3轨道上山831车场832岩机巷832运输石门。石门回风：832运输石门832岩轨巷3回风上山3回风平巷二水平总回风上山南二回风井地面。832运输石门832岩轨巷3回风上山857集中巷、岩轨巷五采行人上山南二回风井地面。5、揭煤施工组织安排及揭煤流程为保证揭煤工作顺利完成，根据防突管理规定相关要求，按照如下程序进行揭煤作业：矿成立石门揭煤领导小组，组长由矿长担任，矿总工程师和安全副矿长担任副组长，成员包括副总工程师和相关科室单位负责人。石门距煤法距10m（地质构造复杂、岩石破碎区域20m）前施工地质探查孔及测压孔。地质探查孔准确控制煤

7、层层位，探明煤层赋存参数及地质构造；测压孔测定煤层瓦斯压力，残余瓦斯含量，评定该区域煤层的突出危险性。若测定瓦斯含量及压力低于突出临界值则判定该石门揭煤区域无突出危险性，采用先探后掘的方式掘进至距8煤层法距7m后，再次经效果检验无突出危险性后即可继续采用先探后掘的方式掘进至距8煤层法距5m之前。若测定瓦斯含量及压力大于突出临界值，则判定该区域为突出危险区。采用先探后掘的方式掘进至距8煤层法距7m之前，采取密集钻孔预抽的区域防突措施，直至突出危险性消除，并经过效果检验措施有效验收合格后，恢复掘进施工。在距煤层法距5m之前，采用钻屑瓦斯解析指标法或综合指标法进行工作面突出危险性预测。预测有突出危险

8、时，实施工作面局部防突措施，直至突出危险性消除，经效果检验措施有效后，恢复掘进施工；验证无突出危险时，则直接采用先探后掘及远距离放炮措施掘进至距煤层法距3m位置。在距煤法距3m位置实施金属骨架煤体固化措施，金属骨架煤体固化措施实施结束后，采用先探后掘、远距离放炮措施掘进至距煤法距1.5m处。在距煤层法距1.5m位置时，采用钻屑指标法，进行突出危险性验证。验证有突出危险时，则继续实施工作面排放钻孔等防突措施，直至消除突出危险性，经效果检验确认措施有效后，恢复掘进施工；验证无突出危险时，则在采取安全防护措施的情况下，直接远距离放炮揭开煤层。若首次揭煤的远距离爆破未能一次揭穿煤层，则继续按照远距离爆

9、破揭煤的安全技术措施执行，直至巷道全断面进入煤层。巷道见煤后，采用钻屑指标法实施工作面连续突出危险性预测，检测指标小于临界值时，方准进尺，但每循环预留不小于2m（投影）预测超前距。石门揭煤防突流程见下图3：施工地质探查孔，准确控制煤层层位，探明地质构造。测压、测突出指标，初步评估石门揭煤区段突出危险性。施工效检钻孔，若无突出危险性，先探后掘至距煤法距5m；若有突出危险性，则需施工瓦斯预抽钻孔进行瓦斯预抽，并对防突措施进行效检。图3、石门揭煤流程图二、地质探查钻孔及取样、测压钻孔设计1、钻孔设计揭煤前首先必须掌握所揭煤体附近煤层赋存、地质构造和瓦斯赋存等情况。在石门拨门前由地测科设计施工了3个地

10、质探查孔，对石门预想地质剖面图进行了钻探核实。根据探查孔施工成果资料分析该处煤层赋存正常，允许巷道施工至距煤法距10m位置。在距煤法距10米位置施工4个钻孔进行取样、测压。地质探查钻孔、测压钻孔设计见图4、5、6、7。图4、探查钻孔设计平面布置图图5、探查钻孔设计剖面布置图图6、测压钻孔设计平面布置图图7、测压钻孔设计剖面布置图2、钻孔施工及瓦斯压力、含量测定要求钻孔开孔位置距煤层法距10m，所有钻孔均要求取芯，测定f值及a、b吸附常数，工业指标，瓦斯含量W等。钻孔施工好后，立即安装测压表测压，见下图8。钻孔施工要求探查钻孔要求穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m。钻孔孔径为94mm。钻孔若出

11、水，必须增加注浆堵水设计。每个钻孔都要进行测斜，确定钻孔落点准确。瓦斯压力测定方法钻孔施工：钻孔的开孔位置应选择在岩石完整的位置；钻孔施工应严格按设计钻孔参数进行，并保证钻孔平直、孔形完整，穿透被测煤层。在钻孔施工中，应准确记录钻孔参数、钻孔见煤时间、终孔时间，钻孔见煤深度。安装测压管和回浆管：测压管为8×1.5mm的PA11尼龙压力管，用于测定瓦斯压力。测压管的总长度由钻孔长度确定。测压管最前端用纱布包裹，防止煤渣进入测压管。回浆管为PVC管，2m长一节，用管箍相连，胶水密封。回浆管末端带有阀门。将测压管和回浆管一起送入钻孔，回浆管在煤层底板位置设置三通，三通下方用棉线缠绕,棉线沿

12、回浆管缠绕长度为500mm，厚度10mm。安装注浆管：注浆管为黑布胶管，长4m，带有阀门和高压胶管快速接头，以便和注浆泵相连。将注浆管送入钻孔。密封钻孔口：为了防止注入的浆液流出钻孔，必须先对钻孔口密封。所需材料为聚胺脂、毛巾。注浆：待聚胺脂凝固后，用注浆泵把水泥浆通过注浆管注入钻孔，待回浆管有浆液流出后停止注浆，并关闭注浆管上的阀门。瓦斯压力观测：定期观测瓦斯压力，直至瓦斯压力稳定为止。各钻孔在封孔后前5天每小班观测并记录压力表读数和观测的时间，以后每1-2天观测一次。并做到压力观测不少于15天。DGC瓦斯含量测定方法煤层瓦斯含量直接法主要通过井下取芯、井下解吸、煤样称重和粉碎、水分测定等方

13、式测定煤层瓦斯含量。钻孔施工前确定取芯钻孔倾角、方位、钻头直径、开孔高度、取芯管及钻机型号，并做好相关记录。岩芯管送达孔底后，进行取样钻进。取样钻进过程中记录起钻时间、记录钻进结果时间、对所取煤样进行分选和装筒，记录煤样筒密封时间。同时做好取芯时间、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人员、钻机及钻头型号、开孔时间及位置、开孔高度、开孔倾角及方位角、煤样粒度大小、煤层厚度、取芯深度、钻机钻进到预定深度时停钻时间、钻杆退出钻孔时间和开始解吸时间等参数。煤样取出送达地面后，在实验室通过对煤样地面解析、煤样称重、粉碎、水分测定等对煤样瓦斯含量进行综合测定，从而得出煤层瓦斯含量。图8、瓦斯压力测定示意图3、探

14、查钻孔施工结果根据探查成果资料分析832运输石门揭煤区域受断层影响，但煤层赋存情况稳定，钻孔施工过程中无喷孔现象，有少量出水现象。探查钻孔施工成果平剖面图见下图：图8、探查钻孔成果平面图图9、探查钻孔成果剖面图三、区域性突出危险性预测1、揭煤地点的突出危险性区划情况根据某矿矿8煤层突出危险区域划分报告，矿井F10断层以南-300m及其以下划为突出危险区域。该石门揭煤处巷道底板标高为-474.1m，处于8煤突出危险区域。2、 瓦斯压力或瓦斯含量测定距煤法距10米处施工测压钻孔，直接测定煤层瓦斯压力和瓦斯含量，若测定结果瓦斯压力P大于临界值（0.74MPa）或瓦斯含量W大于临界值（8.0m3*t-

15、1 ），则判定该石门揭煤区域为突出危险区，需要采取区域防突措施。否则该石门揭煤区域为无突出危险区，施工至距煤法距5米处采取局部防突措施。四、区域性防治突出措施1、区域防突措施设计在距离煤层法距7m位置，施工底板穿层钻孔，预抽石门揭煤处及其附近区域煤层瓦斯:预抽钻孔孔径为113mm，根据我矿及邻近矿井8煤层抽放经验推测我矿8煤层有效抽放半径大于2.5m,该石门揭煤处钻孔设计轴间距为3m。钻孔控制范围为巷道两帮不小于12m、石门揭煤处巷道上下沿层面距离不小于12m（钻孔控制范围,还必须同时满足巷道轮廓线上下不小于5m）。要求所有钻孔均采取有效的防喷孔措施，钻孔施工完毕封孔后接入抽放系统抽放。预抽钻

16、孔平、剖面图见下图。图10、预抽钻孔布置平面图图11、预抽钻孔布置剖面图2、钻孔施工与管理按照钻孔设计的相关要求，为保证区域钻孔布设的合理性，在所有钻孔施工前均由矿地质测量部门按照设计资料，对各钻孔开孔点按照间距不小于0.4m，标示钻孔前中、后中，施工部门施工时严格按照标示点组织开孔。为保证钻孔施工质量，每个钻孔均由测气员、防突员共同负责验收，详细记录钻孔施工参数，保证钻孔施工的质量。防突区施工人员要认真填写钻孔原始记录，并及时将打好的钻孔资料反馈给瓦斯办，由瓦斯办技术人员上图分析。根据钻孔分析，确定补孔参数，确保预抽钻孔无空白带。防突区针对钻孔施工要求编制专门的钻孔施工安全技术措施。3、抽采

17、系统与计量管理832运输石门预抽钻孔实行集中联管，并入南二地面永久抽采系统。瓦斯抽放管径设计为200mm，孔口抽放负压不小于-13kPa，为保证抽采瓦斯参数的准确性，利用矿KJ90NB监控系统子系统对抽采瓦斯量进行监控和统计，即在抽放管路上安装V锥流量计，并在V锥旁路安设孔板流量计。每周对V锥进行比对调校，确保计量准确。该处预抽时间不少于3个月。1）抽采系统设计抽采管路流量计算832运输石门揭煤区域实测瓦斯压力为2.6MPa，推算瓦斯含量为13.39 m3/t，按保护层开采期间预抽卸压瓦斯量统计，瓦斯预抽率达60%以上，残余瓦斯含量为5.4 m3/t，根据残余瓦斯含量对抽采管路选型。832运输

18、石门抽放期间通过地面永久抽采系统抽采纯瓦斯量预计最大为1.2m3 /min，按照抽放浓度不低于30%标准，则抽采管道流量计算为：QH=QG/C=1.2/0.3=4.0m3 /min管径、管材、壁厚的确定管路内径计算抽采管路管内径计算如下：D=0.1457(QH/V)1/2=0.1457×(4.0/5)1/20.13m式中： QG：抽放纯流量； C：抽放浓度； QH：抽放混合流量； V：管道经济流速，515m/s；根据管路内径计算，布设的抽采管路内径不得小于0.13m，管径初步选定为8英寸（200mm）。管材、壁厚的确定抽采管管壁厚度计算公式：= P·dw/2式中：瓦斯管管壁

19、厚度，；P：管路最大工作压力，MPa；Dw：瓦斯管外径，；：容许压力，铸铁管取20 Mpa；根据管材及壁厚公式计算，管材及壁厚选定厚度为3mm的铁皮卷管能够满足抽采需要。抽放管道系统阻力计算摩擦阻力：按照摩擦阻力HI=9.8dcLQc2/KD5公式计算HI =9.8×7042×0.99554×230/(0.71×205)489.5Pa式中：HI管道的摩擦阻力，Pa；L管道长度，m；D管径，cm；Qc管内混合气体的流量m3/h；K系数，取0.71；dc混合气体对空气的密度dc=1-0.00446C；C混合气体中沼气浓度，%，取C=30；局部阻力：局部阻力一

20、般取总摩擦阻力（10%-20%），该系统按20%取值计算。抽放系统总阻力：H=(1+20%)×HI=1.2×489.5587.4Pa瓦斯泵抽采负压、流量计算抽放泵压力计算瓦斯泵压力：Hp=K(HI +H孔+H出)=16.59×1.423.23KPa式中：K：压力富裕系数取1.4 H孔：钻孔孔口最低压力，取15kpa(根据规定，卸压瓦斯抽采负压不得小于13kpa); H出：泵站出气口压力, 瓦斯泵出口处所必须的正压，取1KPa；抽放泵流量计算Q=（100Q纯/X·）×K1=（1.2×100/(30×0.8)）×1.2

21、=6.0m3/min式中：Q瓦斯泵的额定流量，m3/min； Q纯抽放期间抽出的最大纯瓦斯量之和，m3/min； X瓦斯泵入口处的瓦斯浓度 ，取30； 瓦斯泵机械效率，取0.8； K1瓦斯抽放的综合系数，取1.2；抽放泵型号地面永久瓦斯抽放泵型号为2BEY-62水环式真空泵，配备电机为400KW，其主要参数见下表。2BEY-62水环式真空泵参数表 型号耗水量电机功率真空度额定流量2BEY-6240m3/h400KW101KPa350m3/min根据瓦斯泵抽采负压、流量计算结果，结合抽放泵性能曲线，该地点采用2BEY-62水环式真空泵作为地面永久瓦斯抽放系统，能够满足钻孔瓦斯抽采需要。管路铺设线

22、路及计量系统安装位置、数量。832运输石门（安装V锥计量系统1套）检修联巷832岩机巷回风联巷3回风上山3回风平巷水平总回风上山南二回风井南二地面抽放泵站（安装V锥计量系统1套）。2）瓦斯抽采监测、计量装置选型V锥计量选型832运输石门穿层孔并入永久抽采系统抽放，抽采管径为200mm、管壁3mm的抽采管路。被测介质：煤层瓦斯气体。管道内、外径（mm）选择抽采系统管路内径：d=D-=200-3=197mm；计量装置尺寸为：197 mm×3mm（内径×壁厚）选用V锥流量传感器的形式矿瓦斯监控系统为KJ90NB监控系统，抽采计量监控系统附属于KJ90NB监控子系统，故V锥流量计拟

23、选用GLY系列矿用气体流量传感器。刻度流量单位刻度流量单位选择m3/h。常用流量、最小流量、最大流量永久抽采管路最大和最小抽采流量：管路抽采流量计算公式为：Q=V×D=0.021228Q/d2×D；公式中：Q：流量；V：流速：D：管路截面积；按照瓦斯预抽率60%，抽排三个月推算，预计永久抽采系统平均纯瓦斯抽采量为0.8 m3/min ，最大纯瓦斯抽采量为1.2m3/min、最小纯瓦斯抽采量为0.4m3/min，抽采浓度30%，经计算管路抽采流量平均为2.7m3/min，最大为4.0m3/min，最小为1.3m3/min。工作压力地面永久抽采系统最小抽采负压为15Kpa。流体

24、温度：最高、最低、常用的温度按照实测温度，预计管道内最高温度34°、最低温度20°，常期温度在24°左右。流体密度（kg/m3）：0.716kg/m3；气体成分：CH4、CO和其它；管道装置：焊管、法兰连接型；V型锥选型及安装工作原理：V型锥流量计是一种通过节流取差压以反映流量大小的节流装置。节流件为一个悬挂在管道中央的锥形体，高压P1取自锥体前流体未扰动（即未形成节流，流体未加速）的管壁 ；低压P2取自后锥体中央，并通过引压管引至管外，其差压P的平方根与流量成正比。技术特性：工作电压和电流：a)工作电压：1224.5VDC；b)工作电流：50mA 。测量范围：瞬

25、时流量：0.5700 m3/min；介质压力：60kpa600kpa(绝压)；温度：0100输出信号制式：200 Hz 1000 Hz输出或RS485输出. 其中200 Hz 1000 Hz只输出瞬时流量，RS485输出累积流量，瞬时流量，介质压力，介质温度。基本误差：在测量范围内，传感器瞬时流量基本误差为±1.5%。；介质压力基本误差为±1.5%；温度的基本误差为±2.5%。重复性：在测量范围内，传感器瞬时流量和介质压力为±1%。 线性度：传感器瞬时流量和介质压力的线性度应满足基本误差要求。传输距离：传感器使用电缆的单芯截面积为1.5 mm2时，传感器

26、与关联设备的传输距离应不小于2 km。耐压力强度：传感器应能承受1.5倍公称压力5min的耐压强度试验，不得渗漏和破坏.公称压力表如下表所示。 V锥流量计公称通径与流量范围、工作压力、公称压力安装方式对照下表。V锥流量计选型表型号公称通径（mm）流量范围（m3/min）工作压力（MPa）公称压力（MPa）安装方式GLY5500.55-0.10.50.6法兰、焊管GLY20100220-0.10.50.6法兰、焊管GLY45150545-0.10.50.6法兰、焊管GLY80200880-0.10.50.6法兰、焊管GL0.10.50.6法兰、焊管GLY25035025

27、250-0.10.50.6法兰、焊管GLY35040030350-0.10.50.6法兰、焊管GLY50050050500-0.10.50.6法兰、焊管GLY70060070700-0.10.50.6法兰、焊管选型：根据V锥流量计选型计算结果，结合V锥流量计公称通径与流量范围、工作压力、公称压力安装方式对照表，832运输石门预抽钻孔永久抽采系统计量均选用GLY80型（公称通径200mm、流量范围880m3/min、工作压力-0.10.5Mpa、工程压力0.6 MPa ）V型锥流量计；计量安装位置永久抽采系统安设V锥流量计一套，具体位置在832运输石门与832岩机巷交叉口处。旁路孔板安设在V锥流

28、量计安设位置留设一旁路，通过旁路安设孔板流量计，对V锥计量进行校正比对，对于管道流量小于V锥最小量程的将采用人工计量的方式计量。安装时要求孔板圆孔与管道同一圆心，端面与管道轴线垂直，偏心度应小于1%2%。孔板安装处前后应留有10m以上直线段，以消除涡流紊流的影响。4、预抽消突标准煤层瓦斯抽排量为钻孔施工风排量与V锥计量及人工计量之和，瓦斯抽排率达60%以上，瓦斯压力降低至0.74 MPa以下，经验收消除突出危险性后，方可在该区域掘进施工。五、区域防突措施效果检验1、区域措施效检依据防治煤与瓦斯突出规定第五十二条规定：采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含

29、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，对穿层钻孔预抽石门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。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。防治煤与瓦斯突出规定第五十三条规定：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

30、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。防治煤与瓦斯突出规定第五十四条规定：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

31、，不予检验。按照以上规定，该区域将采用采用直接测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量等指标对穿层钻孔预抽瓦斯区域防突措施进行检验，并依据实际的直接测定值，检验区域治理措施效果。2、区域措施效检钻孔设计石门预抽钻孔联管抽排3个月以上，煤层瓦斯含量抽排率大于60%后，施工效果检验钻孔直接检测残余瓦斯压力。在迎头施工5个区域效果检验钻孔，分别位于石门的上部、中部下部和两侧，其中2个钻孔位于排放区域内接近边缘的部位，即位于边缘线内侧不大于2米处。效检孔应保证每个钻孔避开已施工的区域预抽钻孔，检验测试点布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、排放时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各排放钻孔。效检钻孔布置平

32、、剖面见图。图12、效检钻孔布置平面图图13、效检钻孔布置剖面图每个效检孔均取煤样，直接测定残余瓦斯含量，然后再封孔测压，操作程序和操作要求同上。残余瓦斯压力、含量突出临界值 煤样残余瓦斯压力、含量指标临界值Wc（m3/t）Pc（MPa）10煤80.74只有当所测残余瓦斯含量和残余瓦斯压力，均小于表中临界值，并且在效检孔施工过程中无喷孔、顶钻等瓦斯动力现象时，方准判定为措施有效，预抽区域煤层无突出危险。3、瓦斯抽出率推算残余瓦斯含量按公式（1）计算： WC=(W0G-Q抽Q排)/G （1）式中：WC煤的残余瓦斯含量，m3/t；W0煤的原始瓦斯含量，m3/t；Q抽评价单元钻孔抽排瓦斯总量，m3；

33、Q排评价单元钻孔钻孔施工联管前风排瓦斯总量，m3；G评价单元参与计算煤炭储量，t。评价单元参与计算煤炭储量G按公式（2）计算：G=(L- H1- H2+2R)（l- h1- h2+R）mr （2）式中：L评价单元煤层走向长度，m；l评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m；H1、H2分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m。如果无巷道则为0； h1、h2分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度，m。如果无巷道则为0；R抽采钻孔的有效影响半径，m；m评价单元平均煤层厚度，m；r评价单元煤的密度，t/m3。瓦斯抽排率按公式（3）计算：=WC/W0 ×100% （3）

34、评价单元瓦斯抽排率。将各参数代入公式计算可得出各评价单元瓦斯抽采后的残余瓦斯含量。因各评价单元走向、倾向方向两端均无巷道，则H1、H2、h1、h2均为0。经计算，石门区域煤层瓦斯抽排率为60以上，残余瓦斯含量小于8m3/t，方才满足要求。六、区域验证1、区域验证位置区域验证位置选择在巷道距煤层最小法距5m处。2、区域验证方法在石门揭煤工作面对揭煤区域进行的区域验证，应当采用煤与瓦斯突出规定第七十一条所列的石门揭煤工作面突出危险预测的方法进行。采用钻屑瓦斯解析指标法，测定瓦斯解吸指标K1和h2。在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1-3mm的新鲜煤屑。3、区域验证钻孔设计在石门工作

35、面距煤层法距5m时，施工5个直径为94mm的预测钻孔。具体距煤法距5m处验证钻孔设计平、剖面图见图14、15。图14、5m处验证钻孔平面布置图图15、5m处验证钻孔剖面布置图4、验证参数临界值测定方法严格按照防突规定的要求进行。（预测指标临界值见下表）。钻屑瓦斯解吸指标法突出临界值 煤样钻屑瓦斯解吸指标临界值h2/Pa/mL/g.min1/2干煤2000.5湿煤1600.4经验证无突出危险性，方可采取远距离爆破措施掘进至距煤层法距3m处。当瓦斯解吸指标超过临界值规定，或在区域验证过程中出现喷孔、顶钻等突出预兆时，工作面即判定为突出危险工作面需要在距煤法距5m处采取局部防突措施。七、工作面防突措

36、施设计1、距煤层法距5m防突措施设计石门距煤层法距5m进行工作面突出危险性预测时，所测指标接近或超过突出危险临界值，或打钻施工过程中，出现喷孔、顶钻等突出预兆时，实施排放钻孔排放煤层瓦斯，进一步消除该区域内煤层的突出危险性。在距煤层法距5m处实施排放钻孔防突措施。孔径94mm，孔底间距2m，控制巷道轮廓线两侧和上侧不小于5m、下侧不小于3m，钻孔总数56个。排放钻孔自然排放满8小时后，再进行措施效检，经检验有效后方可采取边探边掘、执行远距离爆破措施掘进至法距3m处。排放、效检钻孔平、剖面布置设计图见图16、17。图16、排放、效检钻孔平面布置图图17、排放、效检钻孔剖面布置图2、距煤层法距3m

37、前防突措施设计832运输石门揭煤位置煤厚达到10m,要求在距煤层法距3m前采用金属骨架煤体固化措施，并继续边探边掘执行远距离爆破措施。1）金属骨架为了防止巷道顶部煤体在矿山压力、煤体自重及煤体松软结构的作用下发生压出和冒顶等事故，在石门上部0.51.0m范围内布置骨架孔。骨架孔应穿过煤层并进入煤层顶板至少0.5m，当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层深度不应小于15m。金属骨架钻孔布置平、剖面图见图18、19。图18、金属骨架钻孔布置平面图图19、金属骨架钻孔布置剖面图骨架参数如下： 骨架钻孔直径94mm；骨架钻孔数目为19个； 骨架间距不大于0.3m； 金属骨架采用直径50mm的钢管，

38、每节长度4m； 骨架钻孔向上倾角为5°；每个骨架钻孔打完之后，立即将孔内残渣清除干净，随后把预先准备好的钢管（直径50mm）插入到孔底，在固化结束之后注水泥浆进行加固和密封。骨架在掘进头距煤层法线距离3m之前开始施工，揭煤后不得拆除金属骨架。2）煤体固化利用金属骨架孔注入固化材料（马丽散N泡沫），其措施要求：石门掘至距8煤法距3m时，开始实施煤体固化。利用马丽散专用注液泵进行注液，该泵注液压力10Pa以上。预计此揭煤石门工作面注马丽散材料5吨左右。3、距煤层法距1.5m前防突措施设计在距煤层法距1.5m前，采用工作面预测的方法最后一次进行效果检验。检验有效后方可采取远距离爆破措施揭开

39、煤层。验证钻孔平、剖面布置图见图20、21。图20、1.5m验证钻孔平面布置图图21、1.5m验证钻孔剖面布置图八、石门穿煤施工在揭煤工作面采用远距离爆破揭开突出煤层，巷道未完全进入煤层前的放炮破岩，全部按照远距离放炮的要求执行。巷道揭开煤层后，立即采用工作面连续突出危险性预测的方式进行检验。检验孔设计4个，分别布置在巷道上部、中部和两侧，钻孔控制在巷道顶和两侧24m位置。钻孔采用风动钻机施工直径42mm钻孔。直接测定h2和钻屑量两项指标。经检验无突出危险性后，保留2m超前距，采取安全防护措施后实施掘进作业。（钻屑指标法突出临界值表）钻屑指标法突出临界值 煤样钻屑指标临界值h2/PaSmax/

40、kg干煤2006湿煤160/九、安全防护1、正反向风门掘进工作面必须建立独立可靠的通风系统，在831岩轨巷、831岩机巷联巷建立正反向风门。以防止突出时的瓦斯逆流进入进风风流中。风门墙用料石砌筑，嵌入巷道周边岩石深度不小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m，门框厚度不小于100mm，风门厚度不小于50mm。2、电气设备根据巷道施工要求掘进工作面配有P-60B扒矸机一台和喷浆机一台，局部通风机选用2*30kw。风联电源取自1032变电站，局专I回路及回路分别取自1032变电站I回路回路。掘进工作面的风电闭锁、瓦斯电闭锁由保运二区和通风区协同完成，保运二区负责变电所到风联开关电缆的敷设，生产单位负

41、责风联开关到迎头电缆敷设以及开关、设备的安装和检修。电气三大保护由电管队负责监督、确保动作可靠，电缆敷设整齐，开关摆放整齐。掘进工作面及回风系统中的所有电气设备必须设专人检查、维护，使用中的防爆性能每天检查一次，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。3.监测监控该巷道按如下要求设瓦斯监测探头，并实现瓦斯电闭锁。设置如下：工作面设置T1、T2两台高浓度甲烷传感器，具体要求：T1悬挂在距迎头5m风筒对侧，距顶300mm，距帮200mm；T2悬挂在距回风口1015m。报警、断电浓度均为0.8，复电浓度为0.8。断电范围：832运输石门及其回风路线所有非本质安全型电器设备。迎头必须按规定悬挂一台便携仪随时

42、监测瓦斯情况，一旦报警，立即停止作业并撤出人员，严禁瓦斯超限作业。4.远距离爆破揭煤施工至距煤层法距5m时采用远距离放炮，浅进浅掘（循环进度控制在1 m以内，每圆班进尺不超过3m）揭开煤层，采用光面爆破，以保证巷道压力分布均匀。爆破地点应在反向风门外，爆破地点距离工作面不得小于300米，放炮地点选在831车场处，该处为井下指挥部。远距离放炮时，回风系统有人作业的地点，都必须停电撤人，爆破后30min，确认无突出危险后，方可进入工作面检查。5.安全设施832运输石门防尘用水管管径不小于2寸，水压不小于2kg/cm2。在距迎头15m位置安设3道放炮喷雾，3050米范围内应安设1道净化喷雾，同时在各

43、转载点安装净化喷雾，各道喷雾必须确保安装及时，雾化良好。在距迎头60200m范围内，安设一处隔爆水棚，用水量不小于200L /m2,水量充足，水棚的棚区长度符合规定。水袋统一，吊挂正规，挂牌管理。安装与矿安全信息中心直通的电话。同时在石门掘进工作面、爆破地点及回风巷道有人作业处，安装一组压风自救装置，压风自救装置安装在2寸压缩空气管道上，每组不少于6人同时使用，每人供风量不少于0.1m3/min。十、安全技术措施1、组织管理措施成立揭煤领导小组组长： 陈贵（矿长）副组长：成荣发（总工程师）、王 雁（安全副矿长）、李朝阳（掘进副矿长）成员：姚曹节、岳 巍、梁 峰、赵万强、史厚桃、秦子明、雷林林、

44、朱少刚、王举文、张祥顺、陶金勇、邓国良、王斌。地面指挥部设在矿调度所。指挥部负责揭煤工作的统一领导、指挥和协调。施工单位负责做好本单位揭煤前的所有准备工作，并负责向本单位所有参加揭煤人员贯彻学习本措施。井下指挥部设在831车场处，负责远距离放炮揭开煤层工作。职责范围组长：负责整个揭煤的统一指挥和人、财、物的安排，若揭煤过程中发生灾害和事故，负责按照某矿矿2014年灾害预防处理计划，进行全面指挥。副组长：负责组织有关部门制定、审批、贯彻、落实揭煤措施。组织安监部门严格监督措施的执行情况。按揭煤措施要求，组织机电部门加强电气设备管理和停送电工作。安监处：负责监督检查揭煤措施的贯彻执行情况。负责揭煤

45、期间准确掌握入井人数。保运二区：负责按揭煤措施要求加强电器设备和现场供电管理，定期进行检查，确保不失爆。防突区:负责钻探工作，按设计施工揭煤钻孔。瓦斯办：负责钻孔设计、效果检验工作，并掌握揭煤工作进展情况。通风区：负责揭煤瓦斯检查和放炮工作，保证局部通风系统稳定、可靠。综掘二区：负责揭煤措施编制。按揭煤措施和技术部门的要求进行掘进施工。要求在巷道揭穿煤层施工过程中，矿安排职能科室相关人员跟班。揭煤前，所有参加揭煤工作的相关人员都必须认真学习通风、瓦斯方面的专业知识和揭煤安全技术措施，熟悉掌握本次揭煤工作的各个环节和具体要求，明确自己的职责，服从命令，听从指挥。加强职工防突知识培训工作，所有施工

46、人员必须熟悉煤与瓦斯突出预兆，当发生下列情况之一，必须立即停止作业，撤除人员，采取措施，进行处理。待处理后方可进入恢复施工。有声预兆：有的象炒豆似的劈劈啪啪声。有的象鞭炮声，有的象机枪连射声，有的象跑车样的闷雷声及气体穿过含水裂隙时的吱吱声等。无声预兆：煤层结构构造方面的表现：煤层层理紊乱，煤变软，变暗淡、无光泽，煤层干燥和煤尘增大，煤层受挤压、变粉碎、厚度变大，倾角变陡；地压显现方面的表现：压力增大使支架变形，煤壁外鼓、片帮、掉渣，顶板出现冒顶、断裂，底板出现鼓起。其它方面表现：瓦斯涌出异常、忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，煤温或气温降低、升高。2、钻孔施工安全技术措施1）严格按照安

47、全技术措施施工。井下搬运钻机时由安全责任人统一指挥。起吊钻机时把车皮固定掩实。2）用起重设备装卸钻机和其它重物时，首先检查起重设备以及钢丝绳结和承载点的可靠性和牢固性，起重工作时要有专人指挥，起落范围内不得有人员活动。3）搬运钻机时，手拉葫芦可用不低于4的钢丝绳连结在起吊锚杆上。操作手拉葫芦时要均匀，不能硬拉硬拽。4）无论是往上拉，还是向下松，钻机下方不得有人。人员在钻机一侧，距离不少于0.5米。5）钻机要安装平稳，压车柱要正规、牢固、可靠，能确保钻机安全钻进。管线及电缆要吊挂好，钻场周围环境要保持整洁，后路要畅通。6）钻进加尺时，要认真检查钻杆质量，弯曲或坏扣钻杆不准使用。7）打钻前和打钻过

48、程中，班长要经常检查钻机周围的气体情况，符合规定方可钻进。开孔时要准确校正钻孔方位及倾角。8）钻孔施工过程中，操作人员要按照钻机操作规程和钻孔施工参数的要求精心施工，严格控制钻进速度，钻机不得在无人看管的情况下运转。在停机状况下用铁锤敲击，须将锤头用水沾湿。9）必须使用风水联动装置，用风排渣时，必须在孔口下风侧1米范围内悬挂CO报警仪，并且施工地点需要配备不少于2台CO2灭火器或干粉灭火器。打钻时，钻场下风处必须悬挂便携式瓦斯报警仪。一旦瓦斯超限，要立即停止钻进，及时撤出人员，一切正常后再恢复施工。10）在钻孔施工过程中，若出现喷孔，先停止钻进并汇报通防区值班人员，不得拔出钻杆。喷孔严重时测气

49、员和施工负责人要迅速地将该巷道所有作业人员撤至安全地带，待经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后方可继续施工。11）在正常钻进和上下钻杆时，上水龙头人员负责给钻机供电，钻机司机看清周围情况后再开钻。任何时候钻杆正后方不能站人，以防钻杆从孔内窜出伤人。钻机上钻杆时，加尺不能超过2米。12）钻机施工人员必须随身携带隔离式自救器，并会使用。13）每个班长（拨头）都要检查作业范围内顶板、巷帮和支护是否完好，当确定安全可靠后方可施工。钻机施工人员要听从当班班长指挥。14）当班班长(拔头)在加尺前，认真丈量每一根钻杆的长度，按要求认真做好钻探原始记录。将钻探资料及时提交职能部门分析，按照设计要求标定钻孔方位和倾角。班中认真巡查，出现安全隐患及时汇报处理。15）钻机人员必须严格按照安全技术措施要求精心施工，保质保量完成钻孔进尺任务。16）钻机施工人员要熟悉避灾路线，遇到危险及时打开自救器配带好，按避灾路线撤到安全的地方。3、远距离爆破措施局扇要专人看管，挂牌