防治煤与瓦斯突出专项设计

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防治煤与瓦斯突出专项设计

说明书

二00**年**月

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防治煤与瓦斯突出专项设计

（送审稿）

说明书

工程规模：6〜30万吨/年

总经理：

总工程师：

项目负责人：

二00**年**月

参加人员名单

编写章节姓名专业职称签名

第一章米矿工程高级工程师

第二章米矿工程高级工程师

第三章米矿工程高级工程师

第四章米矿工程工程师

第五章通风与安全副教授

第六章米矿工程工程师

第七章米矿工程高级工程师

第八章米矿工程高级工程师

第九章米矿工程高级工程师

附图目录

1、井上下对照图；（采用）

2、采区巷道布置及机械布置平、剖面图；（采用）

3、煤系地层柱状图；（采用）

4、C17煤层采空区及保护范围平、剖面图。

附件：

1、《钻机操作规程》；

2、《抽放瓦斯观测工作业操作规程》；

3、《抽放瓦斯泵司机作业操作规程》；

4、《瓦斯抽放工职责》；

5、*********************煤矿防突专项设计委托书.

6、煤炭科学研究总院****分院、国家煤矿安全技术工程研究中心2006年6

月提交的《**********煤业有限公司***煤矿C17煤层突出危险性》鉴定报告；

7、2005年度瓦斯等级鉴定报告；

8、****省煤炭管理局黔煤规字（2005）136号文，关于对***县*********煤

矿开采方案设计的批复；

9、煤尘爆炸性鉴定报告；

10、煤炭自燃倾向性等级鉴定报告；

11＞米矿许可证。

目录

总说明...............................................................1

第一章矿井概况.....................................................3

第一节矿井基本情况............................................3

第二节矿井开采条件............................................3

第三节矿井生产技改扩能情况....................................9

第二章矿井煤与瓦斯突出情况.........................................12

第三章煤层突出危险性预测和防治突出措施的效果检验...................14

第一节一般规定...............................................14

第二节区域突出危险性预测.....................................14

第三节工作面突出危险性预测...................................17

第四节防突措施效果检验.......................................20

第四章保护层开采..................................................23

第一节保护层的选择...........................................23

第二节保护层的开采...........................................23

第三节被保护层的开采.........................................26

第五章瓦斯抽放....................................................27

第一节矿井抽放瓦斯的目的及意义...............................27

第二节抽放方法与工艺.........................................27

第四节瓦斯抽放泵站.........................................51

第五节抽放系统的安装.........................................54

第六节环境保护...............................................55

第七节抽放瓦斯组织管理及主要安全技术措施.....................55

第八节矿井瓦斯利用...........................................63

第六章局部防突措施................................................64

第一节石门揭穿突出煤层防治突出的措施.........................64

第二节突出煤层煤巷掘进工作面防治突出措施.....................66

第三节采煤工作面防治突出措施.................................68

第七章安全防护措施................................................70

第一节采取安全防护措施的意义.................................70

第二节震动放炮和远距离放炮...................................70

第三节避难所.................................................74

第四节压风自救系统...........................................74

第五节矿山救护与自救.........................................76

第六节监测监控系统...........................................78

第八章防突组织机构及管理制度......................................88

第一节防突组织机构...........................................88

第二节管理制度...............................................89

第九章劳动定员及投资估算..........................................96

第一节劳动定员...............................................96

第二节投资估算...............................................99

总说明

一、概述

***煤矿位于***县************村，行政区划属***县******所辖，矿井有

公路相通，南昆铁路由矿区西南方向通过，交通较方便。

***煤矿为**********煤业有限公司的下属矿井。原设计生产能力为6万吨/

年，2005年3月由****创新矿冶开发有限公司编制了30万吨/年的技改扩能设计

方案。2005年7月****省煤炭管理局以黔煤规字（2005）136号文同意并批准进行

技改扩能设计方案。

***煤矿在2004年的一采区曾经出现过煤与瓦斯动力现象，2006年6月***

煤矿委托煤炭科学研究总院****分院对C17（三层可采煤层的最上层）煤层突出危

险进行鉴定，鉴定结论为：***煤业有限公司***煤矿C*煤层为突出煤层。

2006年7月***煤业有限公司委托我公司编制《*********************煤矿

防治煤与瓦斯突出专项设计》。

二、防突专项设计情况

1、设计依据

①《煤矿安全规程》（2004）

②《防治煤与瓦斯突出细则》（1995）

③《矿井抽放瓦斯工程设计规范》（1997）

④煤炭科学研究院****分院2006年6月提交的《**********煤业有限公司***

煤矿加煤层突出危险性鉴定报告》

⑤***煤矿提交的其他资料

2、防突专项设计情况

我公司接受委托后，组建了项目组。项目组对****片区煤矿突出情况进行了

了解，分析研究了煤层赋存情况、开采技术条件、构造应力，分析研究了煤炭科

学研究总院****分院2006年6月提交的《**********煤业有限公司***煤矿Cu煤

层突出危险性鉴定报告》。项目组建议：

1）区域防治突出措施

采取开采保护层和预抽煤层瓦斯的防治突出措施。

2）局部防治突出措施

采取预抽煤层瓦斯和钻孔排放防治突出措施。

1

3）煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验

项目组和专家组共同分析研究并确定了***煤矿C”煤层突出的主要受控因素

及强度。根据以上分析选择了和突出主要受控因素相关度较高，且易于测定的参

数来预测突出危险性和对防治突出措施效果进行检验。

指标选定为：

①P值，煤层瓦斯压力。

②&值。钻屑瓦斯解吸指标。

③每米钻屑指标Smaxo

以上指标在实验室的实验结果和现场大量实践都表明用于突出危险性预测和

防治突出措施的效果检验是切实可行的。

4、安全防护措施

采取震动放炮和远距离放炮，井下设避难所和压风自救系统，配备化学氧自

救器和设置监测、监控系统。

在本专项设计中，考虑了组建专门的防突领导小组和防突机构。构建了突出

矿井安全生产管理制度和提高从业人员防突技能的培训措施。

三、存在的问题及建议

1、由于本矿防治煤与瓦斯突出基础工作比较薄弱，瓦斯压力值P、钻屑瓦斯

解吸指标值瓦和每米钻屑Smax的临界值暂按《防治煤与瓦斯突出细则》的规定执

行。矿井在建设、生产过程中应进行大量的实测，并对实测数据进行整理分析，

最后确定符合矿井实际情况的煤层瓦斯压力值P、&值和Smax值的临界值。

2、该区为构造扭、挤压区、褶曲、断层发育、煤层厚度变化较大，煤体破坏

程度较高，故应加强瓦斯地质工作，用“瓦斯地区统计法”进一步对煤层突出危

险性区域进行预测。

3、严格按突出矿井进行管理。加强培训，提高管理人员和从业人员的防突意

识和防突操作技能。

2

第一章矿井概况

第一节矿井基本情况

一、交通位置

矿井位于****省***********县************村境内，矿井由主干公路北到

***县城66km接320国道，南至兴义市52km接国道，南昆铁路地矿区西南方向通

过，距威舍站40km,距清水河站20km,交通比较方便(见交通位置图1—1)。

二、矿井自然概况

1、地形地貌

矿区总体为台地地貌，属中高山地形。矿区北部为飞仙关组中下部地层，井

田内最高点标高1400米，最低点标高1090米，相对高差在310m。

2、河流

****河为山区雨源型河流，河床粗糙，水流湍急，流量变化幅度较大，雨季

山洪飞瀑，河水暴涨，枯水季节流量较小，河水主要受大气降水控制。

3.气象及地震

矿区位于****省西南部边缘，属亚热带湿润季风气候。根据********气象局

统计资料：年降雨量1501.1毫米，年平均相对湿度81%。

根据国家建设部质量监督检验检疫总局2001年7月20日联合发布的《建筑

抗震设计规范》(GB500H—2001)附录A,该井田范围内地震烈度为VI度。

4.电源条件

矿井以现有的引自******110kv变电所一段母线10kv线路作备用电源，另从

******U0kv变点所的二段母线架设10kv专用线路作矿井主供电源，构成可靠的

双回路供电。

5.水源

矿井附近有泉水，还有****河水，工业用水取自小河水，水源有保证。

第二节矿井开采条件

一、地质构造及煤层特征

1•地层

井田及其邻近出露的地层有从二叠系下统茅口组至三叠系下统飞仙关组，现

3

从老到新分述如下：

(1)二叠系(P)

1)下统(P1)

茅口组(Pim)；出露不全，分布于井田外，在老鬼山背斜轴红岩附近及马鞍山

一带有出露。岩性为灰色玄武岩、拉班玄武岩、暗绿色火山角砾岩及凝灰岩。马

鞍山附近本组上部夹中厚层灰岩及含灰岩团块，含腕足类及海百合化石。厚度为

230米，与下伏地层呈假整合。峨眉山玄武岩组是伴随早二叠世晚期东吴运动而发

生的大规模基本性熔浆喷溢的结果(华力西期岩浆岩)，时代属晚二叠世早期，岩

体呈层状分布于含煤地层之下，为含煤岩系的沉积基底，对煤层没有影响。

2)龙潭组(PJ)

井田内主要含煤层，为一海陆交互沉积。岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、

粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥质灰岩、煤层及灰岩组成，平均厚230m,具水平

层理、波状层理、交错层理。组内连续沉积，含煤10〜25层，一般20层左右，

可采煤层5层。与下伏地层呈假整合接触。本组在地表上多为滑坡及第四系覆盖，

由于岩石及煤层松软易风化，地形相对平衡。根据岩性及其组合、沉积特征分为

上、中、下三段，主要可采煤层分布在上段。上段色1)平均厚80M：主要以粉砂

质泥岩为主，中部19号煤层为主要可采煤层，下部多含植物化石碎片。

3)长兴组(Pzc)：平均厚130m,即BL顶界至12号煤层顶界。岩性以灰色灰岩

为主，夹粉砂质泥岩、钙质岩及泥岩，具水平层理。含煤层1〜3层，仅有一层厚

度邻近可采。与下伏地层呈整合接触。本组地层在地表上常呈一小陡坎，顶上一

小平台

(2)三叠系(T)

下统飞仙关组(『f)

分布于井田外围北部。岩性主要为灰绿色、灰色、紫灰色粉砂岩、泥质粉砂

岩、粉砂质泥岩、灰岩等，具波状层理、交错层理。含腕足类动物化石，平均厚

组内连续沉积，与下伏地层呈假整合接触。

(3)第四系(Q)：主要为坡积物、冲积物、岩石风化形成的土等，厚0〜20m

不等。

2、构造

*********煤矿在地质构造单元分区上属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷***

旋扭构造变形区的黔西南涡轮构造，具体位于该构造单元内的牛角山向斜之南西

扬起端了附近。褶皱及断裂构造发育。

4

(1)褶曲

单斜构造是矿区的总体构造格架，岩性主要为二迭系上统龙潭组含煤岩系，

岩层产状：倾向150°〜260°,倾角9°〜13°,但在矿区范围内由于受南东侧、

北西侧及中部三条断层的影响，致使单项斜构造被破坏，在局部地段发生褶曲。

(2)断层

F1断层：出露于矿区北西侧小营上一带，地貌上形成沟堑，地表延伸约1100m,

呈北东向展布，倾向南东，倾角63°,断距50m两盘均为龙潭组，为正断层。

F2断层：出露于矿区中侧小营上一带，地貌上形成沟堑，地表延伸约1300m,

呈北西向展布，倾向南西，倾角70°,断距65〜85m,两盘均为龙潭组，破坏了

矿区内煤层的连续性和完整性，为正断层。

F3断层：出露于矿区东侧，地貌上形成沟堑，地表延伸约1300m,呈北东向

展布，倾向北西，倾角23〜45°,断距50m,两盘均为龙潭组，为正断层。

F4断层：出露于矿区南西侧，地貌上形成沟堑，地表延伸约1000m,呈北西

向展布，倾向北东，倾角45〜70°,断距50m,两盘均为龙潭组，为逆断层。

由于矿区范围内断层构造发育，破坏了区内煤层的完整性，因此，矿区构造

复杂。

3、煤层

储量核实共发现煤层数十层，其中有工业价值的可采煤层有7层，这7层可

米煤层自上而下编号为：。7、C”、。9、C20、C24、C25、C28。各可米煤层均赋存于上

二叠统龙潭组二段(Pl)粉砂岩、粉砂质粘土岩中。其中，加煤层产出于Bl'的顶

部，C18、C19煤层产于P2I的上部，C20煤层产出于Pzl的中部,C24、C?5煤层产于PzF

的下部，Q煤层产出于PzF的底部。纵览全区，以品、C24煤层产出较稳定，全区

可米，3外C25煤层大部可米，C18>C20、C28煤层局部可米。从全矿区各可米煤层的

煤质分析结果看，自上而下硫的含量有明显降低趋势，灰分含量以煤层最高，

分别向金、J煤层有降低趋势。

现将各可采煤层分述如下：

(1)如煤层特征

是全矿区最主要和产出最为稳定和煤层之一，也是现阶段开采量最大的煤层。

的煤层呈层状产出，产状与围岩一致，倾角一般小于15°,多为3〜7。。煤层结

构简单，一般在煤层中或中上部夹一层厚10cm的炭质页岩、炭质泥岩中含星点状

(小量团块状)黄铁矿。煤层最大厚度7〜8m,最小厚度1.85m,一般2.50〜4.00m,

平均3.22m。在向斜南东翼以泥堡为中心，向西(****)和向东(水箸)厚度均有增厚

5

之趋势。

(2)。9煤层特征

煤层产出于牛角山向斜两翼，出露长度约13km,厚度1.50〜2.20m,平均

1.86m,产出较稳定。

煤层呈似层状产出，其产状与顶、底板围岩产状基本一致，倾角小于15。，

煤层内部结构简单，为单层煤、常夹有一层厚约8cm的炭质页岩、炭质粘土岩组

成和豆夹状夹肝，该夹肝在走向和倾向上延伸一般小于1.5~2.0mo

(3)煤层特征

煤层分布于牛角山向斜两翼，受泥堡背斜和F3,F5、Fe断层的影响，在雨勒

至****、****至玉家坪、格界田至三道沟断续出露，出露线总长度达16km。

煤层主要呈似层状，局部呈透镜状产出，是全矿区产出较稳定煤层之一，煤

层产状与围岩一致，倾角10°左右。在煤层的中部通常夹一层不稳定和含黄铁矿

炭质页岩或炭质泥岩，其厚度小于L20m。为此，J煤层在当地有C以上、下煤层

之分。

煤层厚度1.30〜4.00m,平均厚度2.52m。厚度具由北西向南东，由厚(****

沙锅厂)变薄(玉家坪)，再变厚(格界田〜雨勒一带)再变薄(岩角寨)的变化规律。

(4)C18、C20、C25、C28煤层特性

该4层煤在本矿区范围内均属不稳定或较稳定型，表现为煤层的厚度小，结

构复杂，并在空间上变化较大，在矿区内局部地段可供开采。

矿区内主要可米煤层3层，由上至下分别为C17、C19、C240各煤层厚度稳定，

煤质变化小，全区可采。煤层特征见下表：

表1—1主采煤层特征表

煤层煤层厚度(m)层间距煤层倾角顶底板岩性

煤层夹肝数稳定性

名称最小最大平均(m)(度)项板底板

一层夹肝稳定

小于

C171.854.003.220.10米左右粉砂质泥岩砂质泥岩

30

一层小于15度

C191.502.201.860.08米稳定

多为3粉砂质泥岩砂质泥岩

60〜7度

C241.304.002.52一层小于稳定

1.20米

6

4.煤质

据以往地质资料，结合本次核实工作采样分析，矿区各煤层的平均煤质如下:

C"煤层：Mad：2.39%；Aad：13.51%；Vad：8.52%；Stad：1.58%；W(P)

0.008%：W(As)含量：0.000%；Qnet,ar：30.371MJ/kg0

CM煤层：Mad：1.80%；Aad：11.31%；Vad：7.70%；Stad：1.73%；W(P)：

0.008%；W(As)含量：0.000%；Qnet,ar：31.449MJ/kgo

煤层：Mad：2.29%；Aad：20.43%；Vad：8.76%；Stad：2.98%；W(P)：

0.014%；W(As)含量：0.000%：Qnet,ar：27.510MJ/kgo

煤质特征见下表：

表1—2煤质主要特征表（原煤）

煤层编号灰分Ad挥发分Vdaf水分Mad硫分Std发热量Qnet,ar

号煤13.518.522.391.5830,09

号煤11.317.701.801.7331.45

C24号煤20.438.762.292.9827.51

5、顶、底板情况

本矿可采煤层顶、底板完整，节理、裂隙不发育，底板无明显的泥化现象。

其稳定性为中等至稳定。现根据开采情况简述如下：

的号煤层顶板岩性主要为粉砂质泥岩，其次为泥质灰岩、粉砂岩等。底板

岩性主要为炭质泥岩、泥岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等。

1号煤层顶板岩性主要为粉砂岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。底板

岩性主要为泥岩，其次为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。

1号煤层项板岩性主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，其次为泥质灰岩、粉砂

岩等。底板岩性主要为炭质泥岩、泥岩，其次为粉砂质泥岩、粉砂岩等。

根据煤矿的开采情况，以上各可采煤层近地表段顶板节理、裂隙发育。

详见附图：《井上下对照图》和《煤系地层柱状图》。

6、矿井瓦斯、煤炭自燃倾向性、煤尘爆炸性

瓦斯：根据****创新矿冶开发有限公司2005年8月的鉴定报告，本矿为高瓦

斯矿井，相对瓦斯涌出量为15.88m7t。

煤与瓦斯突出：根据煤炭科学总院****分院鉴定，矿井品号煤层为突出煤层。

煤尘：根据煤炭科学总院****分院对***煤矿仁煤尘爆炸性鉴定报告，本矿

C*煤层无煤尘爆炸性，矿井应对品和C"煤层补作鉴定。

7

煤层自燃：根据煤炭科学总院****分院对***煤矿煤层自燃倾向等级鉴定

报告，本矿的煤炭自燃倾向等级为三类。矿井应对3。和C"煤炭自燃倾向等级补作

鉴定。

7、矿井水文地质特征

(1)各地层含水性简述

龙潭组和长兴组：岩性主要由粉砂岩、泥质粉砂岩、泥及煤层组。其分布地

带多被第四系及滑坡覆盖，地下水补给条件好，出露泉点多，井田内泉点流量小,

靠滑坡水补给，动态变化大，主要受大气降水的控制。该组地层含浅部风化裂隙

水，愈往深部含水性愈微弱。

飞仙关组：岩性主要由层状泥质粉砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩组成。浅部含

风化裂隙水，深部局地段含裂隙水。泉点流量受大气降水控制，动态变化大。该

段为长兴组的上覆地层，是矿床间接充水的弱含水层段。

第四系：井田内有零星分布，有松散的冲积物、坡积物、碎石、砂土组成，

含孔隙水。泉水流量动态变化大，主要受大气降水的控制。

(2)滑坡

井旧内滑坡发育，规模大、范围广，均为大型、深层滑坡，属切层基岩、碎

石土滑坡类型。滑坡体均有泉水出露，为一单独的含水岩体，含裂隙、孔隙水。

主要受大气降水的直接渗入部给，透水性好，潜水面随季节性变化大，含水性中

等。为矿床浅部充水的主要含水岩体。H1滑坡：面积0.88平方公里，较大流量为

0.5〜1.3升/秒。滑坡泉水总流量为3.0升/秒。

(3)矿井充水因素分析

大气降水、地表水、滑坡水是矿床充水的主要因素，一般沿基岩裂隙渗入矿

井，未来可沿采空形成的裂隙渗入矿井。裂隙发育地段矿井充水会有所增大。

综上所述，本井田属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质

条件简单，滑坡分布地段水文地质条件相对复杂。

二、地质储量

根据资源/储量核实报告，矿井资源/储量(332)+(333)+(334)?为1257万吨，

其中(332)类为329万吨，(333)类为872万吨，(334)?为56万吨。设计利用资源

/储量为329+872+56/2=1229万吨。

三、勘探程度、资源及开采条件评述

1969〜1972年，****省地质局区域地质调大队对该区进行过区调工作，提交

8

T1：20万盘县幅区域地质调查报告。

1965〜1966年，六盘水地区煤矿地勘公司、煤炭科学院西安研究所和中国科

学古生物研究所对包括本矿区在内的盘县特区西侧羊场坡至土城一带的上二迭系

含煤地层进行了研究，将该区煤层进行了分层编号。

1998年12月，****地勘局一0六地质大队在该区开展过勘查地质工作，提

交了《***县******煤矿区地质简测报告》基本查明了该区煤层的赋存特征及构造

特征。

2005年3月，受***县***煤矿之委托，中化地质矿山总局****省地质勘查院

在***煤矿范围内开展了资源/储量核实工作。

设计认为***煤矿外部条件教好，开采技术条件因存在煤层突出危险而变得恶

劣。以往的储量工作做得多，而对开采条件进行详查工作做得少，应补做地质勘

查（精查）报告。

第三节矿井生产技改扩能情况

一、井田境界及储量

1.井田境界

***县*********煤矿矿界范围以“采矿权许可证”所圈定的矿区范围为准,

其拐点坐标如下:

XY

A280907035486130

B280990035487030

c280896035487540

D280811035487090

E280817035486630

F280832035486820

G280870035486550

H280850035486210

I28088103548b060

矿区面积：1.4331平方公里，开采深度由1200米至1100米标高。

2、储量

根据资源储量核实报告，矿井资源量为1257万吨，其中（332）类为329万吨,

9

（333）类为872万吨，（334）?为56万吨。设计利用资源量为329+872+56/2=1229

万吨。

二、矿井生产能力及服务年限

1、矿井工作制度

矿井设计按年工作日330天计算，每天三班作业，每班8小时。

2、矿井设计生产能力及服务年限

根据技改扩能开采方案设计和已批准的矿井设计文件，本矿设计生产能力为

6~30万吨/年。

服务年限20年。

三、矿井开拓及开采

1、开拓方式

一采区为平胴开拓，二采区为斜井开拓。

2、水平及采区划分

1）水平划分

井田属近水平煤层。不划分水平标高。

2）采区划分

根据矿区范围内F2断层情况，全矿区划分为两个采区，断层以南为一采区，

断层以北为二采区。

3、开采顺序

开采顺序为采区内煤层下行，层内区段下行式的开采方式。首采一采区，二

采区为接替采区。

4、采煤方法

本矿采用走向长壁后退式采煤法，放炮落煤，单体支柱配合较接顶梁支护，

全部陷落法管理顶板。

四、矿井通风

1、通风方式

本矿井通风方式为分区对角式。

10

2、通风系统

本矿井通风系统为分区对角式抽出式。

五、矿井主要设备

1、提升设备

本矿二采区为斜井开拓，主斜井为皮带运输，配备STJ800皮带运输机，长度

520m,功率2X55kw,带宽800nlm,带速1.6m/s。

副斜井为辅助运输，配备JT1600X1200-20型单滚筒绞车，功率135kw0

2、通风设备

矿井选用BD-n-8-N°：18(LP)型防爆轴流式通风机二台，风量30〜70nl'/s.

负压500〜1910Pa,配套电机YBF315M-8,功率2X75kw。

3、排水设备

一采区目前为平胴上山开拓不需排水设备，二采区开拓时必须配备排水设备。

4、压风设备

矿井选用3L-10/7型固定式空气压缩机两台，排气量10m3/min,压力：7kg/cm,

电动机功率75kwo

5、瓦斯抽放设备

选用2BE1-253型水环式真空泵两台，技术参数：流量20m7min,转速

660r/min,电动机功率55kw,电压380/660v,耗水量4.Zm'/h。

选用ZK-75型钻机2台，钻进深度75m,钻孔直径mm(开孔①90、终孔①65),

钻杆直径①421nm,钻孔倾角。〜360°。

6、监测、监控设备

本矿配备KJ90监测、监控设备，设地面分站1个，井下分站3个。

11

第二章矿井煤与瓦斯突出情况

煤炭科学研究总院****分院应***煤矿的要求对矿井c17煤层突出危险性进行

了技术鉴定。

一、煤炭科学研究总院****分院的鉴定情况

鉴定方法采取《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》5.2条规定的“煤层突出危险性

指标法”对该矿金煤层进行鉴定。

1、现场考察及实验室测试结果

2006年5月18目，煤炭科学研究总院****分院在二采区21701掘进工作面施

工钻孔时发生了强烈的喷孔现象。他们重点加强了对该区域煤层破坏类型、瓦斯

放散初速度、煤的坚固性系数、瓦斯压力的考察和测定。

(1)煤层破坏类型的现场考察

通过对***煤矿二采区如煤层现场观察表明，煤层属半亮半暗煤〜暗淡，呈碎

细小块状，层理不清晰。煤层无异常构造，硬度较低。参照《防治煤与瓦斯突出

细则》表6的分类标准，煤层大部分区域为强烈破坏的ni类煤，构造附近为w类

煤。

(2)煤的瓦斯放散初速度ap、坚固性系数f与煤层瓦斯压力

在矿井一、二采区取样测定的C*煤层瓦斯放散初速度AP、坚固性系数f以及

测定的瓦斯压力p如下表2-lo

表2-1C*煤层瓦斯基本参数测定结果

瓦斯放散初速度

地点瓦斯压力P(MPa)坚固性系数(f)

(AP)

一采区0.60280.19

二采区0.88370.21

2、鉴定结果分析

(1)动力现象的性质分析

***煤矿于2004年在一采区曾经出现过煤与瓦斯动力现象，由于时间久远及

矿方相关技术人员更换，涌出瓦斯量及抛出煤量不明，动力现象特征不明显，以

实际发生的动力现象分析，尚不能确定为煤与瓦斯突出。

(2)煤层突出危险性指标的判断

根据现场考察和实验室测定，C”煤层二采区21701掘进工作面突出危险性的

各单项指标值如下表2—2：

12

表2—2预测煤层突出危险性的各单项指标值

煤的破瓦斯放散初煤的坚固性瓦斯压力

指标项目备注

坏类型速度4P系数fMPa

有突出危险煤层III、IV、V》10<0.520.74

III、IV280.190.6一采区

C17煤层

III、IV370.210.88二采区

C17煤层在全部单项指标在二采区都超过了有突出危险煤层的临界值，因此,

煤层为突出煤层。

3、鉴定结论意见

根据上述***煤矿二采区C17煤层掘进工作面所发生动力现象地点煤层突出危

险指标的测定结果，虽然动力现象特征不很明显，但如煤层的全部单项指标都超

过了有突出危险煤层的临界值，按照2004年版《煤矿安全规程》第176条、《防

治煤与瓦斯突出细则》第7、26条以及《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》第四、五

章的规定：***煤业有限公司***煤矿的煤层为突出煤层。

13

第三章煤层突出危险性预测和

防治突出措施的效果检验

第一节一般规定

煤层突出危险性预测是指采用一定的预测方法和措施，对煤层、煤层区域和

工作面附近煤体的突出危险性进行预测。

煤层突出危险性预测分为区域突出危险性预测和工作面突出危险性预测。

区域突出危险性预测应预测煤层和煤层区域的突出危险性，并应在地质勘探、

新井建设、新水平和新采区开拓或准备时进行。

工作面预测是预测工作面附近煤体的突出危险性，应在工作面推进过程中进

行。

突出煤层经区域预测后可划分为突出危险区、突出威胁区和无突出危险区。

在突出危险区域内，工作面进行采掘前，应进行工作面突出危险性预测。采掘工

作面经预测后，可划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。

在突出危险工作面进行采掘作业前，必须采取防治突出措施。采取防治突出

措施之后，还要进行措施效果检验，经检验证实措施有效后，方可采取安全防护

措施进行采掘作业。每执行一次防治突出措施作业循环(包括措施、措施效果检验、

采掘作业)后，须再进行工作面预测，如预测为突出危险时，还必须再执行防治突

出的措施，只有连续2次预测为无突出危险时，该工作面方可视为无突出危险工

作面。

在无突出危险工作面进行采掘作业时，可不采取防治突出措施，但必须采取

安全防护措施。

第二节区域突出危险性预测

煤炭科学研究总院****分院按照《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》5.2条规定的

“煤层突出危险性指标法”对该矿的煤层进行鉴定；未对加煤层以下的各煤层作

突出危险性鉴定。故对C口煤层以下各煤层在开拓或准备前应进行突出危险性预测。

一、区域突出危险性预测方法简述

煤层区域突出危险性预测方法有“煤层突出危险性指标法”、“瓦斯地质统计法”

和“综合指标法”。现分述如下：

1、“煤层突出危险性指标法”。指标可用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指

标(AP)、煤的坚固性系数(f)和煤层瓦斯压力(p)o判断煤层突出危险性的临

14

界值，应根据矿井的实测资料确定，如无实测资料时，可参考表3—1所列数据划

分，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层。

表3-1预测煤层突出危险性的各单项指标值

煤的破瓦斯放散初煤的坚固性瓦斯压力

指标项目备注

坏类型速度4P系数fMPa

有突出危险煤层III、IV、V>10<0.5>0.74

注：煤的破坏类型分类可参见《防治煤与瓦斯突出细则》表6。

2、”瓦斯地质统计法”。根据已开采区域确切掌握的煤层赋存和地质构造条件

与突出分布的规律，划分出突出危险区域与突出威胁区域。

3、”综合指标法”。在岩石工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层

瓦斯压力；在打测压孔的过程中，每米煤孔采取一个煤样，测定煤的坚固性系数

(f);将两个测压孔所得的坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固

性系数；将坚固性系数最小的两个煤样混合后，测定煤的瓦斯放散初速度指标(4

P)o

煤层区域性突出危险性，可按下列两个综合指标判断：

D=(0.0075H/f-3)(p-0.74)(1)

K=Ap/f(2)

式中D一煤层的突出危险性综合指标；

K一煤层的突出危险性综合指标；

H一开米深度，m；

P一煤层瓦斯压力，取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa；

△p一软分层煤的瓦斯放散初速度指标；

f一软分层煤的平均坚固性系数。

综合指标D、K的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，如无实测资料,

可参照表3—2所列的临界值，确定区域突出危险性。

表3-2综合指标D和K预测煤层区域突出危险性的临界值

煤层突出危险性综合指标煤层突出危险性综合指标K

D无烟煤其它煤种

0.252015

注：如果D=(0.0075H/f-3)(p-0.74)式中两个括号内的计算值都为负时，则不论D值大小，都为突出威胁

区域。

二、区域突出危险性预测指标选择与临界值确定

1、突出危险性预测指标选择依据：

15

***煤矿可采煤层有3层，自上而下依次为：C17、C19、C24号煤层。煤层厚度变

化C171.85〜4m；C191.5〜2.2m；C241.3〜4m。煤种为无烟煤。煤炭科学研究总

院****分院鉴定时实测煤的破坏类型为HI、IV类。

***煤矿在地质构造单元分区上属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷***旋扭构

造变形区的黔西南涡轮构造，具体位于该构造单元内的牛角山向斜之南西扬起端

了附近。褶皱及断裂构造发育。井田内及井田四周有Fl、F2、F3、F44条断层，

断层呈“X”状，为典型的构造应力挤压、扭曲控制区。煤层厚度变化与煤的破坏

程度较高与此有关。

2004年、2005年矿井瓦斯等级鉴定均为高瓦斯矿井，两年鉴定的相对瓦斯涌

出量最高为18.75m3/t。煤炭科学研究总院****分院鉴定时实测瓦斯压力0.60~

0.88MPa。

从井上下对照图可以看出煤层最大埋藏深度为200m。

以上分析可以得出品煤层突出的主要受控因素及强度依次为：构造应力、瓦

斯压力、煤体破碎、地应力。

2、突出危险性预测指标选择：

对C*煤层突出的主要受控因素分析及强度排序，可以指导C*煤层以下各煤层

突出危险性预测时的指标选择与临界值确定。

煤层突出危险性预测指标的选择应遵循相关性和易操作性原则。即选择的指

标能反映煤层突出的主要受控因素及强度且便于实施。

心煤层以下各煤层区域突出危险性预测指标选择如下：

综合指标D和K。该指标与开采深度、煤层瓦斯压力、软分层煤的瓦斯放散初

速度指标、软分层煤的平均坚固性系数有紧密的相关性。

3、突出危险性预测指标的临界值确定

综合指标D、K的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，鉴于本矿无实

测资料，可参照表3-4所列的临界值，确定区域突出危险性。

三、区域突出危险性预测方法的确定

按照《防治煤与瓦斯突出细则》第30条的规定，选择“综合指标法”对C17

煤层以下各煤层区域突出危险性进行预测。P实测按照《防治煤与瓦斯突出细则》

附录二规定执行；Ap实测按照《防治煤与瓦斯突出细则》附录七规定执行；f实

测按照《防治煤与瓦斯突出细则》附录六规定执行。按公式计算得出综合指标D

和Ko

16

第三节工作面突出危险性预测

一、指标选择与临界值确定

根据以上的煤层突出的主要受控因素及强度分析；遵循相关性和易操作性原

则和《防治煤与瓦斯突出细则》第31〜44条的规定。工作面突出危险性预测指标

选择如下：

钻屑瓦斯解吸指标及。该指标系煤样瓦斯解吸特征系数，其值的大小与煤层瓦

斯压力、瓦斯解吸速度及煤的破坏程度等有关，而这些参数与突出危险性关系密

切，4指标的测定值大小反映出了工作面突出危险性的大小。实验室的实验结果和

现场大量实践都表明Ki值用于突出危险性预测是切实可行的。

每米钻屑指标S3。每米钻孔煤屑的重量。该指标与煤体机械强度、地应力的

大小、瓦斯压力大小有关，具有综合影响的效果。测定值大小反映出了工作面突

出危险性的大小。现场大量实践都表明每米钻屑值S蚪用于突出危险性预测具有操

作简单、实施方便、可靠性高等优点。该指标对应力集中带、煤体破坏程度有较

高的敏感度。选择该指标对本矿具有针对性。

K1、S3值的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，如无实测资料，

可参照表3—3所列的临界值，确定工作面突出危险性。

表3-3%、S则值预测工作面突出危险性的临界指标值

最大钻屑量Smax钻屑瓦斯解吸指标Ki

危险性

Kg/mL/mML/(g.min1/2)

三6>5.4>0.5突出危险工作面

<6<5.4<0.5无突出危险工作面

二、工作面突出危险性预测方法

1、工作面突出危险性预测方法

采用钻屑瓦斯解吸指标（KJ法和每米钻屑指标法（SgJ组合预测的方法对

工作面突出危险性进行预测。实施突出危险性预测时，若测定的参数：

⑴最大钻屑量Sa*或钻屑瓦斯解吸指标K1,有一个指标大于表3—3临界指标

值，预测结果为：突出危险工作面。

⑵最大钻屑量S则和钻屑瓦斯解吸指标凡，两个指标都小于表3—3临界指标

值，预测结果为：无突出危险工作面。

2、突出危险性预测参数测定

仪器及设备：

17

⑴WTC便携式矿用本质安全型智能测量仪器，用于测定煤与瓦斯突出预测预

报参数。主要测量钻屑瓦斯解吸指标K八综合指标A（由Ki指标和煤的坚固性系数

f值组成的指标）。

⑵电煤钻、风钻、防突钻机。

⑶容器、便携式称重仪、秒表、筛子、其他仪器等。

参数的测定：

按《防治煤与瓦斯突出细则》附录四规定的测定方法，测定最大钻屑量S.,

使用WTC测定钻屑瓦斯解吸指标Klo

三、石门揭煤工作面突出危险性预测

按本节工作面突出危险性预测方法实施石门揭煤工作面突出危险性预测。

采用上述方法预测石门工作面突出危险性时，应符合下列要求：

⑴在石门工作面距煤层最小垂距为3〜10m时，利用探明煤层赋存条件和瓦

斯情况的钻孔或至少打两个直径为50〜75mm的预测钻孔，其钻进煤层时，测定每

米钻屑量，用1〜3mm的筛子筛分钻屑，测定其瓦斯解吸指标4。封孔测定瓦斯压

力P°

（2）按《防治煤与瓦斯突出细则》附录四规定的测定方法，测定最大钻屑量Sw,

使用WTC测定钻屑瓦斯解吸指标Klo按《防治煤与瓦斯突出细则》附录三测定瓦

斯压力Po

⑶按本章工作面突出危险性预测方法进行判断。

⑷填报表3—4。

工作面突出危险性预测记录表

表3—4矿井

工作面名称煤层测定日期年月日

钻孔深度钻屑瓦斯解吸指标钻屑量备注

钻孔编号

（m）Ki(mL/g.min"Smax

突出危

险结论

总工程师

批示

通风科（区长）地测科长预测人员

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四、煤巷掘进工作面突出危险性预测

按本节工作面突出危险性预测方法实施煤巷掘进工作面突出危险性预测，但

应按下列步骤进行：

⑴在煤巷掘进工作面打3个直径42mm、孔深8〜10m的钻孔。钻孔布置在软

分层中，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔

点应位于巷道轮廓线外2〜4m。见图3—1。

（2）按《防治煤与瓦斯突出细则》附录四规定的测定方法，测定最大钻屑量S则,

使用WTC测定钻屑瓦斯解吸指标Klo

⑶按本章工作面突出危险性预测方法进行判断。当预测为无突出危险工作面

时，每预测循环应留有2m的预测超前距。

⑷填报表3—4。

五、回采工作面突出危险性预测

按本节工作面突出危险性预测方法实施回采工作面突出危险性预测，但应按

下列步骤进行：

⑴在回采工作面每10〜15m布置一个预测钻孔，孔深根据工作面循环推进度

确定，但不得小于3.5mo预测孔布置见图3—2。

（2）按《防治煤与瓦斯突出细则》附录四规定的测定方法，测定最大钻屑量S**,

使用WTC测定钻屑瓦斯解吸指标Klo

⑶按本章工作面突出危险性预测和防治突出措施的效果检验进行判断。当预

测无突出危险工作面时，每预测循环应留有2m的预测超前距。

（4）填报表3—4。

六、煤巷刷帮扩巷工作面突出危险性预测

按本节工作面突出危险性预测方法实施煤巷刷帮扩巷工作面突出危险性预

测，但应按下列步骤进行：

（1）在煤巷刷帮扩巷工作面每10〜15m布置一个预测钻孔，孔深根据扩帮宽度

确定，但不得小于3.5mo预测孔布置见图3~2o

（2）按《防治煤与瓦斯突出细则》附录四规定的测定方法，测定最大钻屑量Sw,

使用WTC测定钻屑瓦斯解吸指标Klo

⑶按本章工作面突出危险性预测方法进行判断。当预测为无突出危险工作面

时，每预测循环应留有2m的预测超前距。

⑷填报表3—4。

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第四节防突措施效果检验

一、远距离和极薄保护层的保护效果检验