西一西轨道石门揭418煤防突设计

1、目 录一、说明1（一）概述1（二）揭煤工序安排2二、前探钻孔3三、测压（取样）5（一）测压钻孔施工要求5（二）测压钻孔封孔6四、区域突出危险性预测6五、区域性防治突出措施6六、区域防突措施的效果检验6七、区域验证（工作面突出危险性预测）8八、工作面防治突出措施8九、工作面防突措施效果检验9十、安全岩柱9十一、远距离爆破9十二、防突系统及其它安全防护设计10（一）通风系统：10（二）抽采系统12（三）供电系统13（四）监测监控13（五）安全设施18（六）避灾19十三、组织管理19十四、揭煤设计附图19附件一、-490m西一西轨道石门揭4-18煤地质说明书附件二、-490m西一西轨道石门揭煤工作流

2、程时间安排附件三、揭煤工艺流程图-490m西一西轨道石门揭4-18煤层防突设计一、说明（一）概述-490m西一西轨道石门标高-490m，从-490m西翼轨道大巷Wk 29点前55m位置拨门按N20方位、3上坡施工。巷道主要用途为运输。断面：5.24.0m。巷道设计工程量为240m，巷道断面为直墙半圆拱，采用锚网喷支护方式，揭煤段为架棚支护。巷道为穿层巷道，向前施工将揭穿4-18煤层。本巷道揭煤施工由矿开拓三队承担。-490m西一西轨道石门由4-1煤底板施工至8煤顶板。本揭煤区段为早二叠世中晚期下石盒子组地层，4-1煤层底板15m左右位置发育花瓣状粘土岩与铝质粘土岩，含有鲕状结构的结核，顶板主要

3、为厚层状粉砂岩，普遍含菱铁矿石、泥质等成分；4-2煤顶底板均为厚层状粉砂岩；4-2煤与5-1煤之间为厚层粉砂岩，5-1与5-2煤之前为薄层泥岩，5-2煤上部以砂岩为主，煤岩层对比可靠，6-1煤与下伏5-2煤间，岩性常为细砂岩、中砂岩为主；8煤顶板为厚层状砂岩，上部岩层为植物化石带，主要由羊齿、斜羽叶等化石。巷道东部有已回采的12124工作面，巷道东南部有已施工的12124上风巷探煤巷，北部正在施工-400西一西回风石门，该巷已揭露11-1、11-2煤，其余煤层无采掘活动。根据现有地质资料分析，4-1、4-2煤层结构复杂，局部含夹矸，4-1煤层平均厚度2.5m，倾角3236， 4-1煤底板15-

4、23m处发育一层标志层，为花斑铝质粘土岩，与4-2煤层间距5.1m；4-2煤层平均厚度2.19m，倾角3436，4-2煤与5-1煤之间为厚层状粉砂岩，与5-1煤层间距15.7m ；5-1、5-2煤表现为“一薄一厚”，即5-1煤薄，平均厚度0.72m，倾角3536，5-2煤厚，平均厚度1.8m，倾角3236，两煤层间距较小，约1m；6-1煤为薄煤层，局部缺失（该石门所揭露6-1煤层缺失）；7-1煤层平均厚度2.0m，倾角36，7-1煤局部结构复杂，7-1煤与8煤之间常有薄层炭质泥岩，层间距约9m；8煤层平均厚度2.66m，倾角36，8煤稳定，顶板为厚层状中细砂岩。 根据勘探资料及三维地震资料分析

5、：该掘进区段为单斜构造，地层产状为20-3032-40，平均倾角36， 根据现有地质资料分析，-490m西一西轨道石门揭煤段位于F70逆断层与WF10逆断层之间，附近发育的主要断层有：WF5正断层、WF8逆断层；其中F70断层在12124工作面上下顺槽已揭露，WF5、WF9逆断层在12124工作面切眼中已揭露，WF8尚未揭露。根据本矿精查地质报告，本掘进区段基岩面标高在-320m左右，瓦斯风化带由基岩面向下垂深150m，即-470m以上为瓦斯风化带，而巷道掘进标高为-485m。由于距离WF5断层较近，所揭4-1煤可能有构造煤发育。经河南理工大学鉴定：西一采区12128、12125、12124、

6、东一采区11116工作面（标高：-400-490m）均处于瓦斯风化带内。-490m东翼回风、轨道、皮带三条石门，-490m西翼回风、轨道、皮带三条石门揭13-11煤预测均无突出危险性，均已安全揭过，施工探煤地质钻孔、测压钻孔及实际揭露时，无异常现象，各项预测指标均未超标。根据-490m水平邻近石门揭煤期间瓦斯资料收集： 4-1煤、4-2煤、5煤、7-1煤、8煤的瓦斯压力平均值分别为0.31Mpa、0.33Mpa、0.31 Mpa、0.37Mpa、0.25Mpa，预计-490m西一西轨道石门揭4-18煤无突出危险。该揭煤工作面采用四台230Kw局扇(两主两备)，连接两路800m风筒向迎头供风。-

7、490m西翼轨道大巷内设置两组正反向风门，局扇安设在-490m西翼轨道大巷正反向风门进风侧，揭煤期间迎头风量不低于800m/min。地质说明书见附件一。（二）揭煤工序安排揭煤工序流程如下（工序安排及揭煤工艺流程见附件二、三所示）：1、前探：在距WF5正断层法距10m位置施工不少于5个地质前探孔，精确控制WF5断层产状与4-1、4-2煤层厚度及产状，初步探明5-1、5-2煤赋存情况；距5-1煤底板法距10m位置施工不少于4个地质前探孔，精确控制5-1、5-2、6-1煤层厚度及产状；距7-1煤底板法距10m位置施工不少于4个地质前探孔，精确控制7-1、8煤层厚度及产状；要求每茬地质前探孔中必须施工

8、不少于2个前探取芯孔，且至少有一个前探孔沿巷道正前方布置，要求取芯孔必须穿过煤层顶板法距2m以上；2、区域预测：-490m西一西轨道石门揭4-18煤根据各煤层层间距，分成5个阶段进行揭煤，即4-1煤第一个阶段、4-2煤第二阶段、5-1、5-2煤第三阶段、7-1煤第四阶段、8煤第五阶段。（因6-1煤层在该揭煤巷道内缺失，故不考虑）巷道施工至距4-1煤底板最小法距10m前施工8个测压钻孔，巷道施工至5-1煤层、7-1煤层、8煤层底板最小法距10m前施工3个测压钻孔，采用实测瓦斯压力P和瓦斯含量W进行区域预测。若区域预测该阶段煤层有突出危险，采取以下措施：（1）距所揭煤层底板最小法距7m前施工瓦斯抽

9、采钻孔（见附图）。（2）抽采结束后，采用瓦斯抽采率、残余瓦斯压力、残余瓦斯含量进行效果检验（无效重新采取措施直至有效）。（3）距所揭煤层底板最小法距5m前采取综合指标法和钻屑解吸指标法进行区域验证。根据预测情况采取相应措施直至有效。3、工作面预测：若区域预测无突出危险，在距4-1煤层、4-2煤层、5-1煤层、7-1煤层、8煤层底板最小法距5m前采取综合指标法和钻屑解吸指标法分别对所揭煤层进行工作面预测。若工作面预测该阶段煤层有突出危险，采取以下措施：（1）在工作面预测位置施工瓦斯抽采钻孔（见附图）。（2）抽采结束后，采用瓦斯抽采率、钻屑瓦斯解吸指标进行效果检验（无效重新采取措施直至有效）。4、

10、若工作面预测无突出危险，执行安全防护措施揭开煤层。5、在石门施工至所揭煤层法距5m时执行边探边掘严格控制岩柱，从所揭煤层法距2m开始工作面验证（根据验证结果采取相应措施直至有效，采用直接法测定区域防突措施控制范围内待揭煤层残余瓦斯含量），验证无突出危险采取远距离放炮揭穿煤层直至穿过该阶段煤层至顶板法距2m位置。二、前探钻孔在巷道距WF5正断层法距10m位置施工不少于5个地质前探孔，精确控制WF5断层产状与4-1、4-2煤层厚度及产状，初步探明5-1、5-2煤赋存情况，详细记录岩芯资料，且必须有一个钻孔沿巷道揭煤正前方布置，所有钻孔要求测斜（钻孔参数见下表）。孔号倾角方位角孔深（m）1#0208

11、02#+3020553#-1020654#0350905#05065在巷道施工距5-1煤底板法距10m位置施工不少于4个地质前探孔，精确控制5-1、5-2、6-1煤层厚度及产状，详细记录岩芯资料，且必须有一个钻孔沿巷道揭煤正前方布置，所有钻孔要求测斜（钻孔参数见下表）。孔号倾角方位角孔深（m）1#020502#+3020353#-1020654#05070在巷道施工距7-1煤底板法距10m位置施工不少于4个地质前探孔，精确控制7-1、8煤层厚度及产状；详细记录岩芯资料，且必须有一个钻孔沿巷道揭煤正前方布置，钻孔要求测斜（钻孔参数见下表）。孔号倾角方位角孔深（m）1#020502#+302035

12、3#-1020704#035065钻孔施工必须认真记录钻孔开孔位置、见煤深、止煤深、孔深，以确定煤层的层位、厚度、倾角、顶底板岩性，地质构造等赋存情况及安全岩柱。三、测压（取样）（一）测压钻孔施工要求距4-1煤层底板最小法距10m前、距5-1煤层、7-1煤层、8煤层底板最小法距10m前施工区域预测测压钻孔，共施工17个区域预测测压钻孔，施工参数见下表（钻孔布置见附图）。孔号孔径（mm）倾角与巷道中线夹角孔深（m）1#9422.3左偏16322#9420.2右偏30.4353#9432.2左偏50.3254#9444.60195#9437.5右偏39.4226#9414左偏26.8387#941

13、5.70348#9414.8右偏20369#949.5左偏38.42710#941202211#9410.5右偏292512#949左偏40.82613#9411.802014#9410.2右偏31.22315#9416左偏38.22816#942002317#9417.6右偏2926为了防止测压孔之间煤层裂隙的相互影响，每一阶段区域预测测压孔见煤处间距不得小于5m，并至少有1个测压孔布置在井巷轮廓线外15m。利用测压孔取该阶段各煤层煤样一份，煤样重量每份不少于3.5Kg，煤样取好后及时送通风实验室化验各煤层的f、P、K值及a、b常数。测压孔施工完毕后，立即封孔测压，封孔前必须用高压吹风将封孔

14、段内的煤粉和水吹净，采用注浆泵高压注水泥膨胀剂封孔，封孔段末端距测压管末端0.20.5 m，封至待测煤层见煤点，封孔时应保护好测压管，以防折断。（二）测压钻孔封孔采用被动式测压法，封孔工艺如下：1、采用“两堵一注”的封孔方法。2、开始封孔时，先下4分铁管作为测压返浆管，管顶部封闭，前端为花眼管（长0.51m，花眼直径5mm）置于测压气室内，花眼管段后设钻孔封孔的前堵头（长不少于0.5m），堵头后的4分铁管接三通，其一端接测压软管，并引出接至孔口外的测压表，另一端接4分实心连接头（或常闭闸阀），隔离测压气室，实心连接头后再接4分三通，其一端敞口作为返浆口，另一端延接4分铁管至孔口，作为返浆管。3

15、、测压软管与4分铁管捆扎牢固一并送入孔内，到位后，记录4分铁管累计下管长度。4、测压孔的孔口段设钻孔封孔的后堵头（长不少于0.5m），并下长度不少于2m的注浆管。5、按水灰比为0.8：1配制水泥浆，用封孔泵注入孔内，返浆后关闭返浆管闸阀，间歇性地继续注浆，直至注实为至。6、注浆封孔结束，凝固24h后进行压力表装置的安装。压力表装置距井壁不少于100mm。压力表装置现场安装前必须经气密性试验。7、与测压气室内花眼管连接并引出至压力表的测压管必须采用内径58mm的整根高压软管（承受内压12MPa）。测压管路系统的连接头耐压应12MPa。四、区域突出危险性预测区域预测采用实测瓦斯压力P和瓦斯含量W，

16、符合以下条件之一，为突出危险区：1、瓦斯压力P0.74MPa；2、瓦斯含量W8m3/t3、前探、预测等各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。五、区域性防治突出措施若所揭煤层区域预测有突出危险，在所揭煤层最小法距7m外采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。1瓦斯压力P2MPa，钻孔的最小控制范围是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（设计见附图，附抽采设计）。2瓦斯压力P2 MPa或打钻过程有动力现象的，钻孔的最小控制范围是揭煤处巷道轮廓线外15m，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

17、段巷道的轮廓线）的最小距离不小于7m（预计瓦斯压力P2 MPa，若P2 MPa或打钻过程中有动力现象，抽采钻孔布置按上述要求设计）。揭煤期间巷帮钻场保持连续抽采。六、区域防突措施的效果检验采用直接法测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量对区域防突措施进行效果检验。在预抽区域内的上部、中部和两侧共布置4个检验测试点，至少有1个检验测试点位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围（设计见附图）。效果检验有效必须同时满足以下条件：1预抽区域内煤层瓦斯预抽率45%；2残余瓦斯压力PC0.74Mpa；3残余瓦斯含量WC8 m3/t；4预测时未发现其他异常情况。效果检验无效时，必须采取补充措施，直至效检合格。七、区域验

18、证（工作面预测）孔号孔径（mm）倾角与巷道中线夹角孔深（m）1#9420.3左偏33.6132#94240113#9420.3右偏33.6134#9420.3左偏34.6135#9424.40116#9420.3右偏34.6137#9420.8左偏29.7148#9423.10139#9420.8右偏29.71410#9420.5左偏33.51311#942401112#9420.5右偏33.51313#9416.7左偏26.51314#9418.601115#9416.7右偏26.513区域验证（工作面预测）采取综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法。距4-1煤层、4-2煤层、5煤层、7-1煤层、8

19、煤层底板最小法距5m时施工不少于3个钻孔，共施工15个区域验证（工作面预测）钻孔，施工参数见上表（钻孔布置见附图），每组至少有1个钻孔控制到井巷轮廓线外不少于5m位置，区域验证（工作面预测）无突出危险，必须满足以下要求：1、综合指标D0.25且K152、钻屑瓦斯解吸指标K10.5mL/g；3、预测时未发现其他异常情况。八、工作面防治突出措施若所揭煤层区域验证（工作面预测）有突出危险，在距该煤层法距5m外采取预抽煤层瓦斯工作面防突措施，钻孔控制范围为巷道轮廓线外不少于5m（设计见附图）。九、工作面防突措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标 K1（h2）值进行效果检验，每一阶段效检孔不少于5个且必须布置

20、在措施孔控制范围内距边缘边不大于2m的位置（中部效检孔除外）。分布在巷道上部、中部、下部和两侧。效检合格且未发现其他异常情况，工作面施工至距所揭煤层底板法距2m时再采用Smax、K1进行验证（K1、Smax，临界值:K10.5ml/ g.min1/2、SmaxIQ+KxIe=414+69=483A，取500AI过Ie=P额1.15=120KW1.15=138A，取140A电缆换算长度：LH=（47+2+2）0.53+（240+100+160+190+280+190+50）0.73+153.01=955m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=770A校验：Id(2)/ Iz=770/500=1.

21、541.5 合格-490西翼变电所内第一路专用局扇分馈电开关，KBZ-400（编号：31-35-420） 控制容量与3135438相同，为120KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.156=414A 其余之和KxIe2301.15=69AIzIQ+KxIe=414+69=483A，取500AI过Ie=P额1.15=120KW1.15=138A，取140A电缆换算长度：LH=（47+2+2+1+1）0.53=28m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=8264A校验：Id(2)/ Iz=8264/500=16.51.5 合格-490西翼变电所内第一路专用局扇总馈电开关，K

22、BZ-630（编号：31-35-414） 控制容量240KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.156=414A 其余之和KxIe2301.153=207AIzIQ+KxIe=414+207=621A，取1260A（因开关整定步距为0.1一档）I过Ie=P额1.15=240KW1.15=276A，取315A（因开关整定步距为0.1一档）电缆换算长度：LH=（47+2）0.53=26m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=8264A校验：Id(2)/ Iz=8264/1260=6.561.5 合格-490西翼变电所内第二路专用局扇低压馈电开关，KBZ-400（编号：31-3

23、5-435） 控制容量：120KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.156=414A 其余之和KxIe2301.15=69AIzIQ+KxIe=414+69=483A，取500AI过Ie=P额1.15=120KW1.15=138A，取140A电缆换算长度：LH=（70+2+2+48+200+140+119+582）0.53+40.73+153.01=664m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=1068A校验：Id(2)/ Iz=1068/500=2.11.5 合格-490西翼变电所内第二路专用局扇分馈电开关，KBZ-400（编号：31-35-426） 控制容量与313

24、5435相同，为120KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.156=414A 其余之和KxIe2301.15=69AIzIQ+KxIe=414+69=483A，取500AI过Ie=P额1.15=120KW1.15=138A，取140A电缆换算长度：LH=（70+2+2+1+1）0.53=40m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=7402A校验：Id(2)/ Iz=7402/500=14.81.5 合格-490西翼变电所内第二路专用局扇总馈电开关，KBZ-630（编号：31-35-444） 控制容量240KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.15

25、6=414A 其余之和KxIe2301.153=207AIzIQ+KxIe=414+207=621A，取1260A（因开关整定步距为0.1一档）I过Ie=P额1.15=240KW1.15=276A，取315A（因开关整定步距为0.1一档）电缆换算长度：LH=（70+2）0.53=38m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=7402A校验：Id(2)/ Iz=7402/1260=5.871.5 合格 动力及移变低压侧保护整定490m西一西轨道石门施工队联锁配电点动力馈电开关， BKD-200（编号：31-35-381） 控制容量：P53.5KW整定：最大一台P45KWIQ =P1.156=451

26、.156=311A 其余之和KxIe（5.5+3）1.15=10AIzIQ+KxIe=311+10=321A，取350AI过Ie=P额1.15=53.5KW1.15=62A，取70A电缆换算长度：LH=（60+18+120+140+151+120+115+90+102+177）0.53+95+23.01+158.11=801m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=909A校验：Id(2)/ Iz=909/350=2.61.5 合格490m西翼轨道大巷移变配电点移变低压侧， KBSGZY630/10/0.69（编号：51-19-120）此低压侧带有备用局扇及动力线路，根据局扇自动切换开关的工作特

27、点和风电闭锁的原则，采用专局开关闭锁动力馈电。备局启用时，自动切换开关的专局侧必定处于停用状态，其动力馈电因风电闭锁的作用而处于断电状态，因此，按此低压侧最大可能的负荷量计算。其下有两条动力线路，分别考虑a.西一西轨道石门线路的最大负荷为：此线路带有西一西轨道石门的动力和备用局扇。（备用局扇启用时,因风电闭锁作用,动力馈电处于停用状态)，备用局扇启用时负荷为120KW，而动力启用时，最大负荷为53.5KW，因此最大负荷为120KW，最大一台P230KWb. 西翼皮带机巷线路的最大负荷为：此线路带有西翼皮带石门的动力和备用局扇。（备用局扇启用时,因风电闭锁作用,动力馈电处于停用状态)，备用局扇启

28、用时负荷为60KW，而动力启用时，最大负荷为90.5KW，因此最大负荷为90.5KW，最大一台P45KW因此此总馈的控制容量：P120+90.5KW =210.5KW 最大一台P230KW整定：最大一台P230KWIQ =P1.156=2301.156=414A 其余之和KxIe(60+90.5)1.15173AIzIQ+KxIe=414+173=587A，取630AI过Ie=P额1.15=210.5KW1.15=242A，取252A电缆换算长度：LH=600.53+3+3+153.01=83m线路最远端两相短路值：查表Id(2)=5147A校验：Id(2)/ Iz=5147/630=8.17

29、1.5 合格（四）监测监控按通风系统图所示，监测监控队在以下地点设置高低浓度瓦斯监测传感器（巷道距离超过5m安设T1巷道距离超过10m安设T2）：探头T1距石门工作面迎头不大于5m，探头T2安设在石门工作面第一回风口1015m位置，每5001000米巷道增设一个瓦斯传感器T2，探头悬挂距顶梁不大于300mm，距侧壁不小于200mm。探头报警点断电点复电点断电范围T11.0%1.5%1.0%工作面及回风系统内全部非本质安全型电气设备T2、T20.8%0.8%0.8%（五）安全设施1、施工前探钻孔前必须完善隔爆水槽、放炮喷雾、净化喷雾、现场图牌板。2、-490m西翼轨道大巷内设置一组隔爆水槽，距石

30、门揭煤工作面迎头60200m，安装质量应符合质量标准要求，其水量不少于200L/m2。（位置见通风系统图所示）3、凡进入该区域内的人员必须佩戴隔离式自救器。4、-490m西一西轨道石门距迎头2540m巷道内设置一组压风自救系统，回风系统有人员作业的地点设置一组压风自救系统，且必须遵守下列规定： （1）压风自救系统安设在井下压缩空气管路上，保证正常压风；（2）每组压风自救一般可供58个人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min，并且有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴。施工单位加强爱护，确保其灵敏可靠。4、避难硐室在距离-490m西一西轨道石门揭煤迎头300m外施工一个避难硐室(深宽高：6

31、53.3m)。避难硐室必须满足工作面最大工作人员避难需要，室内设置甲烷传感器、CO传感器、压风自救、饮用水、自救器及直达调度的电话，硐室内压风自救头数及自救器个数均不少于15个，避难硐室设置一道向外开启的风门。避难硐室兼做揭煤期间的放炮站使用。（六）避灾避灾路线：工作面-490m西翼轨道大巷-490m西翼轨道石门-490m西翼运输大巷-490m副井车场副井地面避灾路线详见通风系统图。防突知识培训：对揭煤施工队伍及进入揭煤区域人员进行防突知识培训，经考试合格后，方准上岗，培训时间不少于1个月。培训内容为：有关突出的规章制度，突出发生的规律，防治突出的基本知识（突出预兆、突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验和安全防护措施等）。3、揭煤期间，要将揭煤措施贯彻到本巷道及其回风系统作业的每一个人员，并组织考试合格后方可上岗。十三、组织管理1、揭煤领导小组由总工程师任组长，安全处长、机电矿长、掘进矿长、采煤矿长、通风副总、安全副总、机电副总、掘进副总、开拓副总、采煤副总、地测副总任副组长，成员由调度所、通风科、通风队、安监科、技术科、机电办、地测科、抽采队、监控队、供电队、生产准备队及开拓三队单位负责人组成，下设十一个小组，每一小组由一名副总