1204轨道顺槽专项防突设计措施

太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施110206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施第一章工作面基本情况一、工作面概况1、10206瓦斯治理巷地面位置位于圪垯沟东北部30m，工作面标高727-691m，地面标高1360-1485m。本工作面位于10202及10204采空区的下方，东部上方为10206工作面，北部为东翼皮带巷，南部为未规划采区，西部为未规划采区。10206瓦斯治理巷长度700m，按方位角137°沿2#煤掘进，回风绕道长度38m，按方位角48°掘进。10206瓦斯治理巷距10204轨道顺槽水平距为20m。2、该巷道断面形状为矩形，根据巷道层位、围岩岩性及有关设计等确定该巷道断面规格，断面技术参数如表1所示。支护形式采用锚网（索）联合支护。表1巷道断面技术参数巷道名称面积（m2）净宽(m)净高(m)工程量(m)10206瓦斯治理巷13.444.82.87003、施工方法为综掘，带式输送机运输。二、煤层瓦斯赋存条件1、2#煤层整体赋存较稳定，厚度1.80～2.10ｍ之间，平均为1.9m，煤层倾角2°～3°，平均2.3°。2#煤层下部1.77m处为3#煤层，3#煤层厚度0.65m。2#、02#层间距为7.1m。表2煤层顶底板情况表太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施2顶底板名称岩石名称厚度(m)岩性特征老顶粉砂岩2.0深灰色，半坚硬，缓波状层理。直接顶泥岩4.27黑色，厚层状，半坚硬，平行层理，夹粉砂质条带。直接底砂质泥岩1.75黑色，半坚硬，剪节理。2、瓦斯情况根据《原相煤矿一采区工作面瓦斯涌出量预测报告》，一采区2#煤层最大瓦斯含量为12m³/t，巷道掘进速度为每月300m时，掘进期间绝对瓦斯涌出量为2.96m3/min。3、煤尘2#煤煤尘具有爆炸性，火焰长度10mm，自燃倾向性等级为Ⅲ即不易自燃。4、地质构造原10204轨道顺槽7#测点处存在一陷落柱，编号为W2，长轴51m，短轴38m，面积1380.2m2；原10204停采线处揭露一正断层，走向N53°E，倾向S37°E，倾角65°，落差1.6m，对掘进有一定影响。第二章区域综合防突措施一、区域突出危险性预测根据中国矿大2013年11月出具的太原华润煤业有限公司原相煤矿02、2号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，太原华润煤业有限公司原相煤矿2号煤层煤的破坏类型属于Ⅲ类破坏煤；煤层的瓦斯压力为1.15MPa，大于0.74MPa；煤体坚固性系数为0.33，小于0.5；瓦斯放散初速度为16.4mmHg，大于10mmHg。根据《煤矿瓦斯等级鉴定太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施3暂行办法》（2011年）等规定，鉴定结果为：太原华润煤业有限公司原相煤矿法定矿界内2号煤层为突出煤层；《原相煤矿一采区工作面瓦斯涌出量预测报告》中，预测时该区域最大瓦斯含量取为12m³/t，含量大于临界值，即该区域内2号煤层为突出煤层，该区域为突出危险区。二、区域防突措施1、区域防突措施选择10206瓦斯治理巷实体掘进700m，0～106m采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的方式，106～700m为开采保护层区段，执行开采保护效果检验。表310206瓦斯治理巷区域防突措施位置距离（m）区域防突措施0～106顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯106～700开采保护层2、区域防突措施设计0～106m选择施工瓦斯抽采钻孔，钻孔施工采用ZDY1900S型矿用坑道钻机，Ф73mm钻杆，Ф113mm复合片钻头施工。1）10206瓦斯治理巷0～106m前段2#煤层瓦斯抽采设计通过对预掘巷道施工本煤层钻孔进行消突，钻孔覆盖巷道两帮轮廓线各15m。1号钻场设计钻孔16个，深度21～60m，终孔间距5m，孔径113mm；2号钻场设计钻孔12个，深度24.5～79m，终孔间距5m。在预抽量符合要求时，进行抽采达标评判，判定抽采达标后，进行防突措施效果检验，措施有效后，进行区域验证。太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施42）过陷落柱防突措施当巷道掘进至距陷落柱南边边界法距10m位置处，在工作面布置2个前探地质钻孔，穿透煤层0.5m，探明前方构造。3）W2陷落柱后段采空区下瓦斯抽采设计保护层保护范围的确定沿倾斜方向的保护范围保护层工作面沿倾斜方向的保护范围应根据卸压角划定，如图1所示。在没有本矿井实测的卸压角时，可参考表4的数据。A—保护层；B—被保护层；C—保护范围边界线图1保护层工作面沿倾斜方向的保护范围表4保护层沿倾斜方向的卸压角煤层倾角（o）卸压角（o）1234080807575107783757520738775753069907770原相煤矿2#煤层为近水平煤层，煤层倾角均小于10°，上保护层沿倾斜方向的卸压角为75°。沿倾斜方向的保护范围为1.9m。太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施5沿走向方向的保护范围若保护层采煤工作面停采时间超过3个月、且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线可按卸压角556°～60°划定，如图2所示。A—保护层；B—被保护层；C—煤柱；D—采空区；E—保护范围；F—始采线、采止线图2保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围原相煤矿10204工作面停采时间超过3个月且卸压比较充分，上保护层沿走向方向的卸压角为60°，沿走向保护范围为4.1m。最大保护垂距保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表5选取或用式(D.1)计算确定：表5保护层与被保护层之间的最大保护垂距煤层类别最大保护垂距（m）上保护层下保护层缓倾斜和倾斜煤层50100上保护层的最大保护垂距：'12SS上上(D.1)太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施6式中：'S上——上保护层的理论最大保护垂距，m。它与工作面长度L和开采深度H有关，可参照表6取值。当0.3LH时，取0.3LH，但L不得大于250m；1－保护层开采的影响系数，当0MM时，10/MM，当0MM时，11；M－保护层的开采厚度，m；0M－保护层的最小有效厚度，m。0M可参照图D.3确定；2－层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以表示在层间岩石中所占的百分比，当50%时，210.4/100，当50%时，21。表6'S上和'S下与开采深度H和工作面长度L之间的关系开采深度H(m)'S上（m）工作面长度L（m）507510012515020025040040505866717476500293949566266686002434435055596180021293641454950通过查表可知，02#煤保护层的最大保护垂距为50m。综上所述02#煤层保护范围边界线为沿倾向1.9m，沿走向4.1m。W2陷落柱后段共计594m，均在保护层保护范围之内。3、区域防突措施施工技术要求1）抽采钻孔由通防科设计，由钻机队施工，施工前必须编制钻孔施工安全技术措施，并认真贯彻执行。2）严格钻孔验收工作，钻孔验收工作由瓦斯员、安全员、班组长负责，主要检查钻孔是否达到设计要求和满足相关的规章、标准等，太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施7并认真收集、记录工作面及实施措施的相关情况、突出预兆（包括喷孔、卡钻等）。三、区域防突措施效果检验1、效果检验的方法及指标措施效果检验采用DGC瓦斯含量直接测定仪测定残余瓦斯含量W进行效果检验，在煤巷条带每隔20～30m布置1个检验测试点，每个区域不得少于3个测点。钻孔应尽量避开防突措施钻孔，钻进到预定位置取煤芯测定残余瓦斯含量W。残余瓦斯含量小于8m3/t，则预抽区域为无突出危险区。否则，即为突出危险区，判定预抽防突措施效果无效；必须再执行区域防突措施，直到检验措施有效为止。区域防突措施效果检验钻孔布置见附图6。2、校检钻孔布置要求各校检钻孔应布置于所在部位防突措施钻孔密度较小、孔间距较大、抽采时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各抽采钻孔或尽可能与周围抽采钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围及保护范围。在地质构造复杂区域适当增加校检钻孔数量。四、区域验证1、区域验证方法及指标区域验证采用钻屑瓦斯解吸指标法。由工作面向煤层的适当位置打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进2m采集1次粒径（1-3）mm的煤钻屑测定瓦斯解吸指标K1值。每钻进1m测定一次钻屑量S。在工作面进入该区域时立即连续进行至少2次区域验证，第一次验证保太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施8留2m的超前距，两次连续验证完成后，实体掘进巷道段每隔20m做一次区域验证，开采保护层段每隔40m做一次区域验证。在构造破坏带连续进行区域验证。区域验证钻孔布置见附图7。表7验证指标临界值最大钻屑量Smax（kg/m）钻屑瓦斯解吸指标K1（mL/g•21min）危险性≥6≥0.5有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面＜6＜0.5无突出危险工作面2、验证钻孔布置及控制范围掘进工作面布置3个验证钻孔，沿巷道中心线布置1号验证钻孔，并平行于掘进方向，距巷道两帮0.5m分别施工2、3号验证孔，钻孔终孔点位于巷道断面两侧轮廓线外3m处，钻孔深度9～10m。验证无突出危险性，保留2m超前距。3、区域验证完成后在工作面迎头施工一个超前距不小于15m的超前钻孔，探明地质构造和观察突出预兆。掘进施工期间每隔10m施工一个顶板探测孔，确保距02#煤层最小法向距不小于5m。第三章局部综合防突措施一、工作面预测预报1、预测方法及指标采用钻屑瓦斯解吸指标法进行局部突出危险性预测。由工作面向煤层的适当位置打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进2m采集1太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施9次粒径（1-3）mm的煤钻屑测定瓦斯解吸指标K1值。每钻进1m测定一次钻屑量S。表8预测指标临界值最大钻屑量Smax（kg/m）钻屑瓦斯解吸指标K1（mL/g•21min）危险性≥6≥0.5有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面＜6＜0.5无突出危险工作面2、预测钻孔布置及控制范围掘进工作面布置3个预测钻孔，沿巷道中心线布置1号预测孔，并平行于掘进方向，距巷道两帮0.5m分别施工2、3号预测孔，钻孔终孔点位于巷道断面两侧轮廓线外3m处，钻孔深度9～10m。预测无突出危险性，保留2m超前距，工作面预测钻孔布置图见附图8。二、局部防突措施1、局部防突措施选择经区域验证煤层有突出危险性时，采取施工抽采钻孔的方法进行卸压，消除煤层突出危险性。2、局部防突措施设计在工作面迎头布置一排11个抽采钻孔，钻孔的控制范围是巷道轮廓线的两侧5m。钻孔深度15m，钻孔采用ZDY1900S液压坑道钻机，钻孔孔径Ф113mm，抽采钻孔设计见工作面防突措施钻孔布置图。3、局部防突措施施工技术要求（1）抽采钻孔由通防科设计，由钻机队施工，施工前必须编制太原华润煤业有限公司原相煤矿10206瓦斯治理巷掘进工作面专项防突设计及安全技术措施10钻孔施工安全技术措施，并认真贯彻执行。（2）严格钻孔验收工作，钻孔验收工作由瓦斯员、安全员、班组长负责，主要检查钻孔是否达到设计要求和满足相关的规章、标准等，并认真收集、记录工作面及实施措施的相关情况、突出预兆（包括喷孔、卡钻等）。三、措施效果检验1、效果检验的方法及指标措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验，工作面布置3个检验钻孔，分别位于巷道的中部和两侧。钻孔应尽量避开防突措施钻孔，每钻进2m采集1次粒径（1-3）mm的煤钻屑测定瓦斯解吸指标K1和每钻进1m采集一次钻屑量S。检验钻孔必须同时满足以下2个条件，方可认为防突措施有效。