防突细则淮南矿区防突技术及管理李平

淮南矿区防突技术与管理2019年11月淮南矿业集团李平淮南防突技术管理2一、矿区瓦斯突出危险性情况1.瓦斯涌出情况：集团公司2018年瓦斯等级测定结果为：绝对瓦斯涌出量为976.55m3/min，相对瓦斯涌出量9.03m3/t。地面抽采瓦斯量为695.62m3/min，风排瓦斯量为280.93m3/min。9对矿井全部为煤与瓦斯突出矿井。主采煤层全部为突出煤层，且均已进入突出危险区。淮南防突技术管理14625940082011001700111697602004006008001000120014001600180019801990199520032010201620172018(m3/min)淮南矿业集团历年瓦斯涌出情况淮南防突技术管理煤层瓦斯赋存特点：埋藏深（-800～-1000m）地应力大（最大主应力26.8MPa）煤层松软（坚固性系数f为0.2～0.8）透气性低（渗透率为0.001mD）瓦斯压力高（2～6.8MPa）瓦斯含量高（8～20m3/t）2.瓦斯赋存情况：•C13•B11•B8•B7•B6•B4•A3•A170m70m70m60m•煤层群柱状图•C14•C组煤•B组煤•A组煤600m矿区采深普遍达到-800m以下，最大采深达-1000m。W=-0.0327H-8.4047R2=0.77040510152025-900-800-700-600-500-400-300标高（m）瓦斯含量（m3/t）13-1煤瓦斯含量随标高变化曲线P=-0.0141H-5.3185R2=0.71870246810-1000-900-800-700-600-500-400标高（m）瓦斯压力（Mpa）13-1煤瓦斯压力随标高变化曲线4淮南防突技术管理5瓦斯超限次数保护层开采面积。从2002年的30万平方米增加到2013年最高500万平方米；2018年为270万平方米。3036.1145143137199259254316345.8468500.3490387.4379.124527001002003004005006002002年2004年2006年2008年2010年2012年2014年2016年2018保护层开采面积（万m2）3.防突治理工程与效果：瓦斯钻孔量。从2002年的68.5万米提高到2013年最高697万米；2018年为430万米68.5102.398.896.1108.4143.9242.1315.1380.1551600697652655.84964584300701402102803504204905606307002002年2004年2006年2008年2010年2012年2014年2016年2018抽采钻孔量(万m)瓦斯治理巷道。从2002年的0.96万米增加到2014年最高6.84万米；2018年为3.5万米。0.961.21.61.972.42.761.74.45.46.56.66.636.846.364.143.273.502468102002年2004年2006年2008年2010年2012年2014年2016年2018瓦斯治理巷道(万m)淮南防突技术管理6瓦斯抽采率。从2002年的32.1%提高到2018年最高69%。65.468.470.270.573.470.9696938.642.044.246.762.643.148.253.932.120355065802002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年瓦斯抽采率(%)瓦斯抽采量。从2002年1.08亿立方米提高到2014年最高5.99亿立方米；2018年为3.5亿立方米。107961305615013150511728719084246773232439556429805173959478580605990058700388363508801000020000300004000050000600002002年2004年2006年2008年2010年2012年2014年2016年2018年瓦斯抽采量(万m3)淮南防突技术管理◆瓦斯超限等情况。瓦斯超限次数由2005年的343次降至2018年的5次，2019年到目前为止发生2次。矿区连续20年杜绝了瓦斯爆炸事故，连续10年杜绝了煤与瓦斯突出事故。1094596452244010234313228279158132010020030040020022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018淮南矿业集团历年瓦斯超限次数7淮南防突技术管理81.开采保护层防突技术；2.石门揭煤预抽防突技术；3.煤巷条带预抽防突技术；4.采煤工作面预抽防突技术；5.定向顺层钻孔区段预抽防突技术；6.地面钻井掏煤预抽揭煤防突技术；7.地面压裂井预抽防突技术；8.低透突出煤层增透快速消突技术；9.以孔代巷瓦斯抽采技术；10.防突工程自动化施工技术。二、淮南矿区防突技术淮南防突技术管理（一）开采保护层防突技术淮南矿区为煤层群开采，通过考察，选择保护效果最充分的煤层作为首采保护层进行开采，同时立体抽采被保护突出煤层卸压瓦斯。通过多年实践，形成了符合淮南矿区实际的、不同煤层群赋存条件下的保护层开采高效区域防突治理模式。9淮南防突技术管理•1010开采C组煤保护层区域防突技术C组煤11-2煤与13-1煤联合布置，选择关键保护层11-2煤保护13-1煤。关键保护层11-2煤采用“一面三巷”治理模式，即轨道顺槽、运输顺槽、瓦斯综合治理巷。11-2煤11-2煤运顺11-2煤轨顺瓦斯综合治理巷地面钻井瓦斯综合治理巷具有6项功能：①掩护煤巷掘进；②工作面进风巷；③抽采13-1突出煤层卸压瓦斯；④抽采采空区瓦斯；⑤抽采相邻工作面对应13-1煤卸压瓦斯；⑥相邻工作面高抽巷。淮南防突技术管理1111开采B组煤保护层区域防突技术B组煤联合布置，选择6煤为关键保护层，上保护8煤，下保护5、4煤。6煤关键保护层工作面回采时采用“一面四巷”治理模式，即轨道顺槽、运输顺槽、6煤高抽巷、4煤底板巷。6煤高抽巷：布置网格式穿层钻孔抽采8煤卸压瓦斯和抽采6煤采空区瓦斯。4煤底板巷：前期布置条带穿层钻孔掩护6煤掘进，后期布置网格式穿层钻孔抽采5、4煤卸压瓦斯。卸压线卸压线卸压线卸压线6煤上顺槽4煤底抽巷6煤8煤5煤4-2煤6煤高抽巷6煤下顺槽淮南防突技术管理•1212B、C组煤联合开采保护层区域防突技术C组煤B11b、C13煤，B组煤B10、B8、B7、B6煤，选择B10煤层作为关键保护层开采，下保护B8煤，上保护B11b煤，上行开采B11b煤层保护C13煤层，开采B8煤向下逐层保护。关键保护层B10工作面采用“一面六巷”治理模式，即轨道顺槽、运输顺槽、B10煤底板巷、B10煤高抽巷、C13煤底板巷和B6煤底板巷，实现“中间来一刀，上下都解放”。高抽巷B11bB10风巷B10顺槽B10底板巷B6B7aB8B6底板巷B10综采工作面B10底板巷B10煤顺层孔C13底板巷淮南防突技术管理被保护层效果检验要求必须按公司确定和批准的首采保护层治理模式，实施保护层开采和区域防突、瓦斯治理。被保护层必须采用顶（底）板巷穿层钻孔或地面钻井抽采方法。被保护层瓦斯预抽率必须达到以下标准，方可进行防突效果检验：原始瓦斯含量﹤10m3/t，瓦斯预抽率≥35%；10～15m3/t，瓦斯预抽率≥45%；＞15m3/t，瓦斯预抽率≥60%。达到预抽率标准后，直接测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量，只有残余瓦斯压力＜0.74Mpa、残余瓦斯含量＜8m3/t，且效检钻孔无喷孔、顶钻等动力现象，同时满足要求，被保护层防突效果评价合格。编制被保护层抽采达标评判报告，经矿长和总工程师批准后，报公司通防、安监部门备案。◆13淮南防突技术管理◆开采保护层考核要求严格按公司确定的区域开采保护层防突和瓦斯治理技术要求，进行采区设计、采场接替安排、采掘工作面防突和瓦斯治理设计；坚持关键保护层（被保护层为突出危险区煤层的保护层）连续、规模开采；优化关键保护层施工组织设计，排定节点工期，确保按期投产；公司安全生产技术部门从设计到施工进行全过程监管；公司每年向各矿下达保护层（含关键保护层）开采计划，计划包括保护层、被保护层工作面名称、几何尺寸、保护层年度开采起止时间及月度、年度开采面积；公司每半年进行一次考核。关键保护层煤厚1.5米～0.8米，每平方米奖励30元；煤厚小于0.8米，每平方米奖励100元。没有完成的，对矿井、单位党政正职、分管副职进行相应的经济处罚。14淮南防突技术管理•15按瓦斯压力分类采取防突措施瓦斯压力P＜2MPa，按《防突细则》执行，即：控制到揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），并保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m。瓦斯压力P≥2MPa或前探测压等钻孔施工过程中有喷孔、顶钻等其他异常现象的，严于《防突细则》执行，即：控制到揭煤处巷道轮廓线外15m（急倾斜煤层底部或下帮8m），并保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于7m。瓦斯压力P≥3MPa时，优先采用巷道法揭煤，并在措施孔控制范围外圈增加两圈减压孔。具备条件的需采用地面钻井消突或减突。揭煤巷道不穿待揭煤层时，巷道全断面揭开煤层后，应至少沿煤层掘进5m；区域防突措施钻孔应至少超前沿煤层掘进段巷道前方20m，沿煤层掘进段巷道还应满足煤巷条带预抽钻孔控制范围的要求。（二）石门揭煤预抽防突技术淮南防突技术管理16拦截抽采瓦斯防突技术石门揭煤区域防突措施孔必须采取巷帮钻场或巷道法（井筒在井壁侧）拦截抽采措施。揭煤期间，巷帮钻场或巷道内（井筒井壁侧）钻孔必须保持连续抽采，实现拦截抽采涌向揭煤工作面的卸压瓦斯。连续拦截抽采连续拦截抽采连续拦截抽采区域淮南防突技术管理巷道法揭煤技术对于煤层瓦斯压力较大、小角度长距离的石门揭煤，采用巷道法，特点：一是缩短了钻孔穿煤长度，便于施工，且钻孔工程量少，解决了小角度揭煤钻孔量大、钻难打难题；二是钻孔长度短，偏斜小，钻孔控位准确；三是打钻空间大，方便钻机施工，且能保证有足够的通风断面，有利于钻孔防喷；四是能保证揭煤期间更多钻孔连续抽采，实现安全快速揭煤。强突出煤层预揭煤石门预揭煤石门3030上环形闭合巷道下环形闭合巷道强突出煤层201515预揭煤石门预揭煤石门12°下闭环巷道60°上闭环巷道煤层法距20m处直线施工方向闭环巷道布置示意图闭环巷道布置剖面图淮南防突技术管理◆揭煤钻孔布置及效果检验防突抽采钻孔按单孔有效抽采半径1.5m设计布置。揭煤实测瓦斯压力P＜0.74MPa且瓦斯含量W＜8m3/t，同时各类钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等异常现象，单孔有效抽采半径按≤2.5m设计布置。若揭煤巷道不穿过待揭煤层，超前沿煤层掘进段巷道前方20m的揭煤区域防突措施钻孔，单孔有效抽采半径可按≤2.5m设计布置。穿层钻孔必须钻孔全程下护孔套管，煤层段下花管。预抽钻孔抽采时间超过1年的，矿总工程师必须组织考察钻孔抽采状况，钻孔抽采失效的，必须补孔或透孔，确保预抽钻孔抽采实效。瓦斯预抽率η≥45%后(瓦斯含量＜4m3/t，预抽率≥15%;4～6m3/t的≥25%；6m3/t以上的≥45%;＞14m3/t的，预抽率按残余瓦斯含量＜8m3/t计算确定),方可进行区域防突措施效果检验。只有直接测定的残余瓦斯压力PC＜0.74MPa、残余瓦斯含量WC＜8m3/t以及检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象，措施方可有效。18淮南防突技术管理◆揭煤设计及相关技术要求由公司审批的揭煤设计：突出煤层揭煤、平均厚度0.3m以上的新水平、新采区、井筒内的煤层首次揭煤、以及防突指标(瓦斯压力P、瓦斯含量W)超标的煤层揭煤。从设计源头避开地质构造破坏带、应力集中带揭煤，避免小角度、长距离揭