馬刀地煤礦區(qū)域綜合防突措施

1、普安縣樓下馬刀地煤礦區(qū)域綜合防突措施二一二年二月馬刀地煤礦區(qū)域綜合防突措施前 言普安縣樓下馬刀地煤礦屬煤與瓦斯突出礦井，可采煤層三層，分別是C17、C18、C19。屬于整合技改礦井，設計能力15萬噸/年，根據(jù)貴州省能源局文件黔能源發(fā)關于黔西南州煤炭局關于上報黔西南州2010年度煤礦瓦斯等級鑒定的報告的批復 黔能源發(fā)2010801號，普安縣樓下馬刀煤礦鑒定為突出礦井，礦井的絕對瓦斯涌出量為1.86m³/min，相對瓦斯涌出量為16.74m³/t。為了有效預防煤與瓦斯突出的嚴重威脅，煤礦安全生產的重大自然災害發(fā)生。煤礦在建設過程中，井筒揭煤和煤巷掘進時，K1值未超過0.5ml/

2、（min1/2）和炮后瓦斯涌出量大等異常情況發(fā)生。為保證礦井建設過程中防突工作的順利進行，在揭穿C19、C18、C17煤層和巷道布置時，有效預防煤層出現(xiàn)突出現(xiàn)象和瓦斯動力現(xiàn)象的發(fā)生，特編制礦井區(qū)域綜合防突措施。 區(qū)域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯2類。 開采保護層分為上保護層和下保護層2種方式。一、 區(qū)域突出危險性預測 1區(qū)域預測基本程序和要求 區(qū)域性預測方法主要有單項指標法、綜合指標法和地質統(tǒng)計法也可以采用其他經試驗證實有效的方法。 區(qū)域預測分為新水平、新采區(qū)開拓前的區(qū)域預測和新采區(qū)開拓完成后的區(qū)域預測。預測范圍根據(jù)突出礦井的開拓方式、巷道布置等情況劃定。突出礦井應當對突出煤層進行區(qū)域

3、突出危險性預測(以下簡稱區(qū)域預測)。經區(qū)域預測后，突出煤層劃分為突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)，未進行區(qū)域預測的區(qū)域視為突出危險區(qū)。 新水平、新采區(qū)開拓前，當預測區(qū)域的煤層缺少或者沒有井下實測瓦斯參數(shù)時，可以主要依據(jù)地質勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實測和生產資料等進行開拓前區(qū)域預測。開拓前區(qū)域預測結果僅用于指導新水平、新采區(qū)的設計和新水平、新采區(qū)開拓工程的揭煤作業(yè)。開拓后區(qū)域預測應當主要依據(jù)預測區(qū)域煤層瓦斯的井下實測資料，并結合地質勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實測和生產資料等進行。對已確切掌握煤層突出危險區(qū)域的分布規(guī)律，并有可靠的預測資料的，區(qū)域預測工作可由總工程師組織實施；否則，應當委托有煤與瓦斯

4、突出危險性鑒定資質的單位進行區(qū)域預測。區(qū)域預測結果應當由總工程師批準確認。 開拓后區(qū)域預測結果用于指導工作面的設計和采掘生產作業(yè)。 二、區(qū)域突出危險性預測 1區(qū)域預測方法及工作計劃 1)石門揭煤預測法： (1)當石門揭煤工作面掘進至距煤層最小法向距離10m之前，按規(guī)定至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂（底）板不小于0.5m的前探取芯鉆孔，并詳細記錄巖芯資料。 在地質構造復雜、巖石破碎的區(qū)域，揭煤工作面掘進至距煤層最小法向距離20m之前必須布置一定數(shù)量的前探鉆孔，以保證能確切掌握煤層厚度、傾角變化、地質構造和瓦斯情況。 (2)當石門掘進工作面距煤層底（頂）板的最小法向距離5m時，在工作面迎頭布置34

5、個預測鉆孔,其中沿巷道中心頂部、中部各布置一個鉆孔、腰線兩側各部置一個鉆孔，鉆孔終孔距離距巷道輪廓線外35m，進行壓力測定。 (3)當石門掘進工作面距煤層底（頂）板的最小法向距離3m時，為安全起見，在工作面迎頭補打2個預測鉆孔，進行壓力測定。 (4)封孔測壓 1)法向距離5m時，在迎頭施工預測鉆孔。 2)在鉆孔插入帶有壓力表接頭、擋板和導氣管（1寸無縫鍍鋅鋼管和聚氨酯封孔劑），導氣管在孔口外端安設球閥。導氣管節(jié)長2m，中間用管箍連接，在連接前將絲扣用生料帶纏好，以確保其氣密性，測壓室為1m，管四周打上導氣孔，測壓室管端頭用1mm的細銅紗網包裹，以防煤屑及雜物進入堵塞管路；封孔深度視鉆孔巖石段具

6、體情況確定，應進入煤層頂（底）板并超過巖石裂隙帶，根據(jù)防突規(guī)定封孔長度為58m。 3)封孔前必須用壓風將孔內水排凈，同時嚴禁巖粉渣掉入孔內，采用1.5寸導氣管和聚氨酯封孔劑進行封孔，用麻袋片纏裹在導氣管上，將聚氨酯封孔劑A、B兩劑風別涂抹在麻袋片上，要涂抹均勻，立刻放入孔內。 4)鉆孔封好后在48小時后安裝壓力表，并定期觀測壓力值，待壓力穩(wěn)定至少一周以上，該值即為煤層瓦斯壓力。 布孔方式按照從070°角度每隔10°打鉆，方位角按照沿巷道方向確定，可根據(jù)實際情況分幾個循環(huán)來打，排放鉆孔排放時間根據(jù)實際情況而定，一般不少于15天。 (1)根據(jù)礦井已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征

7、、地質構造條件、突出分布的規(guī)律和對預測區(qū)域煤層地質構造的探測、預測結果，采用瓦斯地質分析的方法劃分出突出危險區(qū)域。當突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與構造帶有直接關系時，則根據(jù)上部區(qū)域突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與地質構造的關系確定構造線兩側突出危險區(qū)邊緣到構造線的最遠距離，并結合下部區(qū)域的地質構造分布劃分出下部區(qū)域構造線兩側的突出危險區(qū)；否則，在同一地質單元內，突出點及具有明顯突出預兆的位置以上20m(埋深)及以下的范圍為突出危險區(qū)。 (2)根據(jù)煤層瓦斯壓力P進行預測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據(jù)煤層瓦斯含量W進行預測。預測所依據(jù)的臨界值應根據(jù)試驗考察確定，在確定前可暫

8、按下表預測。 根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區(qū)域預測的臨界值 瓦斯壓力P(MPa) 瓦斯含量W(m3t) 區(qū)域類別 P0.74 W8 無突出危險區(qū) 除上述情況以外的其他情況 突出危險區(qū) (3)工作計劃，根據(jù)上述方法內容先在揭穿C19#煤層掘進期間完成“首采工作面C19#煤層的區(qū)域突出危險性預測”。指導揭穿C18#、C17#煤層突出危險性預測工作。 (4)開拓新采區(qū)時，可根據(jù)實際已掌握的礦井預測區(qū)域煤層瓦斯的井下實測資料，并結合地質勘探資料、上水平及鄰近區(qū)域的實測和生產資料等進行。為確保礦井安全生產。 確實做好區(qū)域突出危險性預測工作，進行新采區(qū)突出危險區(qū)域的預測與劃分工作。 2進行開拓后進行區(qū)域

9、預測時，還必須符合以下要求 (1)預測所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)應為井下實測數(shù)據(jù)；煤巷掘進工作面或揭煤工作面一般都在采取防突措施前合理布置3個測壓孔，進行實測煤層瓦斯壓力，并取煤樣進行化驗計算瓦斯含量。 (2)測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測試點在不同地質單元內根據(jù)其范圍、地質復雜程度等實際情況和條件分別布置；同一地質單元內沿煤層走向布置測試點不少于2個，沿傾向不少于3個，并有測試點位于埋深最大的開拓工程部位。第二節(jié) 區(qū)域防突措施井為煤層群開采，優(yōu)先考慮開采上保護層，因此，礦井一期開采首采區(qū)設計由上而下的“下行式”開采程序，首先開采C17#煤層，老系統(tǒng)基本上將C17#煤層13

10、50以上全部采完，設計首采工作面為C18#煤層，因18#煤層不穩(wěn)定，不可采，估計預采C19#煤層，C19#煤層有不穩(wěn)定。目前出于探煤階段，針對礦井實際情況，還是開采C17#煤層。一、開采保護層 1選擇保護層必須遵守下列規(guī)定：(1)在突出礦井開采煤層群時，如在有效果保護垂距內存在厚度0.5m及以上的無突出危險煤層，除因突出煤層距離太近而威脅保護層工作面安全或可能破壞突出煤層開采條件的情況外，首先開采保護層。有條件的礦井，也可以將軟巖層作為保護層開采；(2)當煤層群中有幾個煤層都可作為保護層時，綜合比較分析，擇優(yōu)開采保護效果最好的煤層； (3)當?shù)V井中所有煤層都有突出危險時，選擇突出危險程度較小的

11、煤層作保護層先行開采，但采掘前必須按本規(guī)定的要求采取預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進行效果檢驗； (4)優(yōu)先選擇上保護層。在選擇開采下保護層時，不得破壞被保護層的開采條件。 2開采保護層區(qū)域防突措施應當符合下列要求： (1)開采保護層時，同時抽采被保護層的瓦斯； (2)開采近距離保護層時，采取措施防止被保護層初期卸壓瓦斯突然涌入保護層采掘工作面或誤穿突出煤層； (3)正在開采的保護層工作面超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層層間垂距的3倍，并不得小于100m； (4)開采保護層時，采空區(qū)內不得留有煤柱。特殊情況需留煤柱時，經煤礦企業(yè)技術負責人批準，并作好記錄，將煤柱的位置

12、和尺寸準確地標在采掘工程平面圖上。每個被保護層的瓦斯地質圖應當標出煤柱的影響范圍，在這個范圍內進行采掘工作前，首先采取預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。當保護層留有不規(guī)則煤柱時，按照其最外緣的輪廊劃出乎直輪廓線，并根據(jù)保護層與被保護層之間的層間距變化，確定煤柱影響范圍。在被保護層進行采掘工作時，還應當根據(jù)采掘瓦斯動態(tài)及時修改。 3保護層和被保護層開采設計依據(jù)的保護層有效保護范圍等有關參數(shù)應當根據(jù)試驗考察確定，并報煤礦企業(yè)技術負責人批準后執(zhí)行。 首次開采保護層時，礦井沒有實測的卸壓角，則可參照防突規(guī)定附錄D確定沿傾斜的保護范圍、沿走向(始采線、終采線)的保護范圍、保護層與被保護層之間的最大保護垂距、開采

13、下保護層時不破壞上部被保護層的最小層間距離等參數(shù)。 礦井在開采6中煤層后，保護層工作面沿傾斜方向的保護范圍如圖： 二、預抽煤層瓦斯根據(jù)礦井實際，首采區(qū)一水平煤層均未突出煤層不具備開采保護層條件的，必須采用預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進行區(qū)域措施效果檢驗。預抽煤層瓦斯區(qū)域措施效果檢驗結果應當經總工程師批準。 預抽煤層瓦斯一般采用以下方式：穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鉆孔或穿層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)域煤層瓦斯、順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。 預抽煤層瓦斯鉆孔布置要求： 1穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應當控制區(qū)段內的整個開采塊段、兩側回

14、采巷道及其外側一定范圍內的煤層。要求鉆孔控制回采巷道外側的范圍是：傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少旦扭lL下幫至少業(yè)如li其他為巷道兩側輪廓線外至少各15m。以上所述的鉆孔控制范圍均為沿層面的距離，以下同； 2穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應當控制整條煤層巷道及其兩側15m范圍內的煤層。礦井可采用施工底板抽放巷，來施工穿層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯。 底板抽放巷鉆孔布置示意圖3順層鉆孔或穿層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應當控制整個開采塊段的煤層；鉆孔可根據(jù)實際采面布置合理設計?；夭晒ぷ髅骓槍映榉陪@孔布置示意圖：4穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施應

15、當在揭煤工作面距煤層的最小法向距離7m以前實施(在構造破壞帶應適當加大距離)。鉆孔的最小控制范圍是：石門、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m，同時還應當保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小于5m；穿層鉆孔預抽石門揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施示意圖 5順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔控制的條帶長度為70m，巷道兩側的控制范圍15m；順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施示意圖 6當煤巷掘進和回采工作面在預抽防突效果有效的區(qū)域內作業(yè)時，工作面距未預抽或者預抽防突效果無效范圍的前方邊界不得小于20m。 7預抽煤層瓦斯鉆孔應當在整個預抽區(qū)域內均勻布

16、置，鉆孔間距應當根據(jù)實際考察的煤層有效抽放半徑確定。 8預抽瓦斯鉆孔封堵必須嚴密。穿層鉆孔的封孔段長度不得小于5m，順層鉆孔的封孔段長度不得小于8m。應當做好每個鉆孔施工參數(shù)的記錄及抽采參數(shù)的測定。鉆孔孔口抽采負壓不得小于13kpa。預抽瓦斯?jié)舛鹊陀?0時，采取改進封孔的措施，提高封孔質量。 第三節(jié) 區(qū)域措施效果檢驗 一、措施效果檢驗采取的指標礦井采用的開采保護層或預抽瓦斯鉆孔區(qū)域防突措施，如穿層鉆孔、順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施和穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)域煤層瓦斯防突措施，用殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量指標進行檢驗時，必須依據(jù)實際的直接測定值。穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)

17、域煤層瓦斯區(qū)域防突措施也可以采用鉆屑瓦斯解吸指標進行措施效果檢驗(詳見第四章第一節(jié)采用鉆屑瓦斯解吸指標法預測石門揭煤工作面突出危險性)。檢驗期間還應當觀察、記錄在煤層中進行鉆孔等作業(yè)時發(fā)生的噴孔、頂鉆及其他突出預兆。測壓鉆孔布置圖 二、區(qū)域措施效果檢驗的判斷和劃分 采用殘余瓦斯壓力指標進行檢驗，如果沒有或者缺少殘余瓦斯壓力資料，也可根據(jù)殘余瓦斯含量進行檢驗，并且煤層殘余瓦斯壓力小于0.74MPa或殘余瓦斯含量小于8m3/t的預抽區(qū)域為無突出危險區(qū)，否則，即為突出危險區(qū)，預抽防突效果無效；也可以采用鉆屑瓦斯解吸指標對穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗，如果所有實測的指標

18、值均小于臨界值則為無突出危險區(qū)，否則，即為突出危險區(qū)，預抽防突效果無效。 但若檢驗期間在煤層中進行鉆孔等作業(yè)時發(fā)現(xiàn)了噴孔、頂鉆及其他明顯突出預兆時，發(fā)生明顯突出預兆的位置周圍半徑100m內的預抽區(qū)域判定為措施無效，所在區(qū)域煤層仍屬突出危險區(qū)。 三、采用直接測定煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量進行效果檢驗，應當符合下列要求 1對穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時，應在回采工作面推進方向每間隔3050m，至少沿工作面方向布置2個檢驗測試點。 預抽回采區(qū)域煤層瓦斯措施檢驗測試點布置示意圖 當預抽區(qū)段煤層瓦斯的鉆孔在回采區(qū)域和煤巷條帶的布置方式或參數(shù)不同時，按照預抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施和穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的檢驗要求分別進行檢驗； 2對穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時，在煤巷條帶每間隔3050m至少布置1個檢驗測試點； 穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯措施檢驗測試點布置示意圖 3對穿層鉆孔預抽石門(斜井)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時，至少布置4個