大方縣大安煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計-資料下載頁

　　

【正文】 。突出危險區的煤層不具備開采保護層條件的，必須采用預抽煤層瓦斯區域防突措施并進行區域措施效果檢驗。預抽煤層瓦斯區域措施效果檢驗結果應當經礦技術負責人批準。無突出危險區經過開拓后區域預測劃分出的無突出危險區，以及經采取區域防突措施和措施效果檢驗后轉成的無突出危險區，即可開啟工作面，開始進入石門揭煤、煤巷掘進和工作面回采的作業。但由于進行這些區域預測和效果檢驗時，是用少數點的數據來預測整個區域的危險性，所以在進行揭煤和采掘作業時還應采用工作面預測方法對區域預測或檢驗結果進行驗證，即區域驗證。具體做法是：在石門等揭煤工作面，應在距離煤層最小法向距離 5m 前采用石門揭煤工作面預測的方法進行區域驗證；在煤巷掘進工作面和回采工作面，分布采用相應的工作面預測方法進行驗證。當經區域驗證無危險時方可進行揭煤、掘進和回采，否則還應執行局部綜合防突措施。這意味著即使在無突出危險區，在用工作面預測方法預測或驗證其突出危險性之前，石門揭煤工作面到突出煤層的最小法向距離不得小于 5m。若確定該區域無突出時，可采取防突區域驗證及安全防護措施即可，比如已經形成的一采區采煤區域。第三節 區域防突措施一、區域防突技術措施選擇據“防突規定 ”第三十七條說明、礦井未掌握突出危險區分布規律，并無可靠預測資料，應委托資質單位進行區域預測。區域防突措施是指在突出煤層進行采掘前，對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。區域防突措施應當優先采用開采保護層。開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式。預抽煤層瓦斯可采用的方式有：井下穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區段煤層瓦斯、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域煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽石門（含斜井等）揭煤區域煤層瓦斯、順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。在采用預抽煤層瓦斯區域防突措施時，應當按上述所列方式的優先順序選取，或一并采用多種方式的預抽煤層瓦斯措施。該礦可采煤層為 9 號、15 號煤層，由于 9 號和 15 號煤層間距為 58m，根據《煤與瓦斯防突規定》：緩傾斜煤層和傾斜煤層上保護層最大保護垂距小于 50m，下保護層最大保護垂距小于 100m，因此先開采 15 號煤層對 9 號煤層有保護作用。根據該礦的具體情況，現開采 15 號煤層，擬設計采用本煤層預抽作為該礦區域性防突措施。二、大安煤礦瓦斯抽放區域性防突措施一）開采保護層開采保護層是目前最有效、最經濟的防突措施，根據保護層與被保層之間的關系，分為上保護層和下保護層。選擇保護層必須遵守下列規定：1）在突出礦井開采煤層群時，如在有效保護垂距內存在厚度 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29 / 115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，擇優開采保護效果最好的煤層；3）當礦井中所有煤層都有突出危險時，選擇突出危險程度較小的煤層作保護層先行開采，但采掘前必須按本規定的要求采取預抽煤層瓦斯區域防突措施并進行效果檢驗；4）優先選擇上保護層。在選擇開采下保護層時，不得破壞被保護層的開采條件。開采保護層區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）開采保護層時，采空區內不得留有煤(巖)柱。特殊情況需留煤(巖)柱時，經煤礦企業技術負責人批準，并作好記錄，將煤(巖)柱的位置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(巖)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域防突措施。當保護層留有不規則煤柱時，按照其最外緣的輪廊劃出平直輪廓線，并根據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，還應當根據采掘瓦斯動態及時修改。保護層的確定礦井可采煤層為 15 號煤層，其層間距見下表。頂底板巖性煤層編號平均厚度(m)平均間距(m) 夾 矸 層 數結 構頂板 底 板穩定性 傾角（176。） 容重(噸 /m3)9 0簡 單 結 構 粉砂巖 頁巖、泥巖 較穩定 9 15 58 6~3復 雜 結 構粉砂巖 鋁土巖 較穩定 9 考慮保護層與被保護層之間效果以及不破壞被保護層的開采條件，15 號煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據 2022 年 02 月 28 日中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦 15 號煤層突出鑒定結果，在 1575m 以上的無突出危險性，礦井選擇在一采區開采 15 號煤層作為保護層。保護層作用有效范圍的確定1）保護層與被保護層之間的最大保護垂距研究表明，在一定的地質條件和開采條件下，保護層作用效果隨層間距加大而減小，達到一定臨界距離以后，保護作用基本消失。保護層與被保護層的最大保護垂距見表 431。表 431 保護層與被保護層的最大保護垂距最大有效垂距（ m）煤層類別 上保護層 下保護層急傾斜煤層 60 80緩傾斜和傾斜煤層 50 1002）沿走向的保護范圍（1）正在開采的保護層采煤工作面，必須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兩倍，并不得小于 100m。（2）對停采的保護層采煤工作面，停采時間超過 3 個月，且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線，停采線和所留煤柱對被保護煤層的保護范圍可按卸壓角56～60176。劃定，并按實際情況進行修改。沿走向的保護范圍見圖 431。圖 431 沿走向的保護范圍3）沿傾斜的保護范圍被保護煤層沿傾斜的保護范圍可按卸壓角劃定，卸壓角的大小應采用礦井的實測數據，無實測數據按表 432 選擇。沿傾斜的保護范圍見圖 432。在煤層未保護范圍內進行采掘作業時，必須采取防突措施。432 保護范圍卸壓角卸壓角176。δ 1煤層傾角 a176。△1 Δ2 Δ3 Δ40 80 86 75 7531 / 115圖 432 沿傾斜的保護范圍4）注意事項礦井首次開采保護層時，必須進行保護層保護效果及范圍的實際考察，并不斷積累、補充完善資料，以便盡快得出確定該礦保護層有效作用范圍的參數。若有簿煤帶其開采厚度小于 時，必須檢驗保護層的保護效果。如果保護層的實際保護效果不好時，還必須采取防治突出的補充措施。二）除了開采保護層作為區域性防治煤與瓦斯突出措施外，對于開采單一煤層的突出危險煤層或保護層為突出危險性較小的煤層，都可采用預抽煤層瓦斯作為區域性防突措施。預抽煤層瓦斯的防突作用原理如圖 433 所示：煤體卸壓瓦斯排放煤體強度增高釋放彈性潛能釋放瓦斯潛能增強了煤體抵抗破壞的能力消除或減小突出危險性 圖 433 預抽煤層瓦斯防突作用原理示意圖由上圖可以看出，通過對突出危險煤層開采前進行預抽，煤層瓦斯得到排放，10 77 83 75 7520 73 87 75 7530 69 90 77 7040 69 90 80 7050 70 90 80 7060 72 90 80 7070 72 90 80 7280 73 90 78 7590 75 80 75 80首先降低突出煤層的瓦斯潛能，也因突出煤層瓦斯得到排放，煤體發生收縮變形，因此緩和了煤體的應力緊張狀態，可以部分地釋放煤體的彈性潛能，此外，由于煤體瓦斯的排放，也能一定程度地增高煤體的強度，因此對煤體進行瓦斯預抽總體來說降低了激發和發展突出的作用力，從而達到了突出危險性的消除。根據《防治煤與瓦斯突出規定》第 45 條，預抽煤層瓦斯可采用的方式有：地面井預抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區段煤層瓦斯、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域煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽石門（含立、斜井等）揭煤區域煤層瓦斯、順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。預抽煤層瓦斯區域防突措施應當按上述所列方式的優先順序選取，或一并采用多種方式的預抽煤層瓦斯措施。采取各種方式的預抽煤層瓦斯區域防突措施時，應當符合下列要求：穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區段煤層瓦斯區域防突措施的鉆孔應當控制區段內的整個開采塊段、兩側回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 20m，下幫至少 10m；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；穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施的鉆孔應當控制整條煤層巷道及其兩側一定范圍內的煤層。該范圍與第 1 項中回采巷道外側的要求相同；順層鉆孔或穿層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯區域防突措施的鉆孔應當控制整個開采塊段的煤層；穿層鉆孔預抽石門（含立、斜井等）揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施應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：石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外 12m（急傾斜煤層底部或下幫 6m） ，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，且當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時，應當保持煤孔最小超前距 15m；順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施的鉆孔應控制的條帶長度不小于 60m，巷道兩側的控制范圍與第 1 項中回采巷道外側的要求相同；當煤巷掘進和回采工作面在預抽防突效果有效的區域內作業時，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；33 / 115厚煤層分層開采時，預抽鉆孔應當控制開采的分層及其上部至少 20m、下部至少 10m（均為法向距離，且僅限于煤層部分） 。二）順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域掘進工作面順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域在煤巷中掘進前，要先進行本煤層區域性防突措施，即進行瓦斯預抽，由工作面沿煤層軟分層向煤層走向方向至少打 20 孔深 米至 米、孔徑 75mm 的抽放鉆孔（見煤巷區域性順層鉆孔布置示意圖 4－3－2。 ）作60m15m15m20作圖 432 順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域穿區域示意圖建議礦方購買大功率的鉆孔設備，配合螺旋鉆桿、風力排渣等鉆孔施工先進工藝，確保按設計要求施工穿層預抽鉆孔。三）順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯回采工作面底板抽放巷預抽回采區段瓦斯按照《防治煤與瓦斯突出規定要求》 ，回采前，要先預抽回采區段煤層瓦斯。由于 15 號煤層 1151 采煤工作面已經掘好，經煤與瓦斯突出鑒一采區 15 號煤層+1575m 標高以上無突出危險，暫不進行底板穿層瓦斯預抽，只需進行順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯。礦井開采+1575m 標高以下煤層時，建議業主盡快請有資質的單位對+1575m 標高以下 15 號煤層進行煤與瓦斯突出鑒定，如鑒定煤層有突出危險性，應進行煤層底板穿層瓦斯預抽，降低瓦斯突出的危險，保證礦井正常的生產。1）鉆孔布置順層鉆孔具有施工成本低，速度快的特點，可以在較短的時間內施工出更多的鉆孔，用密集的鉆孔對煤層進行有效和可靠的預測，所以當施工技術上能滿足要求時，可采用順層鉆孔對回采區域煤層進行預抽。在各煤層回采前，要先進行本煤層區域性防突措施，即進行瓦斯預抽，由運輸巷沿煤層軟分層向煤層傾向方向每間隔 5m 打 1 個孔徑為 75mm 的抽放鉆孔（見采面區域預抽鉆孔布置圖 433） 。鉆孔長度L=70m工作面長度L=80m采 面 運 輸 巷采 面 回 風 巷s開切眼21345678910234516789203452678930 孔 間 距 m80m13號 鉆 孔回 風 巷 運 輸 巷鉆 孔 布 置 剖 面 圖 鉆 孔 布 置 層 面 圖5區 域 性 防 突 鉆 孔 布 置 圖 （ 5采 面 ）9176。工作面長度L=80m采 面 運 輸 巷采 面 回 風 巷s開切眼2 13456789101112131415161718192021222324252627282930145號 鉆 孔回 風 巷運 輸 巷鉆 孔 布 置 剖 面 圖鉆 孔 布 置 層 面 圖區 域 性 防 突 鉆 孔 布 置 圖 （ 接 替 面 1152采 面 ）3132333435363738394041424344459176。圖 433 順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯區域防突措施示意圖2）鉆孔要求如果礦井在施工工作面順層預抽鉆孔時在部分地點出現過卡鉆、頂鉆、噴孔等現象，造成抽放鉆孔施工不到位或鉆進速度過慢而導致根本無法施工時，建議礦方更換大功率的鉆孔設備，配合螺旋鉆桿、風力排渣等鉆孔施工先進工藝，確保按設計要求施工工作面順層預抽鉆孔。35 / 1153）鉆孔參數的確定（1）鉆孔間距：根據鄰近礦區經驗，鉆孔間距暫定為 5m，該礦在瓦斯抽放實際中應對預抽效果進行考察，并根據有效的預抽時間，確定合適的鉆孔間距。（2）鉆孔直徑：理論上鉆孔直徑大，暴露煤壁面積也大，瓦斯涌出量就大。但鉆孔的直徑應根據打鉆技術、抽放瓦斯量和抽放半徑等因素綜合考慮，一般選用75～100mm，有條件時可用大直徑鉆孔。根據大安煤礦的實際情況，預抽鉆孔直徑為開孔 110mm，終孔 75mm。（3）鉆孔長度：鉆孔的抽放瓦斯量隨著鉆孔長度（揭露煤的長度）的增大而增加，因此