钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭5煤组防突技术方案.doc

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1、安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭5煤组防突技术方案安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿中煤科工集团重庆研究院有限公司2015年4月目 录1 前 言- 1 -2 矿井及西三采区概况- 2 -2.1 矿井基本情况- 2 -2.2 西三采区概况- 6 -3 揭煤区域工程概况- 11 -3.1 工程概况- 11 -3.2 揭煤区域地质条件概况- 11 -4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案- 15 -5 5煤组地质探测及区域突出危险性参数测定- 18 -5.1 前探钻孔及参数测定- 18 -5.2 5煤组区域综合防突措施- 22 -5.3 5煤组局部综合防突措施- 24 -6 揭煤工

2、作面安全防护措施- 27 -6.1 通风、瓦斯管理- 27 -6.2 安全防护措施- 28 -6.3 安全组织措施- 29 -6.4 避灾路线及其它- 30 -1 前 言石门揭穿突出危险煤层时一般具有较大的突出危险性，且突出强度高；相关资料表明，石门揭煤时的平均突出强度为煤巷的714倍。千吨以上的特大突出90%是发生在石门揭煤时，突出瓦斯涌出量比较大。石门揭煤地点的煤层瓦斯压力、应力都处于原始状态，揭穿煤层时，工作面由坚硬的岩层突然进入较松软的煤层，这些因素都为发生突出提供了有利的条件。同时，因石门揭煤施工工艺的特殊性，揭穿突出煤层的全过程都有危险，并可能发生连续突出、延期突出和自行揭开突出，

3、比一般类型的突出对人身安全的危害更大；另一方面，新建矿井、新水平或新采区的准备又不能避免石门揭煤。因此，石门揭煤前制定合理有效的专项防突技术，对矿井石门的安全、高效揭煤具有十分重要意义。中煤科工集团重庆研究院有限公司（以下简称“重庆研究院”）受安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜矿的委托，进行揭煤技术研究项目。根据钱营孜矿提供的矿井采掘部署、瓦斯地质等资料，在综合分析基础上，编制西三采区胶带、轨道石门揭51、52、53、54煤层防突技术方案。编制说明书的主要依据如下： 煤矿安全规程，2011年； 防治煤与瓦斯突出规定，2009年； 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定，2011年； 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测

4、定方法，AQ/T1047-2007，2007年； 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件，MT/T 955-2005，2005年； 安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法(皖政办秘201162号)，2011年： 钱营孜矿煤矿提供的相关资料。2 矿井及西三采区概况2.1 矿井基本情况2.1.1 交通位置、地形地貌井田位于安徽省宿州市西南部，距宿州市约15km，行政区划隶属宿州市和淮北市濉溪县。矿区内有南坪集至宿州市的公路和四通八达的支线与任楼、祁南、邹庄、桃园等矿井相邻；青疃芦岭矿区铁路支线从矿区南部由西向东穿过，向东与京沪线、向西与濉阜线沟通；合徐高速公路从矿区东北部穿过，交通十分便利。如图2.1所示

5、。图2.1 钱营孜矿地理位置及交通平面图地理坐标：东径11651001170000；北纬332700333230；勘查区范围：东起双堆断层，西至南坪断层，南以27勘探线和F22断层为界，北至32煤层-1200m等高线地面投影线。勘查登记面积为74.15km2，井田南北长平均约8.3km，东西宽平均6.0km左右，井田面积约50.0km2。2.1.2 地质构造特征（1）区域地质构造据区域资料对大地构造单元的划分，如图2.2所示。图2.2 皖北地区构造单元划分略图淮北煤田位于华北板块（级构造单元）东南缘之淮北凹陷（级构造单元）内，煤田构造的形成和发展与华北板块总体构造的形成及板缘构造的演化有着密切

6、联系。本区所在的宿州矿区位于煤田的中部、宿县涡阳凹褶带内。淮北煤田在燕山早期的挤压机制以及其后至喜山期拉张机制下形成的南北向断裂、褶皱及推覆构造交叉、复合、迭置在近东西向构造线上，形成近似网格状的断块构造格局。煤田的主导控煤构造以断块方式为主，在煤田的东部、南部部分块段还存在滑脱式、褶皱式控煤构造，现存控煤构造从其成生到最后“定格”，经历过两期或两期以上的地质构造运动，形成两套或两套以上叠加、复合的构造应力场，构造形迹因此而得到不断的改造和迭加。（2）井田地质构造 总体构造特征井田位于淮北煤田南部中段，处于北东向的南坪断层、双堆断层所夹持的断块内。区内总体构造形态为一较宽缓向南仰起的向斜，并被

7、一系列北东向断层切割，断层较发育，断层走向以北东向为主，少数近南北向及北西向。 褶曲向斜轴向北东，沿轴向南部仰起，矿井两翼浅部较紧密，深部变为宽缓。向斜被一系列北东向断层（F17、F22、F25等）切割，两翼地层产状有一定变化。东翼双堆断层与F17断层之间存在小的平缓褶曲。西翼F25、F22断层与F17断层之间、F25与F22断层之间、南坪断层与F25之间有小的向斜和背斜。 断裂构造依据地质资料构显示造带区内岩石破碎成碎粒状、糜棱状，岩芯不完整，具有揉皱、滑动现象，挤压错动痕迹明显，地层倾角变化大。部分断层破碎带内斜切裂隙发育。断层组合情况及主要断层控制情况。 井田区域小构造本区小构造比较发育

8、，其展布方向与大断层一致，主要为NE向，发育在大断层附近，对煤层开采有所影响。在大断层附近，受断层牵引作用，局部地段形成小褶曲。 岩浆活动根据同位素测定为燕山期活动的岩浆侵入该井田，一般以脉状或层状侵入煤系，主要影响72和82煤层，少量侵入62和10煤层及其它层位。岩浆所及，往往破坏煤层的结构，使煤的变质程度增高甚至质变为天然焦、无烟煤或被吞蚀，或使煤层厚度变薄乃至被吞蚀。（3）煤系地层及顶底板岩性井田内主要含煤地层为二叠系的上、下石盒子组和山西组，区内揭露地层总厚约1266.80m。自上而下含1、2、3、4、5、6、7、8、10及11等十个煤（层）组，含煤平均总厚为23.47m，含煤系数为1

9、.9%。其中可采煤层8层，为32、51、52、53、62、72、82和10煤层，可采煤层平均总厚13.12m，占煤层总厚的55.9%。其中32、82为主要可采煤层，51、52、53、62、72、10为次要可采煤层，主要可采煤层平均总厚4.67m，占可采煤层平均总厚的35.6%。32煤全区可采，51、53、82、10煤为大部可采，52、62、72煤为局部可采。1、2、4、11煤组煤层不稳定，变化大，易相变为炭质泥岩或尖灭，均不可采。井田主要可采煤层直接顶、底板均以泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩，其中泥岩的抗压强度在4.8274.45MPa，平均26.65MPa，顶板易坍塌垮落，属不稳定中等稳定类；

10、粉砂岩的抗压强度在7.37104.60MPa，平均38.09MPa，属中等稳定稳定类；砂岩的抗压强度在14.45169.10MPa，平均67.75MPa，岩石强度高，不易垮落，属中等稳定稳定类。2.1.3 开拓开采矿井系生产矿井，核准为高瓦斯矿井，采用立井、主要石门、大巷开拓方式，主井、副井和中央回风井3个井筒布置，设计生产能力1800kt/a,核定生产能力3850kt/a。全矿井共划二个水平，一水平标高-650m，二水平暂定-1000m，矿井分东、西翼上山开采。该井田共有8层可采煤层，根据煤层层间距大小，32煤层和10煤层单独布置，51、52、53、62、72和82煤层联合布置，共划分为18

11、个采区。矿井采用走向长壁和倾斜长壁相结合的布置方式。采煤方法主要以综合机械化回采工艺为主，对于构造复杂及厚度较薄的块段或煤层，采用高档普采或其它回采工艺，次要可采煤层以普采或其它回采工艺为主。目前，矿井只开拓西一采区、西二采区和东一采区32煤层。西一采区已经回采完毕，西二、东一采区正在回采，西三采区正在开拓。双翼上山布置，采用走向长壁综合机械化开采，区段至下而上回采。2.1.4 通风及瓦斯矿井通风方式为中央并列式，采用全负压机械抽出式通风，风机型号为GAF33.5-20-1型。主、副井进风，中央风井回风。矿井初期通风系统为中央并列式。风井装备2台GAF33.5-20-1（21700KW）型轴流

12、对旋风机，1台使用，1台备用。目前，矿井需风量为9800m3/min，总进风量12077m3/min，总回风量12571 m3/min，风机负压2.68KPa。井田各煤层埋深-600m水平以上平均瓦斯含量均小于2.5m3/tr，各煤层瓦斯含量较高的测点主要分布在-600m水平以下，其中32煤层地勘瓦斯含量及成分见表2-1。表2-1 井田32煤层地勘瓦斯含量及成分表煤层水平(m)样点数（个）基岩盖层平均厚度(m)CH4占瓦斯总量百分比(%)CH4含量(m3/t.r)平均瓦斯含量(m3/t.r)32-650m以浅28298.120.00-89.1348.330.00-13.073.063.41-6

13、50m以深8618.450.00-85.7839.520.00-24.794.65从地勘资料得出煤层瓦斯含量的区域分布特征：F17逆断层下盘煤层瓦斯含量高，煤层瓦斯含量随埋藏深度而增加明显，局部有瓦斯富集。矿区内发现断层较多，其中部分断层封闭性好，不利于瓦斯逸散，在断层附近有可能积聚瓦斯。而F17断层与F22断层之间-600m以下的中深部位断层较少，且煤层埋藏较深，瓦斯保存条件较好，故本区各煤层瓦斯含量高点在平面上的分布主要集中在F22断层与F17断层之间的夹块内，尤其是在F17逆断层的下盘，最高者可达24.79m3/t.r，F22以矿井西翼有个别高点，其余部位瓦斯含量较低。2.2 西三采区概

14、况2.2.1 位置及范围西三采区位于钱营孜煤矿西南部，西以南坪断层为界；东以F22断层为界；南部到矿界，与邹庄煤矿相邻，呈三角形状。南北长04.3km，东西宽约3.8km，面积约8.1km2。2.2.2 采区地质构造西三采区位于钱营孜煤矿西部，总体上为一走向近南北，倾向东的单斜构造（见图2.2），地层倾角一般1015。全区77条断层中，按断层性质分：正断层31条，逆断层46条；按断层落差大小分：落差大于等于50m断层5条，落差小于50m大于等于20m断层9条，落差小于20m大于等于10m断层21条，落差小于10的断层42条。断层走向以NE为主，其次为SN；断层倾向以SE为主，其次为NW。西三采

15、区构造图如图2.3所示。（1）断层 南坪断层：位于采区西北部的边界断层，正断层，走向NE，倾向NW，倾角70，落差1000m，采区内延伸长度3500m。浅部由三维地震控制，区内有2个钻孔穿过（41-3，42-4），其中A级73个，B级27个，C级21个。错断3、5、6、72、82、10煤，控制属查明断层。 F22正断层：采区的西部边界断层，正断层，走向SN，平面上呈缓波状，倾向W，倾角6575，采区内延伸长度6500m，落差0350m，北部较小，中南部较大；断层破碎带由泥岩、粉砂岩、砂岩和煤块组成，其中以泥岩、粉砂岩为主，挤压破碎，角砾状明显，区内有5个钻孔穿过，均为三维地震控制，为查明断层。

16、图2.3 西三采区构造纲要图 F25逆断层：走向北东转南北，倾向南东转东，倾角50-55，落差0500m，区内延展长度大于2200m。西三采区主要断层如表2-2所示。表2-2 西三采区断层控制程度一览表 断层编号性质落 差（m）产 状区内延展长度（m）控制程度备 注走向倾向倾角（）南坪断层正1000NENW703500查明边界F22正0-350SNW65-756500查明边界F25逆0-500NESNSEE50-552200查明F51逆0-135NESE50-55700查明DF136逆0-25NENW50-551300查明F25-1逆50-300NE近SNSWW551300查明SF2逆0-15

17、NENW50-55760查明SF30逆0-10NENW50-55250查明SF31逆0-10NENW50-55350查明SF38逆0-6NENW65-70160查明SF39正0-10NESE65-75280查明（2）褶皱区内未有较大规模的褶曲，仅沿地层走向方向出现较小规模的起伏或次级褶曲。2.2.3 煤层赋存情况本采区主要含煤地层为二叠系的山西组、下石盒子组和上石盒子组。含煤地层厚度约1270m，含1、2、3、4、5、6、7、8、10和11等10个煤组，含煤30余层，含煤平均总厚为23.61m，含煤系数为1.86%。可采煤层有32、51、52、53、62、72、82和10等8层，可采煤层总厚1

18、3.40m，占含煤总厚的56.77%，其中32为主要可采煤层，51、52、53、62、72、82、10为次要可采煤层,主要可采煤层平均总厚2.90m，占可采煤层平均总厚的21.64%。32煤全区可采，51、53、82、10煤为大部可采，52、62、72煤为局部可采。1、2、4、11煤组煤层不稳定，变化大，易相变为炭质泥岩或尖灭，均不可采。2.2.4 开采设计及采掘情况西三胶带石门设计2700m，自西三胶带机巷P41点前58.9m为中向右转弯，按方位角N276、3上坡施工平巷，设计断面：净宽净高=45003650mm。西三轨道石门设计2700m，自西三轨道大巷G49点前106.9m，按2上坡施工

19、，设计断面：净宽净高=52004000mm。2.2.5 瓦斯及水文地质（1）瓦斯巷道过F22断层前位于32煤层底板和72煤层之间。根据矿井勘探报告，51煤至72煤瓦斯CH4含量统计如下：51煤层：样品37个（其中有4个样无成分测试），采样深度318.001175.5m。瓦斯成分两极值为10.1591.63%，平均为54.38%（33个样）；瓦斯含量两极值为011.6 cm3/g.daf，平均含量值为3.90 cm3/g.daf（37个样）。瓦斯含量最大钻孔为34B5孔，煤层埋深677.8m。52煤层：样品22个（其中有3个样无成分测试），采样深度327.31186.68m。瓦斯成分两极值为09

20、3.94%，平均为45.30%（19个样）；瓦斯含量两极值为016.03 cm3/g.daf，平均含量值为4.51cm3/g.daf（22个样）。瓦斯含量最大钻孔为443孔，煤层埋深1186.68m。53煤层：样品12个（其中有2个样无成分测试），采样深度454.251194.09m。瓦斯成分两极值为1.7594.94%，平均为40.64%（10个样）；瓦斯含量两极值为0.3314.33 cm3/g.daf，平均含量值为3.53cm3/g.daf（12个样）。瓦斯含量最大钻孔为34B4孔，煤层埋深785.39m。62煤层：样品27个（其中有6个样无成分测试），采样深度333.791198.90

21、m。瓦斯成分两极值为095.47%，平均为59.45%（21个样）；瓦斯含量两极值为0.0213.70 cm3/g.daf，平均含量值为4.82cm3/g.daf（27个样）。瓦斯含量最大钻孔为463孔，煤层埋深1198.9m。胶带、轨道巷道揭煤区域附近277钻孔51煤瓦斯含量6.57cm/g（埋深960.35m），52煤2.42cm/g（埋深971.4m）；2710孔53煤层瓦斯含量14.33cm/g（埋深668m），62煤层0.82cm/g（埋深693.12m）。（2）水文地质施工范围内无物探异常区，巷道充水水源主要为砂岩裂隙水，正常涌水量10m3/h,最大涌水量30m3/h，主要表现为顶

22、底板淋、渗水；胶带巷与上覆W3213、W3227采空区净岩柱60.663.7m，轨道巷与上覆W3213、W3227采空区净岩柱65.875.8m，无老空积水，正常情况下对巷道开拓无影响。3 揭煤区域工程概况3.1 工程概况西三采区胶带石门设计长度2700m，方位角为276，坡度3（起点为西翼胶带大巷P42点，标高为-633.2m，终点设计标高-625.2m），净断面为4.53.65m，直墙半圆拱形，墙高1.4米，采用锚网喷联合支护，将依次从顶板揭露4、51、52、53、54、62煤层。经实际揭露，石门通过区域4煤层缺失，截至2015年3月26日，西三胶带机巷施工至P52+65m，分别距51、5

23、2、53、54煤层法距30.3、39.3、53.6、57.8m，预计分别向前施工201、326、492.9、527.2m依次揭露51、52、53、54煤层。西三采区轨道石门与胶带石门平距35m，设计长度2820m，方位角为276，坡度3（起点为西翼轨道大巷G53点，标高为-633.7m，终点设计标高-625.1m），净断面为5.24.0m，直墙半圆拱形，墙高1.4米，采用锚网喷联合支护，将依次从顶板揭露4、51、52、53、54、62煤层。经实际揭露，石门通过区域4煤层缺失，截至2015年3月26日，西三胶带机巷施工至G62+32m。胶带、轨道巷设计及施工如图3.1、3.2所示。3.2 揭煤区

24、域地质条件概况胶带石门施工范围主要位于王二庄向斜东翼，根据巷道揭露岩性与274钻孔岩性对比，推断DF120正断层可能未延伸至西三胶带石门，地层正常产状为73013，施工方向视倾角为+1+3左右。施工范围内巷道顶板距离采空区60.663.7m。轨道石门施工范围位于王二庄向斜东翼，地质条件较简单，地层正常产状为73013，DF147正断层，断层产状为70H=7m，地层正常产状为73013，施工方向视倾角为+1+3。巷道基本沿地层走向施工，施工方向视倾角为+1+3。施工范围内巷道顶板距离采空区65.875.8米。 煤层及顶底板情况（参考2711、Z1、2710）51煤层：位于下石盒子组中部，上距上石

25、盒子组底部K3砂岩约130.0m。煤厚0.40.6m，平均0.5m。属薄煤层；顶板岩性以泥岩为主、次为粉砂岩和细砂岩，底板岩性为泥岩。图 3.1 钱营孜煤矿西三采区胶带、轨道石门设计及采掘平剖面图52煤层：位于下石盒子组中部，上与51煤层平均间距7.588.34m。煤厚0.60.94m，平均0.78m，属薄煤层；顶板岩性以泥岩为主、次为粉砂岩和细砂岩，底板岩性为泥岩或粉砂岩。53煤层：位于下石盒子组中部，上与52煤层平均间距10.8513.78m。煤厚0.750.99m，平均0.98m，属薄煤层；顶、底岩性以泥岩为主、次为粉砂岩。54煤层：位于下石盒子组中部，上与53煤层平均间距1.63.27

26、m。煤厚0.350.6m，平均0.59m，属薄煤层；顶、底岩性以泥岩为主、次为粉砂岩。62煤层：位于下石盒子组中下部，上与53煤层平均间距20.9421.87m。煤厚0.30.8m，平均0.6m，属薄煤层。顶板岩性以泥岩、粉砂岩和细砂岩，底板多为泥岩和粉砂岩。72煤层：位于下石盒子组中下部，上与53煤层平均间距10.3113.41m。煤厚0.290.35m，平均0.3m，因受岩浆岩侵蚀严重，多为岩浆岩少量天然焦。顶板岩性以岩浆岩、天然焦为主，底板多为泥岩。另外，根据揭煤区域2711、Z1、2710钻孔资料，自石门掘进方向，以上各煤层有逐渐变浅趋势，前方受F22断层位置摆动、落差和牵引影响，巷道

27、可能揭露62煤及72煤。 瓦斯揭煤区域51、52、53、54、62、72为钱营孜矿未鉴定煤层。胶带、轨道巷道揭煤区域附近277钻孔51煤瓦斯含量6.57cm/g（埋深960.35m），52煤2.42cm/g（埋深971.4m）；2710孔53煤层瓦斯含量14.33cm/g（埋深668m），62煤层0.82cm/g（埋深693.12m），无72煤层瓦斯资料。 水文情况46煤间隔水层，底板埋深355.60992.85m, 平均658.80m，隔水层厚度17.73263.24m，平均140.70m。隔水层厚为67.19144.78m，平均107.65m，岩性以泥岩及粉砂岩为主，夹46层的细砂岩和中砂

28、岩，岩性致密完整，裂隙不发育，钻探揭露未发生漏水，有27-1和80-4两个钻孔在砂岩段泥浆消耗量稍大，可达0.803.2m3/h，钻孔泥浆消耗量一般为00.48m3/h，隔水性能较好。施工巷道主要充水水源为煤系地层砂岩裂隙水，出水形式表现为巷道顶底板滴淋渗水，锚索锚杆眼出水。根据一水平巷道掘进资料，预计巷道正常涌水量10m/h，最大涌水量100m/h。4 揭煤防突措施工艺流程及技术方案巷道揭穿煤层防治煤与瓦斯突出是一项技术难度大、风险高的系统工程，必须严格按照防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程、石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件等规定程序开展相应的防突工作，并加强组织管理，确保防突措施工作落

29、实到位。根据2711、Z1钻孔资料，西三采区胶带、轨道石门揭煤区域51、52、53、54煤层无实测瓦斯资料，其厚度分别为0.40.6m、0.60.95m、0.751m、0.6m，埋深-619.5-700m，煤厚沿石门掘进方向均具有变薄趋势。2015年3月26日，西三胶带机巷施工至P52+65m，分别距51、52、53、54煤层法距30.3、39.3、53.6、57.8m，预计分别向前施工201、326、492.9、527.2m依次揭露以上各煤层，揭煤长度307m，为确保巷道安全揭煤，必须严格执行两级“四位一体”综合防突措施，综合防突措施流程如图4.1所示，总体方案如下：采用煤层瓦斯参数结合瓦斯

30、地质分析的方法进行区域预测；以施工抽采钻孔为区域措施；选用残余瓦斯含量WCY及钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1或h2）进行区域措施效果检验；区域验证采用钻屑瓦斯解吸指标法（同上）（区域验证也属局部综合防突措施的工作面预测内容），揭开煤层后巷道全部或部分在煤层中掘进期间，还应按照煤巷掘进工作面的要求连续进行区域验证，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法。采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面预测（钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1或h2）；使用排放钻孔作为工作面局部防突措施；工作面措施效果检验、最后验证均采用钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1或h2）；巷道全部或部分在煤层中掘进

31、期间，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验；在巷道完全进入煤层底板到距煤层底板最小法向距离2m以前掘进时，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法（钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1或h2）；安全防护措施；加强过煤层段巷道的支护等局部“四位一体”综合防突措施。根据防突规定、规程、测压标准等相关规定的要求和矿井实际工程条件，西三采区胶带、轨道石门巷揭穿5煤组（51、52、53、54煤层）工艺流程如下（见图4.1）：图4.1 钱营孜矿西三采区胶带、轨道石门揭5煤组综合防突措施流程图 在胶带、轨道巷掘进至分别距51、52、53、54煤层最小法向距离10m之前（在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最

32、小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况），分别施工35个前探取芯钻孔，准确查明揭煤工作面和煤层的走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，利用前探钻孔测定其5煤组瓦斯压力（分别测定51、52、53、54煤层）、煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度p，以及煤样的吸附常数、工业分析、真视密度、孔隙率，并观测煤芯破坏类型；由于胶带石门揭煤51、52煤层区域受落差5m的DF120逆断层影响，煤层被抬高，导致石门揭煤距离缩短，故应在揭露断层前对断层及其两盘煤层赋存进行探测，确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。 在巷

33、道迎头分别距51、52、53、54煤层法距7m前分别对其进行突出危险性预测，如区域预测有突出危险，则在法距7m前执行区域综合防突措施，施工抽采钻孔预抽煤层瓦斯，并进行效果检验，如果效果检验无效，则需补充区域措施，直至区域措施效果检验有效为止；如区域预测无突出危险，可采用物探或钻探手段边探边掘（掘进过程中应密切关注探孔及工作面瓦斯情况，如有喷孔、夹钻等瓦斯动力现象应采取相应区域或局部综合防突措施）至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置（法距1.5m处），再采用工作面预测的方法进行最后验证。在工作面距煤层（区域预测具有突出危险）最小法向距离5m前开始，选用钻屑瓦斯解吸指标法对揭煤区域防突进行区域验证。

34、如区域验证有突出危险则需要执行工作面局部防突措施，暂定施工密集钻孔排放揭煤区域瓦斯，直至工作面措施效果检验有效为止；如区域验证为无突出危险时，采取安全防护措施的条件下边探边掘至下阶段防突措施执行位置，如此循环，直至分别距煤层（区域预测具有突出危险）最小法向距离1.5m（如岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离）处，进行最后验证。 在工作面分别距51、52、53、54煤层法距1.5m处，采用钻屑瓦斯解吸指标法对煤层的突出危险性进行最后验证，若检验为突出危险工作面，采取局部防突措施，直至检验有效；当验证为无突出危险工作面时，采取远距离爆破揭开煤层，揭煤爆破由施工单位编写专项措施，并报矿总工程师审批。

35、如果未能一次揭穿煤层，则继续按照揭煤的安全、技术措施揭煤。根据规程及防突规定，石门工作面从分别距51、52、53、54煤层顶板的最小法向距离5m开始到穿过以上各煤层进入各自底板最小法向距离2m（当煤层突出危险性较大、顶板岩性较差时宜采用5m）的过程均属于揭煤作业；揭煤作业掘进采用短循环（掘进循环进尺为1.8m）光面爆破掘进，放炮地点设在两道反向风门外爆破。5 5煤组地质探测及区域突出危险性参数测定5.1 前探钻孔及参数测定西三采区胶带、轨道石门揭5煤组前，必须准确控制5煤组层位，掌握煤层的赋存、地质构造、瓦斯等情况。根据揭煤区域51、52煤层赋存情况（51、52煤层距离较近，53、54煤层距离

36、较近，52、53煤层距离较远），故采用分步探测：首先，石门距51煤层法距20m前对51、52煤层进行探测（尽可能探到54煤层），并分别测定51、52煤层瓦斯压力；石门距53煤层法距10m前对53、54煤层进行探测，准确控制53、54煤层层位，并分别测定53、54煤层瓦斯压力。5.1.1 揭煤区域51、52煤层探测及瓦斯压力测定为准确查明石门揭煤工作面与51、52煤层走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，在工作面掘进至距51煤层最小法向距离20m之前在西三6#联巷内向巷道前方及两边施工不少于5个探煤钻孔（倾斜方向不少于3个，走向不少于2个），探明DF120断层及5煤组各煤层

37、（重点探测51、52煤层）的赋存情况，探煤钻孔应至少穿透52煤层全厚且进入底板不小于0.5m（条件允许时尽可能施工至54煤层底板）。其中，TK1、TK2、TK3探孔控制煤层倾斜方向变化，TK4、TK5探孔控制煤层走向方向变化，其终孔位于石门巷道轮廓线外不小于5m。具体钻孔布置如图5.1所示、初步设计参数见表5-1所示。根据探煤钻孔施工情况，TK4、TK5兼作为52煤层测压孔，另行施工CY1、CY2钻孔作为51煤层测压孔。表5-1 钱营孜矿胶带石门揭4煤前探钻孔初步设计参数孔号开孔位置孔径/mm方位角/倾角/孔深/m备注TK1西三6#联巷732769102探DF120断层及揭煤区域5煤组各煤层，

38、重点探测51、52煤层，钻孔尽可能施工至54煤层底板TK2732762095.3 TK3732766056.1CY17367527.6 探51煤层、测压51煤CY2731867527.6TK47366041.5 探51、52煤层、测压52煤TK5731866041.5图5.1 西三采区石门揭51、52、53、54煤层前探钻孔布置平剖图5.1.2 揭煤区域53、54煤层探测及瓦斯压力测定为准确查明石门揭煤工作面与53、54煤层走向及倾向的相对位置，掌握煤层赋存条件、地质构造等基本情况，在工作面掘进至距53煤层最小法向距离10m之前专用钻场内向巷道前方及两边施工不少于5个探煤钻孔（倾斜方向不少于3

39、个，走向不少于2个），探明53、54煤层的赋存情况，探煤钻孔应至少穿透54煤层全厚且进入底板不小于0.5m。其中，TK6、TK7、TK8探孔控制煤层倾斜方向变化，TK9、TK10探孔控制煤层走向方向变化，其终孔位于石门巷道轮廓线外不小于5m。具体钻孔布置如图5.1所示、初步设计参数见表5-2所示。根据探煤钻孔施工情况，TK9、TK10兼作为54煤层测压孔，另行施工CY3、CY4钻孔作为53煤层测压孔。表5-2 钱营孜矿胶带石门揭53、54煤前探钻孔初步设计参数孔号开孔位置孔径/mm方位角/倾角/孔深/m备注TK6专用钻场730-5104.4探测53、54煤层，初步探测62煤层TK7730-25

40、80.3 TK8730-5060.3CY373右夹90-6016.4 探53煤层、测53煤压CY473左夹90-6016.4TK973左夹90-4522.3 探53、54煤层、测压54煤TK1073右夹90-4522.3备注：方位角以巷道施工方向为05.1.3 钻孔施工要求及参数测定方法 钻孔施工要求探测孔施工至煤层后换取芯管钻取煤芯，观察其破坏类型，再用双层塑料袋包装密封，送重庆院防突实验室分别测定软、硬煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度p，煤样的吸附常数、工业分析、真假密度、孔隙率。从工作面距煤层法线距离10m开始，应该边探边掘，探孔超前距不得小于5m，探孔数量根据实际情况确定，但不得少于3

41、个，应准确探测出突出煤层层位，保证与煤层的最小法线距离不小于5m；从工作面距煤层法线距离5m开始，必须边探边掘，探孔超前距不得小于2m，探孔数量根据实际情况确定，但不得少于3个，应准确探测出突出煤层层位，保证与煤层的最小法线距离不小于2m。前探钻孔施工过程必须由专业技术人员观测钻孔见煤后是否有顶钻、夹钻、吸钻、喷孔及响煤炮声等异常现象，并详细记录岩芯等资料；钻孔施工完毕后应立即测定钻孔瓦斯涌出量或钻孔孔口瓦斯浓度；通过探测和瓦斯测定以保证能确切地掌握煤层厚度、软分层厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等资料。（1）测压根据现场实际情况，测压钻孔均为下向孔，测压钻孔采用注浆封孔，为被动式测压，封

42、孔采用机械注浆封孔。钻孔封孔方式及方法如图5.2所示。1-托盘；2-海带；3-水泥浆；4-测压管；5-水泥；6-注浆管；7-注浆泵；8-压力表图5.2 下向孔注浆封孔测压示意图本次测压钻孔封孔为全岩段注浆封孔。具体方法为：根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的数量，并按一定比例配制成水泥浆，用注浆泵一次连续将水泥浆注入孔内，经24h凝固后，然后安装压力表。施工完毕后应及时、连续观察、记录表值的变化，直到表压值稳定57天为止。测压主要材料包括425#标号水泥、162mm无缝钢管作测压管以及注浆管、管接头、压力表接头、压力表、注浆设备等。打钻过程中要求详细记录各钻孔的施工参数、见煤岩情况，仔细观察钻孔有无

43、喷孔、顶钻、卡钻等异常现象，并安排专门人员进行钻孔验收。（2）瓦斯含量测定采用DGC瓦斯含量直接测定装置对5煤组各分层瓦斯含量进行直接测定，该方法依据GB/T23250煤层瓦斯含量井下直接测定方法，比较简单、直观，应用该法时，直接从采取的煤试样中确定其瓦斯成分和瓦斯含量。本次石门揭5煤组各分层利用探煤钻孔取样送皖北局救护大队实验室直接测定其瓦斯含量。5.2 5煤组区域综合防突措施5.2.1 5煤组突出危险性预测依据防突规定第四十二条：区域预测一般根据煤层瓦斯基本参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。西三采区胶带、轨道石门分别距离51、52、53、54煤层法距10m

44、时，采用实测煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法对揭煤区域5煤组各煤层分别进行区域预测。预测指标采用瓦斯压力P、瓦斯含量W及前探、测压等钻孔施工过程中有无喷孔、顶钻等其它异常现象。预测指标临界值见表5-3。表5-3 煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P/MPa瓦斯含量W/m3/t区域类别P0.74W8无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区区域预测揭煤区域具有突出危险性时，石门距突出危险煤层最小法向距离7m处执行区域综合防突措施，施工穿层钻孔预抽揭煤区域瓦斯，直至区域措施效果检验有效为止。如区域预测无突出危险，可采用物探或钻探手段边探边掘（掘进过程中应密切关注探孔及工作面瓦

45、斯情况，如有喷孔、夹钻等瓦斯动力现象应采取相应区域或局部综合防突措施）至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置（法距1.5m处），再采用工作面预测的方法进行最后验证。5.2.2 5煤组区域防突措施当胶带、轨道石门揭5煤组突出危险性预测有突出危险性时，在距煤层法距7m前执行区域防突措施，暂定采用预抽煤层瓦斯的方法，瓦斯抽采钻孔施工参数则根据区域预测实际情况，另行补充设计。根据揭煤区域巷道、煤层赋存条件，综合分析确定揭煤工作面预抽钻孔控制范围为揭煤处巷道轮廓线外12m，同时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。钻孔一次性穿过煤层，并进入煤层底板距离不小于0.5m。打钻过程中要求详细记录各钻孔的施工参数、见煤岩情况，仔细观察钻孔有无喷孔、顶钻、卡钻等异常现象，并安排专门人员进行钻孔验收。每个钻孔在施工完后记录终孔时间，及时封孔后立即合茬进行抽采，同时对瓦斯抽放流量进行监测计量，并记录开始抽放的时间、当日预抽的钻孔数量及实际抽放的钻孔数量。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。5.2.3 区域防突措施效果检验石门揭煤区域瓦斯预抽效果评价有效后，根据防突规定第五十二条：采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力、钻屑瓦斯解吸指标等进行区域预抽措施效果检验。对巷道揭煤区进行区域防突效果检验时，测定残余瓦斯压力和钻屑瓦斯解