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1、21061工作面区域防突设计一、工作面位置、布置及煤层地质概况 该工作面位于下龙窝的东侧，无地面建筑物，所以不存在对工程影响。1、巷道与相邻煤（岩）层之间的关系、邻近巷道的层间关系。21061工作面上部是21041工作面采空区，东边是21031工作面，下部为未开采区域，巷道顶板稳定，对巷道掘进影响不大。2、地面相对位置及邻近采区开采情况见下表 1.水平名称-50m采区名称21采区地面标高/m+437.3井下标高/m+13.866地面相对位置下龙窝东侧井下相对位置对掘进巷道的影响东部21061工作面为未开采区域，西部为井田边界保护煤柱，北部为未开采区域，南部为21041工作面采空区；地表无水体，
2、对巷道掘进无影响。3、煤（岩）层赋存特征见表2、表3表2 煤层特征表指标参数备注煤层厚度（最小最大/平均）/m2.5m4.5m/3.5 m煤层倾角（最小最大/平均）/（）2040/35煤层硬度（f）0.51煤层层理（发育程度）不发育煤层节理（发育程度）发育煤层自然倾向性级不易自燃绝对瓦斯涌出量/（m3/min）1.91属瓦斯矿井煤尘爆炸指数/%14.38具有爆炸危险性 表3 煤层顶底板情况表顶底板名称岩石类别厚度/m岩性基本顶中粒砂岩14.25灰色、厚层状，具微波状层理，以石英为主，长石次之，层面富含云母片，含黄铁矿结核，具斜层理，裂隙发育，方解石充填，本层俗称“大占砂岩”，局部中夹二2煤。直
3、接顶泥岩1灰黑色，裂隙发育，底部含黄铁矿，具滑面。伪顶炭质泥岩00.1炭质泥岩不稳定，随采随落。直接底泥岩0.9深灰色，含FeS2结核、白云母片及炭质，水平及缓波状层理，白暗相间，含大量植物化石碎片，煤中间相变为泥岩，深灰色。基本底中粒砂岩5灰白色厚层状细、中粒石英，具有大型楔形交错层理，夹透镜菱矿层，含大型硅化木化石。 4、地质构造在21061切眼西侧存在郭F2断层，断层走向北东35，倾向南东，倾角地表77，钻探揭露为45，受断层带影响，个别地段会出现褶曲，顶底板起伏不平。5、21061工作面巷道布置21061工作面水平标高在+13.860m之间，上顺槽属于沿空留巷为原21041工作面下顺槽
4、，全长485m；切眼设计掘进长度156m，设计坡度在为2040，采用单体柱配合型梁支护；下顺槽设计掘进长度480m，设计坡度在为015，采用下宽为3.8m的U36型钢支架单棚支护。（巷道布置见下图）。 21061上顺槽位于21061工作面上部，属于沿空留巷（原21041工作面下顺槽），采用U型钢支架单棚、工字钢梯形对棚混合支护，平均净断面6.5，全长485m。21061下顺槽位于21061工作面下部，设计掘进长度480m，现已掘进251m，施工方位为2220451，沿煤层底板掘至21061切眼位置。21061工作面设计掘进长度156m，施工方位为600314，掘进切眼时，由上顺槽向下掘进，现已
5、掘进112m。6、巷道支护方式21061切眼采用DW25-30/100单体液压支柱配合长2.4m的型梁（二梁五柱）支护，上净宽2.0m，下净宽2.44m，净高2.2m，净断面4.88，棚距500mm；下顺槽采用下宽为3.8m的U36型钢支架单棚支护，棚距600mm（距切眼200m位置棚距改为800mm），净断面10.6。下顺槽、切眼均采用塑编网、背木背设帮顶，网与网之间连接牢固，背板背牢成线，梁柱接口严密，支架要迎山有力，严禁空帮空顶，否则必须用坑木接实顶、帮。二、工作面通风系统1、掘进21061下顺槽及切眼时，在21061下顺槽按标准设置两道牢固可靠的反向风门，风门之间的距离不得小于4，通过
6、风门墙垛的风筒必须设有防逆风装置；掘进工作面爆破和无人作业时，反向风门必须关闭，放炮后有关人员进入检查时，反向风门必须打开顶牢。2、21061下顺槽及切眼掘进工作面均采用FBD6/211kw对旋通风机（一备一用）向工作面供风，21061下顺槽新鲜风流由21采区轨道下山经局部通风机压入掘进工作面，21061下顺槽乏风直接进入21采区皮带下山后排入总回风巷；21061切眼新鲜风流由21061上顺槽经局部通风机压人掘进工作面，乏风流经21041流水切眼后进入总回风巷，构成安全可靠的独立通风系统。3、工作面形成系统后，新鲜风流由21采区轨道下山经21061下顺槽经工作面、上顺槽流经21041流水切眼后
7、进入总回风巷（回采工作面通风系统见下图）。三、工作面抽放系统21061上、下顺槽及切眼掘进工作面抽放时，利用地面瓦斯抽放系统。上顺槽抽放系统：由地面瓦斯抽放泵站总回风巷皮带下山21061上顺槽。下顺槽抽放系统：由地面瓦斯抽放泵站总回风巷皮带下山21061下顺槽掘进工作面。切眼抽放系统：由地面瓦斯抽放泵站总回风巷皮带下山21061上顺槽21061切眼。四、区域综合防突措施1、区域突出危险性预测（所测得瓦斯参数）由于该区域在21061下顺槽打钻时，发生过喷孔、卡钻现象，有明显突出预兆，判断为突出危险区，因此，在掘进下顺槽和回采时，必须严格执行区域防突措施。而21061上顺槽是沿空留巷，瓦斯已充分释
8、放，无突出危险性。2、区域防突措施2.1掘进期间的区域防突措施在掘进21061下顺槽时，由于该区域未开采，瓦斯压力和含量较高，根据情况可以采取顶板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯或者采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施。即：2.1.1顺层长钻孔掩护煤巷掘进区域防突措施若煤层内瓦斯含量低于8m3/t（临界值），无瓦斯动力现象，则采取顺层钻孔抽采瓦斯掩护巷道掘进。21061下顺槽掘进前，在21061下顺槽开口位置及其巷道上帮轮廓线外20m，下帮10米范围内,布置两排孔深60m、孔径89mm、孔间距1m、排距0.7m的抽放钻孔。封孔深度不得小于10m，每打完一个钻孔，验收后即封即抽。经抽放后，按照防突规
9、定进行效果检验，降为无突出危险区，方可开口掘进。21061下顺槽掘进时，为了防治瓦斯，在21061下顺槽掘进工作面设计采用顺层长钻孔预抽煤层条带瓦斯的区域防突措施。在巷道两帮布置挂耳钻场，深度4.5m，钻场间距40m一组，每个钻场内布置抽放钻孔12个，由于煤层为倾斜煤层，所以抽放钻孔需要分别控制巷道上帮不少于20m，下帮不少于10m，钻孔最大投影深度60m，工作面正前布置钻孔5个。掘进过程中预留不低于20m区域措施超前距。钻场规格及钻孔深度、角度、数量必须达到设计要求，每个钻孔由安检员、瓦检员和防突员共同验收，未经许可，严禁撤钻。每打完一个钻孔要即封即抽。钻孔布置具体参数根据21061下顺槽掘
10、进工作面实际情况另行设计。 掘进21061切眼时，首先在开口位置的左侧布置1个钻场，钻场内的两排钻孔控制到巷道两帮轮廓线外15m处（钻场布置方法及钻孔数量与掘进工作面钻场布置方法相同），在巷道右侧及巷道开口处外侧沿掘进巷道由里向外每间隔2m布置两个孔径为89mm、深60m的抽放钻孔。 同时在21061切眼掘进工作面开口位置布置两排抽放钻孔（正前预抽钻孔布置与下顺槽掘进时正前预抽钻孔布置方法相同）。顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的所有钻孔孔深不得小于60m，措施孔超前距不得小于20m，控制到巷道两帮轮廓线外不少于15m。若遇地质构造或在打钻中发生顶钻、卡钻现象，要及时汇报通风科，由通风科及时制定防
11、突补充措施。每掘钻场、打钻、预抽一个循环，都必须进行区域措施效果检验。21061上顺槽是沿空留巷，是已经形成的巷道，无突出危险性。预抽煤巷条带瓦斯钻孔布置2.1.2顶板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯根据天禹矿目前情况在+0m水平以深，煤层倾角有较大变化（由平均30变为平均39），而21轨道下山和21皮带下山两条巷道设计坡度均为30，随着现两条下山巷道的延深，到-50m水平时，21轨道下山和21皮带下山两条巷道由二1煤层底板进入二2煤层顶板，所以在-50m水平做工作面顺槽时（21061下顺槽），巷道均布置在二1煤层顶板中。在巷道进行石门揭煤时，可以在煤层巷道掘进前在顶板岩石巷道均匀实施顶板穿层钻孔
12、预抽煤巷瓦斯，达到要求后再进行煤巷施工。该方法的基本思路是，在揭煤二1煤层前，测定煤层内瓦斯含量，若煤层内瓦斯含量超过8m3/t（临界值），瓦斯动力现象异常，则沿二1煤层顶板开拓顶板抽采巷，在巷道揭煤及掘进前，施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯。方法为：采用ZY-1900型全液压钻机在顶抽巷布置抽采钻孔，通过预抽煤层瓦斯，计算抽采量，检验瓦斯含量的方式评定穿层钻孔抽采效果，保证安全高效掘进。钻孔布置方式在距煤层顶板一定距离的岩层内，布置顶板抽采专用巷道或者区段岩石巷道，然后通过顶板抽采巷向煤层施工抽采钻孔预抽煤层瓦斯，以降低煤层瓦斯含量。顶板抽采巷道的位置既要考虑巷道底板距煤层顶板的最小法向距离不小于6
13、m，（具体数）穿层钻孔既可直接布置在顶板抽采巷道中，也可以布置在钻场中。钻孔控制范围根据防治煤与瓦斯突出规定第四十九条，要求抽采钻孔应当控制区段内的整个开采段和两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。根据天禹矿实际情况，煤层倾角大于等于30，钻孔控制到煤层上帮轮廓线至少20m，下帮至少10m。钻孔控制范围均为沿层面的距离。钻孔参数钻孔在顶板抽采巷内均匀成排布置，排间距3m，每排施工14个钻孔，终孔间距3m，钻孔直径为89mm。钻孔穿透煤层全厚并进入煤层底板不小于0.5m，钻孔布置具体参数根据天禹矿实际情况另行设计（见下图）。2.2回采期间的区域防突措施（工作面斜长）在工作面上、下顺槽及切眼施工完
14、毕后，沿上、下顺槽巷道由里向外每间隔2m布置两个孔径为89mm、深80m的抽放钻孔，上、下两排平行布置，每打好一个钻孔要即封即抽，封孔深度不得小于10m。打完钻孔后，要保证抽放时间不少于1个月，然后按照规定进行效果检验。（钻孔布置图）3、区域防突措施的效果检验3.1 21061下顺槽及切眼掘进期间区域防突措施效果检验对该区域预抽煤巷条带煤层瓦斯采取区域防突措施后，进行效果检验时，首先要认真分析、检查预抽区域内钻孔的分布等情况，并严格执行下列要求：采取直接测定瓦斯压力或瓦斯含量的方法，当煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa且瓦斯含量小于8m3/t时，预抽区域为无突出危险区；否则，为突出危险区，预抽
15、防突效果无效。对（穿层、顺层）预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行效检时，每隔（顺层2030m）（穿层3050m）至少布置1个检验测试点，且检验区域内不得少于3个检验测试点。各检验测试点布置在钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，尽可能远离测试点周围的预抽钻孔，或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开巷道工作面预抽的超前距。若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻或其它明显突出预兆时，均判定该区域预抽防突效果无效，即为突出危险区。采取区域防突措施后，经效果检验或有明显突出预兆，判断为突出危险区域时，必须采取区域补充防突措施，补打抽放钻孔预抽煤层瓦斯，直到措施有效为止。若经效果
16、检验降为无突出危险区域时，还必须进行区域验证。3.2 回采期间区域防突措施效果检验 对回采工作面进行效果检验时，(工作面是否超过120m)沿回采工作面推进方向每间隔3050m至少布置2个校检测试点；各检验测试点布置在钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，尽可能远离测试点周围的预抽钻孔，或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开巷道工作面预抽的超前距。(效果检验方法)若经效果检验降为无突出危险区域时，还必须进行区域验证。4、区域验证4.1 21061上、下顺槽及切眼掘进期间的区域验证当预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施效果检验降为无突出危险区时，必须对该煤巷掘进工作面进行区域验证，严格按照防
17、突规定中的“钻屑指标法”和“复合指标法”进行区域验证。1）验证方法：采用“钻屑指标法” 和“复合指标法” 验证时具体方法为：在掘进巷道断面施工3个孔径为42mm、深10m的钻孔测定瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔要布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于巷道掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室长度为1m。每钻进2m至少测定一次钻屑解吸指标。采用钻屑指标法和复合指标法验证掘进工作面突出危险性的指标临界值按下表执行。如
18、果实测得到的指标S、h2、 q的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面验证为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量S、钻屑解吸指标h2和钻孔瓦斯涌出初速度q验证工作面的突出危险性。各项指标突出危险临界值，按下表确定。Smax（L/m）h2（Pa）q max（L/min）突出危险性5.4干煤200湿煤1605.0突出危险工作面5.4干煤200湿煤1605.0无突出危险工作面2）具体要求：在上、下顺槽及切眼掘进工作面开口前，必须连续进行至少两次区域验证；上、下顺槽及切眼掘进工作面每掘进30m，至少进行两次区域验证；在构造破坏带、煤层厚度、倾
19、角急剧变化区域连续进行区域验证；在掘进工作面还应当至少打一个超前距不小于10m的超前钻孔探测地质构造和观察突出预兆；当区域验证为无突出危险时，方可采取安全防护措施后进行掘进作业；只要有一次区域验证为有突出危险或钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的掘进作业均应当执行局部综合防突措施；掘进工作面在开口或掘进期间只要有一次区域验证为有突出危险，必须严格执行“局部综合防突措施”。4.2 回采期间的区域验证 回采工作面进行区域验证时采用“R值指标法”和“复合指标法”两种方法。具体方法为：沿采煤工作面每隔1015m布置一个直径为42mm、孔深510m的验证钻孔，钻孔应尽可能布置在软分层中，并平行于回采推进
20、方向，测定钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q指标。钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。验证时要掌握好打钻速度、时间和封孔质量，充气压力不少于0.2MPa。根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax按下式计算各验证孔的R值：R (Smax-1.8) (qmax-4) 式中 Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m； qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min。判定采煤工作面突出危险性的各临界值指标，按下表确定。R值Smax（L/m）q max（L/min）
21、突出危险性6.05.45.0有突出危险6.05.45.0无突出危险当所有钻孔的R6且未发现其他异常情况时，且所有钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax小于临界值，该工作面可验证为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。在突出危险工作面进行回采作业时，必须采取防治煤与瓦斯突出措施。只有经措施效果检验证实有效后，方可采取安全防护措施回采作业。每执行一次防突措施作业循环（包括措施、措施效果检验、回采作业）后，再进行工作面验证，如验证为无突出危险，仍必须再采取防突措施，只有连续2次验证为无突出危险，该工作面方可视为无突出危险工作面。验证为无突出危险工作面，每预测循环应留有2m的
22、验证超前距。在无突出危险工作面作业时，必须执行安全防护措施。经验证任一钻孔指标超标，即视为该超标钻孔周围100m范围内有突出危险性，经验证有突出危险的区段，必须采取防治突出措施若R值为负值或0时，应用公式中的单项指标，取公式（Smax-1.8）或(qmax-4)正值项验证工作面的突出危险性，任何一项指标超标，必须采取防突措施（回采期间的区域验证见下钻孔布置图）。 工作面每推进20m至少进行两次区域验证，在构造破坏带连续进行区域验证；但若采煤工作面在该区域进行首次区域验证时，要保留足够的验证超前距。只要一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的回采作业均应当执行局部综合防
23、突措施。五、局部综合防突措施掘进工作面和采煤工作面实施局部综合防突措施时，应采用“钻屑指标法”和“复合指标法”进行工作面预测。工作面预测方法和区域验证方法相同，当预测为无突出危险时，且上一次循环的预测指标也是无突出危险时，可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采、掘作业；否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。预测为有突出危险工作面时，必须采取工作面防突措施，并进行效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，必须采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全
24、防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。掘进工作面和采煤工作面应保留的预测超前距均为2m。煤巷掘进工作面应保留最小措施超前距5m，采煤工作面3m;在地质构造破坏地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，采煤工作面不小于5m。21061下顺槽、切眼在掘进前和21061工作面回采前，都必须制定局部综合防突措施，经矿总工程师批准后执行。六、安全防护措施（内容不全）1、掘进工作面必须具有独立的通风系统，必须实行双风机、双电源、自动倒台及“三专两闭锁” 否则严禁掘进。回采工作面回风巷严禁设置任何控风设施。2、采、掘工作面悬挂“防突管理牌板”，防突预测人员把每次预测
25、（校检）结果填在牌板上，并通知瓦斯检查员、安检员和跟班安全队长。3、采、掘工作面预测有突出危险，只要停产3天以上，重新恢复生产必须采取深孔预抽或深孔排放措施，确保掘进工作面正前30m范围内瓦斯和应力得到充分释放，并经效果检验不超标时，方可掘进。4、采、掘工作面必须配备有经验，且经培训合格的专职瓦斯检查员和放炮员，发现问题及时采取措施进行处理；瓦斯检查员要严格监督检查该地区防突措施执行情况，严格实行现场交接班；发现有突出预兆时瓦斯检查员有权停止作业，协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出，并汇报矿调度室。 5、采、掘工作面打抽放钻孔由通防队负责.钻孔施工时，要由通防队技术员按设计参数逐孔送线标定，
26、保证终孔位置及抽放效果。本地区瓦斯检查员、安检员负责监督实施，抽、排放孔的数量、深度、角度必须达到本措施要求，并认真填写钻孔施工记录，保证钻孔的施工质量和钻孔各种数据的真实性，否则，所打的抽放钻孔作废。每班打钻情况由施工队人员汇报矿调度室和通风科。6、 打钻时，如发现有地质构造变化，经常发生喷孔、顶钻、卡钻等突出预兆或进行效果检验连续三次超指标时，必须停止掘进，报请鑫龙公司通风部共同研究采取有效的防突措施，采取措施后，经效果检验指标不超限时，方可恢复正常掘进。7、每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。8、机电部不定期对巷道的机电设备进行检查。施工单位要派专人每天检查掘进工
27、作面所有电气设备的防爆性能，杜绝失爆，每天施工队电工与瓦检员、跟班副队长一起试验局扇倒台情况，并将局扇倒台情况汇报通风调度室。9、瓦斯检查员和安检员要严格监督该工作面使用风钻湿式打眼。班组长、瓦斯检查员、安全检查员和所有作业人员要熟悉突出预兆，发现突出预兆，要迅速撤人，并汇报调度室。七、组织管理措施为确保该工作面安全施工，本措施按照煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定，制定以下措施。1、矿井配备专业防突施工队伍，负责该工作面的防突工程施工和日常防突管理工作；所有有关人员必须经过培训合格后方可上岗。2、矿长每月要检查、部署防突工作；保证通风科研工作的投入，解决防突所需的人、财、物，确保防突措施的落
28、实。3、总工程师对防突工作负技术责任，负责组织编制、审批、检查防突措施计划；各分管副职负责落实所分管范围的防突工作。4、各职能部室负责人对本职范围内的防突工作负责；施工队、班组长对管辖范围内防突工作负直接责任；防突人员对所在岗位的防突工作负责。5、防突措施的贯彻、实施、监督（1）该施工单位队长、跟班队长、班长是防突工作第一责任者，瓦斯检查员、安检员对防突措施的监督、检查和落实负有直接责任。所有参与该地区工作人员必须认真学习“防突措施”。施工队在施工前，负责向本队职工贯彻并认真组织实施防突措施。经贯彻、学习并考试合格后方可上岗。（2）施工单位在作业时，严格执行该防突措施。由于地质条件或其他原因不
29、能执行该防突措施时，必须立即停止作业并报调度室，经矿有关负责人到现场查看后，由通风科补充措施，并按原措施的审批程序重新审批后方可继续施工；其他部门或个人不得改变该防突措施。（3）通风系统和通风设施及风量调整由通风科和通防队负责，其他人员和单位不得任意改动或私自调整，必须确保该工作面的风量达到作业规程的要求。（4）通防队要加强瓦斯管理工作，按规定对工作面的瓦斯传感器进行调效，确保其灵敏可靠。(5）施工单位要保持工作面回风畅通，低矮或有塌冒处要及时维修，断面不得小于设计断面的3/4。(6）安监部负责监督该工作面的各项安全技术措施落实到位，确保该工作面的安全生产。（7）生产技术科要做好地质预测预报工作，作到有疑必探。（8）调度室要保证该区内所有通信设备畅通。（9）供销科要及时供应防突工作需要的仪器和设备，保证防突工作顺利开展。6、本措施未尽事宜，按煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定及21061下顺槽及切眼掘进和21061回采工作面局部防突措施执行。
