99999瓦斯设计

（共 册）

某矿南风井、内外水仓掘进工作面揭

穿煤层防突措施设计

（第 册）

专 业 班 级：安全工程（矿山安全方向）矿安1101 姓名： 学号： 实习、设计地点： 辽宁石油化工大学 实习、设计时间：2014年 6月3日至6月10日 指导教师： 孙峰 成 绩： 评 阅 人：

矿 业 工 程 学 院 制

1、前言

余吾煤矿有限责任公司南风井、外水仓即将进入揭穿煤层作业、为了安全起见，余吾煤矿有限责任公司特委托辽宁石油化工大学、煤炭科学研究总院沈阳研究院于2011年10月开始对内、外水仓揭穿3#煤层防治煤与瓦斯突出的安全技术措施进行设计。

根据余吾煤业提供的资料，内、外水仓掘进工作面已经施工了前探钻孔，并进行了揭煤区域的突出危险性预测，抽采科2011年8月9日测定南风井外水仓瓦斯含量16.8031m/t，瓦斯解吸指标K1max=1.06、Smax=2.3kg、△h2=600Pa。瓦斯含量远超过《防突规定》中规定的8m/t的临界值，因此区域预测为有突出危险，设计采取严格要求，特编制了“余吾煤业有限责任公司长城南风井水仓揭穿3#煤层防突措施设计说明书”。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》规定：石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离（10）m开始到穿过煤层进入底（顶）板（2）m（最小法向距离）的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制石门揭煤的专项防突设计，报煤矿企业负责人批准。突出煤层揭煤应该按下列作业程序进行：

（一）探明揭煤工作面和煤层的相对位置；

（二）在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（区域验证）； （三）工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施； （四）实施工作面措施效果检验；

（五）掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；

（六）采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层； （七）在岩石巷道与煤层连接处加强支护。

基于上述规定，当煤层经防突措施执行后且效果检验为无突出危险性时，采用本设计揭开煤层。

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2、工程概述

某矿井底内外水仓分别与内外水仓清理斜巷相连，内水仓全长319.25m外水仓全长397.37m。内、外水仓巷道设计为半圆拱形，掘进宽度为4500mm、掘进高度为3350mm，墙高为1100mm，基础深为100mm；掘进断面为12.90m，净断面为8.69 m。

内、外水仓采用锚网索喷支护，锚杆选用?22x2400mm螺纹钢锚杆，矩形布置，间排距为800x800mm。锚索选用?18.9mm高强度低松弛预应力钢绞线，锚索长度为10300m，间排距为1600x1600mm，“三-二-三”三花布置。网片选用?6mm盘圆金属网。喷射砼强度为C20，喷浆厚度为100mm。

内外水仓坡度为0.15%上山，目前内水仓自内水仓清理斜巷结束点向前施工里程为94m，内水仓自内水仓清理斜巷结束点向前施工里程为89m。

根据实测地质资料揭示内外水仓地层为缓倾的单斜构造，倾向SW230~240o，倾角4~8°左右。目前内水仓工作面顶板距3#煤底板垂距7.1m，外水仓工作面顶板距3#煤底板垂距8.1m，内水仓工作面岩性为上部泥岩，薄层状，泥质结构，平坦状断口，下部灰色砂质泥岩，巨厚层状，砂泥质结构叁差状断口，致密；外水仓工作面岩性为上部灰色砂质泥岩，巨厚层状，砂泥质结构叁差状断口，致密；下部泥岩，薄层状，泥质结构，平坦状断口，质纯。

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3、南风井内、外水仓揭穿煤层防突措施工艺流程

根据井田精查勘探报告和内、外水仓掘进工作面所揭露煤层平均6m，3#煤层倾角7°。由于3#煤层瓦斯含量较大，设计采取严格要求，特制定南风井内、外水仓揭穿煤层防突措施。当南风井内、外水仓掘进至距煤层最小法距10m时，

即进入内、外水仓揭煤作业程序，揭煤作业防突措施工艺流程如图3-1所示。

4、内、外水仓揭煤工作面区域综合防突措施

4.1内、外水仓工作面前探钻孔、揭煤前的区域突出危险性预测

根据余吾煤业提供的资料，内、外水仓掘进工作面已经施工了前探钻孔，并进行了揭煤

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区域的突出危险性预测，抽采科2011年8月9日测定南风井外水仓瓦斯含量16.8031m/t，瓦斯解吸指标K1max=1.06、Smax=2.3kg、△h2=600Pa。瓦斯含量远超过《防突规定》中规定

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的8m/t的临界值，因此区域预测为有突出危险，需严格按照《防突规定》的要求执行综合防突措施。

因此设计未涉及内、外水仓前探钻孔以及揭煤前的区域突出危险性预测，直接采取区域防突措施。

4.2区域防突措施

内、外水仓掘进工作面所在区域为突出危险区。区域防突措施包括开采保护层和预抽本煤层瓦斯两种措施。在单一煤层开采条件或保护层为突出煤层的情况下，需采用预抽煤层瓦斯技术区域性消除其突出危险后，方可进行采掘作业。该措施的消突原理是向突出煤层内施工大量秘籍钻孔使煤体形成局部卸压，同时抽采瓦斯释放其潜能，然后再经过较长时间的预抽煤层瓦斯进一步降低其瓦斯压力与瓦斯含量，并由此引发煤层收缩变形、地应力下降、透气性系数增高、瓦斯压力与瓦斯含量的降低和煤的坚固性系数增加等变化，从而达到消除突出危险性的目的。

《防治煤与瓦斯突出规定》中对石门、竖井和斜井等岩石巷道揭煤区域性措施规定如下：穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离（7）m以前实施（在构造破坏带应当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和竖井、斜井揭煤处巷道轮廓线外（12）m（急倾斜底部和下帮6m），同时还应当保证控制范围的边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小法向距离不小于（5）m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距（15）m。

底板岩巷大面积穿层钻孔采前抽采煤层瓦斯是在工作面煤层底板岩层中布置一条或两条岩巷，在岩巷内每隔一定距离施工一个钻场，在钻场内向煤层施工网格式的上向穿层钻孔，钻孔布置如图3

《防突规定》对于钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少（20）m，下帮至少（10）m；其他煤层巷道两侧轮廓线外至少各（15）m。

钻孔间距离应根据瓦斯抽采半径的考察结果、并考虑煤层的透气性和抽采时间综合确定，一般为2~10m，钻孔间距以煤层顶板为准；钻孔穿透煤层，进入顶板0.5m；钻孔在煤层内均匀布置，施工完成后，钻孔在煤层倾向截面上应呈均匀、规则的网格状分布。

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