田湾煤矿防治瓦斯突出设计说明书(6)

绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计 4 区域综合防突措施

4.1 区域性预测

煤层突出危险性预测分为区域预测和工作面预测。工作面预测包括石门和井筒揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测，它是预测工作面附近煤体的突出危险性。工作面预测是生产矿井经常性的技术工作；而区域预测是预测某一煤层或某一煤层一定区域的突出危险性，主要是在新水平和新采区开拓、准备时的突出危险性预测。

区域性预测方法主要有单项指标法、综合指标和地质统计法。单项指标法主要用于预测煤层的突出危险性，综合指标法和瓦斯地质统计法主要用于突出煤层的区域性预测。

（1）煤层的突出危险性预测

本矿井有可采和局部可采煤层共四层煤，断层不发育，瓦斯含量较高，结合我国对煤层突出危险性预测经验，在预测各煤层的突出危险性时，可选用较成熟、运用较广泛的单项指标法。

在第一次揭穿煤层时，通过对煤层破坏类型的分析、瓦斯放散初速度（ΔP）、煤的坚固性系数（f）、煤层瓦斯压力（P）的测定，根据表2-4-7中临界指标值来对各煤层是否突出作预测。全部指标均达到或者超过表2-4-7所列的临界值的，确定为突出煤层。矿井在开采过程中，应实测各煤层临界指标值，并归纳、总结、验证，得出符合本矿井实际情况的突出危险性的单项临界指标值。

（2）突出煤层的区域预测

突出煤层区域预测可将预测区域的煤层划分为突出危险区和无突出危险区，根据划分出的不同区域采取不同的、针对性的措施。目前，国内应用较为广泛的区域方法为瓦斯地质统计法和综合指标法。由于本矿井为新建矿井，被预测的煤层未被揭露或未完全被揭露，只能通过钻孔、取样测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量、解吸速度等瓦斯基本参数，以及煤的物理力学性

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绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计 质，可用单项指标或多项综合指标确定该区域的突出危险性。建议选用综合指标法来预测突出煤层危险区域，按下列两个综合指标判断：

D=（0.0075H / ? - 3）（P - 0.74） K=△P / ?

式中：D——煤层的突出危险性综合指标； K——煤层的突出危险性综合指标； H——开采深度，m；

P——煤层瓦斯压力，取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa； △P——软分层煤的瓦斯放散初速度指标； ?—软分层煤的平均坚固性系数。

综合指标D、K的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定，在没有实测资料时，可参照表4-1-1所列的临界值，来确定区域突出危险性。

表4-1-1 综合指标D和K预测煤层区域突出危险性的临界值

煤层突出危险性综合指标 （D） 0.25 煤层突出危险性综合指标（K） 无烟煤 20 其它煤种 15

区域预测所划分出的不同危险区域也不是一成不变的。由于预测是通过有限的钻孔资料来预测煤层的突出危险性，难免有遗漏或偏差，因而需在生产实践中进一步验证，不断补充和完善预测资料，修正预测结果，以达到既有安全可靠性、又尽可能减少对采掘生产的影响之目的。 4.2 区域防突措施

4.2.1 预抽煤层瓦斯

设计采用开预抽煤层瓦斯作为其区域防突措施之一。

矿井瓦斯来源主要由回采工作面、掘进工作面和采空区等几部分组成，达产时布置一个C1煤层(保护层)工作面， 一个C4煤层(被保护层)工作面，

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绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计 二个回采面，一个C1煤层预抽工作面预抽瓦斯，五个掘进面，其中煤巷掘进面3个，岩巷掘进面2个。采煤工作面瓦斯涌出来源主要包括两部份，既本煤层涌出和上部煤层涌出。掘进工作面瓦斯来源主要为本煤层瓦斯和少量围岩瓦斯。

根据矿井瓦斯赋存及涌出特点，结合类似矿井的生产经验，同时考虑到矿井只有C1一层全区可采煤层，C4一层大部可煤层，共两层可采的实际情况，本矿井的瓦斯抽放方法设计推荐采用以本煤层抽采为主，多种抽放方式相组合的综合抽放方法。具体如下：

（1）本煤层抽采 ① 抽采方法

设计推荐本煤层布置顺层钻孔抽采C1 煤层煤体内瓦斯，为确保抽采钻孔施工安全，防止施工钻孔时诱发煤与瓦斯突出，设计建议在C1煤层回采工作面运输巷和回风巷掘进一定长度（如100m）后，每间隔6～８m向本煤层打顺层钻孔，在顺槽掘进、工作面安装期间，预抽C1煤层瓦斯，开采时进行采动卸压抽采。由于预抽时间较长，为保证预抽效果，设计提前布置一个预抽工作面，预抽C1煤层内瓦斯。按上述钻孔布置，设计吨煤钻孔量达0.09～0.07m/t，满足《矿井瓦斯抽采规范》有关中厚较难抽采煤层吨煤钻孔量不低于0.05 m/t的要求。

该方法主要优点有：不需专用抽采巷和钻场，钻孔工程量小；抽采钻孔全部布置在煤层中，抽采效果好，施工成本较低；顺层钻孔对煤层控制作用强。

实际生产中可根据实测积累的有效抽采半径，确定合理的布孔参数。同时由于邻近开切眼的煤层区域，煤层预抽时间较其他区域预抽时间短，矿井可根据实际抽采效果调整吨煤钻孔量。

顺层钻孔布置示意图如图4-2-1所示。

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绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计 图4-2-1 顺层钻孔布置示意图

② 封孔工艺和封孔管连接

钻孔采用聚氨酯封孔，封孔深度4～6m，封孔段长度1m，封孔管为直径φ60mm的PE管（阻燃、抗静电），再用铠装胶管套在PE管上，其另一端套在支管的叉管上；再连接到主管上，最后到达地面泵房。抽采钻孔间距应进一步考察，确定合理钻孔间距，预抽时间预计为6.5个月。

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绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计 聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的简称。它的种类繁多，根据原料配方不同，可以制成多种不同产品。对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，不漏气，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。聚氨酯封孔采用卷缠药液法及钻孔内封孔管结构，见图4-2-2。

100010005000-9000 铁档板木塞橡胶垫圈毛巾布铁线5000-9000抽放管钻孔聚氨脂密封段水泥沙浆10花孔图4-2-2 聚氨酯缠药方法及封孔管结构示意图

③ 抽采管路管理

工作面开采后，随着工作面的推进，靠近切眼的抽采钻孔不断报废，当钻孔距工作面切眼50m时，预计抽采钻孔进入卸压区，进行卸压抽采，随着抽采管路不断变短，靠近切眼的管路要逐段卸下来，端头用法兰盖密封。由于工作面在回采时，运输顺槽需进行超前支护大约20m，为了不影响生产，需提前拆除管路，给瓦斯管路的管理造成一定困难，所以可以考虑在靠近工作面切眼30m内的钻孔用软胶管与抽采管相连，抽采管未端特制一段2～3m长的短管，短管上做几个变径三通，与靠近工作面的钻孔用软管相连，钻孔报废后再向前移动短管，保持短管始终在抽采管路的末端，

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