煤矿20916综采工作面专项防突设计及瓦斯治理方案

煤矿20916综采工作面专项防突设计及瓦斯治理方案内容摘要：

m3/t） 绝对瓦斯涌出量（ m3/min） 20916 综采工作面 2020（正常 ）3000(最大 ) （正常 ） 最大 ) 第三 章 20916 采煤工作面瓦斯综合治理方案 一、基本情况： 20916 采面走向 长 500m，倾向长 175m， 开采面积 :87500m2（留有 40m 保护煤柱）煤层厚度 :, 煤的容重 t/m3,煤炭储量 46 万 t,9煤层瓦斯含量， 从 表 3 可以看出， 9煤层和邻近层瓦斯含量都比较大，所以必须加大瓦斯治理力度，从根本解决 20916 采面瓦斯问题。 二、瓦斯综合治理方案： （一） 通风 20916 采 面采用“ Y”型通风方式， 工作面配风根据《煤矿安全规程》第一百零一 条 进行配风，采煤工作面、掘进巷道中的煤巷和半煤岩允许风速为， 通过抽放计算可知需风排的瓦斯量为 ： 179。 /min。 按瓦斯 Q =100 q k / C CH4 式中： Q — 工作面需配风量， m179。 /min； q — 经抽放后需风排瓦斯量， m179。 /min； CCH4 — 工作面 瓦 斯 最高允许浓度 ， % ； K — 采煤工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数，该数值应经过观察实测后取得；通常综采工作面取 ～ ，实际按。 即： Q=100 1. 5247。 =1545（ m179。 /min） （二）防突 区域综合防突措施 1）区域预测 根据矿井施工情况，在施工 9煤层巷道、 2051 回风石门和＋ 800m 水平轨道石门分别揭露 5煤层和 4煤层时，均发生煤与瓦斯突出，本矿井为煤与瓦斯突出矿井。 根据 20916 运输巷、回风巷掘进时采取的区域预抽钻孔，在施工时，发生过喷孔等动力现象。 11 综上可知， 20916 综采工作面回采区域具有突出危险性，需采取区域防突措施进行消突。 2）区域防突措施 20916 综采工作面采取本煤层顺层钻孔抽放瓦斯的区域防突措施，在 20916运输巷和回风巷沿煤层倾向施工抽放钻孔。 根据 2095 回采工作面施工的钻孔抽放经验，设计 20916 本层钻孔间距。 孔径为 115mm，封孔长度 8m，钻孔长度在 20916 运输巷为 85m， 20916 回风巷为 85m,20916 切眼为 60m。 钻孔 倾角与煤层倾角一致，根据现场施工情况进行调整。 20916 综采工作面顺层抽放钻孔设计图如图 1。 根据煤矿瓦斯抽采基本指标要求：工作面瓦斯涌出量在 70≤ Q＜ 100 m3/min，抽采率应大于 60%。 Q 顺层 =Q η= 60%= 图 1 20916 综采工作面顺层抽放钻孔设计图 3）区域措施效果检验 对顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应在回采工作面推进方向每间隔 30m，至少沿工作面方向布置 2个检验测试点。 应布置于所在部位钻孔密度小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的 各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。 在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。 检验测试点布置示意图 如图 2。 12 图 2 检验测试点布置示意图 采用 ZDY750 钻机施工 60m— 90m 钻孔，用取芯钻杆取样，用重庆煤科院研究院研制的 DGC 型瓦斯含量直接测定装 置测定。 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域措施效果检验的临界值见 表 4： 表 4 区域措施效果检验临界值 瓦斯压力 P（ MPa） 瓦斯含量 W（ m179。 /t） 区域类别 P＜ W＜ 8 无突出危险区 除以上情况外的其他情况 突出危险区 4）区域验证 采用工作面预测的方法对无突出危险区进行区域验证，还应当按照下列要求进行： （ 1）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少 2 次区域验证； （ 2）在构造破坏带连续进行区域验证 （采煤工作面在地质构造带、煤层软分层变厚时，必须加强防突考察构造，增加防突考察孔，并且考察孔布置在软分层中） ； （ 3） 工作面生产过程中严格执行循环批采制度。 （ 4）采煤工作面在地质构造带、煤层软分层变厚时，必须加强防突考察，增加防突考察孔， 并且考察孔布置在软分层中。 当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行 回采 作业。 但若 13 为工作面在该区域进行的首次区域验证时， 回采 前还应保留足够的突出预测超前距。 只要有一次区域验证为突出危险或超前钻孔等发现突出预兆，则该区域以后的 回采 作业均应当执行局部综合防突措施。 局部综合防突措施 1）工作面预测 采面预测 钻屑指标法预测 采煤 工作面突出危险性。 （ 1） 沿采煤工作面每隔 15m布置一个预测钻孔，钻孔直径 42mm、孔深 810m，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。 钻孔应尽可能布置在软分层中，并平行于 回采 方向。 钻孔每钻 进 1m 测定该 1m 段的全部钻屑量 S，每钻进 2m 测定一次钻屑瓦斯解吸指标 K1 或 △h 2 值。 采煤 工作面预测 钻孔布置示意图 见图 3。 15m 15m 15m 15m 15m10m 图 3 工作面预测钻孔布置示意图 判定采煤工作面突出危险性的各指标临界值应根据试验考察确定，在 未 试验考察确定前可暂按 表 5 的临界值确定工作面的突出危险性。 表 5 工作面预测指标临界值 钻屑瓦斯解吸指标 Δh 2 Pa 钻屑瓦斯解吸指标 K1 （ ml/gmin 1/2） 钻屑量 S （ kg/m） （ L/m） 200 6 （ 2）采面处于下列情况之一时判定为有突出危险工作面： ①处于煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶皱、火成岩浸入等； ②煤层赋存条件急剧变化； ③ 采掘应力叠加区域； 14 ④ 工作面出现喷孔、顶钻等动力现象； ⑤ 工作面出现明显的突出预兆。 2）工作面防突措施 当采煤工作面防突预测超标后，在超标的预测孔半径 10m 范围内立即采取排放钻孔的局部防突措施。 单排布孔，孔间距为 1m，孔深为 15m，孔径 115mm，共 21 个。 排放 钻孔设计见图 4。 1m2095运输巷2095回风巷预测超标地点1m 图 4 排放钻孔 及效果检验孔 设计图 3）工作面措施效果检验 （ 1）检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求，并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等 (包括喷孔、卡钻等 )，作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断； （ 2）对采煤工作面防突措施效果检验参照工作面突出危险性预测的方法和指标临界值 实施。 效果检验钻孔布置在超标钻孔两侧 ， 孔深 810m。 如果采煤工作面检验指标均小于 指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效；否则，判定为措施无效。 当检验结果措施有效时，若检验孔与防突措施钻孔向回采方向的投影长度（简称投影孔深）相等，则可在留足防突措施超前距 3m，在地质构造破坏严重地段防突措施超前距 5m，并采取安全防护措施的条件下回采。 当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时，则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有至 15 少 2m检验孔投影孔深超前距的条件下，采取安全防护措施后实施回采作业。 4）安全防护措施 （ 1）压风自救装置安设 ①在采面运输巷距工作面 25～ 40m 处安装一组压风自救装置 ，之后每隔100m安装一组，每组压风自救装置为 8 个呼吸袋，由通风工区安装。 （详见 20916综采工作面压风自救系统图） ②在采面回风巷距工作面 25～ 40m 处安装一组压风自救装置，之后每隔100m安装一组，每组压风自救装置为 8 个呼吸袋，由通风工区安装。 ③在采面回风巷道内绞车处、固定排水点、运输巷皮带机头等有固定人员工作的地点各安装一组压风自救装置，每组自救装置为 8个呼吸袋，由通风工区安装。 ④采煤工作面范围内的压风自救装置由通风工区进行日常维护， 每天进行检查，保证能正常使用， 并随着采面的回采及时挪移和回收，发 现损坏时必须及时修复 更换。 （ 2）自救器的佩戴 下井人员 入井前 必须检查自救器的完好性，发现不正常现象要及时修理或报废。 作业时必须随身携带，避免跌落碰撞，不得当坐垫使用，防止外壳变形无法正常使用。 （ 3）避难硐室的使用 井下 的避难硐室必须保证内部设施齐全并能够正常使用。 （ 4）通讯联络 采面回采前，在采面上隅角、回风巷（风门外）、运输巷皮带机头，转载机头、液压泵站安装直通调度室的电话，保证通讯畅通。 （安装详见 20916 综采工作面通讯系统图） （ 5）反向风门 20916 综采工作面按规定要求，在 20916 回风巷 与 运输联络巷处和 20916 底板抽采巷与一采区运输上山交汇处 安装两组防突风门。 防突 风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于 ；墙垛厚度不得小于。 门框和门扇可采用坚实的木质结构，门框厚度不得小于 200mm，门扇厚度不得小 50mm，并用不小于 40404mm 角铁垂直木板压夹不得低于三道（不含两道风门耳朵门带）。 16 在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于。 通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必 须设有逆向隔断装置。 （ 6）综合防尘 在 20916 综采工作面按要求安设防尘管路，运输巷距切眼 2045m 安设一组、回风巷距切眼 1015m安设一组、在回风巷距回风口 1015m 安设一组，之后每隔100m 安装一个三通阀门，在架间安装架间喷雾，在割煤、移架时开启，采煤机安装内外 喷雾 装置，在转载点安装转载点喷雾。 （ 详见 20916 综采工作面综合防尘系统图 ） （ 7）隔爆设施 20916 回采工作面回采期间，为保证安全，在 20916 运输巷、回风巷安装隔爆水棚。 根据回采巷道性质，在 20916 运输巷、回风巷安装辅助隔爆水棚 ，隔爆水棚选用 40L的塑料水袋，型号： GD40 ；尺寸： 长 宽 高＝ 6004 002 50mm。 ① 辅助隔爆棚应在下列巷道设置 20916 采煤工作面的运输巷、回风巷。 ②隔爆水棚的形式及布置 设置被动式隔爆水棚，集中布置在巷道内。 ③水棚的计算与选型 20916 运输巷、 20916 回风巷的净断面积 为 12 ㎡。 根据水棚设置规范，辅助水棚按 200L/m2 计算。 20916 运输巷、 20916 回风巷总水量： G＝ ＝ 200 12＝ 2400（ L） 式中 :G――总水量， L； g――每平方米巷道所需水量， L/m2 B、单 架水棚水量 设计选用水袋型号为 GD40，每个容积 40L，每架 4个水袋，则 Gn=160L。 ④水棚架数 20916 运输巷、 20916 回风巷： N＝ G/Gn＝ 2400/160＝ 15(架 ) ⑤水棚区长度 20916 运输巷、 20916 回风巷： L＝（ n1） C + W＝（ 151） + ＝(m) 17 式中 :L――主要水棚区长度。 n――水棚架数 C――水棚间距 ,m,取 , W――水棚宽度 ,m。 满足辅助水棚区长度不小于 20m的要求。 表 6 主要隔爆水袋棚及辅助 隔爆水袋棚设置汇总表 水槽形式 安设地点 组数 每组 数量 （架） 长度 （ m） 容量 （ L）。