1、登封市兴峪煤业有限公司防治煤与瓦斯突出设计编制： 卜连营 22登封市兴峪煤业有限公司防治煤与瓦斯突出设计为了贯彻执行“安全第一，预防为主”的安全生产方针，坚持瓦斯治理“十二字”方针，认真贯彻执行煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出细则，根据我矿目前井下21101工作面上、下副巷实际掘进中实测瓦斯情况，该区域必须严格按煤与瓦斯突出要求进行管理，采用“四位一体”防突措施即突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验和安全防护措施，具体内容如下：一、煤层突出危险性预测预测煤层突出危险性。煤层突出危险性的指标用瓦斯解吸指标h2、瓦斯放散初速度指标（P）、钻销量三个指标。由于上述各突出危险预测指标的临
2、界没有矿井实测资料，参考防治煤与瓦斯突出细则中给出的参考临界值，见表1。只有全部单项指标达到或超过表1中临界值时，方可将其预测为突出煤层。煤的破坏类型分五类，见表2。表1 预测煤层突出危险性单项指标法临界值煤层突出危险性瓦斯解吸指标h2瓦斯放散初速度P钻销量突出危险20056Kg经实际工作面预测指标对照，瓦斯放散初速度最大数值P为15Pa，瓦斯解析指标h2最大值达到400，钻销量为2.4Kg，综合分析二1煤层为突出煤层。 二、区域突出危险性预测突出煤层中的区域预测方法采用瓦斯地质统计法和综合指标法。1、瓦斯地质统计法瓦斯地质统计法的实质是根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，结合未开采区域
3、的地质构造条件将未开采区域划分出突出危险区域和突出威胁区域。要求确切掌握已开采区域突出点分布和煤层赋存、地质构造条件的关系。应用瓦斯地质统计法有如下三个技术要点：在上水平发生过突出的区域，下水平的垂直对应区域应预测为突出危险区。根据上水平突出点分布与构造的关系，确定突出点距离构造两侧的最远距离线，并结合地质部门提供的下水平或下部采区的构造分布，按照上水平构造线两侧的最远距离线推测下水平或下部采区的突出危险区（如图1）。未划定的其它区域为突出威胁区。图1 用瓦斯地质统计法向下推测下水平或下部采区突出危险区示意图3、综合指标法采用综合指标法对煤层进行区域预测时，需要进行如下测试工作:向突出煤层至少
4、打两个测压钻孔，测定煤层原始瓦斯压力P；测压钻孔施工过程中，每米采取一个煤样，测定煤的坚固性系数f；将两测压孔所测的坚固性系数最小值平均,作为煤层平均坚固性系数；将坚固性系数最小值的两个煤样混合，测定煤的瓦斯放散初速度P。 综合指标法预测煤层区域突出危险性的计算公式如下： D=（0.0075H/f-3）(P-0.74) K=P/f式中 D煤层突出危险性综合指标；K煤的突出危险性综合指标；H开采深度，m；P煤层瓦斯压力，取两个测压孔实测瓦斯压力最大值，MPa；P软分层煤的瓦斯放散初速度指标； f软分层煤的平均坚固性系数。综合指标D、K预测煤层突出危险性的临界值采用防治煤与瓦斯突出细则给定的参考临
5、界值（表3）确定区域突出危险性。需要说明的是在计算D值时，当D值两括号内计算结果全为负值时，则不论D值大小，都为突出威胁区域。采用综合指标进行区域预测时，应按表4记录预测结果。表3 综合指标D、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煤的突出危险性综合指标K无烟煤其它煤种0.252015我矿二1煤层为贫煤，煤层突出危险性综合指标D为0.25，煤的突出危险性综合指标K为15。表4 综合指标预测区域突出危险性报告表煤层水平石门距地表垂深（m）煤层瓦斯压力测定钻孔编号钻孔直径（mm）孔长（m）钻孔倾角（） 瓦斯压力变化曲线岩孔煤孔合计封孔长度 （m）封孔日期 （年/月/日）安装压力表
6、日期（年、月、日）最大瓦斯压力 （MPa）煤的坚固性系数f煤的瓦斯放散初速度P煤突出危险性综合指标D突出危险性综合指标K突出危险性评价矿总工程师：通风副总：防突科长：地测科长：预测人：三、 石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭煤工作面突出危险性预测选用综合指标法、钻屑解吸指标法进行预测。1、综合指标法综合指标法预测石门揭煤工作面瓦斯突出危险性进行如下测定工作：(1)在石门揭煤工作面向煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层瓦斯压力P。(2)在打测压钻孔过程中，每米钻孔采一个煤样，测定煤的坚固性系数f，并将两个测压孔所测的坚固性系数最小值平均，作为煤层平均坚固性系数。(3)将坚固性系数最小值的两个煤样混合
7、，测定煤的瓦斯放散初速度P。石门揭煤工作面瓦斯突出危险性综合预测指标按下式计算： D=（0.0075H/f-3）(P-0.74) K=P/f式中 D煤层突出危险性综合指标； K煤的突出危险性综合指标；H开采深度，m；P煤层瓦斯压力，取测压钻孔实测煤层瓦斯压力最大值，MPa；P软分层煤的瓦斯放散初速度指标；F软分层煤的平均坚固性系数。综合指标D、K预测突出危险性的临界值采用防治煤与瓦斯突出细则给定的参考临界值（表3）确定区域突出危险性。2、钻屑解吸指标法采用钻屑解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，应在工作面留有垂距至少310m保护岩柱时，至少打两个直径5070mm的预测钻孔，当钻孔进入煤层
8、时，用13mm的筛子筛分钻孔煤屑，测定其瓦斯解吸指标h2或K1值。钻屑解吸指标预测石门揭煤工作面突出危险性的临界值参照表5所列的指标临界值预测突出危险性。表5 钻屑解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性临界值钻屑解吸指标法临界值h2（P a）K1值(ml/g.min1/2)干煤 20005湿煤 16004采用h2 或K1指标预测突出危险性时，若预测指标超过临界值，该工作面预测为突出危险工作面，反之，预测为无突出危险工作面。采用钻屑解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性应按表6填写记录。表6 石门揭煤工作面突出危险性预测记录表石门名称煤层测定日期 年 月 日钻孔编号钻孔深度 （ m ）钻屑解吸指
9、标法K1值（ml/g min1/2）h2(Pa)备注突出危险预测结论总工称师批 示通风副总防突科长地测科长预测人员四、煤巷掘进工作面突出危险性预测（一）预测方法根据防治煤与瓦斯突出细则规定，结合我矿实际情况，采用钻孔瓦斯涌出初速度法、钻孔钻屑量及解吸指标法组合进行突出危险性预测。（二）预测参数在没有建立我矿防突指标参数以前，采用防突细则规定的指标参数临界值（见表6、表7）预测突出危险性：表6 用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值h2最大钻屑量K1危险性paKg/mL/mmL/(gmin1/2)20065.40.5突出危险工作面20065.40.5无突出危险工作面表7 判断突出危险性
10、的钻孔瓦斯涌出初速度临界值（qm）煤的挥发分Vdaf%5151520203030qm（L/min）5.04.54.04.51、 钻孔瓦斯涌出初速度指标 因为我矿煤的挥发份为13.72%，并参照临近仟祥煤业的指标，钻孔瓦斯涌出初速度指标定为： 当 qm4.5L/min 定为有突出危险工作面 qm4.5L/min 定为无突出危险工作面2、钻孔钻屑量指标 Smax6Kg/m 有突出危险工作面 Smax6Kg/m 无突出危险工作面 3、钻孔钻屑解吸指标K10.5mL/(gmin1/2) 有突出危险工作面K10.5mL/(gmin1/2) 无突出危险工作面或h2200Pa 有突出危险工作面h2200Pa
11、 无突出危险工作面(三)预测钻孔布置1、对煤层掘进工作面进行煤与瓦斯突出预测或防突措施效果检验时，采用干式打眼方式，钻孔直径为42mm。2、预测钻孔和效果检验孔宜布置在最厚的软分层中，并使钻孔始终在该软分层中钻进。钻进时应避免钻杆摆动，钻进速度应控制在0.51.0m/min。3、钻孔布置方式每一掘进工作面，布置四个预测钻孔。煤巷沿底板掘进时，布置预测钻孔时，一个钻孔布置在巷道中部并沿巷道轴线方向；两个钻孔分别布置在巷道两帮，终孔点应位于巷道轮廓线2.04.0m以外的范围；最后一个钻孔布置在巷道中部靠近支架顶部，终孔点应位于巷道轮廓线2.04.0 m以外的范围。4、钻孔布置参数以巷道沿煤层底板掘
12、进时，钻孔布置如下：a、正视图1515b、平面图1710c、剖面图图2 预测钻孔布置示意图表8 预测钻孔布置参数孔号仰角（）偏角（）长度（m）直径（mm）距巷道底（顶）板（m）距巷道侧帮（m）1#010420.82#101511420.80.53#17011420.84#101511420.80.5在掘进工作面中部，平行巷道轴线方向布置1#预测钻孔，直径42mm、深度10m；在掘进工作面两帮，施工2#、4#预测钻孔，直径42mm、深度11m，距巷道侧帮0.5m，距巷道底板1.0m；在掘进工作面中部靠近支架顶部，施工3#预测钻孔，直径42mm、深度11m，距支架顶部1.0m。钻孔施工参数如图2和
13、表8所示。5、钻孔控制范围钻孔沿巷道轴线方向控制巷道正前方9.9m，巷道两帮2.2m，巷道顶部2.2m。6、钻孔顺序施工严格按钻孔顺序施工，即沿煤层底板掘进时，先施工1#钻孔，然后施工2#钻孔，再施工3#钻孔，最后施工4#钻孔。7、特殊情况处理（1）当钻孔不能打至设计深度时，经矿总工程师批准后，可将1#钻孔调整到8m，2#、3#、4#钻孔调整至9m，钻孔的直径、仰角、偏角保持不变。（2）当煤层赋存条件发生明显变化或遇到地质构造时，经矿总工程师批准后，预测钻孔布置方式和布置参数作相应调整。（四）测试过程1、测试方式1#钻孔第1m打完后，自第2m开始，每米测定一次q值和S值，每2m测定一次（或K1
14、）值。2#、3#、4#钻孔自第2m开始，每2m测定一次q值、S值和（或K1）值。2、钻孔瓦斯涌出初速度（q）测定步骤（1）按钻孔深度要求将测定装置的封孔器、导气管、测量室管等与各种辅助部件连接好，检查是否漏气。封孔后测量室长度为0.5m（2）1#钻孔第1m打完后，自第2m开始，每米测定一次q值。2#、3#、4#钻孔自第2m开始，每2m测定一次q值。（3）钻进时应避免钻杆摆动，钻进速度应控制在0.51.0m/min；（4）钻孔钻进至预定测试深度，迅速拔出钻杆，把封孔器送入孔底，并用打气筒进行充气，充气压力0.2MPa； （5）在封孔操作的同时，将WY-型瓦斯q值测定仪（或ZLD多级流量计）与导气
15、管口连接好，测量钻孔瓦斯涌出初速度；（6）钻孔瓦斯涌出初速度的测定必须在打完孔后2min内完成，然后继续打孔进行检验下一位置测试。3、钻屑量（S）测定步骤（1）钻屑量（S）的测定与钻孔瓦斯涌出初速度（q）同孔同时进行；（2）1#钻孔第1m打完后，自第2m开始，每米测定一次S值。2#、3#、4#钻孔自第2m开始，每2m测定一次S值。（3）在钻孔打到预定孔深时，在继续钻进的过程中，在孔口用专用口袋接取钻屑，并用弹簧秤计量。4、钻屑瓦斯解吸指标（h2）测定步骤（1）瓦斯解吸指标（h2）的测定与钻孔瓦斯涌出初速度（q）同孔同时进行；（2）钻孔第1m打完后，自第2m开始，每2m测定一次值，即测试位置为2
16、m、4m、6m、8m、10m；（3）当钻孔钻进到预定取样孔深时，立即启动秒表计时，并用1mm和3mm分样筛重叠起来在孔口接钻孔中排出的钻屑，并经筛分成13mm粒度，装入解吸仪的煤样瓶中；（4）秒表记时到3min时转动三通阀，使煤样瓶与测量系统接通，与大气隔绝，秒表记时到5min时刻解吸仪的示值即为。5、以钻屑解吸指标（或K1）为主要指标，其它两个为铺助指标如果预测指标超过临界值，则采取防突措施，如果预测指标低于临界值，则可以进行掘进。每预测循环应留有2m的预测超前距。（五）安全技术措施1、措施孔超前掘进工作面不小于5m，检验孔超前掘进工作面不小于2m（以最浅孔为主）。2、每次预测或检验要做好原
17、始记录，并签名，按规定填写通知单，报总工程师审批。3、要做到“五同时”，即预测人员、安检员、瓦斯检查员、班组长、机电维护工同时在场。4、认真负责，技术熟练，不得弄虚作假，否则造成后果，由检验人员负责。5、每次下井前要对下井仪器进行检查，确保准确、可靠，并有记录可查。6、预测或检验时，瓦斯检查员，要经常检查瓦斯，出现异常情况或工作面浓度达到1%时，停止电钻打眼，达到1.5%时，停止工作，迅速撤到风门外安全地点，并关闭反向门，及时向公司调度室汇报。7、检验预测人员必须熟悉透水、瓦斯突出预兆，发现透水或瓦斯突出预兆时，必须立即停止工作不得拨出钻杆，迅速撤人，并汇报调度室。8、预测或检验时，要佩戴并会
18、使用自救器。9、注意敲帮问顶及支架完整情况，发现问题及时处理，并保持退路通畅。10、检验或预测施工前，区队安排人员清理窝头浮煤，加固支架，确保窝头高度不低于1.8m。五、采煤工作面突出性预测采煤工作面突出危险性预测与煤巷掘进工作面相同，即采用钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑解吸指标h2（或K1），沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔，孔深视工作面条件而定，但不得小于3.5m。预测方法同掘进工作面，当预测为无突出危险性工作面时，每预测循环留2m预测超前距。六、区域性防治煤与瓦斯突出措施1、保护层开采在设计采区和工作面时，由地测科提供地质资料，对二2煤层的赋存情况进行分析，当二2煤可采时设计把二2
19、煤作为保护层，二1煤作为被保护层，先开采二2煤，对二1煤层进行解放。2、预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯措施的钻孔布置方式沿层布孔方式此种布孔方式一般适应于无围岩巷的巷道布置方式，如图3所示。 图3 预抽煤层瓦斯措施的沿层布孔方式穿层布孔方式此种布孔方式适应于有围岩巷道的巷道布置方式，如图4所示。 图4 预抽煤层瓦斯措施的穿层布孔方式3、煤层注水（1）布孔方式布孔方式应从回风平巷沿煤层倾斜打全阶段长的钻孔，一般应使孔底超过运输平巷以下5m。当采区已具备运输平巷，为防止采煤工作面的突出，可以采取回风和运输平巷同时布孔的方式。对于薄及中厚煤层可以仅布置一排钻孔；对于厚煤层，应考虑布置多排钻孔。（2）煤层注
20、水的有关参数及指标注水钻孔有关参数：为了均匀湿润煤体，一般应按单个平行钻孔布孔，钻孔直径为50100mm，钻孔间距应根据煤层的渗水性、影响半径、要求的注水量和允许的注水时间来确定。一般孔间距可在510m范围内选择。注水量：对于防突要求而言，注水后煤的水分应不小于5%。一般情况下，控制区域内的煤层吨煤平均注水量应为0.020.04m3/t。煤层注水压力：为使注水既达到湿润煤体又不产生煤层的水力压裂的目的，注水压力应小于钻孔所在水平的地层静压力，但又要大于煤层瓦斯压力。 注水时间：根据要求的注水量和煤层的吸水速度来确定。七、石门揭煤防治煤与瓦斯突出措施（一）排放钻孔防突措施1、钻孔在煤层中的控制范
21、围：钻孔必须穿透煤层全厚，钻孔控制到巷道周界以外5m的煤层内。2、钻孔间距或布孔参数：钻孔孔底间距不大于2m，在控制断面内均匀布孔。3、排放钻孔直径为75mm。4、排放时间不小于20天。（二）预抽瓦斯措施1、钻孔在煤层中的控制范围：抽放钻孔布置到石门周界外5m的煤层内。2、钻孔间距或布孔参数：钻孔孔底间距为23m，在控制断面内均匀布孔。3、抽放钻孔的直径为75mm。4、抽放时间不小于3个月。八、掘进工作面防治煤与瓦斯突出措施当预测指标超限时，该掘进工作面即按突出危险性进行管理，要由掘进队采取防突措施。 采取超前钻孔释放瓦斯1、钻孔参数，钻孔孔径75mm，钻孔深度10m，钻孔数量视掘进断面而定，
22、有效排放半径在没有进行实测之前，以钻孔总断面积为巷道断面的3%进行计算钻孔数。并要求钻孔控制范围控制到巷道轮廓线外24m；2、施工顺序：先上排后下排、由下帮往上帮施工；3、超前钻孔施工前应加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面。 进行煤体注水1、注水孔的布置：孔径为42mm，措施孔深10m，补充孔深6m，终孔分别控制到巷道轮廓线外1m范围，孔数、具体位置、方位、角度根据每个掘进面而定。根据高压注水后，孔底前方一般有1.52m作用影响区，因此每循环在防突措施有效前提下，允许掘进，并留有5米的措施超前距离。2、注水压力为1315MPa。3、注水流量为Q50L/min；总注水量不得超过5m3，单孔
23、注水时间不得超过1.5个小时。4、封孔深度34m，封孔段长度为1m；5、注水顺序：执行每个掘进工作面的防突安全技术措施。6、注水时，由监测队值班员负责观察监测主机瓦斯变化情况，当瓦斯达到1.5%时，通知停止注水。7、注水终止条件：当煤壁及钻孔出水严重注水压力下降幅度超过30%或注水期间瓦斯浓度达到1.5%，即可停止注水。8、注水开始至注水结束后30分钟内，严禁任何人进入该地区反向风门以里。9、开始注水时，初次给压不能超过13Mpa，在前35分钟必须缓慢增压，直至最大值15Mpa，注水期间，根据煤层变化及层理结构合理调整注水压力。10、高压注水泵附近设置卸压三通阀，调整该阀可保证压力平缓上升和减
24、压。当高压管路处于承压状态时，严禁连接、拆卸和修理高压管件。11、在反向风门外进风侧设3趟注水管路，每趟注水管路必须安装闸门、压力表和流量表,注水地点必须有与注水泵联系的信号（或电话）。12、注水结束后，进入掘进工作面或卸注水抢时，严禁人员面对注水器行走，防止注水器卸压喷出伤人。13、施工单位严格按设计施工注水孔，注水前，并将钻孔内钻屑掏尽，防止钻屑堵塞钻孔。 措施监督1、掘进队将每班打钻情况（包括钻孔孔号、位置、深度及异常情况）填写在打钻现场记录表上。现场必须有钻孔施工记录以便随时查看，记录要求字迹工整、叙事完整，用完后归档（防突科保存）。2、当班瓦检员、安检员要现场监督打钻进尺及参数，每打
25、完一个孔拔出钻杆前，由队干（跟班队长或班组长或现场负责人）、瓦检员、安检员共同在现场验收钻孔，各项指标符合要求时在打钻记录上签名。每天掘进队负责把打钻记录报防突科，若钻孔记录没有签名、记录不实，或钻孔不按要求施工，要对当班跟班队长、打钻人员、瓦检员、安检员按事故进行处理。3、巷道内必须挂有防突措施牌板，有关数据及参数由防突科防突工认真填写在牌板上。4、防突人员在棚梁上做标记，掘进队负责看护，瓦检员、安检员和班组长共同把好掘进进尺关。九、防治煤与瓦斯突出措施的效果检验1、执行防突措施后（超前钻孔释放2个小时以上），按钻孔瓦斯涌出初速度q、每米钻屑量S、钻屑解吸指标h2（或K1）进行措施效果检验，
26、检验孔深较措施孔浅3米，并布置在两个措施孔之间，如果测得指标在该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效；反之认为措施无效，必须重新补打措施孔，并经效果检验有效后，方可安全施工。2、补充防突措施为在上下两排钻孔之间增打35个排放钻孔，孔深同措施孔。3、经检验措施有效后，必须留有2m效检孔投影孔深（检验与措施孔孔深均采用钻孔向巷道掘进方向的投影孔深，简称投影孔深）的超前距。4、每执行一次防治突出措施作业循环（包括措施、措施效果检验、采掘作业）后，须再进行工作面预测，如预测为无突出危险时，还必须再执行防治突出的措施，只有连续2次预测为无突出危险时，该工作面方可视为无突出危险工作面。5、防突科防突观测
27、人员必须填写防治突出措施效果检验单，并报矿总工程师审批。6、工作面防突措施完成一个循环，需要预测检验时，掘进队要提前一班通知防突科。十、安全防护措施为了防止因预测失误、措施失效且检验失误、发生延期突出等而导致发生人身伤亡事故，在突出危险、威胁区进行采掘活动时均要采取安全防护措施。 远距离放炮1、按煤矿安全规程第四章第五节及防治煤与瓦斯突细则的第96条执行。2、放炮时回风系统必须切断电源，严禁人员作业和通过，通风系统必须独立可靠；严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”，放炮30min以后，跟班队长（或班长）、瓦检员、安检员、放炮员方可进入工作面检查，待检查安全后，其它人员方可进入。3、放炮地
28、点应设在进风侧反向风门外的全风压通风的新鲜风流中。放炮时，反向风门必须关闭。放炮时人员必须撤到进风侧反向风门外。 防护设施1、在突出危险区作业时，掘进工作面进风侧必须设置2道坚固可靠的反向风门，反向风门距工作面的距离应根据实际情况确定。反向风门的安装设置要求，应符合防治煤与瓦斯突出细则第95条的规定。2、在井下设置压风自救系统，压风自救系统应设置在距采掘工作面2540m的巷道内、放炮地点、撤离人员和警戒人员所在位置以及回风道有人作业地点，长距离掘进巷道中，应每隔50米设置一组压风自救系统。每组压风自救系统可供58人使用，压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。 个体防护1、所有下井人员必
29、须经过防突专业知识培训，佩带隔离式自救器，并会正确使用。2、在工作面所有作业过程中，每个人都有责任和义务随时观察突出预兆（如煤结构发生变化、煤壁发冷、外鼓、响煤（岩）炮、顶板来压、支架变形、瓦斯忽大忽小、打孔（眼）喷孔、顶钻严重等），若出现以上现象，立即通知其它人员按作业规程中规定的避灾方法和路线撤到新鲜风流中，并向矿调度室汇报，听候处理。情况危急时，应立即撤出到地面。3、所有入井人员必须熟悉避灾路线，避灾路线所经过的岔道口应设置醒目的方向指示牌，以保证避灾人员安全快速撤退。 防爆检查有突出危险的采区和工作面，电气设备必须有专人负责检查、维护，施工队每班、机电科每天检查一次防爆性能，签名备查，发现问题，立即处理，没有煤安标志的电气设备一律不准入井
