11601工作面防突设计

盘县洒基镇兴发煤业有限公司11601采煤工作面防突设计盘县洒基镇兴发煤业有限公司

11601采煤工作面防突专项设计

安全技术措施

矿长：沈应江

总工：杨康

生产矿长：朱尤旺

安全矿长：黄照恩

机电矿长：刘秋平

编制人：杨光泽

编制日期：2016年8月1日

盘县洒基镇兴发煤业五排煤矿11601采煤工作面防突设计安全技术措施

目录

第一章工作面概况 (2)

第二章防突设计及安全技术措施 (3)

第一节区域防突措施 (3)

第二节局部防突措施 (14)

第三节安全防护措施 (17)

第二章安全技术措施 (20)

第三章应急措施和避灾路线 (22)

第一章概况

一、工作面位臵及井上下情况

11601工作面位于矿井一采区16#煤层，11601工作面回风巷标高为+1816m，运输巷标高为+1794m，该工作面平均走向长185m，倾斜长平均116m，倾角平均8°，斜面积21432㎡，该工作面地表为第四季黄土覆盖层，最高山顶标高为+1888m，最低标高为+1850m，地面是荒坡地，无村庄、河流、建筑物、公路。

表1：工作面位臵及井上下关系表

二、瓦斯及地质

工作面及工作面周围断层以小型断层为主，断层分布情况如下：11601运输巷在K0+54m处下帮见F29正断层，走向54°，断层落差1.0m，倾角60°，断层带较完整，断层导水性较差，对工作面回采有影响。

根据现场实际测定，在工作面掘进过程中由通风部门测得绝对瓦斯涌出量为0.2-0.38m3/min，平均0.29 m3/min，相对瓦斯涌出量10.8m3/t。预计工作面回采时绝对瓦斯涌出量为0.78m3/min。应加强通风、瓦斯管理、预测、预报，并加强瓦斯抽采工作。16#煤层煤

尘具有爆炸危险性，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为55%，属三类不易自燃煤层。

第二章防突设计及安全技术措施

第一节区域防突措施

一、瓦斯突出预兆

1、有声预兆：煤（岩）体内有闷雷声、放炮声、机关枪声、岩体破裂声，声音由小到大，由单响到连响。

2、无声预兆：工作面瓦斯涌出变化异常，忽大忽小，煤层厚度发生变化，尤其是软分层更为明显（煤层通常由薄变厚，有时由厚变薄），煤质松软，光泽暗淡，层理不清，工作面温度有明显变化，通常煤体温度降低。

二、区域防突措施

（一）区域防突措施

区内在矿井整合之前C13煤层已全部被采空，C13煤层为整合矿井原五排煤矿开采，现C13煤层已全部采空，工作面上覆C13煤层为2006年-2007年1301、1303采煤工作面采空区，采空区内未留设煤柱，均采用沿空掘（留）巷，因此在开采C16煤层时选择C13煤层作为上保护层。

（二）开采保护层

1、保护层开采情况

13#煤层与16#煤层层间距平均为17米，原13#煤层1301、1303、采煤工作面煤层倾角8°，煤层厚度1.3米，采空区倾斜长度138米，根据1301、1303采煤工作面采空区对11601采煤工作面沿倾斜方向

的保护范围为128m，而11601采煤工作面最大斜长116米，由此可以看出11601采煤工作面完全处于上覆开采保护层保护范围内（保护层开采情况图附后）。

2、保护层与被保护层之间的有效垂距

保护层与被保护层之间的最大保护垂距根据《防突规定》附表D2选取，C16煤层倾角为8°，根据D2表保护层与被保护层之间的有效垂距在开采上保护层时不大于50米二采区C13 距 C16垂距17m。

表D2 保护层与被保护层之间的有效垂距

于C13-C16煤层的17米垂距，因此被保护层工作面在开采保护层有效垂距内。

3、沿倾斜方向的保护范围

煤层平均倾角为8°，C13煤层开采以后，岩层沿倾斜方向的移动是沿着最大下沉角θ0方向发展的，因此倾斜方向的解放范围，按卸压角δ划定。保护层沿倾向方向的卸压角按表6取值，取δ3=75°，

δ4=75°保护层沿倾斜方向开采范围如下图：

表6 保护层沿倾斜方向的卸压角

图3-1 沿倾斜方向的保护范围图

11601采煤工作面上覆为13#层采空区，13#煤层与16#煤层层间距平均为17米，原13#煤层1301、1303采煤工作面采用沿空留巷的方法进行回采，煤层倾角8°，煤层厚度1.3米，采空区倾斜长度138米，根据1301、1303工作面采空区对11601采煤工作面沿倾斜方向的保护范围为128m，11601采煤工作面最大斜长116米，由此可以看出11601采煤工作面完全处于上覆开采保护层保护范围内。

4、沿走向方向的保护范围

11601采煤工作面上覆13#煤层，停采时间已超过3年，且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线，停采线和所留煤柱对被保护煤层的保护范围可按卸压角56～60°划定，由于停采时间较长本设计选取卸压角60°（见下图）。

图3-2 沿走向方向的保护范围图

根据B-B’剖面图可以看出：11601采煤工作面上覆C13层保护层开采走向长度205米，沿走向方向对下覆16#层的保护范围为185米，11601工作面走向长度平均185米，11601采煤工作面完全处于保护范围内。

（三）区域防突措施（开采保护层）效果检验

1、区域措施效果检验指标与方法

1）效果检验指标及方法

以煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为指标检验防突措施的效果，必须采用实际的直接测定值。

（1）实测的煤层残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，防突效果无效。

（2）若检验期间在煤层中施工钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位臵周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

（3）同一地质单元内沿煤层走向布臵测点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于最大埋深工程部位。

2）瓦斯含量测定钻孔设计

（1）测试设计方案

计划由贵州吉龙公司瓦斯实验室技术人员进驻现场，对我矿3#煤层进行煤样采集和煤层残余瓦斯含量的测定工作，同时收集矿井通风、瓦斯涌出以及相关数据统计分析等工作。

（2）测试设计方案的确定

根据巷道的布臵情况及钻孔布臵的要求，确定本次11601工作面共布臵5个钻孔进行煤层残余瓦斯含量直接测试。检验孔布臵见下图：

3）设计参数

对11601工作面设计施工5个效果检验孔，设计参数见下表：

4）结果判定

经开采保护层区域防突措施效果检验煤层瓦斯含量小于8m3/t 时，则采煤工作面应执行区域验证工作；当检验结果大于8m3/t时，则采煤工作面应采取顺层钻孔预抽工作面区域瓦斯防突措施，直至检验有效为止。

（四）区域预抽煤层瓦斯防突措施

当采煤工作面进行开采保护层区域防突措施效果检验有突出危险性时，必须采取区域预抽防突措施；采煤工作面区域预抽防突措施设计采取预抽本煤层瓦斯防突措施进行消突。

1）采煤工作面本煤层瓦斯抽放

顺层钻孔预抽回采工作面煤层瓦斯防突措施的钻孔，应当控制整个开采块段煤层倾斜长度的85%，钻孔以顺层方向向上沿煤层施工顺层钻孔，孔间距根据矿井防突设计选取5米，预抽瓦斯抽放钻孔直径一般为75mm，煤层钻孔封孔长度不小于8m（如下图）。

在实施区域预抽的回采工作面，必须对防突措施效果进行检验，防突措施效果检验确认无突出危险性时，必须执行区域验证。

2）预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验

以煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为指标检验防突措施的效果，必须采用实际的直接测定值。实测的煤层残余瓦斯含量小于8m3/t 的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，防突效果无效。

若检验期间在煤层中施工钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位臵周围半径100m内的预抽

区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

根据巷道的布臵情况及钻孔布臵的要求，沿运输巷每隔40米布臵一个钻孔，钻孔布臵在两抽放孔之间并且平行于抽放钻孔，确定本次11601工作面共布臵5个钻孔进行煤层残余瓦斯含量直接测试，钻孔深度60米，钻孔间距30米，钻孔方位34°，钻孔倾角6°，检验孔布臵见下图：

经区域防突措施效果检验无突出危险时，必须执行区域验证。

五）区域验证

1）验证指标的选定

根据煤巷掘进过程的突出危险性预测及效果检验指标及执行情况，11601工作面回采时采用钻屑解吸指标法进行突出危险性预测及效果检验，其临界值如下：

2）验证方法

根据《防突规定》第五十七条在采煤工作面分别采用本规定第七十四条、第七十八条所列的工作面预测方法对突出危险区进行区域验证时，应按照下列要求进行：

（1）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；

（2）工作面每推进10～50m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；

（3）在构造破坏带连续进行区域验证；

在煤巷掘进工作面和回采工作面对无突出危险区进行区域验证时，应当采用钻屑指标法进行验证。验证方法为：沿采煤工作面每隔10～15m布臵一个预测钻孔，深度10m（见下图）。

除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。同时还应按下列要求进行：

（1）在采掘工作面由石门或者另一个区域进入某个区域时，在进行第一个循环的采、掘作业前必须进行首次区域验证。在首次区域验证并保留工作面预测超前距进行采、掘作业后，还要进行第二次区域验证，即连续进行至少两次区域验证。这在首次进入该区域对其瓦斯、突出危险性等情况都没有实际认识的情况下，尽快掌握煤层瓦斯状况、确保安全是必要的。

（2）在进入该区域后，工作面每推进10～50m都要进行至少2次区域验证，但这2次可不必连续进行，而且只要每次验证都没有突出危险，则说明在一定范围内的煤层都没有突出危险，也不必保留预测超前距。至于区域验证的10～50m的间隔，宜在不同情况下取不同的数值。在地质构造简单的区域，在受到保护层有效保护的区域，可间隔大一些。而在地质构造复杂区域，或经实施预抽煤层瓦斯区域防突措施并经效果检验为无危险区的，则应适当减小区域验证的间隔。

（3）在工作面进入地质构造破坏带后，应连续进行区域验证，

直到离开破坏带为止。即在构造破坏带内每次验证后都要在保留足够的预测超前距的条件下进行采、掘作业，然后再次实施区域验证。

3）区域验证结果的处理

当采煤工作面预测结果为无突出危险时，在采取安全防护措施和留有不小于2m的预测孔超前距的前提下，方可回采（见图6-2-2）；

图6-2-2 预测不超标时采煤工作面允许进尺平面示意图经区域验证只要有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，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

第二节局部防突措施

一、工作面局部预测预报

1、预测方法、指标和临界值

对采煤工作面的突出危险性预测，采用钻屑指标法进行预测预报。测定其突出预测指标为钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量S。

目前，采用钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量指标S时，其临界值参照见下表。

钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性的参考临界值

在采煤工作面，每隔10-15m布臵一个预测孔，钻孔应尽量布臵在软分层之中。若工作面存在地质构造或地质异常变化带，应在地质构造和地质异常带附近适当增补预测孔，预测孔深10m，孔径Φ42mm。用煤电钻和配套螺旋钻杆施工，预测钻孔布臵参见图10。

当采煤工作面预测结果为无突出危险时，在采取安全防护措施和留有不小于2m的预测孔超前距的前提下，方可回采（见图10）；当采煤工作面预测有突出危险时，必须采取局部预抽煤层瓦斯防突措施。

图10 预测预报钻孔布臵平面示意图

二、工作面局部防突措施

1.经局部预测或区域验证有突出危险时，必须采取局部防突措施，局部防突措施采取超前排放瓦斯措施。

2.超前排放钻孔采用电煤钻施工，内沿工作面斜长每间隔2m布臵一个排放孔，孔径φ42mm，孔深10m，超前距不得小于3m。排放孔布臵在煤层中部（有软分层时布臵在软分层中），平行于工作面推进方向施工。

在实施局部综合防突措施的回采工作面，必须对防突措施效果进行检验，确认无突出危险性时，在采取安全防护措施的前提下才能进行回采。

三、工作面局部防突措施效果检验

对采煤工作面局部防突措施进行效果检验时，采用钻屑指标法进行检验。测定突出预测指标为钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量S。

目前，采用钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻粉量指标S时，其临界值参照见下表。

钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性的参考临界值

在采煤工作面，每隔10-15m布臵一个预测孔，钻孔应尽量布臵在软分层之中。若工作面存在地质构造或地质异常变化带，应在地质构造和地质异常带附近适当增补预测孔，预测孔深10m，孔径Φ42mm。用煤电钻和配套螺旋钻杆施工，预测钻孔布臵参见图10。

图10 检验钻孔布臵平面示意图

当采煤工作面经检验结果为无突出危险时，在采取安全防护措施和留有不小于2m的预测孔超前距的前提下，方可回采（见图10）；当采煤工作面检验有突出危险时，必须再采取局部预抽煤层瓦斯防突措施，直至有效为止。

第三节安全防护措施

为了防止因预测失误，措施失效，检验失误或者发生延期突出等而导致发生人身伤亡事故，在突出煤层采掘活动中均要采取安全防护措施。安全防护措施包括远距离放炮、压风自救系统、反向风门和隔离式（压缩氧和化学氧）自救器等。

一、压风自救装臵

1）按规定在地面安设空气压缩机2台，管路安设到所有采掘工作地点及其它安全设计规定的地点。

2）压风自救装臵安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的

压缩空气管道上；

3）在以下每个地点都应至少设臵一组压风自救装臵：距采掘工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位臵以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加设臵；

4）每组压风自救装臵应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.15m3/min。

压风自救装臵如下示意图6-4-4。

图6-4-4 压风自救装臵示意图

二、远距离爆破

采煤工作面采用远距离爆破的放炮地点到工作面的距离不得小于300m。

远距离爆破时，必须严格执行放炮站岗撤人制度，放炮前由放炮员反向撤除爆破警戒区域内所有人员，放炮位臵在距工作面300m以外的11601临时避难硐室。警戒位臵：1）11601运输巷临时避难硐室；2)11轨道石门,3)主斜井井口，4）主斜井避难硐室巷口,5）11602回风斜巷与总回交叉口出，6）11602回风石门与总回交叉口处，警

戒前与矿调度取得联系经批准后进入各专用回风巷反向排查巷内人员，撤除巷内人员后汇报调度，拉好警戒线挂好警戒牌后，再进行放炮作业。

坚持爆破前汇报请示、爆破后汇报，炮后检查前请示和检查后汇报制度。

爆破前汇报请示：工作面在装好药并在所有禁区搜索完毕及所有岗哨到位后，由爆破工向调度室汇报工作面瓦斯情况和装药情况，生产班长向调度室请示放炮，调度室在确认禁区无人且通过瓦斯监测显示屏确认爆破区域的瓦斯浓度小于0.5%时，方可同意爆破。

爆破后汇报：生产班长在得到调度室同意爆破的指示后，方可向爆破工下达爆破指令。爆破工在得到爆破指令后，方可进行爆破工作。在炮响后，及时向调度室汇报炮响时间，若探头瓦斯瞬间升高到3%及其以上，放炮地点的人员迅速沿避灾路线撤退。

炮后检查前请示：炮响后，在爆破地点等候45min，然后由生产班长请示进行炮后检查。调度室在接到检查的请示后，通过瓦斯监测显示屏确认爆破区域的瓦斯浓度小于0.8%时，由瓦检员、安检员、放炮员和跟班队长（或班长）检查放炮地点通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆及突出等情况，无危险后，方可开始工作。

放炮及站岗严格执行“一炮三检制”、“三人连锁放炮制”及“去二回一”制度。没有跟班队长（或班长）的撤岗命令，站岗人员不得私自离开站岗地点。施工单位必须执行谁安排警戒、停电、谁负责通知撤人、把警戒、送电的规定。