回风巷煤巷掘进防突设计

贵州省黔西县化窝煤矿

1402回风巷煤巷掘进防突设计

编制: 秦福亮

时间: 2012年6月2日

1402回风巷煤巷掘进防突设计

审批意见

1402回风巷煤巷掘进防突设计组织学习人签字:

施工负责人：队长：

1402回风巷煤巷掘进防突设计

第一部份基本情况

第一章巷道基本情况

一、地面相对位置：

1402回风巷地面相对位置：黄家寨附近。

二、井下相对位置：

巷道位置：该巷道位于30万吨扩能工程首采区上部，倾向布置。

三、地质层位：

1402回风巷在4#煤层中掘进，方位是164°，坡度为-10°以4#煤顶板为巷道顶板。从本矿材料大巷开口，开口标高1369m，分岩巷段、煤巷段，总体斜巷施工。岩巷段长90m,倾角+7°17ˊ17〞；煤段沿4#煤层倾向施工巷道长度340m（平距），倾角-10°。

岩巷段断面：净宽2.6m、净高2.2m；毛宽2.8m、毛高2.3m；水沟净宽0.3m，净深0.2m。净断面5.78m2、毛断面6.59m2 ；矩形断面，锚网喷支护。

煤巷段断面：上净宽2.0m、下净宽2.2m、净高2.2m；上毛宽2.3m、下毛宽2.5m、毛高2.3m；水沟净宽0.3m，净深0.2m。净断面4.62m2、毛断面5.52m2 ；梯形断面，11#工字钢架棚支护。

4号煤层是区内发育最好的一层主要可采煤层，厚1.0～1.8m，

平均1.3m。煤层结构简单，一般不含夹矸。层位稳定，属稳定型煤层。煤层走向北偏东，倾向南东，倾角8～12°，平均10°。煤层呈粉粒、块状、中细条带状结构，局部见中宽条带。煤层属半亮型、低硫、低中灰无烟煤。

顶板：该煤层顶板为碳质页岩、泥质粉砂岩、泥岩组成。泥质胶结，平行层理及波状层理，节理发育。

底板：该煤层底板为碳质页岩、泥质粉砂岩组成，泥质胶结。粉砂岩3.5m左右。

瓦斯：该煤层瓦斯含量1.47m l/g，属高瓦斯煤层，矿井煤与瓦突出危险性鉴定为:不具有突出危险性，煤尘无爆炸性，煤层自燃倾向性Ⅱ类（自燃）。

地面标高：1421～1493m。

井下标高：1340～1369m。

第二章区域地质构造

化窝煤矿井田位于娄山关大背斜南东翼的西南段，区内总体呈一单斜构造，地层走向NEE—SWW向，倾角5—25度，一般10度左右。区内地面共有断层7条，在矿井一号钻孔发现一小型隐伏断层，断层以正断层为主，逆断层次之，除F1为逆断层外，其余6条均为正断层，其中中型断层4条，小型断层2条。矿井范围内断层密度0.27条/km2。由此说明矿井范围内构造简单，另外在老系统50多年的生产过程中，所揭露的地质资料中未发现有断层破坏迹象。1402

回风巷施工过程中不会受断层影响。

煤岩层综合柱状图（见附图一）

第三章防突相关系统情况

一、通风系统

本矿主扇风机型号为：ＦＢＣＤＺ－８－ＮＯ．２１型两台，一台使用，一台备用，电机功率：１３２KW，风机铭牌最大风量可达到6420m 3/min,压力670—2603Pa，实测总回风量为3556m3/min，风压为1320pa。

井下各地点的风量风速完全能够满足我矿井下供风需要，各种风机配套保护设施齐全可靠。

掘进工作面采用局部通风机正压供风，局扇为；DBKJ NO5.6/2×11KW 压入式对旋风机，风机放置在1402回风巷口里约6m的地方，防突风门前，风筒选用600mm型对抗风筒，最大风量是400m3/min，最小风量200m3/min。1402回风巷掘进工作面配备两台风机，一台使用，一台备用，并严格执行“三专、两闭锁”。

二、抽放系统

本矿经鉴定为高瓦斯、无突出危险矿井，按规定安装了瓦斯抽放系统，抽放系统由山东淄博博山大明真空泵厂生产的ZBEC 40型水环真空泵4台，电机型号：YB2-3155-4 110KW，最大压力：1600帕，最大抽放流量：92m3/min，各种安全设施完好，满足瓦斯抽放系统设计方案。抽放主要管道长750m ，直径300m。最多时同时抽放钻场地点是1401和1402，抽放时的总流量为47m3/min，总抽放浓度最高为6.8％，总抽放负压为42kpa，钻场抽放负压为21kpa。

三、监控系统

瓦斯监控系统采用KJ203N型，各种传感器32个，地面监控室24小时进行监控，并已经与百管委监控中心联网，实时传输监控信息。

1、设备符合有关国家标准，经国家煤矿安全监察局授权的有资质的检验机构进行联检合格，取得煤矿矿用产品标志，并取得“防爆合格证”。并属本质安全型设备

2、根据《煤矿安全规程》，安全监控设备具有故障闭锁功能，具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障

时，系统能保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能：当电网停电后，系统能保证正常工作时间不小于2h。

3、系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机2台，1台备用。系统具有防雷电保护。中心站应配备录音电话，安装防火墙等网络安全措施。

4、用于监测、监控系统误码率不大于10-8，最大巡检周期不大于30s。

5、安全监测监控设备之间的输入输出信号为本质安全型信号，设备之间使用专用阻燃电缆连接。

四、防突设施

1、揭煤和煤巷掘进工作面，按规定设置了防突风门，1402回风巷防突门建在1402回风巷在材料大巷开口点往里7m处，所有掘进工作面和主要井下作业地点，均按规定设置了压风自救装置，采区在材料大巷和运输大巷设置了避难硐室。

2、所有突出煤层的揭煤和煤巷掘进工作面，均按规定进行远距离放炮，按规定进行停电、撤人和警戒，严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。

3、下井人员均配置了长达45分钟压缩氧自救器，矿领导、瓦斯检查员、区队长、独立工作的井下电钳工等均按要求携带甲烷检测报警仪。

第二部份煤巷掘进防突设计

第一章区域突出危险性验证（预测预报）

化窝矿的突出危险性鉴定是开拓后的区域性鉴定，由中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室进行鉴定，鉴定结论为：（1）化窝煤矿4#煤层鉴定范围内（标高+1378m～+1600m）无突出危险性；（2）化窝煤矿9#煤层鉴定范围内（标高+1358m～+1600m）无突出危险性。

如果掘进超出鉴定范围，必须按防突规定第十八条“突出矿井开采的非突出煤层和高瓦斯矿井的开采煤层，在延深达到或超过50m或开拓新采区时，必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数。”，如果测定瓦斯压力超出0.74MPa或有瓦斯动力现象，必须按防突规定第十一条“矿井有下列情况之一的，应当立即进行突出煤层鉴定；鉴定未完成前，应当按照突出煤层管理：

（一）煤层有瓦斯动力现象的；

（二）相邻矿井开采的同一煤层发生突出的；

（三）煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。”

办理。根据化窝矿的情况预计在见煤后掘进约237m时，延深达50m，这时再进行瓦斯压力测定。

目前1402回风巷所在区域还在在鉴定区域内，现需要进行区域突出危险性验证。按规定区域验证采用钻屑指标法。

对煤巷掘进工作面，用防突规定第七十四条、第七十八条所列的工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时，应当按照下列要求进行：（一）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；

（二）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；

（三）在构造破坏带连续进行区域验证；

（四）在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。

采用钻屑指标法验证煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～10m的钻孔，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，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。

钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。

各煤层采用钻屑指标法验证煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表5的临界值确定工作面的突出危险性。

表5 钻屑指标法验证煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值

如果实测得到的S 、K1或△h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面验证为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。

第二章煤巷掘进工作面防突措施

在前述的区域验证中，如果验证为突出危险区域，就必须实施煤巷掘进工作面的防突措施，根据巷道的实际情况，巷道现在已经掘进到距4号煤层法线距离为2.5m、距回风大巷中线的平距为31.3m的地方，再往前掘进约7m，将揭到4号煤层底，再往前掘进约4m，将完全揭穿4号煤层，穿完煤层，以4号煤层顶板作巷道顶板，从变坡点起转下山约17m，即可回头施工抽放两帮的抽放钻场。抽放钻场深3m，宽3m，高从4号煤层顶板起到底板2m，布置见图。

由于揭煤设计时，已经验证没有突出危险性，可以揭煤，故待完全揭开4号煤层后，如果经过区域验证为有突出危险性，就要采用煤巷掘进防突措施，根据巷道情况采用超前钻孔抽放瓦斯卸压的防突措施。

按照防突规定第89条，煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时，应当符合下列要求：

（一）巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围：近水平、缓倾斜煤层5m，倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m，巷道下部煤层控制范围不小于3m；

（二）钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定；

（三）钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定，一般为75～120mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42～75mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施；

（四）煤层赋存状态发生变化时，及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数；

（五）钻孔施工前，打好迎面支架，背好工作面煤壁。

巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围按5m，有效抽放半径按2.5m 设计。因该区域已经鉴定为无突出危险区域，如果验证为有突出危险，实施防突措施只能是工作面防突措施。工作面防突设计属局部措施，设计孔深定为不少于60m，均为煤孔；1～4号孔如果现场能打更深，可以继续打，直到穿完煤层为止。钻孔布置保证钻孔离巷道帮的距离为1.5m，这样才能保证巷道掘进过程中可以一直抽放，能有效降低炮后瓦斯超限的现象。设计超前抽放钻孔共6个，总进尺是339m。钻孔设计参数及示意图如下：

另外，如果时间充裕，可在巷道煤层中间，沿巷道方位和倾角另施工1～2个同样深度的排放钻孔，使掘进过程中煤层前方瓦斯通过裂隙提前流向两帮的抽放孔。

1402回风巷煤巷掘进钻孔布置示意图用φ75mm钻头施工，共两钻场，横竖的误差根据现场情况可在±5cm内调整，但要保证孔口间距不能小于0.2m，钻机固定稳固，其它根据钻孔验收标准处理。25

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4煤层岩层1402回风巷煤巷掘进钻孔布置示意图用φ75mm钻头施工，共两钻场，横竖的误差根据现场情况可在±5cm内调整，但要保证孔口间距不能小于0.2m，钻机固定稳固，其它根据钻孔验收标准处理。3644煤层岩层

煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时，必须打钻孔查明煤层赋存条件，然后采用直径为42～75mm的钻孔排放瓦斯。若突出煤层煤巷掘进工作面前方遇到落差超过煤层厚度的断层，应按石门揭煤的措施执行。打钻完成之后，要进行封孔，封孔用压风封孔泵进行封孔，封孔材料用水泥浆另加膨胀剂，封孔长度5～8m，在孔口煤岩较牢固完整处，可取短值，在裂隙发育处取长值。

第三章煤巷掘进工作面防突措施效果检验

工作面局部防突措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法进行，在实施钻孔法防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。

工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：

（一）检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章、标准等，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;

（二）各检验指标的测定情况及主要数据。

采用钻屑指标法检验煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个，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，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。

钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。

各煤层采用钻屑指标法检验煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表5的临界值确定工作面的突出危险性。

表5 钻屑指标法检验煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值

如果实测得到的S 、K1或△h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面，可以在保留至少5m的措施安全距离和2m的检验超前距离的前提下进行掘进；否则，为突出危险工作面，应继续抽放或采取补充措施。

下一防突措施循环，如果经检验，有突出危险性，必须保留至少5m 的上一循环措施超前距前，施工防突抽放钻孔，如果煤层产状没有变化，下一循环的措施抽放孔参数同第一循环的参数，如果煤层产状变化，就另行补充钻孔参数。其它检验措施同样适用。

第四章煤巷掘进工作面安全防护措施

1、煤巷掘进工作面，按规定设置了防突风门，1402回风巷防突门建在1402回风巷在材料大巷开口点往里5m处，人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。

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置以及回风道有人作业处等，按规定设置了压风自救装置，每组压风自救装置应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。采区在材料大巷和运输大巷设置了避难硐室。

2、煤巷掘进工作面，均按规定进行远距离放炮，按规定进行停电、撤人和警戒，严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。1402回风巷放炮地点设在防突风门外的新鲜风流中，符合相关规定。远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。

3、下井人员均配置了长达45分钟压缩氧自救器，矿领导、瓦斯检查员、区队长、独立工作的井下电钳工等均按要求携带甲烷检测报警仪。

4、过煤层时必须根据顶底板具体情况，采用增加锚索或加密锚杆，或加长锚杆等措施，确保锚杆锚固在可靠的岩层，不出现因支护不适应而诱发突出事故。这措施由技术科根据现场实际而定。

第五章其它

1、严禁采用风镐落煤（岩），严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。

2、放炮地点安设一部直通矿调度室的联系电话。

3、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，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。

钻孔施工安全技术措施

1)施工钻孔的电气设备的电源必须和该巷道的瓦斯探头实行风电、瓦斯电闭锁，要保证钻孔施工期间的正常供压风、供电、通风及排水。

2)施工钻孔前，掘进工区要将迎头余渣及杂物清理干净，巷道支护牢固，巷道断面符合设计要求。

3)钻孔施工过程中，钻杆后方附近严禁正对人，不准用手托扶正在转动的钻杆，所有施工人员要将工作服穿戴整齐、袖口扎紧。在钻孔施工过程中，严禁用铁器猛敲砸钻具。

4)在钻孔施工过程中，要严格按照《煤矿安全规程》中的有关规定对施工地点瓦斯等气体进行检查，严禁瓦斯超限作业。施工班（组）长在施工过程中必须使用便携式瓦斯测定仪，钻孔周围1m处瓦斯浓度达到1%时严禁施工，工作面的所有人员必须撤离现场，切断电源，待采取措施瓦斯浓度降到1%以下时，在瓦检员的许可下方可进入施工现场。

5)在钻孔施工过程中，若发现有突出预兆及异常现象时，安检员、瓦检员和施工队负责人要迅速将所有人员撤至安全地带，同时由施工队负责人切断该巷道内所有电气设备的电源，并及时向调度汇报，待经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后，方可继续施工。矿调度室、通防科要加强对钻孔施工过程中的调度指挥及记录工作。

6)在钻孔施工过程中，操作人员要严格按照钻机操作规程和钻孔施工参数精心施工，不得违章作业，同时做好施工记录。

7)钻孔施工期间要采取措施杜绝煤尘飞扬现象，并做好该工作面回

风流的洒水灭尘工作，杜绝煤尘堆积。

8)施工钻孔的所有设备，任何单位和个人不得随意挪动与拆卸。施工完的钻孔参数必须及时填写在钻孔施工记录牌板上，并报矿调度室、通防科、技术科备案。

避灾路线

现场施工图牌板必须标注避难位置及避灾路线系统。所有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。避灾路线图（见附图形）。

第六章、组织管理

为搞好这次煤巷掘进防突工作，矿成立指挥部：

指挥长：霍爱国副指挥长：白荣、刘云、秦福亮、赵红朝

成员：张明、李红平、吴学纪、杨正军、跟班矿长、掘进队长等人。

1)远距离放炮时，必须有指挥部成员现场指挥，发现问题及时处理。

2)指挥部成员要组织有关部门人员对现场进行全面的检查，落实各项工作准备情况。

3)配置专职瓦检员、放炮员、局扇司机、专职电工及警戒人员，并要求人员稳定，实行现场交接班制度。

4)技术科必须准确掌握4煤层的产状、结构及顶底板岩性，并负责及时绘制成图报有关部门，为防突工作提供可靠的地质数据。

5)监测队负责瓦斯探头的安装，维护和调校工作，保证探头灵敏可靠，并把信息及时反馈到矿调度室和矿总工程师。

6)防突队负责突出危险性参数指标的测定、整理、收集和管理工作，