231回风石门中段揭露16#煤层专项防突设计说明书(2010-12-05)

南三采区231回风石门中段工作面揭穿

16#煤层专项防突设计说明书

一、概况

1、巷道布置

南三231回风石门中段位于南三井筒下部，该巷道从23通风上山（下段）底部5#测点，进行改向开口施工231回风石门时，首先按95°方位、平巷施工40m后，再从6#测点按40°方位、+21°坡度掘进与南三中部车场贯通，然后按+16°坡度掘进至1355m水平；再按平巷掘进至131218回风巷开口位置，最后按+17.4°坡度掘进至131218运输巷开口点。该巷为穿层巷道（掘进期间需揭16#至30#煤层）。

2、揭煤区域煤层

预计从中部车场开口位置往前掘进22.1m，巷道顶板距16#煤层底板法向距离为10m。往前掘进30.5m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为7m，往前掘进36m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为5m，往前掘进44.4m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为2m，往前掘进45.8m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为1.5m，往前掘进53.2m巷道顶板将揭露16#煤层，往前掘进73.6m巷道底板距16#煤层顶板的最小法线距离为2m，16#煤层厚约1.4m。

3、揭煤区域地质构造

根据现有地质资料分析，揭16#煤层区域内煤层赋存稳定，无较大的地质构造存在。

4、煤层的顶、底板情况

直接顶板为细砂岩，灰色夹灰色条带，薄层状，夹层状菱铁矿，上部以波状层理，中部断续显波状微斜羽毛状层理，下部深灰色粉砂质波状层理。直接底板，泥岩，灰~褐灰色，含根化石。

二、通风系统及控制措施

1、通风系统

（1）该巷掘进过程中的设计配风量为530m3/min，掘进过程中局扇能保证迎头所需风量满足设计要求，并确保通风系统稳定、畅通。

（2）231回风石门中段工作面揭煤期间，其专用回风系统独立、可靠和安全。

2、控制措施

在23运输上山联巷已施工3道防突风门，该风门符合《防治煤与瓦斯突出规定》和质量标准化的相关要求。

三、工程布置及揭煤实施方案

1、工程布置（详见附图一）

2、揭煤实施方案

（1）先探后掘

1）从中部车场开口位置往前掘进22.1，巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为10m，由抽放工区施完工前探钻孔。

2）前探钻孔用以探明16#煤层赋存情况及瓦斯情况，控制煤层层位，掌握煤层赋存位置，厚度、瓦斯压力等参数。

（2）区域防突措施：

1）从中部车场开口位置往前掘进22.1m，巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为10m时，由抽放工区施工抽放孔作为区域防突措施。施工的抽放孔必须控制揭煤处巷道轮廓线外左右（走向方向）各不小于20m，上下（倾向方向）各不小于15m范围，同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不得小于5m。要求施工的抽放孔必须穿过煤层全厚且进入煤层顶板1m，如果当一次打不穿煤层全厚时，可分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m。（区域防突措施孔参数见附图三）。

2）施工的抽放孔必须按照设计施工，施工的抽放孔必须立即进行封孔联网抽放，封孔深度5～8m，抽放的单孔负压不得小于13KPa。

3）通风区必须每班对抽放钻孔抽放浓度进行测试，对单孔抽放浓度降到10%以下的进行关闭，加强抽放系统巡视、放水、堵漏等管理，确保正常抽放。当所有单孔瓦斯浓度及混合瓦斯浓度均降到10%以下后，经验算，预抽率达到

30%以上时，方可立即进行区域措施效果检验工作。

（3）区域防突措施效果检验

采用直接测定煤层瓦斯压力或间接计算残余瓦斯含量的方法进行区域预抽措施效果检验工作。

1）采用直接测定煤层瓦斯压力时，应在231回风石门中段工作面施工5个检验测试孔（即压力测试孔）（从中部车场开口位置往前掘进30.5m，即巷道顶板距16#煤层底板法线距离7m）分别布置于预抽区域的上部、中部、下部和两侧，并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围。检验测试孔应布置于所在部位钻孔密度较小、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，且避开采掘巷道的预抽超前距（区域措施效果检验孔见附图四）。

①压力测试孔施工完毕后必须立即进行封闭测试，测试人员每班必须对压力测试表进行读数并观察压力变化情况，只有当测定的煤层残余瓦斯压力小于

0.74Mpa时，方可视为区域措施有效，该区域为无突出危险。

②若测定的煤层残余瓦斯压力大于或等于0.74Mpa，则该区域采取的区域防突措施无效，必须重新实施区域防突措施，直至煤层残余瓦斯压力小于0.74 Mpa。若检验期间在煤层中施工的钻孔出现喷孔、卡钻、顶钻及其他明显突出预兆时，该区域采取的区域防突措施无效，乃属突出危险区，必须重新实施区域防突措施。

2)采用间接计算残余瓦斯含量时，当区域内施工的预抽钻孔，经计算该揭煤区域的煤体残余瓦斯含量小于8m3/t时，方可视为区域防突措施有效，该区域为无突出危险，否则将继续抽放，直至该揭煤区域的煤体残余瓦斯含量小于8m3/t 时。

（4）区域验证

1）采用钻屑瓦斯解析指标法作为区域验证

①当措施效果检验无突出危险后，控制进尺至巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为5m（从中部车场开口位置往前掘进36m），施工区域验证孔，进行区域验证。

②区域验证孔采用直径为42mm的钻杆施工，5个验证孔分别布置在巷道工作面的上部、中部、下部及两侧。使用ZYG-150B型钻机施工岩石部分，见煤后用煤电钻从见煤点开始施工(或直接用ZYG-150B钻机施工，用压风排渣)，两侧的区域验证孔应控制巷道断面两侧轮廓线外2-4m。（验证孔的施工详见附图五）。

③进行验证时，每进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值（K1max临界为0.4mL/g.min1/2，S max临界为6kg/m。即：当每次测定的K1max≥0.4或S max≥6kg/m时，认为工作面有突出危险性。当每次测定的K1max<0.4 mL/g.min1/2且S max<6kg/m时，认为工作面无突出危险性）。

2）在经区域验证无突出危险后，往前掘进过程中在巷道顶板距煤层底板法向距离5米至2米段（从中部车场开口位置往前掘进26m，巷道顶板距16上#煤层底板的最小法线距离为5m，往前掘进44.4m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为2m），每个进尺循环前，必须沿法向方向布置3个孔对工作面进行突出危险性预测，若有突出，必须严格执行工作面局部防突措施（局部突出危险性预测钻孔详见附图六）。

3）只有当区域验证和进行局部突出危险性预测为无突出危险后且采取的安全防护措施到位后，方可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置（即从中部车场开口位置往前掘进45.8m巷道顶板距16#煤层底板的最小法线距离为1.5m 时），在由当前掘进位置掘进到法向1.5m位置过程中必须采取边探边掘措施，探孔超前距不得小于2m，探孔数不得少于3个。

4）当掘进工作面掘至煤层法向距离2m（若揭煤期间巷道岩石松软、破碎，还应适当增加法向距离）位置时，必须沿工作面最小法向距离方向布置3个孔和掘进工作面方向布置3个孔进行最后验证（验证孔设计见附图七）。只有当工作面预测或措施效果检验为无突出危险时方可在采取安全防护措施的条件直接采用远距离放炮揭穿煤层。若验证结果出现有突出危险时或打钻出现喷孔现象时，必须按照要求补充局部防突措施。

（5）局部防突措施

1）揭煤过程中，严格按揭煤工艺流程图执行（见附图八）。

2）局部防治突出措施

①掘进面出现下列情况之一，视为有突出危险，必须采取局部防突措施。

Ⅰ、钻屑瓦斯解吸指标K1≥0.4mL/g·min1/2。

Ⅱ、掘进过程中炮后瓦斯（T2）超过1.5％。

Ⅲ、出现瓦斯涌出异常：正常作业过程中，掘进面或其回风流瓦斯浓度突然升高超过1.0%以上。

Ⅳ、打钻时有喷孔、顶钻、夹钻、卡钻现象。

Ⅴ、煤层软分层突然变化。

Ⅵ、遇地质构造。

②该面采取的局部防突措施为超前预抽钻孔预抽煤层瓦斯，由瓦斯抽放工区负责施工。抽放孔采取ZYG-150B型钻机施工，施工的抽放孔必须穿过煤层全厚且进入煤层顶板0.5m，如果当一次打不穿煤层全厚时，可分段施，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，施工同时必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》第八十二条规定控制巷到揭煤处轮廓线左右及上部5m，下部3m位置。（抽放钻孔根据现场情况由通风区另行设计）。

③施工超前预抽钻孔必须吊挂施工说明牌板并填写清楚，当班施工结束后，施工负责人必须将钻孔施工情况向瓦斯抽放工区调度和矿调度汇报；现场瓦检员必须及时向通风区调度汇报。

④每施工完毕一个超前预抽钻孔，必须立即使用水泥砂浆或马丽散对其封孔（封孔参数详见附图九），并及时与主抽放瓦斯管路进行联网抽放。

⑤地质条件发生变化时，瓦斯抽放工区必须根据已施工的钻孔探明的情况，及时修改超前预抽钻孔参数。

⑥超前预抽钻孔施工前应加强施工地点支护，背好巷道顶帮，严禁空顶作业，瓦斯抽放工区施工超前抽放钻孔时，采区应做好供水、供电、供风及排水工作。

3)局部防突措施效果检验

措施效果检验采用钻屑瓦斯解析指标法进行，效果检验孔总计施工5个，分别布置在底部、顶部、中部及两侧。使用ZYG-150B型钻机施工岩石部分，

见煤后用煤电钻从见煤点开始施工，见煤后每1m测定1次解析指标K1值，每隔1m测定一次钻屑量S，直至穿过煤层全厚或见煤深度不小于15m，K1max临界值定为0.4ml/g.min1/2, S max临界值定为6kg/m，当每次测定的K1max≥0.4或S max ≥6 kg/m时，认为工作面有突出危险性，当测定的K1max<0.4且S max<6kg/m时，认为工作面无突出危险性。（验证孔施工详见附图七）。

①只有当验证无突出危险方可在安全防护措施的条件下采用远距离放炮直接揭露16#煤层。

②若验证出现有突出危险性或在煤层中施工的检验孔出现喷孔、卡钻、顶钻及其他明显突出预兆时，则该区域采取的局部防突措施无效，必须再次实施局部防突措施，直至检验为无突出危险后，方可在安全防护措施的条件下采用远距离放炮直接揭露16#煤层。

四、安全防护措施

1、揭煤前必须按照《防治煤与瓦斯突出规定》第103条和第105条要求检查原施工的防突风门和安设压风自救系统是否完好，若不符合防突规定要求，必须立即进行整改和安设。同时要求人员进入工作面时必须将反向风门打开并且顶牢。只有当231回风石门中段工作面爆破和无人作业时，反向风门方可关闭。

2、测压措施

（1）测压钻孔必须在封孔结束后等待24小时，水泥凝固后，方可安设瓦斯压力表进行测压。（钻孔封孔示意图详见附图九）。

（2）压力表测定过程中，每班由瓦检员观测，并汇报通风区调度3次。

（3）待瓦斯压力值稳定24小时后，方可拆除瓦斯压力表。

3、在爆破地点、撤人聚集地点、回风系统有人作业地点、距掘进工作面25-40m巷道位置必须安设有满足要求的压风自救系统和直通矿调度的电话，每组压风自救装置可供5-8人使用，平均人的压缩空气供给风量不得小于0.1m3/min。压风自救系统的安设见附图十一。

4、放炮安全防护措施

（1）放炮前，支护必须架抵迎头，并必须保证回风系统畅通。

（2）揭煤前，必须对23运输上山联巷的防突设施进行一次全面检查，确保完好。

（3）放炮停电、撤人范围及放炮设岗见附图（详见附图十）。

（4）放炮前，必须对停电范围内的电器设备进行一次全面检查，确保电器设备不失爆。

（5）严禁将措施孔或预测孔作炮眼使用，每次放炮前必须对钻孔、措施孔或预测孔进行充填，充填材料为黄泥等不燃性材料，充填深度超过炮眼深度的1.5倍。

（6）不准用不同截面的放炮母线连接使用，并且放炮母线严禁出线明接头。

（7）放炮母线间、放炮母线与脚线间的连接处必须错开150mm以上，母线与脚线、脚线与脚线间的接头必须用黑胶布包扎好，并悬空，且距帮、顶、底板不小于500mm。

（8）放炮30分钟且瓦斯浓度在0.8%以下后，方可由施工队组的班队长、瓦检员、安检员进入工作面检查，确认无任何安全隐患后，由安检员向矿调度汇报，矿调度通知后，方可撤除站岗人员和恢复工作面作业。

五、组织管理措施

为确保231回风石门中段工作面能安全、顺利的揭露16#煤层，矿成立揭煤领导小组

1、领导小组的组成

组长：矿长。

副组长：总工程师、安全副矿长、机电副矿长、生产副矿长、

采煤副矿长、经营副矿长。

成员：通风副总、采掘副总、通风区区长、瓦斯抽放工区区长及副区长、南三采区区长及副区长、通风区副区长及技术主管、安检科科长及分管通风副科长、瓦检队长、钻探队长、掘进队长、瓦检员、防突员、安检员。

揭煤领导小组下设办公室在通风区，通风区区长兼办公室主任。各有关单位成立相应的揭煤领导小组，并报揭煤领导小组办公室备案。

2、揭开煤层前通风区必须控制掘进工作面距煤层的距离，根据要求作出打

钻或进尺的决定。

3、探孔、区域防突措施抽放孔、局部防突措施孔均由瓦斯抽放工区负责施工，效果检验由南三采区配合通风区进行，以上孔在施工过程中相关单位必须安排工程技术人员到现场负责。

4、远距离放炮揭煤期间的井下停电、撤人、站岗工作均由南三采区负责，矿调度进行跟踪落实。

5、远距离放炮揭煤时，南三采区必须安排一名区领导在现场协调负责，且为现场安全第一负责人。

6、瓦斯检查工作由当班瓦检员负责。

7、安检员必须严格按照该措施进行监督揭煤工作。

8、矿防突领导小组要及时总结分析揭煤期间的防突工作。

六、加强支护措施

根据现场情况，加强支护的措施由采区另报。

七、其它安全技术措施

1、揭煤方法：采用远距离放炮逐步揭开煤层，直至完全揭开煤层。

2、爆破地点：中部车场三道风门外。（起爆点距工作面距离必须大于300m）（见附图十）。

3、揭煤期间必须保证专用回风系统畅通，严禁回风系统出现通风设施，且保证23运输上山联巷防突风门完好，有人作业时严禁关闭反向风门，必须将其进行固定顶牢，放炮时或巷道无人作业时必须将其关闭。

4、必须保证局扇正常供风，每天必须按照要求由安检员、瓦检员、电工等人员对中部车场的局部通风机进行风机切换工作，并汇报矿调度。

5、远距离放炮揭煤期间必须将该巷工作面、231回风石门中段及其回风系统内的所有人员全部撤出，并切断231回风石门中段工作面及其回风系统内的电源，同时按照措施要求进行站岗截人和撤人。（远距离放炮期间的停电、站岗、撤人详见附图十）。

6、井下所有人员必须携带完好的隔离式自救器，并学习本规程措施后方可参加作业。

7、每班班（队）长为当班的安全负责人，负责当班的安全工作。

8、必须执行好“一炮三检查”和“四人连锁放炮”的放炮制度。

9、远距离放炮揭煤期间，炮后必须等待30分钟，方可由瓦检员、安检员、班（队）长一起进入工作面检查瓦斯涌出情况及其它隐患，只有得到瓦检员、安检员、班（队）长检查无隐患后，其它人员方可进入工作面。

10、揭煤期间，通风区严格加强炮后瓦斯观察，发现异常必须立即停止作业，现场瓦检员、安监员、掘进班（队）长必须加强突出预兆的观察，并派有经验的人员进行观山，发现突出预兆必须立即停止作业，撤出人员，切断该巷和回风流中所有非本安型电器设备的电源。并在与回风系统相连的巷道站岗或设置栅栏，并汇报通风调度，由通风调度汇报矿调度。

11、揭煤期间必须加强监测系统的管理，保证探头灵敏可靠，能发挥其正常的断电、报警功能。必须保证工作面的瓦斯情况能在监测屏幕上正常显示，一旦监测系统不能正常显示，不准进行揭煤工作。

12、施工钻孔时，钻孔内的钻渣必须清理干净，无水严禁打、拨钻杆。测压钻孔封孔前，必须用湿绵纱或大小适合的刹杆堵严钻孔口，严防瓦斯涌出。

13、打钻人员必须严格按照本专项防突设计的要求认真进行打钻工作，严禁弄虚作假。如因特殊情况，不能打到设计位置时，必须查明原因，进行调整。

14、抽放钻孔每施工完一个，必须封孔联网抽放，不能及时联网抽放的要用湿绵纱进行封堵，防止孔内瓦斯涌入巷道中。

15、打钻人员严格按钻孔参数施工，必须配齐钻孔参数测量工具，并正确使用。

16、严禁使用风镐作业。

17、打钻20m范围内必须加强粉尘冲洗，严禁出现粉尘堆积现象。

18、工作面打钻、预测过程中，20m范围内严禁有人作业。

19、揭开煤层后的工作面及在煤层段的巷道必须加强支护，防止漏冒顶。

20、凡在231回风石门中段作业的人员，必须加强防突知识的学习，必须熟悉避灾路线和掌握突出预兆。突出预兆主要有：煤体内有声响、煤的层理紊乱、打钻时顶钻、夹钻、卡钻或喷孔、煤的硬度变化、煤壁大面积掉渣、煤面

外移、煤的光泽变化、煤的厚度变大、煤体干燥、顶底板呈现阶梯状、瓦斯及温度忽大忽小等（以上预兆并不是会同时出现的）。

21、工作面放炮必须执行请示汇报制度。

⑴揭开煤层放炮时：放炮停电工作由南三采区机电副区长负责落实，同时撤人设岗工作由南三采区掘进副区长负责落实，落实完毕，确认无误后向矿调度室汇报，由矿调度下令方可放炮。

⑵放炮前由瓦检员对该工作面通风、瓦斯、防尘等情况进行检查；跟班队长对工作面打眼、支护、设岗及安全防护情况进行检查；放炮员对装药、联线情况进行检查；值班电工负责切断该巷道及回风系统所有电器设备的电源；安检员监督各项措施的落实情况。上述五人检查完毕，无任何安全隐患，汇报所在单位的调度室，同时，在瓦检小票上签字确认后，由跟班队长将检查情况向矿调度室汇报，矿调度室根据汇报情况和回风系统的停电、撤人及站岗情况，确认停电、撤人及站岗区域无任何隐患后，方可通知跟班队长可以放炮，跟班队长通知放炮员放炮。放炮员只有接到跟班队长的命令后方可放炮。

22、瓦斯抽放工区钻探队负责各类钻孔的施工并按要求封孔联网抽放。

23、通风区防突人员负责预测预报或效果检验工作，必须按《防治煤与瓦斯突出规定》及本措施的要求认真操作，填写防突牌板和设置工作面允许进尺标记，同时，设置明显标志牌，并及时汇报通风区调度，由通风区调度汇报矿调度和采区调度，严禁弄虚作假。

24、南三采区231回风石门中段施工队组，掘进跟班队长必须掌握进度，严格按给定的允许进尺米数进尺，严禁超掘。

25、地质部门必须加强该工作面地质预报工作，发现煤层、地质变化异常时，必须及时汇报矿总工程师，由总工程师组织制定相应的安全技术措施。

26、预测、效果检验或工作面实施防突措施时，瓦检员、安检员、施工队（组）的班队长必须在现场把关。

27、巷道内的电器设备必须由采区按规定派专职电工负责检查、维修。由矿安检科电检组每7天至少进行一次全面防爆性能检查，严禁使用防爆性能不合格的电器设备。

28、防灭火管理严格按《月亮田矿防灭火管理规定》的有关规定执行。

29、其它严格按《231回风石门中段掘进作业规程》中的有关规定执行。

30、安检员负责监督措施的执行。