第一章工作概况和瓦斯地质

第1节   工作概况

一、概况

      2152运巷位于矿井西翼，2152运巷标高+1442米，在2152运巷布置穿层钻孔，钻孔穿透M17、M18煤层。从而实现对M17、M18煤层的区域瓦斯抽放，降低M17、M18煤层的突出危险性危害。 

二、设计依据

1、《煤矿安全规程》；

2.《防治煤与瓦斯突出规定》;

3、《迭毛沟煤矿开采设计专篇》。

4、《迭毛够煤矿防突专项设计》

三、地质特征及煤层赋存情况

1）煤层赋存情况

根据贵州省盘县煤田宏成煤矿（即迭毛沟煤矿）勘查地质报告（2003）及贵州省煤矿设计研究院2008年12月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，井田内含煤地层为上二叠统龙潭组，含煤13层，可采层4层（西部井田煤层自上而下的顺序为：M18、M17、M15、M12；东部井田煤层自上而下的顺序为：M12、M18），厚度约26.47m，其余煤层均不可采。各可采煤层主要特征见表。

表1—1—1             断层特征表

煤层

M17煤层：

直接顶板为粉砂岩，底板为粉砂质泥岩，煤层无夹矸。

其粉砂岩顶板物理力学性质同上。粉砂质泥岩一般天然视密度为2.3～2.5（g/cm3）,孔隙率为16%～52.0%，吸水率2.14%～8.16%；抗压强度Rc为3.5～60（Mpa），抗拉强度Rt为0.3～4.2（Mpa），普氏系数f为0.8～3。

直接顶在开采过程中表现出的稳定程度为2类（中等稳定）。

M18煤层：

直接顶板为粉砂质泥岩，底板为粉砂质泥岩，煤层无夹矸。

粉砂质泥岩一般天然视密度为2.3～2.5（g/cm3）,孔隙率为16%～52.0%，吸水率2.14%～8.16%；抗压强度Rc为3.5～60（Mpa），抗拉强度Rt为0.3～4.2（Mpa），普氏系数f为0.8～3。

直接顶在开采过程中表现出的稳定程度为1类（不稳定）。

3）煤层露头（含隐露头）及风化带情况

在地表及以下0-10m深度范围内，煤表现为黑色粉末状、细颗粒状，呈土状光泽，局部表现为粘土、煤华，见大量粘土充填于裂隙中。地表以下10-20m深度范围内，肉眼观察煤呈黑色，硬度就大，裂隙面光泽较暗，新鲜面呈玻璃、似金属光泽，裂隙发育，裂隙面见粘土沿裂隙充填痕迹。地表以下50m深度后，肉眼观察呈黑、灰色，具有粉状、粒状和鳞片状断口，煤中裂不明显。

井田风化带深度一般在0-10m，氧化带深度在10-20m之间，在地表以下50m深度后已基本进入煤的原生带。

第2节  煤层瓦斯基础参数

2.1煤层瓦斯赋存及规律

根据《贵州省盘县煤田宏成煤矿（即迭毛沟煤矿）勘查地质报告》（2003）及贵州省煤矿设计研究院2008年12月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，报告内未对井田范围内的瓦斯赋存及规律进行描述。通常，瓦斯表现出的赋存规律，随着开采深度的增加，煤层中的瓦斯含量也会增加，生产过程中的瓦斯涌出量也会增加，对安全生产造成很大影响。本设计经过预测的瓦斯含量及变化规律：根据迭毛沟煤矿邻近土城矿瓦斯地质资料，煤层埋藏深度每加深100m，煤层瓦斯含量梯度增加0.038m3/t。在垂向上同一钻孔瓦斯含量随深度增加而增长。

2.2煤层瓦斯含量、压力

根据《贵州省盘县煤田宏成煤矿（即迭毛沟煤矿）勘查地质报告》（2003）及贵州省煤矿设计研究院2008年12月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，报告也没有对瓦斯含量及压力进行数据说明，矿井勘探程度较低，资源储量核实报告没有提供瓦斯赋存、瓦斯涌出量、瓦斯梯度等相关资料，建议矿井在投产前进行各瓦斯参数的测试，以取得可靠的数据指导矿井的瓦斯抽放设计及治理工作。

因此，本设计根据经验公式计算该矿井+1400m、+1300m水平各煤层瓦斯含量见表1—2—1。

表1—2—1             各煤层瓦斯含量

P＝（2.03～10.13）×H/1000( Mpa)，H为垂深(m)。

2．3各煤层瓦斯含量动态分析计算

1）迭毛沟煤矿可采煤层为M12、M14、M17、M18号煤层，M18、M17号煤层间距为12m，M17、M15号煤层间距为17.9m，M15、M12号煤层间距为20m，一采区第一区段设计开采M18号煤层进行本煤层预抽瓦斯，然后沿M18号煤层工作面上下巷向下M17、M15、M12号煤层打穿层钻孔预抽这三层煤瓦斯；一采区第二区段设计采用高负压瓦斯抽系统在M15号煤层底板布置底板瓦斯抽放巷向上部M15、M17、M18号煤层、下部M12号煤层打钻孔预抽煤层瓦斯。迭毛沟煤矿一采区（+1400m）各煤层瓦斯含量动态计算见附表1—2—2。

瓦斯含量及变化规律：根据迭毛沟煤矿邻近土城矿瓦斯地质资料，煤层埋藏深度每加深100m，煤层瓦斯含量梯度增加0.038m3/t。在垂向上同一钻孔瓦斯含量随深度增加而增长。

2.4矿井瓦斯等级

根据AQ1018-2006标准经计算，矿井投产时布置一个采区、一个回采面、二个炮掘头，即矿井相对瓦斯涌出量为44.39m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为14.01m3/min。

同理，矿井二采区通风困难时期为开采M18煤层时，根据二采区各开采时瓦斯涌出量分析表的数据，M18煤层的瓦斯涌出量最大，开采M18煤层采面瓦斯相对涌出量为23.72m3/t，二采区困难时期开采M18煤层工作面设计产量按15万t/a考虑，工作面绝对瓦斯涌出量为7.49m3/min。二采区通风困难时期运输巷顺槽掘进工作面、回风巷掘进工作面瓦斯涌出量均为1.84m3/min。矿井二采区通风困难时期，相对瓦斯涌出量为44.58m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为14.07m3/min。

迭毛沟煤矿属于新建矿井，未做过瓦斯等级鉴定，但从以上预测数据并依据《煤矿安全规程》（2006）第一百三十三条可以看出，迭毛沟煤矿属于高瓦斯矿井；又根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局联合下发的“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”（黔安监管办字[2007]345号）的文件精神，迭毛沟煤矿属于突出片区（盘县突出片区）内的矿井，本设计按照该文件精神，确定将迭毛沟煤矿按照突出矿井进行设计，并要求迭毛沟煤矿将来实际施工及生产过程中必须按照突出矿井进行管理。

第二章   区域防治突出安全技术措施

第1节 防突技术措施的选定

区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。区域防突措施应当优先采用开采保护层。根据《防突规定》第四十一条：需采用预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行区域措施效果检验。因此根据我矿实际情况，该工作面选用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施，在掘进工作面2152运巷施工穿层钻孔并封孔抽放，对M17、M18煤层进行煤层瓦斯抽放。

第2节  措施技术参数的确定

一、钻孔布置依据

根据2009年11月份盘江煤电（集团）煤矿设计研究院测得M18煤层钻孔φ75瓦斯排放半径实测值（1米），结合近几年本矿瓦斯抽放效果把M18煤层φ75钻孔瓦斯抽放直径现定为2米。

二、钻场钻孔布置方式

2152运巷采用“穿层钻孔”预抽煤层瓦斯的方法来实现对M17、M18煤层的解突任务,同时结合各项安全措施,从而达到防突的目的。

三、钻场布置方式

在2152运巷工作面右侧每隔10米开拓一个钻场，钻场规格为高2m×宽3m×深3m。在钻场内施工“穿层预抽”钻孔，来保证M17、M18煤层的瓦斯抽放。必须严格按要求及时在2152运巷右侧开出钻场，不得超距，否则严肃追究其施工单位责任。

四、钻孔布置方式：

    在2152运巷右侧10m布置钻场，在钻场施工瓦斯抽放钻孔，设计钻孔35个以上，孔径75mm，要求所有钻孔必须穿过M，钻孔布置位置如图。为防止M17煤层出现空白带，另外根据现场情况可以增加1-2个钻孔，孔间距0.4米。

 图    2152运巷工作面M17、M18煤层“穿层预抽”钻孔布置图（剖面图、平面图、钻孔设计参数）

钻孔设计参数

图    2152掘进工作面M17、M18煤层区域防突钻孔设计预想成果图

五、钻机设备

采用ZY-750型液压钻机，配套电机功率18.5KW,电压等级660V，供电开关为QBZ-120型矿用隔爆开关，采用Φ65mm金钢钻头，钻杆Φ42×760mm钻杆，施工过程中采用水力或压风排碴。

六、抽放管路

瓦斯抽放系统， 采用地面高负压抽采系统进行抽放，高负压瓦斯抽采主管路选用D350PVC管，支管路选用D200无缝钢管。高负压泵采用2BE3-420型水环式真空泵2台(1台工作、1台备用)，该泵最大抽气量为161m3/min，配套电机功率为185KW，660V。

抽放路线为：

2152运巷→2152专用回风巷→瓦斯抽放管子道→行人斜井→地面瓦斯泵房

七、封孔

采用封孔机封口。封孔材料为水泥、沙浆，PVC管（管径Φ25mm），要求封孔深度不少于8m，埋管深度不得低于12m，放水器及分流器与软管联接处用铁丝扎死，确保抽放负压和抽放效果。

八、抽放参数测定

在瓦斯抽放主管、支管分别装设管道参数流量计，并确保监控数据能真实有效，在2152运输巷瓦斯抽放管上每隔50米留设观测孔，在分流器上观测孔，分别测定支管和单孔负压、瓦斯浓度及流量，支管负压不得低于15KPa，单孔负压不得低于13 KPa，由抽放参数测试人员定期对抽放参数进行测定，测定参数建立专门台帐

第3节 措施实施具体要求

采取穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：

1、施工钻孔时工作面人员不得超过9人，钻孔施工完毕后及时进行封孔连网抽放，预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。

2、应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻场抽采负压不得小于13kPa，钻孔孔口抽采负压不得小于5kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。

3、打瓦斯抽放钻孔时必须严格按措施施工，保证钻孔方位角、倾角及孔深等符合措施规定，钻孔终孔要满足钻孔有效控制范围的要求；且保证钻孔要穿过M18煤层0.5m。

4、在打钻前必须将堆放在工作面闲杂铁器清理干净，以避免正在钻进的钻杆与工作面的其它铁器发生碰撞而产生火花。

5、为保证防突措施的落实执行，通防、安检、生产、调度等部门组成措施落实把关小组，小组成员经常深入现场检查施工单位的措施落实执行。

6、打钻过程中要反复进退钻杆，倒出钻屑，防止摩擦产生高温引燃瓦斯、煤尘，进钻确实困难时，应停止打钻，然后再采取套打钻孔措施。

7、打钻时发生轻微顶钻、喷孔、卡钻等动力现象时，应降低钻进速度，并来回拖拉钻杆，必要时停止钻进，换孔另打，然后再补打钻孔至设计深度。并及时向调度室及有关领导汇报。

8、打钻时，钻机后方严禁站人，同时要保证退路畅通，以防喷孔伤人。

9、工作面必须配备至少两台灭火器、沙箱及黄泥箱等，黄泥箱内配备足量的干、湿黄泥，沙箱内备足灭火用的沙子。

10、必须坚持打钻时将打钻处下风流的水幕正常开启。

11、拆、接钻杆时必须距离孔口1米以上，严禁用铁器敲打钻杆或连接处，必须进行敲打时只准用铜锤敲打。

12、打钻时，距钻孔1米、顶板0.3米的巷道中部上方必须挂便携式瓦斯报警仪和一氧化碳报警仪，并设专人观查。当钻孔出现喷孔、夹钻、顶钻、响煤炮或钻孔周围出现瓦斯超限时，必须停止打钻，停电撤人，并向调度室及有关部门汇报，听侯处理。

13、瓦斯检查员必须在现场盯岗，监督防突措施的执行，把严措施关，凡未按措施规定执行措施的，有权制止施工队的违章行为，直至停头；当出现突出预兆时，瓦斯检查员有权组织现场人员进行撤离，并及时通知有关部门。

14、当发生局部瓦斯燃烧时，当班作业人员必须沉着冷静，避免慌乱奔跑，当班跟班干部及检查员应立即组织人员进行灭火，同时向队值班人员汇报。

15、当发生大面积瓦斯燃烧不能控制时，当班作业人员必须冷静，应在当班跟班队长及检查员指挥下有序按避灾路线撤离，避免慌乱奔跑，造成其他不必要的伤害，并及时向矿调度室进行汇报。

   16、机电队要加强钻机防爆检查管理，定期进行检查。打钻前，跟班电工要先检查钻机防爆情况，发现隐患先处理后打钻，杜绝失爆。

第三章   区域措施的效果检验

工作面执行防治煤与瓦斯突出措施后，必须对防治煤与瓦斯突出措施进行效果检验，只有经效果检验认为措施有效后，方可进行回采。

第1节  效果检验指标

根据《防突规定》穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施时，必须依据实际的直接测定的煤层残余瓦斯含量为主要指标进行措施效果检验。

检验期间还应当观察、记录进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。

第2节  效果检验判定方法

一、预抽煤层瓦斯防突措施的效果检验

预抽煤层瓦斯后，对预抽煤层瓦斯防突效果检验应在煤巷掘进时进行，检验方法按煤巷掘进工作面突出危险性预测方法进行。M17或M18煤层回采作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能测出始突深度的煤层瓦斯压力和瓦斯含量，则必须将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下，瓦斯含量降到8m3/t以下。控制范围如下：

1、石门揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险性程度确定，但必须控制到巷道轮廓线外8m以上，底部或下帮5m。钻孔必须穿透煤层的顶（底）板0.5m以上。

2、煤巷掘进工作面控制范围为：巷道轮廓线外8m以上，底部或下帮5m，工作面前方10m以上。

3、采煤工作面控制范围为：工作面前方20m以上。

二、钻孔布置方式：

    在2152运巷右侧10m布置钻场，在钻场施工瓦斯抽放检验钻孔，设计钻孔2个。一个用于检验M17煤层，一个用于检验M18煤煤，孔径75mm，投影孔深35m，钻孔布置位置如图。

 图2152运巷工作面M17、M18煤层“穿层预抽”检验钻孔布置图（剖面图、平面图、）

第四章  区域验证

当工作面经区域措施的效果检验为无突出危险区，在掘进前按如下方法进行区域验证：

1、验证方法

当工作面经区域效果检验为无突出危险后，必须进行两次区域验证并观察验证孔施工过程中的突出预兆。只有经区域验证为无突出危险后，方可在采取安全防护措施后进行回采作业。

2、区域验证

     采用钻屑瓦斯解吸指标法在工作面煤体布置6个区域验证孔，投影孔深为10米，平行布置，孔间距为15米，钻孔尽量布置在软分层中。使用ZQSJ—90/2.4A架柱支撑手持式气动钻机，其额定转矩为90N.M、最大输出功率2.4KW,￠42*1.5mm麻花钻杆打检验孔，使用WTC瓦斯突出危险参数仪测定钻屑解吸指标K1值进行区域验证。

要求钻孔每钻进1米测定1米的钻屑量S，每钻进2米至少测定1次钻屑解指标K1值。测定完后K1值：湿煤粉测定<0.4mL/g .min1/2、干煤粉测定<0.5mL/g .min1/2结果为无突出现象；反之，有突出现象。

3、区域效果检验结论

当验证指标均在临界值以下且钻孔施工无突出预兆时，验证为该区域无突出危险。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。

在区域验证允许进尺区段内执行循环验证措施，验证孔深10米，验证指标不超，允许进尺7米，每次验证后工作面均执行局部防突措施。

第五章  安全技术措施 

一、机电设备管理

   1、井下所有防爆开关，防爆接线盒、局部通风机等机电设备，必须全面认真细致的检查检修一次，不符合防爆要求的，必须全部更换。

   2、对井下供电线路进行全面细致的检查，不能有明接头，有破损的要全部更换。井下供电应做到“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”。

   3、井下所有电气设备、通讯设施要安设漏电检测装置，严禁机电设备、五小电器等失爆。

   4、在掘进工作面安装一部防爆电话，电话直通调度室，以便于联系调度指挥，确保地面、井下通讯畅通无阻，准确无误。

   5、局部通风机必须实现“三专两闭锁”，并保证完好。

   6、安装在工作面的甲烷传感器放炮前要摘下，放在安全地点悬挂好，以免崩坏。传感器悬挂位置要正确。

二、瓦斯监控

   1、窝头甲烷传感器安设在靠近工作面<5米位置，其瓦斯报警浓度为≥0.8%CH4，断电浓度为≥1.5%CH4，复电浓度为<0.8%CH4，断电范围为掘进巷道及回风流内全部非本质安全型电气设备。

   2、回风流甲烷传感器安设在靠近回风巷口10～15米位置，其报警浓度为≥0.8%CH4，断电浓度为≥1.0%CH4，复电浓度为<0.8%CH4，断电范围为掘进巷道及回风流内全部非本质安全型电气设备。

   3、甲烷传感器安设位置均距帮不小于200mm，离顶板不大于300mm的地方。

   4、其它传感器的安装按规程规定执行。

三、通风瓦斯管理

   1、防突员严格按《防止煤与瓦斯突出规定》规定进行预测预报或效果检验，及时汇报并按规定填写日志。

   2、坚持瓦斯检查及汇报制度，每班必须有瓦斯检查员负责跟班检查瓦斯。公司总经理、总工程师必须每天审签瓦斯报表，发现问题及时采取措施进行处理。

   3、加强瓦斯检查工作，做好瓦斯检查记录，每次检查结果都必须记入瓦检手册并在工作面瓦斯检查版板上填写清楚。

   4、严禁在井下拆卸矿灯，当矿灯不亮时，禁止敲打和撞击，以免产生火花。

   5、局部通风机与掘进工作面的电气设备必须装设风电、瓦斯电闭锁装置。

   6、风筒悬挂要平、直、紧、稳，杜绝跑风、漏风现象。

   7、工作面严禁无计划停风，局部通风机发生故障而停风时，及时进行备用风机切换并及时撤出井下人员。

   8、风筒出口离工作面距离不得超过5m。

五、综合防尘

   1、井下必须采用湿式凿岩。

   2、放炮采用水炮泥。

   3、岩(煤)巷放炮前后，必须洒水冲洗巷道两帮积尘。

   4、掘进迎头30m范围内要设置不少于两道水幕降尘。

六、顶板管理

   1、坚持敲帮问顶制度，打眼前放炮后应站在地点敲帮问顶，用长柄工具找掉所有松动岩石等。

   2、掘进工作面必须有前探梁超前支护或其它开工的临时支护，严禁空顶作业。

   3、工程技术人员应根据围岩变化，及时修改爆破参数，杜绝因放炮引起的片帮冒顶现象。

七、运输管理

   1、斜巷运输要严格执行“一坡三挡”，必须设好安全设施，做到“行车不行人，行人不行车”。

   2、钢丝绳及绞车每天必须有专人检查，并做好记录。钩头、链环、插销等链接装置必须每班进行做好记录。

八、避灾路线

1、发生瓦斯事故避灾路线；2152运巷→三区段轨道巷→副斜井→地面。

   2、发生火灾事故避灾路线；2152运巷→三区段轨道巷→副斜井→地面。   

3、发生水灾事故避灾路线；2152运巷→三区段轨道巷→副斜井→地面。

   4、施工地点发生顶板事故时，避开事故发生地，就近找安全地点。

九、突出管理

   1、突出发生后，由通风防突部人员对现场进行观测，了解突出前后煤质变化和施工情况，认真记录并填写突出卡片。

   2、由公司总工程师召集有关人员进行事故分析，找出突出发生的原因，整理成文字材料，以便总结经验，改进防突技术和管理措施。

   3、突出发生后，待CH4浓度降到到规定值后，要对突出煤进行清理。清理前，必须编制防止煤尘飞扬、杜绝火源、帮顶垮塌及过突出孔洞可能再次发生事故的专项安全技术措施。

   4、施工队必须按措施由外向里清理干净，对毁坏的支架必须先维护后清理，清理期间，CH4检查员必须在现场，时刻掌握CH4情况。

   5、对突出孔洞，应充填或支护，尽量不放出孔洞内松散煤体以免造成空洞垮塌，引起再次突出。

十、其它措施

   1、在施工过程中如遇特殊地质情况无法按本措施的规定执行时，应立即采取补充措施，经有关部门会审后执行。

   2、打钻过程中施工人员保证按照设计要求施工，并详细记录打钻过程中的钻孔深度、见岩、喷孔、卡钻、煤质及瓦斯涌出情况，以便分析前方地质构造及煤层变化情况。

   3、本措施施工队人员要认真学习，经考试合格后方可进入该区工作，工作期间严格按本措施执行。

4、未尽事宜均按《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等的有关规定执行。

第六章  应急救援及其原则

煤矿应急救援是指煤矿发生瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、火灾、水灾和冒顶等非常紧急重大事故时，为营救灾区人员安全撤离、减轻损失，控制灾情和消除危害而采取的一系列抢险救援反应行动。

其基本原则为：以“以人为本”、“安全发展”、“安全第一、预防为主、综合治理”为前提，具体如下：

(1) 统一指挥原则。抢险救灾工作必须在上级部门救援领导小组的统一领导和现场抢险救灾指挥部的具体指挥下开展。

(2)自救互救原则。事故发生初期，应按照应急救援预案在应急救援领导小组的指挥下积极组织抢救，并迅速组织遇险人员沿避灾路线撤离，防止事故扩大。

(3)安全抢救原则。在事故抢救过程中，应采取措施，确保救护人员的安全，严防事故再次发生。

(4)紧急救护原则。救护队应本着“先重后轻，先活后死”的原则抢救遇险人员。

(5)通讯畅通原则。设立抢险救灾专线指挥电话，并保持畅通。

事故预防工作是应急救援工作的基础，除平时做好事故预防工作外，还要落实好应急救援的各项准备，一旦发生事故就能立即实施应急救援。

附图：

（一）通风系统图

（二）监测监控图

（三）瓦斯抽放管路图

（四）避灾线路图下载本文