15萬噸/年煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計

　　15萬噸/年煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計

　　工程規模：15萬噸/年

　　總 經 理：

　　總工程師：

　　項目負責：

　　貴州興源煤礦科技有限責任公司

　　二○一一年十月

　　防治煤與瓦斯突出專項設計方案委托書

　　貴州省大方縣大水鄉大安煤礦委托貴州興源煤礦科技有限責任公司進行《貴州省大方縣大水鄉大安煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計方案》編製工作。

　　項目名稱 大方縣大水鄉大安煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計方案

　　建設性質 變更

　　工程規模 9萬噸/年

　　任務來源 受貴州省大方縣大水鄉大安煤礦委托

　　投資

　　建設地點 大方縣大水鄉

　　工程設計內容及要求 按照《煤礦安全規程》、《防治煤與瓦斯突出規定(2009)、《煤礦瓦斯抽采工程設計規範》(GB50471-2008)及有關瓦斯綜合治理方麵的規範要求，滿足防治煤與瓦斯突出內容及要求。由編製單位提交4份報告，並負責審查後的修改工作。

　　委托單位 貴州省大方縣大水鄉大安煤礦

　　聯係人 聯係電話

　　承接單位 貴州興源煤礦科技有限責任公司

　　聯係人 聯係電話

　　目 錄

　　前言 1

　　第一章　礦井概況 5

　　第一節 井田概況 5

　　第二節 地質概況 7

　　第三節 礦井瓦斯情況 13

　　第四節 礦井設計概況 14

　　第二章　礦井綜合防治煤與瓦斯突出技術總體方案 18

　　第三章　礦井各係統合理性論證及調整 21

　　第一節 開拓係統及開采方法合理性論證及調整 21

　　第三節 通風係統合理性論證及優化 22

　　第四章 區域綜合防突措施方案 25

　　第一節 基本程序和要求 25

　　第二節 區域突出危險性預測 25

　　第三節 區域防突措施 27

　　第四節 區域性防突措施的效果檢驗 37

　　第五節 區域驗證 42

　　第五章　局部綜合防治突出措施 48

　　第一節 局部綜合防突措施基本程序和要求 48

　　第二節 掘進工作麵局部綜合防突措施方案 50

　　第三節 采煤工作麵局部綜合防突措施方案 62

　　第四節 石門(斜井巷)揭煤工作麵綜合防突措施方案 66

　　第五節 礦井安全防護措施 78

　　第六章　礦井防突管理 84

　　第一節 防突組織管理 84

　　第二節 防突技術管理 87

　　第三節 防突現場管理 92

　　第四節 礦井采掘設計、裝備管理及防突安全知識教育 96

　　第七章 防突儀器、裝備及裝備估價 99

　　附錄一 煤層瓦斯壓力測定方法 100

　　附錄二 鑽屑指標法 101

　　附錄三 防突措施有效半徑的測定方法 102

　　附　件　目　錄

　　1、大方縣大水鄉大安煤礦防突設計委托書;

　　2、大方縣大水鄉大安煤礦采礦許可證;

　　3、大方縣大水鄉大安煤礦礦長資格證;

　　4、根據貴州省能源局文件黔能源發[2009]281號《對畢節地區2009年度礦井瓦斯等級鑒定報告》的批複;

　　5、根據貴州省煤炭管理局文件黔煤生產字[2008]329號關於畢節地區煤炭局《關於請求審批百裏杜鵑管理區大安煤礦M15號煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告的報告》的批複;

　　6、貴州省煤田地質局實驗室提交的9號和15號煤層《煤塵爆炸性鑒定報告》;

　　7、貴州省煤田地質局實驗室提交的9號和15號煤層《煤炭自燃傾向性等級鑒定報告》;

　　8、貴州省能源局文件黔能源煤炭(2011)175號關於對大方縣大水鄉大安煤礦開采方案設計(變更)的批複。

　　附　圖　目　錄

　　1、大方縣大水鄉大安煤礦采區巷道布置及機械配備圖(1：2000)

　　2、大方縣大水鄉大安煤礦投產時期通風係統及網絡圖(示意圖)

　　3、大方縣大水鄉大安煤礦投產時井下避災路線圖(1：2000)

　　4、大方縣大水鄉大安煤礦瓦斯抽放管路係統圖(示意圖)

　　5、大方縣大水鄉大安煤礦井下壓風自救係統圖(示意圖)

　　前言

　　大方縣大水鄉大安煤礦位於大方縣以東，距鄉政府7km，屬大方縣大水鄉管轄。井田走向長度約1.8~2.1km，傾斜寬0.8km，麵積約2.7108km2。該礦為證照齊全的礦井，開采標高1750m～+1350m，生產規模15萬噸/年。礦井開拓采用斜井+平硐對全井田進行開拓，采用走向長壁後退式采煤方法。

　　該礦為整合礦井，根據貴州省能源局文件黔能源發[2009]281號(關於畢節地區煤炭局《關於請求審批2009年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告》的批複)，畢節地區2009年礦井瓦斯等級鑒定結果表，該礦井瓦斯相對湧出量為0.317m3/t，絕對湧出量為0.1m3/min，二氧化碳絕對湧出量為0.1m3/min，相對湧出量為0.317m3/t，該礦井為低瓦斯礦井。

　　根據“黔安監管辦字[2007]345號《關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》”，該礦地處突出危險礦區，如未作煤與瓦斯突出鑒定，應按突出礦井設計和管理。礦井開采9號、15號煤層，15號煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據2008年02月28日中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦15號煤層突出鑒定的結果及貴州省煤炭管理局文件黔煤生產字(2008)329號煤與瓦斯突出鑒定報告的批複，在開采標高+1575m以上範圍內的15號煤層無突出危險性，根據礦井開拓布置，礦井按突出礦井設計，在開采標高+1575m以上範圍內的15號煤層按無突出危險區域設計和管理。礦井最低開采標高為+1350m，礦井采取綜合防突措施進行開采。

　　礦井應委托有資質的單位對9號煤層及+1575m標高以下15號煤層作煤與瓦斯突出危險性鑒定，以查明各煤層突出危性範圍及突出煤層的強度等瓦斯參數。

　　根據《煤礦安全規程》第179條和《防治煤與瓦斯突出規定》第14條的規定，有突出危險的新建礦井及突出礦井的新水平、新采區，必須編製防突專項設計，設計應當包括開拓方式、煤層開采順序、采區巷道布置、采煤方法、通風係統、防突設施(設備)、區域綜合防突措施和局部綜合防突措施等內容。為此，受大方縣大水鄉大安煤礦委托，貴州興源煤礦科技有限責任公司(以下簡稱興源公司)承擔了大方縣大水鄉大安煤礦的煤與瓦斯突出防治專項設計。我單位組織有關設計人員完成了設計文件的編製工作，現正式提交《大方縣大水鄉大安煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計》設計文件。

　　一、防突專項設計的主要內容

　　1、礦井綜合防治煤與瓦斯突出技術總體方案

　　2、基於《防突規定》的有關要求，對礦井目前的開拓方式、煤層開采程序、采煤方法、通風係統的合理性進行論證，對不合理的地方按要求進行優化調整。

　　3、區域綜合防突技術措施方案

　　1)選擇突出煤層區域防突措施。特別是首采層首采工作麵的防突措施。

　　2)區域預測預報指標及區域效果檢驗指標體係;

　　4、局部綜合防突技術方案

　　1)礦井預測預報指標及防突效果檢驗指標體係;

　　2)選擇突出煤層局部防突措施。

　　5、防突管理製度

　　建立礦井防突組織管理、技術管理、現場管理等有關製度。

　　6、防突設施設備

　　根據礦井防突需要，提出必須配備的防突設施設備清單。

　　二、編製設計的依據

　　1、《設計委托書》。

　　2、《大方縣大水鄉大安煤礦安全專篇設計說明書》，貴州興源煤礦科技有限責任公司，20011年5月。

　　3、中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對《大方縣大水鄉大安煤礦15號煤層煤與瓦斯突出參數測定及突出危險性評價》;

　　4、黔安監管辦字[2007]345號《關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》。

　　5、開采煤層自燃傾向性鑒定報告及煤塵爆炸性鑒定報告。

　　6、安全專篇批複文件

　　7、礦井其它相關資料。

　　三、設計遵循的主要標準

　　1、《煤礦安全規程》(2011版)。

　　2、《防治煤與瓦斯突出規定》，國家安全生產監督管理總局19號令，2009年。

　　3、《保護層開采技術規範》(AQ1050-2008)，國家安全生產監督管理總局。

　　4、《煤礦瓦斯抽采基本指標》(AQ1024-2006)，國家安全生產監督管理總局，2006年。

　　5、中華人民共和國安全生產行業標準《煤礦瓦斯抽放規範》(AQ1027-2006)。

　　6、《煤礦瓦斯抽采工程設計規範》(GB50471-2008)。

　　7、《煤與瓦斯突出礦井鑒定規範》(AQ1024-2006)，國家安全生產監督管理總局，2006年。

　　8、中華人民共和國安全生產行業標準《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)。

　　9、中華人民共和國安全生產行業標準《煤礦井工開采通風技術條件》(AQ1028-2006)。

　　10、《煤礦建設項目安全設施設計審查和竣工驗收規範》(AQ1055-2008)。

　　11、《煤炭工業小型礦井設計規範》(GB50399-2006)。

　　四、設計綜述

　　本設計從大安煤礦的實際出發，分別對礦井的開拓方式、煤層開采順序、采煤方法、通風係統的合理性進行論證，並對不合理的地方進行調整，提出切合礦井實際的區域綜合防突及局部綜合防突措施方案、防突管理措施等，其主要結論如下：

　　1、礦井開拓方式為斜井+平硐開拓，采用走向長壁後退式采煤方法。煤層傾角平均9°，屬於緩傾斜煤層。大安煤礦井田範圍內含有可采煤層2層，井田劃分為三個采區，為分煤層開采，一采區開采礦區西部+1600m標高以上的15號煤層，礦井一采區開采時劃分為1個開采水平，水平標高為+1600 m;二采區開采礦區西部9號煤層;三采區開采礦區東部15號煤層。采區三條上山沿15煤層傾向布置，通過石門或繞道分別和主斜井、副平硐、回風平硐連通。

　　2、依據黔安監辦字〔2007〕345號文-《關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》，大方縣大安煤礦屬於煤與瓦斯突出區域，按煤與瓦斯突出礦井設計，符合《煤礦安全規程》、《防突規定》的有關規定，設計首采區為一采區。本次專項設計對大安煤礦開拓係統的合理性進行論證。

　　3、大安煤礦采區劃分根據煤層賦存條件、開采方式及采煤機械化程度等因素劃分為三個采區，一采區開采15號煤層，區段間的開采順序為區段下行式。采區開采順序：一采區(開采15號煤層)→二采區(開采9號煤號層)→三采區(礦區東部15號煤層)。

　　4、經煤與瓦斯突出危險性鑒定，應對+1575m標高以下15號煤層及9號煤層測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量及與突出危險性相關的參數，從而進一步確定開采區域範圍其突出危險性。

　　5、大安煤礦可采煤層為9、15號煤層，煤層間距為58m，首采15號煤層為下覆煤層，對9號煤層可以起到保護層的作用。

　　6、礦井一采區經煤與瓦斯突出鑒定為無突出危險區，但在無突出危險區每采掘10～50m要進行區域驗證，如驗證結果為有突出危險或發現了突出預兆，則該區域以後的采掘作業均應當執行局部綜合防突措施。礦井局部防突措施主要為預抽瓦斯和超前排放鑽孔，采其掘進工作麵鑽孔宜采用長、短鑽孔相結合的排放鑽孔聯合布置方法;回采工作麵采用沿走向平行排放鑽孔。

　　7、大安煤礦9號、15號煤層區域性綜合防突選擇預抽煤層瓦斯，預抽煤層瓦斯以本煤層為主。

　　8、預測和效果檢驗指標及其臨界值應根據實測資料確定，在無考察資料的情況下，可參照《防突規定》推薦的指標及臨界值執行。

　　9、礦井應設置專業的防突機構，並建立完善有關的管理製度，加強對防突工程的監督檢查。

　　10、礦井應當編製突出事故應急預案。並編製各作業地點防突安全技術措施。

　　五、存在的問題及建議

　　1、礦井目前是采用K1和Smax指標預測工作麵突出危險性，礦井目前無實測突出敏感指標和臨界相關資料，各煤層的瓦斯解吸K1和最大鑽屑量Smax臨界值指標還有待於進一步研究確定。在礦井各煤層在突出危險性臨界值指標未確定之前，其鑽屑瓦斯解吸臨界值指標暫按《防治煤與瓦斯突出規定》選取。

　　2、礦井在今後的防突工作中，應不斷摸索和研究突出指標在該礦的敏感性情況和臨界值，進一步搞好礦井的防突工作。

　　3、礦井配備了專門的防突機構和專職的防突人員，應加強防突人員的技術培訓和管理。

　　4、在采掘活動中，還應當根據瓦斯動態與突出預兆等加強防突工作。

　　第一章　礦井概況

　　第一節 井田概況

　　一、位置與交通

　　大方縣大水鄉大安煤礦位於大方縣以東，距大水鄉政府7km，屬大方縣大水鄉管轄。礦井探礦權範圍地理坐標：東經105°58′04″~105°59′43″，北緯27°11′10″~27°12′05″。

　　井田走向長度約1.8~2.1km，傾斜寬0.8km，麵積約2.7108km2。距大方電廠80km，距黔西電廠38km，經貴畢高等級公路至貴陽市143公裏，交通較為方便，該礦為證照齊全的礦井，開采標高1750m～+1350m，生產規模15萬噸/年。詳見交通位置圖1-1-1。

　　圖1-1-1 大方縣大安煤礦交通位置圖

　　二、地形地貌

　　該礦區屬溶蝕-侵蝕低中山地貌，地形起伏較大，煤組地層順向多呈緩坡，坡度5～15°，逆向多呈陡坡，坡度30～40°。區內最高海拔1756.0m，最低海拔1530.0m，最大相對高差213.0m。礦區地勢北西高，南東低，評估區碳酸鹽岩石出露較多，特別是二疊係中統的茅口灰岩和三疊係下統的玉龍山灰岩岩溶溶蝕作用以垂直作用為主，地表形成溶蝕窪地、漏鬥等岩溶地貌。

　　三、氣候條件

　　該礦井所在區域屬中亞熱帶季風濕潤氣候，為冬春半幹燥夏季濕潤型。四季分明，年平均氣溫12.5℃，最高氣溫33.4℃，最低氣溫-6.2℃;最熱為七月，月均氣溫21℃，最冷為一月，月均氣溫4.6℃;年降雨量平均843.4mm，5～9月為豐水期，占年降雨量的82%以上，12月至次年3月為旱季。年相對濕度81%。

　　四、水係及主要河流

　　礦區所在水係屬烏江水係，地表水體不發育。礦區內無大的地表水體，僅有季節性小溪溝，流量受季節變化影響較大，除豐水期外，一般流量均不大。礦區煤層露頭附近及周邊無河流，僅有溪溝。地下水流向與地表水一致，流向南東。礦區東南部最低出水標高1530.0m(相對侵蝕基準麵)。

　　五、環境狀況

　　區內工業以煤炭工業為主，小煤礦較多。煤礦井下水、工業汙廢水及居民生活汙水的排放，將會使區內水質受到一定程度的汙染。

　　六、地震烈度

　　根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001)，該礦區地震動峰值加速度小於0.05g，地震基本烈度小於Ⅵ度。

　　七、電源

　　礦井目前專用電源一回路由35kv仁和變電站出線的10kv(LGJ-150mm2)至化窩開關站，供電距離11Km，再由化窩開關站引出的10kv(LGJ-70mm2)專線至礦井，供點距離1.3Km;二回路由35kv金坡變電站出線的10kv(LGJ-150mm2)至化窩開關站，供電距離7Km，再由化窩開關站引出的10kv(LGJ-70mm2)專線至礦井，供點距離1.3Km。礦井驗收前必須建成雙回路電源入礦，並與之落實簽訂供電協議，保證對礦井進行可靠供電。

　　八、水源

　　生活用水：礦山及其附近無大的泉點，礦井北部小溪水(礦區範圍外，距工業場地有2Km)可作供水水源，其水質和水量都能滿足礦井需求。

　　生產用水：井下水經沉澱淨化處理後作工業用水。

　　第二節 地質概況

　　一、區域地質概況

　　1)地層

　　井田內出露地層有下二迭統茅口組(P2m)、上二迭統龍潭煤組(Pl)和長興組(Pc)、下三迭統夜郎組玉龍山段(噸1y2)及第四係(Q)。區內地層由老到新分述如下：

　　①下二迭統茅口組(P2m)：岩性為灰白色、灰色厚層狀，中粒結晶石灰岩，局部夾簿層狀及透鏡狀燧石結核，致密，堅硬，性脆，多方解石脈，含有珊瑚及筳蝌化石。出露不全厚度不詳，與上部龍潭煤組地層呈假整合接觸。

　　②上二迭統龍潭煤組(Pl)：組成岩石有粉砂岩、泥灰岩、細沙岩、炭質泥岩，煤層、粘土頁岩及鋁土岩等，最小厚度120m，最大厚度140m，一般厚度128m。顏色為灰白色、灰色、深灰色、至黑色。煤層頂板岩石中多含羊齒植物化石。主要可采煤層有9、15號三層，局部可采煤層13號、14號兩層煤。4號煤層頂部生物泥灰岩為標誌層，厚度2.58～3.50m，層位、岩性厚度均穩定，含腕足類化石。15號煤層底部鋁土岩，厚度2.29～5.87m;一般厚度4.40m，為灰白色至深灰色，含黃鐵礦結核多，為煤組底部的標誌層。

　　③上二迭統長興灰岩(Pc)：厚度23～40m;一般厚度30m。灰白色、灰色，厚層狀石灰岩，含少量黑色燧石結核，有不規則的方解石脈，含腕足類及珊瑚類化石，中下部夾深灰色鈣質粉砂岩一層，厚度2m左右。

　　④下三迭統玉龍山夜郎組(噸1y2)：厚度205～270m，上部為簿層狀灰色、淺灰色石灰岩，致密性脆，層麵有蠕蟲狀構造，地形多呈溶洞、漏鬥、坡立穀、孤峰。下部為淺灰色、灰色薄層狀泥質石灰岩，間夾黃綠色鈣質泥岩，致密性脆，以上層為過渡性質，無明顯分層現象，厚約在30～40m。底部與長興灰岩的接觸麵上有一薄層灰白色泥岩及矽質層凸鏡狀薄層，風化後呈白色，含高嶺土為沙堡灣泥岩。

　　⑤第四係(Q)：主要為坡積風化土壤砂礫，分布在山坡、窪地、溝穀，厚度0～10m。範圍較小，不整合於其它地層之上。

　　2、區域構造

　　井田位於紙廠背斜南東翼北段地層平緩，傾角5～20°，一般為10°左右。由化窩至金坡，走向長5km，礦區構造簡單。

　　二、煤層及煤質

　　1、煤層

　　本區含煤地層為龍潭組，礦區主要可采煤層從上到下依次為9號、15號煤層，各可采煤特征見表1-2-1。

　　表1-2-1 可采煤層特征表

　　煤層

　　編號 平均厚度(m) 平均間距

　　(m) 頂底板岩性 穩定性 傾角

　　(°) 容重

　　(噸/m3)

　　頂板 底 板

　　9 1.5 58 粉砂岩 頁岩、泥岩 較穩定 9 1.5

　　15 1.5 　　 粉砂岩 鋁土岩 較穩定 9 1.5

　　2、煤的物理性質及煤岩特征

　　1)9號煤層

　　煤層厚度1.00～2.15m，一般厚度為1.5m，層位穩定，厚度變化不大，簡單結構，不含夾矸。偽頂為泥岩或碳質泥岩，厚0.2m;直接頂為深灰色粉砂岩，鈣質膠結，局部夾菱鐵質薄層，穩定可靠;底板為灰白色粘土頁岩，少數為黑色泥岩或鈣質粉砂岩。

　　2)15號煤層

　　上距9號煤54～76m，一般58m。煤層厚度1.11～3.08m，一般厚度1.5m。層位穩定，厚度變化不大，複雜結構，夾矸3～6層，夾矸單層厚0.05～0.49m。煤中多含黃鐵礦晶粒及結核，節理為方解石充填，沿層麵方向居多。偽頂為泥岩，厚0～1.5m，直接頂板為粉砂岩，頂板基本穩定;底板為鋁土岩，淺至深灰色，厚層狀，局部含鈣質，具鮞狀結構。

　　上覆地層和下伏地層岩石工程地質條件較好，含煤地層局部地段存在粉砂質泥岩、泥岩、炭質泥岩、煤破碎帶等軟弱層。煤層底板強度低，遇水時會軟化，如果支護不良，可能出現巷道跨塌、片幫、底鼓、支架下陷等工程地質問題，故本煤礦工程地質條件複雜程度為中等。在開采過程中應加強巷道頂、底、幫的支護管理工作，預防不良事故發生。

　　3、煤的化學性質和工藝性質

　　煤質特征見表1-2-2。

　　表1-2-2 可采煤層主要煤質特征

　　煤層 工 業 分 析

　　水分(%) 灰分(%) 揮發分(%) 全硫(%) 發熱量(MJ/kg)

　　9 原煤 3.52～5.08

　　4.34 15.92～31.35

　　21.34 6.30～8.83

　　7.16 1.07～3.22

　　1.84 34.1～35.4

　　34.9

　　精煤 2.07～4.48

　　4.06 5.20～8.94

　　7.41 4.61～6.65

　　5.72 0.39～0.66

　　0.57 35.1～35.4

　　35.2

　　15 原煤 2.97～4.07

　　3.65 17.8～36.81

　　23.15 6.49～14.93

　　8.70 2.55～7.20

　　3.68 33.2～35.4

　　34.5

　　精煤 1.94～4.21

　　3.17 5.90～8.79

　　7.09 4.82～5.31

　　5.06 0.89～3.20

　　2.49 35.1～35.5

　　35.3

　　4、煤的用途

　　根據《中華人民共和國國家標準-中國煤炭分類》[GB/T5751-86]，大安煤礦9號和15號煤層均為高熱值無煙煤;該礦煤質較好，目前可作民用、化工、動力用煤。

　　四、水文地質條件

　　含水層及隔水層

　　井田內出露地層有下二迭統茅口組(P2m)、上二迭統龍潭煤組(P3l)和長興組(P3c)、下三迭統夜郎組玉龍山段(t1y2)及第四係(Q)。其含水層與隔水層特征由老到新分述如下：

　　①下二迭統茅口組(P2m)：岩性為灰白色、灰色厚層狀，中粒結晶石灰岩，局部夾簿層狀及透鏡狀燧石結核，致密，堅硬，性脆，多方解石脈，含有珊瑚及筳蝌化石。出露不全厚度不詳，與上部龍潭煤組地層呈假整合接觸。地表岩溶以垂直形態發育為主，多順走向成條帶狀分布。距煤組50～100m處最為發育。地下水位標高在1450m以上排泄方向在礦區的北東向，在礦區東北方向12km處為天生橋河，河流切割茅口灰岩頂界的標高為1200m。地下水在河穀兩側以溶洞泉的方式集中排出、補給河水。鑽孔所見在頂界以下15m內岩芯溶蝕甚微，裂隙多被方解石充填。在鑽進過程中，水位及消耗量變化不大。9號鑽孔在此範圍內裂隙發育，岩芯有溶蝕現象，嚴重漏水，這說明岩溶裂隙發育的不均勻性，礦區內沒見泉水出露。茅口組與可采15號煤層間距20m左右，結合該礦實際情況，15號煤層在礦區範圍內開采最低標高為+1500m;9號煤層在礦區範圍內開采最低標高為+1640m, 區內煤層產出標高均部分低於礦區侵蝕基準麵標高。如開采標高低於礦區侵蝕基準麵標高1530.0m時，建議礦井對礦區水文作詳細勘探，並重作《水文地質報告》以指導在最低侵蝕基準麵標高以下的生產技術安全工作。

　　②上二迭統龍潭煤組(P3l)：該層為含煤地層，一般厚度為128米。岩性主要為粉砂岩、細砂岩、泥岩、煤層及少量泥灰岩，野外調查泉水12個，一般流量為0.01～0.6升/秒。通過對化窩煤礦及公安煤礦兩個生產礦井的調查和觀測，發現出水點多在巷道兩側、廢巷、老采空區及降雨有關。雨後頂板滴水，有時小股流水，而采掘麵則比較幹燥。水質：4號煤層礦井水是硫酸鹽、重碳酸鹽水，礦化度0.683克/升。9號煤層礦井水是硫酸鹽、鈣·鎂水，礦化度0.546克/升。從鑽孔簡易水文觀測中分析，水位變化不大，一般是隨鑽進深度的增加而慢慢下降，消耗量變化不大，說明該層含水性弱，對開采煤層影響較小。今後在開采過程中主要是對老巷、采空區、老窯水礦井充水影響大，所以在開采中特別要做到先探後掘原則。

　　③上二迭統長興灰岩(P3c)：厚度23～40m;本層一般厚度為30米，地表呈條帶狀出露，多呈陡崖及反向陡坡，接受降水補給條件較差。岩溶、裂隙發育，裂隙多為垂直及斜交層麵發育。調查岩溶點6個，泉點3個，流量一般在0.1～1.50升/秒，鑽孔中該層嚴重漏水，岩芯破碎。4號煤層距長興灰岩底板一般為27米的粉砂岩、細砂岩、泥岩及泥灰岩。可起一定的隔水作用，但是當礦井開拓麵積增大，頂板陷落時，本層之水將成為礦井充水的主要來源。水質：鈣鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽水，PH值7.3，礦化度0.243克/升。該組至可采9號煤頂垂距30m左右，對開采煤層影響較小。

　　④下三迭統玉龍山夜郎組(t1y2)：主要為薄層至中厚層狀灰岩，夾薄層狀泥灰岩，厚度205～270米。為岩溶裂隙含水層，地麵溶洞、漏鬥等岩溶現象較發育，含水性較強，下部泥質逐漸增多，含水性逐漸減弱，為礦床的間接充水含水層。該組至可采9號煤頂垂距70m左右，對開采煤層影響較小。

　　⑤第四係(Q)：主要為坡積風化土壤砂礫，分布在山坡、窪地、溝穀，厚度0～10m。範圍較小，不整合於其它地層之上。為一弱含水層，該層底界距可采煤層C4距離約為276m，由於其下有厚大的隔水層，故與礦床充水無關，該含水層對煤層開采影響不大。

　　2)地表水

　　礦區內無河流、池塘等地表水體，在細花洞一帶發育兩條衝溝，雨季時排泄大氣降水，其它季節為幹溝。

　　3)地下水

　　含煤地層富水性弱，地下水補給條件差，含煤地層上、下均有隔水層，富水性及導水性均較差。老窯采空區積水情況是動態變化的，增加了礦區水文地質條件的複雜程度，在接近老窯采空區附近，水文地質條件相對複雜。

　　4)礦床充水分析

　　該礦是以岩溶充水為主礦床。影響礦井充水的主要充水因素有頂板進水及老窯積水。地表水及地下水對礦床開采有一定影響。

　　5)湧水量

　　根據《貴州省大方縣大水鄉整合礦井普查地質報告》的資料，礦井預測的未來正常湧水量為20m3/h，最大湧水量為35m3/h。綜上所述，本井田水文地質條件屬中等類型。

　　礦山在開采過程中必須堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”，防止發生井巷頂板透水和底板湧水的安全事故。

　　五、其他開采技術條件

　　1、瓦斯

　　根據貴州省能源局文件黔能源發[2009]281號(關於畢節地區煤炭局《關於請求審批2009年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告》的批複)，畢節地區2009年礦井瓦斯等級鑒定結果表，該礦井瓦斯相對湧出量為0.317m3/t，絕對湧出量為0.1m3/min，二氧化碳絕對湧出量為0.1m3/min，相對湧出量為0.317m3/t，該礦井為低瓦斯礦井。

　　在開采過程中應加強通風及瓦斯檢測記錄，防止局部瓦斯積聚，必須關注瓦斯湧情況，根據情況采取措施。礦井在建設及生產期間必須進行瓦斯含量、瓦斯湧出量的測定，並定期進行瓦斯等級鑒定。

　　根據“黔安監管辦字[2007]345號《關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》”，該礦地處突出危險礦區，如未作煤與瓦斯突出鑒定，應按突出礦井設計和管理。礦井開采9號、15號煤層，15號煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據2008年02月28日中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦15號煤層突出鑒定結果，在1575m以上的無突出危險性，根據礦井開拓布置，礦井按突出礦井設計，一采區15號煤層按突出礦井無突出危險區域設計和管理。礦井采取綜合防突措施進行開采。

　　礦井應委托資質單位對礦井9號煤層及+1575m標高以下15號煤層範圍作煤與瓦斯突出危險性鑒定，以查明煤層突出危性範圍及突出煤層的強度等瓦斯參數。

　　2、煤塵爆炸性

　　根據貴州省煤田地質局實驗室2007年7月為該礦所作《煤塵爆炸性鑒定報告》，9號、15號煤層，煤塵無爆炸性。其鑒定結果見表1-2-1。

　　表1-2-1 煤塵爆炸性鑒定報告表

　　送樣單位 大安煤礦 收樣

　　日期 2005.12.28 報出日期 2005.12.27

　　統一編號 來樣

　　編號 工業分析(%) 爆炸試驗 爆炸性結論

　　水分 灰分 　　揮發分 火焰

　　長度

　　mm 抑製煤塵爆炸最低岩粉量

　　(%)

　　Mad Ad 　Vad 　Vdaf

　　2007-M333 9 3.69 25.11 6.43 0 　0 煤塵無爆炸性

　　2007-M334 15 3.25 13.20 5.83 0 　0 煤塵無爆炸性

　　備注 此報告僅對來樣負責。

　　(4)煤的自燃性

　　根據貴州省煤田地質局實驗室2007年7月為該礦所作《煤炭自燃傾向等級鑒定報告》，9號、15號煤層自燃傾向為三類(不易自燃煤層)。其結果見表1-2-2。

　　表1-2-2 煤炭自燃傾向等級鑒定報告表

　　送樣單位 大安煤礦 收樣日期 2005.12.8 報出日期 2005.12.27

　　統一編號 來樣

　　編號 工業分析(%) 全硫 著火溫度℃ 煤吸氧量 自燃性

　　分類

　　水分 灰分 揮發分 St,d% T氧化 T T還原

　　Mad Ad Vdaf Cm3/g幹煤

　　2007-M333 9 3.69 25.11 6.43 1.73 1.72 1.22 Ⅲ級

　　2007-M334 15 3.25 13.20 5.83 0.55 1.59 1.32 Ⅲ級

　　備注 Ⅰ級：容易自燃 Ⅱ級：自燃 Ⅲ：不易自燃,此報告僅對來樣負責。

　　(5)地溫情況

　　本井田無地溫異常現象，屬於正常地溫礦井。

　　(6)衝擊地壓

　　地質資料中未提供衝擊地壓的相關資料，該礦井及周圍礦井尚未有衝擊地壓情況的發生，大安煤礦按沒有衝擊地壓危險考慮。

　　第三節 礦井瓦斯情況

　　參數測定

　　煤層瓦斯壓力

　　該礦15號煤層突出危險性鑒定結論：在+1575m標高，15號煤層相對瓦斯壓力為0.04MPa。測壓點與地表垂深約為118m，則15號煤層瓦斯壓力係數為：0.04/118=0.00038(MPa/m)，

　　15號煤層開采最低標高為+1500m，與地表垂深約為150m，則15號煤層瓦斯壓力為：0.00038×150=0.057(MPa)。

　　(2)煤層透氣性係數

　　大安煤礦還未測定煤層的透氣性係數，根據相鄰礦井煤層透氣性係數情況，該礦各煤層透氣性係數在0.1～10 m2/ MPa2.d之間。

　　(3)百米鑽孔瓦斯自然流量及衰減係數

　　大安煤礦還未測定煤層百米鑽孔瓦斯自然流量，鑽孔流量衰減係數。根據煤層的透氣性係數範圍，該礦井目前雖尚未進行煤層透氣性及鑽孔瓦斯流量衰減係數測定，預計煤層百米鑽孔瓦斯自然流量為0.1-1.05m3/min.hm，鑽孔流量衰減係數為0.02-0.15d-1;

　　二、礦井瓦斯等級

　　根據貴州省能源局文件黔能源發[2009]281號(關於畢節地區煤炭局《關於請求審批2009年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告》的批複)，畢節地區2009年礦井瓦斯等級鑒定結果表，該礦井瓦斯相對湧出量為0.317m3/t，絕對湧出量為0.1m3/min，二氧化碳絕對湧出量為0.1m3/min，相對湧出量為0.317m3/t，該礦井為低瓦斯礦井。

　　設計根據《礦井瓦斯湧出量預測方法(AQ1018-2006)》標準，采用分源預測法對礦井瓦斯湧出量進行預測，經計算礦井在開采15號煤層+1500m標高時，其15號煤層瓦斯湧出量最大，故以15號煤層作為礦井設計依據。

　　其中：采煤工作麵瓦斯湧出量為9.27m3/t,絕對瓦斯湧出量為2.70m3/min;2個掘進工作麵絕對瓦斯湧出量為2×0.50=1.0m3/min;礦井相對瓦斯湧出量為21.35m3/t，礦井絕對瓦斯湧出量為6.75m3/min。根據預測結果分析該礦為高瓦斯礦井。

　　根據“黔安監管辦字[2007]345號《關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的意見》”，該礦地處突出危險礦區，如未作煤與瓦斯突出鑒定，應按突出礦井設計和管理。礦井開采9號、15號煤層，15號煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據2008年02月28日中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦15號煤層突出鑒定結果，在1575m以上的無突出危險性，根據礦井開拓布置，礦井按突出礦井設計，一采區15號煤層按突出礦井無突出危險區域設計和管理。礦井采取綜合防突措施進行開采。

　　第四節 礦井設計概況

　　一、井田境界及儲量

　　1、井田境界

　　井田境界是依據采礦許可證上的礦界批複確定的，其拐點坐標見表1-2-1。

　　見表1-4-1：

　　表1-4-1 大安煤礦拐點坐標

　　拐點號 X Y

　　0 3009816 35595890

　　1 3009820 35596762

　　2 3010390 35596762

　　3 3010388 35597595

　　4 3009791 35597606

　　5 3009788 35598633

　　6 3009000 35598630

　　7 3009000 35597769

　　8 3009243 35597089

　　9 3008682 35596135

　　10 3008828 35595880

　　開采深度：+1750～+1350m;礦區麵積：2.7108km2

　　2、資源儲量

　　根據貴州省煤田地質局一一三地質大隊2007年1月提供的《貴州省大方縣大水鄉大安煤礦補充地質勘查報告》，在礦界範圍內，開采深度1750～1350m內，截止2006年12月底，礦區保有資源量共計498.2萬t。其中(332)資源量為299.5萬t，333資源量為198.7萬t。

　　經計算，設計可采儲量為214.74萬t。

　　二、開拓與開采

　　1、礦井生產能力及服務年限

　　1)礦井生產能力

　　大安煤礦設計生產能力15萬噸/年。

　　2)礦井服務年限

　　服務年限=礦井設計可采儲量÷(井型×儲量備用係數)

　　儲量備用係數取1.4，則

　　服務年限= =214.74/(15×1.4)=10.22a

　　2、井田開拓方案

　　該礦采用斜井+平硐開拓方式，主要有主斜井、副平硐、回風平硐三個井筒，采用集中布置，分煤層開采，礦井劃分為一個水平(水平標高為+1600)、礦井可采煤層為2層，全礦井劃分為三個采區開采，開采礦區西部15號煤層劃分為一采區、開采9號煤層為二采區、開采礦區東部15號煤層為三采區，可采煤層主要有9號和15號煤層，現采15號煤層1151工作麵，回采工作麵采用走向長壁後退式采煤法，全部垮落法管理。

　　主斜井、副、回風平硐均布置在煤層頂板中，皮帶運輸大巷、軌道運輸大巷、一采區軌道、皮帶、回風上山均布置在15號煤層中，已施工完成。

　　礦井可采煤層共2層，自上而下分別為：9號、15號煤層。

　　3、采區劃分

　　采區劃分與煤層賦存條件、開采方式及采煤機械化程度有直接的關係，為了使采區劃分能夠做到全井田合理開采，前後期統籌兼顧，均衡開采。礦井設計劃分為三個采區開采，開采礦區西部15號煤層劃分為一采區、開采9號煤層為二采區、開采礦區東部15號煤層為三采區，分煤層開采。區段間的開采順序為區段下行式。

　　采區開采順序：一采區→二采區→三采區。

　　4、煤層開采順序

　　先采礦區西部15號煤層，再采礦區西部9號煤層，之後采礦區東部15號煤層。

　　三、礦井通風

　　礦井通風方式為中央並列式，通風方法為抽出式，主、副平硐進風，回風平硐回風。回采工作麵通風采用“U”型通風係統。回采工作麵和各掘進工作麵均采用獨立通風，掘進工作麵為壓入式。礦井以一個采煤工作麵達產，采煤工作麵為全風壓通風。

　　主要通風機型號為FBCDZ-6-№14(B)，風機功率為2×45Kw，共2台，其中一台工作，一台備用。其風量均為18.9～42.1m3/s，風壓為537～2029Pa。

　　采用FBD-5.6/2×11kw型局部通風機4台。采煤工作麵采用全負壓通風，掘進工作麵局部通風機采用壓入式通風。

　　1151回采工作麵通風路線：

　　主斜井(副平硐)→皮帶運輸大巷(軌道運輸大巷)→皮帶上山(軌道上山)→1151運輸巷→1151采麵→1151回風巷→1151回風繞道→岩石回風大巷→回風平硐→引風道→地麵。

　　接替掘進工作麵通風路線：

　　1152回風巷掘進：主斜井(副平硐)→皮帶運輸大巷(軌道運輸大巷)→皮帶上山(軌道上山)→局部通風機→風筒送至1152回風巷掘進工作麵→一掘進回風繞道→回風上山→岩石回風平巷→回風平硐→引風道→地麵。

　　1152運輸巷掘進：主斜井(副平硐)→皮帶運輸大巷(軌道運輸大巷)→皮帶上山(軌道上山)→局部通風機→風筒送至1152運輸巷掘進工作麵→二掘進回風繞道→回風上山→岩石回風平巷→回風平硐→引風道→地麵。

　　第二章　礦井綜合防治煤與瓦斯突出技術總體方案

　　一、概述

　　煤與瓦斯突出是一種複雜的礦井瓦斯動力現象，到目前為止，對各種地質、開采條件下突出發生的規律還沒有完全掌握。突出是危害礦井生產、安全、效益、發展、穩定和礦工生命安全的嚴重災害。防治突出是企業的戰略選擇，必須堅持以人為本、源頭治理、依法製突的原則，形成開采關係合理、係統環節可靠、裝備安全可靠、防治措施有效，實現人、機、環境互動的安全生產大環境，從根本上消除突出危險，才能防止突出事故的發生，實現礦井本質安全生產和可持續發展。

　　根據黔安監管辦字[2007]345號文件，大方縣劃定為煤與瓦斯突出礦區和突出危險礦區，該礦按煤與瓦斯突出礦井設計，經煤與瓦斯突出鑒定+1575m標高以上15號煤層按無突出危險進行設計和管理。

　　二、該礦采取綜合防突技術總體方案

　　一)首先采用區域性綜合防突措施先行的方針。

　　根據《防突規定》第35條規定，新水平、新采區開拓前，當預測區域的煤層缺少或者沒有井下實測瓦斯參數時，可以主要依據地質勘探資料、上水平及鄰近區域的實測和生產資料等進行開拓前區域預測。作為突出礦井，大安煤礦應按圖2-1-1的防突流程圖進行操作和管理。

　　開拓前區域預測結果僅用於指導新水平、新采區的設計和新水平、新采區開拓工程的揭煤作業。

　　根據《防突規定》第36條規定，開拓後區域預測應當主要依據預測區域煤層瓦斯的井下實測資料，並結合地質勘探資料、上水平及鄰近區域的實測和生產資料等進行。

　　開拓後區域預測結果用於指導工作麵的設計和采掘生產作業。

　　中小煤礦的區域預測應委托有資質的單位進行。由於礦井按突出礦井設計和管理，可直接采取區域防突措施。

　　區域性綜合防突措施包括以下內容：

　　1、區域突出危險性預測;

　　2、區域防突措施;

　　3、區域防突措施效果檢驗;

　　4、區域驗證;

　　二)以局部防突措施作為礦井防突措施的補充

　　當區域防突驗證後，仍有危險的采掘工作麵及未作突出預測的采煤工作麵，要實施局部綜合防突措施。

　　局部綜合防突措施主要有：

　　1、工作麵突出危險性預測(石門揭煤、煤巷掘進、采煤工作麵等)

　　2、工作麵防突措施

　　3、工作麵防突措施效果檢驗

　　4、安全防護措施。

　　三、當區域性預測無突出危險性可不采取措施，但必須進行安全防護措施。

　　四、如礦井新作9號煤層及+1575m標高以下15號煤層的突出鑒定時，業主應及時根據礦井煤與瓦斯突出鑒定的實際情況及相關開采方案(設計)等的變更，重新編製或修改完善防突設計，使之符合現場實際。

　　五、鑒於煤與瓦斯突出鑒定單位的測定地點相對集中，範圍較小，未能全麵反映15號煤層的瓦斯突出參數，為保證礦井安全建設、生產，在井巷建設及采掘過程中，須繼續收集資料驗證15號煤層的煤與瓦斯突出危險性。在礦井開采新水平、新采區、垂深增加達到50m或出現突出預兆時，須重新鑒定煤層的煤與瓦斯突出危險性。

　　六、在建設、生產過程中須經常分析煤層的瓦斯地質條件，在局部瓦斯富集區和，煤厚變化劇烈地帶采取必要的探測、釋放瓦斯措施。

　　七、礦井須建立非突出煤層升級為突出煤層的安全預警體係，配備必要的技術人員和儀器、儀表、裝備，定期檢驗煤層的突出危險性。

　　圖2-1-1 大方縣大水鄉大安煤礦綜合防突措施執行係統圖

　　第三章　礦井各係統合理性論證及調整

　　第一節 開拓係統及開采方法合理性論證及調整

　　一、原則及要求

　　大方縣大水鄉大安煤礦按煤與瓦斯突出礦井設計和管理，經煤與瓦斯突出鑒定一采區+1575m標高以上15號煤層按突出礦井無突出危險區域設計和管理。因此，大方縣大安煤礦開拓係統巷道布置應符合根據《防治煤與瓦斯突出規定》第十六條：突出礦井的巷道布置應當符合下列要求和原則：

　　1、運輸和軌道大巷、主要風巷、采區上山和下山等主要巷道布置在岩層或非突出煤層中;

　　2、減少井巷揭穿突出煤層的次數;

　　3、井巷揭穿突出煤層的地點應當合理避開地質構造破壞帶;

　　4、突出煤層的巷道優先布置在被保護區域或其他卸壓區域。

　　二、礦井開拓、開采

　　1、井筒特征

　　1)主斜井，長69m，S淨=6.1 m2，傾角為11°，采用錨噴支護;井口表土段采用鋼筋混凝土支護;主要用於原煤運輸、進風等。

　　2)副平硐，長104 m，S淨=5.38 m2，傾角為3‰，采用錨噴支護;井口表土段采用鋼筋混凝土支護;主要用於進風及鋪設軌道運輸材料、設備及排矸。

　　3)回風平硐，長61m，S淨=5.7.m2，傾角為3‰，采用錨噴支護;井口表土段采用鋼筋混凝土支護;主要用於回風。

　　表 3-1-1 井筒特征表

　　2、巷道布置

　　該礦采用斜井+平硐開拓方式，主要有主斜井、副平硐、回風平硐三個井筒，采用集中布置，分煤層開采，礦井劃分為一個水平(水平標高為+1600)、三個采區開采，可采煤層有9號和15號煤層，現回采一采區15號煤層1151工作麵，回采工作麵采用走向長壁後退式采煤法，全部垮落法管理。主斜井、副平硐、回風平硐為底板穿層布置，沿15號煤層布置三條上山，通過石門或繞道連通采掘巷道，沿煤層走向布置回采工作麵。

　　3、水平及采區劃分

　　根據采區劃分與煤層賦存條件、地質構造情況、開拓方式，礦井劃分為一個水平(水平標高為+1600)。

　　4、井筒數目

　　礦井設計有主斜井、副平硐、回風平硐，共有三個井筒。

　　5、采區劃分

　　采區劃分與煤層賦存條件、開采方式及采煤機械化程度有直接的關係，為了使采區劃分能夠做到全井田合理開采，前後期統籌兼顧，均衡開采。按礦井實際賦存情況，礦井設計劃分為三個采區開采，開采礦區西部15號煤層劃分為一采區、開采9號煤層為二采區、開采礦區東部15號煤層為三采區，分煤層開采。區段間的開采順序為區段下行式。

　　采區開采順序：一采區→二采區→三采區。

　　三、開拓係統論證及調整

　　該礦按突出礦井設計和管理，三條井筒為穿岩層布置，一采區三條上山已布置在15號煤層中，回風平硐為專用回風巷，主斜井、副平硐為兩個安全出口，采區、工作麵均有兩個連接井筒的安全出口;井下巷道彎道較多，建議業主加強井下巷道頂板的維護工作，以保證礦井的正常生產。大安煤礦開拓係統基本合理。

　　第二節 開采順序及保護層選擇合理性論證

　　大安煤礦可采煤層為9號、15號煤層，9號煤層距15號煤層為58m，選擇先開采下保護層15號煤層，9號煤層為被保護層，下保護層的有效距離為100m，可以起對9號煤層起到保護作用，先開采15號煤層，再開采9號煤層是可行的。因15號煤層煤質好，煤層較厚，售價高，對礦方有經濟效益。開采15號煤層最大裂隙影響範圍為H=10×M×COSθ，為14.7m，9號煤層距15號煤層為58m，不受影響。

　　第三節 通風係統合理性論證及優化

　　礦井采用分列式通風。礦井投產初期設三個井筒，主斜井、副平硐進風，回風平硐回風。回采工作麵和各掘進工作麵均采用獨立通風，掘進工作麵為壓入式。礦井以一個采煤工作麵達產，采煤工作麵為全風壓通風。

　　主要通風機為FBCDZ-6-№14(B)型，風機功率為2×45Kw，共2台，其中一台工作，一台備用。其風量均為18.9～42.1m3/s，風壓為537～2029Pa。根據計算：礦井實際總進風量為37m3/s，實際總回風量為36m3/s。

　　采用FBD-5.6/2×11kw型局部通風機4台。采煤工作麵采用全負壓通風，掘進工作麵局部通風機采用壓入式通風。

　　現采麵1151回采工作麵通風路線：

　　主斜井(副平硐)→皮帶運輸大巷(軌道運輸大巷)→皮帶上山(軌道上山)→1151運輸巷→1151采麵→1151回風巷→1151回風繞道→岩石回風大巷→回風平硐→引風道→地麵。

　　該礦無串聯通風，各采掘工作麵均實現獨立通風，但根據《防突規定》第二十三條：突出礦井的通風係統應當符合下列要求：

　　1、井巷揭穿突出煤層前，具有獨立的、可靠的通風係統;

　　2、突出礦井、有突出煤層的采區、突出煤層工作麵都有獨立的回風係統。采區回風巷是專用回風巷;

　　3、在突出煤層中，嚴禁任何兩個采掘工作麵之間串聯通風;

　　4、煤(岩)與瓦斯突出煤層采區回風巷及總回風巷安設高低濃度甲烷傳感器;

　　5、突出煤層采掘工作麵回風側不得設置調節風量的設施。易自燃煤層的回采工作麵確需設置調節設施的，須經煤礦企業技術負責人批準;

　　6、嚴禁在井下安設輔助通風機;

　　7、突出煤層掘進工作麵的通風方式采用壓入式。

　　8、礦井有兩個進風井筒，和一個專用回風井筒，回采工作麵采用U型通風方式，掘進工作麵采用局部通風機接風筒壓入式通風，且各個掘進工作麵以及回采工作麵均為獨立回風，有各自獨立的回風係統，係統完善。建議大安煤礦在今後的采掘工作中還應注意以下幾點：

　　1)掘進工作麵與煤層巷道交叉貫通前，被貫通的煤層巷道必須超過貫通位置，其超前距不得小於5m，並且貫通點周圍10m內的巷道應加強支護。在掘進工作麵與被貫通巷道距離小於60m的作業期間，被貫通巷道內不得安排作業，並保持正常通風，且在放炮時不得有人。

　　2)局部通風機工作方式必須采用壓入式，不得采用抽出式。

　　3)在突出煤層的石門揭煤和煤巷掘進工作麵進風側，必須設置至少2道牢固可靠的反向風門。風門之間的距離不得小於4m。

　　反向風門距工作麵的距離和反向風門的組數，應當根據掘進工作麵的通風係統和預計的突出強度確定，但反向風門距工作麵回風巷不得小於10m，與工作麵的最近距離一般不得小於70m，如小於70m時應設置至少三道反向風門。

　　反向風門牆垛可用磚、料石或混凝土砌築，嵌入巷道周邊岩石的深度可根據岩石的性質確定，但不得小於0.2m;牆垛厚度不得小於0.8m。在煤巷構築反向風門時，風門牆體四周必須掏槽，掏槽深度見硬幫硬底後再進入實體煤不小於0.5m。通過反向風門牆垛的風筒、水溝、刮板輸送機道等，必須設有逆向隔斷裝置。

　　人員進入工作麵時必須把反向風門打開、頂牢。工作麵放炮和無人時，反向風門必須關閉。

　　4)在突出礦井中每個采區必須至少設置一條采區專用回風巷。回風井在此專用回風巷內，不得運送材料，不得有供電設備，不得作為行人巷道。

　　5)井下局部通風機必須實現雙風機雙電源，且必須實現自動切換功能。同時，井下工作局扇供電必須采用“三專兩閉鎖”;上山掘進工作麵必須采用阻燃抗靜電的硬質風筒通風;采掘工作麵必須有專人檢查瓦斯。礦井采區及工作麵不得串聯通風。

　　大安煤礦通風係統基本合理，但應進行調整：

　　1、井下巷道彎道多，局部地方巷道斷麵變形，應加強巷道維護，減少通風阻力。

　　2、加強井下通風設施管理，特別是風門及密閉，應按規定設置，不得有漏風情況。

　　第四章 區域綜合防突措施方案

　　第一節 基本程序和要求

　　區域綜合防突措施包括下列內容：區域突出危險性預測;區域防突措施;區域措施效果檢驗;區域驗證。

　　由於煤層的開采引起頂底板岩層移動，產生裂隙，使具有突出危險煤層中的瓦斯能夠釋放出來。此外，由於煤層開采形成采空區，煤層頂板冒落，頂部煤層隨著下沉，底部煤層向上發生膨脹變形，開采層頂底板煤層中承受的地應力減小，突出危險性變弱或消失。這就是保護層開采消除突出危險的原理。因此，有條件時，優先開采保護層是消除突出危險性最有效的區域性技術措施。為了減少保護層開采時頂底板煤層中大量瓦斯湧向開采層，同時為了徹底消除突出煤層的突出危險性，必須對被保護層瓦斯進行抽放。

　　第二節 區域突出危險性預測

　　大安煤礦在采區開拓前應對開采煤層進行區域突出危險性預測(以下簡稱區域預測)。首采煤層區域預測的範圍由煤礦企業根據突出礦井的開拓方式、巷道布置等情況劃定。區域預測分為：新水平、新采區開拓前的區域預測(以下簡稱開拓前區域預測)和新采區開拓完成後的區域預測(以下簡稱開拓後區域預測)。

　　一、開拓前區域預測

　　開拓前區域預測：新水平、新采區開拓前，當預測區域的煤層缺少或者沒有井下實測瓦斯參數時，可以主要依據地質勘探資料、上水平及鄰近區域的實測和生產資料等進行開拓前區域預測。開拓前區域預測結果僅用於指導新水平、新采區的設計和新水平、新采區開拓工程的揭煤作業。經評估為有突出危險煤層的新建礦井建井期間，以及突出煤層經開拓前區域預測為突出危險區的新水平、新采區開拓過程中的所有揭煤作業，必須采取區域綜合防突措施並達到要求指標。

　　突出煤層的新水平、新采區經開拓前區域預測劃分為無突出危險區的，則說明所在區域煤層沒有突出危險或突出危險性很小。但考慮到這一結果可靠性還不夠高，為確保安全，在其範圍內石門揭煤時仍需實施局部綜合防突措施。

　　二、開拓後區域預測

　　開拓後區域預測應當主要依據預測區域煤層瓦斯的井下實測資料，並結合地質勘探資料、上水平及鄰近區域的實測和生產資料等進行。開拓後區域預測結果用於指導工作麵的設計和采掘生產作業。經開拓後區域預測為突出危險區的煤層，必須采取區域防突措施並進行區域措施效果檢驗。經效果檢驗仍為突出危險區的，必須繼續進行或者補充實施區域防突措施。經開拓後區域預測或者經區域措施效果檢驗後為無突出危險區的煤層進行揭煤和采掘作業時，必須采用工作麵預測方法進行區域驗證。

　　經區域預測後，突出煤層劃分為突出危險區和無突出危險區。未進行區域預測的區域視為突出危險區。根據各區域不同的預測結果，其防突管理原則和方式如下：

　　1、突出危險區

　　對區域預測結果為突出危險煤層或未進行區域預測的煤層，則必須采取區域防突措施，區域防突措施應當優先采用開采保護層。突出礦井首次開采某個保護層時，應當對被保護層進行區域措施效果檢驗及保護範圍的實際考察。如果被保護層的最大膨脹變形量大於千分之三，則檢驗和考察結果可適用於其他區域的同一保護層和被保護層;否則，應當對每個預計的被保護區域進行區域措施效果檢驗。此外，若保護層與被保護層的層間距離、岩性及保護層開采厚度等發生了較大變化時，應當再次進行效果檢驗和保護範圍考察。保護效果檢驗、保護範圍考察結果報煤礦企業技術負責人批準。

　　突出危險區的煤層不具備開采保護層條件的，必須采用預抽煤層瓦斯區域防突措施並進行區域措施效果檢驗。預抽煤層瓦斯區域措施效果檢驗結果應當經礦技術負責人批準。

　　2、無突出危險區

　　經過開拓後區域預測劃分出的無突出危險區，以及經采取區域防突措施和措施效果檢驗後轉成的無突出危險區，即可開啟工作麵，開始進入石門揭煤、煤巷掘進和工作麵回采的作業。但由於進行這些區域預測和效果檢驗時，是用少數點的數據來預測整個區域的危險性，所以在進行揭煤和采掘作業時還應采用工作麵預測方法對區域預測或檢驗結果進行驗證，即區域驗證。具體做法是：在石門等揭煤工作麵，應在距離煤層最小法向距離5m前采用石門揭煤工作麵預測的方法進行區域驗證;在煤巷掘進工作麵和回采工作麵，分布采用相應的工作麵預測方法進行驗證。當經區域驗證無危險時方可進行揭煤、掘進和回采，否則還應執行局部綜合防突措施。這意味著即使在無突出危險區，在用工作麵預測方法預測或驗證其突出危險性之前，石門揭煤工作麵到突出煤層的最小法向距離不得小於5m。

　　若確定該區域無突出時，可采取防突區域驗證及安全防護措施即可，比如已經形成的一采區采煤區域。

　　第三節 區域防突措施

　　一、區域防突技術措施選擇

　　據“防突規定”第三十七條說明、礦井未掌握突出危險區分布規律，並無可靠預測資料，應委托資質單位進行區域預測。

　　區域防突措施是指在突出煤層進行采掘前，對突出煤層較大範圍采取的防突措施。區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。

　　區域防突措施應當優先采用開采保護層。

　　開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式。

　　預抽煤層瓦斯可采用的方式有：井下穿層鑽孔或順層鑽孔預抽區段煤層瓦斯、穿層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鑽孔或穿層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯、穿層鑽孔預抽石門(含斜井等)揭煤區域煤層瓦斯、順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。

　　在采用預抽煤層瓦斯區域防突措施時，應當按上述所列方式的優先順序選取，或一並采用多種方式的預抽煤層瓦斯措施。

　　該礦可采煤層為9號、15號煤層，由於9號和15號煤層間距為58m，根據《煤與瓦斯防突規定》：緩傾斜煤層和傾斜煤層上保護層最大保護垂距小於50m，下保護層最大保護垂距小於100m，因此先開采15號煤層對9號煤層有保護作用。根據該礦的具體情況，現開采15號煤層，擬設計采用本煤層預抽作為該礦區域性防突措施。

　　二、大安煤礦瓦斯抽放區域性防突措施

　　一)開采保護層

　　開采保護層是目前最有效、最經濟的防突措施，根據保護層與被保層之間的關係，分為上保護層和下保護層。

　　選擇保護層必須遵守下列規定：

　　1)在突出礦井開采煤層群時，如在有效保護垂距內存在厚度0.5m及以上的無突出危險煤層，除因突出煤層距離太近而威脅保護層工作麵安全或可能破壞突出煤層開采條件的情況外，首先開采保護層。有條件的礦井，也可以將軟岩層作為保護層開采;

　　2)當煤層群中有幾個煤層都可作為保護層時，綜合比較分析，擇優開采保護效果最好的煤層;

　　3)當礦井中所有煤層都有突出危險時，選擇突出危險程度較小的煤層作保護層先行開采，但采掘前必須按本規定的要求采取預抽煤層瓦斯區域防突措施並進行效果檢驗;

　　4)優先選擇上保護層。在選擇開采下保護層時，不得破壞被保護層的開采條件。

　　2、開采保護層區域防突措施應當符合下列要求：

　　1)開采保護層時，同時抽采被保護層的瓦斯;

　　2)開采近距離保護層時，采取措施防止被保護層初期卸壓瓦斯突然湧入保護層采掘工作麵或誤穿突出煤層;

　　3)開采保護層時，采空區內不得留有煤(岩)柱。特殊情況需留煤(岩)柱時，經煤礦企業技術負責人批準，並作好記錄，將煤(岩)柱的位置和尺寸準確地標在采掘工程平麵圖上。每個被保護層的瓦斯地質圖應當標出煤(岩)柱的影響範圍，在這個範圍內進行采掘工作前，首先采取預抽煤層瓦斯區域防突措施。

　　當保護層留有不規則煤柱時，按照其最外緣的輪廊劃出平直輪廓線，並根據保護層與被保護層之間的層間距變化，確定煤柱影響範圍。在被保護層進行采掘工作時，還應當根據采掘瓦斯動態及時修改。

　　3、保護層的確定

　　礦井可采煤層為9、15號煤層，其層間距見下表。

　　煤層

　　編號 平均厚度(m) 平均間距

　　(m) 頂底板岩性 穩定性 傾角

　　(°) 容重

　　(噸/m3)

　　頂板 底 板

　　9 1.5 58 粉砂岩 頁岩、泥岩 較穩定 9 1.5

　　15 1.5 　　 粉砂岩 鋁土岩 較穩定 9 1.5

　　考慮保護層與被保護層之間效果以及不破壞被保護層的開采條件，15號煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據2008年02月28日中國礦業大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦15號煤層突出鑒定結果，在1575m以上的無突出危險性，礦井選擇在一采區開采15號煤層作為保護層。

　　4、保護層作用有效範圍的確定

　　1)保護層與被保護層之間的最大保護垂距

　　研究表明，在一定的地質條件和開采條件下，保護層作用效果隨層間距加大而減小，達到一定臨界距離以後，保護作用基本消失。保護層與被保護層的最大保護垂距見表4-3-1。

　　表4-3-1 保護層與被保護層的最大保護垂距

　　最大有效垂距(m)

　　煤層類別 　　上保護層 　　下保護層

　　急傾斜煤層 　　<60 　　<80

　　緩傾斜和傾斜煤層 　　<50 　　<100

　　2)沿走向的保護範圍

　　(1)正在開采的保護層采煤工作麵，必須超前於被保護層的掘進工作麵，其超前距離不得小於保護層與被保護層層間垂距的兩倍，並不得小於100m。

　　(2)對停采的保護層采煤工作麵，停采時間超過3個月，且卸壓比較充分，該采煤工作麵的始采線，停采線和所留煤柱對被保護煤層的保護範圍可按卸壓角56～60°劃定，並按實際情況進行修改。沿走向的保護範圍見圖4-3-1。

　　圖4-3-1 沿走向的保護範圍

　　3)沿傾斜的保護範圍

　　被保護煤層沿傾斜的保護範圍可按卸壓角劃定，卸壓角的大小應采用礦井的實測數據，無實測數據按表4-3-2選擇。沿傾斜的保護範圍見圖4-3-2。

　　在煤層未保護範圍內進行采掘作業時，必須采取防突措施。

　　4-3-2 保護範圍卸壓角

　　煤層傾角a° 　　卸壓角°δ1

　　△1 　　Δ2 　　Δ3 　　Δ4

　　0 　　80 　　86 　　75 　　75

　　10 　　77 　　83 　　75 　　75

　　20 　　73 　　87 　　75 　　75

　　30 　　69 　　90 　　77 　　70

　　40 　　69 　　90 　　80 　　70

　　50 　　70 　　90 　　80 　　70

　　60 　　72 　　90 　　80 　　70

　　70 　　72