大興煤礦區域和局部綜合防突措施

　　前 言

　　煤與瓦斯突出是煤礦生產中遇到的一種極其複雜的礦井瓦斯動力現象。它能在極短的時間內，由煤體向巷道或采場空間拋出大量的煤炭，並噴出大量的瓦斯，不僅會造成人員傷亡，還會造成國家財產損失。因此，煤與瓦斯突出是嚴重威脅煤礦安全生產的重大自然災害之一。

　　為加強煤與瓦斯突出的防治工作，有效預防突出事故，保障我礦職工的生命安全，特編製礦井區域和局部綜合防突措施。

　　第一章 區域綜合防突措施

　　第一節 區域突出危險性預測

　　一、區域預測基本程序和要求

　　區域預測分為新水平、新采區開拓前的區域預測和新采區開拓完成後的區域預測。

　　預測範圍根據突出礦井的開拓方式、巷道布置等情況劃定。突出礦井應當對突出煤層進行區域突出危險性預測(以下簡稱區域預測)。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。

　　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。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。對已確切掌握煤層突出危險區域的分布規律，並有可靠的預測資料的，區域預測工作可由總工程師組織實施;否則，應當委托有煤與瓦斯突出危險性鑒定資質的單位進行區域預測。區域預測結果應當由總工程師批準確認。

　　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。

　　二、區域突出危險性預測

　　1.區域預測方法及工作計劃

　　⑴根據礦井已開采區域確切掌握的煤層賦存特征、地質構造條件、突出分布的規律和對預測區域煤層地質構造的探測、預測結果，采用瓦斯地質分析的方法劃分出突出危險區域。當突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與構造帶有直接關係時，則根據上部區域突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與地質構造的關係確定構造線兩側突出危險區邊緣到構造線的最遠距離，並結合下部區域的地質構造分布劃分出下部區域構造線兩側的突出危險區;否則，在同一地質單元內，突出點及具有明顯突出預兆的位置以上20m(埋深)及以下的範圍為突出危險區。

　　⑵根據煤層瓦斯壓力P進行預測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據煤層瓦斯含量W進行預測。預測所依據的臨界值應根據試驗考察確定，在確定前可暫按下表預測。

　　根據煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區域預測的臨界值

　　瓦斯壓力P/MPa瓦斯含量W/(m3.t-1)區域類別

　　﹤0.74﹤8無突出危險區

　　除上述情況以外的其他情況突出危險區

　　⑶開拓新采區時，可根據實際已掌握的礦井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。為確保礦井安全生產，確實做好區域突出危險性預測工作，目前我礦屬技改礦井，正與河南理工大學合作進行新采區突出危險區域的預測與劃分工作。

　　2.進行開拓後進行區域預測時，還必須符合以下要求

　　⑴預測所主要依據的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數應為井下實測數據;煤巷掘進工作麵或揭煤工作麵一般都在采取防突措施前合理布置3個測壓孔，進行實測煤層瓦斯壓力，並取煤樣進行化驗計算瓦斯含量。

　　⑵測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數的測試點在不同地質單元內根據其範圍、地質複雜程度等實際情況和條件分別布置;同一地質單元內沿煤層走向布置測試點不少於2個，沿傾向不少於3個，並有測試點位於埋深最大的開拓工程部位。

　　第二節 區域防突措施

　　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。

　　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。開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式，這兩種方式在保護效果，保護作用範圍，開采條件上都有較大差別。

　　一、開采保護層有

　　1.選擇保護層必須遵守下列規定：

　　⑴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;

　　⑵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;

　　⑶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;

　　⑷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：

　　⑴開采保護層時，同時抽采被保護層的瓦斯;

　　⑵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;

　　⑶正在開采的保護層工作麵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3倍，並不得小於100m;

　　⑷開采保護層時，采空區內不得留有煤柱。特殊情況需留煤柱時，經煤礦企業技術負責人批準，並作好記錄，將煤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.保護層和被保護層開采設計依據的保護層有效保護範圍等有關參數應當根據試驗考察確定，並報煤礦企業技術負責人批準後執行。

　　首次開采保護層時，礦井沒有實測的卸壓角，則可參照《防突規定》附錄D確定沿傾斜的保護範圍、沿走向(始采線、終采線)的保護範圍、保護層與被保護層之間的最大保護垂距、開采下保護層時不破壞上部被保護層的最小層間距離等參數。

　　二、預抽煤層瓦斯

　　根據礦井實際，下山采區均未突出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總工程師批準。

　　預抽煤層瓦斯一般采用以下方式：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(斜井)揭煤區域煤層瓦斯、順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。

　　預抽煤層瓦斯鑽孔布置要求：

　　1.穿層鑽孔或順層鑽孔預抽區段煤層瓦斯區域防突措施的鑽孔應當控製區段內的整個開采塊段、兩側回采巷道及其外側一定範圍內的煤層。要求鑽孔控製回采巷道外側的範圍是：傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m，下幫至少10m;其他為巷道兩側輪廓線外至少各15m。以上所述的鑽孔控製範圍均為沿層麵的距離，以下同;

　　2.穿層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施的鑽孔應當控製整條煤層巷道及其兩側15m範圍內的煤層。礦井可采用施工底板抽放巷，來施工穿層鑽孔預抽煤巷條帶瓦斯。

　　3.順層鑽孔或穿層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯區域防突措施的鑽孔應當控製整個開采塊段的煤層;鑽孔可根據實際采麵布置合理設計。回采工作麵順層抽放鑽孔布置示意圖：

　　4.穿層鑽孔預抽石門(斜井)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施應當在揭煤工作麵距煤層的最小法向距離7m以前實施(在構造破壞帶應適當加大距離)。鑽孔的最小控製範圍是：石門、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m，同時還應當保證控製範圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小於5m;

　　穿層鑽孔預抽石門揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施示意圖

　　5.順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施的鑽孔控製的條帶長度為70m，巷道兩側的控製範圍15m;

　　順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施示意圖

　　6.當煤巷掘進和回采工作麵在預抽防突效果有效的區域內作業時，工作麵距未預抽或者預抽防突效果無效範圍的前方邊界不得小於20m。

　　7.預抽煤層瓦斯鑽孔應當在整個預抽區域內均勻布置，鑽孔間距應當根據實際考察的煤層有效抽放半徑確定。

　　8.預抽瓦斯鑽孔封堵必須嚴密。穿層鑽孔的封孔段長度不得小於5m，順層鑽孔的封孔段長度不得小於8m。應當做好每個鑽孔施工參數的記錄及抽采參數的測定。鑽孔孔口抽采負壓不得小於13kPa。預抽瓦斯濃度低於30%時，采取改進封孔的措施，提高封孔質量。

　　第三節 區域措施效果檢驗

　　一、措施效果檢驗采取的指標

　　礦井采用的開采保護層或預抽瓦斯鑽孔區域防突措施，如穿層鑽孔、順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施和穿層鑽孔預抽石門(斜井)揭煤區域煤層瓦斯防突措施，用殘餘瓦斯壓力或者殘餘瓦斯含量指標進行檢驗時，必須依據實際的直接測定值。

　　穿層鑽孔預抽石門(斜井)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施也可以采用鑽屑瓦斯解吸指標進行措施效果檢驗。檢驗期間還應當觀察、記錄在煤層中進行鑽孔等作業時發生的噴孔、頂鑽及其他突出預兆。

　　測壓鑽孔布置圖

　　二、區域措施效果檢驗的判斷和劃分

　　采用殘餘瓦斯壓力指標進行檢驗，如果沒有或者缺少殘餘瓦斯壓力資料，也可根據殘餘瓦斯含量進行檢驗，並且煤層殘餘瓦斯壓力小於0.74MPa或殘餘瓦斯含量小於8m3/t的預抽區域為無突出危險區，否則，即為突出危險區，預抽防突效果無效;也可以采用鑽屑瓦斯解吸指標對穿層鑽孔預抽石門(斜井)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗，如果所有實測的指標值均小於臨界值則為無突出危險區，否則，即為