郑煤集团兴达煤矿11101下巷防突措施
兴达煤矿有限责任公司
2009.10.18
郑煤集团兴达煤矿有限责任公司
11101下巷防突措施
根据郑煤通便字(2009)60号《关于登封分公司兴达煤矿11101工作面区域防突措施的批复》精神要求和郑煤集团新“四标一规”，现编制11101下巷防突措施如下：
区域防突措施采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯防突措施，经区域防突措施效果检验指标不超后，再直接执行浅孔释放局部防突措施，然后执行局部防突措施效果检验(区域验证)，指标仍不超后留足超前距且采取安全防护措施后进行掘进作业。若区域防突措施效果检验指标超标，必须重新采取区域防突措施，直至区域防突措施效果检验指标不超标，否则不准进入下一步作业。若局部防突措施效果检验指标超限，则对浅孔进行联孔抽放，预抽超前距不得小于10m，且所有单孔抽放浓度降到5%以下且抽放时间不得小于24小时，然后重新进行局部防突措施效果检验，直至指标不超，方可留足超前距且采取安全防护措施后进行掘进作业。
一、区域防突措施
1、区域钻孔布置要求
在工作面迎头上下帮各做一钻场，钻场错口布置，间距5.0m，钻场深5m，采用2.8m×2.8m工字钢棚支护。在工作面和钻场内施工顺层钻孔，钻孔要求控制巷道两帮向上和向下各15m范围，向前控制60m范围。当煤厚小于3m时，钻孔要求施工一排，终孔间距为3m，位置在煤层中部。当煤厚为3-6m时，钻孔要求施工两排，排距0.5m，终孔间距上为3m，位置在煤层的1/3处和2/3处。当煤厚大于6m时，钻孔要求施工三排，排距0.5m，孔终孔上下左右均为间距3.0m;钻孔开孔底排孔距底板0.8m，排距0.4m，间距0.5m;钻孔直径89mm，水平投影长度最小60m，各钻孔详细参数见附表。施工的钻孔要及时进行联孔抽放。
经抽放、验证指标不超后，向前施工40m，掘进迎头必须滞后抽放钻孔至少20m，再在巷道上下帮各做一钻场，在工作面和钻场内施工顺层钻孔，钻孔要求同上，经抽放、验证指标不超后，向前掘进。如此循环施工直至完成巷道全部工程。
2、区域措施效果检验
区域措施效果检验由郑煤集团瓦斯研究所完成，要求每循环区域措施效果检验点不少于2个。检验标准为瓦斯含量降至5.0m3/t以下。
二、局部防突措施
1、浅孔参数设计
我矿二1煤层没有测定钻孔的排放半径，根据相邻矿井以及本矿的经验，排放半径暂定为0.8m，同时，由于巷道两帮深部已经由顺层抽放钻孔控制，因此确定排放钻孔呈三排布置，每排4个，控制到巷道轮廓线外3m，钻孔沿巷道走向投影深度15m(具体参数见图和附表)。
若局部防突措施效果检验指标超限，则对浅孔进行联孔抽放，预抽超前距不得小于10m，且所有单孔抽放浓度降到5%以下且抽放时间不得小于24小时，然后重新进行局部防突措施效果检验，直至指标不超，方可留足超前距且采取安全防护措施后进行掘进作业。
2、局部防突措施效果检验
效果检验钻孔布置和方法与预测布置和方法相同。
(1)预测检验钻孔布置和临界值的选定：按照《防治煤与瓦斯突出规定》和郑煤三项技术标准要求，选用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标预测突出危险性。临界值分别为q值5L/min, S值6kg/m。
(2)预测钻孔布置
A、巷道顶煤厚度小于5m时，在掘进工作面中部，平行巷道主线方向布置2#预测钻孔，距巷道底板1m左右;在掘进工作面两帮布置1#.3#预测钻孔，距巷道侧帮不大于0.5m距巷底板1m左右;在掘进工作面中部靠近支架顶部，布置4#预测钻孔，孔口距巷道支架顶部1m左右，终孔控制顶煤全厚。钻孔直径均为42mm、深度不小于8m。
B、当巷道顶煤厚度大于或等于5m时，1#、2#、3#钻孔同前，4#钻孔靠孔近支架顶部左侧1#、2#孔上方，孔口距顶1m，与巷道轴线方向呈45°夹角;5#钻孔靠近支架顶部右侧2#、3#孔上方，孔口距顶1m，与巷道轴线方向呈30°夹角;深度不小于8m。
C、进行煤与瓦斯突出预测或防突措施效果检验时，采用干或打眼方式，钻孔施工顺序： 1#、2#、3#、4#、5#
D、钻孔定位
钻孔水平角、倾角必须采用坡度规定位。
(3)特殊情况处理
当煤层赋存条件发生变化，巷道层位变化或遇到地质构造时，预测钻孔布置方式，孔数和布置参数作相应调整，经矿总工程师批准后执行。
(4)预测方法
A、钻孔在孔深2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m处测试。
B、钻孔瓦斯涌出初速度q值测定步骤
①按钻孔深度要求将测定装置的封孔器、导气管、测量室等与各种辅助部件连接好，检查是否漏气。
②钻进时应避免钻杆动，钻进速度控制在0.5—1.0m每分钟。
③钻孔钻进至预定深度，迅速拔出钻杆，用专门的封孔器封孔，封孔后测量室长度为1.0m，并用打气筒进行充气，充气压力为0.2Mpa。
④在封孔操作的同时，将瓦斯q值测定仪与导气管口连接好;封孔完成后，观测仪表指针摆动情况。
⑤按瓦斯q值测定仪操作要求测定q值。
C、钻屑量(S)的测定步骤
当钻孔打到2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m时，分别接下1-2m、2-3、3-4m、4-5、5-6m、6-7m和7-8m之间的钻屑称重，测S值。
(5)突出危险性判断方法
A、当所有预测孔的所有预测指标参数均小于临界值时，掘进工作面视为无突出危险工作面，留不少于3m预测超前距。
B、当任一预测孔的任一指标参数达到或超过临界值，掘进工作面视为突出危险工作面，必须执行局部防突措施。
11101工作面下付巷及切巷预测钻孔布置示意图
C、在预测钻孔施工过程中出现喷孔、夹钻、顶钻等现象时，直接判定为突出危险工作面，直接执行防突措施。
(6)预测超前距
A、每预测循环应留不小于3米的预测超前距。
B、预测(效检)超前距以各预测(效检)钻孔测巷道轴线方向投影的最小值为准。
三、煤体注水
执行排放钻孔或预抽后，利用排放钻孔上排钻孔进行注水(根据经验，煤体注水后，严重影响各类钻孔施工，因此，不要求全部钻孔注水)。
四、瓦斯抽放系统设计
矿井地面安装有2BE1—353型瓦斯抽放泵2台，配备110kW电机，一台工作，一台备用。
11101工作面抽放系统由地面抽放泵进行抽放，服务于上、下付巷、切巷的边掘边抽，工作面上下付巷敷设一趟φ200mm(8英寸)螺旋管与回风下山的主抽放管路相连。采用孔板流量计及光学瓦斯鉴定仪和地面抽放监测系统同时监测抽放管路内的气体参数，钻场及单孔以“U”型压差计、孔板等测定抽放量，归纳分析抽放效果。
1、钻孔封孔联网
抽放钻孔的封孔方法采用PD材料封孔法，封孔管采用直径25mm的双抗管，长度不小于9m，封孔段长度不小于8m。
钻孔联网要求钻孔直接与抽放支管短接相连，每个短接上焊接5-6个接头，每个接头上最多连接2个钻孔。
单孔要有测量抽放负压、压差和浓度的小孔或其它测量装置，保证测量数据及时准确。
2、抽放方法
瓦斯的方法为开采煤层顺层抽放和掘进期间巷帮挂耳抽放等方式。
3、抽放管路
(1)孔口管
采用口径32mm双抗管作为孔口管，分为两节，每节3.0m，螺纹连接。
(2)支管
经计算，抽放瓦斯支管采用D200×4.5mm无缝钢管或螺纹管，布置在巷道下帮。支管上每4.0m焊接一个三通，便于煤壁钻孔连接，连接管用内径φ32mm多层胶管，铁丝捆绑连接。
(3)干管
经计算，抽放瓦斯干管采用D250×6.0mm焊接钢管，沿回风下山敷设，回风下山为锚喷支护，在巷壁上开孔，预埋铁托架，托住抽放干管，支架间距3.0m。抽放瓦斯干管沿风井井筒敷设进入地面抽放泵站。
4、钻机的选择
选择钻机需要考虑的因素包括：(1)钻进深度;(2)转速范围;(3)给进，起拔能力;(4)液压系统;(5)价格。
西安生产的1250型钻机采用整体箱式结构，具有体积小、重量轻、移动安装方便、机械效率高等优点，完全能够满足井下瓦斯抽放钻孔钻进的要求。该钻机主要用于井下钻探深度为100m—200m的各种角度的瓦斯抽放钻孔，勘探钻孔等多用途的工程钻孔施工。
5、钻孔施工技术安全措施
除了采取钻孔施工技术的一般安全措施(略)外，还必须采取以下特殊措施：
(1)在施钻地点附近安设一组(6个)压风自救器和一台电话;
(2)工作面放炮时，撤出施钻人员至安全地点，放炮期间，所有人员均不得进入回风系统;
(3)放炮后，待施钻现场瓦斯不超限，整个区域无安全异常，则可保持正常施钻;
(4)若施钻现场发生安全异常，则立即按安全路线撤离。
6、钻孔封孔
抽放钻孔的封孔方法采用PD材料封孔法，封孔管采用直径25mm的双抗管，长度不小于9m，封孔段长度不小于8m。
7、瓦斯抽放管路与瓦斯抽放钻孔的连接
用弹簧软管或矿用PVC管将钻孔套管与钻场汇流管(也称混合器)相连，汇流管与钻场瓦斯管连接，然后钻场瓦斯管与布置在巷道中的瓦斯抽放支管相连接，瓦斯抽放主管均采用法兰盘螺栓紧固连接，中间夹橡胶密封圈。
8、瓦斯抽放管路敷设
(1)瓦斯抽放管路敷设的一般要求
由于煤矿井下的环境条件比较恶劣，巷道变形较大高低不平，坡度大小不一，空气潮湿管路易生锈，为此对煤矿井下瓦斯抽放管路的敷设有如下要求：
(1)瓦斯抽放管路应采取防腐，防锈蚀措施;
(2)在倾斜巷道中，应用卡子把瓦斯抽放管道固定在巷道支架上以免下滑;
(3)瓦斯抽放管路敷设要求平直，尽量避免急弯;
(4)瓦斯抽放管路敷设时要考虑流水坡度，要求坡度尽量一对致，避免由于高低超伏引起的局部积水，在低洼处需要安装放水器;
(5)新敷设的管理要进行气密性试验
2、管路安装
井下瓦斯抽放管路采用吊挂或打支撑墩沿巷道底板敷设，掘进工作面瓦斯抽放管可采用巷道侧邦吊挂安全方式，地面瓦斯管路安装采用沿地表架空敷设方式，架空高度0.5m，每隔5-6m设置一个支撑架(支撑墩)必要时在支撑墩上设半圆形管卡固定管路，以防滑落。
4、管道防腐防锈
所有金属管道外表均要进行防锈处理，即在管道外表先涂刷两层樟丹，在刷一层调和漆。
9、瓦斯抽放管道的附属装置
为了掌握各抽放地点的瓦斯涌出量，瓦斯浓度的变化情况，便于调节管路系统内的负压和流量，在管路上应安装阀门，流量计和放水器等附件，除此之外，在瓦斯泵房和地面管路上还须安设有防爆，防回火装置及放空管等。
1)阀门
瓦斯抽放管路和钻场连接管上均应安装阀门，主要用来调节和控制各抽放点的抽放量，抽放浓度和抽放负压等。
2)放水器
在抽放管路系统最低点安装人工或自动放水器，及时放空抽放管路中的积水，提高系统的抽放效率，在排气端低凹处安装正压放水器，抽出瓦斯排放至地面，还必须安装防爆，防回火装置，放空管，避雷线等。
10、计量装置及抽入参数测定
在井下与主管道汇合的各抽放支管处各安装一套WYS型管道气体参数监测仪，计量各支管的瓦斯流量，在抽放系统的主管道和各支管上安装一套WYS型管道气体参数监测仪，计量整个抽放系统的瓦斯抽放量。应用便携式孔板流量计测定单孔瓦斯流量。
也可以使用板流量计来测定管道中气体流量，在使用孔板流量计要注意孔板与瓦斯管道的同心度，不能装偏，在钻场内使用孔板流量计时，应保证孔板前后各1m段平直，不要有阀门和变径管。在抽放瓦斯管末端安装孔板流量计，应保证孔板前后各5m段平直，不要有阀门和变径管。
测定孔板两端的压差可采用倾斜水柱计，测定抽放管路中的抽放负压可采用水银计，抽放管路中的瓦斯浓度可采用负压吸气筒和高浓度瓦斯检定器。
孔板流量计两侧的测压孔使用胶管分别与U形压差计，长800mm连接，根据水银压差计测定的负压，压差和高浓度瓦斯检测仪监测的抽放管路内的瓦斯浓度就可以通过公式来计算瓦斯抽放量。
五、压风自救系统
地面安装LGH22/8型螺杆式空压机两台，一台工作，一台备用。排气量为22m3/min，工作压力0.8mpa，配380V、110KW电动机。压风管路主管路为D89X4无缝钢管。
利用主井至皮带下山、轨道下山铺设φ89×4mm管路一趟至工作面上中下付巷。压风自救系统设置在距采掘工作面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，长距离的掘进巷道中，每隔50m位置设置一组压风自救系统，每组压风自救系统一般可供5-8个人用，并安装专用电话。
六、瓦斯防治安全技术措施
1、掘进工作面局部通风各配备2台2×15W局部通风机，一用一备，采用直径600mm风筒供风，并实现“三专两闭锁”、“自动倒台”、“自动倒切”，局扇安装开停传感器，并设专人负责管理，严禁无计划停电停风。
2、监测监控
(1)监测工必须在该工作面及其回风巷安装瓦斯传感器和断电仪，安装位置、报警点、断电点、断电范围及复电点的设置必须符合《煤矿安全规程》。
(2)每周定期调校，保证测值准确、灵敏可靠，保证瓦斯超限时，能切断整个巷道及其回风流内全部非本质型电气设备。
(3)巷道洒水时应避开传感器，以免影响监测值的准确。
(4)调度室监测人员密切注意该掘进面瓦斯情况，发现问题及时报告值班矿长及矿主要领导，监控系统出现故障，必须加强人工检测。
(5)传感器修理工在现场进行传感器校对或修理时，必须携带便携仪，瓦斯异常时及时汇报。
3、防失爆
(1)机电科对该区域电气加强管理，防爆检查员每周检查2次以上。
(2)掘进队每班对工作面机电设备进行检查，发现问题及时处理。
(3)掘进队及业务部门管理人员经常深入现场，严格检查，消除隐患，杜绝失爆。
(4)掘进队或抽探队需要新安装或移动电气设备时，应提前通知机电科，必须经机电科防爆员验收合格后方可投入使用。
4、防灭火
(1)打钻地点必须配备至少2台完好的灭火器和不少于50kg黄土，并有可靠的水源。
(2)当打钻过程中有发火迹象或孔口出现明火时，应立即停止施工，根据情况进行灭火，火焰熄灭后用黄泥将孔口封堵严实并及时向矿调度室汇报。
5、放炮
(1)放炮必须严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度。
(2)必须使用水炮泥、粘土炮泥封孔，并封满填实。其它钻孔必须用粘土炮泥充填，充填深度不小于炮眼深度的1.5倍。
(3)断电。放炮前，由掘进队跟班队长向调度申请断电，调度接到申请后通知相应变电所停电，停电范围为工作面及回风系统所有非本安型电气。
(4)撤人。放炮前，由掘进队当班班长负责将巷内所有人员全部撤到反向风门以外或距放炮地点200米以外的避灾硐室内。撤人、放炮处要安装一部通讯电话。
(5)警戒。放炮前，确认巷道内所有人员全部撤出后，由掘进当班班长负责安排专人关闭两道反风门和避灾硐室的隔离门，并在相关地点设置警戒，严禁人员进入。
(6)放炮后至少等30min，方可由班组长、瓦检工、安检员、放炮员共同进入工作面检查，工作面瓦斯浓度降到0.8%以下且无其它异常情况后，施工人员方可进入工作面。
6、其它安全措施
(1)掘进队在施工避灾难硐室(或抽放钻场)时也必须执行“四位一体”防突措施，开门前和施工过程中必须经防突预测人员预测。
(2)掘进队必须在掘进迎头设置主要防突措施牌板，并根据条件变化及时修改，以便于作业人员掌握防突措施相关参数和按参数进行打钻施工。
(3)该工作面正巷和避灾硐室(或抽放钻场)不得同时掘进。
(4)避灾硐室(或抽放钻场)施工过程中预测不超标、没有突出预兆，并且迎头施工卸压钻孔没有夹钻、顶钻、喷孔等异常现象时，避灾硐室(或抽放钻场)施工和迎头打卸压钻孔可平行作业。
(5)正巷施工过程中预测没有夹钻、顶钻、喷孔等异常现象时，并且钻场施工抽放钻孔不超标、没有突出预兆时，正巷施工和抽放钻孔施工可平行作业。
(6)在发生煤与瓦斯突出、瓦斯超限和有爆炸危险的情况下，严禁任何人在现场停、送电，防止产生火花发生爆炸。
(7)其它未提及之处，严格按《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》有关规定执行。
7、防突避灾与避灾路线
(1)立即撤出
发现突出预兆时，现场人员必须向外迅速撤离。撤退时应快速佩戴好隔离式自救器。撤至防突反向风门外后，要把防突反向风门关好，再继续外撤。
(2)利用好避灾硐室
如自救器发生故障或佩戴自救器不能达到安全地点时，在撤出途中应进入预先筑好的避灾硐室中躲避，等待矿山救护队的救援。
(3)及时报告
现场人员撤离到安全位置后，利用最近的电话向调度室简要汇报。调度室值班人员按“煤与瓦斯突出应急求援预案”要求迅速逐级通知到相关领导。
(4)注意延期突出
发现煤与瓦斯突出预兆时，现场人员决不能犹豫，必须立即撤出，并佩戴好自救器。
(5)撤退距离
发现煤与瓦斯突出预兆时，现场人员必须撤退到防突反向风门以外。
8、发生突出事故后现场人员的避灾自救措施
(1)佩用隔离式自救器保护自己
进入该工作面的所有人员必须随身携带隔离式自救器。一旦发生突出事故，应立即佩截好，以便保护自己，迅速撤离危险区。
(2)立即撤出
发现突出事故时，现场人员必须向外迅速撤离。撤退时应快速佩戴好隔离式自救器。撤至防突反向风门外后，要把防突风门关好，再继续外撤。
(3)寻找可避灾的场所
遇险矿工在撤退中，若退路被突出煤矸所堵，不能到达避灾硐室躲避时，可寻找有压风管或铁风筒的巷道、硐室暂避，并与外界取得联系。这时，要把压风管的供气阀门打开或卸开接头，使压风管放气，形成正压通风，以稀释高浓度瓦斯，供遇险人员呼吸。
9、突出事故发生后灾区外人员的抢救措施
及时报告
突出事故发生时，在灾区外的人员要通过电话或其他通讯方式，迅速向领导或矿调度室报告发生事故的时间、地点、人员情况及其它灾情，并阻止不佩用防护仪器的人员进入灾区。
10、避灾路线
11101工作面下付巷——轨道下山(往上)——副井底平台——副立井——地面
