15万吨/年煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计

　　15万吨/年煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计

　　工程规模：15万吨/年

　　总 经 理：

　　总工程师：

　　项目负责：

　　贵州兴源煤矿科技有限责任公司

　　二○一一年十月

　　防治煤与瓦斯突出专项设计方案委托书

　　贵州省大方县大水乡大安煤矿委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司进行《贵州省大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计方案》编制工作。

　　项目名称 大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计方案

　　建设性质 变更

　　工程规模 9万吨/年

　　任务来源 受贵州省大方县大水乡大安煤矿委托

　　投资

　　建设地点 大方县大水乡

　　工程设计内容及要求 按照《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定(2009)、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)及有关瓦斯综合治理方面的规范要求，满足防治煤与瓦斯突出内容及要求。由编制单位提交4份报告，并负责审查后的修改工作。

　　委托单位 贵州省大方县大水乡大安煤矿

　　联系人 联系电话

　　承接单位 贵州兴源煤矿科技有限责任公司

　　联系人 联系电话

　　目 录

　　前言 1

　　第一章　矿井概况 5

　　第一节 井田概况 5

　　第二节 地质概况 7

　　第三节 矿井瓦斯情况 13

　　第四节 矿井设计概况 14

　　第二章　矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案 18

　　第三章　矿井各系统合理性论证及调整 21

　　第一节 开拓系统及开采方法合理性论证及调整 21

　　第三节 通风系统合理性论证及优化 22

　　第四章 区域综合防突措施方案 25

　　第一节 基本程序和要求 25

　　第二节 区域突出危险性预测 25

　　第三节 区域防突措施 27

　　第四节 区域性防突措施的效果检验 37

　　第五节 区域验证 42

　　第五章　局部综合防治突出措施 48

　　第一节 局部综合防突措施基本程序和要求 48

　　第二节 掘进工作面局部综合防突措施方案 50

　　第三节 采煤工作面局部综合防突措施方案 62

　　第四节 石门(斜井巷)揭煤工作面综合防突措施方案 66

　　第五节 矿井安全防护措施 78

　　第六章　矿井防突管理 84

　　第一节 防突组织管理 84

　　第二节 防突技术管理 87

　　第三节 防突现场管理 92

　　第四节 矿井采掘设计、装备管理及防突安全知识教育 96

　　第七章 防突仪器、装备及装备估价 99

　　附录一 煤层瓦斯压力测定方法 100

　　附录二 钻屑指标法 101

　　附录三 防突措施有效半径的测定方法 102

　　附　件　目　录

　　1、大方县大水乡大安煤矿防突设计委托书;

　　2、大方县大水乡大安煤矿采矿许可证;

　　3、大方县大水乡大安煤矿矿长资格证;

　　4、根据贵州省能源局文件黔能源发[2009]281号《对毕节地区2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告》的批复;

　　5、根据贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字[2008]329号关于毕节地区煤炭局《关于请求审批百里杜鹃管理区大安煤矿M15号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》的批复;

　　6、贵州省煤田地质局实验室提交的9号和15号煤层《煤尘爆炸性鉴定报告》;

　　7、贵州省煤田地质局实验室提交的9号和15号煤层《煤炭自燃倾向性等级鉴定报告》;

　　8、贵州省能源局文件黔能源煤炭(2011)175号关于对大方县大水乡大安煤矿开采方案设计(变更)的批复。

　　附　图　目　录

　　1、大方县大水乡大安煤矿采区巷道布置及机械配备图(1：2000)

　　2、大方县大水乡大安煤矿投产时期通风系统及网络图(示意图)

　　3、大方县大水乡大安煤矿投产时井下避灾路线图(1：2000)

　　4、大方县大水乡大安煤矿瓦斯抽放管路系统图(示意图)

　　5、大方县大水乡大安煤矿井下压风自救系统图(示意图)

　　前言

　　大方县大水乡大安煤矿位于大方县以东，距乡政府7km，属大方县大水乡管辖。井田走向长度约1.8~2.1km，倾斜宽0.8km，面积约2.7108km2。该矿为证照齐全的矿井，开采标高1750m～+1350m，生产规模15万吨/年。矿井开拓采用斜井+平硐对全井田进行开拓，采用走向长壁后退式采煤方法。

　　该矿为整合矿井，根据贵州省能源局文件黔能源发[2009]281号(关于毕节地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》的批复)，毕节地区2009年矿井瓦斯等级鉴定结果表，该矿井瓦斯相对涌出量为0.317m3/t，绝对涌出量为0.1m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.1m3/min，相对涌出量为0.317m3/t，该矿井为低瓦斯矿井。

　　根据“黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”，该矿地处突出危险矿区，如未作煤与瓦斯突出鉴定，应按突出矿井设计和管理。矿井开采9号、15号煤层，15号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定，根据2008年02月28日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿15号煤层突出鉴定的结果及贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字(2008)329号煤与瓦斯突出鉴定报告的批复，在开采标高+1575m以上范围内的15号煤层无突出危险性，根据矿井开拓布置，矿井按突出矿井设计，在开采标高+1575m以上范围内的15号煤层按无突出危险区域设计和管理。矿井最低开采标高为+1350m，矿井采取综合防突措施进行开采。

　　矿井应委托有资质的单位对9号煤层及+1575m标高以下15号煤层作煤与瓦斯突出危险性鉴定，以查明各煤层突出危性范围及突出煤层的强度等瓦斯参数。

　　根据《煤矿安全规程》第179条和《防治煤与瓦斯突出规定》第14条的规定，有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计，设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施(设备)、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。为此，受大方县大水乡大安煤矿委托，贵州兴源煤矿科技有限责任公司(以下简称兴源公司)承担了大方县大水乡大安煤矿的煤与瓦斯突出防治专项设计。我单位组织有关设计人员完成了设计文件的编制工作，现正式提交《大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计》设计文件。

　　一、防突专项设计的主要内容

　　1、矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案

　　2、基于《防突规定》的有关要求，对矿井目前的开拓方式、煤层开采程序、采煤方法、通风系统的合理性进行论证，对不合理的地方按要求进行优化调整。

　　3、区域综合防突技术措施方案

　　1)选择突出煤层区域防突措施。特别是首采层首采工作面的防突措施。

　　2)区域预测预报指标及区域效果检验指标体系;

　　4、局部综合防突技术方案

　　1)矿井预测预报指标及防突效果检验指标体系;

　　2)选择突出煤层局部防突措施。

　　5、防突管理制度

　　建立矿井防突组织管理、技术管理、现场管理等有关制度。

　　6、防突设施设备

　　根据矿井防突需要，提出必须配备的防突设施设备清单。

　　二、编制设计的依据

　　1、《设计委托书》。

　　2、《大方县大水乡大安煤矿安全专篇设计说明书》，贵州兴源煤矿科技有限责任公司，20011年5月。

　　3、中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对《大方县大水乡大安煤矿15号煤层煤与瓦斯突出参数测定及突出危险性评价》;

　　4、黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》。

　　5、开采煤层自燃倾向性鉴定报告及煤尘爆炸性鉴定报告。

　　6、安全专篇批复文件

　　7、矿井其它相关资料。

　　三、设计遵循的主要标准

　　1、《煤矿安全规程》(2011版)。

　　2、《防治煤与瓦斯突出规定》，国家安全生产监督管理总局19号令，2009年。

　　3、《保护层开采技术规范》(AQ1050-2008)，国家安全生产监督管理总局。

　　4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1024-2006)，国家安全生产监督管理总局，2006年。

　　5、中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027-2006)。

　　6、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)。

　　7、《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024-2006)，国家安全生产监督管理总局，2006年。

　　8、中华人民共和国安全生产行业标准《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)。

　　9、中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》(AQ1028-2006)。

　　10、《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》(AQ1055-2008)。

　　11、《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006)。

　　四、设计综述

　　本设计从大安煤矿的实际出发，分别对矿井的开拓方式、煤层开采顺序、采煤方法、通风系统的合理性进行论证，并对不合理的地方进行调整，提出切合矿井实际的区域综合防突及局部综合防突措施方案、防突管理措施等，其主要结论如下：

　　1、矿井开拓方式为斜井+平硐开拓，采用走向长壁后退式采煤方法。煤层倾角平均9°，属于缓倾斜煤层。大安煤矿井田范围内含有可采煤层2层，井田划分为三个采区，为分煤层开采，一采区开采矿区西部+1600m标高以上的15号煤层，矿井一采区开采时划分为1个开采水平，水平标高为+1600 m;二采区开采矿区西部9号煤层;三采区开采矿区东部15号煤层。采区三条上山沿15煤层倾向布置，通过石门或绕道分别和主斜井、副平硐、回风平硐连通。

　　2、依据黔安监办字〔2007〕345号文-《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，大方县大安煤矿属于煤与瓦斯突出区域，按煤与瓦斯突出矿井设计，符合《煤矿安全规程》、《防突规定》的有关规定，设计首采区为一采区。本次专项设计对大安煤矿开拓系统的合理性进行论证。

　　3、大安煤矿采区划分根据煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化程度等因素划分为三个采区，一采区开采15号煤层，区段间的开采顺序为区段下行式。采区开采顺序：一采区(开采15号煤层)→二采区(开采9号煤号层)→三采区(矿区东部15号煤层)。

　　4、经煤与瓦斯突出危险性鉴定，应对+1575m标高以下15号煤层及9号煤层测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及与突出危险性相关的参数，从而进一步确定开采区域范围其突出危险性。

　　5、大安煤矿可采煤层为9、15号煤层，煤层间距为58m，首采15号煤层为下覆煤层，对9号煤层可以起到保护层的作用。

　　6、矿井一采区经煤与瓦斯突出鉴定为无突出危险区，但在无突出危险区每采掘10～50m要进行区域验证，如验证结果为有突出危险或发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。矿井局部防突措施主要为预抽瓦斯和超前排放钻孔，采其掘进工作面钻孔宜采用长、短钻孔相结合的排放钻孔联合布置方法;回采工作面采用沿走向平行排放钻孔。

　　7、大安煤矿9号、15号煤层区域性综合防突选择预抽煤层瓦斯，预抽煤层瓦斯以本煤层为主。

　　8、预测和效果检验指标及其临界值应根据实测资料确定，在无考察资料的情况下，可参照《防突规定》推荐的指标及临界值执行。

　　9、矿井应设置专业的防突机构，并建立完善有关的管理制度，加强对防突工程的监督检查。

　　10、矿井应当编制突出事故应急预案。并编制各作业地点防突安全技术措施。

　　五、存在的问题及建议

　　1、矿井目前是采用K1和Smax指标预测工作面突出危险性，矿井目前无实测突出敏感指标和临界相关资料，各煤层的瓦斯解吸K1和最大钻屑量Smax临界值指标还有待于进一步研究确定。在矿井各煤层在突出危险性临界值指标未确定之前，其钻屑瓦斯解吸临界值指标暂按《防治煤与瓦斯突出规定》选取。

　　2、矿井在今后的防突工作中，应不断摸索和研究突出指标在该矿的敏感性情况和临界值，进一步搞好矿井的防突工作。

　　3、矿井配备了专门的防突机构和专职的防突人员，应加强防突人员的技术培训和管理。

　　4、在采掘活动中，还应当根据瓦斯动态与突出预兆等加强防突工作。

　　第一章　矿井概况

　　第一节 井田概况

　　一、位置与交通

　　大方县大水乡大安煤矿位于大方县以东，距大水乡政府7km，属大方县大水乡管辖。矿井探矿权范围地理坐标：东经105°58′04″~105°59′43″，北纬27°11′10″~27°12′05″。

　　井田走向长度约1.8~2.1km，倾斜宽0.8km，面积约2.7108km2。距大方电厂80km，距黔西电厂38km，经贵毕高等级公路至贵阳市143公里，交通较为方便，该矿为证照齐全的矿井，开采标高1750m～+1350m，生产规模15万吨/年。详见交通位置图1-1-1。

　　图1-1-1 大方县大安煤矿交通位置图

　　二、地形地貌

　　该矿区属溶蚀-侵蚀低中山地貌，地形起伏较大，煤组地层顺向多呈缓坡，坡度5～15°，逆向多呈陡坡，坡度30～40°。区内最高海拔1756.0m，最低海拔1530.0m，最大相对高差213.0m。矿区地势北西高，南东低，评估区碳酸盐岩石出露较多，特别是二叠系中统的茅口灰岩和三叠系下统的玉龙山灰岩岩溶溶蚀作用以垂直作用为主，地表形成溶蚀洼地、漏斗等岩溶地貌。

　　三、气候条件

　　该矿井所在区域属中亚热带季风湿润气候，为冬春半干燥夏季湿润型。四季分明，年平均气温12.5℃，最高气温33.4℃，最低气温-6.2℃;最热为七月，月均气温21℃，最冷为一月，月均气温4.6℃;年降雨量平均843.4mm，5～9月为丰水期，占年降雨量的82%以上，12月至次年3月为旱季。年相对湿度81%。

　　四、水系及主要河流

　　矿区所在水系属乌江水系，地表水体不发育。矿区内无大的地表水体，仅有季节性小溪沟，流量受季节变化影响较大，除丰水期外，一般流量均不大。矿区煤层露头附近及周边无河流，仅有溪沟。地下水流向与地表水一致，流向南东。矿区东南部最低出水标高1530.0m(相对侵蚀基准面)。

　　五、环境状况

　　区内工业以煤炭工业为主，小煤矿较多。煤矿井下水、工业污废水及居民生活污水的排放，将会使区内水质受到一定程度的污染。

　　六、地震烈度

　　根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，该矿区地震动峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度。

　　七、电源

　　矿井目前专用电源一回路由35kv仁和变电站出线的10kv(LGJ-150mm2)至化窝开关站，供电距离11Km，再由化窝开关站引出的10kv(LGJ-70mm2)专线至矿井，供点距离1.3Km;二回路由35kv金坡变电站出线的10kv(LGJ-150mm2)至化窝开关站，供电距离7Km，再由化窝开关站引出的10kv(LGJ-70mm2)专线至矿井，供点距离1.3Km。矿井验收前必须建成双回路电源入矿，并与之落实签订供电协议，保证对矿井进行可靠供电。

　　八、水源

　　生活用水：矿山及其附近无大的泉点，矿井北部小溪水(矿区范围外，距工业场地有2Km)可作供水水源，其水质和水量都能满足矿井需求。

　　生产用水：井下水经沉淀净化处理后作工业用水。

　　第二节 地质概况

　　一、区域地质概况

　　1)地层

　　井田内出露地层有下二迭统茅口组(P2m)、上二迭统龙潭煤组(Pl)和长兴组(Pc)、下三迭统夜郎组玉龙山段(吨1y2)及第四系(Q)。区内地层由老到新分述如下：

　　①下二迭统茅口组(P2m)：岩性为灰白色、灰色厚层状，中粒结晶石灰岩，局部夹簿层状及透镜状燧石结核，致密，坚硬，性脆，多方解石脉，含有珊瑚及筳蝌化石。出露不全厚度不详，与上部龙潭煤组地层呈假整合接触。

　　②上二迭统龙潭煤组(Pl)：组成岩石有粉砂岩、泥灰岩、细沙岩、炭质泥岩，煤层、粘土页岩及铝土岩等，最小厚度120m，最大厚度140m，一般厚度128m。颜色为灰白色、灰色、深灰色、至黑色。煤层顶板岩石中多含羊齿植物化石。主要可采煤层有9、15号三层，局部可采煤层13号、14号两层煤。4号煤层顶部生物泥灰岩为标志层，厚度2.58～3.50m，层位、岩性厚度均稳定，含腕足类化石。15号煤层底部铝土岩，厚度2.29～5.87m;一般厚度4.40m，为灰白色至深灰色，含黄铁矿结核多，为煤组底部的标志层。

　　③上二迭统长兴灰岩(Pc)：厚度23～40m;一般厚度30m。灰白色、灰色，厚层状石灰岩，含少量黑色燧石结核，有不规则的方解石脉，含腕足类及珊瑚类化石，中下部夹深灰色钙质粉砂岩一层，厚度2m左右。

　　④下三迭统玉龙山夜郎组(吨1y2)：厚度205～270m，上部为簿层状灰色、浅灰色石灰岩，致密性脆，层面有蠕虫状构造，地形多呈溶洞、漏斗、坡立谷、孤峰。下部为浅灰色、灰色薄层状泥质石灰岩，间夹黄绿色钙质泥岩，致密性脆，以上层为过渡性质，无明显分层现象，厚约在30～40m。底部与长兴灰岩的接触面上有一薄层灰白色泥岩及硅质层凸镜状薄层，风化后呈白色，含高岭土为沙堡湾泥岩。

　　⑤第四系(Q)：主要为坡积风化土壤砂砾，分布在山坡、洼地、沟谷，厚度0～10m。范围较小，不整合于其它地层之上。

　　2、区域构造

　　井田位于纸厂背斜南东翼北段地层平缓，倾角5～20°，一般为10°左右。由化窝至金坡，走向长5km，矿区构造简单。

　　二、煤层及煤质

　　1、煤层

　　本区含煤地层为龙潭组，矿区主要可采煤层从上到下依次为9号、15号煤层，各可采煤特征见表1-2-1。

　　表1-2-1 可采煤层特征表

　　煤层

　　编号 平均厚度(m) 平均间距

　　(m) 顶底板岩性 稳定性 倾角

　　(°) 容重

　　(吨/m3)

　　顶板 底 板

　　9 1.5 58 粉砂岩 页岩、泥岩 较稳定 9 1.5

　　15 1.5 　　 粉砂岩 铝土岩 较稳定 9 1.5

　　2、煤的物理性质及煤岩特征

　　1)9号煤层

　　煤层厚度1.00～2.15m，一般厚度为1.5m，层位稳定，厚度变化不大，简单结构，不含夹矸。伪顶为泥岩或碳质泥岩，厚0.2m;直接顶为深灰色粉砂岩，钙质胶结，局部夹菱铁质薄层，稳定可靠;底板为灰白色粘土页岩，少数为黑色泥岩或钙质粉砂岩。

　　2)15号煤层

　　上距9号煤54～76m，一般58m。煤层厚度1.11～3.08m，一般厚度1.5m。层位稳定，厚度变化不大，复杂结构，夹矸3～6层，夹矸单层厚0.05～0.49m。煤中多含黄铁矿晶粒及结核，节理为方解石充填，沿层面方向居多。伪顶为泥岩，厚0～1.5m，直接顶板为粉砂岩，顶板基本稳定;底板为铝土岩，浅至深灰色，厚层状，局部含钙质，具鲕状结构。

　　上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件较好，含煤地层局部地段存在粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤破碎带等软弱层。煤层底板强度低，遇水时会软化，如果支护不良，可能出现巷道跨塌、片帮、底鼓、支架下陷等工程地质问题，故本煤矿工程地质条件复杂程度为中等。在开采过程中应加强巷道顶、底、帮的支护管理工作，预防不良事故发生。

　　3、煤的化学性质和工艺性质

　　煤质特征见表1-2-2。

　　表1-2-2 可采煤层主要煤质特征

　　煤层 工 业 分 析

　　水分(%) 灰分(%) 挥发分(%) 全硫(%) 发热量(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

　　根据《中华人民共和国国家标准-中国煤炭分类》[GB/T5751-86]，大安煤矿9号和15号煤层均为高热值无烟煤;该矿煤质较好，目前可作民用、化工、动力用煤。

　　四、水文地质条件

　　含水层及隔水层

　　井田内出露地层有下二迭统茅口组(P2m)、上二迭统龙潭煤组(P3l)和长兴组(P3c)、下三迭统夜郎组玉龙山段(t1y2)及第四系(Q)。其含水层与隔水层特征由老到新分述如下：

　　①下二迭统茅口组(P2m)：岩性为灰白色、灰色厚层状，中粒结晶石灰岩，局部夹簿层状及透镜状燧石结核，致密，坚硬，性脆，多方解石脉，含有珊瑚及筳蝌化石。出露不全厚度不详，与上部龙潭煤组地层呈假整合接触。地表岩溶以垂直形态发育为主，多顺走向成条带状分布。距煤组50～100m处最为发育。地下水位标高在1450m以上排泄方向在矿区的北东向，在矿区东北方向12km处为天生桥河，河流切割茅口灰岩顶界的标高为1200m。地下水在河谷两侧以溶洞泉的方式集中排出、补给河水。钻孔所见在顶界以下15m内岩芯溶蚀甚微，裂隙多被方解石充填。在钻进过程中，水位及消耗量变化不大。9号钻孔在此范围内裂隙发育，岩芯有溶蚀现象，严重漏水，这说明岩溶裂隙发育的不均匀性，矿区内没见泉水出露。茅口组与可采15号煤层间距20m左右，结合该矿实际情况，15号煤层在矿区范围内开采最低标高为+1500m;9号煤层在矿区范围内开采最低标高为+1640m, 区内煤层产出标高均部分低于矿区侵蚀基准面标高。如开采标高低于矿区侵蚀基准面标高1530.0m时，建议矿井对矿区水文作详细勘探，并重作《水文地质报告》以指导在最低侵蚀基准面标高以下的生产技术安全工作。

　　②上二迭统龙潭煤组(P3l)：该层为含煤地层，一般厚度为128米。岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥岩、煤层及少量泥灰岩，野外调查泉水12个，一般流量为0.01～0.6升/秒。通过对化窝煤矿及公安煤矿两个生产矿井的调查和观测，发现出水点多在巷道两侧、废巷、老采空区及降雨有关。雨后顶板滴水，有时小股流水，而采掘面则比较干燥。水质：4号煤层矿井水是硫酸盐、重碳酸盐水，矿化度0.683克/升。9号煤层矿井水是硫酸盐、钙·镁水，矿化度0.546克/升。从钻孔简易水文观测中分析，水位变化不大，一般是随钻进深度的增加而慢慢下降，消耗量变化不大，说明该层含水性弱，对开采煤层影响较小。今后在开采过程中主要是对老巷、采空区、老窑水矿井充水影响大，所以在开采中特别要做到先探后掘原则。

　　③上二迭统长兴灰岩(P3c)：厚度23～40m;本层一般厚度为30米，地表呈条带状出露，多呈陡崖及反向陡坡，接受降水补给条件较差。岩溶、裂隙发育，裂隙多为垂直及斜交层面发育。调查岩溶点6个，泉点3个，流量一般在0.1～1.50升/秒，钻孔中该层严重漏水，岩芯破碎。4号煤层距长兴灰岩底板一般为27米的粉砂岩、细砂岩、泥岩及泥灰岩。可起一定的隔水作用，但是当矿井开拓面积增大，顶板陷落时，本层之水将成为矿井充水的主要来源。水质：钙盐、重碳酸盐、硫酸盐水，PH值7.3，矿化度0.243克/升。该组至可采9号煤顶垂距30m左右，对开采煤层影响较小。

　　④下三迭统玉龙山夜郎组(t1y2)：主要为薄层至中厚层状灰岩，夹薄层状泥灰岩，厚度205～270米。为岩溶裂隙含水层，地面溶洞、漏斗等岩溶现象较发育，含水性较强，下部泥质逐渐增多，含水性逐渐减弱，为矿床的间接充水含水层。该组至可采9号煤顶垂距70m左右，对开采煤层影响较小。

　　⑤第四系(Q)：主要为坡积风化土壤砂砾，分布在山坡、洼地、沟谷，厚度0～10m。范围较小，不整合于其它地层之上。为一弱含水层，该层底界距可采煤层C4距离约为276m，由于其下有厚大的隔水层，故与矿床充水无关，该含水层对煤层开采影响不大。

　　2)地表水

　　矿区内无河流、池塘等地表水体，在细花洞一带发育两条冲沟，雨季时排泄大气降水，其它季节为干沟。

　　3)地下水

　　含煤地层富水性弱，地下水补给条件差，含煤地层上、下均有隔水层，富水性及导水性均较差。老窑采空区积水情况是动态变化的，增加了矿区水文地质条件的复杂程度，在接近老窑采空区附近，水文地质条件相对复杂。

　　4)矿床充水分析

　　该矿是以岩溶充水为主矿床。影响矿井充水的主要充水因素有顶板进水及老窑积水。地表水及地下水对矿床开采有一定影响。

　　5)涌水量

　　根据《贵州省大方县大水乡整合矿井普查地质报告》的资料，矿井预测的未来正常涌水量为20m3/h，最大涌水量为35m3/h。综上所述，本井田水文地质条件属中等类型。

　　矿山在开采过程中必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”，防止发生井巷顶板透水和底板涌水的安全事故。

　　五、其他开采技术条件

　　1、瓦斯

　　根据贵州省能源局文件黔能源发[2009]281号(关于毕节地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》的批复)，毕节地区2009年矿井瓦斯等级鉴定结果表，该矿井瓦斯相对涌出量为0.317m3/t，绝对涌出量为0.1m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.1m3/min，相对涌出量为0.317m3/t，该矿井为低瓦斯矿井。

　　在开采过程中应加强通风及瓦斯检测记录，防止局部瓦斯积聚，必须关注瓦斯涌情况，根据情况采取措施。矿井在建设及生产期间必须进行瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定，并定期进行瓦斯等级鉴定。

　　根据“黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”，该矿地处突出危险矿区，如未作煤与瓦斯突出鉴定，应按突出矿井设计和管理。矿井开采9号、15号煤层，15号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定，根据2008年02月28日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿15号煤层突出鉴定结果，在1575m以上的无突出危险性，根据矿井开拓布置，矿井按突出矿井设计，一采区15号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理。矿井采取综合防突措施进行开采。

　　矿井应委托资质单位对矿井9号煤层及+1575m标高以下15号煤层范围作煤与瓦斯突出危险性鉴定，以查明煤层突出危性范围及突出煤层的强度等瓦斯参数。

　　2、煤尘爆炸性

　　根据贵州省煤田地质局实验室2007年7月为该矿所作《煤尘爆炸性鉴定报告》，9号、15号煤层，煤尘无爆炸性。其鉴定结果见表1-2-1。

　　表1-2-1 煤尘爆炸性鉴定报告表

　　送样单位 大安煤矿 收样

　　日期 2005.12.28 报出日期 2005.12.27

　　统一编号 来样

　　编号 工业分析(%) 爆炸试验 爆炸性结论

　　水分 灰分 　　挥发分 火焰

　　长度

　　mm 抑制煤尘爆炸最低岩粉量

　　(%)

　　Mad Ad 　Vad 　Vdaf

　　2007-M333 9 3.69 25.11 6.43 0 　0 煤尘无爆炸性

　　2007-M334 15 3.25 13.20 5.83 0 　0 煤尘无爆炸性

　　备注 此报告仅对来样负责。

　　(4)煤的自燃性

　　根据贵州省煤田地质局实验室2007年7月为该矿所作《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》，9号、15号煤层自燃倾向为三类(不易自燃煤层)。其结果见表1-2-2。

　　表1-2-2 煤炭自燃倾向等级鉴定报告表

　　送样单位 大安煤矿 收样日期 2005.12.8 报出日期 2005.12.27

　　统一编号 来样

　　编号 工业分析(%) 全硫 着火温度℃ 煤吸氧量 自燃性

　　分类

　　水分 灰分 挥发分 St,d% T氧化 T T还原

　　Mad Ad Vdaf Cm3/g干煤

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

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

　　备注 Ⅰ级：容易自燃 Ⅱ级：自燃 Ⅲ：不易自燃,此报告仅对来样负责。

　　(5)地温情况

　　本井田无地温异常现象，属于正常地温矿井。

　　(6)冲击地压

　　地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未有冲击地压情况的发生，大安煤矿按没有冲击地压危险考虑。

　　第三节 矿井瓦斯情况

　　参数测定

　　煤层瓦斯压力

　　该矿15号煤层突出危险性鉴定结论：在+1575m标高，15号煤层相对瓦斯压力为0.04MPa。测压点与地表垂深约为118m，则15号煤层瓦斯压力系数为：0.04/118=0.00038(MPa/m)，

　　15号煤层开采最低标高为+1500m，与地表垂深约为150m，则15号煤层瓦斯压力为：0.00038×150=0.057(MPa)。

　　(2)煤层透气性系数

　　大安煤矿还未测定煤层的透气性系数，根据相邻矿井煤层透气性系数情况，该矿各煤层透气性系数在0.1～10 m2/ MPa2.d之间。

　　(3)百米钻孔瓦斯自然流量及衰减系数

　　大安煤矿还未测定煤层百米钻孔瓦斯自然流量，钻孔流量衰减系数。根据煤层的透气性系数范围，该矿井目前虽尚未进行煤层透气性及钻孔瓦斯流量衰减系数测定，预计煤层百米钻孔瓦斯自然流量为0.1-1.05m3/min.hm，钻孔流量衰减系数为0.02-0.15d-1;

　　二、矿井瓦斯等级

　　根据贵州省能源局文件黔能源发[2009]281号(关于毕节地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》的批复)，毕节地区2009年矿井瓦斯等级鉴定结果表，该矿井瓦斯相对涌出量为0.317m3/t，绝对涌出量为0.1m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.1m3/min，相对涌出量为0.317m3/t，该矿井为低瓦斯矿井。

　　设计根据《矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)》标准，采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，经计算矿井在开采15号煤层+1500m标高时，其15号煤层瓦斯涌出量最大，故以15号煤层作为矿井设计依据。

　　其中：采煤工作面瓦斯涌出量为9.27m3/t,绝对瓦斯涌出量为2.70m3/min;2个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2×0.50=1.0m3/min;矿井相对瓦斯涌出量为21.35m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为6.75m3/min。根据预测结果分析该矿为高瓦斯矿井。

　　根据“黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”，该矿地处突出危险矿区，如未作煤与瓦斯突出鉴定，应按突出矿井设计和管理。矿井开采9号、15号煤层，15号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定，根据2008年02月28日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿15号煤层突出鉴定结果，在1575m以上的无突出危险性，根据矿井开拓布置，矿井按突出矿井设计，一采区15号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理。矿井采取综合防突措施进行开采。

　　第四节 矿井设计概况

　　一、井田境界及储量

　　1、井田境界

　　井田境界是依据采矿许可证上的矿界批复确定的，其拐点坐标见表1-2-1。

　　见表1-4-1：

　　表1-4-1 大安煤矿拐点坐标

　　拐点号 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

　　开采深度：+1750～+1350m;矿区面积：2.7108km2

　　2、资源储量

　　根据贵州省煤田地质局一一三地质大队2007年1月提供的《贵州省大方县大水乡大安煤矿补充地质勘查报告》，在矿界范围内，开采深度1750～1350m内，截止2006年12月底，矿区保有资源量共计498.2万t。其中(332)资源量为299.5万t，333资源量为198.7万t。

　　经计算，设计可采储量为214.74万t。

　　二、开拓与开采

　　1、矿井生产能力及服务年限

　　1)矿井生产能力

　　大安煤矿设计生产能力15万吨/年。

　　2)矿井服务年限

　　服务年限=矿井设计可采储量÷(井型×储量备用系数)

　　储量备用系数取1.4，则

　　服务年限= =214.74/(15×1.4)=10.22a

　　2、井田开拓方案

　　该矿采用斜井+平硐开拓方式，主要有主斜井、副平硐、回风平硐三个井筒，采用集中布置，分煤层开采，矿井划分为一个水平(水平标高为+1600)、矿井可采煤层为2层，全矿井划分为三个采区开采，开采矿区西部15号煤层划分为一采区、开采9号煤层为二采区、开采矿区东部15号煤层为三采区，可采煤层主要有9号和15号煤层，现采15号煤层1151工作面，回采工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理。

　　主斜井、副、回风平硐均布置在煤层顶板中，皮带运输大巷、轨道运输大巷、一采区轨道、皮带、回风上山均布置在15号煤层中，已施工完成。

　　矿井可采煤层共2层，自上而下分别为：9号、15号煤层。

　　3、采区划分

　　采区划分与煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化程度有直接的关系，为了使采区划分能够做到全井田合理开采，前后期统筹兼顾，均衡开采。矿井设计划分为三个采区开采，开采矿区西部15号煤层划分为一采区、开采9号煤层为二采区、开采矿区东部15号煤层为三采区，分煤层开采。区段间的开采顺序为区段下行式。

　　采区开采顺序：一采区→二采区→三采区。

　　4、煤层开采顺序

　　先采矿区西部15号煤层，再采矿区西部9号煤层，之后采矿区东部15号煤层。

　　三、矿井通风

　　矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，主、副平硐进风，回风平硐回风。回采工作面通风采用“U”型通风系统。回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风，掘进工作面为压入式。矿井以一个采煤工作面达产，采煤工作面为全风压通风。

　　主要通风机型号为FBCDZ-6-№14(B)，风机功率为2×45Kw，共2台，其中一台工作，一台备用。其风量均为18.9～42.1m3/s，风压为537～2029Pa。

　　采用FBD-5.6/2×11kw型局部通风机4台。采煤工作面采用全负压通风，掘进工作面局部通风机采用压入式通风。

　　1151回采工作面通风路线：

　　主斜井(副平硐)→皮带运输大巷(轨道运输大巷)→皮带上山(轨道上山)→1151运输巷→1151采面→1151回风巷→1151回风绕道→岩石回风大巷→回风平硐→引风道→地面。

　　接替掘进工作面通风路线：

　　1152回风巷掘进：主斜井(副平硐)→皮带运输大巷(轨道运输大巷)→皮带上山(轨道上山)→局部通风机→风筒送至1152回风巷掘进工作面→一掘进回风绕道→回风上山→岩石回风平巷→回风平硐→引风道→地面。

　　1152运输巷掘进：主斜井(副平硐)→皮带运输大巷(轨道运输大巷)→皮带上山(轨道上山)→局部通风机→风筒送至1152运输巷掘进工作面→二掘进回风绕道→回风上山→岩石回风平巷→回风平硐→引风道→地面。

　　第二章　矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案

　　一、概述

　　煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，到目前为止，对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。突出是危害矿井生产、安全、效益、发展、稳定和矿工生命安全的严重灾害。防治突出是企业的战略选择，必须坚持以人为本、源头治理、依法制突的原则，形成开采关系合理、系统环节可靠、装备安全可靠、防治措施有效，实现人、机、环境互动的安全生产大环境，从根本上消除突出危险，才能防止突出事故的发生，实现矿井本质安全生产和可持续发展。

　　根据黔安监管办字[2007]345号文件，大方县划定为煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区，该矿按煤与瓦斯突出矿井设计，经煤与瓦斯突出鉴定+1575m标高以上15号煤层按无突出危险进行设计和管理。

　　二、该矿采取综合防突技术总体方案

　　一)首先采用区域性综合防突措施先行的方针。

　　根据《防突规定》第35条规定，新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。作为突出矿井，大安煤矿应按图2-1-1的防突流程图进行操作和管理。

　　开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。

　　根据《防突规定》第36条规定，开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。

　　开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。

　　中小煤矿的区域预测应委托有资质的单位进行。由于矿井按突出矿井设计和管理，可直接采取区域防突措施。

　　区域性综合防突措施包括以下内容：

　　1、区域突出危险性预测;

　　2、区域防突措施;

　　3、区域防突措施效果检验;

　　4、区域验证;

　　二)以局部防突措施作为矿井防突措施的补充

　　当区域防突验证后，仍有危险的采掘工作面及未作突出预测的采煤工作面，要实施局部综合防突措施。

　　局部综合防突措施主要有：

　　1、工作面突出危险性预测(石门揭煤、煤巷掘进、采煤工作面等)

　　2、工作面防突措施

　　3、工作面防突措施效果检验

　　4、安全防护措施。

　　三、当区域性预测无突出危险性可不采取措施，但必须进行安全防护措施。

　　四、如矿井新作9号煤层及+1575m标高以下15号煤层的突出鉴定时，业主应及时根据矿井煤与瓦斯突出鉴定的实际情况及相关开采方案(设计)等的变更，重新编制或修改完善防突设计，使之符合现场实际。

　　五、鉴于煤与瓦斯突出鉴定单位的测定地点相对集中，范围较小，未能全面反映15号煤层的瓦斯突出参数，为保证矿井安全建设、生产，在井巷建设及采掘过程中，须继续收集资料验证15号煤层的煤与瓦斯突出危险性。在矿井开采新水平、新采区、垂深增加达到50m或出现突出预兆时，须重新鉴定煤层的煤与瓦斯突出危险性。

　　六、在建设、生产过程中须经常分析煤层的瓦斯地质条件，在局部瓦斯富集区和，煤厚变化剧烈地带采取必要的探测、释放瓦斯措施。

　　七、矿井须建立非突出煤层升级为突出煤层的安全预警体系，配备必要的技术人员和仪器、仪表、装备，定期检验煤层的突出危险性。

　　图2-1-1 大方县大水乡大安煤矿综合防突措施执行系统图

　　第三章　矿井各系统合理性论证及调整

　　第一节 开拓系统及开采方法合理性论证及调整

　　一、原则及要求

　　大方县大水乡大安煤矿按煤与瓦斯突出矿井设计和管理，经煤与瓦斯突出鉴定一采区+1575m标高以上15号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理。因此，大方县大安煤矿开拓系统巷道布置应符合根据《防治煤与瓦斯突出规定》第十六条：突出矿井的巷道布置应当符合下列要求和原则：

　　1、运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中;

　　2、减少井巷揭穿突出煤层的次数;

　　3、井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带;

　　4、突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。

　　二、矿井开拓、开采

　　1、井筒特征

　　1)主斜井，长69m，S净=6.1 m2，倾角为11°，采用锚喷支护;井口表土段采用钢筋混凝土支护;主要用于原煤运输、进风等。

　　2)副平硐，长104 m，S净=5.38 m2，倾角为3‰，采用锚喷支护;井口表土段采用钢筋混凝土支护;主要用于进风及铺设轨道运输材料、设备及排矸。

　　3)回风平硐，长61m，S净=5.7.m2，倾角为3‰，采用锚喷支护;井口表土段采用钢筋混凝土支护;主要用于回风。

　　表 3-1-1 井筒特征表

　　2、巷道布置

　　该矿采用斜井+平硐开拓方式，主要有主斜井、副平硐、回风平硐三个井筒，采用集中布置，分煤层开采，矿井划分为一个水平(水平标高为+1600)、三个采区开采，可采煤层有9号和15号煤层，现回采一采区15号煤层1151工作面，回采工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理。主斜井、副平硐、回风平硐为底板穿层布置，沿15号煤层布置三条上山，通过石门或绕道连通采掘巷道，沿煤层走向布置回采工作面。

　　3、水平及采区划分

　　根据采区划分与煤层赋存条件、地质构造情况、开拓方式，矿井划分为一个水平(水平标高为+1600)。

　　4、井筒数目

　　矿井设计有主斜井、副平硐、回风平硐，共有三个井筒。

　　5、采区划分

　　采区划分与煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化程度有直接的关系，为了使采区划分能够做到全井田合理开采，前后期统筹兼顾，均衡开采。按矿井实际赋存情况，矿井设计划分为三个采区开采，开采矿区西部15号煤层划分为一采区、开采9号煤层为二采区、开采矿区东部15号煤层为三采区，分煤层开采。区段间的开采顺序为区段下行式。

　　采区开采顺序：一采区→二采区→三采区。

　　三、开拓系统论证及调整

　　该矿按突出矿井设计和管理，三条井筒为穿岩层布置，一采区三条上山已布置在15号煤层中，回风平硐为专用回风巷，主斜井、副平硐为两个安全出口，采区、工作面均有两个连接井筒的安全出口;井下巷道弯道较多，建议业主加强井下巷道顶板的维护工作，以保证矿井的正常生产。大安煤矿开拓系统基本合理。

　　第二节 开采顺序及保护层选择合理性论证

　　大安煤矿可采煤层为9号、15号煤层，9号煤层距15号煤层为58m，选择先开采下保护层15号煤层，9号煤层为被保护层，下保护层的有效距离为100m，可以起对9号煤层起到保护作用，先开采15号煤层，再开采9号煤层是可行的。因15号煤层煤质好，煤层较厚，售价高，对矿方有经济效益。开采15号煤层最大裂隙影响范围为H=10×M×COSθ，为14.7m，9号煤层距15号煤层为58m，不受影响。

　　第三节 通风系统合理性论证及优化

　　矿井采用分列式通风。矿井投产初期设三个井筒，主斜井、副平硐进风，回风平硐回风。回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风，掘进工作面为压入式。矿井以一个采煤工作面达产，采煤工作面为全风压通风。

　　主要通风机为FBCDZ-6-№14(B)型，风机功率为2×45Kw，共2台，其中一台工作，一台备用。其风量均为18.9～42.1m3/s，风压为537～2029Pa。根据计算：矿井实际总进风量为37m3/s，实际总回风量为36m3/s。

　　采用FBD-5.6/2×11kw型局部通风机4台。采煤工作面采用全负压通风，掘进工作面局部通风机采用压入式通风。

　　现采面1151回采工作面通风路线：

　　主斜井(副平硐)→皮带运输大巷(轨道运输大巷)→皮带上山(轨道上山)→1151运输巷→1151采面→1151回风巷→1151回风绕道→岩石回风大巷→回风平硐→引风道→地面。

　　该矿无串联通风，各采掘工作面均实现独立通风，但根据《防突规定》第二十三条：突出矿井的通风系统应当符合下列要求：

　　1、井巷揭穿突出煤层前，具有独立的、可靠的通风系统;

　　2、突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷;

　　3、在突出煤层中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风;

　　4、煤(岩)与瓦斯突出煤层采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器;

　　5、突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准;

　　6、严禁在井下安设辅助通风机;

　　7、突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。

　　8、矿井有两个进风井筒，和一个专用回风井筒，回采工作面采用U型通风方式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风，且各个掘进工作面以及回采工作面均为独立回风，有各自独立的回风系统，系统完善。建议大安煤矿在今后的采掘工作中还应注意以下几点：

　　1)掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在放炮时不得有人。

　　2)局部通风机工作方式必须采用压入式，不得采用抽出式。

　　3)在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。

　　反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。

　　反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m;墙垛厚度不得小于0.8m。在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。

　　人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。

　　4)在突出矿井中每个采区必须至少设置一条采区专用回风巷。回风井在此专用回风巷内，不得运送材料，不得有供电设备，不得作为行人巷道。

　　5)井下局部通风机必须实现双风机双电源，且必须实现自动切换功能。同时，井下工作局扇供电必须采用“三专两闭锁”;上山掘进工作面必须采用阻燃抗静电的硬质风筒通风;采掘工作面必须有专人检查瓦斯。矿井采区及工作面不得串联通风。

　　大安煤矿通风系统基本合理，但应进行调整：

　　1、井下巷道弯道多，局部地方巷道断面变形，应加强巷道维护，减少通风阻力。

　　2、加强井下通风设施管理，特别是风门及密闭，应按规定设置，不得有漏风情况。

　　第四章 区域综合防突措施方案

　　第一节 基本程序和要求

　　区域综合防突措施包括下列内容：区域突出危险性预测;区域防突措施;区域措施效果检验;区域验证。

　　由于煤层的开采引起顶底板岩层移动，产生裂隙，使具有突出危险煤层中的瓦斯能够释放出来。此外，由于煤层开采形成采空区，煤层顶板冒落，顶部煤层随着下沉，底部煤层向上发生膨胀变形，开采层顶底板煤层中承受的地应力减小，突出危险性变弱或消失。这就是保护层开采消除突出危险的原理。因此，有条件时，优先开采保护层是消除突出危险性最有效的区域性技术措施。为了减少保护层开采时顶底板煤层中大量瓦斯涌向开采层，同时为了彻底消除突出煤层的突出危险性，必须对被保护层瓦斯进行抽放。

　　第二节 区域突出危险性预测

　　大安煤矿在采区开拓前应对开采煤层进行区域突出危险性预测(以下简称区域预测)。首采煤层区域预测的范围由煤矿企业根据突出矿井的开拓方式、巷道布置等情况划定。区域预测分为：新水平、新采区开拓前的区域预测(以下简称开拓前区域预测)和新采区开拓完成后的区域预测(以下简称开拓后区域预测)。

　　一、开拓前区域预测

　　开拓前区域预测：新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新水平、新采区开拓工程的揭煤作业。经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间，以及突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。

　　突出煤层的新水平、新采区经开拓前区域预测划分为无突出危险区的，则说明所在区域煤层没有突出危险或突出危险性很小。但考虑到这一结果可靠性还不够高，为确保安全，在其范围内石门揭煤时仍需实施局部综合防突措施。

　　二、开拓后区域预测

　　开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料，并结合地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业。经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者补充实施区域防突措施。经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。

　　经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的区域视为突出危险区。根据各区域不同的预测结果，其防突管理原则和方式如下：

　　1、突出危险区

　　对区域预测结果为突出危险煤层或未进行区域预测的煤层，则必须采取区域防突措施，区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时，应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护层;否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批准。

　　突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的，必须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。预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责人批准。

　　2、无突出危险区

　　经过开拓后区域预测划分出的无突出危险区，以及经采取区域防突措施和措施效果检验后转成的无突出危险区，即可开启工作面，开始进入石门揭煤、煤巷掘进和工作面回采的作业。但由于进行这些区域预测和效果检验时，是用少数点的数据来预测整个区域的危险性，所以在进行揭煤和采掘作业时还应采用工作面预测方法对区域预测或检验结果进行验证，即区域验证。具体做法是：在石门等揭煤工作面，应在距离煤层最小法向距离5m前采用石门揭煤工作面预测的方法进行区域验证;在煤巷掘进工作面和回采工作面，分布采用相应的工作面预测方法进行验证。当经区域验证无危险时方可进行揭煤、掘进和回采，否则还应执行局部综合防突措施。这意味着即使在无突出危险区，在用工作面预测方法预测或验证其突出危险性之前，石门揭煤工作面到突出煤层的最小法向距离不得小于5m。

　　若确定该区域无突出时，可采取防突区域验证及安全防护措施即可，比如已经形成的一采区采煤区域。

　　第三节 区域防突措施

　　一、区域防突技术措施选择

　　据“防突规定”第三十七条说明、矿井未掌握突出危险区分布规律，并无可靠预测资料，应委托资质单位进行区域预测。

　　区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。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。

　　开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。

　　预抽煤层瓦斯可采用的方式有：井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

　　在采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。

　　该矿可采煤层为9号、15号煤层，由于9号和15号煤层间距为58m，根据《煤与瓦斯防突规定》：缓倾斜煤层和倾斜煤层上保护层最大保护垂距小于50m，下保护层最大保护垂距小于100m，因此先开采15号煤层对9号煤层有保护作用。根据该矿的具体情况，现开采15号煤层，拟设计采用本煤层预抽作为该矿区域性防突措施。

　　二、大安煤矿瓦斯抽放区域性防突措施

　　一)开采保护层

　　开采保护层是目前最有效、最经济的防突措施，根据保护层与被保层之间的关系，分为上保护层和下保护层。

　　选择保护层必须遵守下列规定：

　　1)在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采;

　　2)当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最好的煤层;

　　3)当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验;

　　4)优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。

　　2、开采保护层区域防突措施应当符合下列要求：

　　1)开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯;

　　2)开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层;

　　3)开采保护层时，采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。

　　当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。

　　3、保护层的确定

　　矿井可采煤层为9、15号煤层，其层间距见下表。

　　煤层

　　编号 平均厚度(m) 平均间距

　　(m) 顶底板岩性 稳定性 倾角

　　(°) 容重

　　(吨/m3)

　　顶板 底 板

　　9 1.5 58 粉砂岩 页岩、泥岩 较稳定 9 1.5

　　15 1.5 　　 粉砂岩 铝土岩 较稳定 9 1.5

　　考虑保护层与被保护层之间效果以及不破坏被保护层的开采条件，15号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定，根据2008年02月28日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿15号煤层突出鉴定结果，在1575m以上的无突出危险性，矿井选择在一采区开采15号煤层作为保护层。

　　4、保护层作用有效范围的确定

　　1)保护层与被保护层之间的最大保护垂距

　　研究表明，在一定的地质条件和开采条件下，保护层作用效果随层间距加大而减小，达到一定临界距离以后，保护作用基本消失。保护层与被保护层的最大保护垂距见表4-3-1。

　　表4-3-1 保护层与被保护层的最大保护垂距

　　最大有效垂距(m)

　　煤层类别 　　上保护层 　　下保护层

　　急倾斜煤层 　　<60 　　<80

　　缓倾斜和倾斜煤层 　　<50 　　<100

　　2)沿走向的保护范围

　　(1)正在开采的保护层采煤工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的两倍，并不得小于100m。

　　(2)对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月，且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线，停采线和所留煤柱对被保护煤层的保护范围可按卸压角56～60°划定，并按实际情况进行修改。沿走向的保护范围见图4-3-1。

　　图4-3-1 沿走向的保护范围

　　3)沿倾斜的保护范围

　　被保护煤层沿倾斜的保护范围可按卸压角划定，卸压角的大小应采用矿井的实测数据，无实测数据按表4-3-2选择。沿倾斜的保护范围见图4-3-2。

　　在煤层未保护范围内进行采掘作业时，必须采取防突措施。

　　4-3-2 保护范围卸压角

　　煤层倾角a° 　　卸压角°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