XX礦井首采區(qū)石門揭煤專項防突設(shè)計1揭煤區(qū)域的基本情況11煤層賦存情況礦井開采的二1煤層賦存于山西組下部，煤層賦存標(biāo)高322700M，埋深約4100078000M，煤層上距砂鍋巖砂巖73018154M，平均75M左右，下距L8灰?guī)r17792043M，平均1897M，煤層全區(qū)發(fā)育，全部可采，屬穩(wěn)定型厚煤層。煤層厚度433810M，平均厚度608M。二1煤層直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，間接頂板為細(xì)、中粒砂巖（大占砂巖）。底板為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖。揭煤地點位于首采工作面的下順槽，巷道底板標(biāo)高470M。煤層走向大致呈北2045東，傾向南東，傾角712，煤厚610M，優(yōu)質(zhì)無煙煤。煤層直接頂以泥巖砂質(zhì)泥巖為主，夾細(xì)砂、粉砂巖薄層，層厚2101225M，平均厚557M。砂質(zhì)泥巖為深灰色薄層及中厚層狀，裂隙不發(fā)育。泥巖多為深灰色塊狀，裂隙不發(fā)育。在直接頂與煤層之間，局部夾020050M的灰黑色泥巖和炭質(zhì)泥巖。煤直接底板為灰黑色泥巖或砂質(zhì)泥巖，泥巖為致密塊狀，砂質(zhì)泥巖為薄至中厚層狀，水平層理發(fā)育，下部的泥巖及砂質(zhì)泥巖中夾菱鐵質(zhì)泥巖薄層，局部裂隙發(fā)育。12煤層瓦斯情況揭煤點附近，在地勘期有3個鉆孔瓦斯參數(shù)，建井期一個揭煤點瓦斯參數(shù)，基建期3個井下鉆孔瓦斯參數(shù)，按照3個不同時期距離揭煤點由近到遠(yuǎn)的位置關(guān)系排列，各參數(shù)如表11。表11揭煤點附近瓦斯參數(shù)測定結(jié)果表時期鉆孔編號距揭煤點的距離/MP/MPAW/M3/TPF330218507622271231100330155008797935015509033702960078456313077建井期主井揭煤460140260712000333號交叉點1425091126230500183號交叉點242526020052800020風(fēng)井底東65M160013517542900024風(fēng)井底東65M260010015833100032地勘期基建期河南理工大學(xué)在測定3號交叉點處采得煤樣，利用高壓容量法測得吸附常數(shù)A、B值分別為40930和1496。13地質(zhì)構(gòu)造井田位于焦作煤田中深部，處于北東向區(qū)域大斷裂九里山斷層的上升盤（下盤），南部緊依近東西向大斷裂鳳凰嶺斷層，井田基本構(gòu)造形態(tài)為地層走向大致呈北2045東，傾向南東，傾角712的單斜構(gòu)造，伴有中小正斷層多條，正斷層有利于瓦斯的逸散。揭煤地點位于F2161斷層和DF36斷層之間，最小法向距離100M，附近無其它地質(zhì)構(gòu)造。因此，揭煤點基本不受地質(zhì)構(gòu)造的影響。14揭煤時的巷道布置情況（附揭煤時的巷道形象進(jìn)度圖）2揭煤時的通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)礦井施工建設(shè)網(wǎng)絡(luò)計劃，首次揭煤時間2011年3月20日，揭煤地點為首采工作面12091下順槽車場處。揭煤工作面揭煤時的通風(fēng)系統(tǒng)為主副井東軌道大巷12091揭煤工作面局部通風(fēng)機12091下順槽車場兩道防突風(fēng)門揭煤工作面12091下順槽頂板穿層巷12采區(qū)回風(fēng)斜巷總回風(fēng)巷風(fēng)井地面揭煤時的礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖見附圖。揭煤工作面的局部通風(fēng)情況12091下順槽揭煤工作面的局部通風(fēng)機設(shè)置在東軌道大巷內(nèi)，經(jīng)12采區(qū)下車場到12091下順槽車場至揭煤工作面。風(fēng)機采用FBDNO6型高效對旋局部通風(fēng)機，功率15KW2，風(fēng)機實現(xiàn)“三專兩閉鎖”和“雙風(fēng)機雙電源自動倒臺”功能，風(fēng)機工作風(fēng)量350M3/MIN，風(fēng)筒直徑600MM，風(fēng)筒出口風(fēng)量300M3/MIN。3石門揭煤實施流程石門距煤層最小法向距離10M前打2個穿過煤層全厚的超前探測鉆孔，探明煤層位置、產(chǎn)狀在距離煤層最小法向距離7M采取區(qū)域防突措施，并進(jìn)行效果檢驗，直到有效在揭煤工作面距煤層最小法向距離5M前用工作面預(yù)測方法進(jìn)行區(qū)域驗證（局部綜合防突措施的工作面預(yù)測）如果區(qū)域驗證有突出危險，實施工作面防突措施，并進(jìn)行工作面措施效果檢驗，直到措施有效如果區(qū)域驗證為無突出危險或采取工作面防突措施并經(jīng)效果檢驗有效時，則采用前探孔邊探邊掘，直至到遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前的工作面位置（最小法向距15M）采用工作面預(yù)測的方法進(jìn)行最后驗證，若經(jīng)驗證仍為突出危險工作面時則再次實施工作面防突措施，直到驗證為無突出危險工作面在采取安全防護措施的條件下采用遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層如果首次揭煤的遠(yuǎn)距離爆破未能一次揭穿煤層，則繼續(xù)按照揭煤的安全、技術(shù)措施“過煤門”，直到進(jìn)入頂板2M以上揭煤結(jié)束。石門揭煤實施流程圖距煤層最小法向距離10M前打2個穿煤層全厚的超前探孔，探明煤層位置、產(chǎn)狀進(jìn)行區(qū)域預(yù)測有無突出危險否是在距離煤層最小法向距離7M采取區(qū)域防突措施效果檢驗H2、K1有無突出危險強化區(qū)域防突措施在揭煤工作面距煤層最小法向距離5M前用工作面預(yù)測方法進(jìn)行區(qū)域驗證（局部綜合防突措施的工作面預(yù)測）有無突出危險實施工作面防突措施進(jìn)行工作面措施效果檢驗，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法H2、K1有無突出危險強化工作面防突措施采用前探孔邊探邊掘，直至到遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前的工作面位置（最小法向距15M）工作面預(yù)測、效檢、驗證有無突出危險強化工作面防突措施在采取安全防護措施的條件下采用遠(yuǎn)距離爆破揭煤作業(yè)是否進(jìn)入煤層頂板2M以上揭煤結(jié)束有有有有有無無無無無局部綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施4揭煤區(qū)域防突措施41確定安全巖柱厚度在石門距煤層最小法向距離10M前打2個穿過煤層全厚的超前探測鉆孔，探明煤層位置、產(chǎn)狀，準(zhǔn)確確定距采取區(qū)域防突措施的巷道掘進(jìn)位置。設(shè)計鉆孔參數(shù)如表41?？滋柨讖絻A角方向角預(yù)計見煤點孔深備注190MM0平行巷道中線623M965M穿過煤層全厚05M290MM80平行巷道中線10M165M穿過煤層全厚05M鉆孔布置圖如圖41。圖41超前探測鉆孔布置示意圖根據(jù)實際見到的煤層頂?shù)装邈@孔長度，計算煤層傾角、煤層厚度，確定巷道與煤層的位置關(guān)系、煤層產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)。42區(qū)域預(yù)測根據(jù)礦井地勘時期、建井時期、基建時期測得的瓦斯參數(shù)可以看出，所有瓦斯參數(shù)測點的瓦斯壓力均大于074MPA，瓦斯含量在9個樣本中只有1個小于8M3/T，瓦斯含量最大達(dá)到2607M3/T。因此，在首采區(qū)范圍內(nèi)的煤層評估為有煤與瓦斯突出危險煤層，根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第三十八條第一款“經(jīng)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(jīng)開拓前區(qū)域預(yù)測為突出危險區(qū)的新水平、新采區(qū)開拓過程中的所有揭煤作業(yè)，必須采取區(qū)域綜合防突措施并達(dá)到要求指標(biāo)”的規(guī)定，在該處揭煤前，必須采取區(qū)域綜合防突措施。為了進(jìn)一步判斷揭煤區(qū)域的突出危險性，同時更多掌握礦井煤層瓦斯賦存相關(guān)參數(shù)，充分利用1、2前探鉆孔，在前探鉆孔進(jìn)入煤層后，取煤樣測定瓦斯含量，鉆孔施工完畢后進(jìn)行封孔測定瓦斯壓力。既探測了煤層位置、產(chǎn)狀，又獲取了煤層瓦斯參數(shù)，又相當(dāng)于進(jìn)行了一次區(qū)域突出危險性驗證。43區(qū)域防突措施在石門距煤層最小法向距離10M前探明煤層位置、產(chǎn)狀后，確定巷道掘進(jìn)至距煤層的最小法向距離7M的位置，嚴(yán)禁超掘。按照目前掌握的煤層產(chǎn)狀，巷道向前掘進(jìn)168M后，巷道距煤層的最小法向距離為7M。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第四十九條第四款規(guī)定，打穿層鉆孔進(jìn)行預(yù)抽煤層瓦斯，設(shè)計鉆孔最小控制范圍石門揭煤處巷道輪廓線外12M，同時還保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線（包括預(yù)計前方揭煤段巷道的輪廓線）的最小距離不小于5M，113鉆孔穿透煤層全厚，14、15控制到巷道輪廓線外5M處，16鉆孔煤孔超前距15M。為了均勻布置鉆孔，在煤層傾向上沿煤層面5M設(shè)計1個鉆孔，在煤層走向上沿煤層面4M設(shè)計1個鉆孔，鉆孔布置三視圖如圖42、43、44所示。區(qū)域治理措施穿層鉆孔剖面圖圖42區(qū)域治理措施穿層鉆孔平面圖圖43區(qū)域治理措施穿層鉆孔正視圖圖4344區(qū)域措施效果檢驗根據(jù)區(qū)域防突措施抽采鉆孔的抽采影響范圍和抽采過程中測定的鉆孔抽采參數(shù)計算區(qū)域瓦斯抽采率，當(dāng)抽采率不小于30或抽采時間不少于3個月時，進(jìn)行區(qū)域措施效果檢驗。根據(jù)防突規(guī)定第五十二條第二款規(guī)定，采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行效果檢驗。檢驗孔的布置如圖44。檢驗鉆孔布置圖圖44鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法檢驗石門揭煤工作面突出危險性的指標(biāo)臨界值如表42。表42鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法指標(biāo)臨界值煤樣H2指標(biāo)臨界值/PAK1指標(biāo)臨界值/MLGMIN1/21干煤樣20005濕煤樣16004如經(jīng)區(qū)域措施效果檢驗仍有煤與瓦斯突出危險，則在超指標(biāo)的位置附近補打抽采鉆孔，進(jìn)行強化預(yù)抽，然后再進(jìn)行效果檢驗，直至檢驗孔均在指標(biāo)臨界值以下，方可在采取安全防護措施的前提下進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，直至距煤層的最小法線距離5M，嚴(yán)禁超掘。45區(qū)域驗證在揭煤工作面距煤層最小法向距離5M時，采用局部綜合防突措施的工作面預(yù)測的方法進(jìn)行區(qū)域驗證。根據(jù)防突規(guī)定第五十七條第一款和第七十一條第一款規(guī)定，采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行驗證。如經(jīng)過驗證為無突出危險，則在邊探邊掘的措施下，掘進(jìn)至法向距離煤層15M處，進(jìn)行最后的驗證（或揭煤工作面預(yù)測）；如果經(jīng)過驗證為有突出危險，則采用工作面防突措施進(jìn)行消除突出危險。5揭煤工作面局部防突措施51揭煤工作面預(yù)測方法工作面預(yù)測方法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測。由工作面向煤層打3個直徑42MM、孔深8M的鉆孔。由于是頂板揭煤巷，巷道底板比正前先見煤，因此，設(shè)計預(yù)測鉆孔平行于巷道底板，并距底板15M。一個鉆孔位于掘進(jìn)巷道斷面的中部，并平行于掘進(jìn)方向，另兩個鉆孔在巷邦兩側(cè)各一個，其終孔點位于巷道輪廓線外24M處，在鉆孔鉆進(jìn)到煤層時每鉆進(jìn)1M采集一次孔口排出的粒徑13MM的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)K1或H2值。如果所有實測的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面；否則，為突出危險工作面。表51鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性指標(biāo)臨界值煤樣H2指標(biāo)臨界值/PAK1指標(biāo)臨界值/MLGMIN1/21干煤樣20005濕煤樣16004揭煤工作面預(yù)測鉆孔布置示意圖見圖51、52。巷道輪廓線外4M巷道8M巷道輪廓線外4M巷道輪廓線2號預(yù)測檢驗孔1號預(yù)測檢驗孔3號預(yù)測檢驗孔預(yù)測檢驗鉆孔布置平面圖圖51預(yù)測檢驗鉆孔布置正面圖圖5252揭煤工作面防突措施按照目前掌握的煤層產(chǎn)狀，巷道向前掘進(jìn)113M后，巷道距煤層的最小法向距離為5M，采用局部綜合防突措施的工作面預(yù)測的方法進(jìn)行區(qū)域驗證。當(dāng)進(jìn)行區(qū)域驗證為有突出危險時，采用補打密集抽采鉆孔方式進(jìn)行防突工作，即揭煤工作面防突措施。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第八十二條規(guī)定，在揭煤工作面采用預(yù)抽瓦斯防突措施，采用直徑90MM鉆孔進(jìn)行預(yù)抽煤層瓦斯，設(shè)計鉆孔最小控制范圍石門的兩側(cè)和上部輪廓線外5M，下部3M，共設(shè)計鉆孔91個。110鉆孔穿透煤層全厚，11、12、13與10鉆孔等長。為了使其達(dá)到預(yù)期的消突效果和均勻布置鉆孔，在煤層傾向上沿煤層面5M設(shè)計1個鉆孔，在煤層走向上沿煤層面2M設(shè)計1個鉆孔，鉆孔布置三視圖如圖53、54、55所示。揭煤工作面防突措施鉆孔布置剖面圖圖53揭煤工作面防突措施鉆孔布置平面圖圖53揭煤工作面防突措施鉆孔布置正視圖圖5353效果檢驗工作面效果檢驗方法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行檢驗。具體操作與揭煤工作面預(yù)測方法一致。當(dāng)經(jīng)效果檢驗為無突出危險時，掘進(jìn)；當(dāng)經(jīng)效果檢驗為有突出危險時，根據(jù)具體情況重復(fù)采取揭煤工作面防突措施。6組織管理措施為保證揭煤工作的順利進(jìn)行，成立揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)指揮揭煤施工作業(yè)，要求做到技術(shù)措施到位，施工質(zhì)量到位。組長吳鐵軍副組長蔡正龍李鑫胡志亮徐國強成員宋俊杰韓利李文軍秦超郭運河王平超呂先義劉鵬李大軍職責(zé)范圍組長負(fù)責(zé)整個揭煤工作的統(tǒng)一指揮和安排。技術(shù)副指揮長組織有關(guān)部門制定、審批、貫徹揭煤措施，并組織有關(guān)單位和人員實施。安監(jiān)科負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)組織安檢部門嚴(yán)格監(jiān)督揭煤措施的落實、執(zhí)行及揭煤過程中的安全工作。機電負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)揭煤期間各項措施中機電管理和停送電工作。技術(shù)負(fù)責(zé)人協(xié)助總工程師制定揭煤措施和安全技術(shù)措施，督促施工單位嚴(yán)格按設(shè)計施工，掌握揭煤進(jìn)展情況，負(fù)責(zé)揭煤期間準(zhǔn)確給出中腰線，掌握地質(zhì)構(gòu)造、控制巖柱尺寸。抽放隊負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)按揭煤設(shè)計要求打好前探鉆孔和抽放孔的安全施工和抽放工作。通風(fēng)區(qū)負(fù)責(zé)人搞好通風(fēng)、放炮、瓦斯檢查工作。辦公室負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)揭煤期間生活和所需車輛安排。調(diào)度負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)揭煤期間各部門工作協(xié)調(diào)，落實揭煤期間入井、升井人員情況。施工單位負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)按揭煤設(shè)計和技術(shù)測量部門要求進(jìn)行施工及整個揭煤期間放炮站崗撤人工作。供應(yīng)科負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)揭煤期間的物資供應(yīng)。揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組所有成員，必須組織本單位職工認(rèn)真學(xué)習(xí)、貫徹執(zhí)行揭煤措施，密切配合，積極主動完成各項任務(wù)。7安全防護措施（1）在石門揭煤工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置2道牢固可靠的反向風(fēng)門。風(fēng)門之間的距離不得小于4M。反向風(fēng)門墻垛可用磚、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石的深度不小于02M；墻垛厚度不小于08M。通過反向風(fēng)門墻垛的風(fēng)筒、水溝等設(shè)置逆向隔斷裝置。（2）人員進(jìn)入工作面時必須把反向風(fēng)門打開、頂牢。工作面放炮和無人時，反向風(fēng)門必須關(guān)閉。（3）為降低放炮誘發(fā)突出的強度，在揭煤作業(yè)期間，每次放炮時必須架設(shè)防突擋欄。擋欄用金屬用槽鋼制作，用槽鋼排列成的方格框架，框架中槽鋼的間隔為04M，槽鋼彼此用卡環(huán)固定，使用時在迎工作面的框架上再鋪上金屬網(wǎng)，然后用木支柱將框架撐成45的斜面。一組擋攔由兩架組成，間距為68M。第一道擋欄距工作面的距離不大于10M。（4）石門揭煤作業(yè)采用遠(yuǎn)距離爆破，并制定包括放炮地點、避災(zāi)路線及停電、撤人和