【正文】 出煤體結(jié)構(gòu)的臨界值。 (2)通過對二 1煤層 3 套煤樣測定瓦斯放散初速度 ΔP，得出二 1煤層瓦斯放散初速度 ΔP值為 ～ 18，達到發(fā)生突出的臨界值。 (3)井下實測目前最深部二 1煤層瓦斯壓力為 ，大于《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》突出危險性臨界值 。 (4)通過井下現(xiàn)場觀測，二 1煤層煤體破壞類型主要為 Ⅱ 類和 Ⅲ 類，局部達到 Ⅳ 類，總體為 Ⅱ ～ Ⅳ 類，具備了發(fā)生煤與瓦斯突出的煤體結(jié)構(gòu)條件。 (5)測定二 1煤層目前開采水平淺部 (標高 400～ 420m)瓦斯 含量為 ～ ，部分瓦斯含量大于《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》突出危險性臨界值 8m3/t。 結(jié)論：鶴煤九礦二 1煤層 (34 采區(qū)煤層 )鑒定為突出煤層，鶴煤九礦為突出礦井。 根據(jù)鶴壁煤電股份有限公司第九煤礦二 1 煤層煤與瓦斯突出危險區(qū)域預(yù)測報告資料， 470m 底板等高線以淺為無突出危險區(qū)， 470m 以深為突出危險區(qū)。并進一步結(jié)合前面 一小節(jié)中對二 1煤層區(qū)域預(yù)測結(jié)果可以確定九礦 (34 采區(qū) )二 1煤層具有突出區(qū)域危險性。結(jié)合礦井各地區(qū)情況，規(guī)劃如下： (1)420 水平以上已無大塊儲 量可采，剩余 25 煤柱 I2網(wǎng)下放頂煤工作面和小的邊角煤柱工作面，瓦斯含量低，加上附近開采和巷道掘進期間釋放作用，危險性進一步降低，不在考慮區(qū)域防突措施，執(zhí)行安全防護措施。 (2)34 采區(qū)正在掘進準備 34011 工作面，按突出危險區(qū)管理。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 21 (3)470m標高以下其他區(qū)域按突出危險區(qū)管理，凡突出危險區(qū)嚴格進行區(qū)域治理和局部治理。 區(qū)域防突措施 區(qū)域防突措施是指在突出煤層進行采掘前，對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區(qū)域防突措施包括開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類。區(qū)域防突措施應(yīng)當優(yōu)先采用開采保護層，對 于確實不具備開采保護層條件，必須采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施，并且應(yīng)對每個預(yù)抽區(qū)域都進行區(qū)域措施效果檢驗。 結(jié)合鶴壁煤電九礦實際情況，九礦屬于單一煤層開采，因此，九礦三水平 470m以深采區(qū)均采用預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。 預(yù)抽煤層瓦斯可采用的方式有：地面井預(yù)抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯、順層鉆孔或穿層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預(yù)抽石門 (含立、斜井等 )揭煤區(qū)域煤層瓦斯、順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯等。 采用井下穿層鉆孔、順層鉆孔預(yù)抽的五種預(yù)抽煤 層瓦斯區(qū)域防突措施，在《防突規(guī)定》中按照其正常實施的安全性、效果可靠性排序列出；同時，防突專項設(shè)計與開采設(shè)計是對應(yīng)關(guān)系，防突設(shè)計是在開采設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的；因此，在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用排在前面的方式，或一并采用多種方式的預(yù)抽煤層瓦斯措施。 因此，接合鶴壁九礦 34 采區(qū)的實際采掘計劃，在制定鶴壁九礦 34 采區(qū)區(qū)域防突措施時，在條件允許的情況下，同時或在不同的階段分步實施兩種或多種方式的預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施，以便提高區(qū)域防突措施的效果和可靠性。 鶴壁九礦在開展區(qū)域防突的實踐過程中，總結(jié)出了適合自身條件的 方法，通常情況下，鶴壁九礦煤巷掘進工作面 (順槽掘進 )采用順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施或穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯區(qū)域防突措施，具體實施方法：當待掘巷道附近有已掘巷道時，采用順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施，在已掘巷道沿煤層方向施工抽放鉆孔，預(yù)抽待掘巷道煤層瓦斯；當待掘巷道附近沒有已掘巷道時，采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯區(qū)域防突措施，在待掘巷道煤層底板下方合適位置，沿掘進方向開設(shè)底板抽放巷，在底板抽放巷中施工穿層鉆孔，預(yù)抽待掘巷道煤層瓦斯；有些煤巷掘進工作面在采用上述措施外，在掘進時，在煤巷兩幫實施 掛耳抽放，即采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯區(qū)域防突措施。鶴壁九礦回采工作面，通常采用交叉鉆孔或網(wǎng)格抽放的區(qū)域防突措施。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 22 鶴壁九礦采用上述區(qū)域防突措施，可以確保安全，滿足采掘接替，減少井巷工程，降低成本。 石門揭煤區(qū)域防突措施 (1)按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的相關(guān)規(guī)定設(shè)計：穿層鉆孔預(yù)抽石門 (含立、斜井等 )揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施在揭煤工作面距煤層的最小法向距離 7m 以前實施 (在構(gòu)造破壞帶應(yīng)適當加大距離 )。鉆孔的最小控制范圍是：石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外 12m(急傾斜煤層底部或下幫 6m)，同時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，且當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時，保持煤孔最小超前距 15m(見圖 31)。 圖 31 穿層鉆孔預(yù)抽石門（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施 (2)石門揭煤工作面可選擇如下防突措施： ① 預(yù)抽瓦斯、排放鉆孔防突措施 在 34 采區(qū)石門和立井揭煤工作面采用預(yù)抽瓦斯、排放鉆孔防突措施，鉆孔直徑為75～ 120mm。石門揭煤工作面鉆孔的控制范圍是：石門的兩側(cè)和上部輪廓線外至少 5m，下部至少 3m。立井揭煤工 作面鉆孔控制范圍是：近水平、緩傾斜、傾斜煤層為井筒四周輪廓線外至少 5m；急傾斜煤層沿走向兩側(cè)及沿傾斜上部輪廓線外至少 5m，下部輪廓線外至少 3m。鉆孔的孔底間距應(yīng)根據(jù)實際考察情況確定。 揭煤工作面施工的鉆孔應(yīng)當盡可能穿透煤層全厚。當不能一次打穿煤層全厚時，可分段施工，但第一次實施的鉆孔穿煤長度不得小于 15m，且進入煤層掘進時，必須至少留有 5m 的超前距離 (掘進到煤層頂或底板時不在此限 )。預(yù)抽瓦斯和排放鉆孔在揭穿煤層之前應(yīng)當保持自然排放或抽采狀態(tài)。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 23 ② 水力沖孔 水力沖孔措施一般適用于打鉆時具有自噴 (噴煤、噴瓦 斯 )現(xiàn)象的煤層。石門揭煤工作面采用水力沖孔防突措施時，鉆孔應(yīng)至少控制自揭煤巷道至輪廓線外 3～ 5m的煤層，沖孔順序為先沖對角孔后沖邊上孔，最后沖中間孔。水壓視煤層的軟硬程度而定。石門全斷面沖出的總煤量 (t)數(shù)值不得小于煤層厚度 (m)乘以 20。若有鉆孔沖出的煤量較少時，應(yīng)在該孔周圍補孔 (見圖 32)。 ③ 金屬骨架措施 石門和立井揭煤工作面金屬骨架措施一般在石門上部和兩側(cè)或立井周邊外 ～。骨架鉆孔應(yīng)穿過煤層并進入煤層頂 (底 )板至少 ，當鉆孔不能一次施工至煤層頂板時，則進入煤層 的深度不應(yīng)小于 15m。鉆孔間距一般不大于 ，對于松軟煤層要架兩排金屬骨架，鉆孔間距應(yīng)小于 。骨架材料可選用 8kg/m 的鋼軌、型鋼或直徑不小于 50mm鋼管，其伸出孔外端用金屬框架支撐或砌入碹內(nèi)。插入骨架材料后，應(yīng)向孔內(nèi)灌注水泥砂漿等不燃性固化材料 (見圖 33)。揭開煤層后，嚴禁拆除金屬骨架。 圖 32 水力沖孔工藝流程示意圖 1— 逆止鉆頭； 2— 套管； 3— 鉆桿； 4— 三通； 5— 安全密封卡頭； 6— 鉆機； 7— 尾水管接頭； 8— 排煤膠管； 9— 2 寸膠管； 10— 閥門； 11— 壓力表； 12— 供水管； 13— 射流 管； 14— 排煤管； 15— 煤壁 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 24 圖 33 石門揭煤工作面金屬骨架布孔圖 ④ 煤體固化措施 石門和立井揭煤工作面煤體固化措施適用于松軟煤層，用以增加工作面周圍煤體的強度。向煤體注入固化材料的鉆孔應(yīng)施工至煤層頂板 以上，一般鉆孔間距不大于，鉆孔位于巷道輪廓線外 ～ ，根據(jù)需要也可在巷道輪廓線外布置多排環(huán)狀鉆孔。當鉆孔不能一次施工至煤層頂板時，則進入煤層的深度不應(yīng)小于 10m。 各鉆孔應(yīng)當在孔口封堵牢固后方可向孔內(nèi)注入固化材料?？梢愿鶕?jù)注入壓力升高的情況或注入量決定是否停止注 入。 固化操作時，所有人員不得正對孔口。 在巷道四周環(huán)狀固化鉆孔外側(cè)的煤體中，預(yù)抽或排放瓦斯鉆孔自固化作業(yè)到完成揭煤前應(yīng)保持抽采或自然排放狀態(tài)，否則，應(yīng)打一定數(shù)量的排放瓦斯鉆孔。從固化完成到揭煤結(jié)束的時間超過 5 天時，必須重新進行工作面突出危險性預(yù)測或措施效果檢驗。 采區(qū)區(qū)域防突措施 (1)34 采區(qū)正在掘進準備 34011 工作面，進行分層開采。 ① 順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施 在 34011 工作面上順槽施工順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施。順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū) 域防突措施的鉆孔應(yīng)控制的條帶長度不小于 60m，巷道上幫輪廓線外至少 20m，下幫至少 10m(見圖 34)。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 25 圖 34 順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施 ② 穿層鉆孔預(yù)抽下順槽條帶瓦斯 在 34011 底板抽放巷施工穿層鉆孔預(yù)抽 34011 下順槽正前和兩側(cè)煤體瓦斯，要求穿層鉆孔超前煤巷正前 61m，控制上順槽兩幫輪廓線外各 16m(見圖 35)。 11上順槽底 板 抽 放 巷鉆 孔平面圖軌 道 運 輸 順 槽鉆 孔剖面圖3 4 0 1 1 底 板 抽 放 巷鉆 場鉆孔布置圖1 2 3 45 6 78 9 10 12 13 1415 16 17 1918 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 331.2m0.4m0 . 4 m16m16m16m 16m圖 35 34011 底板抽放巷施工穿層鉆孔預(yù)抽下順槽瓦斯 ③ 34011 回采工作面采用順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯 區(qū)域防突措施。 在工作面上、下順槽均勻布置順層平行鉆孔和偽傾斜鉆孔，可按三花眼方式布置，順層平行鉆孔和偽傾斜鉆孔上下排距不小于 米，水平面上呈 15～ 20176。，兩組鉆孔在河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 26 空間形成立體交叉，上排、下排鉆孔終孔位置分別控制在距煤層頂、底板 2m左右 (見圖36)。 圖 36 順層平行交叉鉆孔布置示意圖 (2)采煤工作面防突措施 采煤工作面 也可 采用超前排放鉆孔和預(yù)抽瓦斯作為工作面防突措施。 要求：鉆孔直徑一般為 75～ 120mm，鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當均勻布置，在煤層的軟分層中可適當增加鉆 孔數(shù)；超前排放鉆孔和預(yù)抽鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當根據(jù)鉆孔的有效排放或抽放半徑確定（見圖 37）。 圖 37 采煤工作面防突措施鉆孔布置示意圖 (3)掘進工作面防突措施 有突出危險的煤巷掘進工作面應(yīng)當優(yōu)先選用超前鉆孔 (包括超前預(yù)抽瓦斯鉆孔、超河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 27 前排放鉆孔 )防突措施。 煤巷掘進工作面采用超前鉆孔作為工作面防突措施時，應(yīng)當符合下列要求： ① 巷道兩側(cè)輪廓線外鉆孔的最小控制范圍：近水平、緩傾斜煤層 5m，傾斜、急傾斜煤層上幫 7m、下幫 3m。當煤層厚度大于巷道高度時，在垂直煤層方向上的巷道上部煤層控制范圍不 小于 7m，巷道下部煤層控制范圍不小于 3m； ② 鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當均勻布置，在煤層的軟分層中可適當增加鉆孔數(shù)。預(yù)抽鉆孔或超前排放鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應(yīng)當根據(jù)鉆孔的有效抽放或排放半徑確定； ③ 鉆孔直徑應(yīng)當根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況確定，一般為 75～ 120mm，地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑 42～ 75mm 的鉆孔。若鉆孔直徑超過 120mm 時，必須采用專門的鉆進設(shè)備和制定專門的施工安全措施； ④ 煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時，及時探明情況，再重新確定超前鉆孔的參數(shù)； ⑤ 鉆孔施工前，加強工作面支 護，打好迎面支架，背好工作面煤壁。 煤巷掘進工作面超前鉆孔布置見圖 38。 圖 38 煤巷掘進工作面超前鉆孔布置示意圖 保證區(qū)域防突措施的井巷工程 為防止出現(xiàn)采掘接替脫節(jié)，本防突設(shè)計制定了防突工程的計劃和實施，將防突工程與礦井采掘部署、巷道擴修、地區(qū)接替等統(tǒng)籌安排，確保在突出煤層采掘前實施區(qū)域防突措施 。 鶴壁九礦 20212021 年礦井鉆孔工程量 如 (34)表所示。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 區(qū)域綜合防突設(shè)計 28 表 34 鶴壁九礦 20212021 年礦井鉆