【導讀】水城縣阿戛祥雅煤礦地處水城縣南東直距22km處，屬水城縣阿戛鄉(xiāng)管轄。2020年9月，委托江蘇第一工業(yè)設計院有限責任公。州創(chuàng)新礦冶工程開發(fā)有限責任公司作《貴州省水城縣阿戛鄉(xiāng)祥雅煤礦安全專篇》的編制。該礦主采煤層為C4、C6、C9煤層3層，該礦至今雖未發(fā)生過煤與瓦斯突出事故。的意見》，礦區(qū)位于突出危險區(qū)域，礦井按煤與瓦斯突出礦井進行管理。雅煤礦防突方案設計》的編制工作。煤礦必須立即安裝和完善井下通訊、壓風、防塵供水系統(tǒng)的緊急通知》；省小型煤礦瓦斯抽采有關事宜的通知》；作為一項重要工作來抓，全體職工都必須嚴格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。措施四位一體的綜合措施。煤層突出危險預測和防治突出措施效果檢驗的相關章節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。材供應、監(jiān)督檢查等方面有關防治突出的各種管理制度。水城縣阿戛鄉(xiāng)祥雅煤礦（整合）由原原祥雅煤礦和原四丫口煤礦整合而成，據(jù)調查,

　　

【正文】 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 27 頁 27 對于正在開采的保護 層開采工作面，必須超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層之間法線距離的 3 倍，并不得小于 100m。 對停采的保護層采煤工作面，停采時間超過 3個月、且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線、采止線及所留煤柱對被保護層沿走向的保護范圍可暫按卸壓角 56176?！?60176。劃定 ,如圖 4－ 1－ 1 所示。按該方法確定的保護范圍需按實際情況進行檢驗，當與觀測結果不符合時應進行修改。 計算的保護距離和煤柱影響范圍見表 5－ 1－ 2。 被保護層保護范圍保護層采空區(qū)δ 5 δ 5δ 55δ 被保護層上部保護層 圖 4－ 1－ 1 保護層工作面 始采線、停采線和煤柱的影響范圍 表 4－ 1－ 2 沿走向的保護范圍和煤柱影響范圍 煤層類別 計算的有效保護距離或影響范圍（ m） 工作面走向長度為 L1 煤柱 L2 C1 煤層 L12 18 ctgδ 5 L2+2 18 ctgδ 5 其中：δ 5＝ 56176?！?60176。 沿傾斜解放范圍的確定。 解放層開采以后，巖層沿斜方向的移動是沿著最大下沉角θ 0方向發(fā)展的，因此傾斜方向的解放范圍，按卸壓角δ劃定。卸壓角的大小應采用礦井實測數(shù)據(jù)，如無實測數(shù)據(jù)，保護層沿傾向方向的卸壓角可以按表 5－ 1－ 4取值。計算的保護距離和煤柱 影響范圍見表 4－ 1－ 3。如圖 4－ 1－ 2所示。 表 4－ 1－ 3 沿傾斜方向的保護范圍和煤柱影響范圍 煤層類別 計算的有效保護距離或影響范圍（ m） 工作面傾斜長度 L3 煤柱 L4 C4 煤層 L118 (ctgδ 3+ ctgδ 4) L2+18 (ctgδ 3+ ctgδ 4) 表 4－ 1－ 4 保護層沿傾斜的卸壓角 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 28 頁 28 煤層傾角α（度） 卸壓角（度） δ 1 δ 2 δ 3 δ 4 0 80 80 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 90 80 72 80 73 90 78 75 α上部保護層被保護層下部保護層δ42δδ13δδ24δ1δ3δ保護層采空區(qū)被保護層保護范圍 圖 4－ 1－ 2 沿傾斜方向保護范圍和煤柱的影響范圍 正在開采的保護層開采工作面，必須超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層之間法線距離的 3 倍，并不得小于 100m。 對停采的保護層采煤工作面，停采時間超過 3個月、且卸壓比較充分，該采煤工作面的始采線、采止線及所留煤柱對被保護層沿 走向的保護范圍可暫按卸壓角 72176。～ 90176。 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 29 頁 29 劃定。 煤層平均傾角 35－ 60176。 ，為急傾斜煤層，根據(jù)表 4－ 1－ 4，煤層傾斜解放范圍為：δ 1＝ 69－ 72176。，δ 2＝ 90176。，δ 3＝ 80176。，δ 4＝ 70176。 開采保護層后，在被保護層中受到保護的區(qū)域可按無突出危險區(qū)進行采掘作業(yè)；在未受到保護的區(qū)域，必須采取綜合防治突出措施。 第二節(jié) 煤層瓦斯抽放 單一的突出危險煤層和無保護層可采的突出煤層，可采用預抽煤層瓦斯防治突出的措施，但必須遵守下列規(guī)定： 1．鉆孔應控制整個預抽區(qū)域并均勻布孔； 2．預抽煤層瓦斯防治突出措施的有效性指標，應 根據(jù)礦井實測資料確定。 在未達到預抽有效性指標的區(qū)段進行采掘作業(yè)時，必須采取補充的防治突出措施。 預抽煤層瓦斯鉆孔可采用沿煤層或穿層布置方式。設計采用本煤層瓦斯抽放，抽放鉆孔沿煤層布置；掘進巷道采用先抽后掘的方式。在未受保護的煤層中掘進鉆場或掘進打鉆所需要的煤巷時，都必須采取防治突出措施。 采用預抽煤層瓦斯防治突出措施的有效性指標，應根據(jù)礦井實測資料確定。如果無實測數(shù)據(jù)，可參考下列指標之一確定： ，突出煤層殘存瓦斯含量應小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量； 2．煤層瓦斯預抽率應大于 25％。煤層瓦斯預抽率應用鉆孔控制范圍內煤層瓦斯儲量與抽出瓦斯量 (包括打鉆時鉆孔噴出的瓦斯量、自然排放量 )來計算。 達不到上述預抽指標的區(qū)域，在進行采掘工作時，都必須采取防治突出的補充措施。采用煤層瓦斯抽出率作為有效性指標的突出煤層，在進行采掘作業(yè)時，必須參照《 規(guī)定 》第 74 條所規(guī)定的方法 “ 鉆孔瓦斯涌出初速度法、 R值指標法、鉆屑指標法和其他經(jīng)試驗證實有效的方法 (鉆屑溫度、煤體溫度、放炮后瓦斯涌出量等 )”之一 對預抽效果進行經(jīng)常復查。 一、抽放設備選擇 礦井地面瓦斯抽放泵房安設 2 臺 SK－ 20 型瓦斯抽放泵進行 高負 壓 瓦斯抽放，一臺使用，一臺備用。抽放泵參數(shù)為：功率 37kw，最大抽氣量 ，負壓 1013～ 33hPa。 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 30 頁 30 礦井在 回風 斜井安設 一 趟瓦斯抽放主管，直徑Φ 150mm 的 無縫鋼 管 ， 支管為Φ 80mm的 無縫鋼 管。配備 ZDY548（原 MYZ150）型煤礦用坑道鉆機 3臺。 二、順層鉆孔預抽方案及有關參數(shù)的確定 鉆孔預抽參數(shù)的選擇 祥雅 煤礦 回采工作面傾向長度為 50m，走向長 400m，根據(jù)鉆孔的布置方式，選擇奉鎮(zhèn)江安達機械有限責任公司 研究開發(fā)的 ZDY548 鉆機。 鉆孔直徑 為了保證有較好的抽采效果， 做到鉆孔施工的經(jīng)濟合理，確定鉆孔的直徑為 75mm。 鉆孔間距 根據(jù)實測資料分析，參考其他礦井資料，本著密集布孔的原則確定孔間距為 8m。 抽采負壓 在保證鉆孔封孔質量的基礎上，適當提高鉆孔抽采負壓是提高抽采效果的有效措施之一。但從理論上分析，即使抽采負壓很高，鉆孔抽采效果的變化也不大，此外，鉆孔瓦斯抽采過程中，由于受管路和鉆孔密封性的影響，負壓過大會增加空氣量的滲入，而且瓦斯抽采泵提高抽采負壓有一定限度。 封孔深度 鉆孔的封孔質量和封孔深度是影響鉆孔抽采瓦斯效果的重要因素之一。由于鉆孔孔口段為 煤 （巖） 層的卸壓段，容易出現(xiàn)封孔效果不佳而導致漏氣的現(xiàn)象，因此封孔應避開孔口的塑性破壞區(qū)，并要求有一定的封孔深度。 祥雅 煤礦 選用 聚氨酯封孔劑 封孔，封孔深度為 5m。 鉆孔排渣方式 采用注水擴孔的方式。 鉆孔位置： 根據(jù)礦井實際情況，鉆孔布置采煤工作面聯(lián)絡巷，掘進工作面迎頭，沿煤層打孔。 三、采煤工作面瓦斯抽放 祥雅 煤礦 開采范圍內煤層平均傾角 35－ 60176。， 且為近距離 薄及中厚 煤層群， 在工作面上下巷沿煤層傾斜方向施工抽放鉆孔存在一定難度。因此設計采用 底板穿 層鉆孔抽采煤層瓦斯，在 煤層底板巖層 中沿煤層走向平行布置 瓦斯抽放巷，從瓦斯抽放巷施工穿層抽放鉆孔進行高負壓抽放，對工作面煤層進行預抽。 抽采巷距 C2煤層底板 10m， 鉆孔布置見圖 5－ 2－ 1。 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 31 頁 31 8m8m回風巷運輸巷10m20m20102010 圖 4－ 2－ 1 采煤工作面 及煤巷掘進前 預 抽放鉆孔布置 示意 圖 四、掘進工作面瓦斯抽放 掘進工作面采用 先抽后掘的抽 放方式。 在煤巷掘進工作面迎頭向掘進巷道前方煤層施工扇形鉆孔，每個循環(huán)施工 5－ 10 個鉆孔。長鉆孔長度 40m，每個循環(huán)間距 30m，進行瓦斯預抽。見圖 4－ 2－ 2。 7m3m1234512345掘進巷道巷頂巷底C17m3mAAA40m 圖 4－ 2－ 2 巷道掘進先抽后掘瓦斯抽放鉆場、鉆孔布置 示意 圖 根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標》（ AQ10262020）規(guī)定，煤與瓦斯突出礦井抽采后瓦 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 32 頁 32 斯含量必須降到 8m3/t以下，瓦斯壓力降到 以下。 第三節(jié) 局部防治突出措施 石門揭煤 根據(jù)方案設計： 本礦有皮帶石門、運輸石門、 1330 回風石門、 1284 運輸石門等石門與各煤層（多次）揭煤。 在施工過程中， 在地質構造破壞帶應盡量不布置石門。如果條件許可，石門應布置在被保護區(qū)或先掘出石門揭煤地點的煤層巷道，然后再用石門貫通。石門與突出煤層中已掘 出的巷道貫通時，該巷道應超過石門貫通位置 5m 以上，并保持正常通風。 石門揭穿突出煤層、即石門自底 (頂 )板巖柱穿過煤層進入頂 (底 )板的全部作業(yè)過程，都必須采取防治突出措施，并編制設計，報礦總工程師批準。石門揭穿突出煤層的設計，必須具有 下 列主要內容： 1．突出預測方法及預測鉆孔布置、控制突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力的鉆孔布置； 2．建立安全 可 靠的獨立通風系統(tǒng)。并加強控制通風風流設施的措施。在建井初期，礦井尚未構成全風壓通風時，在行門揭穿突出煤層的全部作業(yè)過程中，與此石門有關的其他工作面都必須停上工作。放震 動炮揭穿突出煤層時，與此石門通風系統(tǒng)有關地點的全部人員必須撤至地面，井下全部斷電，井口附近地面 20m 范圍內嚴禁行任何火源； 3．揭穿突出煤層的防治突出措施； 4. 準確確定安全巖柱厚度的措施； 5．采取安全防護措施。 石門揭煤時須依照如下順序和要求進行 1．石門揭穿突出煤層前，必須打鉆孔控制煤層層位、測定煤層瓦斯壓力或預測煤層突出危險性，前探鉆孔、測壓鉆孔布置方式見圖 4－ 3－ 1。 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 33 頁 33 煤層掘進面B B39。 剖面A A39。 剖面4321213 、 421BB39。A39。A 2— 控制煤層層位鉆孔； 4— 測定煤層瓦斯壓力鉆孔 圖 4－ 3－ 1 控制突出危險煤層的前探鉆孔布置示意圖 2． 在工作面距煤層法線距離 10m 之外，至少打 2個前探鉆孔，掌握煤層賦存條件、地質構造、瓦斯情況等。 地質構造復雜、巖石破碎的區(qū)域，石門工作面掘至距煤層 20m(垂距 )之前，必須在石門斷面四周輪廓線外 5m 范圍煤層內布置一定數(shù)量的前探鉆孔，以保證能確切地：掌握煤層厚度、傾角的變化、地質構造和瓦斯情況等。 3． 在工作面距煤層法線距離 5m以外，至少打 2 個穿透煤層全厚或見煤深度不少于10m 的鉆孔，測定煤層瓦斯壓力或預測煤層突出危險性。測定煤層瓦斯壓力時，鉆孔應布置在巖層 比較完整的地方。對近距離煤層群，層間距小于 5m 或層間巖石破碎時，可測定煤層群的綜合瓦斯壓力。 4． 工作面與煤層之間的巖柱尺寸應根據(jù)防治突出措施要求、巖石性質、煤層傾角等確定。工作面距煤層法線距離的最小值為：抽放或排放鉆孔 3m，金屬骨架 2m，水力沖孔 5m，震動爆破揭穿（開）急傾斜煤層 2m、揭開（穿）傾斜或緩傾斜煤層 。如果巖石松軟、破碎，還應適當加大法線距離。 5. 為了防 止 誤穿煤層，在石門工作面距煤層垂距 5m 時，應在石門：工作面頂 (底 )部兩側補打 3個小自徑 (42mm)超前鉆孔，其超前距不得小于 2m。當 巖巷距突出煤層垂距不足 5m且大于 2m時，為了防止巖巷誤穿突出煤層，必須及時采取探測措施，確定突出煤層層位，保證巖柱厚度不小于 2m(垂距 )。 6． 石門揭穿（開）突出煤層前，當預測為突出危險工作面時，必須采取防治突出 水城縣 阿 戛鄉(xiāng)祥 雅 煤礦防突方案設計 第 34 頁 34 措施，經(jīng)檢驗措施有效后，可用遠距離爆破或震動爆破揭穿（開）煤層；若檢驗措施無效，應采取補充防治突出措施直至有效。當 鑒定 為無突出危險 煤層 工作面時，可不采取防治突出措施， 但必須采用 震動爆破揭穿（開）煤層。 石門防治突出措施有抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、金屬骨架或其它經(jīng)試驗證明有效的措施，本礦 石門防治突 出的措施可采用排放鉆孔的措施，在實施防治突出措施時，必須進行實際考察，得出符合本礦井的有關參數(shù)。 排放鉆孔布置在石門周界外 3～ 5m 的煤層內，鉆孔的直徑 75