【正文】 的初步預(yù)測(cè)資料，依據(jù)指標(biāo)分析， C4 煤層有突出危險(xiǎn)性， C1 煤層的突出危險(xiǎn)性比 C4煤層的突出危險(xiǎn)性小，礦井按 煤與瓦斯突出礦井 進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 采取 四位一體 （突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施）綜合防治突出措施。礦井設(shè)計(jì)中采取防突措施 如下： 綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 17 3. 1 開(kāi)拓布置方式、采區(qū)巷道布置的防突措施 礦井為斜井開(kāi)拓，投產(chǎn)初期共布置三個(gè)井筒，分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井，均為穿層斜井。第一水平標(biāo)高為 +800m， 采用采區(qū)式布置方式，運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷布置在煤層底板茅口灰?guī)r中，距煤層 30m 以內(nèi)。 首采區(qū)利用礦井主斜井、副斜井作為采區(qū)的運(yùn)煤、行人和材料上山，副斜井分別在 +1100m、 +1025m、 +950m、 +875m 作甩車場(chǎng)，在 +800m 水平設(shè)平車場(chǎng)，與布置在茅口灰?guī)r中的 +1100m 水平總回風(fēng)巷， +1025m、 +950m、+875m 階段運(yùn)輸巷及 +800m 水平運(yùn)輸大巷相連，主斜井通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與車場(chǎng)或運(yùn)輸巷聯(lián)系。通過(guò)采區(qū)運(yùn)輸石門和回風(fēng)石門揭穿煤層后布置工作面煤層運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷，然后作開(kāi)切眼，開(kāi)成回采工作面。采區(qū)回風(fēng)上山布置在茅口灰?guī)r中。 為滿 足煤與瓦斯突出礦井的相關(guān)要求，本次設(shè)計(jì)在一采區(qū)每個(gè)階段均布置雙石門，在靠近井筒附近布置采區(qū)運(yùn)輸石門、回風(fēng)石門和回風(fēng)上山，使采區(qū)內(nèi)各采掘工作面均能形成獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)。 因此，礦井的開(kāi)拓巷道和采區(qū)主要巷道均布置在巖層中，符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，并做到了盡量少的揭煤層的要求。 煤層開(kāi)采順序、采煤方法的防突措施 本井田共有四層煤， C1 煤層為全區(qū)可采煤層， C4 煤層為大部可采煤層C2 煤層為極不穩(wěn)定局部可采薄煤層、 C3 煤層為不穩(wěn)定零星可采薄煤層， 屬近距離煤層群。 C1 煤層與 C4煤層的層間距達(dá) 55m 至 60m 左右； 水平運(yùn)輸大巷、總回風(fēng)巷都布置在煤系底板茅口灰?guī)r中，因此各煤層采用聯(lián)合布置。 水平及階段開(kāi)采順序?yàn)橄滦惺?，煤層開(kāi)采順序?yàn)樯闲惺剑?C1煤層作為下保護(hù)層首先開(kāi)采。原因有四點(diǎn)：一是本礦只有 C1 煤層是全區(qū)可采煤層；二是 C1煤層與 C4 煤層的層間距達(dá) 55m 至 60m 左右，若選擇 C4 煤層作為上保護(hù)層，首先開(kāi)采，不能有效保護(hù)下面的 C1 煤層；三是根據(jù) 根據(jù)現(xiàn)有指標(biāo)分析， C1 煤層的突出危險(xiǎn)性比 C4 煤層的突出危險(xiǎn)性小 (建井期間必須請(qǐng)有資質(zhì)綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 18 的單位對(duì) 各 煤層的突出危險(xiǎn)性進(jìn)行重新鑒定 )；四是先采下部的 C1 煤層對(duì)上部的 C4 煤層不構(gòu)成破壞。 開(kāi)采 方式 為后退式，即工作面自采區(qū)邊界開(kāi)切眼向采區(qū)上山方向回采。由于本礦井二個(gè)回采工作面分別布置在 C1煤層和 C4煤層 ，不會(huì)出現(xiàn)同一煤層中布置兩個(gè)相向的回采工作面同時(shí)推至采區(qū)上山的情況，避免了應(yīng)力集中導(dǎo)致回采工作面突出事故的發(fā)生。另外采煤工作面選擇的滾筒采煤機(jī)為淺截深滾筒式采煤機(jī)，采煤機(jī)截深只有 。投產(chǎn)初期回采工作面斜長(zhǎng)150m，工作面走向長(zhǎng) 700m 左右，工作面幾何尺寸不大，對(duì)突出工作面管理有利。 瓦斯抽采 本礦井按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計(jì)，并 在地面 建有高、低濃度永久抽采系統(tǒng)，其中高濃度抽采系統(tǒng)主要負(fù)責(zé) 預(yù)抽、低濃度抽采系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采空區(qū)抽，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)的高負(fù)壓抽采，煤層中的瓦斯含量和瓦斯壓力肯定會(huì)降低，對(duì)降低煤層的突出危險(xiǎn)性有積極的作用。 通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 本礦井推薦的開(kāi)拓開(kāi)采方案， +800m 水平劃分為四個(gè)采區(qū)，主斜井、副斜井位于井田中央，距初期回風(fēng)斜井（ 1 號(hào)回風(fēng)斜井）直線距離約 60m，1 號(hào)回風(fēng)斜井初期為 +800m 水平一采區(qū)服務(wù)，因此礦井初期通風(fēng)方式為中央分列抽出式。 +800m 水平三采區(qū)投產(chǎn)后，啟動(dòng)后期回風(fēng)井（ 2 號(hào)回風(fēng)平硐），礦井通風(fēng)方式過(guò)渡為分區(qū)式抽出式，各采區(qū)均有二個(gè)安全出口， 有利于礦井 安全?；夭晒ぷ髅娌捎蒙闲惺酵L(fēng)方式，主要回風(fēng)巷風(fēng)流方向也為上行式，采掘工作面均為獨(dú)立通風(fēng)，無(wú)串聯(lián)通風(fēng)；掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)均采用 “三專 ”供電，滿足礦井防突的規(guī)定。 綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 19 4 區(qū)域 綜合 防突措施 區(qū)域性 預(yù)測(cè) 煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)分為區(qū)域預(yù)測(cè)和工作面預(yù)測(cè)。工作面預(yù)測(cè)包括石門和井筒揭煤工作面 、 煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，它是預(yù)測(cè)工作面附近煤體的突出危險(xiǎn)性。工作面預(yù)測(cè)是生產(chǎn)礦井經(jīng)常性的技術(shù)工作；而區(qū)域預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)某一煤層或某一煤層一定區(qū)域的突出危險(xiǎn)性，主要是在新水平和新采區(qū)開(kāi)拓、準(zhǔn)備時(shí)的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 。 區(qū)域性預(yù)測(cè)方法主要有單項(xiàng)指標(biāo)法、綜合指標(biāo)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法。單項(xiàng)指標(biāo)法主要用于預(yù)測(cè)煤層的突出危險(xiǎn)性，綜合指標(biāo)法和瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法主要用于突出煤層的區(qū)域性預(yù)測(cè)。 （ 1） 煤層的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 本礦井有可采和局部可采煤層共四層煤，斷層不發(fā)育，瓦斯含量較高，結(jié)合我國(guó)對(duì)煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在預(yù)測(cè)各 煤層的突出危險(xiǎn)性時(shí)， 可選用較成熟、運(yùn)用較廣泛的單項(xiàng)指標(biāo)法。 在第一次揭穿煤層時(shí)，通過(guò)對(duì)煤層破壞類型的分析、瓦斯放散初速度（ ΔP）、煤的堅(jiān)固性系數(shù)（ f）、煤層瓦斯壓力（ P）的測(cè)定，根據(jù)表 247中臨界指標(biāo)值來(lái)對(duì)各煤層是否突出 作預(yù)測(cè)。 全 部指標(biāo)均達(dá)到或者超過(guò) 表 247所列 的 臨界值的， 確定為突出煤層 。礦井在開(kāi)采過(guò)程中， 應(yīng) 實(shí)測(cè)各煤層臨界指標(biāo)值，并歸納、總結(jié)、驗(yàn)證，得出符合本礦井實(shí)際情況的突出危險(xiǎn)性的單項(xiàng)臨界指標(biāo)值。 （ 2）突 出煤層的區(qū)域預(yù)測(cè) 突出煤層區(qū)域預(yù)測(cè)可將預(yù)測(cè)區(qū)域的煤層劃分為突出危險(xiǎn)區(qū)和無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，根據(jù)劃分出的不同區(qū)域采取不同的、針對(duì)性的措施。目 前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的區(qū)域方法為瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法和綜合指標(biāo)法。 由于本 礦井為新建礦井， 被預(yù)測(cè)的煤層未被揭露或未完全被揭露，只能通過(guò)鉆孔、取樣測(cè)定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、解吸速度等瓦斯基本 參數(shù)，以及煤的物理力學(xué)性綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 20 質(zhì)， 可 用單項(xiàng)指標(biāo)或多項(xiàng)綜合指標(biāo)確定該區(qū)域的突出危險(xiǎn)性。 建議選用 綜合指標(biāo)法來(lái)預(yù)測(cè)突出煤層危險(xiǎn)區(qū)域，按下列兩個(gè)綜合指標(biāo)判斷： D=（ / ? 3）（ P ） K=△ P / ? 式中： D——煤層的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)； K——煤層的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)； H——開(kāi)采深度， m； P——煤層瓦斯壓力，取兩個(gè)測(cè)壓鉆孔實(shí)測(cè)瓦斯壓力的最大值， MPa； △ P——軟分層煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)； ?—軟分層煤的平均堅(jiān)固性系數(shù)。 綜合指標(biāo) D、 K 的突出臨界指標(biāo)值應(yīng)根據(jù)本礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定 ，在沒(méi)有實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照表 411 所列的臨界值，來(lái)確定區(qū)域突出危險(xiǎn)性。 表 411 綜合指標(biāo) D 和 K 預(yù)測(cè)煤層區(qū)域突出危險(xiǎn)性的臨界值 煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo) （ D） 煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)（ K） 無(wú)煙煤 其它煤種 20 15 區(qū)域預(yù)測(cè)所劃分出的不同危險(xiǎn)區(qū)域也不是一成不變的。由于預(yù)測(cè)是通過(guò)有限的鉆孔資料來(lái)預(yù)測(cè)煤層的突出危險(xiǎn)性，難免有遺漏或偏差，因而需在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證，不斷補(bǔ)充和完善預(yù)測(cè)資料，修正預(yù)測(cè)結(jié)果，以達(dá)到既有安全可靠性、又盡可能減少對(duì)采掘生產(chǎn)的影響之目的 。 區(qū)域防突措 施 預(yù)抽煤層瓦斯 設(shè)計(jì)采用開(kāi) 預(yù)抽煤層瓦斯 作為其區(qū)域防突措施之一。 礦井瓦斯來(lái)源主要由回采工作面、掘進(jìn)工作面和采空區(qū)等幾部分組成，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置一個(gè) C1 煤層 (保護(hù)層 )工作面， 一個(gè) C4 煤層 (被保護(hù)層 )工作面，綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 21 二個(gè)回采面，一個(gè) C1 煤層預(yù)抽工作面預(yù)抽瓦斯，五個(gè)掘進(jìn)面，其中煤巷掘進(jìn)面 3 個(gè)，巖巷掘進(jìn)面 2 個(gè)。采煤工作面瓦斯涌出來(lái)源主要包括兩部份，既本煤層涌出和 上 部煤層涌出。掘進(jìn)工作面瓦斯來(lái)源主要為本煤層瓦斯和少量圍巖瓦斯。 根據(jù)礦井瓦斯賦存及涌出特點(diǎn)，結(jié)合類似礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮到礦井只有 C1一層全區(qū)可采 煤層， C4一層大部可煤層，共兩層可采的實(shí)際情況，本礦井的瓦斯抽放方法設(shè)計(jì)推薦采用以本煤層抽采為主，多種抽放方式相組合的綜合抽放方法。 具體如下： （ 1）本煤層抽采 ① 抽采方法 設(shè)計(jì)推薦本煤層布置順層鉆孔抽采 C1 煤層煤體內(nèi)瓦斯，為確保抽采鉆孔施工安全，防止施工鉆孔時(shí)誘發(fā)煤與瓦斯突出，設(shè)計(jì)建議在 C1 煤層回采工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷 掘進(jìn) 一定長(zhǎng)度（如 100m）后，每間隔 6～８ m 向本煤層打順層鉆孔，在順槽掘進(jìn)、工作面安裝期間，預(yù)抽 C1 煤層瓦斯，開(kāi)采時(shí)進(jìn)行采動(dòng)卸壓抽采。由于預(yù)抽時(shí)間較長(zhǎng)，為保證預(yù)抽效果，設(shè)計(jì)提前布置一個(gè)預(yù) 抽工作面，預(yù)抽 C1 煤層內(nèi)瓦斯。按上述鉆孔布置，設(shè)計(jì)噸煤鉆孔量達(dá) ～ ，滿足《礦井瓦斯抽采規(guī)范》有關(guān)中厚較難抽采煤層噸煤鉆孔量不低于 m/t 的要求。 該方法主要優(yōu)點(diǎn)有：不需專用抽采巷和鉆場(chǎng)，鉆孔工程量小；抽采鉆孔全部布置在煤層中，抽采效果好，施工成本較低；順層鉆孔對(duì)煤層控制作用強(qiáng)。 實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)測(cè)積累的有效抽采半徑，確定合理的布孔參數(shù)。同時(shí)由于鄰近開(kāi)切眼的煤層區(qū)域，煤層預(yù)抽時(shí)間較其他區(qū)域預(yù)抽時(shí)間短，礦井可根據(jù)實(shí)際抽采效果調(diào)整噸煤鉆孔量。 順層鉆孔布置示 意圖如圖 421 所示。 綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 22 圖 421 順層鉆孔布置示 意圖 ② 封孔工藝和封孔管連接 鉆孔采用聚氨酯封孔，封孔深度 4～ 6m，封孔段長(zhǎng)度 1m，封孔管為直徑 φ60mm的 PE 管（阻燃、抗靜電），再用鎧裝膠管套在 PE 管上，其另一端套在支管的叉管上；再連接到主管上，最后到達(dá)地面泵房。抽采鉆孔間距應(yīng)進(jìn)一步考察，確定合理鉆孔間距，預(yù)抽時(shí)間預(yù)計(jì)為 個(gè)月。 綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 23 100050009000100050009000橡膠墊圈鐵檔板 木塞 鐵線毛巾布 抽放管 水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔 10 花孔聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡(jiǎn)稱。它的種類繁多，根據(jù)原料配方不同，可以制成多種不同產(chǎn)品。對(duì)于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，不漏 氣，另外對(duì)發(fā)泡時(shí)間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度，可塑性等均有一定的要求。聚氨酯封孔采用卷纏藥液法及鉆孔內(nèi)封孔管結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖 422。 圖 422 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 ③ 抽采管路管理 工作面開(kāi)采后，隨著工作面的推進(jìn)，靠近切眼的抽采鉆孔不斷報(bào)廢，當(dāng)鉆孔距工作面切眼 50m 時(shí)，預(yù)計(jì)抽采鉆孔進(jìn)入卸壓區(qū)，進(jìn)行卸壓抽采，隨著抽采管路不斷變短，靠近切眼的管路要逐段卸下來(lái)，端頭用法蘭蓋密封。由于工作面在回采時(shí)，運(yùn)輸順槽需進(jìn)行超前支護(hù)大約 20m，為了不影響生產(chǎn)，需提前拆除管路，給瓦斯管路的管理 造成一定困難，所以可以考慮在靠近工作面切眼 30m 內(nèi)的鉆孔用軟膠管與抽采管相連，抽采管未端特制一段 2～ 3m 長(zhǎng)的短管，短管上做幾個(gè)變徑三通，與靠近工作面的鉆孔用軟管相連，鉆孔報(bào)廢后再向前移動(dòng)短管，保持短管始終在抽采管路的末端，綏陽(yáng)縣田灣 煤礦 防治 瓦斯 突出 設(shè)計(jì) 24 這樣一來(lái)，工作面的預(yù)抽鉆孔可以抽取大量的卸壓瓦斯，使本煤層預(yù)抽取得較好的抽采效果。 （ 2）采空區(qū)抽采 對(duì)開(kāi)采煤層的采空區(qū)進(jìn)行抽采，是降低回采期間工作面瓦斯涌出量的一個(gè)較好的辦法。 對(duì)于采空區(qū)瓦斯，設(shè)計(jì)建立獨(dú)立的低濃度抽采系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽采。對(duì)于回采工作面的采空區(qū)瓦斯，礦井可采用采空區(qū)埋管抽采 或在工作面回風(fēng)順槽向采空區(qū)上方裂隙帶打鉆孔等方式抽采，抽采空區(qū)的卸壓瓦斯，并使采空區(qū)氣體向工作面后方流動(dòng)，以此治理工作面采空區(qū)瓦斯涌出及上隅角瓦斯超限。兩種方法的具體措施如下： 采空區(qū)埋管抽采的具體方法為在 工作面回風(fēng)順槽敷設(shè) D200 煤礦井下用不銹鋼聚酯塑料復(fù)合管為瓦斯抽采管，為防砸壞抽采管道，伸入工作面采空區(qū) 的 抽采管每隔一定距離（暫定 50m）串接一個(gè)三通管件作為瓦斯吸入口。隨工作面推進(jìn)，吸氣口閥門依次打開(kāi)，使其處于最佳抽采位置。本次設(shè)計(jì)暫采用 采空區(qū)埋管抽采 ， 抽采方法見(jiàn)圖 423。 鉆孔抽采 的具體方法為在采煤工作面的回風(fēng)巷道內(nèi)每隔 60米施工一個(gè)高位鉆場(chǎng)， 鉆場(chǎng)開(kāi)口 寬 3m、高 3m、深 2m。