郑州慧祥煤业综合防突措施设计(8)

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4）在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探，探测地质构造和观察突出预兆。

当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还必须保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现突出预兆，该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

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5 局部综合防突措施

局部防突措施包括下列内容： 1）工作面突出危险性预测； 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。

5.1 局部综合防突措施基本程序和要求

1）工作面突出危险性预测（以下简称工作面预测）是预测工作面煤体的突出危险性，包括石门、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面预测应在工作面推进过程中进行。

采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。 未进行工作面预测的采掘工作面，应视为突出危险工作面。

2）突出危险工作面应当采取工作面防突措施，并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后，即判定为无突出危险工作面；当措施无效时，仍为突出危险工作面，应当采取补充防突措施，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。

无突出危险工作面在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。

煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。

工作面应保留的最小措施超前距为：煤巷掘进工作面5m，回采工作面3m；在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距，但煤巷掘进工作面不小于7m，回采工作面不小于5m。

3）石门揭穿煤层前，应准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形态。 在掘进工作面掘进至煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m的前探取芯钻孔，详细记录岩心资料，并利用前探钻孔测定煤层压力。若两者不能共用时，则测压钻孔应布置在该区域各见点间距最大的位置，以准确测定煤层压力。

在地质构造复杂带，岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前应当布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。

4）石门工作面从距煤层顶板最小法向距离5m开始到揭开煤层进入全煤巷掘进前进5m的过程均属于揭煤作业。揭煤作业应编制揭煤的专项防突设计，报煤矿企业技术负责人批准。

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揭煤作业应当具有相当技术能力的专业队伍施工。按照下列作业程序进行： (1)探明揭煤工作面和煤层的相对位置；

(2)在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）； (3)工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施； (4)实施工作面措施效果检验；

(5)掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；

(6)采取安全防护措施并用远距离爆破揭开煤层； (7)在岩石巷道与煤层连接处加强支护。

5）石门揭煤工作面的突出危险性预测应在距煤层最小法向距离5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大距离）进行。

在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，在采用工作面预测的方法（综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法）进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面，则在采取安全防护措施的条件采用远距离爆破揭穿煤层。

当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，应当采取或补充工作面防突措施，直到经效果检验为无突出危险工作面。

6）为防止误揭煤层，石门工作面从掘进至距煤层最小法向距离5m开始，应该采用物探或钻探手段边探边掘，若采用钻探手段，巷道每前进一个循环，靠近掘进工作面于巷道底板打3个垂直于煤层的钻孔，巷中及两侧各一个，钻孔深度不得小于2m，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开煤层前要求的最小距离。

采用远距离爆破揭开煤层时，揭煤工作面与煤层间的最小垂距为1.5m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加垂距。

7）突出煤层的每个煤巷掘进工作面和采煤工作面都应编制工作面专项防突设计，报矿技术负责人批准。当实施过程中煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，还应做出补充或修改设计。

5.2 石门揭煤工作面局部防突综合性技术措施

工作面预测实质上是采取区域防突措施并经区域措施效果检验后的区域验证，其任务是确定工作面附近煤体有无突出危险性，以便决定是否采取工作面防突措施。 5.2.1石门揭煤工作面突出危险性预测

当石门揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离5m前（如果是地质构造复杂、岩石破碎的区域，则要求在距煤层最小法向距离应适当增加），在石门轮廓线外10m的外圆上施工3个成等边三角形的穿透煤层全厚且进入顶（底）板不小于0.5m的瓦斯

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压力测定钻孔（图5-1）。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时，应当测定各煤层的综合瓦斯压力。

图5-1 石门揭煤工作面测压钻孔布置示意图

Figure 5-1 Crosscut drilling coal face manometry schematic layout

测压钻孔在每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f，把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度Δp，则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。综合指标D、K的计算公式为:

0.0075H D ? ( ? 3) ?(P?0.74)(5-1)

f

K??p f (5-2)

式中 D—工作面突出危险性的综合指标；

K—工作面突出危险性的综合指标； H—煤层埋藏深度，m；

P—煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，MPa； △p—软分层煤的瓦斯放散初速度； f—软分层煤的坚固性系数。

石门揭煤工作面突出预测综合指标D、K的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表5-1所列的临界值进行预测。

当测定的综合指标D、K都小于临界值，或者指标K小于临界值且式5-1中两括号内的计算值都为负值时，若未发现其他异常情况，该工作面即为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。

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表5-1石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标临界值

Table 5-1 Crosscut face outburst prediction composite indicator thresholds

综合指标 K

综合指标 D

无烟煤

0.25

20

其它煤种 15

5.2.2石门揭煤工作面防突措施

当石门揭煤工作面经预测有瓦斯突出危险性时，采用排放钻孔和预抽瓦斯钻孔作为石门揭煤工作面局部防突措施，如图5-2示。排放钻孔和预抽瓦斯钻孔布置必须满足如下要求：

1）钻孔直径一般选用75～120mm。

2）石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。立井揭煤工作面钻孔控制范围是：井筒四周轮廓线外至少5m。

3）钻孔应当均匀布置在整个控制区域内，钻孔孔底间距应当根据实际考察的煤层有效排放和抽放半径确定，如无实际考察数据，可暂按有效排放（抽放）半径1.5m取值，即钻孔孔底间距取3m。

4）揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时，可分段施工，但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离（掘进到煤层顶或底板时不在此限）。

5）钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽放状态。

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