1、 1 山西山西潞安集团左权潞安集团左权五里堠五里堠煤业有限公司煤业有限公司 回风立井回风立井 1515- -3 3# #煤层煤层揭煤揭煤安全技术措施安全技术措施 第一章第一章 概述概述 一、一、编写依据编写依据 （1）山西潞安环能地质勘探大队提供的井筒检查孔综合柱状图 附图附图 1 1：井筒井检孔综合柱状图：井筒井检孔综合柱状图 （2）山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司回风立井井筒平、剖、断 面图 （3）山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报 告 （4）山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司回风立井井筒施工组织设 计 （5）山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司进、回风立井安全揭煤防
2、 突技术方案 （6） 煤矿安全规程 （7） 防治煤与瓦斯突出规定 二、二、工程概况工程概况 山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司位于左权县境内。 回风立井井筒设 计净直径7m，设计井筒深度 238m，回风立井井筒中心坐标为： X=4104424.840、Y=19708836.770、Z=+1208.000，支护形式：表土段及风化基 岩段井壁采用双层钢筋混凝土支护，支护厚度为 1000 mm，基岩段采用素砼/ 钢筋砼支护，井壁厚度 500mm/600mm，混凝土强度等级为 C30。 根据潞安环能地质勘探大队提供的回风立井井检孔钻孔柱状图 显示， 回风立井在垂深 207.85213.5m（永久锁口标
3、高1208.00m，相对标高 0.000m）位置时将揭露 15-3#煤层，煤厚 5.65m 目前已施工到距离 15-3#煤层 上 67.05m 位置 （垂深 140.8m,绝对标高+1067.2m） 。 为保证安全顺利穿过 15-3# 煤层，特编制本揭煤安全技术措施，以指导揭煤施工。 2 回风立井井筒技术特征见下表 1-1 三、三、重大危险因素辨识重大危险因素辨识 表 1-2 序号 活动产品 工作 危害因素 危害结果 控制措施 1 班前会 没有开班前会下井 人员失误操作伤亡 必须参加班前会 身体状况不佳下井 人员失误操作导致伤害 严禁下井 穿化纤衣服下井 产生火花引发火灾 严禁下井 不按规定发
4、送信号 人员伤亡、设备损坏 严格执行操作规程 2 电气设备 电气火灾 人员伤亡、设备损坏 杜绝电器设备起火 电气设备失爆 引起火灾伤人 杜绝电器设备失爆 3 通风 无风或风量不足 有害气体超限 及时恢复通风 4 井下有 害气体 燃烧、爆炸 伤人、设备损坏 加强通风 有害气体涌出异常 伤人、设备损坏 及时检侧预防 5 爆破作业 用瓦斯释放孔 做炮孔 点燃瓦斯 严禁用瓦斯释放孔做炮孔 6 超前管理 未执行先探后掘 有害气体涌出 严格执行先探后掘 7 煤与瓦斯突出 瓦斯爆炸 人员造成伤亡 严格执行本措施 破坏通风系统 造成人员窒息伤亡 加强通风设施的维护 8 打 钻 钻机未固定好 钻机摇摆伤人 固定
5、牢固 操作人员站在钻机 后方 顶钻伤人 严格执行操作规程 钻机未固定好 钻孔窜位 固定牢固 9 瓦电、 风电闭锁 监控系统 失灵 瓦斯超限或工作面无风 情况下不能及时断电 及时检修 10 封口盘、吊盘、 模板 杂物未清扫干净、 工器具未生根牢固 杂物、工器具坠落伤人 每班按排专人负责清 扫干净，工器具生根牢固 名 称 单 位 数 量 井口位置 X m 4104424.840 Y m 19708836.770 井口标高 m +1208.000 设计净直径 m 7 设计净断面 m 2 38.47 表土深度 m 28.5 井筒深度 m 238 3 11 测定瓦斯参数 数据误差偏大 采取防突措施不符合
6、规 定 测定人员严格执行操 作规程 12 绞车保护装置 失灵 造成人员伤亡 每班按排专人负责检 查、维护、试验 13 远距离爆破作 业 警戒未做好 无关人员进入造成人员 伤亡 专人负责警戒 放炮误揭煤层 下层煤层保护距离不足 严格控制放炮进尺 14 揭煤流程 未按揭煤流程施工 防突措施不到位 严格按照流程施工 15 施工作业 施工人员不熟悉突 出预兆 瓦斯突出、人员伤亡 严格贯彻突出预兆 四、四、矿井地质概况矿井地质概况 1.矿井地质概况 井田位于山西断隆沁水台凹沁县凹陷的中东部， 其东侧为太行山断拱。出 露地层由东向西依次由老至新，主要为上太古界五台超群石咀群金刚库组 （桐 峪组） ；上中元
7、古界长城系常州沟组、串岭购组；下古生界寒武系奥陶系；上 古生界石炭系、二叠系；中生界三叠系及第四系等。 井田所在区域的西部以走向 NE 的相互平行的褶皱为主，以石厘向斜为代 表。东部以走向 NNE 的断裂为主，具代表性的为走向 NNE 的高平断裂带斜贯其 中。 五里堠煤矿位于沁水煤田中东部武乡五区普查范围内， 本区含煤地层有石 炭系中统本溪组（C2b） 、上统太原组（C3t） ；二叠系下统山西组（P1s）及下 石盒子组（P1x） 。其中太原组、山西组含有主要可采煤层；本溪组、下石盒子 组含 12 层薄煤层，均为不可采煤层。 2.煤层赋存特征 据经查资料，15-3#煤层钻孔瓦斯含量较大，为 13
8、.89ml/g 可燃质，考虑 到 15-3#煤层厚度达到 5.65m，所以 15-3#煤层在井筒揭煤过程中要严格按照 煤层特征来管理。 15-3#煤层标高+994.5m+1000.15m（相对标高-207.85m-213.5m） ： 4 15-3#煤层上部为砂岩：井深-194.65m-207.85，层厚 13.2m，灰白色，中粒 砂状结构，含暗色矿物；15-3#煤层下部为砂岩：井深-213.5m-214.5，层厚 1m，黑灰色，产少量植物化石碎片。根据已揭露岩层以及预测 15-3#煤层为东 西走向，倾角约 10 左右。 3.煤层瓦斯情况 目前已揭煤层瓦斯情况：根据井检孔资料以及井筒施工实际情况
9、，5#煤 层以上未揭露任何煤层。 回风井分别在井深 80.8m、 113.5m、 125.45m、 127.5m、 129.4m、141.6m、152.8m、172.0m、186.35m 处揭露 5#、6#、7#、8-1#、8-2#、 9#、11#、13#、14#煤层，进风井目前已经揭露 15-3#煤层。各煤层具体揭煤 情况见下表。 煤层编 号 煤厚 （mm） 瓦斯 含量 (m 3/t) 瓦斯压 力(MPa) 5m 处 K1 最大值 2m 处 K1 最大值 远距离放 炮揭煤时 间 放炮 30 分钟后 CH4(%) 放炮 30 分钟后 CO(ppm) 5# 750 4.0653 0.033 0.
10、02 0.07 5 月 3 日 20：18 0 7 6# 700 4.305 0.036 0.02 0.03 5 月 29 日 9：28 0 4 7# 600 3.4257 0.046 0.01 0.12 6 月 3 日 9：56 0.04 2 8-1# 450 3.1002 0.029 0.02 0.05 6 月 4 日 18：15 0.03 2 8-2# 450 3.1365 0.032 0.03 0.03 9# 750 3.7400 0.067 0.19 0.13 6 月 9 日 8：21 0.02 17.5 11# 950 3.6365 0.053 0.17 0.23 6 月 28 日
11、 19：26 0 2 13# 450 4.0049 0.073 0.13 0.18 7 月 6 日 20:55 0 2 14# 550 3.7367 0.052 0.09 0.10 7 月 18 日 18:00 0 0 进风井 15-3# 4800 5.1769 0.03 0.25 0.11 7 月 18 日 16:09 0 0 4.水文地质情况 根据潞安环能地质勘探大队提供的井筒检查孔综合柱状图和终孔报告， 钻 孔揭露资料、简易水文资料及盐化测井成果等， 将基岩含水层划分为 2 个含水 5 层；即： 碎屑岩类裂隙含水层组； 碎屑岩、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层 组。 碎屑岩类裂隙含水层组：碎屑岩
12、含水岩组主要指上、下石盒子组及山 西组地层中的砂岩含水层。 k8 砂岩具斜交裂隙，方解石薄膜充填，裂隙面铁质浸染。厚度 3.50m，砂 岩为中粒，成分以长石、石英为主，根据简易水文观测，消耗量无明显变化， 故富水性较弱，而且透水性又不好，因而对煤层开采影响不大。 k7 砂岩含水层，为中粒，长石、石英砂岩，厚 4.15m。为山西组底界，距 离太原组煤层距离又远，间距 11.45m，故而对太原组煤层的开采影响亦较小。 一般地讲，其对山西组煤层的开采无大影响。 碎屑岩、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组 太原组 k5 砂岩含水层以及 k4、k3、k2 石灰岩含水层即属该类含水层。 k5 砂岩含水层，岩性为中
13、粒长石，厚 2.05m，根据简易水文观测，消耗量 无明显变化，富水性较弱。 k4、k3、k2 三层石灰岩裂隙岩溶含水层， k4 灰岩厚 3.30m；k3 灰岩厚 3.30m；k2 灰岩厚 6.00m。k4、k3 石灰岩具不规则裂隙，方解石脉充填，根据 简易水文观测，消耗量无明显变化，富水性较差，k2 灰岩具不规则裂隙， 180.00180.10m 掉钻，简易水文观测水位下降至 126.00m 左右。 k2 石灰岩含 水层对太原组 15 号煤层开采较有影响，望施工过程中引起注意。 回风井打地质钻期间，在井筒垂深 165.65m、180m 处分别遇 K3、K2 石灰 岩， 出现涌水现象， 根据现场
14、实际测量， 单孔涌水量分别为 33m 3/h、 31m3/h （钻 孔 75mm） ，井筒涌水量为 118.7 m 3/h。目前正在注浆施工，如注浆效果良好， 在揭煤段施工中，井筒将不会出现涌水现象。 6 第二章第二章 揭煤技术措施揭煤技术措施 一、一、揭煤流程揭煤流程（具体流程见下图） 揭煤防突工艺流程示意图揭煤防突工艺流程示意图 无危险 有危险 无效 有效 无效 有效 有危险 超前地质孔 （l20m） ， 根据岩性 及地质分析，确定煤层层位 距煤层不小于 10m，前探孔+测 压孔，精探煤层赋存状况，测定 煤层瓦斯压力(P)或含量(W)， 初 步预测煤层突出危险性 距煤层垂距 5m 处，预测
15、煤层突 出危险性（区域验证） 边预测边探边掘至距煤层安全 垂距最小处（远距离爆破位置） 防突措施效果检验 补充防突措施 补充措施效果检验 安全防护措施 远距离爆破揭煤 加强支护 继续采取防突措施直至穿透煤 层进入煤层底板 进入煤系地层 无危险 实施局部防突措施 距煤层垂距 7m 前 实施区域防突措施 有效 无危险 有危险 区域防突措施效果检验 无效 采用工作面预测方法进行最后 验证 7 1.在距煤层法向距离 20m 处对煤层进行超前预探，初步掌握煤层层位及产 状，防止误揭煤层； 2.在掘进到距煤层法向距离 10m 前再次进行超前钻探， 进一步掌握煤层层 位及产状， 并测定煤层瓦斯压力及含量，对
16、所揭煤层突出危险性进行初步预评 价； 3.若在距离煤层法向距离 10m 之前，预测煤层具有突出危险性，则在距离 煤层法向距离 7m 前，对煤层采取区域综合防突措施，直到措施有效。 4.若在距离煤层法向距离10m时预测煤层无突出危险性或采取区域防突措 施有效后，掘进至距离煤层法向距离 5m 时，对煤层采用工作面预测方法进行 区域验证。 5.在距离煤层法向距离 5m 时区域验证煤层具有突出危险，则立即采取局 部综合防突措施，直到措施检验有效。 6.在距离煤层法向距离 5m 时区域验证煤层无突出危险或采区局部防突措 施效果检验有效后， 掘进至远距离爆破揭煤位置采用工作面预测方法进行最后 验证。 7.
17、在掘进至远距离爆破揭煤位置 2m 时进行最后验证，若煤层具有突出危 险性，则采取补充防突措施，直到措施检验有效。 8.在掘进至远距离爆破揭煤位置 2m 时进行最后验证，若煤层无突出危险 性或采取补充防突措施效果检验有效后，实施远距离爆破揭煤。 二二、区域综合防突措施区域综合防突措施 在距煤层法向距离 20m 处对煤层进行超前预探，利用 QZJ-100B 型风动潜 孔钻机施工 2 个超前钻孔，初步掌握煤层层位及产状及钻孔涌水情况。 超前钻孔参数表 表 2-1 孔 号 孔径 （） 钻孔圈径 （mm） 见煤深度（m） 终孔深度 （m） 钻孔与井筒 中心线夹角 （） 方位角 1 75 6600 22.
18、5m 见 15-3#煤 28.65 29 90 2 75 6600 23.6m 见 15-3#煤 29.75 26 270 附图附图 2：距离：距离 15-3#煤层煤层 20m 时前探钻孔布置示意图时前探钻孔布置示意图 8 1.区域突出危险性预测 1.1 预测方法 根据掘探一体化施工钻孔资料分析， 该段无地质构造复杂、岩石破碎的区 域。在井筒掘砌至垂深 197.85m（距离 15-3#煤层 10m）时停止掘进施工, 利 用 QZJ-100B 型风动潜孔钻机施工 6 个超前钻孔（控制到井筒轮廓线外 8m 处） 探明工作面和 15-3#煤层赋存情况及相对位置。钻孔孔径为 130mm、75mm，其
19、中一个从井筒中央垂直向下打钻，另外五个从井筒周围向煤层打钻，钻孔应穿 透 15-3#煤层底板 0.5m。 其中 1#、2#、3#、4#钻孔作为测压孔对 15-3#煤层 瓦斯压力进行测试，应按照测压要求进行施工。 严格按照揭煤措施进行探煤工作，并保证前探钻孔质量，准确控制煤层层 位，防止误揭煤层，若发现断层、褶曲或煤岩层产状异常等，必须增加控制钻 孔数量。 详细记录每一钻孔实际施工过程中的数据， 并对探煤情况对控制范围进行 反算，保证探煤孔控制在立井轮廓线外 8m 处。若施工中存在其他因素影响需 调整好开孔位置时，应根据实际开孔情况对钻孔参数进行修正。 利用煤层瓦斯压力、DGC 瓦斯含量直接测定
20、装置测定瓦斯含量、瓦斯放散 初速度值（ P） 、煤的坚固性系数（f）和钻屑解析指标（ h2、k1）来预测是 否具有突出危险性，区域预测有突出危险时采取区域防突措施。 详见超前钻孔设计参数表 2-2； 超前钻孔（区域预测孔）参数表 表 2-2 孔 号 孔径 （） 钻孔圈径 （mm） 见煤深度（m） 终孔深度 （m） 钻孔与井筒 中心线夹角 （） 方位角 1 130 7000 12.5m 见 15-3#煤 18.65 30 90 2 130 6000 13.0m 见 15-3#煤 19.15 29 90 3 130 0 13.3m 见 15-3#煤 19.45 27 井筒“十”字线 中心 4 13
21、0 6000 13.6m 见 15-3#煤 19.75 26 270 9 5 75 6000 13.3m 见 15-3#煤 19.45 27 0 6 75 6000 13.3m 见 15-3#煤 19.45 27 180 附图附图 3：距离：距离 15-3#煤层煤层 10m 时前探钻孔（区域预测孔）布置示意图时前探钻孔（区域预测孔）布置示意图 1.2 钻孔施工方法 当井筒施工至井深 197.85m 时，对井壁进行永久支护和必要的临时支护, 并将工作面进行找平，以便于探煤施工，然后在工作面安设钻机。前探（取芯 及测压） 钻孔施工过程中地测及矿通风部技术人员现场跟班， 详细记录钻孔开 孔位置、见煤
22、深度、终孔深度。 （见附表（见附表 1 1） 1.3 测压方法 1）测压封孔 针对不同的钻孔， 考虑孔口内是否有水等情况， 设计不同的测压封孔方法， 并将无需测压的探煤孔（包括废孔）用水泥密封住，防止其对测压造成影响， 确保测压的准确可靠。测压所需材料见表 2-3。 瓦斯压力测定所需设备及材料一览表 表 2-3 序号 名称 规格型号 单位 数量 1 注浆泵 QZB-40/11 台 1 2 钻机 QZJ-100 台 1 3 水泥 42.5 硅酸盐 T 1 4 压力表 04.0MPa，高精度 只 4 5 测压管 8 高压胶管 m 200 6 注浆管 4 铁管，车丝连接 m 150 7 闸阀 4 个
23、 4 8 压力表三通接头 个 4 9 托盘 外径 70mm,一侧打 8.5mm 大的小孔 个 4 10 橡胶垫 外径 70mm，内径 60mm 个 3 10 11 膨胀剂 Kg 100 12 流量计 浮子流量计 只 1 13 氮气罐 罐 1 14 气罐与三通的连接头 加工 个 1 测压封孔方式见下图 2）具体测压步骤如下： 在需要测定煤层瓦斯压力的地点，选择无地质构造的地段安装钻机。 首先用130mm钻头打钻约510m（1号孔5m，2号孔10m）深度停止打钻， 在孔内安设108mm套管，注浆。 待水泥凝固后，再换上75mm钻头进行冲孔，期间须进行清水试压，查 看孔口管固定是否完好，方法同上，若
24、固定好打钻至距离煤层大约5m的距离停 11 止打钻，换上60mm钻头继续钻进至距煤层0.5m1m左右停止打钻。 若孔内没水则继续钻进至煤层底板中0.5m停止钻进，转至步骤（5） ，但这 时仅须下端托盘，上部托盘就不需要了。 若孔内有水，且含水层离煤层较远，则继续穿透煤层0.5m。 下4寸注浆铁管与8mm测压管，铁管下端焊接托盘，使托盘卡在钻孔台阶 上，托盘与台阶之间用橡胶垫密封，下端托盘一侧打一直径8.5mm的小孔，使 测压管穿过小孔进入下部空间测压， 测压管与托盘之间用速凝胶密封；且在靠 近含水层的下部还要焊接一托盘于铁管上， 这样能对含水层的水有一定阻挡作 用，使下部水泥浆能较好地凝固，两
25、托盘的尺寸均略小于钻孔。 在靠近下端托盘的铁管周围打部分密集小孔，利用4寸铁管进行注浆， 直至浆液从孔口流出。 安装流量测定装置，测定钻孔瓦斯流量；如果瓦斯流量大，就使用流量 计测瓦斯流量；如果瓦斯流量小，就利用排水集气法收集瓦斯，根据收集瓦斯 的时间和瓶子的体积计算瓦斯流量。流量测定完毕，安装压力表。 瓦斯压力观测 定期观测瓦斯压力，各钻孔在封孔后7天内每天观测和记录二次压力表读 数和观测的时间，直至瓦斯压力稳定为止。 在压力观测结束后，拆下压力表，再次测定钻孔瓦斯流量，并记录钻孔瓦 斯涌出衰减情况。 若孔内有水且含水层离煤层较近（下向孔）其具体步骤如下： （1）钻孔钻进：选用127mm 的
26、钻头钻进。钻孔施工 10m 时（1 号孔 5m， 2 号孔 10m）下孔口管，孔口管直径108mm。先在孔口处将孔口管与钻孔壁之 间用木楔和快干水泥固定住， 使孔口管不下滑。 然后在孔口管外端加上法兰盘， 连上注浆接头，准备注浆。 （2）注浆固管：待孔口管和钻孔壁之间的快干水泥凝固后，通过孔口管 底端法兰盘上的注浆接头向孔口管内注浆。待注浆一定时间后，孔口有少量浆 液渗出或发现注浆泵压力不再上升，此时停止注浆。关闭注浆阀门，等 48 小 12 时待浆液凝固后再进行下面工序。 若注浆过程中，周围岩壁裂隙中有较多浆液流出，应间断地多次注浆。 （3） 扫孔、 清水试压： 待 48 小时后孔口管中的浆
27、液凝固， 将法兰盘卸除， 选用94mm 钻头扫孔到 20-25m（1 号孔 10m） ，然后用清水试压，试压压力不 小于 8MPa，确定孔口管合格（孔口管在高压下不会被压出钻孔，并且无水渗 出）后再进行下一步工序。 （4）继续钻进：清水试压确定孔口管合格后，进一步钻进，此时仍用 94mm 钻头钻进 （最好用岩芯管取芯钻进， 以便更准确控制钻孔距煤层的位置） ， 准确测量钻孔深度，当钻孔孔底距离煤层 5m 左右时，停止钻进，提钻观察钻 孔出水情况。 （5）注浆堵水：如果没水则继续钻进，然后实施步骤（6） 。若孔口有大 量水（或有一定量的渗水）流出。则实施测压孔高压注浆堵水：在孔口管上拧 上法兰盘
28、，通过注浆接口向孔口管内注浆，注浆压力应达到 8MPa，但不能超 过 8MPa，并保持该压力不少于 10 分钟，然后关闭注浆阀门，完成钻孔注浆工 作。48 小时后待浆液凝固，再进行工序（6） 。 （6）扫孔：改用60mm 的钻头钻进至原孔底，观察钻孔是否出水（渗水） （观察时间不少于 12 小时） ，如出水（渗水）必须重新注浆堵水，直到不出水 （渗水）为止。 （7）封孔测压：继续钻进至煤层顶板中 0.5m 停止钻进（防止钻孔进入煤 层顶板，将煤层顶板含水层的水导入测压孔内） ，然后封孔注浆（同前）后， 上表测压。 1.4 瓦斯含量测定方法 使用 DGC 瓦斯含量测定装置对 5#、6#钻孔煤样的
29、瓦斯含量进行测试。 （见（见 附表附表 2 2） 1）井下取芯：记录 2 个时间及大气压和温度与采样地点、煤样编号。 停钻时间：钻进到取芯位置停钻时间。 取芯开始时间：开始钻进取芯时间。 13 取芯结束时间：开始退钻时间。 开始解吸时间：煤样罐与解吸管相连的时间。 注明：解吸完毕之前煤样罐阀门始终是打开的，解吸 30 分钟一分钟读取 一次解吸量后关闭阀门，把煤样罐放入水中检查气密性。 2）地面试验室解吸:（记录试验室大气压和温度） 将井下装好的煤样罐与地面解吸管相连， 记录初始刻度缓慢打开煤样罐阀 门观察解吸量大小（1 分钟内解吸量小于 5ml/min 地面解吸结束）记录终止刻 度。 3）粉碎
30、解吸： 提取煤样罐中的煤样进行称重并记录， 在称重前先看煤的破坏类型， 在称 重后的煤样中称取两份相同重量的煤样（100g-120g）把两份分别放入粉碎机 （粉碎 2-3 分钟。注明： （如果粉碎停止还有气泡冒出继续再粉碎 20-30 秒左 右） ，读取初始刻度与终止刻度。 4）煤样的水分测定： 在煤样中称取 1 份 10g 的煤样放入水分测定仪中， 打开观察口调零， 开始 加温，待数值刻度稳定后读取水分值。 （数据读取时一个刻度是 0.05） 。 5）输入所有测试数据输入电脑软件进行计算。 1.5 瓦斯放散初速度值测定方法 1）煤样采取：取 1#钻孔煤样 1kg 用双层塑料密封装袋后及时送实
31、验室。 2）粉碎煤碎，采用 60 目和 80 目的分析筛取粒度为 0.20mm0.25mm 煤样 50g 作为实验测定用样。 3）取下带杯真空活塞下端的样杯，用苯或甲苯仔细擦洗样杯和活塞芯下 端；待苯或甲苯挥发后，从每种被测煤样中各取两份，每份重 3.5g，装入同 组两个样杯中，并在煤样面上铺上薄薄一层脱脂棉，避免脱气时煤样抽入真空 系统中。然后在活塞的下端均匀地涂上一层真空脂，按顺序装上样杯，将弹簧 托盘托好样杯。 4）旋转活塞“”使甲烷气源与梳形管断开；启动真空泵，缓慢地旋转 14 活塞“” ，使真空泵与梳形管相通，然后逐一缓慢旋动活塞芯使样杯与梳形 管相通，煤样脱气时间为 1.5h。 5
32、）煤样脱气 1.5h 后，关闭所有样杯活塞和活塞“” ，将活塞“”旋 转使气源与梳形管相通随即关闭， 再打开活塞 “” 抽掉梳形管内的甲烷气体， 反复两次以清洗管路。转动活塞“” ，使真空泵与大气相通，然后停泵；旋 转活塞“” ，使甲烷气源与梳形管相通后，旋动各样杯上的活塞，使甲烷进 入各个样杯，煤样在近似一个大气压的条件下吸附甲烷 1.5h。 6） 在吸附甲烷结束前 0.5h 开启仪器电源预热 20min 后， 按 “预置” 键后， 从键盘输入测定日期，煤样编号，预置完毕后，按“2”键，使仪器处于实时 显示状态，此时仪器显示测定系统压力值。 7）煤样吸附甲烷结束后，旋转 1、2、3、4、5、
33、6 样杯活塞，关闭样杯与 梳形管的气路； 8）旋转活塞“”使甲烷气源与梳形管断开而与检测器相通，用弹簧夹 将气源出气管夹紧，以免抽真空时甲烷进入测定系统； 9）启动真空泵，并缓慢旋转活塞“” ，使真空泵与梳形管相通，对测定 系统抽真空，当显示窗显示值接近零，2min 后，旋转活塞“”使真空泵与 梳形管气路断开。可不停泵待用。 10）按动控制板上的“监控”键，使仪器处于监控状态。 11）按动采样键，此时控制板上的准备灯亮。 12）旋转活塞“”使样杯“”与梳形管相通，此时，测量灯亮，准备 灯灭，仪器开始自动采集数据，1min 后测量灯灭，测量数据自动存入存储器。 表示第 1 测量工作结束，然后旋转
34、活塞“”使样杯“1”与梳形管气路断开； 其余各样杯的测量，逐一按测定步骤 9-12 项进行，直至第 6 样杯测定完为止。 13）测定结果的输出方式有两种，即显示器上显示和打印输出。 1.6 煤的坚固性系数测定方法 1）在打钻过程中取 2#钻孔煤样时，沿煤层厚度的上、中、下部采取块度 为 10cm 左右的煤芯两块。煤样采取后应及时用纸包上并浸蜡封固， 以免风化。 15 2）将煤样用小锤碎制成 2030mm 的小块，用孔径为 20 和 30mm 的筛子筛 选； 3）称取制备好的煤样 50g 为一份，每 5 份为一组，共称取三组。 4） 将捣碎筒放置在水泥地板上， 放入试样一份， 将 2.4Kg 重
35、锤提高到 600mm 高度，使其自由落下冲击试样，每份冲击 3 次，把 5 份捣碎后的试样装在同一 容器中； 5）把每组（5 份）捣碎后的试样一起倒入孔径 0.5mm 分样筛中筛分，筛 到不再漏下煤粉为止； 6）把筛下的煤粉未用漏斗装入计量筒内，轻轻敲打使之密实，然后轻轻 插入具有刻度的活塞尺与筒内粉末接触，在计量筒口相平处读取数 l（即粉末 在计量筒内实际测量高度，读至毫米） 。 当 l30mm 时，冲击次数 n 即可定为 3 次，按以上步骤继续进行其它各组 的测定。 当 l30mm 时，第一组煤样作废，每份冲击次数 n 改为 5 次，按上步骤进 行冲击、筛分和测量，仍以每 5 份作一组，测
36、定煤粉高度 l。 7）坚固性系数的计算，f=20n/l,n-每份试样冲击次数，次；l-每组试样 筛下煤粉的计量高度，mm。 1.7 钻屑瓦斯解吸指标（简称钻屑解吸指标）的测定方法 1）钻屑解吸指标（h2）的测定 打钻时，在 3#钻孔取出钻屑，用孔径 1 和 3mm 的筛子筛分（孔径 1mm 的 筛子在下，孔径 3mm 的筛子在上） ，将筛分好的 13mm 粒度的试样装入 MD2 型解吸仪的煤样瓶中，试样装至煤样瓶刻度线水平（10g 左右） ，自钻孔打至 该采样段起经 3min 后， 启动秒表， 转动三通阀， 使煤样瓶与大气隔离， 在 2min 时记录解吸仪的读数，该值即为h2，单位为 Pa。
37、2）钻屑解吸指标（K1）的测定 打钻取 4#钻孔煤样，使用 WTC 型突出预测仪。每钻进 2m，取一次钻屑作 解吸特征测定。取样时，把秒表、筛子准备好，钻孔钻到预定深度时，用组合 16 筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于 100g 时，停止取样，并继续进行筛分，最后把已筛分好的 13mm 的煤样装入 WTC 仪器的煤样罐内，盖好煤样罐，准备测试。 1.8 突出危险性判定 以上各项参数的测定由中国矿业大学派专人进行测定， 矿通风部配合并根 据煤层瓦斯压力、 瓦斯含量、 瓦斯放散初速度值和煤的坚固性系数进行区域预 测的临界值，若瓦斯压力小于 0.74Mpa,瓦斯含量
38、小于8m/t，瓦斯放散初速 度10ml/min，煤的坚固性系数0.5，钻屑解吸指标h2200，钻屑解吸指标 K110 0.5 200 0.5 无突出危险区 除上述情况以外的其他情况 突出危险区 2.区域防突措施 当区域危险性预测煤层有突出危险性时采取区域防突措施，本次区域防 突措施是通过打瓦斯释放孔释放瓦斯、卸压来预防突出。 当区域预测有突出危险，则在距离预揭 15-3#煤层 7m 掘进断面上施工 75 的释放孔 308 个，释放瓦斯，降低煤体中的瓦斯压力和围岩应力，杜绝 瓦斯突出的发生。 2.1 释放瓦斯孔设计 根据防治煤与瓦斯突出规定的规定及煤层特点，设计排放钻孔。主要 技术参数如下： 共
39、布置 8 圈排放钻孔，其中井筒外布置 6 圈。井筒外每圈钻孔终孔间距为 17 2m，井筒内钻孔可以根据实际条件多打钻孔。每圈排放钻孔数（从外向内）依 次为 76 个、65 个、55 个、44 个、33 个、22 个、8 个、5 个。 附图附图 4 4：距离距离 1515- -3#3#煤层煤层 7m7m 处释放瓦斯钻孔布置示意图处释放瓦斯钻孔布置示意图 2.2 钻孔施工方法 当井筒施工至井深 200.85m（距 15-3#煤层 7m）时，对井壁进行永久支护 和必要的临时支护,并将工作面进行找平，以便于探煤施工，然后在工作面安 设钻机，释放孔采用 QZJ-100B 型风动潜孔钻机施工，孔径75 ，
40、最外圈钻 孔控制到井筒轮廓线外 12000mm（沿煤层距离） ，全部释放孔均穿透各煤层进 入煤层底板 500 。区域防突措施施工完成后，及时绘制防突措施竣工图。 3.区域防突措施效果检验 预计瓦斯经过排放一周时间后，对释放煤层瓦斯区域防突措施进行检验 时，首先由中国矿业大学、通风、地质部门分析、检查释放区域内钻孔的分布 等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。检验期间还应当观察、 记录在煤层中施工钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。能够安全 揭煤的条件为（瓦斯排放区域） ： （1）钻孔瓦斯解吸指标（ h2、K1）值小于 临界值； （2）煤层残余瓦斯压力 P0.74MPa。 具体
41、方法是：在工作面打设 4 个效果检验孔，封孔后测定煤层残余瓦斯压 力，用以检验瓦斯压力是否降低到 0.74MPa 以下。瓦斯压力测定方法同上。 当残余瓦斯压力降低到 0.74MPa 以下时，在煤层最外圈排放钻孔之间打 4 个钻孔，测定煤层的钻屑解析指标 k1 值。 3.1 检验钻孔布置。 在施工完区域防突措施后，利用测定 h、K1 值及煤层瓦斯压力进行效果 检验。具体方法是在工作面打设 4 个效果检验孔，13 号孔均匀分布在井筒 井壁以内 1m 远的位置（东、西、北三侧） ，13 终孔点位于井筒断面轮廓线 外 10m 处（各钻孔均穿透煤层底板 500mm） 。 4 个孔尽量布置于所在部位消突钻
42、 孔密度相对较小、 孔间距相对较大的位置，并远离周围的各消突钻孔或尽可能 与周围各消突钻孔保持等距离。具体钻孔布置方法见附图。 18 测定测定 h2、K1K1 值钻孔施工参数表值钻孔施工参数表（距 15-3#煤层 7m） 表 2-5 孔 号 孔径 （） 见煤深度 （m） 终孔深度 （m） 钻孔与井筒中 心线夹角（） 钻孔方位角 （） 1 42 8.85m 见 15-3#煤 15.00 16 90 2 42 9.8m 见 15-3#煤 15.95 9 270 3 42 9.4m 见 15-3#煤 15.55 15 0 4 42 9.3m 见 15-3#煤 15.45 0 井筒“十”字线 中心 测
43、定煤层压力值钻孔施工参数表测定煤层压力值钻孔施工参数表（距 15-3#煤层 7m） 表 2-6 孔 号 孔径 （） 见煤深度 （m） 终孔深度 （m） 钻孔与井筒中 心线夹角（） 钻孔方位角 （） 1 42 8.95m 见 15-3#煤 15.10 16 100 2 42 9.7m 见 15-3#煤 15.85 9 280 3 42 9.5m 见 15-3#煤 15.65 15 10 4 42 9.4m 见 15-3#煤 15.55 0 井筒“十”字线 中心 区域防突措施效果检验后，煤层仍有突出危险时，增加瓦斯释放孔数量， 继续排放瓦斯，然后重新做区域防突措施效果检验，直至煤层无突出危险性。
44、效果检验必须经总工程师审批同意后，方可继续掘进井筒至煤层法距 5m 处进 行区域验证 附图附图 5 5：1515- -3#3#煤层区域防突效果煤层区域防突效果 K1K1 值值检验检验钻孔钻孔布置示意图布置示意图 附图附图 6 6：1515- -3#3#煤层区域防突效果煤层区域防突效果压力值压力值检验检验钻钻孔布置示意图孔布置示意图 3.2 钻屑瓦斯解吸指标法参考临界值表钻屑瓦斯解吸指标法参考临界值表 表 2-7 煤样 h2 指标临界值 K1指标临界值 干煤样 200 0.5 湿煤样 160 0.4 19 4.区域验证 对采取措施后的煤层进行一次突出危险性指标的测定，根据实测的h2、 K1 指标
45、值判断是否降到临界值以下、有无突出危险。 区域预测为无突出危险时，在确保采取安全防护措施下掘进到距离 15-3# 煤层最小法向距离 5m 时（垂深 202.85m）进行区域验证，本次区域验证采用 钻屑瓦斯解析指标法h2、K1 值，并将测定结果记录。h2、K1 值测定方法同 上。 附表附表 3 3：揭煤流程防突参数汇报表：揭煤流程防突参数汇报表 距离工作面5m时的施工方法： 在工作面向煤层的适当位置打4个钻孔， 1 4 号孔均匀分布在井筒井壁以内 1m 远的位置（东、西、北、南四侧） ，终孔点 位于井筒断面轮廓线外 5m 处（各钻孔均穿透煤层底板 500mm） 。4 个孔尽量布 置于所在部位消突
46、钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的 各消突钻孔或尽可能与周围各消突钻孔保持等距离。 钻孔施工参数表钻孔施工参数表（距 15-3#煤层 5m） 表 2-8 孔 号 孔径 （） 预计见煤深 度（m） 预计终孔深 度（m） 钻孔与井筒中 心线夹角（） 钻孔方位角 （） 1 42 6m 见 15-3#煤 12.15 23 80 2 42 6.8m 见 15-3#煤 12.95 20 260 3 42 6.3m 见 15-3#煤 12.45 20 350 4 42 6.4m 见 15-3#煤 12.55 20 170 附图附图 7 7： 1515- -3#3#煤层区域煤层区域验证验证钻
47、孔布置示意图钻孔布置示意图 通过观测工作面有无动力现象、 测定h2、K1 值来判定煤层是否具有突出 危险性。根据检测数据及观测现象进行分析，如果测定瓦斯各项指标降至临界 值以下，也没有突出预兆时，证明措施有效，应当采取安全防护措施后进行掘 进作业。区域验证结果作为局部危险性预测结果。 20 三、三、局部综合防突措施局部综合防突措施 1.工作面突出危险性预测 距离 15-3#煤层 5m 时（垂深 202.85m）采用钻屑瓦斯解析指标法h2、K1 值进行工作面突出危险性预测，具体预测方法同区域验证，区域验证结果作为 判定工作面突出危险性预测结果。 2.工作面防突措施 当工作面预测有突出危险性时，距
48、离 15-3#煤层最小法向距离 5m 时采取 防突措施。在工作面利用 QZJ-100B 型风动潜孔钻机施工孔径为75 的释放 孔 308 个来释放瓦斯。钻孔控制到井筒轮廓线外 5000mm（沿煤层距离） ，全部 释放孔均穿透各煤层进入煤层底板 500 。 2.1 钻孔施工方法 当井筒施工至井深 202.85m 时，对井壁进行永久支护和必要的临时支护, 并将工作面进行找平，以便于探煤施工，然后在工作面安设钻机。 附图附图 8 8：距：距离离 1515- -3#3#煤层煤层 5m5m 处释放瓦斯钻孔布置示意图处释放瓦斯钻孔布置示意图 3.防突措施效果检验 3.1 局部防突效果检验必须包括以下内容：
49、 1）对采取防突措施后的煤层再进行一次h2、K1 值的测定，根据实测的 指标值判断是否降到临界值以下、有无突出危险。测定方法同上。 2）检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章 标准等， 并了解、 收集工作面及实施措施的相关情况、 突出预兆等 （包括喷孔、 卡钻等），作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断。 局部防突措施效果检验应在实施完局部防突措施瓦斯释放孔释放一段时 间后进行，即在距离 15-3#煤层法向距离 5m 时进行。 3.2 效果检验孔 钻屑瓦斯解析指标法h2、K1 值测定方法： 在工作面的适当位置向煤层打 5 个钻孔，应保证钻孔穿过煤层底板至少 0.5m。若如验证有突出性，继续做防
