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1、XXX 煤矿 防治煤与瓦斯突出治理模式 X X X 煤 矿 二 0 一四年十月 1 目目 录录 第第 1 1 章章 基本情况基本情况.2 2 一、矿井概况.2 二、地质概况.2 三、瓦斯概况.3 四、防突相关安全系统.4 第第 2 2 章章 矿井瓦斯治理理念及目标矿井瓦斯治理理念及目标.8 8 一、瓦斯治理理念.8 二、瓦斯治理思路.8 三、瓦斯治理目标.8 第第 3 3 章章 防治突出瓦斯治理模式防治突出瓦斯治理模式.9 9 一、设计原则.9 二、区域防突措施.10 三、局部防突措施.22 四、瓦斯抽采现场管理.31 五、防突预警（新水平、新采区瓦斯参数测定）.31 六、瓦斯综合利用.32
2、第第 4 4 章章 管理制度管理制度.3333 一、瓦斯日分析会制度.33 二、三个超前距管理.33 三、钻孔验收及填图分析.33 四、防突工管理.34 五、防突预测图.34 六、通风及瓦斯管理.35 七、供电安全管理.35 八、防突培训制度.36 九、规范防突效果评价.36 十、煤与瓦斯突出预案.36 第第 5 5 章章 模式创新、技术推广应用模式创新、技术推广应用.3737 2 XXXXXX 煤矿煤矿 防治煤与瓦斯突出治理模式防治煤与瓦斯突出治理模式 第第 1 章章 基本情况基本情况 一、矿井一、矿井概况概况 XXX 煤矿西北均以 10 煤层露头为界，深部至-800m 水平，轴部为二叠 系
3、煤系地层，四周被奥陶系和石灰系灰岩所包围。矿井井田走向长 9 公里， 倾斜宽 1.55.8 公里，井田面积 26.3 平方公里。于 1983 年 4 月投产。 矿井原设计生产能力 120 万 t/a，经改扩建后，矿井核定生产能力为 245 万 t/a，2013 年矿井实际年产量在 240 万吨左右。 矿井采用立井集中运输大巷分区石门开拓方式，设计三个生产水 平，一水平标高435m，二水平标高680m，三水平标高1000m。共有 6 座井筒，均为立井，其中井田中央工广范围内设有主井一座，副井一座， 南二进风井和回风井各一座，西部设有北翼回风井，南一风井（已关闭）。 矿井采用采区开拓前进式、区段后
4、退、走向长壁、顶板全部陷落法采煤方 法。主采煤层为 8 煤、10 煤， 8 煤层采用综放支架一次采放全高和分层 综采，10 煤层采用综采工艺回采。 二、地质概况二、地质概况 （一）煤层赋存（一）煤层赋存 XXX 矿含煤地层属于华北型的石炭二迭含煤岩系，主采煤层为 8、10 煤，分别赋存于二叠系上、下石盒子组和山西组，倾角 1240，可 采煤层总厚 14.3416.77m，煤质以气煤为主，中低灰分，低硫低磷、高 焦油率。 3 8 煤层为稳定的主采煤层，位于下石盒子组下部，煤厚为 713m，平 均 10.03m，属稳定煤层。煤层结构复杂，含有 13 层稳定夹矸，偶有大 于可采厚度。煤层硬度 f 值
5、一般在 0.150.75 之间，呈现北部大，南部 小的状态。 10 煤层作为较稳定的配采煤层，位于山西组中部，煤厚为 0.753.50m，平均厚度 1.82m。属较稳定煤层。煤层结构简单，偶有 12 层夹矸，个别夹矸较厚形成二个分层。煤层硬度中等，f 值在 0.81.2 之间。 （二）地质构造（二）地质构造 井田位于徐宿弧形构造东南的宿东向斜盆地的北段，其南北有板桥固 镇和宿北两条近东西向的大断层，东西有固镇长丰和南坪集两条北东向大 断层。东翼受来自压应力的影响，在逆断层上下盘附近形成紧密的褶曲， 地层倾角 4590，局部倒转；西翼平缓，一般倾角 1525，发育有 次一级平缓褶曲。 井田内断层
6、发育，断距大于 10m 的断层有 41 条，其中正断层 27 条， 逆断层 14 条；断距 1030m 的断层有 13 条；断距 30100m 的断层有 19 条；断距大于 100m 的断层有 9 条。按断层走向分为 NWW、NNE、NNW 及放 射状断层 4 个断层组。 三、瓦斯概况三、瓦斯概况 XXX 煤矿 2002 年升级为突出矿井，2013 年矿井绝对瓦斯涌出量为 54.80m/min，相对瓦斯涌出量为 10.30m/t.d。 4 经中国矿业大学对矿井突出危险性鉴定，矿井主采的 8 煤、10 煤均 为突出煤层，其中 8 煤层突出危险区域划分为： F10 断层以南区域，- 300m 以上
7、划为无突出危险区域；-300m 及其以下划为突出危险区域。F10 断层以北区域，-550m 以上划为无突出危险区域；-550m 及其以下暂划为 突出危险区域；10 煤层突出危险区域划分结果： -680m 以下为突出危险 区。 矿井北翼及南翼一水平 8 煤瓦斯压力在 0.32.7MPa，瓦斯含量在 48 m/t。二水平瓦斯压力可达 2.76.1MPa，瓦斯含量为 10.5415.07 m/t。预计进入三水平，在煤层标高 -700-950m 时瓦斯 压力在 5.147.81MPa，瓦斯含量在 14.0316.71m/t。10 煤层在二水 平实测最大瓦斯压力为 0.61MPa，在标高-680m 以下
8、 10 煤层瓦斯压力预计 大于 0.74Mpa。 矿井南翼平均煤层透气性系数为 0.0445m2/(MPa2d)，属于难于抽排 煤层，矿井南翼一水平瓦斯储量为 18000 万 m3，可抽瓦斯量为 3000 万 m3；二水平瓦斯储量为 181746 万 m3，可抽瓦斯量为 36349 万 m3,合计瓦斯 储量为 199746 万 m3，可抽瓦斯量为 39349 万 m3。 四、防突相关安全系统四、防突相关安全系统 （一）矿井通风系统（一）矿井通风系统 矿井采用多风井分区混合抽出式通风。矿井共有进风井三个，分别为 主井、副井和南二进风井；回风井两个，分别为西风井和南二回风井，矿 井总进风 1705
9、6m3/min，总回风 18030m3/min，矿井有效风量率 88%。 西风井系统：安装 2 台 K4-73-02No28F 离心式扇风机，电机型号为 5 YR1250-12/1430 型，额定功率 1250Kw 电机两台，叶片角度 0 度，负压为 2500Pa，风机总排风量 6950m3/min ，等积孔 2.57m2。该系统负责矿井北 翼 86 采区和 810 采区通风任务，系统总进风量为 6446m3/min，总回风量 为 6790m3/min。 南二风井系统：安装 2 台 GAF33.5-18-1 型轴流式风机，电机型号为 YRKK710-8，额定功率为 2000kW。目前该风井风机
10、叶片角度-4 度，负压为 2600Pa，风机总排风量 13711m3/min，等积孔为 5.11m2。该系统担负矿井 南翼三个生产采区、一个开拓采区的通风任务，分别为 87 采区、3 采 区，5 采区，103 开拓采区，系统总进风量 10610m3/min，总回风量 11240m3/min。 井下局部通风系统使用的局部通风机有 230KW 和 245KW 等型号， 配套风筒直径分别为 800mm、1000mm，所有掘进工作面全部做到双局扇、 双电源,主备局扇自动切换，局部通风机全部实现“三专三闭锁” 。 矿井通风系统稳定、可靠，能够按照“以风定产”进行风量分配，所 有采区均实现分区通风、均有专
11、用回风巷道，所有变电所均实现独立通风， 符合煤矿安全规程规定。 （二）瓦斯抽采系统（二）瓦斯抽采系统 矿井现有 3 套地面永久抽采系统和 3 套井下移动抽采系统，其中地面 抽采系统累计额定能力为 590m3/min，井下移动系统抽采额定累计能力为 280m3/min，矿井总的瓦斯抽采额定能力为 870m3/min。 地面 3 套永久抽采系统：分别为大井抽采系统、南二风井抽采系统和 南二地面井抽采系统，大井抽采系统安装 2BE3-420-2BY3 水环式真空泵 2 6 台，抽放泵额定流量 120m3/min，该系统主要担负矿井北翼采区及南部密 闭墙等采空区瓦斯抽采，北翼采区分别安设 220mm
12、和 200mm 抽采管路； 南二风井抽采系统安装 2BEY 62 水还式真空泵 2 台，抽放泵额定流量 350m3/min，该系统主要担负对矿井南翼采区的底板穿层、综采(放)面高 位钻孔等瓦斯抽放钻孔进行预采，抽采主管 560mm、干管 400mm 和支 管 200mm 抽采管路；南二高浓瓦斯抽采系统安装 120m3/min 的 ZWY130 水环式真空泵 2 台，负责地面钻井高浓瓦斯抽采，地面井均铺设 325mm 主管和 200mm 的支管。 井下移动瓦斯抽采系统：移动抽采系统分别安装额定流量为 80m3/min，2BE1-353 水环式真空泵 2 套（2 主 2 备） ，配备 160KW
13、防爆电 动机；安装额定流量为 120 m3/min 的 ZWY130-160 水环式真空泵 2 台（1 主 1 备） ，配备 185KW 防爆电动机。井下移动抽采系统均安设为 200mm 抽采管路。 2014 年矿井完成南二地面永久抽采系统扩能改造后，矿井将建成高、 低浓瓦斯抽采系统，届时矿井地面固定瓦斯抽采泵站总抽采能力达到 1030m3/min，矿井总抽采额定能力提升为 1550 m3/min，能够满足矿井中 后期矿井瓦斯抽采治理需要。 （三）监测监控系统（三）监测监控系统 矿井安全监测系统 KJ90NB 于 2014 年 7 月完成扩容改造，该系统能够 满足煤矿安全监测系统及监测仪器使用
14、管理规范及 AQ1029-2006 行业 标准要求，井下各工作地点各类传感器配备齐全，实现了所有采掘头面瓦 斯连续实时监测，断电功能灵敏可靠。风机在线监测及瓦斯抽采计量监控 7 子系统使用正常。井下主要进回风巷和过车风门开关语音报警信号上传正 常，实现对井下风门完好情况的实时监控。并根据要求，完成井下全部高 低侬探头更换安装。目前井下安装使用各类分站 44 台，安装使用各类传 感器 265 台，瓦斯抽采计量装置 18 套。目前该系统运行稳定，监控主机、 联网上传服务器及监控终端系统运转正常，各项功能均能正常使用。 同时矿制定了安全监控信息系统运行管理实施细则，制定了监控系统 信息日分析制度，每
15、天组织相关人员对瓦斯异常波动情况进行分析、记录 总结，对发生的瓦斯隐患由矿总值班组织追查处理，并制定防范措施组织 实施，目前井下瓦斯探头预警值设置为 0.6%，做到超限预警超前防范。 （四）防尘供水系统（四）防尘供水系统 矿井主要回采的煤层为 8、10 煤层，在回采期间产尘量较大，且煤尘 具有爆炸危险性，8 煤层爆炸性指数为 37.08%，10 煤层爆炸性指数为 50.81%。目前矿井的防尘供水系统分两部分，分别为西风井系统和南二风 井系统。地面设有 350m3、200m3的防尘供水池各一座，井下的防尘管路 2002 年实现联网，防尘供水系统健全，供水充足，水压符合要求，主供 水管路为 4 寸
16、钢管，其他为 2 寸钢管。 矿井总进、总回以及各采煤工作面进、回风巷、煤巷掘进工作面全部 安装了框架式隔爆水袋，并保证水量充足，数量符合要求；强化了防尘管 路的管理，保证施工地点的管路延接及时、水管头留设符合规定、水压充 足。 8 第第 2 章章 矿井瓦斯治理理念及目标矿井瓦斯治理理念及目标 一、瓦斯治理理念一、瓦斯治理理念 煤与瓦斯突出是可防、可控、可避免的；煤与瓦斯突出是可防、可控、可避免的； 没有治不了的瓦斯，只有不到位的措施。没有治不了的瓦斯，只有不到位的措施。 二、瓦斯治理思路二、瓦斯治理思路 按照 “应抽必抽，能保必保、以用促抽、区域治理、一面一策”的 瓦斯综合治理方针，坚定不移的
17、实施保护层开采和大面积预抽的区域瓦斯 综合治理措施，不断创新、完善瓦斯治理方式，做到不掘突出头、不采突 出面，实现抽、掘、采平衡。 三、瓦斯治理目标三、瓦斯治理目标 （1 1）取得高突煤层区域性消突，达到矿井瓦斯“不积聚、不超限、 不突出”目标； （2 2）杜绝瓦斯灾害事故，做到高瓦斯面低瓦斯状态下高效采掘作业， 实现瓦斯零超限目标； （3 3）通过技术创新，不断丰富瓦斯治理手段，实现瓦斯抽采最大化、 规范化、精细化、信息化，达到煤与瓦斯共采； 9 第第 3 3 章章 防治突出瓦斯治理模式防治突出瓦斯治理模式 一、设计原则一、设计原则 通风系统管理：通风系统管理：矿井必须建有完整可靠的通风系统
18、，矿井在组织生产、 安排生产布局、采掘接续时，首先要考虑通风能力，水平延深及采区开拓 从设计上要确保通风系统合理，做到以风定产、定头，避免出现因生产过 于集中，追求产量进度，造成不合理的通风系统、区域风量不足及违规串 联通风等。同时，矿井需做到每一生产水平和采区，都必须布置单独风巷， 做到分区通风，并设置采区专用回风巷；井巷揭穿突出煤层前，必须具备 独立的、可靠地通风系统；突出煤层两个采掘工作面之间严禁串联通风； 各地点所需风量符合煤矿安全规程相关规定。 岩巷布置原则：岩巷布置原则：岩巷先期设计中要充分考虑岩巷与突出煤层间距留设， 确保留有足够抵抗力厚度的岩柱，保证巷道掘进施工安全，巷道以布置
19、在 距突出煤层法距 2530m 层位为原则，严禁距煤法距小于 7m。同时优化 巷道设计，尽可能避免在采掘应力范围内、断层构造带、向斜褶曲轴部等 特殊地段安排采掘活动，减少揭穿煤层（避让原则）次数，避免揭煤点处 于断层构造带，采用短距离方式揭穿煤层，严防误揭煤层。 生产布局安排：生产布局安排：矿井在采掘布置上，需不断加快新区段、新采区的准 10 备，提高区段岩巷施工进度，大力发展岩巷机械化掘进，提高岩巷单进水 平，确保矿井生产水平、采区、区段的有序接替。同时为保证区域瓦斯治 理需要，在采掘接替安排上，矿井将保持一条保护层综采线不断线。 防突组织管理：防突组织管理：矿井需有健全的瓦斯治理技术管理体
20、系。成立有矿长 为组长的防突工作领导小组，设立以总工程师为组长的技术管理体系，设 置地测、生产技术、瓦斯办、通风区、防突区等技术部门和机构，配备充 足的专业技术人员和管理人员，负责落实技术管理和现场管理工作。 其中矿井瓦斯治理工作由矿总工程师全面负责，地测防突副总和通风 副总负责分管范围日常瓦斯治理、瓦斯抽放和防突工作，瓦斯办协助副总 做好瓦斯治理规划、设计、指导工作，防突区和通风区按照瓦斯治理需要 负责瓦斯治理各项工作的具体实施。通过有效的组织管理，实现防突和瓦 斯治理资金和科研经费的持续投入，保证人、财、物优先满足防突和瓦斯 治理，确保瓦斯治理工程实施到位、瓦斯治理设备投入到位、瓦斯治理技
21、 术研究到位。 时间、空间保障措施：时间、空间保障措施：合理安排巷道施工顺序，在加快新巷道工程施 工进度的同时，充分利用已有巷道，超前谋划，周密部署，及时安排瓦斯 治理工程，提前或缩短瓦斯治理巷道工程时间，其中底板岩巷超前于工作 面 5 年提前进行准备，瓦斯治理工程超前于工作面 3 年提前进行实施，始 终保持岩巷超前于瓦斯治理，努力向“一个区段回采，一个区段抽采，一 个区段打钻、一个区段准备”的格局迈进，通过岩巷施工进度的加快，为 防突和瓦斯治理提供更加充足的时空保障。 11 二、区域防突措施二、区域防突措施 依据“区域瓦斯治理为主，局部瓦斯治理补充”的瓦斯综合治理方针， 结合矿井 8 煤、1
22、0 煤层突出危险性鉴定及区域划分结果，按照分煤层、 分区域制定瓦斯治理模式。即为：开采保护层开采保护层和预抽煤层瓦斯区域瓦斯治预抽煤层瓦斯区域瓦斯治 理方式。理方式。 （一）开采保护层区域瓦斯治理方式（一）开采保护层区域瓦斯治理方式 该瓦斯治理方式中，主要针对具备保护层开采条件的区域，实施保护 层开采区域瓦斯治理方式。即通过首先开采无突出危险性 10 煤保护层， 实现被保护层煤消突，并通过对被保护层卸压瓦斯进行预抽，使高瓦斯 突出工作面转为低瓦斯工作面，从而实现工作面安全高效回采。 卸压瓦斯预抽方式：卸压瓦斯预抽方式：开采保护层+地面钻井+上向拦截钻孔+顺层钻孔 高位钻孔老塘埋管联合抽采方式。
23、 1 1、保护层开采瓦斯治理措施、保护层开采瓦斯治理措施 （1 1）非突出危险区保护层瓦斯治理措施）非突出危险区保护层瓦斯治理措施 该瓦斯治理措施，主要针对 10 煤非突出危险区域工作面瓦斯治理， 即采取联合预抽方式，降低本煤层瓦斯含量，降低工作面生产期间瓦斯涌 12 出量，实现保护层工作面安全高效回采。 卸压瓦斯预抽方式：卸压瓦斯预抽方式：顺层钻孔高位钻孔老塘埋管联合抽采方式。 顺层钻孔预抽煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤层瓦斯 为满足 10 煤层安全高效回采，进一步降低煤层瓦斯含量，10 煤非突 出危险区，采用顺层钻孔预抽工作面区域煤层瓦斯。机风巷施工过程中， 在机、风巷沿煤层倾斜方向布置顺层钻孔。
24、 顺层钻孔设计：钻孔孔径113mm，封孔长度16mm； 顺层钻孔布置：钻孔从机、风巷成对向施工，沿工作面走向间距 5m 布置钻孔，机、风巷对向钻孔压茬20m。 （图 1） ； 图图 1 1：顺层钻孔布置示意图：顺层钻孔布置示意图 高位钻孔抽采采空区高浓瓦斯高位钻孔抽采采空区高浓瓦斯 高位钻孔设计在工作面高位钻场内，主要治理工作面回采期间采空区 瓦斯，通过高位钻孔对采空区进行抽采，减少采空区瓦斯涌出量，实现工 作面安全生产。 13 高位钻场设计：高位钻场沿工作面风巷按走向间距 80m 布置，钻场拨 门施工至煤层顶板岩层内，规格：6m4m2.5m。 （图 2） ； 高位钻孔设计：钻孔孔径113mm
25、，钻孔长度100m； 高位钻孔布置：每个高位钻场内施工高位钻孔 6 个，钻孔倾向间距 10m（覆盖工作面上部 60m 区域） ，终孔距煤层顶板 10-15m，钻孔压茬 20m。 （图 3） ； 图图 2 2：高位钻场设计示意图：高位钻场设计示意图 图图 3 3：高位钻孔布置示意图：高位钻孔布置示意图 迈步式老塘埋管抽采采空区低浓瓦斯迈步式老塘埋管抽采采空区低浓瓦斯 老塘埋管抽采主要治理工作面采空区和上隅角积存瓦斯，通过抽采减 少采空区瓦斯涌出量，防止工作面上隅角等局部地点瓦斯积聚或超限。 老塘埋管布置方式：在工作面回采前，先期沿工作面风巷上帮敷设一 趟 8 吋瓦斯管路，并与移动抽采系统连接，待
26、管路伸入老塘 10-20m 处时， 对采空区和上隅角实施抽排。回采过程中，按每 15m 提前预埋管路，两趟 管路成交替式迈步抽采，为保证管路的完好，预埋管路端口采用木垛料搭 接保护。 （图 4） 14 图图 4 4：老塘埋管抽采设计示意图：老塘埋管抽采设计示意图 （2 2）突出危险区保护层瓦斯治理措施）突出危险区保护层瓦斯治理措施 该瓦斯治理措施，主要针对 10 煤突出危险性的区域，即采取大面积 预抽区域瓦斯治理方式，使具有突出危险的工作面转变为无突出危险工作 面，实现保护层工作面安全高效回采。 卸压瓦斯预抽方式：卸压瓦斯预抽方式：网格式密集穿层钻孔+工作面顺层钻孔高位钻 孔老塘埋管联合抽采方
27、式。 密集底板穿层钻孔掩护式预抽煤层瓦斯密集底板穿层钻孔掩护式预抽煤层瓦斯 穿层钻孔设计在底板瓦斯抽排巷内，钻孔以掩护机巷、切眼掘进区域， 15 实行密集布置，工作面内部全覆盖布置，钻孔穿透煤层施工至煤层顶板。 在工作面掘进准备前，通过抽采系统对钻孔掩护区域实行高负压抽采，实 现机巷、切眼条带区域性消突。 底板瓦斯抽排巷布置：在被保护层 10 煤底板 30m 左右的细砂岩层内 施工，位置对应工作面中下部，为避免施工俯角钻孔，巷道标高均低于机 巷下限标高。 （图 5） 钻场设计：在瓦抽巷内按每隔 15m 布置一钻场（图 5） ，钻场设计 4.6m3.8m5m（宽高长） ； 钻孔设计：钻孔孔径11
28、3mm，钻孔穿煤段实施水力切割冲煤增透卸 压技术，水压5Mpa，冲煤量1t/m。钻孔岩石段全程下 32mm 套管； 密集穿层钻孔布置：穿层钻孔从瓦抽巷钻场内成扇形布置，机巷、切 眼掩护钻孔布置在机巷上下15m 的保护范围，该区域钻孔终孔轴间距为 55m，工作面倾向中部钻孔终孔轴间距 58m，钻孔终孔进入 10 煤层顶 板 0.5m 处；（图 6） 图图 5 5：底板瓦斯抽排巷及钻场布置示意图：底板瓦斯抽排巷及钻场布置示意图 图图 6 6：网格式密集穿层钻孔布置意图：网格式密集穿层钻孔布置意图 顺层钻孔预抽煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤层瓦斯 顺层钻孔主要对工作面内部煤层瓦斯进行大面积预抽，实现工作面消
29、 突。机风巷掘进过程中，从工作面机、风巷施工顺层钻孔，通过高负压抽 16 采，实现工作面区域性消突。 顺层钻孔设计：钻孔孔径113mm，封孔长度16mm； 顺层钻孔布置：钻孔从机、风巷成对向施工，沿工作面走向间距 3m 布置钻孔，机、风巷对向钻孔压茬20m。 （图 7） ； 图图 7 7：顺层钻孔布置示意图：顺层钻孔布置示意图 高位钻孔抽放采空区高浓度瓦斯高位钻孔抽放采空区高浓度瓦斯 高位钻孔设计在工作面高位钻场内，主要治理工作面回采期间采空区 瓦斯，通过高位钻孔对采空区进行抽采，减少采空区瓦斯涌出量，实现工 作面安全生产。 高位钻场设计：高位钻场沿工作面风巷按走向间距 80m 布置，钻场拨
30、门施工至煤层顶板岩层内，规格：6m4m2.5m。 （图 2） ； 高位钻孔设计：钻孔孔径113mm，钻孔长度100m； 高位钻孔布置：每个高位钻场内施工高位钻孔 6 个，钻孔倾向间距 10m（覆盖工作面上部 60m 区域） ，孔底距煤层顶板 10-15m，钻孔压茬 20m。 （图 3） ； （4 4）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯 老塘埋管抽采主要治理工作面采空区和上隅角积存瓦斯，通过抽采减 少采空区瓦斯涌出量，防止工作面上隅角等局部地点瓦斯积聚或超限。 17 老塘埋管布置方式：在工作面回采前，先期沿工作面风巷上帮敷设一 趟 8 吋瓦斯管路，并与移动抽采
31、系统连接，待管路伸入老塘 10-20m 处时， 对采空区和上隅角实施抽排。回采过程中，按每 15m 提前预埋管路，两趟 管路成交替式迈步抽采，为保证管路的完好，预埋管路端口采用木垛料搭 接保护。 （图 4） 2 2、被保护层瓦斯治理措施、被保护层瓦斯治理措施 （1 1）保护层开采布置）保护层开采布置 保护层开采布置，在保护层开采倾向上采用 2 个保护层工作面保护 1 个被保护层工作面，保护层工作面与被保护层工作面等宽布置。工作面走 向保护范围以始采线、采止线及煤柱按卸压角 6090保护划定。 （图 8） 图图 8 8：保护层布置示意图：保护层布置示意图 （2 2）地面钻井预抽被保护层卸压瓦斯）
32、地面钻井预抽被保护层卸压瓦斯 地面钻井穿透被保护层 8 煤进入保护层 10 煤底板，在保护层开采期 间，地面钻井对被保护层 8 煤卸压区域瓦斯进行高负压抽采。 地面钻井设计：钻井开孔 216mm，终孔直径 139mm（图 9） ； 地面钻井布置：沿工作面煤层走向间距 120150m 布置，钻井位于煤 层倾斜方向距保护层工作面回风巷 5080m 处，其中 1#钻井走向布置在 18 距保护层工作面切眼 40m（图 10） 。 图图 9 9：地面钻井设计示意图：地面钻井设计示意图 图图 1010：地面钻井抽采卸压瓦斯示意图：地面钻井抽采卸压瓦斯示意图 （3 3）上向拦截钻孔预抽被保护层卸压瓦斯）上向
33、拦截钻孔预抽被保护层卸压瓦斯 上向拦截钻孔设计在保护层工作面 10 煤的高位钻场内，钻孔终孔位 于 8 煤底板 58m 位置，在保护层开采期间，根据保护层回采进度，通过 抽采系统，对被保护层采动卸压区域瓦斯实行递进式高负压抽采。 上向拦截钻孔设计：钻孔孔径113mm，钻孔内安设套管至冒落带 2m 以上，封孔长度8m； 上向拦截钻孔布置：钻孔以 30m20m（走向倾向）标准覆盖工作 面。 （图 11） 图图 1111：上向穿层拦截钻孔示意图：上向穿层拦截钻孔示意图 （4 4）顺层钻孔预抽煤层瓦斯）顺层钻孔预抽煤层瓦斯 采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯，机风巷施工过程中，在机、风巷沿 19 煤层倾斜方
34、向布置顺层钻孔。 顺层钻孔设计：钻孔孔径113mm，封孔长度16m； 顺层钻孔布置：钻孔从机、风巷成对向施工，沿工作面走向间距 5m 布置钻位，每个钻位根据煤层厚度以垂直煤壁设计施工 3-4 个钻孔，钻孔 轴间距 3m，机、风巷对向钻孔压茬20m。见图 12。 图图 1212：顺层钻孔布置示意图：顺层钻孔布置示意图 （5 5）高位钻孔抽采采空区高浓度瓦斯）高位钻孔抽采采空区高浓度瓦斯 高位钻孔设计在工作面高位钻场内，主要治理工作面回采期间采空区 瓦斯，通过高位钻孔对采空区进行抽采，减少采空区瓦斯涌出量，实现工 作面安全生产。 高位钻场设计：沿工作面风巷按走向间距 80m 布置，钻场拨门施工至
35、煤层顶板岩层内，规格：6m4m2.5m。 （图 13） ； 高位钻孔设计：钻孔孔径113mm，钻孔长度100m； 高位钻孔布置：每个高位钻场内施工高位钻孔 6 个，钻孔倾向间距 10m（覆盖工作面上部 60m 区域） ，孔底距煤层顶板 15-20m，钻孔压茬 20m。 （图 14） ； 20 图图 1313：高位钻场设计示意图：高位钻场设计示意图 图图 1414：高位钻孔布置示意图：高位钻孔布置示意图 （6 6）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯 老塘埋管抽采主要治理工作面采空区和上隅角积存瓦斯，通过抽采减 少采空区瓦斯涌出量，防止工作面上隅角等局部地点瓦斯
36、积聚或超限。 老塘埋管布置方式：在工作面回采前，先期沿工作面风巷上帮敷设一 趟 8 吋瓦斯管路，并与移动抽采系统连接，待管路伸入老塘 10-20m 处时， 对采空区和上隅角实施抽排。回采过程中，按每 15m 提前预埋管路，两趟 管路成交替式迈步抽采，为保证管路的完好，预埋管路端口采用木垛料搭 接保护。 （图 4） （二）预抽煤层瓦斯区域瓦斯治理方式（二）预抽煤层瓦斯区域瓦斯治理方式 该瓦斯治理方式中，主要针对无保护层或不具备保护层开采的区域， 通过采取大面积预抽区域瓦斯治理方式，解决突出煤层 8 煤的消突问题， 实现高效安全回采。 21 卸压瓦斯预抽方式：卸压瓦斯预抽方式：网格式密集穿层钻孔+
37、工作面顺层钻孔高位钻 孔老塘埋管联合抽采方式。 （1 1）网格式密集穿层钻孔掩护式预抽煤层瓦斯）网格式密集穿层钻孔掩护式预抽煤层瓦斯 穿层钻孔设计在底板瓦斯抽排巷内，钻孔以掩护机巷、切眼掘进区域， 实行密集布置，工作面内部全覆盖布置，钻孔穿透煤层施工至煤层顶板。 在工作面掘进准备前，通过抽采系统对钻孔掩护区域实行高负压抽采，实 现机巷、切眼条带区域性消突。 底板瓦斯抽排巷布置：在被保护层 8 煤底板 30m 左右的细砂岩层内施 工，位置对应工作面中下部，为避免施工俯角钻孔，巷道标高均低于机巷 下限标高。 （图 15） 钻场设计：沿巷道每隔 15m 布置一钻场（图 13） ，钻场设计 4.6m3
38、.8m5m； 钻孔设计：钻孔孔径113mm，钻孔穿煤段实施水力冲煤增透卸压技 术，水压5Mpa，冲煤量0.1t/m。钻孔全程下 32mm 套管，煤层段为 花管； 密集穿层钻孔布置：穿层钻孔在钻场内成扇形布置，控制机巷、切眼 22 两侧不少于 15m，该区域钻孔终孔轴间距 33m；工作面中部钻孔终孔轴 间距 88m，钻孔终孔进入煤层顶板 0.5m；（图 16） 图图 1515：底板瓦斯抽排巷及钻场布置示意图：底板瓦斯抽排巷及钻场布置示意图 图图 1616：网格式密集穿层钻孔布置意图：网格式密集穿层钻孔布置意图 （2 2）顺层钻孔预抽煤层瓦斯）顺层钻孔预抽煤层瓦斯 顺层钻孔主要对工作面内部煤层瓦斯
39、进行大面积预抽，实现工作面消 突目标。机风巷掘进过程中，从工作面机、风巷施工顺层钻孔，通过高负 压抽采，实现工作面区域性消突。 顺层钻孔设计：钻孔孔径113mm，封孔长度16m； 顺层钻孔布置：钻孔从机、风巷成对向施工，沿工作面走向间距 3m 布置钻位，每个钻位根据煤层厚度以垂直煤壁设计施工 3-4 个钻孔，钻孔 间距 3m，机、风巷对向钻孔压茬20m。 （图 17） 图图 1717：顺层钻孔布置示意图：顺层钻孔布置示意图 （3 3）高位钻孔抽采采空区高浓度瓦斯）高位钻孔抽采采空区高浓度瓦斯 高位钻孔设计在工作面高位钻场内，主要治理工作面回采期间采空区 瓦斯，通过高位钻孔对采空区进行抽采，减少
40、采空区瓦斯涌出量，实现工 23 作面安全生产。 高位钻场设计：高位钻场沿工作面风巷按走向间距 80m 布置，钻场拨 门施工至煤层顶板岩层内，高位钻场设计 6m4m2.5m 规格。 （图 13） ； 高位钻孔设计：钻孔孔径113mm，钻孔长度100m； 高位钻孔布置：每个高位钻场内施工高位钻孔 6 个，钻孔倾向间距 10m（覆盖工作面上部 60m 区域） ，孔底距煤层顶板 15-20m，钻孔压茬 20m。 （图 14） ； （4 4）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯）迈步式老塘埋管抽采采空区低浓度瓦斯 老塘埋管抽采主要治理工作面采空区和上隅角积存瓦斯，通过抽采减 少采空区瓦斯涌出量，防止工作面上隅角等局部地点瓦斯积聚或超限。 老塘埋管布置方式：在工作面回采前，先期沿工作面风巷上帮敷设一 趟 8 吋瓦斯管路，并与移动抽采系统连接，待管路伸入老塘 10-20m 处时， 对采空区和上隅角实施抽排。回采过程中，按每 15m 提前预埋管路，两趟 管路成交替式迈步抽采，为保证管路的完好，预