盤縣黑皮凹子煤礦
掘進工作面瓦斯治理措施
（10302回風巷）
編制日期：2023年3月21日
根據目前黑皮凹子煤礦掘進工作面瓦斯湧出異常情況分析，結合國家煤礦相關《規定》的要求，黑皮凹子煤礦探索一套適合本礦發展的掘進工作面瓦斯治理專項措施。
黑皮凹子煤礦10302回風巷掘進工作面計畫掘進145公尺，採用礦工鋼支護，巷道斷面7.6㎡. 根據已掘巷道實測地質資料，3號煤層在2.
2公尺左右，但因煤礦地質構造複雜，所以在大多數地點煤層厚度只有1.8公尺，掘進工作面採用兩台2×15kw對旋式區域性通風機，一用一備，採用φ600mm抗靜電阻燃風筒。為了加強瓦斯管理，預防瓦斯超限事故的發生，特制定10302回風巷瓦斯治理專項安全技術措施，望各部門嚴格執行。
一、目前黑皮凹子煤礦瓦斯湧出異常情況分析
根據《貴州勘察設計研究院》及鑽勘資料分析，黑皮凹子煤礦可採煤層深度，初期一採區開採時一水平（+1500m標高）以上，所以說黑皮凹子煤礦開採深度越大，礦山壓力就越大，瓦斯湧出量就增大，瓦斯梯度加大，煤與瓦斯突出的可能性大，所以工作面在掘進和施工鑽孔過程中很可能存在有瓦斯超限、施鑽有噴孔、有煤炮聲現象。
在作業點經過瓦斯預抽後，如果掘進過程中瓦斯仍較高的情況下，必須停止掘進工作面的掘進作業，並對掘進作業點進行布置鑽孔進行瓦斯再次預抽工作，待預抽一段時間後，防突工進行**，經**無突出危險後，在進行掘進工作，否則嚴禁掘進作業。
二、目前黑皮凹子煤礦瓦斯治理情況分析
1、通風系統管理分析
目前黑皮凹子煤礦現在處於巷道掘高階段，系統不穩定、複雜，再加上巷道起伏比較頻繁，這樣會造成礦井通風阻力增大，會導致風量不穩定，再加上掘進工作面區域性通風管理困難，漏風係數較大，到掘進工作面迎頭的風量較小，所以炮後會引起迎頭和回風流瓦斯超限現象。
2、瓦斯抽放系統管理分析
（1）、目前黑皮凹子煤礦瓦斯抽放系統管理不完善，抽放隊伍及防突隊伍人力不足，所以導致瓦斯治理滯後，井巷工程開掘速度較慢。
（2）、抽放管路放水器安裝位置不合理，而且放水器的裝水容量較小，放水器的安裝位置必須安在巷道低窪點和變坡點的位置。
（3）、抽放管路積水較多，沒有定期放水，管道積水較多，抽放系統阻力就增大，鑽孔抽放效果質量差，所以煤體瓦斯沒有得到有效抽放。
（4）、黑皮凹子煤礦瓦斯壓力較大，布置鑽孔必須在鑽孔引數上下功夫，必須根據現場煤層的傾角及目前巷道的方位來確定鑽孔的方位、傾角、鑽孔深度及鑽孔的終孔點控制範圍等。
（5）、黑皮凹子煤礦瓦斯湧出量較大，目前使用的鑽頭直徑為75mm，可能滿足不了瓦斯抽放的要求，可以考慮改進鑽孔的直徑擴大鑽孔，可以提高煤體瓦斯抽放效果，目前市場上鑽頭直徑大小有65mm、75mm、94mm、108mm、133mm等，黑皮凹子煤礦可以考慮直徑為94mm的鑽頭。
（6）、黑皮凹子煤礦掘進工作面還未打底板瓦斯抽放巷，未對計畫掘進的巷道區域進行瓦斯預抽。
（7）領導對瓦斯抽採意識較差，眼前只有採煤工作，麻木了瓦斯抽採相關工作。
（8）未按要求進行**預報工作。
（9）鑽孔瓦斯流量、負壓測定不及時。
（10）未建設瓦斯實驗室。
3、以往慣例
迤勒煤礦2023年1月28日在10301運輸巷掘進工作面發生煤與瓦斯突出事故，突出煤層為3煤，突出地點標高+1643m，突出煤量56t，突出瓦斯量1100m3。造成16人死亡，井下10301運輸巷有65m的巷道遭到破壞，由於突出引發了瓦斯**，井下電纜和管線也遭到了不同程度的破壞。
2023年8月13日12點30分左右，主斜井掘至60公尺時見3煤層，標高為+1653公尺，石門揭煤過程中，有頂鑽、卡鑽現象；
黑皮凹子煤礦於2023年9月25日20點15分左右3煤層在+1653m石門揭煤過程中發生的頂鑽、卡鑽瓦斯動力現象為典型的煤與瓦斯突出預兆，屬於煤與瓦斯動力現象。
三、成立瓦斯治理領導小組
礦成立10302回風巷掘進工作面瓦斯治理領導小組
組長：盧寶安
副組長：楊玉林
成員：路明強、吳永高、吳秀永、王勤志、任廣在、李本懷、馬海權、楊用祥、盧瑞方、鄭有噸、吳啟用、陳永利、蘇向陽、王書軍。
1、組長（礦長）是10302回風巷掘進工作面瓦斯治理工作的第一責任者，貫徹執行國家的安全生產方針、法律、法規以及上級有關指示和決定，對10302回風巷掘進工作面瓦斯治理工作負主要領導職責。
2、副組長（總工程師）楊玉林負責10302回風巷掘進工作面瓦斯治理技術管理，協助組長研究確定工作面瓦斯治理方案、措施，採用先進技術治理瓦斯。
3、成員負責現場瓦斯治理工作。
安全副礦長吳永高負責10302回風巷掘進工作面瓦斯治理的政治思想教育、宣傳教育管理工作與職工培訓和後勤工作；
生產副礦長王勤志負責10302回風巷掘進工作面瓦斯治理安全監督、監察工作；
機電副礦長馬海泉負責10302回風巷掘進工作面機電裝置管理工作；
通風副總工程師吳秀永負責具體技術指導工作，研究現場瓦斯治理措施及瓦斯治理監督；
監控專工宋正斌負責安設、更換並定期標校瓦斯感測器；
機電專工盧瑞方負責機電裝置防爆檢查；
通風隊隊長吳啟用負責採取有效措施，現場治理瓦斯；
瓦斯抽放防突隊隊長任廣在負責對10302回風巷掘進工作面進行有效瓦斯抽放工作及作業點**預報工作，從根本上解決瓦斯問題；
吳永高負責人負責對掘進工作面員工進行培訓教育，了解瓦斯危害，杜絕瓦斯超限作業。
四、黑皮凹子煤礦掘進工作面瓦斯治理方案
根據以上情況分析，結合現場實際情況，主要從鑽孔的施工工藝、封孔方式及鑽場的布置方式來探索一種適合黑皮凹子煤礦瓦斯治理方案，需要在實踐中證明和不斷改進。
掘進工作面在開工之前必須根據該工作面所處區域地質情況，編制專門防突安全技術措施和瓦斯治理方案，該措施、方案必須經主管領導召集有關部門認真審簽，並向有關施工連隊貫徹學習，下發到各個生產管理部門，如掘進隊、抽放隊、排程室、機電科、安全科等。礦安全、通風、生產技術等部門管理人員必須經常深入現場監督檢查措施、方案的執**況，嚴禁造假，違者嚴肅處理。
工作面必須堅持「先抽後掘、先抽後採」的原則，掘進巷道必須在底板抽放巷布置鑽孔進行預抽後，並進行掘進工作面的**預報工作後，確定無突出危險方可進行作業。每個鑽場布置穿層預抽瓦斯抽放鑽孔12個，如煤體前方遇地質構造帶時，，必須在巷道正頭施工超前預抽鑽孔，預抽時間不低於5天，當預抽瓦斯濃度低於30%時，然後再進行效果檢驗。
（1)、如果是掘進準備巷道，必須在底抽巷布置穿層鑽孔，每組鑽孔不少於12個，，即對回採工作面進行前期瓦斯預抽，預抽時間視每個鑽孔瓦斯抽放濃度、流量而定。在地質構造變化帶，必須加大抽放密度或力度。
（3）、工作面如果進行了底板穿層鑽孔預抽及掘進作業點**預報後，瓦斯任較大時，必須在掘進迎頭施工本煤層鑽孔配合底板穿層鑽孔進行預抽。
（4)、掘進過程中必須加強**預報工作，未進行底板預抽和掘進作業點**預報及驗證（驗證必須無突出危險方可作業），工作面嚴禁作業。
（5）、在掘進作業點後路建設臨時避難硐室，用於作業點臨時避難及作業點放炮作業時使用，臨時避難硐室建設必須按照規程標準進行建設。
（6）在煤巷中掘進前，要首先採用底板抽放巷對設計採煤工作面的運輸巷、回風巷進行底板抽放，然後經區域效果檢驗有突出危性，再進行本煤層區域性防突措施，即進行本煤層瓦斯預抽，由工作面沿煤層軟分層向煤層走向方向至少打16孔深不低於60公尺及其20個孔深不低於30公尺、孔徑75mm的抽放鑽孔.
（7）採用沿空掘巷形成風巷後，在風巷實施本煤層傾向預抽區段瓦斯的區域防突措施並結合區域順層走向預抽本煤層瓦斯，多措並舉預抽機巷瓦斯。本煤層傾向預抽區段瓦斯的區域防突措施採取在風巷每隔3m，沿煤層傾向方向至少打孔深70公尺、孔徑75mm的抽放鑽孔.
（8）在煤巷掘進工作面對無突出危險區進行的區域驗證有：鑽屑指標、復合指標法、r值指標法、其他經試驗證實有效的方法。本設計採用鑽屑指標法。
鑽屑指標法**煤巷掘進工作面突出危險性時，至少施工3個直徑42mm、孔深10m的鑽孔，測定鑽屑瓦斯解吸指標和鑽屑量。
鑽孔應盡可能布置在軟分層中，乙個鑽孔位於掘進巷道斷面中部，並平行於掘進方向，其他鑽孔的終孔點應位於巷道斷面兩側輪廓線，區域防突措施進行檢驗的鑽孔應控制區段內的整個開採塊段和順槽外側一定範圍內的煤層（巷道上幫輪廓線外至少4m、下幫輪廓線外至少3m）。
鑽孔鑽進2公尺每鑽進1m測定該1m段的全部鑽屑量s，每鑽進2m至少測定一次鑽屑瓦斯解吸指標k1或△h2值。
各煤層採用鑽屑指標法**煤巷掘進工作面突出危險性的指標臨界值應根據試驗考察確定，如果實測得到的s、k1或△h2的所有測定值均小於臨界值，並且未發現其他異常情況，則該工作面**為無突出危險工作面；否則，為突出危險工作面。
（一）、鑽孔的施工工藝
1、建議打鑽工區購買5個孔徑為75mm鑽頭，擴大瓦斯抽放鑽孔的直徑，鑽孔直徑越大，鑽孔內釋放出來的瓦斯就越多，提高煤體瓦斯的抽放效果。
2、鑽場的布置方式及施工鑽孔個數的確定
（1）、技術原理
①黑皮凹子煤礦穿層鑽孔瓦斯抽放專項技術原理是在底板瓦斯抽放巷設計鑽場，在鑽場內施工穿層鑽孔進行瓦斯預抽，已達到煤層瓦斯卸壓、瓦斯抽放消除煤與瓦斯突出危險性，保證掘進工作正常進尺。
首先，通過穿層鑽孔抽放可以減少在掘進過程中由煤體湧入巷道的瓦斯，這樣可以降低風排瓦斯量；其次，瓦斯預抽使煤體的地應力得到充分釋放，瓦斯的抽採使煤體瓦斯壓力顯著降低，即通過降低發生煤與瓦斯出突的地應力和瓦斯壓力來消除煤與瓦斯突出危險性。因此我們可以看出穿層鑽孔專項技術的核心是鑽孔的施工、煤體的卸壓和瓦斯的抽採、穿層鑽孔措施後的消突效果的檢驗三個環節。
根據黑皮凹子煤礦煤層的賦存條件及煤層的平均厚度，再結合《防治煤與瓦斯突出》規定的要求，黑皮凹子煤礦穿層鑽孔長度根據施工地點來確定，因為要控制巷道兩幫20公尺範圍內，長度不相同。
在底板抽放巷每7公尺布置乙個鑽場，每個鑽場布置12個穿層鑽孔，鑽孔之間間距0.2公尺，方位、傾角、長度根據底抽巷巷道設計而確定。根據採掘進計畫，10302回風巷在10302底抽巷進風平巷打穿層鑽孔，10302底抽進風平巷長180公尺，計畫在10302底抽巷進風斜巷共布置穿層鑽孔26組鑽孔，共有312個鑽孔，鑽孔直徑75mm。
鑽孔相關引數見布置圖。
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