河南能源化工集團鶴煤公司第十煤礦
二〇一三年五月
第一章 1307（改）工作面概況
一、1307（改）工作面地質概況
1、工作面井上、下位置情況
1307（改）工作面井下位置位於我礦13採區中部，該工作面北西向與1305外工作面（正在回採）相鄰，北東向到設計停採線，東南向與1307工作面（已回採）和1309設計工作面相鄰，南西向與1103工作面（已回採）相鄰。地面對應位置位於矸石山正南，與矸石山相鄰，地形屬丘陵階地，高差不大，地面標高在+153.5～+180.
4之間，該設計工作面煤層距離地面垂深為583.5～610.4公尺左右;根據2』-2和1091-1鑽孔資料，第
三、第四系沖積層厚度為207～221公尺，由於掘進工作面範圍內為農田和坡地，對地面設施無任何影響。
2、工作面頂、底板情況
二1煤層頂板：偽頂為黑色泥岩，質軟易碎，遇水膨脹，極易冒落。直接頂為灰黑色薄層狀砂質泥岩，破碎易冒落，含植物化石，儲存完整，平均厚度2.
24公尺。老頂為灰色，發褐中細粒砂岩，成分以石英為主次為長石，含大白雲母片，塊狀結構，層厚22.48公尺。
二1煤層底板:偽底為黑色泥岩，遇水膨脹。直接底為灰白色粉砂岩，層狀結構，層面含炭質和白雲母片，富含植物化石，遇水膨脹，區域性會發生底鼓，厚度2.
46公尺之間。老底為灰黑色粉砂岩與灰色砂質泥岩，薄層理，含少量黑色泥岩包裹體，厚度為17.41公尺。
3、工作面地質構造情況
地質構造是影響礦井生產建設的最主要的地質因素，也是其它地質變化的主要控制因素，它直接影響工作面的生產和管理。該工作面處於秦家嶺向斜兩翼，地質構造相對複雜，受向斜影響軸部附近可能伴生小斷層；根據周圍巷道實際揭露資料分析，對工作面掘進有影響的斷層有f1103-9、f1307-4。
（1）f1103-9正斷層
該斷層在1103工作面下順槽掘進期間揭露,斷層傾向295°，傾角56°，落差12.8公尺.該斷層可能影響工作面下順槽和切眼掘進。
（2）f1307-4正斷層
該斷層是在1307工作面上順槽掘進期間揭露,斷層傾向293°，傾角27°，落差3.0公尺，該斷層可能影響工作面下順槽掘進（斷層位置詳見附圖）。
4.工作面引數情況
1307（改）工作面開採二疊系山西組二1煤，煤層為黑色，金剛光澤、條痕為褐色、水平層理、厚層狀、區域性含有夾矸，厚度0.3m。平均煤厚為7.1m。
工作面布置平均走向長度為343m，傾向長度為130m。工作面上順槽設計長度為415m，下順槽設計長度為271m。工作面地質總儲量為34.6萬噸，可採儲量為27.68萬噸。
二、掘進、採煤方法及通風方式
1.1307（改）工作面上順槽、下順槽及切眼掘進均採用炮掘方法。掘進期間均採用局扇壓入式通風。
2.1307（改）工作面開採方法採用走向長壁放頂煤採煤方法進行回採，頂板管理採用全部垮落法進行頂板管理。回採期間採用「u」型通風方式，
三、瓦斯**及引數
1、十礦為單一煤層開採， 1307（改）工作面掘進巷道瓦斯**為二1煤本煤層瓦斯，在掘進上、下順槽和切眼期間，瓦斯**包括巷道煤壁瓦斯湧出和掘進落煤中的瓦斯湧出兩部分。掘進前必須通過穿層鑽孔預抽煤巷條帶區域防突措施。
2、 1307（改）工作面回採期間瓦斯**主要為二1煤本煤層瓦斯和回採時採空區裂隙帶瓦斯，二1煤層瓦斯可以通過穿層鑽孔和順層鑽孔預抽降低回採期間的瓦斯湧出，採空區裂隙帶瓦斯可以通過施工頂板岩石巷進行巷抽。
3、根據河南理工大學在我礦1307工作面實際測定煤層瓦斯含量最大值為9.88m3/t。參照1305外工作面正常生產期間的瓦斯湧出量為4.58m3/min。
四、瓦斯抽採的可行性和必要性
1、瓦斯抽採可行性
根據河南理工大學在我礦進行實測得出的鑽孔瓦斯湧出量衰減係數a=0.1121d-1、煤層透氣性係數λ=1.3m3/（mpa2·d）、百公尺鑽孔抽放量q=0.
017m3/可以看出十礦所開採的二1煤層從鑽孔瓦斯湧出量衰減係數和煤層透氣性係數來判斷均屬於勉強可抽放煤層，從百公尺鑽孔抽放量判斷則屬於較難抽放煤層，根據礦井生產過程中的實際情況判定十礦礦所開採的二1煤層屬於勉強抽採煤層。
2、瓦斯抽採必要性
根據鄰近1305外工作面回採時瓦斯湧出情況及瓦斯主要**分布情況，結合**1307（改）工作面瓦斯湧出量，並對照《煤礦瓦斯抽採基本指標》及《煤礦安全規程》要求，1307（改）工作面必須實施瓦斯抽採。預計工作面絕對瓦斯湧出量為4.58m3/min，按照《煤礦瓦斯抽採基本指標》的要求，抽採率應達到20%以上。
依據瓦斯基本引數實驗室測定的1307（改）工作面煤層瓦斯原始含量為9.88m3/t， 工作面煤層瓦斯儲量為341.848萬m3，按照《防治煤與瓦斯突出規定》的要求，瓦斯含量降到8m3/t以下，工作面預計需抽瓦斯量80萬m3以上，抽放率達到24%以上。
第二章 1307（改）工作面瓦斯抽採設計
一、瓦斯抽採方案的確定
由於礦井二1煤層不具備開採保護層條件，因此，1307（改）工作面掘進及回採區域防突措施均採用預抽煤層瓦斯區域防突措施。
1、上、下順槽及切眼預抽方案
根據《防治煤與瓦斯突出規定》要求，1307（改）上、下順槽及切眼預抽煤層瓦斯採用的方式優先選用穿層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯。
1307（改）下順槽已經通過1307（下）底抽巷施工了大量穿層預抽鑽孔，目前正處於預抽期，掘進前進行區域效果檢驗，抽採達標後方可掘進，否則重新採取抽採區域防突措施。
1307（改）上順槽為沿空掘進，採用沿1305外改造下順槽採空區掘進方案。
2、回採工作面預抽方案
根據《防治煤與瓦斯突出規定》要求，1307（改）回採工作面預抽煤層瓦斯採用的方式優先選用順層鑽孔預抽回採區域。通過在1307（改）上、下順槽施工大量順層鑽孔和在1307（改）底抽巷施工穿層鑽孔預抽工作面的聯合預抽方案。
3、回採期間工作面區域性瓦斯抽採方案
採用頂板裂隙帶、採空區埋管抽採來解決工作面回採期間的區域性瓦斯問題。頂板裂隙帶抽放通過在工作面中上部施工頂板抽放巷，在回採前封閉巷道進行巷抽；採空區埋管通過在工作面上順槽抽採管路安設「t」字型埋管，並預埋在採空區內進行抽放。
二、抽採鑽孔的布置方式
1、穿層鑽孔的布置（鑽孔布置圖見附圖一）
(1)預抽1307（改）下順槽鑽孔引數
1307（改）下順槽採用穿層鑽孔預抽區域防突措施，通過在1307（下）底抽巷布置穿層鑽孔，預抽1307（改）下順槽上幫22m至下幫12m範圍煤體瓦斯。在1307（下）底抽巷自三車場聯絡横川開始至1307（下）底板巷下段抽放鑽場，根據實測鑽孔瓦斯有效抽採半徑1.78m，鑽場間距設計為2m，共計24個鑽場，每組鑽場布置鑽孔24個，孔底間距為3.
5m（鑽孔設計引數見附圖一）。預抽鑽孔孔底在1307（改）下順槽煤巷條帶區域煤層頂板形成走向3.5m×傾向3.
5m網格狀。
(2)預抽1307（改）切眼鑽孔引數
1307（改）切眼順層鑽孔預抽區域防突措施，通過在1307（改）上順槽布置順層鑽孔，預抽1307（改）切眼兩幫各15m範圍煤體瓦斯。鑽場間距設計為1.2m，共計8個鑽場，每組鑽場布置鑽孔30個，孔底間距為1m。
預抽鑽孔孔底在1307（改）切眼煤巷條帶區域煤層頂板形成走向1m×傾向2m網格狀。
2、順層鑽孔的布置（鑽孔布置圖見附圖二）
1307（改）工作面採用順層鑽孔預抽區域防突措施，在工作面上、下順槽分別布置順層預抽鑽孔，具體鑽孔布置引數如下：
(1)1307（改）上順槽
1307（改）上順槽自1307出煤横川向裡沿巷道走向在下幫布置順層孔鑽場9個，每組鑽場布置鑽孔30個，共計270個鑽孔，設計孔深為60m，孔間距均為1.2m，鑽孔開孔採用單排孔布置，鑽孔終孔位置分別控制煤層上部和下部各1.75m，鑽孔方位全部為垂直巷道中線90°開孔。
(2)1307（改）下順槽
1307（改）下順槽自13軌道三車場聯絡横川開始，沿巷道走向在上幫布置順層孔鑽場12個，每組鑽場布置鑽孔30個，共計360個鑽孔，設計孔深為60m，孔間距均為1.2m，鑽孔開孔採用單排孔布置，每兩個相鄰鑽孔分別控制煤層上部和下部，鑽孔開孔高度距底板1.5m，鑽孔終孔位置分別控制煤層頂、底板分別為1.
75m，鑽孔方位角度全部為垂直巷道中線方位。
三、採空區抽採方法
為解決1307（改）工作面回採期間的採空區瓦斯問題，根據我礦以往成功經驗，採取頂板裂隙帶和採空區預埋管相結合的抽採方法，預計抽放效果較好，具體方法如下：
1、頂板裂隙帶抽放
為降低工作面回採期間採空區瓦斯湧出量，採用頂板裂隙帶抽放。頂板裂隙帶抽放採用掘進頂板抽放巷，即在工作面煤層頂板內施工一條巖巷，巷道沿工作面回採方向掘進，巷道與1307（改）工作面上順槽平行距離為24m，距煤層頂板垂距平均為25m，巷道總工程量633m，採用錨網噴支護，巷道規格2.6m×2.
4m，錨桿採用長度1600mm的金屬管縫錨桿，噴層厚度100mm，錨桿間排距700mm×700mm，砼強度等級c20；巷道穿煤段及煤巖交接段採用u型棚支護，支護規格3.4m×2.8m。
2、採空區埋管抽放
為解決工作面回採期間上隅角瓦斯積聚問題，在1307（改）上順槽敷設一趟抽放管，每15m接乙個三通，在三通上連線10寸「t」字型鐵管，「t」字型鐵管要求水平長度1m，垂直長度為1.5m，4個水平埠焊接鐵網，防止抽入雜物。「t」字型埋管形成邁步布置。
四、鑽孔封孔聯孔工藝
1、穿層鑽孔封孔工藝（圖1）
(1)進入封孔地點，首先要敲邦問頂，檢查封孔周圍的安全狀況及支護狀況，並在工作地點上部懸掛可攜式瓦斯報警儀，方可進行封孔。
(2)封孔下管前用4分鋼管將封孔段內的煤（巖）屑採用壓風全程清掃乾淨。
(3)封孔長度為12m以上，封孔管用φ50聚氯乙烯管，返漿管選用4分鋼管，注漿管選用4分軟管。在封孔管前端2m處用定向封孔材料（2組藥）固定在聚氯乙烯管上。將連線固定好聚氯乙烯管及4分注、返漿管同時快速地送至孔中預定深度。
注漿管長度為2m,返漿管長為10m。然後採用安爾封堵鑽孔孔口段，孔口段封孔深度1.5-2m，孔口段凝固時間不低於10min。
(4)壓注封孔材料
採用風動注漿幫浦注漿，將封孔劑與水按一定比例混合後注入孔中，當返漿管有漿液流出時，鑽孔內漿液已滿，此時關閉返漿管路球閥，安裝壓力表後開啟閥門繼續注漿。保持注漿3分鐘左右、壓力表顯示讀數達到0.6mpa-1mpa後關閉返漿管閥門，此時鑽孔內裂隙已經得到充分封堵。
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