郑煤集团兴达煤矿有限责任公司11121工作面防突设计及安全技术措施说明书设计单位：郑煤集团兴达煤矿总工程师：张俊杰工程负责人：唐福生二0一0年十二月二十日第一章矿井简况第一节矿井简况一、矿井基本情况郑煤集团兴达煤矿，位于登封市白坪乡西白坪村境内，是由郑煤集团与原登封市外运煤矿和新星煤矿整合而成。
本次技改由煤炭工业部郑州设计研究院设计，设计生产能力30万吨/年，可采储量193.67万吨，服务年限 5.3年。
矿井开采二1煤层，设计正常涌水量24m3/h，最大涌水量60m3/h，目前实际涌水量10m3/h，煤尘具有爆炸危险性，煤层不易自燃，属煤与瓦斯突出矿井。
矿井开拓方式采用两立一斜混合开拓，通风方式为中央并列式，主斜井、副立井进风，回风立井回风。
第二节采面简况及瓦斯地质一、11121工作面概括1、采面位置及四邻关系11121底抽巷包括绕巷共设计350m，掘进断面14.14 ㎡，净断面12.68㎡。
11121底抽巷及绕巷掘进顺序：先从专回下山坐标X:3800983 Y:38413360 Z:-81处开口按设计方位272°、坡度-22°掘进31m后变方位为338°在掘进10.0m，再开口按方位90°，坡度-5‰施工21.5m，最后按方位65°、坡度+17°施工44m与皮带下山贯通，贯通后再从坐标X:3800993 Y:38413337 Z:-98处按方位270°、坡度+5‰沿底掘进，全长252m；11121底抽巷主要作为11121下副巷打钻消突使用；11121下副巷包括联巷共设计317m，掘进断面14.14 ㎡，净断面12.68㎡。
11121下巷及联巷掘进顺序：先从专回下山坐标X:3801017 Y:38413361 Z:-90处开口按设计方位90°、坡度0°掘进24m后变坡与皮带巷贯通，贯通后再从坐标X:3801017 Y:38413361 Z:-90处按方位270°、坡度-4—3°沿底掘进，全长293m，11121采煤工作面形成后11121下巷主要作为11121采煤工作面的运输、进风和行人使用；11121上巷设计开口坐标：X:3800903 Y:38413361 Z:-40 ，11121上副巷设计298m，掘进断面14.14 ㎡，净断面12.68㎡。
沿11101采空区边缘不大于2m掘进，设计方位268°、坡度-3—4°，11121采煤工作面形成后11121上巷主要作为11121采煤工作面的回风和行人使用；切巷设计114m，设计方位3°，掘进断面4.8㎡，净断面 4.4㎡，坡度-23°；2、煤层赋存状况及煤层特征11121工作面二1煤层位于下二叠统山西组下部，结构简单，层位稳定。
煤层距其上部的大占砂岩间距平均 6.00m ,二1煤层顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板为砂质泥岩。
煤层厚度 2.2～5.8m,平均3.7m，本工作面埋深560～520m，煤层走向272°，倾向2°，平均倾角23°，表现为单斜构造。
3、地温矿井区域内温梯度约为0.22°～2.62°C/100m，平均 1.23°C/100m，地温、地压均无异常。
4、水文地质条件及涌水量由白坪井田水文地质资料得知，兴达矿位于白坪井田西部，二1煤顶砂岩含水层富水性弱，水文地质条件简单；二1煤底板太原组上段灰岩含水层为灰岩裂隙水，水文地质条件简单，本井田处在水文地质条件简单地段。
5、开采技术条件(1>瓦斯：2008年4月河南理工大学进行矿井瓦斯突出鉴定：实测二1煤层煤的破坏类型为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，瓦斯放散初速度△P=14～33，煤的坚固性系数f=0.20～0.30,按实测煤层瓦斯含量推算煤层瓦斯压力P=1.33Mpa,瓦斯含量为 3.54-9.3m3/t，鉴定结论为兴达矿二1煤层有煤与瓦斯突出危险，矿井为煤与瓦斯突出矿井。
2008年9月，登封分公司组织对兴达矿井行瓦斯鉴定，绝对瓦斯涌出量 2.95m3/min,相对瓦斯涌出量 4.25m3/t。
<2）本矿井二1煤层属于三类，不易自燃煤层。
煤尘无爆炸危险性。
(3）二1煤层伪顶：仅局部可见，不发育，一般厚0.20m，随采随落，不易维护。
(4）二1煤层直接顶：一般为深灰色或灰黑色粉砂岩、砂质泥岩和泥岩，有局部为细粒砂岩，平均厚 6.0m。
<5）二1煤层老顶：是灰白色、含云母特多的细至中粒长石石英砂岩，层面含大量白云母片及炭质面，俗称大占砂岩。
平均厚度4～8 m左右，由于其厚度大，回采后一般不直接垮落，往往滞后一段时间垮落。
<6）煤层伪底：区内不发育，一般厚约为0.4m,质软。
<7）二1煤层直接底板：为黑色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩，平均厚为17.28m，层理比较明显，开采时经常遇到基底不平现象。
<8）二1煤层老底：为石炭系太原组的L7-8灰岩，平均总厚为9.40m，质坚性脆。
本区顶、底板抗压、抗拉强度相对较小，属豫西典型“三软”煤层，生产时应加强顶板管理，防止顶板事故发生。
第二章 11121工作面掘进区域防突设计第一节掘进区域防突设计一、工作面防治瓦斯突出的必要性依据11101工作面实测瓦斯含量9.3t/m3瓦斯压力1.33Mpa，11121采掘工作面按照突出区域管理，根据集团公司<郑煤集团通[2009]1号文）《关于编制突出采区防突专项设计及矿井防突工作计划的通知》、关于印发《“三软”突出煤层煤巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出管理规定》<修订）的通知的规定，并严格执行“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则进行设计和施工管理。
1、上副巷掘进防突设计依据郑煤集团印发《“三软”突出煤层煤巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出管理规定》<修订）的通知的规定，11121上付巷设计沿空送巷与11101工作面下付巷余留不大于2m煤柱送巷掘进，施工6个超前探测钻孔，探明煤层赋存状况、地质构造、瓦斯、地应力等情况，掘进工作面保留超前探测钻孔超前距20m；实施连续性掘进工作面突出危险性预测，若探测无异常且预测为无突出危险时，采取安全防护措施后进行掘进作业；经探测工作面前方瓦斯地质异常<顶钻、喷孔、煤层赋存发生急剧变化、地质构造等）或预测为有突出危险性时，该煤巷掘进工作面必须执行以预抽为主的局部综合防突措施。
<附图一）2、工作面下付巷防突设计11121下巷采取底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施设计底抽巷距煤层的法向距离不小于12m。
施工按照以下要求：1. 底板抽放巷及绕巷工程量：350m。
钻场间距：25m；共施工9组钻场。
2. 底板抽放巷距二1煤层法向距离12m，钻场断面12.68m2；3. 钻孔直径：≥108mm；4. 钻孔深度：钻孔要穿透煤层进入煤层顶板0.5m；5. 钻孔间距：钻孔在煤层中的终孔间距6m。
6. 钻孔控制范围：根据煤层倾角设计钻孔的控制范围，倾角大于25°控制巷道上帮轮廓线外20m，下帮10m；小于25°上下帮各控制轮廓线外15m。
<控制范围均为沿层面的距离）。
7. 封孔段长度5m。
8、采用水力冲孔等增透卸压技术。
9、11121下巷区域防突措施效果检验有效区域设计超前11121下巷掘进工作面100m。
3、工作面切巷防突设计11121工作面上下副巷掘进到位后在工作面上下副巷施工顺层钻孔，采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突方法，条带长度60m,预留超前距离20m。
施工应符合下列要求：1. 钻孔直径：89-120mm。
2. 钻孔间距：钻孔在煤层中的终孔间距 2.5m；3.钻孔控制范围：钻孔控制的煤层条带长度60 m。
条带长度范围内钻孔控制全煤厚，终孔距煤层顶<底）板不大于 1.5m。
控制切巷左右帮轮廓线各15m。
4. 封孔段长度8m。
4、工作面下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段防突设计11121工作面下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段掘进开始前在十一平巷、专回下山施工顺层钻孔，采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突方法，控制范围为掘进巷道左右帮轮廓线两侧各15m,预留超前距离20m。
施工应符合下列要求：1. 钻孔直径：89-120mm。
2. 钻孔间距：钻孔在煤层中的终孔间距 2.5m；3.钻孔控制范围：钻孔预留超前距离20m。
条带长度范围内钻孔控制全煤厚，终孔距煤层顶<底）板不大于 1.5m。
控制范围为掘进巷道左右帮轮廓线两侧各15m。
4. 封孔段长度8m。
第二节掘进区域效验1、11121下副巷区域效检11121下副巷采取底板岩巷穿层钻孔增透卸压抽采瓦斯区域防突措施，采取测定煤层残余瓦斯含量进行区域防突措施效果检验，效果检验每隔30m布置一个检验测试点测定煤层残余瓦斯含量。
2、切巷区域效检11121切巷采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，采取测定煤层残余瓦斯含量进行区域防突措施效果检验，每循环布置3个检验测试点测定煤层残余瓦斯含量。
3、工作面下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段区域效检11121工作面下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，采取测定煤层残余瓦斯含量进行区域防突措施效果检验，每循环布置3个检验测试点测定煤层残余瓦斯含量。
第三节局部防突设计1、11121下副巷局部防突措施11121下副巷掘进执行超前钻孔排放瓦斯为主的局部防突措施。
钻孔深度：12m；超前距5m。
控制范围：上帮5m，下帮5m。
2、11121切巷局部防突措施11121切巷掘进执行超前钻孔排放瓦斯为主的局部防突措施。
钻孔深度：12m；超前距5m。
控制范围：左帮5m，右帮5m。
3、11121下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段局部防突措施11121下付巷绕巷、底抽巷绕巷煤巷段掘进执行超前钻孔排放瓦斯为主的局部防突措施。
钻孔深度：12m；超前距5m。
控制范围：左帮5m，右帮5m。
第四节局部措施效果检验局部措施效果检验采用工作面预测<效检）方法进行。
1、按照《防治煤与瓦斯突出规定》和郑煤集团三项技术标准要求，采用复合指标法<钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标）预测突出危险性。
临界值选定为q值5L/min, S值6kg/m。
2、每区域循环首次掘进前，连续进行不少于两次区域验证，地质构造带连续进行区域验证。
3、每掘进循环至少打三个超前距不少于10m的超前钻孔，探测地质构造和观察突出预兆。
4、预测钻孔布置方式及参数<1）正常情况下巷道沿底板掘进，巷道顶煤厚度小于5m时，在掘进工作面中部，平行巷道轴线方向布置2#预测钻孔，距巷道底板1m左右；在掘进工作面两帮布置1#、3#预测钻孔，距巷道侧帮不大于0.5m，距巷道底板1m左右，终孔控制巷道轮廓线外2-4 m；在掘进工作面中部靠近支架顶部，布置4#预测钻孔，孔口距巷道支架顶部1m左右，终孔控制顶煤全厚。