由于本工作面防突專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)是在貫徹公司嚴(yán)格按照突出礦井管理的要求，認(rèn)真執(zhí)行《采煤工作面區(qū)域綜合防突措施》并經(jīng)區(qū)域措施效果檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)（詳見(jiàn)《采煤工作面消突評(píng)價(jià)報(bào)告》）后，為進(jìn)一步確保采煤工作面安全、防治發(fā)生工作面突出事故而專(zhuān)門(mén)編制的本防突設(shè)計(jì)。
一、概述
1、工作面布置
礦井走向長(zhǎng)約1200m，設(shè)計(jì)考慮一個(gè)水平、上下山二個(gè)采區(qū)雙向布置開(kāi)采。水平標(biāo)高+1400m。M23、M16煤層分層開(kāi)采，M27、M30煤層聯(lián)合開(kāi)采。由于M16煤在一采區(qū)內(nèi)已經(jīng)基本采完，為了盡快達(dá)產(chǎn)，考慮首采工作面布置在一采區(qū)M23煤。
主斜井到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，沿M23煤層+1400水平布置運(yùn)輸大巷，在礦井走向中部沿M23煤層中布置運(yùn)輸上山、行人上山、回風(fēng)上山；在+1480米標(biāo)高布置絞車(chē)硐室，在回風(fēng)上山+1456m標(biāo)高M(jìn)23煤層中布置1456m回風(fēng)大巷與回風(fēng)平硐連通，形成上山采區(qū)的開(kāi)拓系統(tǒng)。
采區(qū)運(yùn)輸上山、行人上山、回風(fēng)上山施工完成后，從運(yùn)輸上山+1445m和+1480m標(biāo)高向南布置11601采面運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽，用切眼連通上下順槽，形成首采工作面。二采區(qū)開(kāi)拓系統(tǒng)：在+1400水平運(yùn)輸大巷一采區(qū)上山附近順M23煤層底板巖石內(nèi)布置二采區(qū)運(yùn)輸下山、行人下山、回風(fēng)下山至+1260m，布置采區(qū)水倉(cāng)，將回風(fēng)下山與一采區(qū)回風(fēng)上山連通，形成二采區(qū)的開(kāi)拓系統(tǒng)。
2、地質(zhì)情況
（1）工作面煤層情況
礦區(qū)內(nèi)較穩(wěn)定煤層主要有4層，自上而下編號(hào)為M16、M23、M27、M30。
11601工作面標(biāo)高位于+1472m～+1500m，位于龍?zhí)督M第一段（P3l1）中部，長(zhǎng)興灰?guī)r之下，M23煤層之上，上距長(zhǎng)興組燧石灰?guī)r底200～210m，平均205m左右；下距M23煤層45～50m，平均48m左右。M16煤層厚1.5～2.0m，平均厚1.80m，煤層穩(wěn)定，在走向與傾向上變化較小，傾角平均170。為穩(wěn)定簡(jiǎn)單煤層。
（2）工作面瓦斯情況
根據(jù)貴州省能源局文件：黔能源發(fā)【2009】281號(hào)“關(guān)于畢節(jié)地區(qū)煤炭局《關(guān)于請(qǐng)求審批2009年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的報(bào)告》的批復(fù)”，織金縣綺陌鄉(xiāng)永興煤礦礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為6.98m3／min，相對(duì)瓦斯涌出量為68.92m3／t。瓦斯等級(jí)為高瓦斯。各煤層瓦斯含量計(jì)算如表1所示。
表1 各煤層瓦斯含量計(jì)算表
煤層編號(hào) | M16 | M23 | M27 | M30 |
水分Wf(%) | 0.26 | 1.09 | 0.55 | 0.54 |
灰分Af(%) | 11.19 | 10.78 | 10.37 | 12.95 |
揮發(fā)分Vr(%) | 5.89 | 5.67 | 5.44 | 6.65 |
瓦斯壓力P(MPa) | 計(jì)算垂深H(m) | 100.00 | 140.00 | 170.00 | 180.00 |
瓦斯壓力系數(shù)K(2.03-10.13) | 7.50 | 7.50 | 7.50 | 8.50 |
P=H·K | 0.75 | 1.05 | 1.275 | 1.53 |
溫度系數(shù)en | 溫度t(℃) | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 |
? | 0.401 | 0.400 | 0.399 | 0.399 |
en | 1.493 | 1.492 | 1.491 | 1.490 |
系數(shù)a=2.4+0.21Vr | 3.637 | 3.591 | 3.542 | 3.797 |
系數(shù)b=1-0.004Vr | 0.976 | 0.977 | 0.978 | 0.973 |
煤的孔隙率fn | 10 | 10 | 10 | 10 |
煤的容重γ(t/m3) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
瓦斯壓縮系數(shù)KY | 1.06 | 1.06 | 1.06 | 1.06 |
吸附瓦斯量Wx(m3/t) | 19.12 | 17.11 | 20.88 | 20.31 |
游離瓦斯量WY(m3/t) | 0.48 | 0.67 | 0.82 | 0.98 |
瓦斯含量Wh=Wx+WY(m3/t) | 19.60 | 17.78 | 21.70 | 21.29 |
（3）區(qū)域構(gòu)造
礦區(qū)屬阿弓向斜北東段，綺陌背斜北西翼，一般15°～30°在礦區(qū)及附近主要發(fā)育有二條斷層。
F1：逆斷層，傾向220°，傾角70°，最大斷距50m，張家田南M30煤層逆于M27煤層之上，延伸大于2.2km。
F2：逆斷層，傾向225°，傾角82°～87°，最大斷距90m。延伸大于2.9km。
節(jié)理裂隙：礦區(qū)內(nèi)節(jié)理較發(fā)育，主要有北東向、北西向兩組。北東向剪節(jié)理延伸長(zhǎng)，節(jié)理面平直緊閉；北西向張節(jié)理延伸短，對(duì)巖石完整性破壞較大。
綜上所述，本區(qū)總體為一單斜構(gòu)造，地層傾角平緩，斷層較少，構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單—中等類(lèi)型。
3、突出危險(xiǎn)性
根據(jù)貴州省煤炭管理局文件（黔煤生產(chǎn)字【2008】539號(hào)）“關(guān)于畢節(jié)地區(qū)煤炭局《關(guān)于請(qǐng)求審批織金縣綺陌鄉(xiāng)永興煤礦M23、M16號(hào)煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定報(bào)告的報(bào)告》批復(fù)，織金縣永興煤礦M16號(hào)煤層在礦井井田范圍內(nèi)+1422米標(biāo)高以上區(qū)域不具有突出危險(xiǎn)性。
擴(kuò)能前各礦都未發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出，周邊鄰區(qū)生產(chǎn)的三家寨煤礦開(kāi)采時(shí)也未曾發(fā)生煤與瓦斯突出現(xiàn)象。
4、其他
根據(jù)織金縣綺陌鄉(xiāng)永興煤礦所作的煤塵爆炸性鑒定結(jié)果， M16煤層無(wú)煤塵爆炸性。M16煤層自燃傾向?yàn)棰箢?lèi)，屬不易自燃煤層，按煤塵無(wú)爆炸性和煤層不易自燃設(shè)計(jì)和管理。
二、采煤方法
11601回采工作面在暗斜井的右翼，采用走向長(zhǎng)壁布置。11601采煤工作面推采長(zhǎng)度200m，工作面長(zhǎng)度80m，斜面積16000m2，煤層平均厚度厚1.8m，煤層傾角17°，采用成熟的應(yīng)用最廣泛的采煤方法，即采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，炮采工藝。
工作面采用液壓支柱進(jìn)行支護(hù)；支柱排距為1000mm、柱距為,700mm，“三.四”排管理，即“見(jiàn)四回一”，最大控頂距4.2m，最小控頂距3.2m。全部垮落法管理頂扳。
三、工作面突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)
1、預(yù)測(cè)方法
采煤工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，可使用煤巷掘進(jìn)工作面的突出預(yù)測(cè)方法，可選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其它經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的方法預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性。在沒(méi)有試驗(yàn)證實(shí)有效的方法之前，本工作面防突專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)采用鉆屑指標(biāo)法（WTC）預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性。
鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性具體操作：預(yù)測(cè)孔鉆進(jìn)煤層后每鉆進(jìn)1m測(cè)定該1m段的全部鉆屑量S，每鉆進(jìn)2m至少測(cè)定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1。
（1）工作面進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，立即連續(xù)進(jìn)行至少2次預(yù)測(cè)；
（2）工作面每推進(jìn)10～50m（在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域或采取了預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施以及其他必要情況時(shí)宜取小值）至少進(jìn)行2次預(yù)測(cè)，其中任何不達(dá)標(biāo)即需要采取工作面防突措施；
（3）在構(gòu)造破壞帶連續(xù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)采煤工作面突出危險(xiǎn)性的指標(biāo)臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)考察確定，確定前可暫按表2的臨界值判定突出危險(xiǎn)性。
如果實(shí)測(cè)得到的S、K1的所有測(cè)定值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無(wú)突出危險(xiǎn)性工作面；否則，為突出危險(xiǎn)工作面。
表2?鉆屑指標(biāo)法參考臨界值
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煤樣類(lèi)型 | 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1/(ml*（g*min1/2）-1) | 鉆屑量S/ |
（Kg*m-1） |
干煤樣 | 0.5 | 6 |
濕煤樣 | 0.4 | 5 |
如果實(shí)測(cè)得到的S、K1的所有測(cè)定值大于或等于臨界值的，應(yīng)視為有突出危險(xiǎn)，需要采取工作面防突措施。
2、預(yù)測(cè)鉆孔布置
預(yù)測(cè)鉆孔設(shè)計(jì)：采煤工作面長(zhǎng)80m，在采煤工作面間隔15m均勻布置直徑42mm、孔深10m的預(yù)測(cè)鉆孔4個(gè)，測(cè)定鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量，鉆孔位于采煤工作面中部，預(yù)測(cè)孔布置示意圖如圖1所示。
斷面圖????????????? 平面圖????????????
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圖1 預(yù)測(cè)孔布置示意圖
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3、預(yù)測(cè)孔施工機(jī)具及施工要求
預(yù)測(cè)鉆孔施工采用手持式氣動(dòng)鉆機(jī)（ZQS-65/2.5），配42mm螺旋鉆桿鉆機(jī)。
預(yù)測(cè)鉆孔施工過(guò)程要求：
（1）推進(jìn)給力均勻，不可大力蠻進(jìn)，保證鉆桿鉆進(jìn)速度均勻；
（2）平行工作面推進(jìn)方向鉆進(jìn)，保證鉆桿鉆進(jìn)方向沿煤壁垂直采煤工作面推進(jìn)；
（3）保證電煤鉆推進(jìn)平衡，推進(jìn)過(guò)程中不可搖動(dòng)機(jī)身；
（4）注意施工過(guò)程，鉆孔排渣及瓦斯涌出情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理、匯報(bào)。
4、預(yù)測(cè)孔超前距及允掘距離
當(dāng)預(yù)測(cè)無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取安全防護(hù)措施后進(jìn)行回采作業(yè)?；夭勺鳂I(yè)應(yīng)保留足夠的預(yù)測(cè)超前距（最小預(yù)測(cè)超前距為2m）。根據(jù)突出預(yù)測(cè)鉆孔順采煤工作面推進(jìn)方向投影長(zhǎng)度確定預(yù)測(cè)允掘距離。本次工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)性則最大允掘距離為8m。
5、其他
工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)鉆孔施工過(guò)程中或工作面出現(xiàn)下列任一情況的，應(yīng)視為有突出危險(xiǎn)，需采取工作面防突措施。
（1）噴孔、卡鉆等施工中的動(dòng)力現(xiàn)象；
（2）出現(xiàn)斷層、裂隙、煤層厚度劇烈變化等情況；
（3）采掘應(yīng)力疊加區(qū)；
（
4）工作面出現(xiàn)明顯突出預(yù)兆。
