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刘庄煤矿171301工作面防突设计

作者:佚名 2011-07-06 21:42 来源:本站原创


刘庄煤矿171301工作面防突设计

 


 编    制:
 审    核:
 通风副总:
 总工程师

 

防突办
2009年11月

 


171301工作面防突设计
一、概况
 1、171301工作面位于七采区,为西区首采工作面;本工作面东至171301轨道顺槽,西至171301胶带顺槽,南至171301轨道顺槽出煤联巷,北至171301切眼;本工作面东临F20断层及六采区,西临F8断层及171303工作面,北临F60断层,南临-747m工业广场保护煤柱线;171301工作面高位瓦斯抽排巷位于该工作面上方并平行于工作面倾向;171301工作面四周均为13-1煤层未采区;171301工作面开采标高为-515.7m~-681.2m(煤层顶板标高),对应地表平均标高26.01m。 本工作面为倾向长壁工作面,工作面倾向长为1285m,切眼长300m(净煤壁),可采斜面积为388395m²;本工作面总体为单斜构造,煤层走向为60°~70°,倾向为150°~160°,倾角5°~9°,平均倾角7°;煤层厚度4.30m~6.30m(含夹矸),平均总厚度5.14m,平均净煤厚4.76m。根据煤科总院抚顺分院所作的刘庄煤矿《西三采区-747m以上13-1煤层区域预测》鉴定结果:西三采区13-1煤层-747m以上区域为无突出危险区域。
 2、煤层特征:13-1煤,黑色,块状为主,片状次之,少量粉末状。弱玻璃光泽。成分以暗煤为主,亮煤次之,夹有镜煤条带,为半暗~半亮型煤;根据本工作面风巷、机巷实际揭露看,13-1煤硬度较高,尤其上部2m;13-1煤在本工作面中普遍含有1~2层夹矸,最多含有三层夹矸;最上部一层夹矸较厚且稳定,可达0.6m~0.8m,底部夹矸局部发育;夹矸岩性多为含炭泥岩,局部为泥岩; 煤层厚度4.30m~6.30m(含夹矸),平均总厚度5.14m,平均净煤厚4.76m;煤层倾角5°~9°,平均倾角7°;13-1煤层厚度在本工作面由南向北呈变薄趋势。
 3、顶板岩性:
 伪顶:炭质泥岩:深灰~黑色,块片状,性脆易碎,在工作面内局部发育。
 直接顶:细砂岩,浅灰~灰白色,主要成分为石英、长石,少量菱铁等暗色矿物,硅质胶结,菱铁及泥质线理及条带组成较清晰之水平层理,局部垂直裂隙发育;泥岩,灰色,致密,性脆,含砂质,具粗糙感,局部含少量炭质。
 老顶:本工作面13-1煤层老顶多为厚层状粉砂岩、细砂岩或中粗砂岩,在13-1煤层顶向上34m,普遍发育一层厚达10~14m砂岩层,局部裂隙极为发育;砂岩:灰白色,成分以石英为主,长石次之,含暗色矿物,分选及滚圆中等,硅~泥质胶结,具水平及斜层理。 
 4、底板岩性:
 直接底:本工作面13-1煤直接底多为泥岩,深灰~灰色,性脆,断口平坦,含植物根部化石碎片,局部含菱铁鲕粒,分布不均,顶部1.00米深灰色,含炭 质较多。
 老底:以富含鲕粒的泥岩及粉细砂岩为主。鲕状泥岩:浅灰~深灰色,块状,性脆,易碎,断口平坦,距13-1煤层8~13m普遍发育有紫红色及锈黄色花斑,为13-1煤底板一层稳定的标志层。粉细砂岩:灰色,粉砂为主,局部细砂岩为主,成分以石英为主,长石次之,含较多暗色矿物和小白云母片,钙~硅质胶结,局部含有泥质,具斜交及水平层理。
 5、瓦斯情况:根据勘探报告资料171301工作面瓦斯含量为4.91m3/t,瓦斯风氧化带为-550m(含量2.0m3/t),按日产8200t时,绝对瓦斯涌出量上段7.46m3/min,中段17.53m3/min,下段31.49m3/min,取最大值下段31.49m3/min作为参考。
 6、地质构造:本工作面总体为单斜构造,煤岩层走向为60°~70°,倾向为150°~160°,倾角5°~9°,平均倾角7°;本工作面东临F20断层,西临F8断层,北临F60断层,南临F22断层,F18断层斜切于工作面的北部,以上断层均为正断层;受这些断层的影响,工作面内小断层极为发育,该工作面在施工中实际揭露15条小断层,这些断层的特点为:多为北北东走向,且走向延伸短,切割层位少,断层落差小(落差一般为0.5~2.5m)。
 7、经抚顺分院所作的煤尘爆炸性鉴定报告:13-1煤层具有煤尘爆炸性。
 8、煤的自燃倾向性:经抚顺分院所作的煤炭自燃倾向性鉴定报告,13-1煤为自燃煤层。自燃发火期为3~6个月。
 9、地压:由于13-1煤层埋藏较深,地压较大。13-1煤多为泥岩,稳定性较差,抗压强度较小。
二、通风系统
 一、通风系统(见附图一)
 1、根据该工作面胶带顺槽、轨道顺槽的巷道布置和该区域通风系统网络联接形式及工作面采煤方法确定该工作面采用U型后退式通风方法。
 2、工作面进风路线
 新鲜风:西区进风井→1、2号轨道石门→西三采区→
 1)、西三轨道石门→西三采区煤仓机头硐室联络巷→西三13煤胶带大巷→171301胶带顺槽→171301工作面。
 2)、第一中部车场→第一提升斜巷→171301轨道顺槽出煤联巷→171301胶带顺槽→171301工作面。
 3)、西三13煤底板轨道大巷→第二中部车场→第二提升斜巷→171301胶带顺槽→171301工作面。
 3、工作面回风路线
 乏风:171301工作面→171301轨道顺槽→171301轨道顺槽下段→2号回风石门→西区回风井→地面。
三、工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标以及预测、效果检验钻孔布置等
 1、防突预测及效果检验方法:
 使用钻屑指标法进行。
 2、操作过程:
 进行区域验证时,应沿采煤工作面每隔15m布置一个预测钻孔,深度5m,钻孔直径42mm,钻孔垂直与工作面测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层中,钻孔平行于工作面走向。从第3米开始,钻孔每钻进1m测定该段的全部钻屑量S值,每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标△h2值,测定各项指标小于临界值时,可正常回采,但必须留两米验证超前距。(见附图二)若指标超过临界值,必须立即停止施工,编制综合防突措施,并采取防突措施,经过防突措施效果检验所有指标均小于临界值后方可继续施工。
 3、检验指标
突出危险性 Δh2临界值 S临界值
有突出危险 ≥200Pa ≥6.0kg
无突出危险 <200Pa <6.0kg
四、防突措施的选取及施工设计
 由于工作面所处13-1煤层区域为无突出危险区域,在巷道施工过程中可以不采取防突措施,但在施工过程中必须采取安全防护措施和区域验证,进行区域验证时,应当按照下列要求进行:
 1、在工作面开始回采后,立即连续进行两次区域验证。
 2、工作面每推进50m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值)进行两次区域验证。
 3、在构造破坏带连续进行区域验证。
五、安全防护措施
1、所有作业人员必须掌握突出预兆:
 1)有声预兆:响煤炮:在煤体深出发出的响声,有劈裂声、放炮声、闷雷声、机枪声、沙沙声、嗡嗡声以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。压力突然增大:突出发生前,因压力突然增支架被压会出现嘎嘎响、劈裂折断声,煤壁开裂、打钻时喷煤喷瓦斯等也会出现响声,这些都是突出前的预兆。
 2)无声预兆:煤层结构构造方面表现为煤层层理紊乱,煤变软,变暗淡,无光泽,煤层干燥、变粉碎和煤尘增大;地压显现方面表现为压力增大使支架变形,煤壁外鼓、片帮、掉渣,顶底板出现凸起台阶、断层、波装鼓起,手扶煤壁感到震动和冲击,炮眼变形装不进药,打钻时垮孔、顶钻等。
 3)其他方面的预兆:表现为瓦斯涌出异常、忽大忽小,空气气味异常、闷人,煤或气温变冷、有时变热。
 4)施工中若发生突出或出现突出预兆,作业人员应迅速佩戴好自救器,沿避灾线路有组织地撤离,同时向调度汇报。
2、安全防护措施:
 1)所有作业人员必须携带隔离式自救器,并熟练掌握其使用方法。
 2)施工单位所有入井人员必须参加防突知识培训,熟悉掌握突出预兆、防突措施、自救措施、避灾线路、管理制度等,考试合格后,方可入井作业。
 3)所有作业人员的矿灯必须完好、无失爆,严禁穿化纤服装,带电子表及携带非防爆电子仪器。
 4)井下严禁拆卸矿灯,严禁带电检修电气设备。
 5)整个回风区域电气设备加强检查,发现问题及时处理,杜绝失爆现象。
 6)压风自救系统
 (1)工作面迎头25-40米处安设一组,20套。
 (2)压风自救系统由井下压风管引出,安设在巷帮。
 (3)压风自救系统是由若干个压风自救装置组成的,其中送气器必须具备对空气进行减压、消除噪声、过滤净化等功能。
 (4)防突办每班安排防突员对压风自救系统进行检查,确保每一个压风自救保护袋空气供给量不得少于0.1m3/min,以保证避灾人员有足够用的风量。
 7)每班工作前,先应检查所有自救装置是否完好,施工地点及回风巷里所有电器设备进行一次全面检查,以防失爆,有问题必须处理好后才许施工。
 8)对现场人员必须进行防突知识培训,熟练掌握突出预兆、防突措施、避难设施、自救措施、避灾路线、管理制度等,经考试合格后,方可从事作业。作业时必须严格执行防突措施的有关规定。
 9)工作面必须保证有独立、畅通的回风系统,采区必须设置避难所。
六、组织管理措施
 1、进入施工地点前,应先检查巷道支护(执行敲帮问顶制度)及通风等情况,发现问题及时处理,迎头风量满足作业规程要求。
 2、施工钻孔正上方悬挂便携式瓦斯检测仪。将所有施工电器设备纳入风电、瓦斯电闭锁。施工前,对施工地点所有电器设备进行一次全面检查,杜绝失爆,并定期进行检查、维修,保证完好,电器设备有专人维护。所有电源开关上架,保护好机电设备。不得带电搬移、检修电器设备,需检修时必须切断电源,并悬停电牌。机件、电源开关等均应良好,符合要求。
 3、检查钻具各部螺栓联结是否拧紧牢靠,避免机件松脱伤人。
 4、开孔时应慢速钻进,当开好孔钻头体全部进入煤体后方可加快钻进速度,打钻时,施工人员必须佩带防尘口罩,同时打开回风流净化喷雾。
 5、钻孔时要严格按照措施中规定的方位、角度等进行施工,不得擅自改动。
 6、加钻杆时应先检查,不合格的不得使用;更换钻头时,应注意孔径与钻头直径相匹配,以防卡死钻头;连接钻杆时要对准丝扣,避免歪斜。
 7、打钻操作时要将衣襟、袖口、裤脚束紧,做好个人自保、互保,操作时注意力集中,不准打闹嬉戏;钻机司机应合理掌握钻具进退速度,认真观察钻孔的出屑量、钻孔内的震动声音、钻机温度等情况,发现问题应查找原因,及时处理。
 8、施工现场必须设专职瓦检员,严格执行现场交接班制度,经常检查施工地点及附近瓦斯,浓度达0.8%时停止作业,达1.3%时切断电源,撤出人员,并向调度汇报;不得在无风及微风环境下施工。
 9、施工过程中要将物件摆放整齐,轻拿轻放,防止产生火花和钻杆孔堵塞或丝口被损坏,禁止乱堆乱放。
 10、打钻期间出现喷孔、顶钻、吸钻出水等现象要及时向矿调度汇报,同时停止钻进,但不得停钻,直至以上情况消失方可再进钻。
 11、构造破坏带、煤层赋存急剧变化的区域、采掘应力叠加的区域以及在预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象和出现明显突出预兆时,应视为突出危险工作面,必须采取防突措施。若预测指标任意一项超过临界值,必须施工排放钻孔,在工作面前方形成不小于10m的超前距,同时进行效果检验,直到防突效检指标均小于临界值方可进入正常防突措施施工,确保执行措施的安全
 12、当防突措施无效时,不论措施孔还留有多少超前距,都必须采取防治突出的补充措施,只有经措施效果检验有效后,方可在采取安全防护措施的前提下进行掘进作业。
 13、通防公司加强该区域的瓦斯管理工作,在回采期间,必须安设高浓瓦斯探头。
七、避灾路线
 工作面发生火、瓦斯、煤尘灾害时,一定要镇静,不要惊惶失措,所有人员应迅速戴好自救器,事故点进风侧人员逆风进行撤退;事故点及事故点回风侧人员,根据灾害地点的火情状况,按照就近进入新鲜风流侧的原则撤退(见附图三):
 1、事故点及事故点回风侧人员:严格按照上述原则进行撤退;
 2、事故点进风侧人员:工作面→171301胶带顺槽→第二提升斜巷→第二中部车场→西三13煤底板轨道大巷→2号轨道石门→1号轨道石门→西区进风井→地面。

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