您好!欢迎来到煤矿安全网!

黔西县新益煤矿石门揭煤防突专项设计

作者:佚名 2011-10-10 21:06 来源:本站原创

黔西县新益煤矿石门揭煤防突专项设计

 

 

 

 

 

 

 


矿 长:

工程师

编 制:黄 伟

编制日期:2010年5月


前 言
新益煤矿为新建矿井,于2005年批准建设。新益煤矿位于黔西县城南西,行政区划属黔西县羊场乡管辖,生产能力为30万t/a,经鉴定,M5煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M8煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M10煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M12煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性。本设计是针对以上区域石门揭煤工作面专项防突设计
第一章 矿井基本概况
第一节 井田概况
一、交通位置
新益煤矿位于黔西县城南西,行政区划属黔西县羊场乡管辖。地理坐标:东经105º59′09″~106º00′39″;北纬26º49′40″~26º51′30″。矿区距黔西县城33km,距毕节市138km,距贵阳市157km,距黔西火电厂45km,原煤采用汽车运输或在修文久长货运站转载火车外运,矿区交通较方便。详见图。
 

第二节 地层、煤层及煤质
一、地层及煤层
(一)地层
矿区内出露的地层由老至新为二叠系中统茅口组(P2m)上部含燧石石灰岩;二叠系上统的龙潭组(P3l)煤系、长兴组(P3c)灰岩、燧石灰岩;三叠系下统夜郎组(T1y)的沙堡湾段(T1y1)粉砂岩,玉龙山段(T1y2)石灰岩、泥质灰岩。此外,沟谷中零星分布有第四系(Q)的坡积、残积含砾、砂的亚粘土、粘土等。
1、二叠系中统茅口组(P2m)
为灰色薄至中厚层灰岩,含燧石结核及蜓科化石,厚度不详。
2、二叠系上统龙潭组(P3l)
为灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩夹灰岩及煤层,含可采煤层7层。厚170.0~200.0m,厚度变化不大。与下伏茅口组呈假整合接触。
3、二叠系上统长兴组(P3c)
上部为灰色、深灰色薄层石灰岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、灰黑色页岩互层,下部为深灰色中厚层燧石灰岩。厚10~40m。与下伏龙潭组呈整合接触。
4、三叠系下统夜郎组(T1y)
上部为紫红、黄褐色薄层粉砂质泥岩,中部为灰色薄层泥质灰岩、灰岩,下部灰色、深灰色薄层细砂岩、粉砂岩,与下伏长兴组呈假整合接触,厚约400m。根据岩性、古生物分为二段:
1)沙堡湾段(T1y1)
灰、灰黄色薄层状泥岩、粉砂质泥岩夹泥灰岩、粉砂岩。顶底常夹1~2层黄绿色蒙脱石泥岩。
2)玉龙山段(T1y2)
主要为浅灰至灰色薄层至中厚层状石灰岩、泥质灰岩。
5、第四系(Q)
沟谷中零星分布,为坡积、残积含砾、砂的亚粘土、粘土等,厚0.00~5.0m,平均厚度2.5m。
(二)煤层
矿区内含可采及局部可采煤层7层,其编号为M5、M8、M9、M10、M12、M13、M14。
M5煤层:位于煤系上段上部,上距长兴组底界30m,俗称“大砂煤”,平均厚1.93m。结构单一,不含夹矸,厚度较稳定,全区可采。顶板为灰色泥质粉砂岩,底板为灰色粘土岩。
M8煤层:位于煤系上段中部,上距M5煤层42.5m,俗称“小砂煤”。厚0.35~1.85m,平均厚1.19m。除个别工程见煤含二层夹矸外,一般结构均较单一,厚度较稳定,除ZK201孔变为不可采外,区内其余地段均可采全区可采。顶板为灰色泥质粉砂岩,底板为灰色粘土岩。
M9煤层:位于煤系上段中部,上距M8煤层11m。厚0.78~1.24m,平均厚0.89m。结构单一,不含夹矸。厚度稳定,全区可采。顶板为灰色泥质粉砂岩或粉砂值泥岩,底板为灰色粘土岩。
M10煤层:位于煤系上段下部,上距M9煤层22m,俗称“夹夹煤”。厚1.26~3.90m,平均厚2.90m。结构较复杂,中常含一至二层灰色粘土岩夹矸。厚度稳定,全区可采。顶板为灰色泥质粉砂岩及粉砂岩,底板为灰色粘土岩。
M12煤层:位于煤系下段上部,上距煤系下段顶部19m,与M10煤层间距为33.5m,俗称“大面煤”。为全区厚度最大的煤层,厚1.44~5.10m,平均厚3.74m。结构较复杂,中常含一至二层厚0.10~0.20m的灰色粘土岩夹矸。厚度稳定,全区可采,顶板为深灰色泥质粉砂岩,底板为灰色粘土岩。
M13煤层:位于煤系下段中部,上距M12煤层8m,俗称“小面煤”。厚0.10~1.35m,平均厚1.02m。结构较简单,部份地段含一至二层厚0.05~0.10m的灰色粘土岩夹矸。顶板为灰色泥质粉砂岩,底板为粘土岩。
M14煤层:位于煤系下段底部,上距M13煤层19m,下距煤系底界1~14m,厚0~2.12m,平均厚1.22m。结构较简单,偶含一至二层厚0.05~0.17m的粘土岩夹矸。顶板为灰色泥质粉砂岩,底板为灰色粘土岩。
可采煤层特征详见表1-2。
 

二、煤类、煤质与煤的用途
(一)物理性质和煤岩特征
物理性质:矿区内各可采煤层外观均呈黑色,性脆,多呈小碎块状产出,仅M10及M12两煤层部份呈粉末状。体重一般为1.45~1.55t/m3。各煤层肉眼宏观煤岩类型略有不同,M10及M12两煤层由半亮及半暗型煤条带相间组成,其余各可采煤层多为半暗型及暗淡型煤条带组成。
煤岩特征:
(1)有机组份:大致可分为镜质体和丝质体两类:
镜质体类:常见均匀基质体、镜质体,少许木质镜质体及结构镜质体,偶见半镜浑圆体。
丝质体类:主要为木镜丝质体及木镜半丝质体,次为碎屑丝质体,偶见丝质浑圆体及镜丝质体。
(2)无机组份:以粘土矿物为主,少量黄铁矿、石英、方解石。
粘土矿物:多呈细分散状、斑点状分布,少许充填胞腔。黄铁矿:多呈微粒状、微晶粒状、球粒状散布于基质中,部份微粒相聚成结核状,少许充填于胞腔中或呈微细脉状充填于煤的裂隙中。石英:呈微粒状、细粒状散布于有机基质中,少许呈不规则粒状充填于胞腔中。方解石:多呈细脉状充填于煤的裂隙中,少许充填于胞腔中。
(二)化学性质
矿井可采煤层为M5、M8、M9、M10、M12、M13、M14,煤层原煤水分(Md)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、硫分(St,d)等见下表。煤质特征详见表1-3。
(三)煤的变质程度及煤种
煤的变质阶段为无烟煤Ⅶ1阶段,煤系上部所含煤层至下部所含煤层其变质程度逐渐增加,煤的变质因素初步判定为区域变质。
(四)煤的用途
本区可采煤层的灰分均为低中灰煤;硫分为中硫煤(M9、M10、M13)至中高硫煤(M5、M8、M12、M14);发热量为高热值煤;煤的灰熔性为高熔灰分(M5、M8、M12)及低熔灰分(M8、M13、M14);煤的可磨性均较好,属易磨碎及较易磨碎级。因此用作电厂燃煤均可达要求,部分煤层的个别地段含硫含量虽超过3%,但从全煤层平均值看,仍在3%以下,亦可达要求。本区煤炭主要销往黔西电厂。
第三节 地质构造
一、地质构造
区域内构造形迹以北东向的宽缓背、向斜及与之斜交的北东与北西两个方向的断裂为主。矿区的构造位置处于北东向的羊场—陇坤背斜南西段北西翼,基本形态为一单斜地层,岩层总体倾向280~310°,倾角26º~36°。其倾向在中部为290°,向北东及南西两端变为300~310°,致使煤层地板等高线在平面上略成“S”形弯曲。倾角则由南西只至北东逐渐增大。

 

矿区内断层不发育,断距大于或等于30m以上的断层未曾发现。
矿区地质构造复杂程度属简单类型。
第四节 矿井开拓与开采
一、矿井开拓方式
新益煤矿采用斜井开拓,矿井开采初期设主斜井、副斜井、一号回风斜井3条井筒(已建成),矿井后期开采二、四采区时增设二号回风斜井、二采区轨道上山出口。井筒均采用砌碹或锚喷支护。主斜井主要担负矿井煤炭运输和进风任务,副斜井主要担负矿井矸石、设备、材料、人员的提放、铺设管线及进风任务;一号回风斜井主要担负矿井开采一、三采区时的回风任务;二号回风斜井主要担负矿井开采二、四采区时的回风任务;二采区轨道上山出口主要担负矿井开采二采区时矸石、设备、材料的提放、铺设管线及进风任务。
二、煤层开采程序
井田划分为一个水平四个采区开采,水平标高为+1237m。
采区开采顺序为:一采区→二采区→三采区→四采区;采区内煤层开采顺序为:M5→M8→M9→M10→M12→M13→M14。矿井首采区为一采区,接替采区为二采区。
煤层开采为下行式开采,符合安全、技术、经济合理性要求。
三、采煤方法及掘进
回采工作面采用走向长壁后退式采煤法,采煤工艺为炮采。首采工作面(M5煤层)采高为1.93m,煤层顶板稳定性差,矿井投产时采煤工作面采用DW28-30/100型外注式单体液压支柱配HDJA-1000金属铰接顶梁控制顶板,排距1.0m,柱距0.8m,“三、四”排控顶,最大控顶距4.2m,最小控顶距3.2m。全部垮落法处理采空区。
掘进工作面采用炮掘,矿车运输,采用工字钢支护。
第五节 矿井通风与瓦斯
一、矿井通风
矿井通风系统为中央并列抽出式通风,新鲜风流由主斜井和副斜井进入,乏风通过回风斜井排出。回风斜井选用FBCDZ-6-№17A型防爆对旋轴流式通风机二台,一台工作,一台备用。风量47.3~105m3/s,负压990~3840Pa,功率N=2×75kW。配套电机型号:YBFe315S-6,数量:每台风机配备2台。
回采工作面采用“U”型通风,掘进工作面为压入式通风,均为独立通风。
二、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向性和煤与瓦斯突出危险性
1、矿井瓦斯
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)》标准,采用分源预测法对矿井相对瓦斯涌出量进行预测,经计算矿井在开采M8煤层最后一个工作面时瓦斯涌出量最大,并以M8煤层的数据作为矿井通风及瓦斯抽采的计算依据,按前计算,其回采工作面相对瓦斯涌出量为20.17m3/t,绝对瓦斯涌出量为11.46m3/min,掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2×1.05=2.1m3/min,矿井相对瓦斯涌出量为33.36m3/t,绝对瓦斯涌出量为21.1m3/min,本矿为高瓦斯矿井。
2、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2009年4月9日及9月24日提交的《贵州省黔西县新益煤矿煤尘爆炸性鉴定报告》,鉴定结论为全部共7层可采煤层煤尘无爆炸性。鉴定结果见表
 

4、煤与瓦斯突出危险性
根据黔能源发[2009]54号“关于对《关于请求审批黔西县羊场乡新益煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》的批复”、中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2009年4月提交的《黔西县新益煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》(M5、M10、M12煤层)和中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2008年11月提交的《黔西县新益煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》(M8煤层),M5煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M8煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M10煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性,M12煤层在开采+1300m水平以上时不具有突出危险性。
M9、M13、M14煤层未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定。
矿井在建设过程中,M5、M10煤层均发生过瓦斯动力现象,应加强矿井瓦斯管理
矿井按煤与瓦斯突出矿井进行管理
三、矿井瓦斯抽放
矿井在工业场地内距风井井口50m以外的地方建立地面永久性瓦斯抽放站,设高低负压两套抽放系统。高负压系统主要用于本煤层预抽及边采边抽放;低负压系统主要用于采空区瓦斯抽放。
矿井选用2BEA 305-1型水环真空泵2台,一台工作,一台备用),担负该矿的高负压瓦斯抽放,最大抽气量53.6m3/min,压力40kPa,真空泵配套电机功率为75kW,转速490r/min。高负压抽放选用Φ325×6型焊接钢管作为抽放主管及支管;选用Φ219×6型焊接钢管作为回采工作面回风巷瓦斯抽放支管;选用Φ168×5型焊接钢管作为掘进工作面回风巷瓦斯抽放支管。
矿井选用2BEA-253-0型水环真空泵2台,一台工作,一台备用),担负该矿的低负压瓦斯抽放,最大抽气量35.1m3/min,压力40kPa,真空泵配套电机功率为75kW,转速660r/min。低负压抽放选用Φ273×6型焊接钢管作为抽放主管。
第二章 石门(井巷)揭煤工作面综合防突措施
石门(井巷)揭穿突出煤层时发生的突出是各类井下巷道中突出强度最大的一种。其特点是石门和井巷工作面前方的煤体因岩柱的隔离和阻挡,一般处于未卸压和未排放瓦斯状态中,而且揭煤巷道的断面远比煤巷大得多。由于石门和井巷工作面的防突工作难度较大,所需的时间和工作量也较多,因此《防治煤与瓦斯突出规定》对石门揭煤做出了较为详细的规定。
一、石门揭煤的一般程序
1、石门(含井巷,以下同)揭煤的一般顺序
石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计,报煤矿企业技术负责人批准。
揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工,并按照下列作业程序进行:
(1)探明揭煤工作面和煤层的相对位置;
(2)在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测(或区域验证);
(3)工作面预测(或区域验证)有突出危险时,采取工作面防突措施
(4)实施工作面措施效果检验;
(5)掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置,采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证;
(6)采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层;
(7)在岩石巷道与煤层连接处加强支护。
2、石门揭煤设计的主要内容
石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计至少应当包括下列主要内容:
(1)石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况;
(2)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;
(3)控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施,测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案;
(4)揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标,预测及检验钻孔布置等;
(5)工作面防突措施;
(6)安全防护措施及组织管理措施;
(7)加强过煤层段巷道的支护及其他措施。
3、石门揭穿突出煤层的具体要求
(1)石门揭穿突出煤层前,必须打钻控制煤层层位,测定煤层瓦斯压力或预测石门揭煤工作面的突出危险性。后两项工作可与控制煤层层位的前探钻孔共用。
(2)在石门揭煤工作面掘至距煤层10m(垂距)之前,至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)板岩石不小于0.5m的前探钻孔,并详细记录岩芯资料,见图
 

1、2-控制煤层层位钻孔;3-突出危险煤层;
控制突出煤层前探钻孔布置示意图
在地质构造复杂、岩石破碎的区域,石门揭煤工作面掘至煤层20m(垂距)之前,必须在石门轮廓线外5m范围内布置一定数量的前探钻孔,以保证确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等。
(3)穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m。
(4)对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验(至少布置4个检验测试点,分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧,并且至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围),措施有效时,继续掘进;如措施无效时,则继续执行区域防突措施。
(5)石门揭煤工作面距煤层最小法向距离5m(地质构造复杂、岩石破碎的区域,应适当加大法向距离)以外进行工作面突出危险性预测,预测指标选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实有效的方法进行。
(6)为防止误穿煤层,在石门揭煤工作面距煤层最小法向距离小于10m(地质构造破坏带小于20m)时,必须边掘边探,确保最小法向距离不小于5m。
(7)石门掘进工作面与煤层之间必须保持一定厚度的岩柱,岩柱的尺寸应根据防治突出的措施要求、岩石的性质、煤层倾角等确定。采用抽放瓦斯和排放钻孔措施时,其岩柱厚度为5m。采用金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时,还应适当加大距离。
(8)在地质构造破坏带应尽量不布置石门。如果条件许可,石门应布置在被保护区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道。
石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时,该巷道应超过石门贯通位置5m以上,并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间,被贯通巷道内不得安排作业,并保持正常通风,且在放炮时不得有人。
(9)在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时,可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置,再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时,则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层;否则,必须采取或补充工作面防突措施。当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时,必须采取或补充工作面防突措施,直到经措施效果检验为无突出危险工作面。
采用远距离爆破揭开突出煤层时,要求石门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是:急倾斜煤层2m,其他煤层1.5m。要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是:急倾斜煤层1.5m,其他煤层2m。如果岩石松软、破碎,还应适当增加法向距离。
当石门揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时,可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。
(10)石门揭煤防治突出措施可采用预抽煤层瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架煤体固化或其他经试验证明有效的措施,在实施防治突出措施时,都必须进行实际考察,得出符合本矿井实际的有关参数。对一次性放炮未揭穿煤层,则掘进剩余部分时,也应采取防突措施。
新益煤矿石门揭煤是防突工作的重点与难点,矿井必须按图5-12所示揭煤过程开展防突工作,其中石门揭煤工作面煤层层位控制及突出危险性预测、效检是石门揭煤的重要环节。
二、石门揭煤工作面突出危险预测
石门揭煤工作面的突出危险性预测应当选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行。针对新益煤矿的实际情况,主要采用钻屑瓦斯解吸指标法。
 

在石门揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前,应停止掘进,首先施工2个以上的穿透煤层全厚且进入顶(底)板0.5m以上的前探钻孔,控制煤层产状变化及位置(在地质构造复杂、岩石破碎的区域,石门揭煤工作面掘至煤层20m(垂距)之前,必须在石门轮廓线外5m范围内布置一定数量的前探钻孔,以保证确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等);在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m(在构造破坏带应适当加大距离)以前应当实施揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。根据新益煤矿情况,钻孔直径选用75mm,钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m,同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持15m的煤孔最小超前距,经区域措施效检有效后,采用边掘边探的方式掘进至距煤层最小法向距离不小于5m(地质构造复杂、岩石破碎的区域,应适当加大法向距离)时(掘进期间应进行区域验证),进行工作面突出危险性预测,预测指标选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实有效的方法进行。新益煤矿石门揭煤突出危险性预测钻孔布置示意图见图。预测结果按表填写。

如预测为突出危险工作面时应采取预抽煤层瓦斯、排放钻孔等局部防突措施,钻孔直径75~120mm(新益煤矿选用75mm),控制范围为:石门两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。
三、石门揭煤防突措施
新益煤矿石门揭穿突出煤层要以预抽煤层瓦斯区域综合防突措施为主要的防突措施,局部预抽瓦斯、排放钻孔等局部防突措施为补充的原则。措施可参照如下进行。
1、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。
 

2、钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m,同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m。
3、预抽钻孔孔径要求Φ75mm,钻孔的孔底间距应根据矿井的实际情况确定,根据该矿煤层厚度、赋存变化情况,矿总工程师必须确定石门揭煤工作面排(抽)放孔数量和钻孔的孔底间距,一般排放钻孔的孔底间距不大于1.5m,抽放钻孔的孔底间距不大于3m。
4、钻孔施工前必须对石门穿层预抽煤层瓦斯钻孔进行专门设计,设计应包括钻孔布置平面图、剖面图、开孔位置图、钻孔设计参数表、施工要求等。竣工后,对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求,不符合设计要求的,不予检验。
5、区域防突措施效果检验有效时,石门揭煤工作面边掘边探掘进至距煤层最小法向距离5m时(掘进期间应进行区域验证),进行工作面突出危险性预测,如有突出危险性,则必须采取预抽瓦斯、排放钻孔等局部防突措施。
根据实际考察情况确定排(抽)放孔布置,见下图
 

6、局部防突措施钻孔控制范围:石门的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。
7、钻孔施工前必须对预抽煤层瓦斯钻孔或排放钻孔进行专门设计,设计应包括钻孔布置平面图、剖面图、开孔位置图、钻孔设计参数表、施工要求等。竣工后应验收并认真绘制钻孔竣工图,如果与设计参数有较大误差时,应进行补孔。
8、必须保证有足够的预抽时间或排放时间,当工作面措施效果检验为无突出危险工作面时,在采取安全防护措施的情况下,边掘边探掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置,再采用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时,则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层;否则,必须采取或补充工作面防突措施。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求,每次石门揭煤前应进行专项防突设计,设计内容至少应当包括几个方面:
(1)石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况;
(2)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;
(3)控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施,测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案;控制煤层层位、测定煤层瓦斯压力或预测石门揭煤工作面突出危险性的前探钻孔;后两项工作可与控制煤层层位的前探钻孔共用。前探钻孔、测压钻孔、安全岩柱厚度布置方式见下图5-15。
(4)揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标,预测及检验钻孔布置等;
(5)工作面防突措施;
(6)安全防护措施及组织管理措施;
(7)加强过煤层段巷道的支护及其他措施。
 

四、石门揭煤工作面防突措施效果检验
1、区域措施效果检验
石门揭煤区域防突措施执行后,可采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量进行区域措施效果检验,但必须依据实际的直接测定值。
对穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。采用钻屑瓦斯解吸指标法进行石门揭煤区域措施效果检验时,由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔,在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1~3mm的煤钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1或△h2值。测定时,应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。
各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表4-3中所列的指标临界值进行判定。
检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。
2、局部防突措施效果检验
对石门和其他揭煤工作面进行防突措施效果检验时,应当选择钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法,但所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得少于5个,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。
石门揭煤工作面防治突出措施效果检验钻孔布置示意图5-16
 

第四节 安全防护措施
为了防止因预测失误,措施失效,检验失误或者发生延期突出等而导致发生人身伤亡事故,在突出煤层采掘活动中均要采取安全防护措施。安全防护措施包括远距离放炮、避难所、压风自救系统、反向风门和隔离式(压缩氧和化学氧)自救器等。
一、反向风门
在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧,必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。见下图5-17反向风门和内墙垛铁风筒防逆风装置平面图。
反向风门距工作面的距离和反向风门的组数,应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定,但反向风门距工作面回风巷不得小于10m,与工作面的最近距离一般不得小于70m,如小于70m时应设置至少三道反向风门。
人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时,反向风门必须关闭。
反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑,嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定,但不得小于0.2m;墙垛厚度不得小于0.8m。在煤巷构筑反向风门时,风门墙体四周必须掏槽,掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等,必须设有逆向隔断装置。反向风门安装布置如图
 

二、避难所及压风自救装置
一)有突出煤层的采区必须设置采区避难所。避难所的位置应当根据实际情况确定。避难所应当符合下列要求:
1、避难所设置向外开启的隔离门,隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不得低于2m,深度满足扩散通风的要求,长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定,但至少能满足15人避难,且每人使用面积不得少于0.5m2。避难所内支护保持良好,并设有与矿(井)调度室直通的电话;
2、避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施,每人供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时,设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴;
3、避难所内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。
二)突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置,但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。
工作面避难所应当设在采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。根据具体条件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应当能够满足工作面最多作业人数时的避难要求,其他要求与采区避难所相同。
压风自救装置如下示意图。
压风自救系统应当达到下列要求:
1、按规定在地面安设空气压缩机2台,管路安设到所有采掘工作地点及其它安全设计规定的地点;
2、压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上;
3、在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置:距采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中,应根据实际情况增加设置;
4、每组压风自救装置应可供5~8个人使用,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。总数量应当满足工作面最多作业人数时的要求。
 

三、远距离爆破
井巷揭穿突出煤层和突出煤层的炮掘、炮采工作面必须采取远距离爆破安全防护措施。石门揭煤采用远距离爆破时,必须制定包括放炮地点、避灾路线及停电、撤人和警戒范围等的专项措施。
在矿井尚未构成全风压通风的建井初期,在石门揭穿有突出危险煤层的全部作业过程中,与此石门有关的其他工作面必须停止工作。在实施揭穿突出煤层的远距离爆破时,井下全部人员必须撤至地面,井下必须全部断电,立井口附近地面20m范围内或斜井口前方50m、两侧20m范围内严禁有任何火源。
煤巷掘进工作面采用远距离爆破时,放炮地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难所内,放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据曾经发生的最大突出强度等具体情况确定,但不得小于300m;采煤工作面放炮地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定,但不得小于100m。
远距离爆破时,回风系统必须停电、撤人。放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定,但不得少于30min。
四、震动爆破
(1)必须编制专门设计。爆破参数,爆破器材及起爆要求,爆破地点,反向风门位置,避灾路线及停电、撤人和警戒范围等,必须在设计中明确规定。
(2)震动爆破工作面必须具有独立、可靠、畅通的回风系统,爆破时回风系统内必须切断电源,严禁人员作业和通过。在其进风侧的巷道内,必须设置2道坚固的反向风门。与回风系统相连的风门、密闭、风桥等通风设施必须坚固可靠,防止突出后的瓦斯涌入其他区域。
(3)震动爆破应一次全断面揭穿或揭开煤层。如果未能一次揭穿煤层,在掘进剩余部分时(包括掘进煤层和进入底、顶板2m范围内),必须按震动爆破的安全要求进行爆破作业。
(4)震动爆破必须由矿技术负责人统一指挥,并有矿山救护队在指定地点值班,爆破30min后矿山救护队员方可进入工作面检查。应根据检查结果,确定采取恢复送电、通风、排放瓦斯等具体措施。
(5)震动爆破必须采用铜脚线的毫秒雷管,雷管总延期时间不得超过130ms,严禁跳段使用。电雷管使用前必须进行导通试验。电雷管的联接必须使通过每一电雷管的电流达到其引爆电流的2倍。爆破母线必须采用专用电缆,并尽可能减少接头,有条件的可采用遥控发爆器。
(6)应采用挡栏设施降低震动爆破诱发突出的强度。
五、个体防护
(1)所有下井人员必须经过防突专业知识培训,佩带隔离式自救器,并会正确使用。自救器的管理和使用应遵守下列规定:①完好的自救器总数,至少应比经常用的总人数多10%;②自救器应集中统一编号管理;③自救器应保持完好;④严禁使用人员拆开、敲打、撞击自救器,人员出井后必须立即交还。
(2)在工作面所有作业过程中,每个人都有责任和义务随时观察突出预兆(如煤结构发生变化、煤壁发冷、外鼓、响煤(岩)炮、顶板来压、支架变形、瓦斯忽大忽小、打孔(眼)喷孔、顶钻严重等),若出现以上现象,立即通知其它人员按《作业规程》中规定的避灾方法和路线撤到新鲜风流中,并向矿调度室汇报,听候处理。情况危急时,应立即撤出到地面。
(3)所有入井人员必须熟悉避灾路线,避灾路线所经过的岔道口应设置醒目的方向指示牌,以保证避灾人员安全快速撤退。
六、防爆检查
有突出危险的采区和工作面,电气设备必须有专人负责检查、维护,施工队每班、机电科每天检查一次防爆性能,签名备查,发现问题,立即处理,没有安全标志的电气设备一律不准入井。
七、突出煤清理
清理前,必须编制防止煤尘飞扬、杜绝火源、垮塌以及再次发生突出的安全防护措施。对于突出孔洞应充填或支护。发生大型以上突出后,一般不应从孔洞放出松散的煤体,以免造成垮塌引起再次突出,还应及时碹砌或注浆密闭孔洞,以免造成自燃。在过突出孔洞及在其附近30m范围内进行采掘作业时,必须加强支护。
八、监测监控
(1)必须执行自动监测和人工监测相结合的矿井瓦斯监测制度。人工监测数据必须作到“三对照”,即瓦斯台帐、瓦斯记录本和现场记录三对照。当人工监测与自动监测数据不同时,在未弄清那个有误时一般按最大值。
(2)监测队要加强监测系统日常维护工作,确保监测系统显示、断电、报警、打印等功能准确可靠,监测队要做好监测数据的记录、报批和存档。
(3)采煤工作面必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器,在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。采煤工作面的甲烷传感器不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备,则必须在进风巷设置甲烷传感器。
(4)突出的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面,必须在工作面及其回风流中设置甲烷传感器。
九、专用回风巷的设置
矿井总体设计、矿井采区和工作面设计必须按突出矿井进行设计,必须建立专用回风巷,并保证专用回风巷定期进行检查,发现问题及时处理,突出采掘地点的回风巷和采区专用回风巷必须做到“五无”,即无行人、无运输、无电缆、无电气设备、无控风设施。进入专用回风巷时必须经矿井防治煤与瓦斯突出领导小组组长批准,并到调度室备案。
突出区作业必须符合“风量足、断面够、系统顺、设施牢、不失爆”的十五字原则。
“风量足”就是矿井主要通风机风量必须满足负担的采区生产风量要求,采区风量必须满足用风地点的风量要求。局部通风机风量必须满足需风点的风量。
“断面够”就是在通风系统中特别是回风系统中,巷道断面、风速必须满足安全生产和《煤矿安全规程》要求。
“系统顺”要求矿井通风系统合理、稳定、顺畅,通风网络中阻力分配合理,不得在回风系统中增阻调风;每个突出回采和掘进工作面回风必须有专用回风巷直接引入采区回风巷。
“设施牢”就是掘进工作面必须设有二道以上防突风门,通风构筑物和防逆风装置牢固安全可靠,杜绝突出时发生通风设施被破坏而导致通风系统紊乱、风流逆向。
“不失爆”就是必须保证井下所有电气设备无失爆。

煤矿安全网(http://www.mkaq.org)

备案号:苏ICP备12034812号-2

公安备案号:32031102000832

Powered By 煤矿安全生产网 徐州网狐网络科技有限公司

使用手机软件扫描微信二维码

关注我们可获取更多热点资讯

感谢网狐天下友情技术支持