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1232采面回采专项防突设计

作者:佚名 2012-03-13 来源:本站原创

  1232采面回采专项防突设计

  一、采面概况

  1、工作面位置关系

  1232综采工作面布置在采三区东翼,西起1695轨道石门,东至B43勘探线,北起底板等高标高+1797.2m,南至底板等高线标高+1695m,为我矿采三区3#煤层首采工作面。

  1232采面走向长1030m,斜长180m,采高2m。该采面采用走向长壁后退式采煤方法,综采采煤工艺,全部跨落法管理顶板,U型全风压通风。

  2、工作面周边小煤窑开采情况

  该工作面自西向东分别布置有洒阿嘎、垤坞、白岩脚、田坝、柳树沟等地方小煤矿,其开采情况如下:

  洒阿嘎:洒阿嘎煤矿位于1232回风巷以西20m,主要是开采17#、18#煤层,最低开采标高不详细,现系统已关闭,对1232采面回采不会构成影响。

  垤坞:垤坞煤矿位于1232回风巷以东62m---395m之间,主采9#、12#、17#、18#煤层,9#煤层的最低开采标高+1794m,其他煤层开采最低标高不详,3#煤层未开采,现系统已关闭,1232采面回采至该矿范围时,预计会受到9#煤层采空裂隙水影响,但不会构成威胁。

  白岩脚:白岩脚煤矿位于1232回风巷以东522—769m之间,该矿主采1+3#煤层,通过在1232回风巷(反掘段)左9钻场沿上山方向打探孔及结合以前测量资料分析,该矿开采3#煤层的最低标高在+1850m以上;1232采面回采至白岩脚煤矿3#煤层采空范围时,受采动裂隙影响,预计老空积水会沿裂隙涌入工作面。

  3、煤层顶底板情况

  直接顶:灰色粉砂岩,夹粉砂质泥岩,具微波状层理,含植物化石碎片,局部为细砂岩,厚平均6m。老顶:灰色粉砂岩或灰色细砂岩,细砂岩较坚硬,厚平均7m。

  直接底:深灰色粉砂质泥岩,厚约0.5m,较软弱。老底:以灰色粉砂岩为主,有时相变为粉砂质泥岩或细砂岩。间夹透镜状菱铁矿,下部含黄铁矿,中部夹煤线或炭质泥岩,厚约7m。

  4、煤层特征

  3#煤层:瓦斯含量为9.98m3/t,根据1232回风巷、运输巷揭露煤层资料,煤层倾角最大32°,最小28°,平均30°;煤厚最大2.7m,最小1.8m,煤层厚度在分叉带前后均稳定;含两至三层高岭石泥岩夹矸,上层为褐灰色细晶质高岭石泥岩;下层为褐黑色隐晶质高岭石泥岩,两层相距0.15米;3#煤层有合并分岔现象,在1232回风巷回16#测点以东265m,1#煤层与3#煤层合并,1232运输巷在里程630m开始,1#煤层与3#煤层合并,合并后煤层最厚2.7m.

  5、工作面储量

  1232采面储量计算方法:由于1232采面(外段)3#煤层为单独一层、里段1#煤层与3#煤层合并,因此,在计算本采面储量时,必须划分为两段进行计算,计算结果如下:

  外段:86205.7(平面积)*1.4(比重)*1.9(平均煤厚)/cos30°=229307T

  里段:72911.1(平面积)*1.4(比重)*2.7(平均煤厚)/cos30°=318240T

  总地质储量=229307(外段)+318240(里段)=547547T

  实际可采储量应减去断层损失煤量,断层损失是采面主要的储量损失。

  二、防治煤与瓦斯突出措施

  (一)综合防突措施

  1232综采工作面即将回采,根据松河矿井煤与瓦斯突出鉴定资料,3#煤层具有煤与瓦斯突出危险,1232综采工作面回采期间按突出危险煤层进行管理

  1、区域防突措施

  结合该采面瓦斯预计涌出情况,采取在1232回风巷、1232运输巷沿倾向方向从1232回风斜巷开始布置钻孔,钻孔垂直于1232回风巷下帮及1232运输巷上帮,钻孔间距为2.0m,钻孔均匀布置在开采煤层中,其倾角与煤层倾角一致,钻孔孔径为Ф65mm(或Ф94mm),1232运输巷钻孔孔深120m,1232回风巷钻孔孔深70m,钻孔总数1020个,总长96950m。其中:1232运输巷钻孔511个,总长61320m;1232回风巷钻孔509个,总长35630m,该面吨煤钻孔量0.31m/t,符合要求。钻孔施工结束后及时封孔联管抽放,钻孔封孔深度不小于8m,采用水泥沙浆封孔泵或马丽散封孔,封孔管为Ф25mmPVC管,用Ф30mm胶管与分流器连接抽放。地质构造复杂地段钻孔适当加密。本煤层钻孔边掘边抽,预抽时间在2个月以上。(具体设计详见附图)

  1232综采面运输巷、回风巷铺设一趟Ф300mm瓦斯管进行本煤层钻孔预抽,该项在运输巷及回风巷掘进时开始实施。

  2、区域性防突措施效果检验

  区域性防突措施施工完毕,经过间接计算法对采煤工作面消突效果进行评价后,采用残余瓦斯压力作为区域性防治煤与瓦斯突出措施效果检验。

  (1)设备仪器及材料准备:便携式封孔泵;量程2.5MPa压力表; 测压管:4′无缝钢管(或铁管),单管长度2m(两端套丝),封孔长度视钻孔长度而定,最里面一节端头焊挡板并缠好棉纱;配套4′直接头若干;4′球阀;425#硅酸盐水泥、细砂子若干,速凝剂1包,棉纱及生料带若干。进行防突措施效果检验前,必须对仪器进行认真检查,只有在仪器正常完好的情况下,方可进行。

  (2)布孔:沿采煤工作面走向方向在运输巷及回风巷每隔40m布置2个检验测试点。各检验测试点布置于所在部位钻孔密度较小,孔间距较大、抽放时间较短的位置,并尽可能远离测试点周围的各项预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离,且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距,若遇地质构造复杂区域应适当增加检验测试点。

  (3)封孔:打完后清洗钻孔,用压风吹去煤屑和孔内积水。封孔设备采用便携式封孔泵,采用水泥砂浆以及适量水玻璃(或其它速凝剂)混合封孔。

  1)仰角孔封孔:

  将425#以上硅酸盐水泥加入适量清水,充分搅拌均匀。将测压管、注浆管穿过木塞插入钻孔内,然后将木塞外缠棉纱牢牢打入孔口固牢。由注浆泵将搅拌好的水泥砂浆注入孔内,待测压管见浆液返出立即停泵,同时将注浆管闭死,测压管用几节4′无缝钢管连接,最外一节外端安压力表;注浆管用一根6′铁管。测压钢管每节长度视巷道宽度而定(初步定为每节2m),为保证其气密性,管接头部分采用生胶带缠绕,测压钢管端头用细铜纱网包裹,以防煤屑及杂物进入堵塞管路。

  2)俯角孔封孔:

  采用水泥砂浆以及适量水玻璃(或其它速凝剂)混合封孔。

  测压管用4′无缝钢管连接,最里一节1m处焊挡板并缠好棉纱,防止水泥流入测压室内。测压钢管每节长度视巷道宽度而定(初步定为每节2m),为保证其气密性,管接头部分采用生胶带缠绕,测压管端头用细铜纱网包裹,以防煤屑及杂物进入堵塞管路。最外一节测压管300mm处焊2根长50mm的钢筋挡棒,防止钻孔注浆时测压管滑入钻孔内。

  将425#以上硅酸盐水泥加入适量速凝剂和清水,充分搅拌均匀。将测压管和注浆软胶管同时插入钻孔内,由注浆泵将搅拌好的水泥砂浆注入孔内,边注浆边将注浆软胶管向孔外拔,待钻孔内注满水泥砂浆后,停止注浆。并将孔口段抹好水泥。

  (3)测定:钻孔施工完毕后, 经过48小时水泥浆固化到一定强度后安上压力表,并派专人观测数据。

  (4)临界值:所测定的瓦斯压力小于0.74MPa,视为防突措施有效,进行最后区域验证,否则,严禁回采。

  3、区域性验证

  回采工作面进行区域验证时采用钻削指标法。具体方法为;

  (1)沿采煤工作面每隔15m布置一个直径为42mm、孔深10m的验证钻孔,钻孔应尽可能布置在软分层中,并平行于回采推进方向,测定钻屑量S和K1值。

  (2)测定:钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1。

  (3)若实测时未发现其他异常情况,且所得以上指标均小于其临界值,方可确认为无突出危险工作面,并在采取安全防护措施下进行回采作业,且必须保留3m预测孔超前距。

  (4)临界指标

  对各项指标的突出危险临界值规定如下:

  最大钻屑量 Smax (Kg/m)钻屑瓦斯解析指标 K1

  (mL/g·min1/2)突出危险性

  ≥6≥0.5有

  <6<0.5无

  (5)若实测时未发现其他异常情况,且所得以上指标均小于其临界值,方可确认为无突出危险工作面,并在采取安全防护措施下进行回采作业。

  (6)若实测时发现其他异常情况,或所得以上指标有其中之一大于其临界值,则判定该工作面为突出危险工作面,必须执行工作面的防突措施和措施效果检验。

  每执行一次防突措施作业循环(包括措施、措施效果检验、回采作业)后,再进行工作面验证,如验证为无突出危险,仍必须再采取防突措施,只有连续2次验证为无突出危险,该工作面方可视为无突出危险工作面。

  验证为无突出危险工作面,每预测循环应留有3m的验证孔超前距。在无突出危险工作面作业时,必须执行安全防护措施。

  工作面每推进20m至少进行两次区域验证,在构造破坏带连续进行区域验证;但若采煤工作面在该区域进行首次区域验证时,要保留足够的验证超前距。

  只要一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆,则该区域以后的回采作业均应当执行局部综合防突措施。

  (二)局部综合防突措施

  1、工作面突出危险性预测

  采煤工作面实施局部综合防突措施时,工作面预测方法和区域验证方法相同,当预测为无突出危险时,且上一次循环的预测指标也是无突出危险时,可确定为无突出危险工作面,并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采、掘作业;否则,仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。当预测无突出危险时,每预测循环至少应保留的超前距2m。当预测为有突出危险工作面时,必须采取工作面防突措施,并进行效果检验。经检验证实措施有效后,即判定为无突出危险工作面;当措施无效时,仍为突出危险工作面,必须采取补充防突措施,并再次进行措施效果检验,直到措施有效。

  2、工作面防突措施

  根据预测预报结果,该工作面预测为突出危险工作面时,必须采用施工排放钻孔作为防突措施。当采用排放钻孔作为防突措施时,应遵循下列规定:

  (1)排放钻孔应布置在突出危险性指标超限点的上、下各10米范围内,钻孔尽量布置在软分层中,用防突钻机每隔1.5米施工一个排放钻孔,孔深15米,超前距离不得小于5米,钻孔均垂直煤壁钻进,排放时间不得低于8个小时。

  (2)钻孔要求:钻孔直径为75~94mm,孔间距为2米,钻孔在控制范围内应当均匀布置。

  (3)施工要求:钻孔施工前,工作面必须达到施工要求,若出现突出预兆,必须立即停止施工,并立即停电、撤人,及时汇报公司调度。

  (4)整个施工过程中通风部必须做好资料的收集和整理工作。

  3、工作面防突措施效果检验

  实施防突措施完毕,待单孔瓦斯排放浓度均小于10%后,必须进行防突措施的效果检验。

  (1)效果校验孔布置于防突措施孔控制范围内,每隔15m布置一个,深度小于或等于防突措施孔,且其所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距较大的位置,严禁窜孔。

  (2)效果检验采用预测预报的方法进行。

  (3)如果工作面措施效果检验指标均小于指标临界值,且未发现其他异常情况,则措施有效;否则,判定为措施无效,则必须重新实施防突措施,直到经效果检验确认措施有效后,方可恢复回采作业。

  (4)经检验措施有效,在安全防护措施的条件下进行回采,预留超前距3m。

  4、安全防护措施

  (1)1232采煤工作面必须设专职瓦检员,在采煤工作面上隅角处安设瓦斯探头,通风调度室必须随时观察瓦斯变化情况,严禁空班漏检,严禁瓦斯超限作业,瓦检员必须在现场交接班,同时向调度汇报。

  (2)在离采煤工作面上、下出口往外50m的地方,必须设有直通公司调度的电话。

  (3)所有作业人员都必须熟悉、掌握突出的预兆和防治突出的基本知识,发现问题,立即停止作业,撤出所有人员,并及时向矿调度进行汇报,以便采取措施进行处理。

  (4)突出预兆:

  a、煤体中发出闷雷声,爆竹声,机枪声,嗡嗡声。

  b、煤层层理紊乱,煤变松软,煤变暗而无光泽,煤干燥而煤尘增多。

  c、支架来压,掉碴、片帮、煤壁开裂,工作面煤壁外膨、底鼓等。

  d、风流中瓦斯浓度增大,忽大忽小,打钻时顶钻、喷孔、喷瓦斯等。

  e、在突出发生前,会出现煤壁和工作面温度降低,有特殊气味等。

  (5)加强采煤工作面进、回风巷的支护,对支护失效地点必须及时进行修复。

  (6)总工室对1232采煤工作面的推进情况必须及时上图,准确掌握地质构造变化情况,并向有关领导进行汇报。

  (7)压风自救及隔爆设施的安设

  在1232回风巷、1232运输巷距离采面上、下出口30m的地方安设一组压风自救装置,往后每隔50m设置一组,每组可供5~8人使用,每人供风量不得少于0.1m3/min;压风自救必须用铁管连接在压风管路上,并随时保证正常供风。

  (8)进入1232采面人员必须全部佩戴隔离式自救器,并会熟练使用。

  (9)工作面预测预报或效果检验时,根据钻屑解吸指标结果,若K1值<0.5 ml/gmin1/2且每米最大钻屑量Smax<6kg/m,经公司总工程师批准后方可往前推进。

  (10)必须按规定要求安设瓦斯断电仪,并加强瓦斯监控装置的维护,并按要求定期校检,确保瓦斯传感器灵敏、可靠。

  (11)防尘水管的安设,

  由采三区负责将防尘水管接到距上、下出口20米处,且每间隔50m安设一个三通。采区、通风部按各自所管辖范围进行煤尘的清洗工作。上出口机尾处设洒水喷头,机头及各转载点处设置好转载点喷雾,并保证喷雾正常使用。上出口往外20m处设一道移动式水幕,无水不准作业。

  (12)瓦斯断电仪及瓦斯传感器的安设

  通风部必须按规定安设瓦斯断电仪,并严格按照规定进行试跳和维修,在1232综采面上隅角处安设T0探头,瓦检员必须随时观察采面瓦斯变化情况,严禁空班漏检和瓦斯超限作业,且必须在现场交接班。

  (13)预测预报结束后,在采面回风巷和运输巷作好标记,预测预报人员在下一次需要做预测预报地点的钢带上(或锚杆的托盘上)用红油漆做好标记,并挂牌管理,认真填写好防突管理牌板,严禁超循环推进。

  (14)每班必须安排专人对电气设备进行检查、维护、修理,保证电气完好,杜绝失爆。

  (15)采煤工作面回采期间若需爆破开帮,必须由采区申报爆破安全管理措施报矿审批后,方可执行。

  (16)现场施工的班队长、安检员、瓦检员以及机电工必须携带便携式瓦检器,随时检查作业地点的瓦斯浓度,当瓦斯超限时,立即停止工作,撤出工作面所有作业人员,汇报并及时处理。

  (17)当工作面出现煤与瓦斯突出的任何一种预兆(或突出)时,必须及时切断1232回风巷、1232综采面、1232运输巷、1232回风联络巷、1232运输回风联络巷、1695专用回风石门、采三区回风斜井、所有非本质安全型电气设备电源,同时撤出以上地点所有人员,并及时向采区、公司调度汇报。

  事故发生时,必须佩戴好隔离式自救器撤离至地面,其避灾路线为:

  A:当发生火灾、瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出事故时,避灾路线为:

  1)1232综采面事故点进风侧→1232运输巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  2)1232综采面事故点回风侧

  a、当人员不能安全穿过事故地点时:1232综采面事故点回风侧→1232回风巷→1232回风斜巷→1232回风联络巷→1232运输联络巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  b、当人员可以安全穿过事故点时:1232综采面事故点回风侧→1232采面进风侧→1232运输巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  B: 当发生水灾时避灾路线为:

  1)1232综采面事故点在回风侧→1232回风巷→1232回风斜巷→1232回风联络巷→1232运输联络巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  2)1232综采面事故点进风侧

  a、当人员不能安全穿过事故地点时:1232综采面事故点进风侧→1232运输巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  b、当人员可以安全穿过事故点时:1232综采面事故点进风侧→1232综采面回风侧→1232回风巷→1232回风斜巷→1232回风联络巷→1232运输联络巷→1695轨道石门→采三区轨道斜井(行人斜井)→地面。

  三、组织措施

  1、采面防突领导小组

  组 长:张忠永

  成 员:李臣武 黄初良 王 正 李文林 董 俊 杨广志

  防突领导小组负责指挥1232综采面回采期间的防突相关工作,对回采防突工作做出合理的指令和决定,并协调处理回采防突工作中存在的重要问题。

  2、防突工作小组

  组长:李臣武

  副组长:李文林

  成 员:姜振峰 秦华祥 唐 虎 戴良芳 季良新

  沈小波 杨明涛 马恭朴

  防突工作小组为防突领导小组负责,在防突领导小组的领导下,认真组织落实1232综采面回采期间防突的措施编制、贯彻落实及现场施工工作,将工作中存在的问题如实向防突领导小组汇报,并对存在的问题按要求作出处理。通风部按要求对1232综采面回采期间实施动态跟踪管理,并建立1232综采面回采期间回采防突动态跟踪管理台帐和绘制回采防突动态跟踪管理图;现场跟踪和监督防突工作实施,严禁违章指挥和违章作业。

  3、防突预测预报(效果检验)小组

  组 长:姜振峰

  副组长:杨明涛

  成 员:陈恩会 陈 波 王军燕 李元祥 赵 强 胡天华

  敖 飞 王 欢 赵小寿 陆廷刚 郭亮亮 敖显政

  防突预测预报小组在防突工作小组的领导下按措施要求负责好预测预报工作,如实反映现场情况和填写记录、卡片及图纸;并监督好现场排放孔的施工情况,严禁预测指标超限作业。

  4、组建1232综采面回采期间防突措施实施小组

  组 长:季良新

  副组长:王德稳

  成 员: 采煤队队长 采煤队机电队长 采煤队技术员 采煤队验收员

  防突措施实施小组在防突领导小组的领导下负责对预测预报孔、效果检验孔、防突措施钻孔的施工工作,配合防突预测预报小组搞好现场防突管理工作,并如实填绘1232综采面回采期间回采施工工程平面图。

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