赵汝良煤矿1302运输巷过断层石门揭煤专项防突设计说明书Word下载.docx
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3、煤层瓦斯压力测定………………………………………………………………11
4、控制岩柱厚度的措施…&
helli[换行]p;
………………………………………………………12
四、石门揭穿突出煤层的防治突出措施…………………………………………13
(一)区域综合防突措施…………………………………………………………13
1、区域预测…………………………………………………………………………13
2、区域防突措施选择………………………………………………………………13
3、区域防突措施设计………………………………………………………………14
4、预抽瓦斯钻孔封孔要求…………………………………………………………14
5、抽放效果指标及效果检验………………………………………………………15
6、区域验证…………………………………………………………………………15
(二)局部综合防突措施…………………………………………………………16
1、石门揭煤工作面突出危险性预测………………………………………………16
2、工作面防突治煤与瓦斯突出措施………………………………………………17
3、工作面防突措施效果检验………………………………………………………17
4、石门揭煤前验证…………………………………………………………………18
五、安全防护措施&
hell[换行]ip;
………………………………………………………………18
(一)设置防突反向风门………………………………………………………19
(二)设置避难所和压风自救系统……………………………………………19
(三)震动爆破…………………………………………………………………20
(四)其他安全防护措施………………………………………………………24
六、局部通风、瓦斯管理及监测监控措施……………………………………26
七、组织管理措施………………………………………………………………29
1302运输巷过断层石门揭煤专项防突设计
说明书
前言
根据仁怀赵汝良煤矿2010年1月编制的《2010年采掘接替计划》,决定2010年度继续掘进+745m水平1302运输巷。
2009年1302工作面掘进过程中遇一斜交逆断层F1,走向断距40m,方位N62E,距开口点95m。
现工作面全为岩巷,已掘岩巷56m,根据现施工3个前探地质孔提供的资料分析,该石门工作面迎头上部距煤层水平距离14m,法向距离9m。
由于将揭穿的C13煤层为突出煤层,为此,必须按照《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQl026—2006)的要求,采取综合防突措施,并编制专门的防治突出设计,报有关部门批准。
一、石门揭煤区域煤层、瓦斯、巷道布置及地质资料的基本情况
(一)1302运输巷工作面概况
1、地面相对位置及邻近区域巷道布置基本情况
地面相对位置及邻近开采情况表
2、煤层及围岩特性、地质构造
(1)煤层及巷道围岩特征:
C13煤层下距C7煤层43m,煤层最大厚度2.5m,最小厚度1.6m,平均2.2m。
煤层较稳定,常见二层夹矸厚0.1m-0.6m,倾角为30°
-50°
,平均40°
。
C13煤层老顶为粉砂岩,中厚层状;
直接顶为粉砂岩、页岩,薄层状,厚1.5m左右;
伪顶为页岩、粉砂岩,厚度1m左右;
底板为粉砂岩、泥岩,厚度0.5m左右,下部为黄铁矿,再下部为茅口灰岩,质坚硬,厚层状。
(2)地质构造:
矿区内无断裂构造,为单斜煤层,构造复杂程度较简单。
3、矿井瓦斯等级、煤层自燃发火倾向、煤尘爆炸性。
(1)瓦斯等级:
根据2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复结果,仁怀市赵汝良煤矿绝对瓦斯涌出量3.07m3/min,相对瓦斯涌出量24.31m3/t,为高瓦斯矿井。
[换行]
(2)煤层自燃发火倾向:
经鉴定C13煤层无煤尘爆炸性。
(3)煤尘爆炸性:
经鉴定煤层自燃倾向性属III类,为不易自燃煤层。
4、矿井瓦斯及煤与瓦斯突出情况
(1)煤层瓦斯含量及瓦斯涌出量预测
由于地质报告未提供C5、C7和C13煤层瓦斯含量数据,根据《采矿设计手册》中给出的的经验公式计算预测C5煤层瓦斯含量11.32m3/t,C7煤层11.38m3/t,C13煤层14.38m3/t,矿井最大瓦斯涌出量30m3/t。
(2)煤与瓦斯突出情况
我矿可采煤层C5、C7和C13三层,其中C5、C7煤层在探钻中发生过动力现象;
2009年我矿开采C13煤层在掘进过程中共发生过两次煤与瓦斯突出现象,第一次发生在2009年7月26日零时45分,突出地点为1301采面(13#煤层)下口掘进安全人行道时,发生动力现象。
该点距1301运输巷10m、距车场约400m、标高+775m处,抛出的煤量为8.5t,突出瓦斯量为450m3,抛出煤炭的吨煤瓦斯涌出量为53m3/t;
第二次发生在2009年8月22日24时40分,突出地点为C13煤运输大巷距车场约250m、标高+775m处,抛出的煤量为12.0t左右,突出瓦斯量为650m3,抛出煤炭的吨煤瓦斯涌出量为54.2m3/t。
2009年9月10日由中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室提供的《赵汝良煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》可知,我矿C5、C7和C13煤层具有煤与瓦斯突出危险性,为突出煤层。
因此,我矿在采掘作业时必须采取预测预报、防治突出措施、效果检验和安全防护措施的“四位一体”的综合防突措施,防止发生煤与瓦斯突出事故。
5、影响掘进施工安全主要因素
(1)C13煤层顶板为泥质粉砂岩、粉砂岩,其抗压强度均较低,易破碎,稳定性差;
底板为粘土泥岩,吸水后易膨胀,给支护带来一定困难,必须加强顶板管理,防止垮塌而诱导煤与瓦斯突出。
②掘进过程中局部可能受小断层、裂隙的影响,必须执行边探边掘的措施,防止发生瓦斯和水灾事故。
(二)1302运输巷施工措施
1、掘进作业方式
岩巷段采用风锤打眼(在煤层段用电煤钻打眼),放炮落煤,在煤层松软,层理紊乱,易垮落时,经矿总工程师同意后,采用手镐作业。
(1)炮眼布置方法:
在碛头中部对称布置三对掏槽眼,四周均匀布置辅助眼和周边眼。
(2)炮眼规格:
眼径φ=42mm,眼长l=1.4m。
(3)爆破方式及说明:
掘进工作面岩石段使用2#岩石炸药,煤层段使用3#煤矿安全炸药,1-5段毫秒延期电雷管正向起爆,全断面串联一次起爆。
2、巷道断面
根据采区运输巷用途,设计巷道为梯形断面,巷道净高2000mm,上净宽1800mm,下净宽2600mm,巷道净断面4.4m2,毛断面5.39m2。
3、巷道支护
(1)临时支护
①临时支护采用前探梁支护,回定在靠工作面的前三排棚梁上,前探梁上用方木板梁(2400-3200mm×
150mm×
50mm)维护。
木板梁两端伸出前探不小于200mm,工作面迎头空顶距离不超过600mm。
②前探梁及吊环规格:
吊环由机电队制作并经过强度试验的专用吊环。
其规格为:
A、前探梁选取一:
直径75.5mm,长3m以上。
吊环:
直径125mm,长12cm的钢管(管式吊环)。
B、前探梁选取二:
15kg/m以上的钢轨,长3.0m以上。
用厚度为12mm钢板制作的专用吊环(U形吊环)。
(2)临时支也可采用单体液压支柱配合绞接顶梁支护,迎头空顶距离不超过600mm。
(3)永久支护
采用梯形工字钢支护,梁长2000mm,腿长2300-2450mm,架厢支护必须架正架牢,稳固可靠,装料三方必须用竹笆或排柴背严扛实,帽子角尖紧楔子,柱子脚窝抵拢实底,装料三方必须钉各不少于三块拉板,垮空棚顶必须绞架接顶。
要求棚间距0.8m,特别破碎带,棚距不大于0.6m,柱窝深不小于100mm。
(三)岩巷过断层地质资料分析
2009年1302工作面掘进过程中遇一斜交逆断层F1,走向断距40m,方位N62E,距开口点95m。
现已掘进岩巷56m,方位角α=185°
[换行];
巷道坡度β=3‰,由茅口组灰岩经C13煤层底板进入C13煤层,根据前探地质孔资料分析,预计现迎头掘进至14m(巷道中心线水平距)处揭煤。
揭煤点煤层倾角40°
,详见岩柱控制图。
(附赵汝良煤矿综合地层柱状图)
二、建立安全可靠的独立通风系统,并加强控制风流设施的措施
1、选择正确的通风系统,并保证稳定可靠
(1)矿井必须保证通风系统合理、稳定、可靠、正常运转,采掘面实行独立通风系统,及时密闭已采过的巷道,防止漏风损失,加强回风巷及运输巷的维修,保证有足够的通风断面,按《煤矿安全规程》的要求配足各工作面风量,以满足安全生产的需要。
(2)1302运输巷必须具有独立、可靠、畅通的回风系统,爆破时回风系统必须切断电源,严禁人员作业和通过。
2、严格主通风机的管理和使用,满足矿井通风的需要
①风井通风设施随时保证完好,漏风量符合规定。
②主通风机必须保证正常运转,电钳工每月检查一次主通风机的完好状态。
③主通风机因检修等原因造成矿井有计划停风时,必须制定停风的安全技术措施,突然发生的故障停止运转,立即打开防爆门和有关风门,形成自然通风,若停运在10min以内,采掘面回风侧人员撤至进风巷,其它井下人员就地待命,如停风时间在30min以内则通知井下人员撤至进风大巷中,若停运在30min以上,立即通知井下人员尽快从安全出口撤至地面。
3、构筑合理、可靠的通风设施
(1)设置防突反向风门
①防突反风向门设在1302运输巷开口点向里51m处,距工作面迎头112m,在发生突出时的瓦斯能顺利沿回风道流入回风系统;
防止突出后的瓦斯逆流涌入+745水平巷道和其它采区。
②两道防突反向风门(与工作面距离不足70m应设置至少3道反向风门)必须牢固可靠,风门墙垛可用砖或混凝土砌筑,嵌入巷道周边岩石的深度不得小于0.2m,墙垛厚度不得小于0.8m,门框和风门可采用坚硬的木质结构,门框厚度不得小于100mm,带铁皮风门厚度不得小于50mm,两道风门之间的距离不得小于4m。
反向风门距离工作面回风巷不小于10m。
③放炮时风门必须关闭,对通过内墙垛的风筒,必须设有隔断装置。
放炮后,由安全管理人员进入检查时,必须把风门打开并顶牢。
(2)调节风门设在距离1302运输巷开口点26m,其质量技术[换行]标准:
A、设正反向风门两组,间距不少于5m,并且进行联锁;
B、风门前后5m内支护良好,巷道内无杂物、积水、淤泥,风门厚度不小于50㎜,门垛墙用不燃性材料建筑,厚度不小于0.5m,四周掏槽深0.2-0.3m,见实帮实底;
C、风门结构严密,漏风少,向关风门方向缓倾斜80-85度。
门框要包边沿口,有衬垫,四周接触严密;
D、风门水沟要设反水池或挡风帘,电缆、管路孔要堵严;
E、风门的开关状态要在矿井通风安全监控系统中反应。
4、加强通风设施管理
①矿井各种控制风流的设施要符合《煤矿安全规程》和《煤矿通风设施技术质量标准》要求。
②日常加强对通风设施和矿井巷道进行检修、维护。
③通风设施随生产现场的变化及时调整和安设,保证各用风点的有效风量。
④各风门必须进行联锁并有语音提示装置,有专人进行检查和维护,确保随时正常使用。
⑤各班组对本工作范围内的通风设施的管理和使用负责,严禁任意损坏或变更。
三、控制突出煤层层位、测定煤层瓦斯压力及确定岩柱厚度的措施
1、前探地质孔确定煤层相对位置
(1)现石门迎头开口点(现场作好标记点)预计掘进14m(巷道中心线水平距)处揭开C13煤层,此开口点距C13煤层法向距离预计只有9m,故利用此9m岩柱作为安全屏障,采用ZDY-620型煤矿用坑道钻机沿石门揭煤工作面顶、中部各打一个控制C13煤层层位和瓦斯情况的钻孔。
(2)二个控制钻孔必须穿透C13煤层全厚且进入顶板0.5m,并详细记录岩芯资料。
钻孔直径Φ=65mm,控制突出煤层前探地质孔施工参数如下:
2、煤层突出危险性预测
因C13煤层具有煤与瓦斯突出,故不做石门揭煤工作面突出危险性预测,按石门揭煤突出危险性工作面进行管理工作。
3、煤层瓦斯压力测定
(1)在石门工作面距煤层法向距离9m(平距14m)处停止掘进,至少打2个穿透煤层全厚的测压孔(孔径65mm),测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其它与突出危险性相关的参数,以便重新验证煤层的突出危险性,采取相应的防范措施。
(2)为准确得到煤层原始瓦斯压力值,测压孔应布置在岩层比较完整的地方,但测压孔与探地质孔两者在见煤点之间的间距不得小于5m。
测定煤层瓦斯压力钻孔施工参数如下:
石门测定煤层瓦斯压力钻孔施工参数表
4、控制岩柱厚度的措施
1302运输巷过断层揭煤过程中,必须严格控制岩柱,防止误穿C13煤层,要求采取如下措施:
(1)该石门开口前,施工队必须紧靠碛头两帮腰线位置各打一组深度不小于0.3m的“品”字形记眼作标志,施工队每班必须坚持“探三米五进一米”的原则,即探3.5米进1米。
岩柱必须留足平厚3.11m,真厚2m,若岩石破碎,可适当增加,其增加量由矿总工程师确定,碛头必须保证在一个平面内,并将巷道的浮矸、杂物清理干净,巷底在一个平面上。
(2)在测量岩柱进度时以记眼为准,每班由跟班矿长将记眼到碛头的距离如实报告揭煤工作领导小组组长,矿调度室做好记录。
(3)清岩柱前,矿测量人员必须确定巷道掘进方位,石门方位必须与排放中心方位重合,掘进方位185°
并确定石门断面处在防突措施孔的有效控制范围内。
(4)为防止误穿煤层,在石门工作面距煤层垂距5m时,在石门工作面顶部、[换行]两侧和底部中央补打3个直径¢为42mm的超前钻孔,其超前距离为2m。
当岩巷距煤层垂距不足5m且大于2m时,为防止岩巷误穿煤层,停止掘进,采取前探措施,确定煤层层位及厚度,保证岩柱厚度不小于2m(垂距),平距3.11m。
(5)清岩柱时放炮警戒位置如下:
A、主平硐入总回风巷入口风门外2m处;
B、+818m回风平巷与区段回风下山交岔点30m处;
C、+745m水平二级水仓进风石门至1302运输巷入口处;
四、石门揭穿突出煤层的防治突出措施
(一)区域综合防突措施
1、区域预测
根据《赵汝良煤矿煤与瓦斯突出危险性性鉴定报告》可知,我矿C5、C7、C13煤层为突出煤层。
故采掘作业前不进行区域性防突预测,而直接对开采煤层采取区域综合防突措施和局部综合防突措施。
2、区域防突措施的选择
根据我矿煤层赋存条件和设施、设备、技术能力的实际情况,区域防突措施采取在石门工作面迎头打穿层钻孔预抽煤层瓦斯。
3、区域防突措施钻孔设计
⑴钻孔采用ZDY-620型煤矿用坑道钻机施工,孔径Φ=65mm。
⑵钻孔技术参数设计
预抽瓦斯钻孔在距石门揭煤垂距为7m处布置,即该石门现开口点掘进2m(法向距)后停止掘进,实施预抽放煤层瓦斯。
钻孔在煤层中的控制范围:
必须控制到巷道轮廓线外:
沿煤层走向两侧和上帮各12m,下帮6m,孔底间距为3m。
石门预抽瓦斯钻孔设计见附图。
⑶在打钻过程中必须严格按设计施工,钻孔应均匀布置,并认真作好各钻孔参数施工原始记录。
4、封孔要求
钻孔施工完毕后必须立即进行封孔,封孔深度不小于5m,用黄泥、膨胀水泥或聚胺脂等材料封孔,确保孔口严密不漏气。
要求孔口抽采负压不得小于13kpa,预抽瓦斯浓度不低于30%,否则,应改进封孔措施,提高抽放效果。
5、抽放效果指标及效果检验
(1)抽放效果指标
根据《煤矿瓦斯抽采指标基本要求》的规定,突出煤层的工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。
若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa(表压)以下,其控制石门巷道轮廓线外8m以上(煤层倾角﹥8°
时,底部或下帮5m)。
钻孔必须穿透煤层的顶(底)板0.5m以上。
若不能穿透煤层全厚,必须控制到工作面前方15m以上。
(2)区域防突措施效果检验
在进行预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,必须事先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。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第53条和第55条相关规定,对预抽区域进行煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量或采用钻屑瓦斯解吸指标法进行区域措施效果检验。
根据我矿实际情况采用以下方法之一:
(1)测定煤层残余瓦斯压力
在石门揭煤区域布置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。
通过打孔安装瓦斯压力表,测定煤层残余瓦斯压力。
如果检测点煤层残余瓦斯压力均降至0.74Mpa(表压)以下,则区域防突措施有效,否则应继续采取区域防突措施直到措施有效为止。
(2)采用钻屑瓦斯解吸指标法
在石门预抽煤层期间,采用钻屑瓦斯解吸指标法对区域措施进行效果检验,检验孔数为5个,分别位于石门上中下部和石门两侧,并位于措施孔中间,终孔位置位于措施孔控制范围的边缘上。
岩层段用ZDY-620型钻机施工,孔径65mm,煤层段用电煤钻施工,孔径42mm,孔深为穿透煤层全厚,煤样为湿煤。
当所有检验指标K1值小于0.4mL/(g.min1/2)且未发现其他异常情况(喷孔、顶钻及其他明显突出预兆)时,为无突出危险区;
当任一检验指标K1≧0.4mL/(g·
min1/2)或发现其他异常情况时,为突出危险区,预抽防突效果无效,应继续采取区域防突措施直到措施有效为止。
6、区域验证
按下述石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。
(二)局部综合防突措施
1、石门揭煤工作面突出危险性预测
在距突出煤层最小法向距5m(地质构造复杂带、岩石破碎的区域,应适当加法线距离)前进行预测。
(1)采用钻屑瓦斯解吸指标法(湿煤)预测石门揭煤工作面的突出危险性。
(2)预测孔布置及参数:
在石门工作面中部和腰线位置靠两帮各打一个预测孔,共3个,岩层段用ZDY-620型钻机施工,孔径65mm,煤层段用电煤钻施工,孔径42mm,孔深为穿透煤层全厚。
(3)突出危险临界值的确定:
参照《防突规定》第73条,当所有预测指标K1值小于0.4mL/(g.min1/2)且未发现其他异常情况时,工作面预测为无突出危险;
当任一预测解吸指标K1≧0.4mL/(g·
min1/2)或发现其他异常情况时,工作面预测为有突出危险,工作面必须采取防治煤与瓦斯突出措施。
④采用钻屑指标法,测试仪器为WTC—1煤与瓦斯突出预测预报仪,根据测定结果来预测煤与瓦斯突出危险性。
⑤当预测为无突出危险时,可掘进至远距离放炮揭穿前的工作面位置(法向距离3m)。
2、工作面防突治煤与瓦斯突出措施
采用超前排放钻孔的防治突出施:
在石门工作面距煤层垂距5m时,停止掘进,打49个孔径为¢65mm穿透煤层全厚的排放钻孔,要求钻孔控制石门巷道轮廓线外:
沿煤层走向两侧各5m,上帮5m,下帮3m,孔底间距为2m。
石门排放瓦斯钻孔布置见附图。
钻孔设计参数如下:
+745m水平1302运输巷过断层石门排放孔施工设计参数表[换行]3、防突措施效果检验
(1工作面采取排放钻孔的防突措施7d后,按预测方法对措施进行效果检验,检验孔数为5个,分别位于石门上中下部和石门两侧,并位于措施孔中间,终孔位置位于措施孔控制范围的边缘上(检验孔布置见附图)。
当所有预测指标K1值小于0.4mL/(g.min1/2且未发现其他异常情况时,工作面预测为无突出危险;
min1/2)或发现其他异常情况时,工作面预测为有突出危险,工作面必须采取防治煤与瓦斯突出措施直到有效为止。
(2)经效果检验措施有效无突出危险时,可掘至远距离放炮揭穿前的工作面位置(法向距离2m)。
有突出危险则继续排放,经重新检测,直到确认无危险时,方可按措施要求掘进。
4、石门揭煤前验证
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第63条规定,当巷道掘进至远距离震动放炮揭穿煤层前的工作面位置(法向距离2m)时需进行最后一次验证。
(1)采用钻屑瓦斯解吸指标法(湿煤)预测石门揭煤前工作面的突出危险性。
当任一解吸指标K1≧0.4mL/(g·
min1/2)或发现其他异常情况时,工作面预测为有突出危险,工作面必须采取或补充防治煤与瓦斯突出措施。
⑤当预测验证仍无突出危险时,则在采取安全防护措施的条件下采用远距离震动爆破揭穿煤层,否则,必须采取或补充工作面防突措施。
五、安全防护措施
(一)设置防突反向风门
防止突出后的瓦斯逆流涌入+745m水平巷道和其它采区。
反
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