沙曲矿区域防突技术方案文档格式.docx
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三、区域突出危险性预测
根据中国煤炭科学总院沈阳分院对沙曲矿2#、3#、4#、5#、6#煤层的突出危险性进行的鉴定报告,在实际生产过程中,直接按照鉴定报告采取相应的防突措施,不再进行区域突出危险性预测,所有煤层均严格按照突出煤层进行管理。
四、区域防突措施
区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前,对突出煤层较大范围内采取的防突措施。
包括开采保护层(上保护层、下保护层)、预抽煤层瓦斯2类。
沙曲矿根据各煤层及各采区煤层的赋存情况,采取“一区一策”的区域性防突措施,主要采取开采保护层、预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
南一采区:
15102工作面采取开采保护层的区域防突措施,工作面布置在已采4#煤层14101工作面的下方,经过长时间的瓦斯释放,达到了降低或消除下履5煤层工作面采掘过程中突出危险的目的。
14106工作面采用预抽煤层瓦斯的区域防突措施,在巷道迎头布置长钻孔+左右钻场顺层钻孔,钻孔控制掘进巷道两侧轮廓线外15米。
钻孔直径为75mm—94mm,钻孔深度60米—100米,封孔长度不低于9米。
南二采区:
14202工作面采用预抽煤层瓦斯的区域防突措施,在巷道迎头布置长钻孔+左右钻场顺层钻孔,钻孔控制掘进巷道两侧轮廓线外15米。
15205工作面采取开采保护层的区域防突措施,工作面布置在已采4#煤层14205工作面的下方,经过长时间的瓦斯释放,达到了降低或消除下履5煤层工作面采掘过程中突出危险的目的。
南三采区:
1、利用14301胶带巷开设的区域预抽钻场使用定向钻机对14301轨道及工作面、14302工作面施工长距离、大孔径的本煤层区域预抽钻孔,通过长时间、高负压抽采瓦斯,实现大范围的消突效果,钻孔深度300m以上。
2、利用14301工作面预抽巷、南翼1#、2#底板瓦斯抽采巷超前施工4#、5#煤穿层钻孔,对主采煤层进行区域性预抽,掩护4#、5#煤在掘进过程中防止发生煤与瓦斯突出,在煤层回采过程中可作为瓦斯排放巷,解决采煤过程中的瓦斯涌向工作面问题,再有可以利用底板岩巷向已采的主采煤层后部打钻,抽采采空区瓦斯。
3、在大范围预抽未实施的区域,实施条带式预抽,施工孔深不小于60米且辐射至巷道轮廓线15米以外,掘进超前距离保留20米的掘进预抽钻孔,钻孔直径为75mm—94mm,钻孔深度60米—100米,封孔长度不低于9米。
4、在南三采区区域预抽一巷、南三采区区域预抽二巷左右两帮的钻场内施工区域预抽钻孔,辐射原始煤体,完成巷道左右两边区域各辐射400米。
北一采区:
25102工作面采取开采保护层的区域防突措施,工作面布置在已采4#煤层24102工作面的下方,经过长时间的瓦斯释放,达到了降低或消除下履5煤层工作面采掘过程中突出危险的目的。
北二采区:
1、利用24208胶带巷及巷道左帮开设的钻场使用定向钻机对24209、24210工作面施工递进式区域预抽钻孔,通过长时间、高负压抽采瓦斯,实现大范围的消突效果,钻孔深度300m以上;
2、利用北二采区1#、2#底板瓦斯抽采巷超前施工3+4#、5#煤穿层钻孔,提前对24210、24211工作面4#煤层瓦斯进行预抽,掩护工作面在掘进过程中防止发生煤与瓦斯突出,在煤层回采过程中可作为瓦斯排放巷,解决采煤过程中的瓦斯涌向工作面问题。
3、利用2#煤(22201、22202、22203工作面)保护层开采作为区域性防突措施,提前对24208、24209、24210工作面的4#煤层瓦斯进行释放,掩护工作面在掘进过程中防止发生煤与瓦斯突出。
4、在北二采区区域预抽一巷左右两帮的钻场内施工区域预抽钻孔,辐射原始煤体,完成巷道左右两边区域各辐射400米。
北三采区
1、利用24305胶带巷和回风巷使用定向钻机对24305轨道巷、24306工作面施工区域预抽钻孔,通过长时间、高负压抽采瓦斯,实现大范围的消突效果,钻孔深度250m以上。
2、在大范围预抽未实施的区域,实施条带式预抽,施工孔深不小于60米且辐射至巷道轮廓线15米以外,掘进超前距离保留20米的掘进预抽钻孔,钻孔直径为75mm—94mm,钻孔深度80-120米,封孔长度不低于9米。
3、25301工作面采取开采保护层的区域防突措施,工作面布置在已采4#煤层24301工作面的下方,经过长时间的瓦斯释放,达到了降低或消除下履5煤层工作面采掘过程中突出危险的目的。
石门揭煤掘进工作面:
石门揭煤工作面采用迎头钻孔穿层钻孔预抽措施,穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m前实施。
钻孔的控制范围是巷道左右轮廓线15米,同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m。
穿层预抽钻孔直径为:
75mm—94mm,钻孔深度根据工作面实际情况确定,封孔长度不低于6米。
预抽煤层瓦斯要求
采取预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应符合下列要求:
穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。
要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是:
倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m,下帮至少10m;
其它为巷道两侧轮廓线外至少各15m。
顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制整个开采块段的煤层。
顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m,巷道两侧的控制范围是:
预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置,钻孔间距应根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。
预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。
穿层钻孔的封孔段长度不得小于6m,顺层钻孔的封孔段长度不得小于9m。
应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。
钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。
预抽瓦斯浓度低于30%时,应当采取改进封孔的措施,以提高封孔质量。
采用预抽煤层瓦斯防治突出措施时,应做好每个钻孔施工参数记录及抽放参数的测定。
五、区域措施效果检验
1、开采保护层的保护效果检验主要采用实测最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量,临界值按如下计算
瓦斯压力p/Mpa
瓦斯含量W/(m3·
t-1)
区域类别
<0.74
<8
无突出危险区
除上述情况以外的其他情况
突出危险区
若检验结果仍为突出危险区,保护效果为无效,必须采取补充预抽煤层瓦斯区域防治煤与瓦斯突出措施直至合格。
2、采取预抽煤层瓦斯区域防突措施时,主要以预抽区域的煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力或预抽区域瓦斯抽放率的方法进行措施效果检验。
如防突措施效果检验合格后方可进行采掘活动,否则必须延长抽采时间直至合格。
对石门揭煤钻孔区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,首先考虑以实测数据为基础进行区域效果检验,在工作面至少打4个校检孔,实测残余瓦斯压力,校检孔位于预抽区域的上部、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。
经实测预抽区域残余瓦斯压力<0.74Mpa时,方可正常掘进,掘进过程中加强“边探边掘”工作。
对顺层钻孔预抽煤巷条带式煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,采用实测残余瓦斯含量,每间隔30米布置一个检验测试点,临界值必须小于8m3/t方可有效。
经实测预抽区域残余瓦斯压力≥0.74Mpa、预抽区域残余瓦斯含量≥8t/m3或有明显的突出预兆时,工作面继续补充区域预抽措施或延长抽放时间,同时改进封、连孔工艺并加大抽放负压进行抽采,直至再次实测残余瓦斯压力、残余瓦斯含量降临界值以下并无突出危险预兆时,工作面方可正常掘进。
如不具备进行实测数据条件或者实测数据出入较大不能作为有力依据时,应累积计算预抽区域瓦斯抽放率,按《防治煤与瓦斯突出规定》第55条规定及《煤矿安全规程》190条规定,待抽放率达到30%,工作面方可正常掘进。
按照沙曲矿的实际情况,执行以下指标:
南翼采区煤层瓦斯预抽率不得低于40%,北翼采区煤层瓦斯预抽率不得低于30%。
六、区域验证
1、石门揭煤工作面区域验证方法采用钻屑指标法预测石门揭煤工作面突出危险,共布置5个突出危险性验证钻孔,在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的颗粒1-3mm的煤钻屑,测定其瓦斯解析指标S值与K1指标。
2、煤巷掘进和回采时,采用钻屑指标法进行突出危险性验证。
掘进工作面进入区域范围时候,首先采区超前物探措施,探测地质构造和观察突出预兆,并立即连续进行至少两次区域验证,工作面应向前方煤体布置至少5个预测钻孔,深度8~10m,测定其瓦斯解析指标S值与K1指标。
回采工作面每推进10~50m,至少进行2次区域验证,工作面每隔10~15m布置一个预测钻孔,深度8~10m,测定其瓦斯解析指标S值与K1指标。
预测工作面突出危险性的临界值
煤样
S值指标值Kg∕m
K1指标临界值〔ML·
(g·
min1/2)-1〕
干煤样
6.0
0.5
湿煤样
0.4
如所有实测的数据均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面为无突出危险性,则不需执行工作面局部防突措施。
如所有实测的数据任一数据大于或等于临界值,视为突出危险工作面,需采取工作面局部防突措施。
后附《2012年沙曲矿区域预抽方案》
2012年沙曲矿区域预抽方案
一、沙曲矿区域预抽现状
区域预抽是沙曲矿瓦斯治理的一项治本之策,区域预抽不仅能提前释放未开采煤层瓦斯起到消突出作用,而且可以为沙曲矿增加主要的瓦斯综合利用气源。
2011年沙曲矿加大区域预抽力度,1-11月份,沙曲矿施工区域预抽钻孔617个,进尺89031米。
区域预抽钻孔有效的保证了抽放时间,提高了沙曲矿瓦斯抽采率和抽采浓度。
具体情况如下:
(1)利用定向钻机主要在北二采区24207、24208工作面、南三采区14301工作面施工递进式区域预抽钻孔,共计施工定向钻孔104个,进尺46043米,覆盖面积达到390000m2,平均单孔抽采纯量达到0.6m3/min;
(2)利用国产ZDY系列大功率钻机主要在南翼1#底抽巷施工穿层区域预抽钻孔,施工穿层钻孔491个,进尺39854米,平均单孔抽采纯量0.1m3/min;
(3)钻机设备使用情况
目前沙曲矿各类型号可使用的钻机共有36台,其中井下使用钻机32台,备用(停运)钻机4台;
井下使用钻机分别是:
ZYG-650型钻机13台、ZDY-4000L型钻机7台、ZDY-4000L(可旋转)型钻机2台、ZDY-3200L型钻机4台、ZDY-1200L型钻机3台;
澳大利亚VLD-1000型钻机2台、ZDY-4000LD型定向钻机1台;
备用(停运)的4台钻机分别是:
德钻ADR-250钻机2台(停运,钻机目前正在维修中)、德钻DDR-1200钻机2台(停运,导向系统存在问题,未能投入使用)。
二、2012年沙曲矿区域预抽工程方案
基本原则
1、短期预抽和长期预抽相结合的原则。
短期预抽主要解决掘进预抽,一次循环掘进达到300米以上,缓解目前抽掘衔接矛盾;
长期预抽主要以近2-3年布置的工作面为主,解决工作面本煤层预抽。
2、充分发挥大功率钻机性能的原则。
定向区域钻孔以澳钻VLD-1000、国产ZDY-4000LD定向钻机施工为主,上向穿层钻孔以国产ZDY-4000L钻机施工为主。
3、充分利用现有巷道进行递进式区域预抽,提高效率的原则。
充分利用现有巷道(14301胶带巷、24208回风巷、24305回风巷等)、现有大巷揭露煤层段、现有底板岩巷做为钻场,尽量避免专门施工钻场。
4、开设专用区域预抽巷,进行大面积、大范围解放煤层的原则。
2012年区域预抽范围确定
北翼
1、北二采区(开孔位置在24208胶带巷,辐射24209、24210工作面);
2、北三采区(开孔位置在24305回风巷,辐射24306工作面);
3、北翼专用区域预抽巷(北二采区1#区域预抽巷、北四采区2#区域预抽巷左右两帮钻场开孔,辐射原始煤体,辐射深度为800m);
4、北二采区(北二采区1#、2#底板瓦斯抽放巷)。
南翼
1、南三采区(开孔位置在14301胶带巷、辐射14301轨道巷及工作面、14302工作面);
2、南翼专用区域预抽巷(在南三区域预抽一巷,南三区域预抽二巷左右两帮钻场开孔,辐射原始煤体,辐射深度为800m)
3、南翼1#底板瓦斯抽放巷、14301工作面底板瓦斯抽放巷、南翼2#底抽巷,巷道左右两帮钻场施工上向穿层钻孔对上部4#、5#煤层辐射。
定向区域预抽钻场及钻孔布置
1、在24208胶带巷充分利用巷道左帮已开设的掘进预抽和区域预抽钻场,向24209、24210工作面施工递进式区域预抽孔,在对下衔接工作面提前预抽的同时,拦截受2#煤采动4#、5#煤层中的卸压瓦斯,辐射深度为320米。
2、在24305回风巷施工递进式区域钻孔,对24306工作面进行预抽。
合理使用横贯及高抽钻孔钻场空间进行施工。
在尾巷二横贯布置第一个钻场,每个钻场预计施工5个钻孔,辐射深度250米。
3、在北二采区1#区域预抽巷、北四采区2#区域预抽巷,巷道左右两帮每50米各布置一个钻场,钻场设计为5m×
4m×
3m。
在钻场内施工区域预抽钻孔,辐射原始煤体,保证巷道左右两边区域各辐射400米。
1、在14301胶带巷充分利用巷道开设的区域预抽钻场,向14301轨道及工作面、14302工作面施工本煤层区域预抽孔,每个钻场布置钻孔5个,辐射深度300米。
2、在南三采区区域预抽一巷、南三采区区域预抽二巷,巷道左右两帮每50米各布置一个钻场,钻场设计为5m×
在钻场内施工区域预抽钻孔。
在钻场内施工区域预抽钻孔,辐射原始煤体,完成巷道左右两边区域各辐射400米。
2012年沙曲矿区域预抽规划
2012年沙曲矿计划施工区域预抽钻孔345个,进尺100000米,解放煤量461万吨。
主要使用2台澳大利亚VLD-1000型钻机,2台ZDY-4000LD型钻机和新购置2台VLD-1000型钻机进行施工,具体规划如下:
北翼:
1、北二采区,安排1台VLD-1000型澳钻和1台ZDY-4000LD钻机在24208胶带巷巷开孔辐射整个24209工作面,预计共施工102个孔,进尺32600米,解放煤量177万吨。
2、北三采区,安排1台ZDY-4000LD钻机在24305回风巷和胶带巷开孔辐射整个24306工作面和24305轨道巷,预计共施工区域预抽98个孔,进尺9800米,解放煤量53万吨。
3、北翼共布置2条专用区域预抽巷北二采区1条,北四采区1条,利用新购置1台VLD-1000型澳钻施工,预计共施工钻孔42个,进尺16600米,解放煤量91万吨。
2012年北翼1#、4#澳钻和1#、2#ZDY-4000LD定向钻机共计划施工钻孔242个,进尺59000米,解放煤量321万吨。
南翼:
1、南三采区安排1台VLD-1000型澳钻在14301胶带巷施工辐射轨道巷及工作面和14302工作面钻孔,预计共施工钻孔73个,进尺29200米,解放煤量99万吨。
2、南翼共布置2条专用区域预抽巷分别是南三区域预抽1巷,南三区域预抽2巷,利用新购置1台VLD-1000型澳钻施工,预计共施工钻孔30个,进尺11800米,解放煤量41万吨。
2012年南翼2#、3#澳钻共计划施工钻孔103个,进尺41000米,解放煤量140万吨。
底板瓦斯抽放巷钻孔布置
底板瓦斯抽放巷分南、北两翼布置,北翼在北二采区布置两条底板瓦斯抽放巷;
南翼在在南三采区布置三条。
北二采区1#、2#底板瓦斯抽放巷,巷道左右两帮每30米布置1钻场,左右钻场间距为15米,钻场呈迈步式交错,在钻场内布置上向穿层钻孔,每个钻场布置9个钻孔(终孔点落在3+4#煤层顶板)。
钻孔采用扇形布置,钻孔的有效部分为环带状,不同钻场的钻孔形成叠加,完成区域覆盖,提前释放上部3+4#、5#煤层中的瓦斯,设计钻孔深度为80米。
北翼共设计两条底板瓦斯抽放巷,共布置钻场96组,预计施工穿层钻孔1728个。
南翼1#、2#底板瓦斯抽放巷、14301工作面预抽巷,巷道左右两帮每30米布置1钻场,钻场呈迈步式交错,左右钻场间距15米,在钻场内布置上向穿层钻孔。
每个钻场布置9个钻孔(终孔点落在4#煤层顶板)。
钻孔采用扇形布置,钻孔的有效部分为环带状,不同钻场的钻孔形成叠加,完成区域覆盖,提前释放上部4#、5#煤层中的瓦斯,钻孔深度为120米。
南翼共设计施钻3条底板抽放巷,共布置钻场55组,预计施工穿层钻孔1100个。
基本要求
1、钻孔倾角和开孔方位要根据煤层倾角、实际钻场方位的变化进行适当的调整,钻场内积水、煤渣必须及时排出,施工过程中排出的瓦斯也应及时处理排放,避免循环通风及瓦斯超限。
2、钻孔施工时,必须严格按照操作规程及施工设计进行操作,保证成孔率,对已经施工完毕的钻孔,必须立即与抽放管路进行连接,并定期对钻孔进行检查,如发现堵孔、塌孔等现象,应及时进行疏通处理,以保证瓦斯抽采的浓度和流量。
3、对区域预抽的地点进行严格观测,并及时对瓦斯数据进行分析、归纳,总结区域预抽经验,提高预抽效率。
抽掘衔接计划安排
按照沙曲矿2012年生产衔接计划安排,为保证采掘生产正常衔接,2012年沙曲矿需施工钻孔进尺40万米,其中掘进预抽、本煤层、邻近层、穿层钻孔进尺30万米,区域预抽钻孔进尺10万米。
具体详见2012年抽掘衔接计划附表。
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