11411运输顺槽揭112煤防突设计.docx
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11411运输顺槽揭112煤防突设计
淮南矿业集团朱集煤矿
1141
(1)运输顺槽揭11-2煤
防突设计
2012年10月04日
1141
(1)运输顺槽揭11-2煤防突设计
编制:
通防科年月日
审核年月日
科长年月日
会审:
地测资环科年月日
工程科年月日
安监处年月日
机电科年月日
调度所年月日
通风队年月日
抽采队年月日
信息中心年月日
施工单位年月日
通风副总年月日
地测副总年月日
机电副总年月日
安全副总年月日
掘进副总年月日
总工程师年月日
目录
一、说明………………………………………………………………………1
二、前探钻孔…………………………………………………………………9
三、测压(取样)……………………………………………………………10
四、区域性突出危险性预测…………………………………………………11
五、区域性防治突出措施……………………………………………………11
六、区域措施效果检验………………………………………………………12
七、区域验证(工作面预测)………………………………………………13
八、工作面防突措施…………………………………………………………14
九、工作面防突措施效果检验………………………………………………14
十、安全岩柱…………………………………………………………………15
十一、远距离爆破揭煤………………………………………………………15
十二、防突系统及其它安全防护设计………………………………………18
(一)通风系统…………………………………………………………18
(二)抽采系统…………………………………………………………19
(三)供电系统…………………………………………………………22
(四)监测监控…………………………………………………………22
(五)安全设施…………………………………………………………23
(六)避灾………………………………………………………………24
十三、组织管理………………………………………………………………25
十四、揭煤设计附图…………………………………………………………27
会审意见
1、揭煤前必须保证回风联巷已贯通,并按照揭煤防突管理规定要求形成独立通风系统。
朱集煤矿1141
(1)运输顺槽揭11-2煤
防突设计
一、说明
1、概述
1141
(1)工作面运输顺槽设计长度为2236m。
巷道自-891m~-940m东一北盘区胶带机巷拨门,按方位33°先施工48m平巷后,按16°下山施工82.8m斜巷揭露11-2煤层,然后顺层施工。
揭煤段斜巷设计底板标高为-896.8m~-919.5m,斜巷段长107.7m,斜巷段巷道断面为5200mm×3800mm(净)。
巷道以锚梁网支护为主,揭煤段巷道采用架29#U型钢金属棚支护。
临近采掘情况,11-2煤层:
截止2012年9月27日,1111
(1)工作面已完成回采;1112
(1)工作面已回采451m;1141
(1)运输顺槽底板巷已施工248m;1141
(1)轨道顺槽已施工71m;1141
(1)轨道顺槽顶板巷已施工1054m;13-1煤层目前井田内无采掘活动。
1141
(1)工作面运输顺槽暂未施工。
根据朱集煤矿11-2煤层突出危险性区划结果,该揭煤区域内11-2煤属突出危险区。
因此,为确保巷道安全揭过11-2煤,特编制此揭煤设计。
2、煤层赋存及地质情况
依据《1141
(1)运输顺槽揭11-2煤地质说明书》,本区位于朱集—唐集背斜及尚塘—耿村集向斜东段,主要表现为宽缓的单斜,距区域构造1000米以上。
预计揭煤点100m范围内的构造有DF128、DF128-2和DF113共3条断层,距预计揭煤点最小平距分别为17.8m、95.7m、61.8m,对巷道揭煤无影响。
预计揭煤段内无断层,但受控制精度影响,不排除还有落差<2m的未知构造发育。
11-2煤层产状:
走向120°,倾向210°,倾角1~8°。
预计该巷道揭煤点(11-2煤)顶板标高-915.6m,底板标高-917m,煤厚1.35m;煤的坚固性系数f=0.63~0.84,物理性质为黑色,粉末状为主,多为暗煤,属半暗半亮型煤,煤层结构简单。
11-2煤直接顶为泥岩及煤线:
泥岩,灰-深灰色,致密、性脆,厚度5.1m;老顶为细砂岩,厚3.8m,薄层状,浅灰色,成分主要为石英,次为长石及暗色矿物,较坚硬,泥硅质胶结,具缓波状层理。
直接底为泥岩,厚度2m,灰~深灰色,致密,性脆,具滑面构造,老底为粉砂岩,厚度4.4m,灰~浅灰色,含铁锰质,具小型交错层理,局部达细粒结构,泥硅质胶结。
掘进区段属于二叠系上统上石盒子组第三含煤段;区段内岩性以泥岩为主,11-2煤层顶板向上19.7m左右发育一层3.7m细砂岩,11-2煤层向下6.4m发育有11-1煤层,其平均厚度为1.05m,无标志层。
但11-2、11-1煤层间距、厚度及岩性组合可作为层位对比的标志。
待掘区段水文地质条件简单,主要充水水源为二叠系11-2煤层顶底板砂岩裂隙水,以静储量为主。
①根据周边井田对该区段水文地质调查,巷道涌水量一般为0~4.5m3/h;②根据井筒在各含水层涌水量,比拟本区段最大涌水量:
8.0m3/h。
3、瓦斯情况
矿井在1111
(1)轨顺、1111
(1)轨顺底抽巷、1121
(1)运输顺槽、-891m~-940m东一胶带机斜巷等区域已多次揭露11-2煤层,揭煤过程中均未发生打钻夹钻喷孔、预测指标超标、瓦斯异常涌出等动力现象。
揭煤实测11-2煤层最大瓦斯压力为0.45MPa,最大瓦斯含量为6.91m3/t,煤的坚固性系数f=0.53~1.12;K=3.49~10.7;△p=2.5~7.5。
根据11-2煤层瓦斯地质图,该施工区块11-2煤层CH4含量4~6m3/t。
根据《淮南矿业(集团)朱集煤矿11-1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》鉴定结论,11-1煤层无煤与瓦斯突出危险性。
11-2煤层区划结果,根据“集政[2011]212号文”规定:
东一采区标高-882m以上为无突出危险区域,标高-882m及以下为突出危险区。
该揭煤区域11-2煤层标高-917.5m(T),属突出危险区。
4、局部通风
在-891m东翼胶带机大巷新鲜风流中安设FBD-№7.1/2*45kW局扇2台,1台使用,1台备用。
采用单路风筒供风,风筒直径为800mm。
局部通风系统:
新鲜风流:
副井(矸石井、主井)→-891m东翼胶带机大巷→局扇→风筒→工作面
乏风流:
工作面→1141
(1)运输顺槽回风联巷→东翼13-1煤层底板回风大巷(北)→中央回风井→地面
(详见通风系统图)
5、揭煤工序安排
①工作面掘至距11-2煤顶板法距10m前,在1141
(1)运输顺槽底板瓦斯抽排巷及1141
(1)运输顺槽设计并施工4个前探孔,并选取3个前探孔兼作测压钻孔测压、取样,进行区域突出危险性预测。
②为保证安全揭煤过11-2煤,无论区域预测是否有突出危险,均执行区域性防突措施。
工作面掘至距11-2煤顶板法距7m前,在1141
(1)工作面运输顺槽底板瓦斯抽排巷内施工区域防突措施孔,并在措施孔施工完毕、抽采达标后执行区域效果检验。
③工作面掘至距11-2煤顶板法距5m时,进行区域验证(工作面预测)。
若验证(预测)有突出危险,则实施工作面防突措施,并执行工作面措施效果检验,直到措施有效;若区域验证(预测)为无突出危险或采取工作面防突措施并经效果检验有效时,则采取安全防护措施施工至11-2煤层顶板法距2m位置。
④工作面掘至距11-2煤顶板法距2.0m时,采用工作面预测的方法进行最后验证,若经验证为突出危险工作面时则再次实施工作面防突措施,直到验证有效。
⑤经验证无突出危险性时,采取安全防护措施,执行远距离爆破揭开11-2煤层至沿煤掘进5.0m止;远距离爆破期间执行循环效检。
防突工序流程图
二、前探钻孔
1、前探孔的设计
在巷道距11-2煤顶板法距10前,在1141
(1)运输顺槽底板瓦斯抽排巷及1141
(1)运输顺槽设计4个前探孔(具体布置见前探孔设计图)。
其中在巷道迎头法距10m位置设计的4#孔沿巷道方位布置。
所有前探孔均测斜。
前探孔设计参数如下:
前探孔设计参数一览表
孔号
开孔位置
方位(0)
倾角(0)
见止煤情况(m)
终孔深度(m)
备注
1
1#钻孔施工平台
40
43.2
28.0~29.6(11-2)
31.1~41.1(11-1)
45
测斜
2
1#钻孔施工平台
100
36
33.8~35.7(11-1)
46.8~49.1(11-2)
53
取芯、测斜
3
1#钻孔施工平台
173
71.4
21.6~22.7(11-1)
29.6~31.1(11-2)
35
测斜
4
1141
(1)运顺变坡点前24.8m
17
-15.8
42.4~47.5(11-2)
74.1~76.8(11-1)
78
取芯、测斜
2、前探孔的施工
①前探钻孔施工必须注明钻孔开孔位置、见、止煤深度、孔深、取芯钻孔岩(煤)芯的采取率,以及施工过程中有无喷孔、顶钻等异常现象。
②前探钻孔施工过程中地质人员现场跟班,根据钻孔资料,分别绘制每个孔的柱状图及预计的煤岩层柱状图、地质剖面图、所揭煤层底板等高线图。
三、测压(取样)
利用1#、2#、3#前探钻孔作测压钻孔,其中2#钻孔布置在巷道轮廓线外15m。
测压孔取煤样化验(每个孔的煤样重量不少于3.5Kg),测定煤层的Δp、f、a、b吸附常数值等,并测算该待揭煤层的瓦斯含量。
要求:
①1#、2#、3#测压钻孔测定煤层瓦斯压力。
②测压孔开孔必须选择在岩层完整的地方开孔。
③测压方法:
采用主动式注氮测压。
④测压孔封孔:
采用水泥沙浆封孔。
测压孔封孔深度为见11-2煤并进入煤体0.5m深度。
⑤加强瓦斯压力观察,建立观察台帐,并绘制压力变化曲线图。
四、区域性突出危险性预测
采用煤层瓦斯压力P、瓦斯含量W及前探、预测等各类钻孔施工过程中有无吸钻、顶钻、喷孔等动力现象进行突出危险性预测,符合以下条件之一,则视为该揭煤区域有突出危险性:
①瓦斯压力P≥0.74Mpa;
②瓦斯含量W≥8m3/t;
③前探、预测等各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。
要求:
前探、预测钻孔施工过程中,必须仔细观察钻孔施工过程中有无瓦斯动力现象情况。
五、区域性防治突出措施
1、区域性防突措施位置:
区域性突出危险性预测结束之后,且保证巷道掘至距11-2煤层顶板法距7m前,在1141
(1)运输顺槽揭煤区域下方底板瓦斯抽排巷施工措施孔。
2、钻孔控制范围为:
(1)当煤层瓦斯压力P≥2MPa或前探测压等钻孔施工过程中有喷孔、顶钻等其他异常现象时措施孔控制范围:
揭煤处巷道轮廓线外15m,同时保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于7m范围内的11-2煤。
钻孔以止11-2煤点间距3m布置,穿过11-2煤层底板,并进入岩石层不得小于1m。
共设计钻孔273个,具体设计参数见钻孔设计图及参数表。
(2)当煤层瓦斯压力P<2MPa时措施孔控制范围:
揭煤处巷道轮廓线外12m,同时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范围内的11-2煤。
钻孔以止11-2煤点间距3m布置,穿过11-2煤层底板,并进入岩石层不得小于1m。
共设计钻孔209个,具体设计参数见钻孔设计图及参数表。
要求:
①措施钻孔必须均匀布置,孔径不小于108mm。
②所有措施钻孔均进行抽采。
钻孔实行打一个,封一个,合一组,要求采用管径1寸封孔管封孔,封孔长度不小于12m,若见11-2煤点小于12m,则封至见11-2煤点。
③抽采钻孔开孔间距不得小于0.4m。
④加强抽采系统检查与维护,确保揭煤期间连续抽采的孔口负压不低于13kPa。
六、区域措施效果检验
措施孔施工结束,且揭煤区域瓦斯预抽率η≥45%后,进行区域防突措施效果检验。
效果检验孔施工位置:
1141
(1)运输顺槽底板瓦斯抽排巷施工措施孔的位置。
在措施孔控制范围布置5个检验测点:
要求效检钻孔布置在措施孔控制范围内,分别位于要求预抽区域的上部、中部、下部和两侧,且2#测点位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围。
具体设计参数见下表:
区域效检孔设计参数一览表
孔号
与巷道轴垂线夹角(°)
平距(m)
倾角(°)
见11-2煤深度(m)
止11-2煤深度(m)
终孔深度(m)
效检1#
右38.5
19.2
35.3
21.2
23.5
24.5
效检2#
右50.5
6.3
75.4
23.6
24.9
25.9
效检3#
右30.0
18.5
53.0
29.0
30.7
31.7
效检4#
右24.6
27.5
41.9
34.9
36.9
37.9
效检5#
右34.3
15.7
68.6
41.6
43.1
44.1
●利用5个测点采用直接测定法测定预抽煤层的残余瓦斯压力和残余瓦斯含量。
其临界值为PC=0.74MPa,WC=8m3/t。
●若效果检验过程中出现PC、WC两个指标中任一指标超标或发现钻孔喷孔等动力现象则认为措施无效,必须延长抽采时间或补充措施孔,直至效果检验有效。
●只有在PC<0.74Mpa,WC<8m3/t,且施工中无任何动力现象这三个条件同时满足的情况下,方可认为措施有效,允许下一步巷道施工。
七、区域验证(工作面预测)
1、当区域措施效果检验有效时,巷道向下掘进距11-2煤层顶板法距5.0m前,在工作面位置进行区域验证(工作面预测)。
2、区域验证(工作面预测)采用综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法进行,设计布置3个钻孔,其中有1个钻孔控制到巷道揭煤处轮廓线外5.0m。
其临界值如下:
①综合指标D﹤0.25且K﹤15;
②钻屑瓦斯解吸指标K1﹤0.5ml/g·min1/2;
③预测钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其它异常现象。
工作面验证孔具体设计参数见下表:
工作面验证孔设计参数一览表
孔号
与巷道轴垂线夹角(°)
倾角(0)
见11-2煤深度(m)
止11-2煤深度(m)
终孔深度(m)
1
左4.4
-15
28.3
33.5
34.0
2
0
-15
28.2
33.4
33.9
3
右9.7
-14.8
28.7
33.9
34.4
3、区域验证(工作面预测)无突出危险时,方可掘进至远距离爆破位置。
八、工作面防突措施
区域验证(工作面预测)有突出危险时,必须实施工作面防突措施。
防突措施实施地点:
区域验证(工作面预测)位置。
钻孔控制范围为揭煤处巷道轮廓线外不少于5.0m,钻孔以止11-2煤层底板点间距3m布置,穿过11-2煤层底板,并进入岩石0.5m以上,所有钻孔进行抽采,且打一个、封一个、合一组。
九、工作面防突措施效果检验
工作面防突措施效果检验位置:
实施局部防突措施孔位置。
措施孔全部达到设计施工要求,且控制范围内煤体瓦斯抽采率η≥45%后,再用钻屑瓦斯解吸指标法K1值进行效果检验。
效果检验孔布置:
设计布置5个检验孔,分别位于上部、中部、下部和两侧,所有检验孔均布置在措施孔控制范围内且距边缘不大于2.0m位置。
(中部检验孔除外)
经效果检验无突出危险方可向前掘进至远距离爆破位置,否则,必须采取增加抽采时间或按每平米不少于2个钻孔均匀增补抽采钻孔量,控制范围为揭煤处巷道轮廓线外不少于5.0m,只有效果检验有效后方可进尺。
远距离爆破范围内采取钻屑指标法进行循环效检(验证),若效检指标超标,采取局部防突补充措施或延长抽采时间,直至效检有效。
十、安全岩柱
巷道掘进从距11-2煤顶板法距5.0开始向下掘进至11-2煤顶板法距2.0m段,要求每次打眼前,采用风锤“边探边掘”,每次施工至少3个钻孔,巷道方向施工一个深度不小于3.5m的钻孔,在巷道左右两边的底板各施工一个铅垂方向的钻孔,钻孔深度不小于2.5m。
确保执行远距离爆破前工作面距11-2煤层顶板不小于法距2.0m。
要求:
采用风锤前探工作面距11-2煤层顶板法向距离时,施工单位必须有班队长现场跟班掌握,并将执行情况向调度汇报。
十一、远距离爆破揭煤
1、远距离爆破区域为:
巷道距11-2煤顶板法距2.0m至沿11-2煤掘进5m止。
2、放炮基地(兼救护基地):
1141
(1)运输顺槽拨门口以西,保证距揭煤迎头大于300m处。
3、采用钻爆法掘进,YT-28(29)型风锤。
使用三级煤矿许用水胶炸药,铜脚线毫秒延期电雷管。
连线方式采用串并联,正向装药。
每次放炮前由放炮员对全爆破网络进行检查,并进行网络电阻测定,阻值符合要求,方可进行放炮。
附炮眼布置设计图标
4、严格执行“一炮三检”、“一炮三泥”、“三人联锁”的放炮制度,底下两排眼铺设彩带。
5、放炮30分钟后,且炮烟吹散,根据监控终端显示该工作面迎头及回风流瓦斯浓度小于规定值后,先由揭煤领导小组成员、测气员、放炮员、班队长共同到工作面进行验炮,确认无安全隐患后,方可由小组成员统一安排撤警戒、送电,进入工作面恢复工作。
6、实行远距离放炮时需在下列地点设置警戒或警标:
(1)放炮基地
(2)1141
(1)运输顺槽与-891m~-940m胶带机巷交岔口以东200m处
(3)东一1#回回联巷与东翼13-1煤层底板回风大巷(南)交岔口
(4)东一北盘区3#皮回联巷与东翼13-1煤层底板回风大巷(南)交岔口以西150m处
(5)1141
(1)轨道顺槽回风联巷与-880m东一回风大巷(北)交岔口
(6)1121
(1)运顺顶抽巷回风联巷与东翼13-1煤层底板回风大巷(北)交岔口以北20m处
(7)1111
(1)轨顺底抽巷与东翼13-1煤层底板回风大巷(北)交岔口以北20m处
(8)东翼永久避险硐室两道正反向风门南侧
(9)东一北盘区采区变电所两道正反向风门南侧
(10)1111
(1)运输顺槽回风联巷两道正反向风门南侧
(11)皮回1#联巷两道正反向风门南侧
(12)-906m矸石井东联巷两道正反向风门南侧
(13)-906m矸石井西联巷两道正反向风门南侧
(14)-906m~-985m回风斜巷下口两道正反向风门东侧(警标)
(15)-959m东翼回风大巷与瓦斯管子道交岔口以东20m处(警标)
(16)-875m~-906m回风斜巷下口(警标)
(17)-906m充电硐室回风道两道正反向风门南侧(警标)
(18)西翼回风大巷(南)与中央风井西绕道交岔口以西20m处(警标)
(19)西翼回风大巷(北)与-924m~-959m东翼回风斜巷绕道交岔口以西20m处(警标)
(具体警戒位置见揭煤通风系统图)
实行远距离放炮前需切断下列地点电气设备电源:
本揭煤巷道及其回风流内所有非本质安全型电气设备电源。
十二、防突系统及其它安全防护设计
(一)通风系统
1、风量计算
根据淮南矿业集团矿井风量计算细则计算如下:
①按工作面同时工作最多人数计算:
Q=4N=4×30=120m3/min
Q----风量,m3/min
N----工作面同时工作最多人数,取30
②按瓦斯绝对涌出量计算:
Q=100qk=100×3×1.15=345m3/min
q----瓦斯绝对涌出量取3m3/min
k----瓦斯绝对不均衡系数取1.15
③按一次爆破最大使用炸药量计算:
Q=7.8/t(KAS2L2/ρ2)1/3
=7.8/30×(0.6×55.8×18.22×3002/1.42)1/3=207.6m3/min
t----炮后排烟时间,取30min
K----淋水系数取0.6
A----同时爆破的炸药量55.8kg
S----通风断面积,18.2m2
L----稀释炮烟长度取300m
ρ----风筒进出风量比取1.4
④按最小风速验算:
巷道揭煤段施工,最低风速0.25m/min
Q≥0.25×S×60=0.25×18.9×60=282.9m3/min
⑤按最大风速验算:
巷道揭煤段施工,最高风速4m/min
Q≤4×S×60=4×18.9×60=4536m3/min
⑥有打钻地点的独头巷道风量不小于600m3/min。
根据配风量取大原则,选择600m3/min作为施工所需风量。
故施工所需最小风量为600m3/min。
2、局扇工作风压计算
局扇位置设在-891m东翼胶带机大巷的新鲜风流中,风筒全长按350m计算,采用Φ800mm胶质风筒,每节风筒长10m。
①风筒摩擦风阻
R摩=6.48*α*L/D5
=6.48×0.002×350/0.85=13.84NS2/m8
R摩----摩擦风阻
α----风筒的摩擦阻力系数取0.002
D----风筒直径取0.8m
L----风筒总长取350m
②局部风阻
R弯=ζb×ρ/2S2
=0.3×1.2÷2÷0.5032=0.71NS2/m8
ζb----转弯阻力系数取0.3
ρ----空气密度取1.2Kg/m3
S----风筒断面积取0.503m2
③风筒的总风阻
R=R摩+R弯
=13.84+0.71=14.55NS/m8
④局扇全压
Ht=R/P×Qa2+ρ×Qh2/2S2
=14.55/2.1×132+1.2×102÷2÷0.5032
=1408.08Pa
Ht----局扇全压
R----总风阻取14.55NS/m3
P----胶质风筒的风量比取2.1
Qh----工作面所需风量取10m3/s
ρ----空气密度取1.2Kg/m3
Qa----局扇吸入风量取13m3/s
S----风筒出风口断面积取0.503m2
3、局扇选型
根据风量、风压计算,在-891m东翼胶带机大巷新鲜风流中安装两台型号为FBD№7.1/2*45kW局扇,一主一备,风筒直径均为800mm,单路风筒供风,能够满足揭煤期间供风要求。
主、备用局扇能够实现自动切换,且必须采用“双三专”供电方式;风筒末端距迎头的距离不得大于5.0m;迎头风量不得小于600m3/min。
揭煤期间局扇必须设持“双证”专职局扇司机看管。
其通风系统:
新鲜风流:
副井(矸石井、主井)→-891m东翼胶带机大巷→局扇→风筒→工作面
乏风流:
工作面→1141
(1)运输顺槽回风联巷→东翼13-1煤层底板回风大巷(北)→中央回风井→地面
通风设施:
(见通风系统图)
(二)抽采系统
采用地面永久2BEY-72抽采泵,迎头封孔采用Φ25mm封孔管。
管路系统为:
迎头Φ25mm封孔管→1141
(1)运输顺槽底板瓦斯抽排巷DN250mm瓦斯管→东一(11-2)北盘区-965m轨道大巷DN250mm瓦斯管→1121
(1)运输顺槽提料斜巷DN250mm瓦斯管→1121
(1)运输顺槽DN250mm瓦斯管→1121
(1)运输顺槽回风联巷DN250mm瓦斯管→东翼13-1煤层底板回风大巷(北)抽采干管→矸石井井筒→地面→2BEY-72抽采泵→地面排空
抽采管路管径计算:
D=0.1457√Q/V=0
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- 11411 运输 顺槽揭 112 煤防突 设计
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