最终619己16172采面防突设计及安全技术措施.docx
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最终619己16172采面防突设计及安全技术措施
平煤股份九矿
己16、17-22022采面防突设计及安全技术措施
编制单位:
防突科
编制人:
孔新发
总工程师:
焦继红
编制日期:
2013年7月
第一节工作面概况
一、采面位置及开采情况
己16、17-22022采面位于九矿二水平己二采区西翼,属于原己16、17-22021采面的下分层开采。
上部为采空区,西部至边庄逆断层,东部相邻己二回风、轨道以及皮带下山,下部为己16、17-22041采面(已回采完毕)。
地面位置位于边庄副立井北侧,地面标高平均为+119米,风巷标高介于-493~-518米,机巷标高介于-533~-562米,工作面平均走向长度为247米,开切眼斜长137.5米,圈定倾斜面积为32291平方米,风巷平均煤厚为1.63米,机巷平均煤厚为2.87米,风机巷平均煤厚为2.25米。
煤的容重为1.36t/m3,工业储量为98810吨,可采储量为93870吨。
己16-17-22022采面与原己16、17-22021采面呈内错布置,内错距离为4.2米。
己16、17-22021采面停采线位置位于原己16、17-22021机巷G5测点东6m处;己16、17-22022采面停采线位置位于原己16、17-22021机巷G5测点西4m处。
己16、17-22021采面停采线位置位于原己16、17-22021风巷F4测点东15.4m处;己16、17-22022采面停采线位置位于原己16、17-22021风巷F4测点西5.4m处。
工作面巷道布置见图1-1。
二、煤岩层赋存情况以及顶底板岩性
该采面开采己16-17煤层,煤层赋存不稳定,起伏较大,风机巷全部沿再生顶施工,煤层倾角16°~33°,平均为18°,煤质为中硬片沫状,灰份(Αd)6.25%,硫份(Std)<5%,发热量(Qgr.ad)26.78MJ/kg,挥发份(Vdaf)29.96%,1/3焦煤,走向平均为119°。
煤层具有自燃性,自燃发火期一般为1~3个月,煤层具有爆炸性。
顶板从下往上依次为砂泥岩,砂岩以及砂页岩;底板从上往下为砂质泥岩,L1灰岩,泥岩以及L2灰岩。
图1-1采面巷道布置以及地质构造图
图1-2综合柱状图
三、巷道断面及支护
采面风、机巷采用U型钢支护,棚距700mm,净断面12.01m2,
切眼采用金属梯形棚式支护,金属支架梁选用3000mm,腿选用3000mm矿用11#工字钢。
棚距600mm。
巷道净高2700mm,上净宽2800mm,下净宽3943mm,净断面9.1m2。
巷道支护见图1-3、图1-4
图1-3风、机巷支护断面图
图1-4切眼支护断面图
四、工作面瓦斯地质
根据2010年10月由河南理工大学评价的《己16-17-22021工作面本煤层预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施效果检验报告》结论,己16-17-22021采面残余瓦斯含量为2.89m3/t,残余瓦斯压力为0.62Mpa。
工作面内煤层赋存不稳定,局部煤厚为0.1米,局部倾角变化大,在开切眼揭露较明显,在风机巷以及开切眼施工中,共两处构造:
F1逆断层:
N=191°,H=1.0m;F2逆断层:
N=86°~120°,H=5~10m。
F2逆断层对工作面的开采影响较大,根据以前揭露,该断层将影响回采70米左右,见图1-1。
第二节通风系统及控制通风风流设施的安全技术措施
一、通风路线
新鲜风流:
己二轨道下山→-560片盘→己16、17-22022机巷→采煤工作面。
乏风:
采煤工作面→己16、17-22022风巷→己二回风下山。
通风系统及通风设施见图2-1
二、加强控制通风风流设施的措施及要求
1、防突反向风门构建地点:
己二轨道下山-490片盘以里15m位置构建一组;防突风门构筑位置见图2-1。
2、防突反向风门构建标准:
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零三条、平煤〔2006〕100号(关于印发《平煤集团公司掘进工作面防突反向风门、避难硐室质量标准和管理规定》的通知)的规定和要求构筑防突反向风门。
1)、防突反向风门前后5m范围内巷道支护完好,无片帮、冒顶现象,无杂物、积水、淤泥。
2)、防突反向风门构筑两道,风门之间距离为4m,并且防突反向风门门应不连锁。
3)、风门墙体可用砖、料石或混凝土砌筑,嵌入巷道周边岩石的深度为0.3米;墙垛厚度为0.8米。
在煤巷构筑防突反向风门时,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0.5米。
突出区域防突反向风门的设置必须符合规定,通过防突反向风门的水沟,必须设置防逆流装置。
4)、墙体平整、无裂缝,重缝和空缝,严密不漏风。
5)、门框可采用坚实的木质结构,厚度为100mm。
门框要包边沿口,有垫衬,四周与门扇接触严密。
6)、风门可采用坚实的木质结构,包制铁皮,保证门扇平整不漏风,背面使用角铁、槽钢或规格为120mm×100mm的横梁加固,门扇厚度为60mm。
7)、通车风门必须设置底坎,门扇底端距离轨道面高度为15mm,门扇下部设挡风帘,墙体的所有管孔必须用水泥沙浆封堵严实。
8)、风门墙体的排水沟采用低于巷道底板的反水沟,深度根据风压大小来构筑,不漏风。
3、加强控制通风风流设施的安全技术措施
1)施工单位安排专人负责看管防突风门,人员进入时严禁两道风门同时打开。
2)人员进入工作面后必须将靠近工作面一侧的一道防突反向风门打开、顶牢,另一道保持关闭状态。
工作面爆破和无人时两道防突反向风门必须关闭。
图2-1通风系统及通风设施图
第三节区域综合防突措施
一、区域突出危险性预测、区域防突措施、以及区域防突措施的效果检验
按照区域划分己16、17-22022采面属于突出危险区域,但由于经过上保护层己15-22020采面开采和上分层己16、17-22021采面开采(该采面与2011年2月份回采完毕),该采煤工作面属于下分层开采。
己16、17-22022采面风巷、机巷及切眼均内错布置,并且己16、17-22022设计圈定区域内无留设的实体煤柱,因此根据平煤股份〔2011〕8号(关于修订《平煤股份公司防突规定实施办法(试行)》的通知)第四条
(一)规定“开采上分层后,若下分层采面风巷、机巷、切眼均内错布置,且下分层设计圈定区域内无留设的实体煤柱时,下分层采掘面按无突出危险工作面管理”。
因此己16、17-22022采面按无突出危险工作面管理,采面在回采期间不再进行区域突出危险性预测、区域防突措施、以及区域防突措施的效果检验,直接进行区域验证。
二、区域验证
区域验证按照下列要求进行:
1)、在采煤工作面开始回采时进行一次区域验证,采面向前推进6米后,再进行一次区域验证;
2)、以后采煤工作面每推进20米进行1次区域验证;
3)、在构造破坏带连续进行区域验证。
只要有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,则该区域以后的采煤作业均应当执行局部综合防突措施。
1、区域验证方法
按照《防治煤与瓦斯突出规定》第七十四条规定,该采煤工作面采用“复合指标法”进行区域验证。
在采煤工作面距风巷上出口以下10m、机巷下出口以上10m,距顶板1.5m,每隔15米布置一个区域验证孔,钻孔尽量布置在软分层中,孔深8米,孔径42毫米,验证钻孔布置图见图3-1、图3-2。
1)、操作步骤以及要求如下:
用风动钻机带动直径42mm麻花钻杆,钻进速度控制在每分钟1m,验证从1m开始测定S值,2m时开始测定q值;以后分别在每米处分别测定该1m段所排出的的全部煤粉,用弹簧秤测定S值,并且在每米暂停钻进后2min内用“WY-I型瓦斯Q值测定仪”测定钻孔瓦斯涌出初速度q值(钻杆钻进到位后取出钻杆,用封孔器封住孔底,测量室长度1.0m)。
图3-1采面回采期间区域验证钻孔布置剖面示意图
图3-2采面回采期间区域验证钻孔布置平面示意图
2)、临界指标:
按照《防治煤与瓦斯突出规定》第七十六条规定采用“复合指标法”验证时其临界值为:
S临=5.5Kg/m;q临=4.5L/min
当S<5.5Kg/m、q<4.5L/min且无其它异常时,则该工作面为无突出危险工作面。
当S≥5.5Kg/m,q≥4.5L/min或符合《防治煤与瓦斯突出规定》第70条任意一款时,应视为突出危险工作面,必须采取局部综合防突措施。
2、区域验证结果处理
当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行采煤作业。
采煤工作面在该区域进行的首次区域验证时,回采前还应保留2m的突出预测超前距。
只要有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,则该区域以后的采煤作业均应当执行局部综合防突措施。
第四节回采期间局部综合防突措施
经区域验证指标达到临界值或在验证期间有喷孔、夹钻突出预兆时,则工作面执行局部综合防突措施。
一、工作面突出危险性预测
工作面突出危险性预测选用的预测方法以及临界值的判定与第三节区域验证相同。
经工作面预测指标不超,应当采取安全防护措施后进行采煤作业,回采期间预留2m的预测超前距。
二、工作面防突措施
根据集团公司的经验和我矿的实际情况,己16-17-22022采面回采期间选用超前排放钻孔措施作为工作面局部防突措施。
根据2011年河南理工大学出具的《平顶山天安煤业九矿有限责任公司己16-17煤层瓦斯基础参数测定研究报告》我矿己16-17煤层钻孔有效排放半径是0.8m。
回采过断层期间,工作面沿煤岩结合部上下各10m区域,每隔1米施工一个Φ89mm的超前排放钻孔,其他区域仍为每隔1.5m施工一个超前排放钻孔,钻孔垂直煤壁并且与煤层顶板平行布置,距顶板1.5m。
执行工作面局部防突措施时采面机巷以上、风巷以下各留10m,钻孔尽可能布置在煤层软分层中。
工作面局部措施孔以及效检孔布置见图4-1、图4-2。
经效果检验指标不超后,允许进尺6m、保留20m措施孔超前距。
图4-1采面局部措施孔以及效果检验孔布置剖面示意图
图4-2采面局部措施孔以及效果检验孔布置平面示意图
三、工作面防突措施效果检验
按照《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零一条规定,执行一个循环工作面防突措施后进行工作面防突措施的效果检验,效检方法采用“复合指标法”,效检方法以及临界值的判定与区域验证方法相同。
当S<5.5Kg/m并且q<4.5L/min,无其他异常情况时,则允许进尺6m,预留20m措施孔超前距。
当S≥5.0Kg/m、q≥4.5L/min或者在打超前排放钻孔过程中有喷孔、顶钻等动力现象时,措施无效,采取延长排放时间,直至效检指标不超。
第五节安全防护措施
一、采区避难所
1、采区避难所设置位置:
己二采区避难硐室位置在己二采区-618水平上车场处。
2、采区避难所支护形式及规格尺寸
己二采区避难硐室规格:
长×宽×高=70m×4.5m×3.2m。
避难硐室采用U36型钢+锚网+锚喷进行支护,
3、避难所内配备设备设施:
避难硐室内配备有足量饮用水源及食物,压风自救系统(每个压风自救装置供风量为0.3m3/min),一部与地面调度室直通电话以及隔离式自救器。
二、防突反向风门的设置情况和管理措施
在己二轨道-490片盘里15m处构筑二道反向防突风门,防逆流装置牢固、灵敏、可靠。
风门墙厚为0.8m,风门板厚度为100mm,通过风门的水沟安设有防逆流隔断装置,防逆流隔断装置用厚度为50mm的木板加工。
防突反向风门的关闭情况,由施工单位跟班干部负责,瓦检员负责监督检查。
三、远距离爆破
1、己16-17-22022采面爆破时,风巷口压风自救袋处必须设警戒,其余人员全部撤到机巷采面下出口100米以外躲炮。
2、爆破停、送电程序:
(1)停电
具备爆破条件后由当班班组长通知专职停电人员进行停电(停电范围:
己16-17-22022风、机巷及其回风系统除监测外的所有动力电源),停电后当班班组长通知爆破工开始准备爆破。
瓦检员负责对整个停电程序进行监督。
(2)送电
在执行“一炮三检”、“三人联锁”制度和“突出工作面放炮管理规定”后,由当班班组长下达送电命令,施工单位派专人进行送电。
(3)爆破30分钟后,经当班班组长、瓦检员、爆破员检查无异常时人员方可进入,瓦斯检查员负责向生产调度室和通风调度汇报。
(4)警戒位置
每次爆破时在己16-17-22022风巷口压风自救袋处必须设置警戒;
当班班长必须安排专人在机巷采面下出口以外100米处设置警戒;
(5)各警戒位置必须做到人、绳、牌、警戒服四保险。
四、压风自救:
1、压风自救装置安装在工作面两巷压风管道上;风巷距采面上出口25~40m范围内、机巷距采面下出口50~100m的放炮地点安装一组25套压风自救装置。
2、压风自救装置要安装在地点宽敞的人行道侧,阀门手把距地高度1.4米,其前方、下方禁止杂物堆积,压风自救设施安装地点应设置物理反光等醒目警示标志,并加强日常维护管理。
3、压风自救要设专人并挂牌管理,保证其完好率,维修要放在停风时,检修期间采面禁止回采作业。
4、压风自救在无风的情况下,工作面停止与生产有关的一切工作。
5、压风自救风量和风压要求:
风压为0.1MPa,风量为0.1m3/min。
五、个体防护
1、己16-17-22022工作面防突措施,综采准备队职工以及管理干部必须认真学习防突措施,学习要有记录;
2、凡是进入井下人员都必须佩戴30分钟隔离式自救器,并能熟练操作。
作业人员严禁穿化纤衣服入井,跟班队干部、班组长以及电钳工要携带便携式甲烷检测仪;
3、所有入井人员必须熟悉突出预兆:
有声预兆:
地压活动剧烈,顶板来压发生掉碴,支架断裂声,煤层中产生震动,手扶煤壁感到震动和冲击,煤炮声连续不断,一般是先远后进。
先小后大,先单响后连响,突出时伴随巨雷般响声。
无声预兆:
工作面遇地质变化,煤层厚度不一,瓦斯涌出量忽大忽小,工作面温度下降,煤层层理紊乱,煤体硬度降低,软分层增多,煤壁挂汗,煤体色泽暗淡,煤尘飞扬,打钻时顶钻、夹钻、喷孔等。
打钻施工期间跟班干部、班长、瓦斯检查工发现突出预兆时立即停电撤人并向调度室汇报以及有关部门汇报。
4、打钻施工期间除打钻人员外巷道内不准有其他作业人员
第六节其他安全技术措施
一、采面上、下隅角管理
(一)采面上隅角的导风帘、挡风帘以及下隅角的挡风帘必须及时吊挂,采面上、下隅角的风帘除打挡墙时可以取下,其它时间必须按标准吊挂。
(二)风、机巷及时进行回柱放顶、打挡墙,严禁落后。
(三)采面上、下隅角的挡墙严格按标准打设,挡墙与巷道帮顶间隙以及挡墙上的缝隙必须用黄泥堵严,保证挡墙的质量。
要求上隅角:
过两机尾打一道挡墙,挡墙下头与支架立柱相齐,上头超前下头1.2米。
下隅角:
过两机头打一道挡墙,挡墙上头与支架立柱相齐,下头超前上头1.2米。
(四)安排专人负责采面上、下隅角以及瓦斯抽放管路末端的管理。
二、采空区瓦斯抽放管理
1、在风巷布置一趟Φ300mm瓦斯抽放管利用低负压对采空区瓦斯进行抽放。
2、加强瓦斯监测与检查,抽放系统检测仪表齐全,定期校正。
3、抽放管路设在回风巷,高度要超过1.8米或矿车高度。
4、抽放管路达到无破损、无泄漏、无挤压、无积水、无生锈、无和电器设备接触(包括通信电缆);抽放管路接口螺栓上紧上齐;抽放管路无花接,变径处用过渡节。
5、巷道拐弯、低洼、温度突变及沿管道适当距离(300~500m)设置放水器。
四、现场管理
1、在工作面附近设置醒目的区域验证允许进尺牌、防突管理牌板、煤与瓦斯突出预兆牌板、防突措施牌板,进入该工作面作业的所有人员,必须熟悉煤与瓦斯突出预兆和工作面避灾路线,并做到人人熟练使用隔离式自救器。
2、牌板填写制度:
①防突队测试工负责对该采煤工作面区域验证(工作面突出危险性预测)和工作面防突措施效果检验的数据测定,并且负责在牌板上填写具体数据、措施执行情况以及异常情况描述。
②施工单位的跟班干部或班组长负责填写当班生产进尺以及剩余允许进尺情况。
3、施工队管理人员和班组长现场组织生产时应切实做到“三清楚、再布置”,即:
清楚预测(效检)实测值;清楚措施剩余超前距;清楚安全防护装备(如避难硐室、防突反向风门、压风自救装置等)的完好状态,确认符合要求后再布置生产任务。
4、风、机巷内严禁堆积杂物,保证巷道通风断面符合要求,减少通风阻力,
五、避灾路线:
位于煤与瓦斯突出事故地点进风侧人员按下列路线撤离见图6-1:
己16-17-22022采煤工作面灾变点→己16-17-22022机巷→-560片盘→己二轨道下山→-390大巷→边庄副立井→地面。
位于煤与瓦斯突出事故地点回风侧应迅速戴上自救器,按下述路线撤离:
己16-17-22022采煤工作面灾变点→己16-17-22022风巷→-490片盘→己二轨道下山→-390大巷→边庄副立井→地面。
图6-1采面避灾路线图
第七节组织管理及岗位责任
一、组织机构
为保证己16、17-22022采煤工作面防突措施的落实,成立防突指挥领导小组:
组长:
焦继红
副组长:
李怀星何保红王国向
成员:
吴团辉杜德强沈广辉卢国成李愈颖殷继银张海平
二、岗位职责:
1、总工程师负责组织编制、审批措施,并且检查其执行情况。
2、防突科负责监督、检查防突措施的落实和防突隐患排查。
3、通风科负责矿井通风系统管理,保证通风系统独立、畅通、可靠,确保采煤工作面有效风量满足安全生产的需求。
4、地测科对地质构造带以及开采煤层的埋深等作详细说明,并且及时提供地质构造预测预报。
5、生产、安全、机电各部门负责人对本职范围内的防突工作负责,积极配合施工单位做好防突工作。
6、防突队负责安排测试工对工作面进行区域验证、突出危险性预测和措施效果检验的数据测定。
区域验证、预测(效检)钻孔施工完毕后,防突测试工认真填写终孔通知单,由跟班队干部、瓦检员、测试人员、班组长现场验收、签字;防突措施钻孔施工完毕后,打钻施工现场负责人填写终孔报告单,由跟班队干部、瓦检员、打钻负责人、监钻人员、班组长现场验收、签字,并将签字后的报告单报防突科、防突副总以及总工程师审查、签署具体意见。
7、综采准备队队长是执行防突措施的第一责任者,对全队的防突工作负责。
8、跟班队长、班长对本班防突工作负责,把本班的防突安全搞好,跟班队长是防突措施的直接责任者。
9、瓦检员负责现场监督落实各项防突措施并负责监钻。
负责现场瓦斯检查、现场监督防突措施执行。
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