3下105轨道顺槽防冲专项措施.docx
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3下105轨道顺槽防冲专项措施
编号:
TDCS2010-12
滕东生建煤矿
3下105轨道顺槽掘进冲击矿压
防治安全技术措施
施工单位:
掘进二区
区队长:
编制人:
批准人:
编制日期:
2010年4月28日
审批意见
审批人员:
生计办:
年月日通防办:
年月日
防冲办:
年月日安全办:
年月日
机电办:
年月日调度办:
年 月 日
总工:
年月日
3下105轨道顺槽冲击地压防治措施
为切实做好3下105轨道顺槽掘进工作面的防治冲击地压工作,有效预防冲击地压事故的发生,按照“安全第一、超前防范、预测预报、综合治理”的原则,根据滕东煤矿防治冲击地压工作及当前现场实际情况,现制定3下105轨道顺槽冲击地压防治措施.
一、说明
3下105轨道顺槽巷道布置在3下煤中,沿3下煤底板掘进,煤层厚为4.60~7.20米,平均5.9米,煤层,倾角为6.5~13º,埋深922~936米。
根据地质报告及实际揭露的资料显示,本巷道掘进3下105煤层复合顶板弯曲能量指数为198.65kj,大于100kj,判定3下煤底板岩层属于3类,为具有强冲击倾向性的顶板岩层。
煤层的冲击能量指数的测试平均值为5.31,大于5,弹性能量指数的测试平均值为5.16,大于5,判定3下属3类,为具有强冲击倾向性的煤层,为保证掘进的施工的安全与质量,特编制防冲击地压专项安全措施。
二、人员组织
由掘进二工区在3下105轨道顺槽工作的所有人员,兼职担任防冲队员,所有防冲人员必须通过专项培训,并经过考试合格后,在矿统一领导下,在掘进工区直接管理下,在职能部门业务指导下,按照作业规程、防冲方案和本措施以及日常工作安排,负责使用、维护、检修、管理好现场配置的防冲设备、仪器和系统,负责实施现场必需的解危解卸压措施的施工,收集、管理现场资料和数据,安规定上报矿和有关业务部门,负责矿压观测预测与鉴别的施工,向业务部门提供现场基本的原始等。
三、冲击地压防治措施
依照冲击地压防治技术,在3下105轨道顺槽掘进工作面装备安设顶板离层监测装置、顶板动态仪、锚杆锚索压力表,并配备钻屑法施工器具、移动式电辐射仪、超前检测钻孔施工器械和大直径钻孔卸压钻机等防冲设备。
为了将上述仪器、设备、系统的管理落到实处、形成全方位、系统性、规范性运作,特作如下规定:
1、顶板离层监测装置
本系统沿掘进工作面,每50米一个测点装设在顺槽的顶板上,最接近迎头的测点,正常情况下不超过60m,若遇特殊地质条件下改用爆破作业时,最接近迎头的测点不超过100m。
顶板离层监测装置由防冲办提供,所有设施均由防冲人员负责安装、管理、维护、数据采集等,严禁损失和丢失。
本系统随着掘进工作面的推进,需及时安装。
初次安装时间,由防冲办联系厂家现场指导作业,并对从事安装的防冲人员进行培训,以后由防冲人员负责安装,安装应及时并保证安装质量符合质量要求。
现场每套顶板离层监测装置应有标号和位置记录。
由防冲人员采集顶板离层监测装置数据,具体采集周期视顶板离层监测装置的类型,由防冲办确定。
防冲人员根据采集周期,应及时将采集数据报防冲办。
2、顶板动态仪
本系统靠掘进工作面,距掘进迎头100m范围内,沿迎头向外每15m设置一个测点,共设置6-7个测点。
若遇特殊地质条件使用爆破作业时,本系统设置在距迎头50-100m范围内,每10米一个点,共设置4-5个测点。
在巷道中每个测点安设一部顶板动态仪,此系统由防冲人员负责安装、管理、维护、维修、移挪及采集数据等。
严禁损坏和丢失。
其余部分由防冲办负责。
每日由专、兼职防冲人员抄报顶板动态仪显示数据,并书面报防冲办。
现场每个顶板动态仪应有标号和位置记录。
3、锚杆锚索压力表
本系统沿掘进工作面,每50米一个测点,每个测点两帮及顶板各安设锚杆压力表1个。
压力表应有一定的初始读数(不小于8Mpa),其数值与锚杆、锚索规定预应力一致。
此系统由专、兼职防冲人员负责安装、管理、维护、数据采集等,严禁损失和丢失。
其余部分由防冲办负责。
本系统随着掘进工作面的推进,需及时安装锚杆锚索压力表。
现场每个测点应有标号和位置记录。
每周由专、兼职防冲人员采集一次数据,并及时报防冲办。
4、电磁辐射仪
本仪器为人工携带式便携仪,主要用于测量采掘工作面的应力变化及围岩破坏发生强度和频率,起到超前预报预测的作用。
本仪器由专、兼职防冲人员负责管理使用,严禁损坏和丢失。
专、兼职防冲人员专人每班掘进工作面后方100m范围内的巷道一帮监测一遍,10m一个测点,每个测点监测2分钟,监测结果三班汇总后当日汇报防冲办。
5、煤炮统计:
迎头防冲人员每班进行施工地点的煤炮统计工作,详细记录煤炮发生的时间、大致位置及强度,并每班汇报防冲办。
6、钻屑法施工
在被认定为冲击危险区或已经发现有冲击矿压现象的地点,应实施煤粉监测。
由于本矿井煤层及顶板经鉴定均为具有强冲击倾向,因此在掘进及回采时必须实施煤粉监测。
掘进工作面一般为3天一次。
有严重冲击危险采掘工作面要坚持三班监测。
预测冲击危险的钻孔应在保证安全的前提下布置在根据推测最可能发生冲击矿压的地点。
在地质构造变化带,按实际需要适当减少孔距、缩短检测间隔时间。
7、超前检测钻孔
根据上述检测结果,如出现异常,需采用钻孔法队掘进工作面迎头及附近围岩冲击地压进行冲击地压危险区的超前检测。
在打钻孔时,观察钻孔内动力显现情况,如是否有卡钻、煤炮、吸钻、顶钻及钻孔壁冲击等现象。
此项施工由专、兼职防冲人员实施。
超前检测钻孔钻孔直径42mm,孔深10m,根据巷道断面大小,按不超过10m2/孔的要求确定迎头超前检测钻孔数目。
超前检测钻孔前掘进工作面的距离始终不得少于10m。
8、大直径钻孔卸压
根据掘进巷道冲击危险区的监测预警情况,划定冲击地压危险区域,并实施大直径钻孔卸压。
在打钻孔时,观察钻孔内动力显现情况,如是否有卡钻、煤炮、吸钻、顶钻及钻孔壁冲击等现象。
此项施工由防冲人员实施。
在掘进工作面,一般采用连续打大直径深钻孔进行卸压,深孔卸压用大直径钻机在掘进迎头打3个平行于轴线的大直径卸压孔,其规格为钻头直径110mm,钻杆直径89mm,孔深18m。
已掘巷道大直径卸压钻孔布置参数根据冲击危险等级在专门的安全技术措施中规定。
施工后及时将施工过程中的动力现象及卸压效果以书面形式报防冲办。
9、煤层卸压爆破
松动煤体是对已形成冲击危险的煤体,用深孔爆破方法使煤体松动而减缓其应力集中程度的一种解危措施。
当电磁辐射监测其强度达到临危值的60%以上并伴有煤炮、顶板震动且钻屑法监测接近临危值,而打大孔又不能迅速解危时,可采取松动煤体法卸压。
在开采有冲击危险的煤层时,卸压爆破作为主要的解危措施,本矿井在大孔卸压无效的情况下采用煤层卸压爆破。
卸压爆破属于内部爆破,主要作用是使煤层产生大量裂隙。
爆破后,冲击波首先破坏煤体,然后爆生气体进一步使煤体破裂,由于气压的作用,形成切向拉应力,产生径向拉破裂。
当裂隙前端的应力强度因子小于断裂韧性时,裂隙止裂。
造成煤层物理力学性质变化的主要因素是径向裂隙。
裂隙的存在,导致弹性模量减小,强度降低,积聚的弹性能减少,破坏了冲击地压发生的强度条件和能量条件。
如以上措施仍无法有效接触冲击地压危险,防范冲击地压事故发生,需采取其他防范、预测预报、解压卸压措施,应立即召开由矿长、生产矿长、总工、各生产办公室、施工区队等参加防冲专门会议,经集体研究确定方案后组织实施。
四、安全技术要求:
(一)、所有参与防冲作业措施人员必须经过专项培训,并经考核合格后方可从事作业。
(二)、安装顶板离层仪、动态仪、锚杆锚索压力表时,使用架梯做到互保联保。
一人上梯安装、一人扶梯做好监护。
安装设备时,应先找掉安装地点顶帮的悬矸浮煤。
安装的顶板离层仪、动态仪、锚杆锚索压力表等要坚固有效。
(三)、防冲人员如发现顶板离层仪、动态仪、锚杆锚索压力表、电磁辐射仪等数据显示异常时,应注意观察附近顶板情况并做好记录。
如发现锚杆、锚索、顶板煤层发生变化时,应在附近设置警示牌版并及时做到预报预测、汇报工区或防冲部门,以采取相应的解压卸压措施。
(四)、大钻孔卸压安全技术要求
1、由钻巷防冲队负责打卸压孔。
在安装风钻前,必须将煤壁及其后部安全出口范围内的支护达到永久支护,保持退路畅通。
2、打眼前要先看电磁辐射仪监测结果,如有异常用钻屑法监测冲击压力,大直径钻孔卸压,若仍解除不了冲击地压采取卸压爆破;如无异常则继续监测。
3、打钻地点出现以下情况,先将人员撤到安全地点,待压力稳定后,经跟班队长、安监员检查,确认无危险后再进入。
(1)有较大的煤炭突出,煤壁突然外膨。
(2)出现煤壁有连续响声、煤炮声不断、围岩活动明显加剧、支护变形等现象时。
(3)压力持续增加时。
4、在打钻过程中如出现吸钻、顶钻、卡钻或钻屑量突然增加等动力显现现象时,操作钻人员尽可能远距钻后操作,除安撤钻杆外,不得随意进入煤壁处逗留。
5、打卸压孔之前,首先要检查工作地点安全和钻机固定情况,达到安全开钻条件后再开钻。
6、为了预防打大钻孔时诱发冲击地压,钻机操作人员必须时刻监视煤壁和钻孔内动态异常情况,清理好退路,发现险情立即停钻撤出。
7、打钻时伴随严重动力现象时要抽出钻杆,待压力稳定后再工作。
因压力所致卡死钻杆后要在该孔附近1~2m处另行打钻。
并将卡钻杆情况汇报矿压科,以便组织及时卸压。
8、作业地点要加强支护确保支护可靠。
9、因采用麻花钻杆特种大钻头打眼,故为干打眼。
钻进中要采用水管眼口捕尘、个人防尘的措施,对煤粉要用水及时冲湿后装车或上皮带运走。
(五)、卸压爆破安全技术要求
1、卸压爆破的实施步骤
(1)、煤粉钻孔检测,即采用煤粉钻孔法检测煤体的应力情况。
如果煤粉量超过规定的指标,则认为该位置具有冲击危险。
通过多个煤粉钻孔,圈定已形成冲击危险区域。
(2)、在确认已形成冲击危险的区域,以一定的爆破参数实施卸载爆破。
(3)、在卸载爆破后,采用煤粉钻孔等方法在爆破孔周围一定区域内检测爆破的卸载效果(或事先埋设钻孔应力计)。
如果煤粉量指标低于冲击危险值,即认为煤层已达到了卸载的效果,否则说明煤层仍具有冲击危险,应实施二次卸载爆破。
2、卸压爆破具体参数(初步确定,具体参数应根据实际情况调整):
(1)、炮眼位置及炮眼间距:
距顶板下为1.0~1.5m;间距初步确定为4m。
(2)、炮眼直径:
φ42mm;
(3)、炮眼深度:
暂定8m,允许误差±100mm,生产过程中必须根据矿压观测结果调整,炮眼长度必须超过支承压力高峰区1m以上。
(4)、炮眼角度:
水平方向垂直煤壁,垂直方向与煤层坡度一致。
(5)、每孔装药量:
正常情况下每孔装φ27×170mm×100g×6卷煤矿许用二级乳化炸药(含炮头),当煤体完整性较差、松软时减为4卷。
(6)、装药结构:
采用正向连续装药。
(7)、雷管:
使用毫秒延期同段电雷管2发/孔,脚线长为10m,每孔不少于4根(2发雷管用),每根长度与雷管自身的脚线接起来后应不少于卸压爆破孔深度(8m以上)。
雷管为同段毫秒延期电雷管(1-5段),总延期时间不得超过130ms。
当采用雷管脚线连接时,为防止出现瞎炮,要求接点要错开布置200mm以上,接点接好后再穿入水平胶管内,水平胶管要全长保护在卸压爆破孔内的雷管脚线长度。
(8)、药卷包裹:
使用pvc管包裹乳化炸药,pvc管为每节长4m、内径30mm、壁厚为1mm的胶管,使用时根据装药长度现场截取。
(9)、联线方式:
孔内并联;多孔时孔间串联。
(10)、每孔装药量:
正常情况使用乳化炸药或水胶炸药每孔0.6kg;当煤体松软时,减为乳化炸药0.4kg或水胶炸药0.3kg。
(11)、起爆方法:
采用MFB-100型发爆器起爆。
3、爆破工必须经过专门培训,持证上岗。
4、加强火工品管理,炸药、雷管分别装箱放置,并加锁保护,避免碰撞或与导电体接触,当班剩余炸药、雷管应及时退库,不得藏箱或转交他人。
5、爆破前,应先检查发爆器是否灵敏可靠。
发爆器的钥匙必须由爆破工随身携带,不得转交他人,不到爆破通电时,不得将钥匙插入发爆器内。
6、爆破前班组长必须安排专人在两顺槽安全地点站岗警戒,警戒线处必须拉绳、挂牌,爆破警戒不解除不得进入爆破区。
7、装药前和爆破前、后,瓦检员必须检查瓦斯。
爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,不准爆破。
8、通电后没爆(未响),爆破工必须先取下钥匙,并将母线从放炮器上取下,扭结短路,等15min后,方可沿线查找原因。
9、爆破后要检查有无漏爆,如有漏爆,可重新联线爆破。
禁止在残眼内装药再爆。
10、装药前先清除炮眼内的煤粉,再用PVC管作炮棍(用木塞塞好)把pvc炮筒推至眼底,而后充填炮泥。
11、装配引药必须在顶板完好,支护较好,上下出口避开电器设备和导电体等地点附近进行,严禁坐在炸药箱上装配引药。
12、严格执行“一炮三检”,“三人联锁”和“三保险”放炮制度。
13、爆破前后爆破地点前后20m范围内洒水降尘。
14、爆破后要按由外向里的顺序检查支护情况,发现问题要及时处理。
15、卸压爆破时,卸压爆破警戒范围不得进行与爆破无关的工作。
16、两个邻近的卸压孔爆破后,用电磁辐射法进行效果检验。
如电磁辐射法检验超标则由钻巷防冲队立即打钻屑孔检验。
钻屑孔布置于卸压孔中间,当钻屑孔内煤粉量超标时,在钻屑孔中继续进行卸压爆破。
17、打眼时要采用眼口喷水、开水幕等方法降尘,个人要戴防尘口罩防尘。
18、解危爆破时,躲炮半径为距放炮地点150m以外,躲炮时间不低于30min。
(六)、钻屑法安全技术要求
1、施工钻孔时,要先由外向里、先顶后帮检查迎头活矸危石,发现后用不少于2.0米的长柄工具摘除活矸危石,并加固好前探支架。
2、实施钻屑法检测时按照由外向里的原则顺序检测,确认无冲击危险后方可向里进一步实施。
3、钻孔时,应采用小直径(Ф=42mm)钻孔,用于监测的钻孔不得作为炮眼使用。
4、钻孔应尽量布置在煤层采高中部、平行层面、垂直于煤壁。
5、钻孔的布置和超前监测范围:
(1)、工作面孔距10~15m,全面监测,对重点区域必须重点监测。
(2)、掘进工作面按断面计算每10m²一个孔,严重冲击时,可加密至每5m²一个孔。
(3)、钻孔孔深:
顺槽孔深为3.5倍采高或巷道高度、采掘工作面孔深L为:
L=3.5M+a
M——采高或巷道高度,m
a——两次监测之间的推进度,m。
6、施工方法:
用煤电钻或风煤钻打测试钻孔,采用螺纹式联接的麻花钻杆,每节长1m,φ42mm的钻头,钻孔的深度为10m。
用胶织袋或塑料布等收集钻出的煤粉,用弹簧秤称量煤粉的重量,每钻进1m测量1次钻屑量,并及时将打眼地点、时间、钻屑排出量,以及打眼过程中出现的钻杆跳动、卡钻、劈裂声和微冲击等动力现象记录在以下表格内:
钻屑法监测记录表
表格编号:
监测时间
年月日班时
钻孔编号
监测地点
采高
钻进深度(m)
煤粉量(升)
其他指标
钻进过程简述
钻孔地点示意图
冲击危险评定结果
施工人员
负责人签字
判别工作地点冲击危险性的钻粉率指标
钻孔深度/煤层开采厚度
1.5
1.5~3
3
钻粉率指数
≥1.5
2~3
≥4
注:
钻粉率指数=每米实际钻粉量(kg)/每米正常煤粉量(kg)
每米正常煤粉量为在矿压正常范围内钻孔取得的煤粉量。
当检测到的煤粉量超过临界指标时,应认为煤体处于临界危险状态,必须立即采取解危措施。
7、钻孔时,要指派专人收集煤粉称重,并及时填写监测记录。
8、正常钻孔煤粉量指标测定。
正常煤粉量为在支承压力影响带范围以外测得的煤量。
测定煤层正常钻孔数不少于10孔、并取各孔煤粉量的平均值。
9、称重采用杆秤或弹簧秤,用铁筛把3mm以上的煤粉筛出来并过秤,做好现场记录,把监测对间、地点、每米的煤粉量及孔内冲击、卡钻等现象填在表上,同时记录附近发生煤炮、来压等宏观矿压现象。
10、打钻地点出现以下情况,先将人员撤到安全地点,待压力稳定后,经跟班人员检查,确认无危险后,再进行煤粉监测。
(1)、有较大的煤炭突出,煤壁突然外臌。
(2)、出现煤壁有连续声响、煤炮声不断、围岩活动明显加剧、支架变形等现象时。
(3)、压力持续增加时,要先放炮卸压,解危后再进行打钻工作。
根据监测及综合分析,冲击危险区要设立警告牌、限制无关人员进入。
11、卸压爆破完毕后,要停留至少30分钟后,方可进入迎头,进入迎头时,两人间隔不低于5米,并由外向里检查巷道支护情况。
12、打设钻孔时,要有专人观察钻进情况,钻杆不要上下、左右摆动,以保持钻进情况,严禁人员正对着钻杆操作。
13、卸压爆破时,躲炮距离不得小于150m,躲炮地点必需在安全地点,在所有通往炮区的通路上设专人看守,并挂警戒牌,严禁在三叉门口、顶板破碎处躲炮。
14、该巷采用局扇通风,要安装瓦斯报警断电仪和风电闭锁装置,并确保灵敏可靠。
15、卸压爆破时,要保证通风设施齐全可靠。
16、卸压爆破时,采用煤矿许用炸药,毫秒电雷管引爆,水炮泥充填,炮泥封孔,矿用隔爆放炮器起爆,一次爆破一个孔。
17、卸压爆破前,迎头外不得存放备用闲置物料设备,电器设备必需固定牢固。
18、当监测到某区域存在冲击危险或防冲人员进行解危作业时,解危区域防冲人员设专人警戒,与防冲无关的人员撤至迎头50m外工作,并严禁进入该区域,相关设备不得运转,施工单位的人员必须为防冲工作提供便利。
19、作业人员应时刻注意周围环境变化情况,发现异常立即撤出,如发现板炮声突然频繁、煤壁有连续声响、煤壁突然外鼓、有较大的煤炭突出、围岩活动明显加剧等异常现象时,应以最快的速度撤出该区域,并设好警戒,同时将该情况详细向矿调度室汇报。
20、风水管路随迎头往前掘进,及时向前延长,距迎头最大距离不得大于15米。
(七)、其它安全技术要求
1、加强顶板离层观测,根据离层变化情况,及时采取措施加强支护。
2、非工作需要严禁进入本切眼。
在危险区内,除施工人员正常工作外,施工人员不得从事与工作无关的事项;所有人员不得在迎头后150m范围内逗留,施工人员必须保持站立姿势,不得靠近煤壁,严禁坐下休息。
3、施工时要有专人观察顶帮以及锚杆、锚索压力变化情况,发现顶帮、锚杆盘变形明显、顶板离层仪显示数据突然增大及矿震显现时,必须及时将受威胁区域内人员撤到安全地点。
4、工作面顺槽的材料必须存放在距工作面150m以外,刚性材料必须使用防冲材料框配合钢丝绳将其绑扎固定在巷道的帮锚杆上,小型材料集中装箱存放,并将箱子固定好,以防止发生冲击地压时弹起崩伤人员。
6、固定串车
将串车的每辆车盘使用四条40T链子将串车固定在轨道上,另外在巷道内侧还必须用40T链子固定在巷道帮锚杆上。
7、防锚索盘脱落
对两顺槽距工作面煤壁150m范围的锚索钢绞线外露部分均匀劈开,使用10#铁丝绑扎在支护金属网上,以防止在发生冲击地压时将锚索盘弹出伤人。
8、人员防范方面包括加强教育,增强防范意识,提高应急处置能力,以及对重点岗位采取的特殊保护措施,如集控司机在集控室内壁加海绵缓冲层等。
(八)、应急预案
1、若该区域存在冲击危险或发生了冲矿地压,人员应立即撤至距该区域150m外的进风流安全地带,并避开巷道交叉口。
2、发生冲击矿压事故避灾路线:
事故地点→第二中部车场→一采区轨道下山→北翼轨道大巷→副井→地面。
五、本措施未及部分执行《3下105轨道顺槽作业规程》和其他有关防治冲击地压方面的规程、措施。
卸压爆破装药结构示意图
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