采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施.docx
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采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施
采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施
一、采面预抽煤层瓦斯的目的和意义
依据瓦斯综合治理工作体系,为提高抽采率,降低瓦斯含量,消退采面空白带到达消突目的,切实实现“不采突出面”,从根本上保证矿井的安全生产,特对该采面区域瓦斯治理方案进展设计。
二、平禹四矿二1煤层赋存状况
依据四矿安全生产的工作安排和集团公司瓦斯区域治理工作部署,对井田范围内的煤层赋存状况进展了统计摸底分析。
由于我矿现只开采二1煤层,依据原生产过程中实际揭露的状况及有关的钻孔资料,我们对二1煤层进展了分析讨论,具体了解了其分布规律,分布范围、面积、煤层厚度变化等根本状况,现表达如下:
从四矿的钻孔资料及实际揭露状况来看,四矿二1煤层煤层厚度变化不一,赋存不稳定。
三、12190采面根本状况
12190采面位于Ⅱ采区下山东翼,北邻11090采面、11100采面防水煤柱,南靠12210采面(未掘),东接Ι采区断层上盘断煤交线,西靠Ⅱ下采区轨道下山爱护煤柱,采面标高-314.20m~-364.121m,对应地面标高240.8m~259m。
该采面开采二1煤层,从风、机巷揭露的状况来看,该采面煤层赋存不稳定,自西向东煤层厚度渐渐增厚,厚度1.8~7.3m,从倾向上看,煤层厚度自北往南渐渐增厚,厚度1.2m~3.5,东部煤层厚度在3.5m~6.5m之间,平均厚度4m。
该采面设计长度走向长度980米,可采走向长720m,采长170米,可采储量52万吨。
目前机巷已施工至设计位置,全长978米,切眼剩余工程量170米。
四、区域措施设计方案
1、预抽条带煤层瓦斯设计方案
12190切眼高抽巷设计外错12190切眼平距20米布置,位于煤层顶板以上垂距10m的大占砂岩中。
高抽巷设计长度170m,施工完毕后,在高抽巷内稳放钻机打设穿层钻孔,利用穿层钻孔预抽切眼煤巷瓦斯。
高抽巷设计断面外形为半圆拱形,净断面积8.3m2;巷道净宽3.0m,墙高1.4米,拱高1.5米,支护形式为锚杆、锚网支护。
高抽巷施工过程中实行物探和钻探相结全,编制探测煤层层位和掘进头前方地质构造状况的防误揭煤措施,同时地测科依据探测状况绘制出高抽巷距煤层的预想剖面图,以便准时把握层位,合理调整穿层钻孔角度。
利用高抽巷向煤巷施工位置打穿层钻孔,并利用水力压裂技术对煤层进展水力压裂,增加煤层的透气性性系数,提高穿层孔抽放效果,对施工过的钻孔准时联网抽放,做到提前预抽瓦斯,保证高抽巷超前煤巷100m,从而到达消突目的后再施工煤巷。
2、穿层层钻孔预抽条带煤层瓦斯技术设计方案
依据《煤矿瓦斯抽放标准》第八章第六节第四条规定,预抽煤层瓦斯的钻孔量当采纳穿层孔抽放时,钻孔见煤点的间距可参照:
简单抽放煤层15~20米,可以抽放煤层10~15米,较难抽放煤层8~10米。
我矿的二1煤层透气性差,介于0.0292m2/(MPa2.d)~0.0956m2/(MPa2.d)之间,属较难抽放煤层,钻孔见煤点的间距应掌握在8米以下,同时,依据我矿的实际状况,为切实起到抽放效果,结合抽放半径(1米),并参照目前平煤十矿、十三矿水力压裂效果,12190切眼高抽巷穿层抽放钻孔的见煤间距确定为4米。
高抽巷在打设穿层钻孔之前先期进展水力压裂,增加抽放半径,提高煤层透气性,可有效提高抽放效果。
(1)在12190且眼高抽巷内西帮距巷道底板1.3米以下布置钻孔,沿巷道掘进方向每间隔4米布置一组,每组布置7个,钻孔与高抽巷掘进方向垂直,落底位置掌握切眼煤巷左右帮各15m,总掌握宽度范围为34米,(切眼设计净宽4.0米)。
7个钻孔的俯角及长度、见煤点、穿煤层长度依据不同的落底位置详细计算设计,详见穿层钻孔设计剖面图。
钻孔见煤后,穿透全煤层并进入煤层底板0.3米。
(2)穿层抽放钻成交叉布置,不得打穿、打重,否则视为无效;
(3)抽放
钻孔施工完毕后进展联网抽放,必需打一个联一个,坚持抽放的连续性;钻孔布置及设计见附表
3、12190切眼高抽巷水力压裂措施
为了增加煤层的透气性,增加煤层瓦斯抽放效果,对高抽巷内没有施工穿层钻孔的区域先实施穿层孔进展水力压裂,之后再按原设计施工穿层钻孔,并对穿层钻孔进展联网抽放,从而提高防突效果。
(1)压裂钻孔布置方式
12190切眼高抽巷设计施工170m,因考虑12190机巷突出点孔洞,1号孔距高抽巷下口132m,2号孔距高抽巷上口8m,共设计施工2个穿层压裂孔。
详见钻孔布置图。
钻孔位置在12190切眼高抽巷西帮,中腰线以下施工钻孔,垂直于巷道上帮,距巷道地板0.4m处,俯角270,采纳Ф50mm的钻杆,配Ф89mm的钻头,钻过煤层,进入底板0.3m。
(2)钻孔孔深
压裂对象为12190切眼煤层段压裂,钻孔进入煤层段7.0m、进入岩石段18.6m,压裂孔孔深共计25.9m。
压裂钻孔落底位置位于12190风巷煤巷施工轮廓线以内。
(见下列图)
(3)压裂孔封孔深度
本次试验选择封孔深度为18.6m,要求压裂管进入煤层1m,从煤岩交界面开头封孔,岩封孔段长度为全岩孔段,采纳水泥砂浆封孔。
(4)注水泵、管路的选型
选用额定压力为20Mpa、额定流量为80L的PRB5A-80/20型煤矿用乳化液泵。
为便于操作和掌握,注水泵安装有压力表、水表及卸压阀门等附件,水箱容积2m3。
压力表采纳YHY60(B)矿用本安型数字压力计。
(5)压裂泵的设定位置
压裂泵放置在12190切眼高抽巷下口外100m处,确定巷道无积水、支护形式良好,便于人员操作。
(6)压裂参数
采纳动压注水,从开头注水到水力压裂措施完毕大约需要4个小时左右。
起始压力初步设定为10MPa,每5min升压2Mpa,泵压到达20Mpa左右,稳定一段时间后,压力快速下降,并持续加压时压力无明显上升,瓦斯浓度明显升,此时即可停泵,关闭卸压阀,压裂程序完毕。
压裂措施实施过程中,由防突科技术员连续记录注水压力和流量,依据现场实际状况,报与井下总指挥经地面总会批准后可适时调整压裂参数。
压裂措施实施过程中,由防突科技术员连续记录注水压力和流量,依据现场实际状况,报与井下总指挥经地面总工批准后可适时调整压裂参数。
五、区域瓦斯治理措施防突效果检验
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第三章第四节第五十五条规定,对穿层孔预抽区段煤层瓦斯防突措施进展效果检验时,在煤巷条带每间隔30-50m至少布置1个检验测试点,依据我矿实际,在12190切眼高抽巷每50m布置一个检验测试点钻孔,测试钻孔的残存瓦斯压力。
测试钻孔详细布孔要求:
测试钻孔成三花眼形式排列,1号孔落底于煤巷掘进工作面中心,2号孔落底于煤巷轮廓线上帮13m处,3号孔落底于煤巷廓线下帮13m处,测试钻孔间距50m,交叉式布置,全方位测试。
当测定的残存煤层瓦斯含量小于0.74MPa时,说明该措施有效,否侧认为该措施无效,或前后100m范围内加密钻场按设计要求施工穿层孔并进展联网抽放,直至消退突出危急。
详见12190切眼高抽巷测压钻孔示意图
测压钻孔布置平面图
五、穿层孔打钻安全技术措施
(一)、供电及机电设备治理安全技术措施
1、钻机入井前必需经过防爆检查,确保钻机和配套电器设备完好无失爆。
2、钻机接电应经机电科同意,并同施工单位联系后,方可进展接电。
3、严格接线工艺、接头及暴露长度应符合规程规定,杜绝消失“鸡爪子、羊尾巴、明接头”等失爆现象。
4、电缆吊挂整齐,并使用电缆钩,开关等电气设备要上架。
5、井下作业时,不准带电检修和搬迁所用的电气设备,设备包机到人,杜绝失爆现象。
6、对电机、开关等电气设备要留意防潮,定期放入枯燥剂。
7、定期遥测电机开关、电缆绝缘;电气设备要定期检修,确保设备完好,加强防爆检查,杜绝电气失爆。
8、冲尘时,不得对着电机开关、电缆等电气设备冲尘。
9、必需安设风电、瓦斯电两种闭锁装置且能保证正常使用。
(二)、钻孔操作施工安全技术措施
1、定角度
1)、首先松动前支撑架上固定钻机的螺丝。
2)、利用坡度规、半圆仪等量具确定钻孔角度,直至摇摆到设计角度。
3)、上紧螺丝,固定好钻机。
4)、角度定好以后,用不低于4棵的压柱将钻机稳定坚固,并用铁丝将压柱拴好,联锁。
2、开孔
1)、将钻杆通入回转器钻杆孔;
2)、拧上钻头;
3)、接上钻尾,送风;
4)、送电启动,开头进展钻进;
3、钻孔施工
1)、打钻前,先把各操作手把置于空档,做空载运行,检查油泵供油油压是否正常,油管接头是否漏油。
2)、除打钻人员外,其他人员必需远离钻机。
3)、风管轧结坚固,避开送风后伤人。
4)、打钻挨次为送风→旋转→推动。
5)、停钻时,先停钻进,再停旋转,后停风。
6)、接钻杆时专人检查钻杆完好,钻杆是否变形,接头丝扣是否生锈或有杂物。
7)、接钻杆时钻机应停电。
8)、钻进过程中,应留意观看顶板,巷帮状况。
9)、钻孔打到设计深度后,应用风把孔内粉排净。
10)、卸钻杆时,必需停电后,才能用管钳卸。
11)、卸下钻杆,应码放整齐。
(三)、穿层孔打钻安全技术措施
1、防瓦斯喷孔超限措施
1)、预抽钻孔施工过程中,当班现场施工人员、跟班人员必需仔细学习本安全技术措施,而且熟识把握逃命避灾路线。
2)、保证风筒无破口不漏风,风筒距离掌子头不得超过5m。
3)、钻机回风侧2米范围内必需悬挂便携,瓦斯浓度到达1.0%必需停顿钻机运行,待瓦斯浓度降到1.0%以下时方可连续作业。
瓦斯浓度到达1.5%必需停钻撤人至反向防突风门以外。
4)、打钻施工地点50米范围内必需安装一组不少于打钻人数的一组压风自救装置,且保证正常供风。
5)、钻孔施工过程中,必需合理掌握钻进速度,匀速钻进;人员不能正对着钻孔、钻杆站立,防止喷孔伤人。
6)、拔、卸钻杆时,必需使用前夹持器,当前夹持器不灵敏时,必需停顿拔卸钻杆工作,待夹持器修好前方可连续打钻。
7)、打钻四周必需配备有3-4个快速封孔器,如遇到瓦斯喷孔,将马上使用其快速封孔器进展封堵,然后用胶管连接并进展瓦斯抽放,对其封孔器四周漏气部位进展水泥封孔。
8)、若钻孔瓦斯压力过大封孔器不能插入,不能掌握其瓦斯喷孔,且瓦斯猛然上升,必需马上切断工作面及其回风流中全部电气设备的电源,由班组长或跟班队长带着全部工作人员撤退出工作面,并通过四周电话向通风调度及生产调室汇报,听候调度室安排处理;
9)、打钻时,工作面局部通风机必需开双级运行,确保工作面有足够的供风量稀释瓦斯;
10)、掘进工作面必需装齐压风自救装置和抽放系统,抽放管道接到工作面打钻地点,拔出钻杆后必需准时连接抽放管道进展抽放;
11)、掘进工作面回风流必需有直接进入采区总回风的专用回风巷道,专回内严禁有电气设备,工作面必需配备三趟电源,其中主扇、备扇、生产电各一趟,工作面瓦斯传感器设定瓦斯报警浓度为0.6%,断电浓度为0.8%,必需具备瓦斯到达0.8%自动断电功能;同时,矿井通风调度监控室必需具备远程断电功能,可以随时切断工作面回流全部电气设备电源;
12)、监控系统必需灵敏牢靠,并有专人维护。
13)、打钻应安排技术娴熟工操作,并有跟班队干在现场统一指挥,必需确保施工安全
2、防瓦斯燃烧、防灭火措施
1)、打钻地点必需有30m长的消防软管子连接,打钻前,其施工地点前后20m范围内的巷道必需进展冲尘。
2)、钻机四周必需配备两台灭火器和肯定数量的沙和黄泥,沙和黄泥必需满意打钻需要。
3)、打钻过程中一旦消失钻孔冒烟等孔内煤或瓦斯燃烧征兆,要马上切断通往钻孔的压风、断开钻杆,并依据详细状况实行相应灭火措施,孔口消失明火时,在切断压风的同时,使用灭火器、水、砂等快速灭火。
灭火后必需使用黄泥将钻孔和钻杆口封堵严实。
现场负责人要准时将现场状况汇报调度室,并依据现场状况准时组织人员撤离。
如遇火势较大无法封堵时,必需马上撤出全部人员并向调度室汇报。
4)、检修用过的棉絮、破布等易燃物不能乱扔乱放,要集中处理,且远离钻机。
5)、当电气设备着火时,应马上切断电源,然后进展灭火,未断电前,严禁用水灭火。
3、防灭尘措施
1)、打钻时孔口必需安装扑尘器,孔口回风流1~3米处安装降尘水幕,水幕喷头不少于3个,并保证雾化效果良好,能掌握全断面,水幕无水时,严禁打钻。
2)、开钻前,必需对钻机前后20米范围内进展冲尘。
3)、当班打钻完毕后,必需把所排钻屑清理洁净,并对钻孔回风侧20米范围内进展冲尘,做到打钻影响范围内巷道的煤尘不超限。
4、移钻、稳钻
1)、去除场地上无关的杂物,将各部件有序放在适当的位置。
2)、移钻、吊钻时,要有专人指挥,相互协作。
3)、移钻时留意不要拉坏油管和电缆。
4)、钻机移好后,必需按设计要求稳固钻机。
5)、打压柱时,压柱顶端和下端应垫木板或木楔,并升紧升牢,此处钻机压柱必需不少于2根。
6)、压柱打牢后,应用绳子或粗铁丝栓在支架上,并要相互连锁,防止压柱松动歪倒伤人。
5、钻孔施工
1)、钻机稳固后,由班组长对现场一切进展检查,经检查无问题后,方可开钻。
2)、打钻孔前必需作空载运行,检查管路是否连接正确,油压、风压、水压是否正常,是否有漏油现象。
3)、打钻时,每班不少于3人,开钻由技术娴熟工操作,其他2人相互协作,完成拉卸钻杆和其它工作。
4)、打钻时要有专人观山,发觉特别准时停机处理,防止伤人。
5)、打钻时使用的扳手、管钳不得放在钻机上,以防伤人。
6)、接钻杆时,要检查钻杆的完好性,对有裂痕、封堵、弯曲、丝扣坏等不完好的钻杆严禁使用。
7)、接钻杆时,必需停机,人工接钻杆。
8)、卸钻杆时,必需使用前夹持器,当前夹持器不好用时,必需停机人工卸钻杆。
9)、钻杆运行期间,必需随时观看钻机运转状况,发觉问题马上停机处理。
10)、打钻供风所用软管接头要扎紧,严防送风器脱落甩伤人员。
11)、钻机工作时,必需使用冷却水。
钻机供风、供水管必需设置截止伐,严禁用握压软管来开停风或水。
12)、开钻过程中,要合理掌握钻进速度,以避开或削减发生喷孔、夹钻现象。
13)、卸钻杆时要防止钻杆掉入孔内,假如掉入孔内,应实行措施准时处理,假如捞不出,把孔号和详细状况填在终孔报告单内,并在现场做明显标记。
14)、打钻时应用压风充分排粉,严防夹钻。
15)、当发生严峻顶钻时,不能硬打,应充分排粉卸压后再打。
16)、假如遇到严峻喷孔、夹钻等特别状况时要在报告单上注明。
17)、打钻时人员要衣帽整齐,防止钻机或钻杆绞住衣服发生事故。
18)、打钻时人员严禁正对钻孔,防止喷孔伤人。
19)、钻孔打完后,把钻机、泵箱、操作台、钻杆等妥当放在巷道宽阔处,避开影响行人,造成担心隐患。
6、其它安全事项
1)、打钻人员必需配齐管钳、锤子等工具,严禁把钻杆当撬杠或锤子使用。
2)、打钻地点的钻杆或钻具要上架或装箱保存,严禁随地乱放。
3)、对不完好的钻杆、油管等要准时回收升井。
4)、因巷道停电撤人时,钻机不准停顿供风。
5)、打钻时必需匀速前进,钻孔成孔后由当班瓦斯检查工现场验收并签字。
6)、打钻人员必需佩带隔离式自救器,且会正确使用。
7)、必需在施工地点安设压风自救系统,且不少于4人用的压风自救袋。
8)、打钻人员必需熟知突出预兆:
有声预兆:
地压活动猛烈,顶板来压,不断发生掉碴现象,岩层中产生震惊,手扶岩壁感到震惊和冲击,听到煤炮声或闷雷声,一般先远后近,先小后大,单响后连响,突出时伴随巨大声响。
无声预兆:
工作面遇地质变化,瓦斯浓度忽大忽小,工作面气温变冷,煤层层里紊乱,硬度降低,光泽暗淡,煤体枯燥,煤尘飞扬,有时煤体碎片从煤壁上弹出,打钻时严峻顶钻、夹钻、喷孔等。
9)、当工作面或钻场发生灾、瓦斯事故时,快速沿避灾路线撤离。
(四)、安全责任制
1、当班打钻组长和瓦斯检查工对钻孔的质量和施工安全负治理责任。
2、防突科对钻孔的施工负技术治理责任。
3、当班组长是当班施工的安全第一责任者,负责现场安全和技术措施的落实,严禁违章指挥,保证钻孔质量,并仔细填写终孔报告单。
4、当班出勤职工是当班施工安全的直接责任者,详细落实安全技术措施,保证钻孔质量,做到自保、护保、联保。
严禁违章作业。
5、瓦斯检查工负责钻孔的验收,并在终孔报告单上签字,不得弄虚作假。
(五)、封孔措施
1、防突队负责钻孔的封孔工作,穿层钻孔封孔长度不小于8米。
必需用专用封孔剂封闭严实。
2、封孔前专人检查钻孔,并去除孔内杂物和孔口障碍物,确保封孔质量。
(六)、其它
其它仍执行《煤矿安全规程》、《操作规程》、《抽采标准》《防突细则》、《平禹煤电公司高突采掘工作面地质构造探测及预报规定》、《平禹煤电公司采掘工作面水害探测及预报规定》、《凹凸抽巷掘进工作面防误揭煤层专项安全技术措施》中的有关规定。
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- 采面顺层 钻孔 煤层 瓦斯 区域 措施