11101上顺槽石门揭煤专项防突设计(修改2012.8.12)[3].doc
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1、11011上顺槽揭煤巷石门揭煤专项防突设计编号:防突-2012-08工作面名称:11011上顺槽揭煤巷施 工 区 队:(盖章) 编 制 人:施工负责人:总 工 程 师:主 管 矿 长:批 准 日 期: 年 月 日执 行 日 期: 年 月 日11011上顺槽揭煤巷石门揭煤专项防突设计会审签名单位(职务)会 审 意 见签 名时 间生产技术部:安全监察部:机电运输部:调 度 室:通风防突部:通 风 区:抽 放 队:通风副总工程师:机电副总工程师:地测副总工程师:安全副总工程师:掘进(采煤)副总工程师:机电副总经理:生产副总经理:安全副总经理:总工程师:总 经 理: 会 审 意 见一、存在主要问题二、
2、落实意见11011上顺槽揭煤巷石门揭煤专项防突设计一、工程概况11011上顺槽揭煤巷布置在煤层底板中,掘进岩层为泥岩和砂质泥岩,岩层层理清晰,经打钻探明前方无大的地质构造和积水。11011上顺槽揭煤巷开口于11011上底板抽放巷SD3测点向前8m处,方位按11011上底板抽放巷180原方位掘进,坡度为17,锚网喷支护。刚开口前5m掘进巷道断面为半圆拱断面,巷道净宽3.6m,净高3.6m,墙高1.8m,净断面10.7,掘进断面12.99,巷道开口处顶板距煤层垂距为22.8m;掘进5m后剩余岩巷段巷道净宽3.6m,净高3.1m,墙高1.3m,净断面9.77,掘进断面11.04;煤与半煤岩巷段巷道净
3、宽4.2m,净高3.1m,墙高1.3m,拱高1.8m,净断面10.15m2,掘进断面11.88m2。二、煤层情况及地质构造本次施工段煤层顶板自上而下依次为:砂岩、砂质泥岩,砂岩以石英长石为主,厚约43.7m;砂质泥岩由灰色到浅灰色,层面含大量植物径部化石,层面含白云母碎片、厚约7.66m;煤层直接底是泥岩,黑色,裂隙充填黄铁矿薄膜,富含炭质,遇水易膨胀。 二1煤层赋存稳定,该工作面位于煤层底板岩石中,大部分为砂岩,中等坚硬。煤层平均厚度4m,黑色,以粉状为主,次为块状及粒状,似金属光泽,以亮煤为主,次为暗煤和镜煤,偶含夹矸。煤层特征及煤层顶底板情况见表一、表二。表一 煤层特征表指标参数备注煤层
4、厚度(最小最大/平均)/(m)26.0/4.0煤层倾角(最小最大/平均)/()1030/20煤层硬度(普氏系数f)0.26煤层层理(发育程度)发育煤层节理(发育程度)发育自然发火期/d无绝对瓦斯涌出量/(m3/min)0.3m3/min煤尘爆炸危险性无表二 煤层顶底板情况顶、底板名称岩石名称厚度(m)特征基本顶砂岩43.7以石英为主,灰色到浅灰色,以石英为主,暗黑色矿物次之,底部含砾石,具鲕状结构。直接顶砂质泥岩7.66色到浅灰色,层面含大量植物径部化石,层面含白云母碎片。伪顶泥岩0-0.5时有时无,层面含植物径部化石,层面含白云母,随采随落。直接底泥岩3.88灰黑色致密,裂隙充填黄铁矿薄膜,
5、富含炭质,遇水易膨胀。基本底砂质泥岩20.5灰、深灰色,含大量植物化石及暗色矿物。三、瓦斯情况1、根据地质报告提供的瓦斯资料,矿自建井至1995年共发生8次煤与瓦斯突出事故,根据防治煤与瓦斯突出规定本矿属突出矿井,必须按突出矿井管理。2、11011上底板抽放巷在掘进期间,由河南理工大学对该处煤层进行瓦斯参数测定结果表明:二1煤层原始瓦斯含量在0.29-12.9m3/t,平均瓦斯含量为6.595 m3/t。四、建立安全可靠的独立通风系统及加强控制风流设施1、该揭煤巷采用FBD NO6215型对旋风机通风,局扇安装在11011下底板抽放巷防突风门外进风流巷道中,选择直径为 600mm的抗静电、阻燃
6、风筒,压入式通风方式,揭煤巷回风直接回至西风井南翼回风巷,风筒末端出风量为176m3/min,满足工作面风量的要求,并安装了“双风机、双电源”及自动倒台装置。2、在11011下底板抽放巷开口一段20m巷道内构筑两道牢固可靠的正反向风门,严格按防治煤与瓦斯突出规定第103条标准构筑,两道正向防突风门必须连锁,不得将正向风门同时打开,确保通风系统稳定、可靠,并且由监控维修工在两道正向风门上安装风门开关传感器,确保随时对风门开关状态进行监控。五、前探钻孔及安全岩柱控制措施为了准确掌握煤层的位置及赋存状态,在11011上顺槽揭煤巷掘进23.6m时施工了前探钻孔,探明了二1煤层的赋存状态,根据前探钻孔成
7、果图(见图一)预想揭煤巷的平面图、断面图、剖面图(见图二):46图一: 11011上顺槽揭煤巷23.6m处前探钻孔成果图 图二: 预想揭煤巷的平面图、断面图、剖面图根据11011上顺槽揭煤巷前探钻孔成果图及预想巷道布置图可知:1、前方穿层巷道无构造,煤层稳定,厚度4m。2、揭煤巷开口处距二1煤层法向距离22.8m,掘进方位180,掘进坡度17,掘进79.7m后变平,平巷掘进18m后在坡头平巷距变坡点10m处以方位124掘进平巷24.2m进入11011工作面上顺槽设计位置。3、11011上顺槽揭煤巷自开口位置已掘进至45m,根据23.6m处前探钻孔打钻成果图可知,巷道在该处距煤层法向距离12.1
8、m。4、掘进至距煤层最小法向距离7m前实施区域防突措施,经效果检验有突出危险时,必须继续实施区域防突措施,直至措施有效为止;若经效果检验为无突出危险,可继续向前掘进至距煤层最小法向距离5m时进行区域验证,如果所有实测的指标值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面为无突出危险工作面;否则,为突出危险工作面。5、如果经区域验证,揭煤工作面有突出危险,则在掘进工作面距煤层最小法向距离5m前,采用在控制断面内再一次均匀布置钻孔抽放煤层瓦斯的局部防突措施。6、采取局部防突措施后,经效果检验为有突出危险时,必须继续采取局部防突措施抽放煤层瓦斯,直至措施有效为止;若经效果检验为无突出危险,则可掘进
9、至距煤层最小法向距离1.5m处停止掘进,进行最后一次验证。7、在距煤层最小法向距离5m至1.5m段掘进时,必须用3m长钻杆探煤,保证有1.5m的保护岩柱,岩柱剩余1.5m时进行最后验证,验证为无突出危险后采取远距离爆破一次揭穿煤层。8、为防止掘进时误穿煤层,当巷道(顶板)掘至距煤层底板垂距5m时,生产技术部、调度室必须对每班巷道进度有准确、详细记录,并及时填图,向总工程师汇报。9、揭开煤层后,还必须对前方煤体进行突出危险性预测,若全部预测指标都不超限,则采取安全防护措施远距离爆破掘进煤巷(石门揭煤实施流程图见图三)。图三: 石门揭煤实施流程图 距煤层最小法向距离10m前打4个穿煤层全厚的超前探
10、孔,探明煤层位置、产状进行区域预测有无突出危险否是在距离煤层最小法向距离7m采取区域防突措施效果检验(残余测压)有无突出危险强化区域防突措施在揭煤工作面距煤层最小法向距离5m前用工作面预测方法进行区域验证(局部综合防突措施的工作面预测)有无突出危险实施工作面防突措施进行工作面措施效果检验,钻屑瓦斯解吸指标法 h2、K1有无突出危险强化工作面防突措施采用前探孔边探边掘,直至到远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置(最小法向距1.5m)工作面预测、效检、验证有无突出危险强化工作面防突措施在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭煤作业是否进入煤层顶板2m以上揭煤结束有有有有有无无无无无局部综合防突措施区
11、域综合防突措施六、区域防突措施(一)措施施工情况根据防治煤与瓦斯突出规定的要求,采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯的区域防突措施时钻孔控制范围为:石门揭煤处巷道轮廓线外12m(沿煤层倾斜方向),同时还应当保证控制范围外边缘上的任意一点到揭煤巷道(包括尚未掘进的巷道部分)轮廓上任意一点的直线距离不小于5m。在掘进工作面距煤层最小法向距离为7m前,在11011上顺槽揭煤巷的左帮掘1个钻场,钻场采用锚网喷支护,直墙半圆拱形,巷道净宽4.2m,净高3m,墙高0.9m,深4m,净断面11.6m2,在钻场内向揭煤区域施工88个穿层抽放孔,钻孔控制范围符合防治煤与瓦斯突出规定的要求。 11011上顺槽揭煤
12、巷掘进工作面距煤层最小法向距离7m时区域防突措施抽放钻孔设计平面图见图四、剖面图见图五、断面图见图六,抽放钻孔设计参数见表三。图四: 抽放钻孔设计平面图图五: 抽放钻孔设计剖面图图六: 抽放钻孔设计断面图表三: 11011上顺槽揭煤巷掘煤层法向距离7m时区域防突措施抽放钻孔设计参数表孔号倾角/与中心线夹角/孔深/m孔号倾角/与中心线夹角/孔深/m孔号倾角/与中心线夹角/孔深/m孔号倾角/与中心线夹角/孔深/m113右1250.22315右1541.74518右1933.56723右2525.7212右749.22413右940.64615右1232.16820右1623.9310右348.72
13、511右339.94713右431.36917右623.549左248.4269左239.74811左3317014左422.457左748.5277左839.8498左1031.27110左1422.766左1149285左1440.4506左1732727左2423.874左1649.8294左1941.4514左2433.3734左3225.582左2051.3302左2443.2521左3035.3741左3928.191左2453.6310左2945.753-1左3538.375-3左4431.510-1左2856.132-2左3348.654-4左4041.576-6左4935.3
14、11-2左3258.933-4左3751.755-6左4445.177-9左5339.31214右1345.93416右1637.65620右2129.57827右3122.11312右8453514右1036.45717右14287923右20201411右344.33612右435.65815右5278020右818.6159左2443710左335.35912左326.68116左518.1167左744.2388左935.5609左12278212左1818.6176左1244.7396左1536.2617左2027.8838左2919.8184左1745.6404左2137.3624
15、左2729.3844左3821.9192左2247.2411左2739.2631左3431.6850左4524.8201左2649.642-1左3241.964-2左3934.886-4左5128.521-1左3152.343-3左364565-5左4438.387-8左5532.622-3左3455.344-5左4048.366-8左484288-12左5836.811011上顺槽揭煤巷经采取穿层钻孔预抽石门揭煤区域防突措施后,必须对抽放效果进行区域措施效果检验。七、区域防突措施效果检验1、区域效果检验方法在11011上顺槽掘进工作面距煤层最小法向距离7m时,采用实测煤层残余瓦斯压力的方法进
16、行区域效果检验。当实施区域防突措施并经过足够时间卸压抽采后,煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa,效果检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其它异常现象,方可认为措施有效,否则延长抽采时间,直到措施有效。2、效果检验钻孔布置布置4个检验测试点,孔径为75mm,分别位于预抽区域内的上部、中部和两侧,且有2个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m范围,检验钻孔应远离预抽钻孔,尽量与预抽钻孔保持等距离。如果指标不超限,则经公司总工程师批准后方可再向前掘至距煤层最小法线距离5m处;否则,视为预抽措施无效,根据具体情况补充防突预抽措施孔,直至区域防突措施效果检验有效为止(区域防突措施效果检验钻孔平面图、剖
17、面图见图七、图八)。图七: 效果检验钻孔平面图图八: 效果检验钻孔剖面图 3、检验钻孔参数区域效果检验钻孔选择在11011上顺槽揭煤巷施工,施工位置为该揭煤巷掘进工作面距煤层最小法向距离7m处(各检验钻孔参数见表四)。表四 11011上顺槽揭煤巷7m处效果检验钻孔参数表孔号与中心线夹角()倾角()距钻场口距离(m)距钻场底板距离(m)钻孔深度(m)1右16151.21.334.52左8111.81.627.63左3492.41.922.94左1443.02.248.24、测压方法及步骤测压时采用直径20mm镀锌测压管、16mm注浆管配合1.6MPa的压力表完成。测压管2m/根,共10m,封孔长
18、度大于8m,测量室长度1m,为防止煤块堵塞测量室,测量室前端用丝堵封堵,测量管每隔0.2m钻一直径8mm的气孔。封孔材料选用水泥砂浆封孔,膨胀水泥与砂子的配比为12.5(质量比)。利用柱塞泵将砂浆注入孔内。(1)测压钻孔应穿透全煤,如一次不能穿透全煤厚,则必须进入煤层不少于3m。测压孔穿透煤层并清除岩粉和积水后,将测压管下至预定位置,在测量管上距气孔0.5m处固定面纱包裹,在孔口处打入木塞并固定好注浆管。(2)打开柱塞泵,将搅拌均匀的水泥砂浆通过注浆管注入孔内,直至测压管内有水流出为止。(3)在测压管上安装压力表。(4)通防部指定专人观察瓦斯压力,详细记录压力上升与时间的关系,建立记录台账,绘
19、制压力变化曲线。(5)如果瓦斯压力连续三天无变化,则可认为这个稳定压力就是煤层瓦斯压力值。八、区域验证经区域效果检验,当4个测压钻孔所测煤层瓦斯压力均小于0.74Mpa及效检钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等异常现象,方可认为措施有效,揭煤巷可向前掘进至5m,然后进行区域验证。区域验证方法:钻屑瓦斯解吸指标法。即:由工作面向煤层打3个直径75mm的钻孔,分别位于巷道的中部及两侧,钻孔应尽量避开预抽钻孔。在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次粒径1-3mm的煤钻屑测定瓦斯解吸指标h2,突出危险临界值参照防治煤与瓦斯突出规定执行。 突出危险性预测临界值煤样h2指标临界值/PaK1指标临界值/mL(gmin
20、1/2)-1干煤样2000.5湿煤样1600.4验证钻孔必须同时满足以下2个条件,方可认为无突出危险工作面,否则,为突出危险工作面,应采用局部防突措施。1、钻屑瓦斯解吸指标h2值均小于200Pa(干煤)或160Pa(湿煤),且K1指标均小于0.5 mL(gmin1/2)-1或0.4 mL(gmin1/2)-1。2、预测钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其它异常现象。验证测试指标:K1和h2值,如果指标不超限,则经公司总工程师批准后方可继续向前掘进至距煤层法向距离1.5m处,进行最后一次区域验证;如果指标超限,则必须执行局部综合防突措施进行瓦斯抽放(区域验证钻孔布置图见图九)。图九: 区域验证钻孔布置
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