工作面专项防突设计.doc

织金县后寨乡永发煤矿 22701工作面瓦斯抽放设计 永 发 煤 矿2014年5月8日22701工作面瓦斯抽放设计一、概况（一）、工作面位置1、1192工作面位于首采区南翼，第一区段第一个工作面，北邻主、副斜井煤柱，西至矿井边界煤柱，南至M9号煤不可采区，东邻矿井边界。地面相对于连绵山岭。2、采面与邻近煤层关系采面M9号煤上距M8号煤11m,下距M15可采煤层52m。（二）、地质概况1、构造矿区位于金沙向斜南西部昂起端，地层呈单斜产出，倾向65-120度，倾角9-17度，平均13度。区内断层不发育，但在1192运输巷揭露一些小断层，短距0.2m-3.6m，对煤层连续性破坏不大。地质构造程度属中等类型。2、顶、底板特征C11煤层的直接顶板多为粘土岩、粉砂质泥岩，稳定性一般；底板为瓦灰色粘土岩，强度低，稳定性较差。3、煤层赋存情况煤厚：1.2m2.6m，平均厚：1.9m，结构：煤层不含夹矸。倾角：9°17°，构造附近倾角增大达到18°23°，容重：1.41tm3。煤层稳定性及其它：煤层是区内厚度变化较小且较稳定的可采煤层；黑色宽至中-细条带、局部宽条带状、半亮半暗型，玻璃、油脂光泽，参差状断口，节理裂隙发育。4、水文地质 1192工作面从地面上看，无河流，水泊等水害威胁，有每年4月至10月大气降水补给地层灰岩水的渗透，即以灰岩水为主、顶底板进水次之。但从1192工作面实际揭露巷道情况看，在1192运输巷中部（最低处）钻探该巷道前方有水涌出，要在该处设置临时水坑，按泵进行排水，直至把9号煤层周围水排干为止，但在工作面实际推进中，顶板冒落，时刻注意涌水情况，发现问题及时处理，防治水害隐患发生。 （四）、瓦斯、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性、煤层动力现象等情况地质煤矿2011年瓦斯等级鉴定为突出矿井，矿井瓦斯绝对涌出量为23.19m3min，相对瓦斯涌出量为77.9m3t。根据2009年8月19日中国矿大矿山开采与教育重点实验室提供的金沙县地质寨煤矿M9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，地质煤矿M9号煤层为突出煤层，则1192采煤工作面为煤与瓦斯突出工作面。（五）、矿井瓦斯抽放系统矿井安装了地面高、底负压两套抽放系统，其中：高负压选择两台SK30型水环式真空泵（1台工作，一台备用），配用电机55KW，最大抽放流量33.2M3min，抽放干管为D200mmPVC管，支管为D150mmPVC管；低负压选择两台2BE3-40型水环式真空泵（1台工作，一台备用），最大抽放流量68 M3min，抽放干支管为D200mm的PVC管。1192采面运输巷、中间巷道已各安装一路DN200高负压抽放管路，并在每趟管路及钻场位置安设闸阀、孔板流量计、放水器及除渣装置等，主要抽放工1192工作面M9号煤层瓦斯。1192采面回风巷已安装一路D350低负压抽放管路到工作面上隅角位置，且每隔12米安装有管道三通。（六）、矿井安全监控系统：矿井安装了KJ90AN监测监控系统，有监控主机两套，数据端口两台，UPS不间断电源两台，中心站软件一套，并设有防雷装置，矿井共有监测分站四台，设有瓦斯传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器、负压传感器、风门开关传感器、设备开停传感器。瓦斯传感器的设置、报警、断电、复电浓度与范围均符合煤矿安全规程的规定。分别在1192工作面运输巷、中间巷道、上隅角及回风巷各设一个瓦斯传感器，运输巷和中间巷道瓦斯传感器安装在进风巷距工作面煤壁10m范围内，断电值设为0.5%，断电范围为工作面及进、回风巷内所有非本质安全型电器设备；工作面和上隅角的传感器分别安装在回风巷距工作面煤壁10m范围内和工作面上出口的上帮靠空区侧位置，断电值设为0.8%，断电范围为工作面及回风巷内所有非本质安全型电器设备；回风巷传感器安装在回风巷回风出口10m处，断电值设为0.8%，断电范围为工作面及回风巷内所有非本质安全型电器设备。通风科安排人员对所有传感器每周至少进行一次校对。工作面回风巷测风站处设风速传感器监测采面风量变化。二、矿井及工作面通风系统情况及加强控制通风风流设施的措施矿井采用中央并列抽出式通风，主、副斜井进风，回风斜井回风。风机型号FBDZNO18/2×90kw，一台工作，一台备用。矿井总进风量为38M3s，总排风量为39.2 M3s。1192工作面回风巷通往中间运输巷的联络巷中安装一组正反向防突风门。1192工作面生产期间，回风系统严禁设置调控设施，必须保持回风系统畅通，并按地质煤矿1192工作面作业规程规定配足风量868 M3min。1192工作面采用U型通风方式，通风路线有两条，分别为：地面新鲜风主斜井皮带运输巷1192工作面运输巷1192工作面1192工作面回风巷回风斜巷回风斜井地面。地面新鲜风副斜井井底车场1192工作面车场1192运输巷1192工作面1192工作面回风巷回风斜巷回风斜井地面。 三、区域综合防突措施（一）区域突出危险性预测区域突出危险性预测（效检）根据煤层瓦斯压力P或煤层瓦斯含量W进行预测，其临界值见下表：煤层瓦斯压力或瓦斯含量区域预测（效检）临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3t）区域类别P0.74W8无突出危险区其他情况突出危险区根据中国矿大矿山开采与安全教育重点实验室提供的金沙县地质煤矿M9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，M9煤层为突出煤层，故1192工作面生产按突出危险区管理。（二）区域防突措施：（1）开采保护层1192工作面上部M8号煤层定为保护煤层，M8号煤层已开采多年，对释放M9号煤层瓦斯起到一定的作用。（2）预抽1192工作面M9号本煤层的瓦斯(1) 瓦斯抽放孔：（a）1192工作面里段长620,切眼倾向长110，面中部倾向长140m。在1192运输巷,从离工作面2开始布置瓦斯抽放孔, 孔距4, 孔经75,孔深50至60m, 打孔在上帮离巷道底上0.8,离巷道顶下0.8中间部位,尽量布置在软分层内，方位2740,倾角和煤层倾角一致上坡150；采用封孔机封孔，封孔深度不小于8,抽放负压为7-13KPa；1192运输巷共布置155个抽放钻孔,钻进总进尺6975。(b)在1192中间巷道，从距离补切眼2开始在下帮布置瓦斯抽放孔, 孔距4, 孔经75,孔深50m-60, 打孔在下帮离巷道底上0.8,离巷道顶下0.8中间部位,尽量布置在软分层内，方位940,倾角和煤层倾角一致下坡150；采用封孔机封孔，封孔深度不小于8,抽放负压为7-13KPa；1192中间巷道在下帮共布置120个抽放钻孔,钻进总进尺5400。（c）在1192中间巷道，从距离第二个补切眼2开始在上帮布置瓦斯抽放孔, 孔距4, 孔经75,孔深10-20m, 打孔在上帮离巷道底上0.8,离巷道顶下0.8中间部位,尽量布置在软分层内，方位2740,倾角和煤层倾角一致上坡150；采用封孔机封孔，封孔深度不小于8,抽放负压为7-13KPa；1192中间巷道在上帮共布置107个抽放钻孔,钻进总进尺3210。 （d）在1192回风巷，从安全出口联络巷2m开始在下帮布置瓦斯抽放孔, 孔距4, 孔经75,孔深20m, 打孔在下帮离巷道底上0.8,离巷道顶下0.8中间部位,尽量布置在软分层内，方位940,倾角和煤层倾角一致下坡150；采用封孔机封孔，封孔深度不小于8,抽放负压为7-13KPa；1192回风巷道在下帮共布置70个抽放钻孔,钻进总进尺1400。（三）区域措施效果检验1、1192工作面顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施采用残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为主要指标进行效检，效检时根据直接测定的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按表一的临界值对实施区域防突措施区域进行判断，当实际直接测定或间接计算的煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3t的预抽区域为无突出危险区，否则，仍为突出危险区。2、经区域措施效果检验确定为无突出危险区并进行验证按验证结果采取相应局部综合防突措施后进行回采。3、若检验结果仍为突出危险区，则措施无效，在已实施顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域继续加强抽放后并再进行效检，直至区域措施效果检验结果为无突出危险区，并进行区域验证后按验证结果采取相应局部综合防突措施后进行回采。4、工作面预抽回采区域煤层瓦斯的顺层钻孔施工完成后，施工单位绘制工作面防突措施竣工图报通风科，进行检验时，必须由通风科首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。5、区域措施效果检验采用直接测定的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量方法时，在工作面施工完顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域沿工作面推进方向每间隔3050m（断层附近减小取检验测试点间距至25m）至少沿工作面方向布置1个检验测试点或者取样点取煤样进行分析化验。取煤样时孔深不得小于煤层排放带宽度，即孔深为30m，且各取样孔应布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离，在地质构造复杂区域适当增加检验测试点。6、检验期间应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆，若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区，必须进行补钻或增加抽放时间后再进行区域措施效果检验，直至消除突出危险。当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区，必须进行补钻或增加抽放时间后再进行区域措施效果检验，直至消除突出危险。（四）区域验证1、区域验证方法与局部综合防突措施中工作面突出危险性预测（效检）方法相同，均采用钻孔钻屑量S和钻孔钻屑瓦斯解析h2值或K1值两项指标进行验证。区域验证、工作面突出危险性预测（效检）临界指标见表五，其具体操作详见局部综合防突措施中工作面突出危险性预测。2、采用上述方法对工作面执行区域防突措施且经区域措施效果检验后的无突出危险区域进行区域验证时：（1）在工作面进入生产时，连续进行区域验证，验证无突出危险时可推采，但每循环必须留设3m超前安全距，若为首次区域验证必须留设5m的超前安全距；（2）在构造破坏带进行区域验证时，验证孔间距要减小,且每循环留设的超前安全距要增大到5m。3、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回采，还应保留3m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，则该区域以后的回采作业均必须执行局部综合防突措施。4、区域验证后防突考察工将考察结果汇报调度室，并由调度室汇报总工程师批准后采取相应局部综合防突措施方可回采。防突考察工升井后必须及时将批准的突出预测预报（措施效果检验）报告单发放到有关单位，报告单上必须注明考察时钻孔内瓦斯浓度和是否有瓦斯涌出异常、喷孔等现象，同时注明所用防突考察仪器编号、考察里程、区域防突措施等情况。5、突出预测预报（措施效果检验）报告单要报送调度室、安全科、施工单位等。施工单位没有接到调度室的通知不准回采。四、局部综合防突措施（一）工作面突出危险性预测1、工作面突出危险性预测、效果检验均采用钻孔钻屑量S值和钻孔钻屑瓦斯解吸h2值或K1值两项指标进行考察，预测（效检）临界指标见下表： 工作面突出危险性预测（效检）临界指标h2值（h2max）最大钻屑量（Smax）钻屑瓦斯解吸（K1）危险性（mm水柱）KgmML（g·min12）有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面20（湿煤16）60.5（湿煤0.4）20（湿煤16）60.5（湿煤0.4）无突出危险工作面2、采用钻孔钻屑量S值、钻孔钻屑瓦斯解吸值h2值或K1值预测（效检）时，采用风煤钻或MQT50煤帮钻机在工作面距上风巷10m开始施工第1个考察钻孔，以后每隔12m15m布置直径为42mm、深为810m的钻孔（效检孔长度不得超过措施孔最短孔长，在瓦斯异常带及断层两盘各30m范围内适当增加考察钻孔个数（连续执行工作面突出危险性预测，孔间距设8m10m）。考察钻孔倾角可根据现场煤层倾角进行调整，以保证钻孔在全煤中钻进；有软分层时钻孔要在软分层中钻进，以保证测定指标的准确性。 （二）局部防突措施(1)上隅角采空区瓦斯抽放具体做法是：利用直径325mmPVC管,管身钻满小孔,插在上偶角的顶板切顶排外，用沙袋埋管封堵,此管用接头连接在PVC抽放瓦斯管路上,利用抽放管路的负压将上隅角采空区的瓦斯抽出去,抽放负压为1600MPa。（2)工作面瓦斯排放孔布置从上回风巷开始每隔5,打瓦斯排放孔,孔经75, 孔深20,允许推进15,留5超前保护,打孔尽量布置软分层内垂直工作面平行进行。每班由安全员、瓦斯检查员和跟班矿长对安全保护距离进行检查和控制,工作面采至保护距离时,由防突队重新在工作面打瓦斯排放钻孔,周而复始至工作面回采完毕。（三）、局部防突措施效果检验：在1192工作面每隔10m布置一个效果检验孔，钻孔垂直工作面，方位40，离煤层底板上0.8,离顶板下0.8m中间位置，尽量布置在软分层内， 孔经42,孔深10,采用WC-I型突出瓦斯参数仪进行效果检验,经测定如果最大钻屑量Sax和钻屑解吸指标h2或K1有一项超过临界值时,必须重新补打排放孔或延长排放时间后重新测定,直至消除危险性为止。(1)钻孔每打1测定钻屑量一次,每隔2测定一次钻屑解吸指标。根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Sax和钻屑解吸指标h2或K1,确定预测工作面的突出危险性。 用钻屑指标法预测煤层工作面突出危险性的临界值 h2最大钻屑量Sax K1危 险 性 Pa Kg/ L/L/g¡n1/2 200 6 5.4 0.5 突出危险性工作面 200 6 5.4 0.5无突出危险性工作面 (2)当预测无突出危险后,允许工作面正常推进7,留3保护距离,并在1192运输巷和1192回风巷道作好标记,每班由安全员、瓦斯检查员和跟班矿长对安全防护距离进行检查和控制,工作面采至保护距离时,由防突队重新在工作面打效果检验孔,周而复始至工作面回采完毕。（四）、安全保护措施：(1)所有参与防突作业人员必须经专门培训,经考试合格后方能上岗工作。(2)开工前必须先对钻机的完好情况、工作面及其附近进行全面安全检查,有隐患必须先处理后作业,加强敲帮问顶和支护,严禁空顶作业。(3)钻机必须有安设牢固,操作人员不得正对钻孔,以防喷孔伤人。(4)每班必须有专职瓦斯检查,只有在瓦斯浓度低于0.8以下时方可作业,瓦检员必须坚守工作岗位,对检查数据认真填写,并做好三对口,安设瓦斯监测传感器,工作面断电瓦斯浓度为1.0,回风巷断电点瓦斯浓度为1.5。压风自救系统装置必须按规定安设,并经常检查维护。(5)施钻人员必须随身携带便携式瓦斯报警仪,当瓦斯浓度达到0.8时,必须立即停止作业;当瓦斯浓度达到 1.5时,必须立即切断电源,撤出人员,到进风流中的安全地点,并向调度室及总工程师回报请示处理。(6)机电人员必须经常检查电器设备的完好情况,严禁出现失爆现象。(7)作业人员在施工时,如发现有突出预兆及其它异常情况,必须立即停止作业,撤出人员,并向矿上回报。(8)在打钻及排放瓦斯中,回风系统内不得从事与打钻无关的工作。(9)远距离放炮,放炮地点在运输巷必须离工作面不小于100的距离的躲避硐室内,使用毫秒电雷管,最后一段的延期时间不得超过130S,不得跳段使用;爆破后30in人员方可进入工作面。(10)加强1192工作面的通风,地面线路停电时,要有值班电工迅速启动矿备用发电机,并快速到风井启动提风机,回复通风系统。工作面严禁串联通风。(11)预测工作面有突出危险时, 采用C-I型突出瓦斯参数仪进行效果检验,经测定如果最大钻屑量Sax和钻屑解吸指标h2或K1有一相超过临界值时,必须重新补打排放孔或延长排放时间后重新测定,直至消除危险性为止。(12)在1192工作面运输巷和回风巷设置压风自救硐室, 自救硐室三条生命线设施齐全。(13)1192工作面回风巷防爆风门设置牢固可靠。(14)入井人员携带隔离式自救器。（五）、安全监测、监控（1）、根据煤矿安全规程第169条规定，高瓦斯矿井的采煤工作面必须在工作面运输巷和回风巷设置甲烷传感器。（2）、工作面回风巷中安设一台KGJ15型甲烷传感器，甲烷传感器距工作面的距离必须小于10米，并随工作面推进，逐步外移。采面上隅角的支柱上挂一台便携式甲烷报警仪。在1192中间巷道设置乳化液泵站，乳化液泵站必须设置甲烷传感器。甲烷传感器的断电浓度为1.0%，复电浓度为0.5%。（3）、1192工作面运输巷、中间巷道和回风巷的甲烷传感器及信号电缆要吊挂在巷道顶板上，严禁拖地及碰砸。信号电缆和电源电缆的敷设，按动力电缆的敷设要求全部悬挂起来，若与动力电缆同侧悬挂时，必须挂在动力电缆以上30厘米处。（4）、断电仪(型号为KHJ6.3型)控制区域为运输巷、中间巷道、工作面、回风巷中所有的电气设备，即回风巷中总馈电开关所控制的所有电气设备。由断电仪控制总馈电开关的停供电。电缆敷设、所控电气设备。（5）、断电仪可由总馈电开关供电，所用电缆必须使用专用电缆，不得与其它电缆共享。安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧，严禁接在被控制开关的负荷侧。（6）、甲烷传感器的报警浓度0.8，断电浓度1.5，复电浓度1.5，断电范围为工作面及其回风巷中全部非本质安全型电气设备。（7）、当安全监测仪器断电报警时，要撤出全部工作人员，并及时汇报调度室，派专人进行复查，并采取措施。（8）、监测仪器只能由专业人员进行检查维修，其它人员不得擅自拆卸、维修。（9）、安全监测仪器必须定期进行调试、校正，每月至少一次。（10）、安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须制定安全措施。