煤矿防治煤与瓦斯突出综合防突设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流煤矿防治煤与瓦斯突出综合防突设计.精品文档.目 录一、煤与瓦斯突出煤层及突出区域的划分2二、区域综合防突措施3(一)区域突出危险性预测3(二)区域防突措施4(三)区域措施效果检验4(四)区域验证5三、局部综合防突措施6(一)工作面危险性预测61、石门揭煤工作面突出危险性预测72、煤巷掘进工作面突出危险性预测83、采煤工作面突出危险性预测8(二)、工作面防突措施81、 石门揭煤工作面局部防突措施82 、煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施93 、采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施10(三)、工作面措施效果检验10(四)安全防护措施11四、安全技术措施12(
2、一)在瓦斯突出区域内作业的规定12(二)防突措施钻孔施工的安全技术措施15(三)突出危险区域内机电设备必须符合下列规定15五、*煤矿防治煤与瓦斯突出组织措施18*煤矿防治煤与瓦斯突出技术措施与组织措施*煤矿随着生产的发展,现进入三、四水平生产、开拓,三水平为主力生产水平,四水平大巷标高m,距地表垂深最大845m。由于开拓和生产水平加深,瓦斯涌出量随之增大,地质构造越来越复杂,从年月至年月共发生五起煤与瓦斯动力现象,其中四起经煤科总院抚顺分院鉴定为煤与瓦斯突出。特别是年月日在四水平495m标高石门揭层煤时,发生了一次中型的煤与瓦斯突出,突出煤量为56吨,喷出沼气量约3997m3。为确保安全生产,
3、做好防治煤与瓦斯突出工作。根据煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定,结合我矿具体情况,制定本技术措施和组织措施。一、煤与瓦斯突出煤层及突出区域的划分根据煤科总院抚顺分院*煤矿煤与瓦斯突出鉴定报告和当前已掌握的瓦斯动力现象及突出情况确定,在m标高以下层、层、层煤层定为煤与瓦斯突出煤层,其余煤层有下列情况之一的,应当立即进行突出煤层鉴定,鉴定未完成前,应当按照突出煤层管理:煤层有瓦斯动力现象的;相邻矿井开采的同一煤层发生突出的;煤层瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。 层、层、层煤层在m标高以下为煤与瓦斯突出区域,在该区域内进行采掘作业时必须采取区域综合防突措施和局部综合防突措施。二、区域综合防突
4、措施(一)区域突出危险性预测突出矿井应当对突出煤层进行区域突出危险性预测,经区域预测后,突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区,未进行区域预测的区域视为突出危险区。区域预测分为新水平、新采区开拓前的区域预测和新采区开拓完成后的区域预测。*煤矿区域预测采用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法,预测结果报矿总工程师批准。根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行:煤层瓦斯风化带为无突出危险区域; 根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果,采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置
5、分布与构造带有直接关系时,则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离,并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区;否则,在同一地质单元内,突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m(埋深)及以下的范围为突出危险区;划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域,根据煤层瓦斯压力P或煤层瓦斯含量W进行预测。根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P(MPa)瓦斯含量W(m3/t)区域类别P0.74W8无突出危险区除上述情况以外的其它情况突出危险区具体参数测定应符合下列要求: 预测所主要依据的煤层瓦斯
6、压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据; 测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置;同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个,沿倾向不少于3个,并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。(二)区域防突措施区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前,对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类,开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。*煤矿现有开采煤层中层、层、层鉴定为煤与瓦斯突出煤层。在可开采的煤层中层与层间距150米以上,层与层间距18120米,层与层间距20100米,层与层间距1080米,层与层间距
7、180米以上。*煤矿开采顺序是由上而下,即:由层到层。根据煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定,*煤矿开采层不具备开采保护层条件,可采用预抽煤层瓦斯防治突出措施。开采层后可解放层,开采*层和21层后可解放*层。开采保护层后,保护层有效作用范围参照防治煤与瓦斯突出规定第48条的规定预抽煤层瓦斯可采用的方式有:井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取,或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。 采取各种方式的预抽煤
8、层瓦斯区域防突措施时,钻孔布置应当符合防治煤与瓦斯突出规定第49和50条规定。开采保护层区域防突措施应当符合防治煤与瓦斯突出规定第46和47条规定。(三)区域措施效果检验1、开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量指标。保护效果有效性的临界值为:残余瓦斯压力0.74MPa,残余瓦斯含量8m3/t,被保护层的最大膨胀变形量大于3。如果各项测定指标都降到该煤层突出危险性临界值以下,则认为保护层开采有效;反之认为无效。2、检验预抽煤层瓦斯区域防突措施时,以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标。其中,在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层
9、钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,必须依据实际的直接测定值,对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其它突出预兆。若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其它明显突出预兆时,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。3、采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时,检验孔布置方式应当符合防治煤与瓦斯突出规定第55条规定。
10、(四)区域验证在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证,采用石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用工作面预测方法对无突出危险区进行区域验证时,按照下列要求进行:在工作面进入该区域时,立即连续进行至少两次区域验证;工作面每推进1050m至少进行两次区域验证;在构造破坏带连续进行区域验证;在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔措施,探测地质构造和观察突出预兆。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掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时,采掘前还应保留足够的突出预测超前距。只要有一次区域验证为有突出危险或超前
11、钻孔等发现了突出预兆,则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。三、局部综合防突措施(一)工作面危险性预测工作面预测是预测工作面附近煤体的突出危险性,包括石门揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测,应在工作面推进过程中进行。采掘工作面经工作面预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。未进行工作面预测的采掘工作面,应当视为突出危险工作面。突出危险工作面必须采取工作面防突措施,并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后,即判定为无突出危险工作面;当措施无效时,仍为突出危险工作面,必须采取补充防突措施,并再次进行措施效果检验,直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全防护
12、措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为:煤巷掘进工作面5m,回采工作面3m;在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距,但煤巷掘进工作面不小于7m,回采工作面不小于5m。每次工作面防突措施施工完成后,应当绘制工作面防突措施竣工图。在*.18.22煤层中有下列情况之一者,应视为突出危险工作面:在突出煤层的构造破坏带,包括断层、褶曲、火成岩侵入等; 煤层赋存条件急剧变化的区域;采掘应力迭加的区域;在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象; 工作面出现明显的突出预兆。 1、石门揭煤工作面
13、突出危险性预测石门揭煤工作面的突出危险性预测选用综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法。采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔测定煤层瓦斯压力P。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时,应当测定各煤层的综合瓦斯压力。测压钻孔在每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f,把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度p,则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数f值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数参数值。所测综合指标D、K值没有同时超过防治煤与瓦斯突出规定规定的临界值(D=0.25、K=15),预测结果该区域为无突出危险性区域。反之,则为
14、有突出危险性区域。综合指标D、K值按下式计算:D=(0.0075H / f-3)(P-0.74) (1)K=P/f (2)式中 D工作面突出危险性综合指标之一; K工作面突出危险性综合指标之二; H煤层埋藏深度,m; P软分层煤的瓦斯放散初速度; f软分层煤的平均坚固性系数; P煤层原始瓦斯压力,MPa。采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔,在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1mm3mm的煤钻屑,测定其瓦斯解吸指标h2值或k1。如果所有实测的指标值均小于临界值,并且未发现其它异常情况,则该工作面为无突出危险工作面;否则,为
15、突出危险工作面。 钻屑瓦斯解吸指标法参考临界值煤样h2指标临界值(Pa)K1指标临界值(mL/g)干煤样2000.5湿煤样1600.42、煤巷掘进工作面突出危险性预测进入突出煤层进行巷道掘进后,必须按防治煤与瓦斯突出规定要求,采用钻屑指标法或钻孔瓦斯涌出初速度法进行工作面突出危险性预测,测定钻屑瓦斯解吸指标h2、钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度。当预测指标h2、S、小于突出危险临界值,即h2200Pa,S6Kg、5L/min时,为无突出危险工作面;当预测任一指标满足h2200Pa、S6Kg、5L/min,为突出危险工作面。3、采煤工作面突出危险性预测采煤工作面突出危险性预测可使用煤巷掘进工作面的突
16、出预测方法,即煤钻屑解吸指标法和钻孔瓦斯涌出初速度法,沿采煤工作面每隔10m-15m布置一个预测钻孔,孔深根据工作面条件选定,一般为5 m -10m。当预测为无突出危险工作面时,每预测循环应留2m预测超前距。(二)、工作面防突措施局部防治突出措施是指突出煤层在实施较大范围的区域性防突措施,且达到规定指标后,在工作面采掘过程中,针对工作面较小范围内尚未消除突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围较小的局部区域。1、 石门揭煤工作面局部防突措施石门揭煤工作面的防突措施可采用预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化等措施。结合*煤矿生产实际,优先采用预抽瓦斯、
17、排放钻孔措施,其次选用金属骨架等防突措施。根据工作面岩层情况,实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最小法向距离为:预抽瓦斯、排放钻孔及水力冲孔均为5m,金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时,还应适当加大距离。在石门和立井揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时,钻孔直径一般为75120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是: 石门的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时,可分段施工,但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m,且进入煤层掘进时,必须至少留有5m的超前距离。预抽瓦斯和排放
18、钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽采状态。2 、煤巷掘进防治煤与瓦斯突出措施在突出危险煤层中,煤巷掘进工作面可采用超前钻孔(包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔)、深孔松动爆破、前探支架、水力冲孔或其它经试验证实有效的防突措施。超前钻孔用于煤层透气性好、煤质较硬、突出强度较小的煤层;深孔松动爆破适用于煤层透气性好、煤质较硬的煤层;水力冲孔适用于自喷现象严重的突出危险煤层;前探支架适用于松软煤层的平巷掘进工作面;结合*煤矿的生产实际,优先选择超前钻孔防突措施,其次是前探支架.深孔爆破等防突措施。采用超前钻孔应应当符合下列要求:巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围:近水平、缓倾斜煤层5m,倾斜、急
19、倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时,在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m,巷道下部煤层控制范围不小于3m;钻孔在控制范围内应当均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定;钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定,一般为75120mm,地质条件变化剧烈地带也可采用直径4275mm的钻孔。若钻孔直径超过120mm时,必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施;煤层赋存状态发生变化时,及时探明情况,再重新确定超前钻孔的参数;钻孔施工前,加强工作面支护,打好迎面支架,背好工作面煤
20、壁。3 、采煤工作面防治煤与瓦斯突出措施有突出危险的采煤工作面,可采用超前排放钻孔.预抽瓦斯.松动爆破、注水湿润煤体等防治突出措施。结合*煤矿实际条件,优先选择采用超前排放钻孔和预抽瓦斯防治突出措施。同时应遵守如下原则:采用超前排放钻孔和浅孔抽放瓦斯作为采煤工作面的防突措施时,钻孔直径一般为75120mm,钻孔在控制范围内应均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数;超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应根据钻孔的有效抽放或排放半径确定。 (三)、工作面措施效果检验1、在实施钻孔法防突措施效果检验时,分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位
21、置,并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。2、石门防治突出措施执行后,应采取钻屑瓦斯解吸指标等方法检验措施效果,即测定钻屑瓦斯解吸指标h2或残余瓦斯压力P。检验孔数为5个,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧,终孔位置应位于措施控制范围的边缘线上。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,则认为措施有效;反之,认为措施无效。当措施无效时,无论措施孔还留有多少超前距,都必须采取防治突出的补充措施,并经措施效果检验有效后,方可采取安全措施施工。3、 煤巷掘进工作面执行防突措施后,应用工作面预测方法进行措施效果检验。检
22、验孔应当不少于3个,深度应当小于或等于防突措施钻孔。如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于指标临界值,且未发现其它异常情况,则措施有效;否则,判定为措施无效。当检验结果措施有效时,若检验孔与防突措施钻孔向巷道掘进方向的投影长度相等,则可在留足防突措施超前距并采取安全防护措施的条件下掘进。当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时,则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有至少2m检验孔投影孔深超前距的条件下,采取安全防护措施后实施掘进作业。4、采煤工作面防突措施效果检验应用采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。沿采煤工作面每隔1015m布置一个检验钻孔,深度应当小于或等于防突措施钻孔。如果采
23、煤工作面检验指标均小于指标临界值,且未发现其它异常情况,则措施有效;否则,判定为措施无效。当检验结果措施有效时,若检验孔与防突措施钻孔深度相等,则可在留足防突措施超前距并采取安全防护措施的条件下回采。当检验孔的深度小于防突措施钻孔时,则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有2m检验孔超前距的条件下,采取安全防护措施后实施回采作业。(四)安全防护措施1、所有入井人员必须佩带隔离式自救器并熟悉其性能和使用方法。2、井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业时,都必须建立压风自救系统,压风自救系统应符合下列要求:压风自救系统设置在距揭煤处25-40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在位置
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