北大巷回风巷石门揭2#煤专项防突设计(最终)(32页).doc
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1、-北大巷回风巷石门揭2#煤专项防突设计(最终)-第 29 页邯郸矿业集团陶二煤矿-711m水平北大巷回风巷石门揭煤专项防突设计邯郸矿业集团陶二煤矿邯郸矿业集团陶二煤矿-711m水平北大巷回风巷石门揭煤专项防突设计签名表项目单位姓名时间编制瓦斯治理科瓦斯治理科邯矿分中心防突区通风区技术科地测科安监科调度室地测副总通风副总开掘副总机电矿长总工程师安全矿长开掘矿长生产矿长邯郸矿业集团陶二煤矿-711m水平北大巷回风巷石门揭煤专项防突设计一、概述1、巷道概况-711m水平北翼运输大巷回风巷(以下简称回风巷)位于陶二煤矿四下采区东部延伸开采区,与-711m水平北翼运输大巷连通。南部、北部为未开发区。巷道
2、掘进主要是用于-711m水平北翼运输大巷掘进时回风。设计总工程量945m,其中岩巷工程量469m,煤巷工程量476m。毛断面规格为4.43.5m(宽*高),净断面规格为4.23.4m(宽*高),半圆拱形断面,巷道两帮基础深100mm。由开拓区负责施工。2、煤层概况本次所揭煤层为2#煤,倾角约15-20。2#煤厚度1.354.59m,平均厚度3.5m。2#煤层顶板多为中、细粒砂岩,局部为泥岩和粉砂岩,底板岩性多为粉砂岩和泥岩。3、水文地质 该巷道位于位于山西组砂岩,临近石盒子组砂岩,山西组砂岩含水层主要以中、细粒砂岩为主,富水性较弱,局部富水性中等。渗透系数为1.96m/d,水质类型为HCO3S
3、O4CaNa型。石盒子组砂岩含水层,主要是由上石盒子组二段、四段和下石盒子组底部砂岩组成。岩性以中、粗粒砂岩为主,岩石裂隙不发育,富水性较弱,局部富水性中等。渗透系数为1.401.73m/d。水质类型为HCO3SO4CaNa型。2#煤顶板砂岩裂隙含水层,其厚度1520m,富水性较弱,局部富水性中等,水力联系弱,对生产一般不造成影响。巷道前方为新开采区,无小窑破坏区、无盲巷。因此,基本不受上部采空积水的影响。但地质资料简单,探明度低。4、瓦斯地质根据河南理工大学编制的邯郸矿业集团有限公司陶二煤矿瓦斯地质研究规律报告,将DF44断层以北划分为第单元,确定为瓦斯风化带,为无突出危险区;。本揭煤巷道所
4、揭2#煤标高在-700m,在钻场施工了3个测压钻孔,所测得最大瓦斯压力为0.62MPa,瓦斯含量2.07m3/t。二、通风系统及通风设施本次石门揭煤由煤层顶板向煤层底板揭煤。1、工作面采用压入式局部通风机供风。局部通风机型号FBD.NO-6.0、功率230kw,风筒直径800mm,风筒末端距掘进头的距离不得大于10m;局部通风机供风量m3/min。2、(1)进风路线:东副井-711北大巷风机-711北大巷-711北大巷回风巷掘进工作面迎头(2)回风路线:掘进工作面迎头-711北大巷回风巷-711北大巷-711北大巷回风通道首采回风上山新南总回风巷中央风井(见附图3)。3、工作面回风侧不得设置任
5、何控制风流设施。4、在局部通风机至工作面回风通道段安装2道防突反向风门;人员进入工作面时必须把防突反向风门打开、顶牢,工作面爆破或无人工作时防突反向风门必须关闭;风筒通过风门墙垛时,设置逆向隔断装置;风筒末端距掘进头的距离不得大于10m;风筒破损处及时修补。5、局部通风机必须设专职司机,严格现场交接班;局部通风机供风不正常或备扇不能正常工作时严禁进行爆破作业。三、揭煤工序安排突出危险区无突出危险区区域防突措施(法距7m前)无效有效工作面预测或区域验证(法距5m)突出危险工作面井巷揭煤前探(法距10m前)区域预测(法距10m前)区域效检无突出危险工作面安全防护措施加强支护措施工作面效检工作面防突
6、措施工作面验证(法距1.5m)无突出危险工作面四、煤层层位控制石门揭煤必须控制煤层层位,准确确定安全岩柱厚度,防止误揭煤层。1、根据已有资料,推测回风巷揭煤点附近2#煤与1#煤层间距约22m。2、控制层位钻孔设计(1)在回风巷钻窝中施工5个探测煤层位置钻孔。钻孔布置参数见表表1 煤层层位控制钻孔设计参数表孔号方位角倾角孔深(m)孔径备注4-4#260-284075不取芯4-5#260-165575不取芯4-6#260-510075不取芯4-7#26007075取芯(2)探煤钻孔见煤后,退出钻杆,更换取芯钻杆,取芯1m后,重新更换普通钻杆继续钻进。(3)煤层斜长通过取芯管中的煤样确定,若斜长超过
7、取芯长度(1m),则通过取芯长度加取芯后钻进煤深确定,最后通过三角函数计算出2煤在揭煤段的厚度。3、钻孔施工成果:表2 煤层层位控制钻孔成果参数表钻孔钻孔方位倾角终孔深度见煤深度孔径备注4-4#0-284139.575mm不取芯4-5#-8-16504375mm取芯4-6#-10-5625975mm取芯4-7#100686375mm不取芯根据钻孔成果分析,实测回风巷迎头距2#煤法距约27米。4、从工作面距2#煤最小法向距离5m至1.5m掘进过程中,采取每炮必探方式,即每次施工炮眼前由开拓区利用风锤及超强螺纹锚杆施工两个前探孔探明巷道与2#上煤最小法向距离,每次探测结果及放炮后进尺量及时汇报调度
8、室。技术科负责绘制一幅石门揭煤剖面进尺控制图,悬挂于调度室,调度室负责做好相关记录。技术科根据探煤情况、放炮情况、巷道实际施工情况及时标明迎头位置、最小法向距离、时间等参数,便于直观显示工作面与煤层关系。5、石门揭煤过程中,技术科地质测量部门负责提前进行地质预测、掌握施工动态和围岩变化情况,及时验证提供的地质资料,定期通报给瓦斯治理科、开拓区,遇有较大变化时,随时通报。五、 瓦斯压力及含量测定1、在回风巷钻场内施工的3个测压钻孔。2、.测压钻孔必须穿透全煤,一次不能穿透的,必须进入煤层不少于3m。测压孔若出水,必须根据水文地质情况,采取技术手段区分水压和瓦斯压力。3、测压钻孔施工工艺:1)测压
9、孔施工前,先按测压孔设计参数用94mm钻头施工注浆孔,施工工艺如下:开孔使用127mm钻头带压水(风)钻进4m停,退出钻杆,扫净孔内岩粉,把4m岩芯管(108mm/127mm)送入孔内,孔口管外露0.3m,用聚氨酯浇注棉纱封孔、注浆固管;24h后打压,压力不小于6MPa,时间不少于30min。改用94mm钻头压力(风)水排渣钻进见煤前2米停,在孔内下入1寸PVC返浆管至孔底2m左右(最前端一根为花管),同时下入一根4m长的注浆管(用聚氨酯封孔),通过注浆管向孔内注水泥浆至返浆管返浆。间隔后1h,关闭注浆管,再从返浆管注浆 ,终孔压力达到46MPa,并稳定不少于30min,注浆钻孔注浆完毕。2)
10、透孔。二次注浆24h后,采用直径94mm钻头施工至穿透2#煤层底板0.5m停钻,并用压风吹尽孔内钻屑,全程带压风起钻,钻孔施工完毕。4、测压孔封孔工艺:1)按图示要求放入测压管,做好一堵准备工作,跟入4分钢管(高压胶管耐12MPa压力)至孔口(最后一节带档板,挡板缠棉纱)。最前端2m采用带尖头的花管,所有接头缠生料带,用牙钳拧紧。2)坐底(第一堵)。使用封孔器及软管向彩条布内注入聚氨酯,注完后立即将注聚氨酯软管抽出。3)第二堵(堵孔口头)。下入1根注浆管至孔内,采用聚氨酯浇注棉纱封孔(长度不小于1m)。4)第一注。聚氨酯充分凝固后,从注浆管注入水泥浆至返浆管返浆,注浆力12MPa。5)第二注。
11、关闭注浆管口的球阀,改从返浆管注浆。采用多次加压方式注浆,间隔23小时左右加注,终孔注浆压力至46MPa。水泥:水(质量比)=1:0.7的水泥浆。5、钻孔开孔及钻进时,必须轻压慢转,确保钻孔成形质量。6、钻进过程中,操机人员必须注意孔口和压力表的变化,及时调整钻压和钻速。7、钻孔施工严格按钻孔设计参数进行施工,不能超出误差允许范围,倾角与方位角的误差为1。若遇到无法施工的钻孔时,及时与通防部联系,待调整参数后再继续施工。8、实测压力:2#煤瓦斯压力:p1=0.45Mpa;p2=0.57Mpa;p3=0.62Mpa。瓦斯含量w1=2.07m3/t,w2=1.89m3/t。六、区域性突出危险性预测
12、1、根据河南理工大学编制的邯郸矿业集团有限公司陶二煤矿瓦斯地质研究规律报告,北大巷回风巷位于DF44断层以北,为无突出危险区2、根据实测2#煤瓦斯压力Pmax=0.62Mpa,瓦斯含量Wmax=2.07m3/t,2#煤瓦斯压力Pmax=0.62Mpa,瓦斯含量Wmax=2.07m3/t均小于临界值P=0.70Mpa,W=7.5m3/t。3、各类钻孔施工过程中无吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。根据以上结论,北大巷回风巷位于无突出危险区。但考虑到瓦斯最大压力Pmax=0.62Mpa,接近临界值P=0.70Mpa,故为安全起见,决定采取区域综合防突措施。七、区域防突措施采用穿层预抽钻孔作为区域防突措施,
13、即在工作面施工孔径76mm的预抽钻孔,控制工作面两侧和上部轮郭线外12m。2#煤施工钻孔共计8行8列,64个孔,总工程量1996m,具体钻孔布置见附图,钻孔参数见附表1。八、区域措施效果检验区域防突措施效果检验进行预抽煤层瓦斯区域防突措施检验时,必须事先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。 根据防治煤与瓦斯突出规定第53条和第55条相关规定,采用钻屑瓦斯解吸指标法进行区域措施效果检验。方法如下:在石门预抽煤层期间,采用钻屑瓦斯解吸指标法对区域措施进行效果检验,检验孔数为5个,分别位于石门上中下部和石门两侧,并位于措施孔中间,终孔位置位于措施孔控制范围的边缘上
14、。岩层段用ZDY-4000型钻机施工,孔径75mm,孔深为穿透煤层全厚,煤样为湿煤。当所有检验指标值h小于160pa且未发现其他异常情况(喷孔、顶钻及其他明显突出预兆)时,为无突出危险区;当任一检验指标h大于160pa或发现其他异常情况时,为突出危险区,预抽防突效果无效,应继续采取区域防突措施直到措施有效为止。九、区域验证按下述石门揭煤工作面突出危险性预测方法进行。十、工作面突出危险性预测回风巷迎头距煤层最小法向距离5m进行工作面预测。采用钻屑瓦斯解吸指标法,测定钻屑瓦斯解吸指标,具体方法如下:1、由工作面迎头向煤层的适当位置施工5个钻孔,钻孔布置可参考附图。2、每个钻孔钻进到煤层时,测定每米
15、的瓦斯解吸指标h值。3、将钻屑瓦斯解吸指标h等于160pa(湿煤)定为其临界值,如实测得到的h2所有值均小于临界值,并且未发现其他异常情况(喷孔、顶钻、夹钻等),则工作面预测为无突出危险工作面;否则为突出危险工作面。4、虽然回风巷位于无突出危险区,即使其实测h、瓦斯压力、含量等指标均小于临界值,也无其他异常突出预兆,但考虑到该区域位于新水平开拓巷道,所以仍要执行工作面防突措施。十一、工作面防突措施 采用穿层预抽钻孔作为工作面防突措施,即在工作面施工孔径76mm的预抽钻孔,控制工作面两侧和上部轮郭线外至少5m,下部至少3m。2#煤施工钻孔共计6行5列,30个孔,总工程量896m,具体钻孔布置见附
16、图,钻孔参数见附表2。十二、工作面措施效果检验1、采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面措施效果检验,测定其钻屑瓦斯解吸指标。2、由回风巷迎头向煤层施工5个效果检验钻孔,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧,钻孔布置见附图。3、每个钻孔钻进煤层时,测定2#煤每米的瓦斯解析指标h。4、将钻屑瓦斯解吸指标h等于160pa(湿煤)定为其临界值,实测所有值均小于临界值,并未发现其他异常情况(喷孔、夹钻、顶钻等)时,则工作面防突措施有效。否则工作面防突措施无效。5、当工作面防突措施无效时,必须补打防突措施钻孔(补打钻孔措施另行制定),并再次进行工作面措施效果检验,直至措施有效。十三、远距离爆破1、爆破地点:本
17、次揭煤躲炮位置选定在-711北大巷防突反向风门外,并配备压风自救系统和直通调度室的电话处。2、远距离放炮前,由现场施工单位负责人安排警戒人员并做好相互的通讯联络工作。将所有人员撤至防突反向风门外,并立即向调度室汇报。3、避灾路线:-711北大巷回风巷-711北大巷东副井升井断电要求:切断北大巷、回风巷、回风通道内所有非本质安全型电气设备电源。4、连接母线前,井下除爆破人员、瓦斯员、安检员、班队长和现场指挥的矿领导五人外,与揭煤无关的其他人员必须全部撤离,向调度室汇报,由调度室向井下现场指挥的矿领导下达可以开始爆破的指令。5、严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。6、揭煤爆破必须采用全断面
18、一次起爆。7、放炮时,参加揭煤的人员必须在躲炮地点静侯,不得随意走动,严禁进入揭煤工作面回风系统。8、从离煤层法距5米至1.5米的揭煤过程中,每次放炮循环进度1.4-1.6米,从离煤层法距1.5米至穿过煤层底板2米的揭煤过程中,每次放炮循环进度0.7-0.8米。9、从北大巷迎头距煤层最小法向距离1.5m开始到穿过煤层进入顶板2m(最小法向距离)的揭煤作业段都采取煤体注浆、架设U型钢支护,U型钢间距不大于0.8m。10、爆破30分钟后,瓦斯员、班队长首先向调度室瓦斯监控中心询问瓦斯浓度,确认瓦斯浓度低于0.5%由现场指挥的矿领导带领瓦斯员、安监员、爆破工、班队长进入现场实施检查瓦斯、验炮、除尘等
19、工作。如一切正常,可允许其他人员进入。11、发现拒爆、残爆等异常情况时,必须立即汇报调度室,被调度室批准后方可处理拒爆、残爆。十四、最后验证回风巷迎头距煤层最小法向距离1.5m时,采用工作面预测方法进行最后验证,若验证仍为突出危险工作面则再次实施工作面防突措施(措施另行制定),直到验证为无突出危险工作面。十五、过煤门段安全措施(一)局部综合防突措施1、工作面突出危险性预测(1)采用“钻屑指标法”进行工作面突出危险性预测。(2)临界值暂定为Smax=4.0kg、h=160pa。(3)钻孔布置:施工3个预测钻孔,孔径42mm,有效孔深8m。钻孔应尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于巷道断面中部,并平
20、行于掘进方向,其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m(钻孔布置见附图12)。(4)钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,每钻进2m至少测定1次钻屑解吸指标h2。(5)当实测的S、h2的所有测定值均小于临界值,并且未发现其他异常情况(喷孔、夹钻、顶钻等),则该工作面为无突出危险工作面;否则,为突出危险工作面。(6)当工作面实测为突出危险工作面时,则以后进行的采掘作业都要工作面防突措施。2、工作面防突措施(1)工作面采用超前排放钻孔作为工作面防突措施。(2)钻孔布置:措施孔直径76mm,孔底间距不大于2m,孔深10m(有效投影孔深)。每排钻孔数量为13个,成扇形均匀布置。(3)回风巷
21、为缓倾斜煤层,上、下帮措施孔控制巷道轮廓线外5m。(4)如果由于地质条件或其他原因不能执行所规定的专项防突设计时,施工单位必须立即停止作业,并报矿调度室,由总工程师组织技术科、地测科和瓦斯治理科等有关单位,到现场调查,查明情况后,由瓦斯治理科修改或补充专项防突设计,施工单位再改变施工措施。3、工作面防突措施效果检验(1)所有措施孔排放时间达到2小时以上后,采用“钻屑指标法”对工作面防突措施进行效果检验,临界值定为Smax=4.0kg、h=160pa。(2)效果检验施工3个钻孔,钻孔有效投影深度8m,钻孔应尽可能布置在软分层中。一个位于巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔的终孔点应位于巷道断
22、面两侧轮廓线外24m。(3)检验孔打在措施孔之间,并尽量使其孔间距较大,效果检验孔不得与措施孔穿孔,否则,必须重新打孔。(4)在效果检验前,应先检查措施孔施工情况,打钻检验过程中还要观察有无夹钻、顶钻、喷孔等突出预兆。当发现突出预兆时,视为工作面防突措施无效。(5)实测S、h2所有值均小于临界值,并且未发现其他异常情况(夹钻、顶钻、喷孔等),则措施有效;否则,措施无效。(6)当措施无效时,必须补打防突措施钻孔或增加排放时间,并再次进行效果检验,直至措施有效为止。(7)工作面防突措施效果检验有效时,应当在留有不少于5m的措施孔超前距和不少于2m的检验孔超前距的条件下,采取安全防护措施后方可掘进作
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