采煤工作面局部综合防突安全技术措施(干货).doc
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1、盐井一矿10904采煤工作面局部综合防突安全技术措施工程名称:10904采煤工作面局部防突措施编制单位: 通 风 科 总工程师: 雷 世 军 审 核: 周 伟 校 对: 陈 德 群 编 制 人: 赵 杰 编制日期: 2018年2月20日 措施编制依据说明一、10904采煤工作面回采地质说明书二、矿山安全法三、中华人民共和国安全生产法四、2016版煤矿安全规程、2009版防治煤与瓦斯突出规定五、10904采煤工作面区域综合防突措施及其批复六、煤矿安全生产标准化及考核评级办法七、盐井一矿10904采煤工作面设计八、10904采煤工作面辨识评估目 录一、概述1(一)区域采掘情况1(二)地质构造1(三
2、)瓦斯、煤尘及煤层自燃发火情况2(四)水文地质情况2(五)煤层赋存2(六)突出危险性分析3(七)采煤方法及工艺流程3二、区域综合防突措施3(一)区域预测3(二)区域防突措施实施情况3(三)区域防突措施效果检验4(四)区域验证5三、局部综合防突措施6(一)工作面突出危险性预测6(二)工作面防突措施7(三)工作面防突措施效果检验8四、安全防护措施8(一)通风管理8(二)瓦斯管理9(三)回采及防突钻孔施工期间撤人警戒要求9(四)防尘管理13(五)电器设备管理13(六)施工防突钻孔的安全防护措施14(七)避灾路线17(八)煤与瓦斯突出预兆17(九)组织保障措施19(十)措施的复审、贯彻、学习和考试25
3、 3 10904采煤工作面局部综合防突安全技术措施一、概述(一)区域采掘情况10904工作面属于矿井被保护层工作面,位于13号勘探线以北约273m13勘探线以南约95m(即-50m四石门-50m五石门之间)。该工作面上覆有11404工作面采空区(11404工作面机巷采至距-50m五石门37.9m、风巷采至距+10m六石门29.8m已停采回撤,机巷超前10904工作面始采位置344.2m,风巷超前10904工作面始采位置330.2m);下覆有K7工作面(未采部分)的机巷、风巷;工作面以北约20m为正在开采的10903采煤工作面。10904工作面作为10903采煤工作面接替工作面,现机巷、风巷已经
4、形成;无其他采掘活动。工作面对应地表在盐井麻弯拱一带山地,上限标高+20m,下限标高-40m,地面标高为+500+560m。工作面走向长度约368m、倾向长度平均114m。(二)地质构造根据机风巷揭露地质资料,在机风巷掘进过程中均未见断层构造,该工作面地质构造简单。(三)煤尘及煤层自燃发火情况根据重庆地质矿产所鉴定,K9煤层爆炸试验火焰长度为30mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉比例为70%,鉴定结论为有煤尘爆炸性。煤层自燃等级为类,属于自燃煤层。(四)水文地质情况K9煤层顶底板主要为泥岩,属隔水层;且据-50mK9煤层机巷及+20mK9煤层风巷实掘情况,预计该工作面水文地质条件简单,开采时无涌水。但
5、工作面回采后,采空区冒落带将有K14工作面采空区水沿冒落裂隙渗透入采空区,但水量较小,预计不超过2m3/h。(五)煤层赋存情况根据地质资料,该工作面K9煤层厚度平均为0.77m,煤层倾角平均为28。K9为半暗型煤,金属光泽,呈块状、粉状,含黄铁矿晶粒。K9煤层与下覆K8煤层(平均厚0.28m)平均间距2.3m,K9煤层与下覆K7煤层平均间距7.78m,K9煤层与上覆K10煤层(未采)平均间距1.9m,K9煤层与保护层K14煤层间距17.4m。附图1:10904工作面底板等高线图附图2:10904工作面I-I剖面图附图3:10904工作面井上下对照图附图4:10904工作面瓦斯地质图附图5:10
6、904工作面岩性综合柱状图(六)突出危险性分析根据对-50m四石门、-50m五石门、+10m五石门、+10m六石门安全揭开K9煤层的原始瓦斯含量为10.8598m3/t,大于8 m3/t,该区域K9煤层属突出煤层。故该工作面回采前必须进行区域消突并经区域效果检验、区域验证合格。二、区域综合防突措施(一)区域预测矿井范围内K9煤层具有突出危险性。(二)区域防突措施实施情况10904工作面采用开采保护层作为区域防突措施;对未保护范围采取施工顺层下向钻孔预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。1.开采保护层区域防突措施:选择K14煤层作为K9的保护层进行开采(现保护层K14工作面机巷超前10904工作面始采位
7、置344.2m,风巷超前10904工作面始采位置330.2m),同时在K14工作面回采前,矿在-50m瓦斯巷施工了穿K7-K14煤层的网格抽采钻孔,该部分钻孔同时穿过K9(K10)煤层,抽采其卸压瓦斯。根据防治煤与瓦斯突出规定附录D 保护层保护范围的确定作出保护关系图,10904工作面开采范围内K9煤层在倾向方向自风巷至以下35m(K10煤层倾向方向有29m)未受到保护,其他区域处于被保护范围。附图6:K14、K10、K9煤层保护关系图2.K9煤层未保护段顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施根据保护关系图,该工作面上部平均有约35m未受保护。故对上部未受保护区域在风巷施工下向顺层钻孔作为区域防突措
8、施。该部分钻孔采用ZDY-750C型液压钻机进行施工,孔径89mm,孔间距6m。抽采队于2017年7月21日8月9日、2017年11月26日12月10日期间共施工44个钻孔,并进行了接抽。3.K10煤层未保护段穿层钻孔防突措施鉴于该工作面上覆K10煤层与K9煤层平均间距1.9m,且K10煤层也属突出煤层。为确保K9煤层回采安全,对K10煤层未保护段进行施工穿层钻孔作为强化防突措施。该部分钻孔采用ZDY-750C型液压钻机进行施工,孔径89mm,孔间距12m*12m。抽采队于2017年7月17日8月21日期间共施工39个钻孔,并进行了接抽。附图7:10904工作面K9煤层钻孔竣工图附图8:109
9、04工作面K10煤层钻孔竣工图4.根据防治煤与瓦斯突出规定附录D关于开采下保护层的最小层间距的确定方式,即不破坏上部被保护层的最小层间距离为6.8m(=10*0.77*cos28=6.8m),小于K12煤层与K9煤层间距9.9m,故此判断K12煤层不被破坏。(三)瓦斯抽采达标评判情况10904工作面穿层网格钻孔控制区域(倾向长74m,走向长380m)作为评价单元1;10904工作面8-30#下向顺层钻孔控制区域(倾向长51m,走向长147m)作为评价单元2-1;10904工作面31-52#下向顺层钻孔控制区域(倾向长57m,走向长151m)作为评价单元2-2。10904采煤工作面瓦斯抽采达标评
10、判报告,截止2018年2月20日,单元1抽出瓦斯量429843m,经计算抽采率为39.1%,残余瓦斯含量为6.32m3/t;单元2-1抽出瓦斯量108705m,经计算抽采率为35.08%,残余瓦斯含量为6.8889m3/t;单元2-2抽出瓦斯量24709m,经计算抽采率为7.02%,残余瓦斯含量为10.8938m3/t。故该工作面评价单元1和评价单元2-1已经抽采达标,已实现抽采达标。由于评价单元2-2抽采时间短,暂不对其评判,待10904工作面距评价单元2-1边界20m前,再次对单元2-2进行评判。附件:10904采煤工作面瓦斯抽采达标评判报告(四)区域防突措施效果检验区域效果检验方法为穿层
11、钻孔取煤样测定煤层残余瓦斯含量。K9煤层区域防突措施效果检验测试点要求如下:1.根据防突规定第五十五条规定:“采用预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时,工作面倾斜长度未超过120m,沿工作面推进方向每隔3050m至少布置一个检验测试点”,决定在采用预抽煤层瓦斯区域防突措施的未保护范围沿工作面走向布置检验测试点,其中1#取样检验点布置在+10m五石门以南15m处的未保护区域,之后沿工作面走向每隔30m48m布置一个检验测试点,该段一共布置7个,即1#7#测试点,其中6#、7#测试点在工作面未保护区域,7#测试点在6#测试点下25m(详见附图),要求每个取样孔对K9、K10煤层分别进行取
12、样。采用ZYG-750C型钻机施工,孔径89mm,在+10m瓦斯巷施工。2.在取煤样测定残余瓦斯含量均在8m3/t以下,且施钻过程无卡钻、顶钻、瓦斯涌出异常等现象,再经审批后方进行下一步防突程序,否则必须延长区域防突措施抽采时间。附图9:10904工作面区域效果检验孔布置图(五)区域验证1.该工作面采取连续区域验证。区域验证采用钻屑解析指标法,即采用ZFS15型风煤钻机施工,孔径42mm,钻孔孔深不少于5m。临界指标(干煤)取K1为0.5ml/gmin1/2,钻屑量取S0为6kg/m。2.工作面实施连续区域验证时,验证钻孔沿煤层倾斜方向布置,间距1015m,其中上段未保护区域取10m、下段已保
13、护区域取14m,同时在距离机、风巷35m位置各布置一个验证孔。3.每循环回采必须保证至少2m验证超前距。相邻循环钻孔倾斜错位布孔。钻孔必须施工在软分层中,无软分层施工在煤层中部。4.验证孔由采煤队指派2人(有施钻经验者)负责施工。同时由防突工对每个钻孔按要求测定钻屑瓦斯解析指标K1值和钻屑量,要求每钻进1m测定该一米全部钻屑量S值,每钻进2m测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值,钻孔最后一米必须测指标。施工钻孔时注意观察施钻过程中有无卡钻、顶钻等异常情况,作好记录。并负责量取工作面的煤层倾角、煤厚等数据。验证报告单经通风科审查原始记录无误并签字后,报矿总工程师审批回采进尺。附图10:10904采煤工
14、作面区域验证(预测)孔设计图三、局部综合防突措施只要有一次区域验证为有突出危险或发现了突出预兆,该工作面必须执行局部综合防突措施。执行局部综合防突措施时要求如下:(一)工作面突出危险性预测工作面突出危险预测方式方法同区域验证。(二)工作面防突措施在工作面预测指标超标或者施工钻孔过程中发生卡钻、顶钻、瓦斯浓度涌出异常等现象时必须采取超前排放局部防突措施,即在超标预测孔上、下10m范围施工超前排放钻孔,间距3m。超前排放孔采用ZRJ25-400/250型煤矿用架柱式乳化液钻机施工,孔径75mm,孔深不小于10m,超前排放孔尽可能布置在软分层中(若无软分层则按设计要求布孔)。工作面推进过程中,每循环
15、至少保留3m防突措施超前距(地质构造带不小于5m)。(三)工作面防突措施效果检验采取超前排放局部防突措施后,必须进行防突效果检验。1.效果检验采取钻屑解析指标法,采用风(电)煤钻(电煤钻必须实行两闭锁)施工,钻孔孔径42mm。临界指标取K1为0.5ml/gmin1/2,钻屑量取S0为6kg/m。2.效检孔必须布置在措施孔之间,终孔间距13m,孔深10m。要求每2m测定一次K1值、每1m测定该一米的全部钻屑量。经检验K1和S0均无超标且施钻时无喷孔等异常现象,由总工程师批准许采进尺,必须保持不小于2m的效检孔超前距(必须同时满足至少3m防突措施超前距),采取安全防护措施后进行回采作业。效检孔由防
16、突工按要求布置钻孔参数,并负责参数测试。3.效检值大于或等于临界指标或在施孔过程中有喷孔、卡钻等瓦斯动力异常现象时,视为防突措施无效,必须停止作业,另外增补区域防突措施或报公司研究制定防突措施。附图11:10904采煤工作面超前排放孔及效检孔设计图四、安全防护措施(一)通风管理1.工作面通风方式和路线工作面采取 “U型通风”方式,上行通风。新鲜风-50m运输巷-50m四半石门-50m瓦斯巷-50m瓦斯巷五石门联络巷-50m瓦斯巷五石门10904机巷10904机巷10904采煤工作面(污风)10904风巷+10m六石门+10m瓦斯巷+10m总回风下山-50m四石门-50m回风巷-50m总回风石门
17、回风斜井地面。2.工作面风量计算(1)按绝对瓦斯涌出量计算:Q1=100q采KCH4=1000.921.6=147.2m3/min式中:q采工作面回风绝对瓦斯涌出量,m3/min KCH4工作面风量备用系数,机采工作面可取1.42.0,该工作面属保护层开采取1.6。(2)按二氧化碳涌出量计算:Q采i=67q采碳ik采碳i=670.131.412.2m3/min式中:q采碳i 采煤工作面回风巷风流中平均绝对CO2涌出量,取0.13m3/min;k采碳i 采煤工作面CO2涌出不均匀的备用风量系数,取1.4;67按采煤工作面回风流中CO2浓度不应超过1.5的换算系数。(3)按工作面同时工作面的最多人
18、数计算:Q2=4NK=4301.2=144m3/min式中:4为每人每分钟所需风量,即4 m3/min; N为工作面同时工作的最多人数,即30人。 K矿井通风系数,包括矿井内部漏风和配风不均匀的因素,取1.21.45。(4)按工作面温度计算:Q3=42VcScKiKl=421.15.091.01.0235.2m3/min式中:Vc工作面温度23,查表4-1取适宜风速取1.1m/s。 Sc工作面平均有效断面,(3.61.25+4.21.35)25.09m2。Ki工作面高度系数,本工作面采高小于2m,查表4-2 取1。Kl工作面长度系数,本工作面长度114m,查表4-3取1.0。42单位换算与有效
19、通风断面系数的乘积(6070)。表4-1 采煤工作面进风流气温与对应风速采煤工作面进风流气温/采煤工作面风速V采 /(m/s)201.020231.01.523261.51.826281.82.528302.53.0表4-2 采煤工作面采高调整系数采煤工作面采高/m系数k高2.01.02.02.51.12.51.2表4-3 采煤工作面采长调整系数采煤工作面采长/m系数k长150.815800.80.9801201.01201501.11501801.21801.31.4综上所述,工作面最低配风量应取以上四者的最大值255.6m3/min。(5)风量验算根据以上计算结果,可知10904工作面最大
20、配风量为Q4,故该工作面配风量为255.6m3/min,通过风速验算工作面风量如下:Q采15S采大 (m3/min)S采大=l大h采70% (m2)S采大采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;l大 采煤工作面最大控顶距,4.2m;h采 采煤工作面最大采高,1.35m;15采煤工作面允许的最小风速,m/min;代入计算可得:Q采59.5 m3/minQ采240S采小(m3/min)S采小=l小h采70%(m2)S采小采煤工作面最小控顶有效断面积,m2;l小 采煤工作面最小控顶距,3.6m;h采 采煤工作面最低采高,1.15m;240采煤工作面允许的最大风速,m3/min;代入计算可得:Q采695.
21、5 m3/min,通过计算可知59.5 m3/min255.6m3/min695.5m3/min,10904工作面按照255.6m3/min配风符合要求。回采过程中通风区应根据实际地质条件、温度、瓦斯等因素变化情况作出适当调整。(二)瓦斯管理1.在-50m四半石门、+10m南茅口上山下口配电点安设监测分站,随时监测工作面、上隅角、机巷、风巷等瓦斯和二氧化碳、一氧化碳、风速、方向、温度等变化情况。传感器安装位置及报警点、断电点、复电点、断电范围见下表。瓦斯传感器及CO等传感器安设位置及报警、断电、复电浓度设置表编号安装地点报警浓度()断电浓度()复电浓度()断电范围T010904采煤工作面上隅角
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