1211运输顺槽掘进工作面防突专项设计lya.docx
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1、福泉煤炭有限责任公司 60万吨/年 防治煤与瓦斯突出专项设计前 言12111工作面面运输顺顺槽服务务于12211回回采工作作面运输输、通风风,自112400胶带运运输石门门开口沿沿煤层走走向向北北施工,巷巷道设计计走向长长度7550m。根根据已经经完成的的突出鉴鉴定报告告,2#煤层为为突出煤煤层,具具有突出出危险性性,为确确保安全全生产,依依照有关关规定编编制12211运运输顺槽槽掘进工工作面专专项防突突设计。根据防突突规定,煤煤巷掘进进和采煤煤工作面面的专项项防突设设计应当当至少包包括煤层层、瓦斯斯、地质质构造及及邻近区区域巷道道布置的的基本情情况、建建立安全全可靠的的独立通通风系统统及加强
2、强控制通通风风流流设施的的措施、工工作面突突出危险险性预测测及防突突措施效效果检验验的方法法、指标标以及预预测、效效果检验验钻孔布布置、防防突措施施的选取取及施工工设计、安安全防护护措施、组组织管理理措施等等基本内内容。 第一章章 概概 况一、矿井井概况福泉煤矿矿位于百百灵井田田24线线以北,总总体构造造为一走走向南东东、倾向南南西的单斜构构造,煤煤层平均均倾角 23。地地层主要要由石炭炭系太原原组,二二叠系山山西组、石石盒子组组组成。在在沟谷凹凹地中有有冲洪积积相砂、砾砾石堆积积物和风风积砂、黄黄土。地地下水主主要赋存存于沟谷谷凹地中中的砂砾砾石层和和石炭系系以及二二叠系砂砂岩地层层中。含含
3、煤地层层为石炭炭系太原原组和二二叠系山山西组,二二叠系石石盒子组组亦含有有233层薄煤煤层及煤煤线,但但均不可可采。矿井采用用斜井单单水平石石门开拓拓方式,中中央并列列式通风风,主采采煤层为为2#、33#、66#、77#煤。二 、煤煤层瓦斯斯地质1、2#煤层赋赋存情况况2号煤层层井田内内厚度00.3993.24mm,平均均1.330m左左右,含含166层夹矸矸,厚度度0.00211.300m,煤煤层倾角角18244,煤层稳稳定程度度为较稳稳定类型型,全区区可采。2、瓦斯斯地质2#煤层层属中灰灰分(MMA)、中等挥发分(LV)、低硫(LS)、高热值煤,弱粘结性。以三分之一焦煤为主,其次为瘦煤及少
4、量贫煤,有较好的瓦斯生成能力。从井田煤层赋存条件来看,2#煤顶板为中、细砂岩,厚度在38m之间,直接顶板为砂岩,有一层伪顶为粘土岩,随采随落。砂岩为直接顶时属不易冒落的稳定岩石。底板岩性主要为页岩、砂质页岩,岩性比较脆,但浸水后不膨胀,为较稳定的中硬底板。顶底板对瓦斯具有较好的封闭能力。根据矿井井煤尘爆爆炸性鉴鉴定报告告,井田田内2号号煤层均均属不易易自燃煤煤,煤尘尘具有爆炸炸危险性。根据福泉泉煤矿钻钻孔资料料及历年年来瓦斯斯鉴定资资料,22#煤层层的瓦斯斯含量分分布总体体上呈由由上向下下、由北北向南加加大的趋趋势,瓦瓦斯含量量高,工工作面瓦瓦斯涌出出量也会会升高,当当遇断层层、破碎碎带或煤煤
5、层变厚厚时,突突出危险险性将进进一步提提高。根据20011年年中国煤煤炭科工工集团西西安研究究院在我我矿完成成的瓦斯斯基础参参数测定定报告,22#煤层层倾角约约为233,煤层层赋存稳稳定,构构造简单单。矿井井测得最最大瓦斯斯压力为为3.005MPPa(111000水平),最最大瓦斯斯含量117.008m33/t。MMad00.400 %,AAad447.115%, Vadd13.16%。根据主井井12440轨道道石门揭揭露2煤煤情况,煤层倾倾角222.5,含44层夹矸矸,最厚厚夹矸00.5mm。煤层层厚度22.7-3.22m,由由南向北北有变薄薄趋势。220122年2月月13日日委托重重庆煤科
6、科院对112400水平煤煤2瓦斯斯含量进进行了测测定,两两组煤样样实测瓦瓦斯含量量为4.16777m33/t,88.68878mm3/t,说说明该区区域瓦斯斯含量变变化较大大。石门门揭煤区区域预测测过程中中测得最最大瓦斯斯压力为为0.220 MMPa,在在打钻过过程中无无夹钻、顶顶钻和喷喷孔现象象。揭煤煤过程中中,工作作面绝对对瓦斯涌涌出量为为0.888m3/miin,同同期矿井井瓦斯绝绝对涌出出量为77.5 m3/miin。3、构造造根据地勘勘报告,井田东部22-23勘探线之间只有F28正断层,其走向为北北西,倾向南西西,倾角8085,落差3-5m,断层的北端起于石盒子组地层,向南伸延到25
7、线30号钻孔以北3号煤层底板附近消失,全长近1500m,断距北大南小,地表错动迹象明显,有8个地质点控制,位置可靠,仅南段切割煤层浅部,因落差小,对于矿井生产影响甚微。但工作面区域不能排除存在构造的可能,掘进过程中应坚持地质先行,加强地质预测预报工作。4、水文文地质本矿水文文地质简简单,根根据含水水层埋藏藏深度、岩岩性等划划分为55个含水水带。第第一含水水带为22号煤层层底板以以上1550m左左右,含含水层厚厚度约777.00m,岩岩性为中中砂岩夹夹砂质页页岩,单单位涌水水量0.003365ll/s m,渗渗透系数数0.0004mm/d。对本工作面生产基本无影响;第二含水带为2号煤层底板3号煤
8、层底板,含水带厚度52.0m,含水层厚度约37.0m,岩性为中、粗砂岩夹煤层,单位涌水量0.001570.0709l/sm,渗透系数0.01040.279m/d。为基岩孔隙裂隙水,根据该区域瓦斯基础参数测定过程中打钻揭露2#煤层时的涌水情况分析,对本工作面生产有一定影响,第三第五含水带对本工作面生产基本无影响。因此,生产过程中必须坚持边探边掘,加强水文地质工作。三、工作作面概况况12111运输顺顺槽掘进进工作面面位于+12440m胶胶带运输输石门以以北,上上部为112111回采工工作面煤煤体,下下邻原生生煤体,北北以12211首首采工作作面切眼眼为界,南南接煤22运输顺顺槽联络络巷,毗毗邻12
9、234回回风顺槽槽掘进工工作面,地地表位置置无建筑筑物和河河流,设设计掘进进长度7750mm,沿22#煤层层底板掘掘进。掘掘出后服服务于112111采煤工工作面通通风、行行人和运运输。工工作面平平面布置置如图11-1。图1-11 12211运运输顺槽槽工作面面平面布布置图工作面前前期采用用钻爆法法掘进,煤煤、岩分分次爆破破,分装装分运。初初期排煤煤(矸)系系统为人人工装渣渣,矿车车运输,副副井串车车提升,综综掘系统统安装后后,运煤煤系统为为工作面面综掘皮皮带经煤煤2运输输下山到到12440胶带带石门。巷道设计计为异形形断面,净净断面114.998m22,支护护方式为为锚网、锚锚索联合合支护(如
10、图11-2。图1-22 12111运输输顺槽断断面图四、防突突基本程程序防突基本本程序如如图1-3 五、防突突设计的的依据(1)内内蒙古自自治区阿阿拉善福福泉煤炭炭有限责责任公司司煤矿改改扩建初初步设计计修改(220111审修版版)、内内蒙古自自治区阿阿拉善福福泉煤炭炭有限责责任公司司煤矿瓦瓦斯抽采采工程初初步设计计(审修修版)(兰兰煤院)(2)内内蒙古阿阿拉善福福泉煤炭炭有限责责任公司司60万万吨/年年矿井“四位一一体”综合防防突技术术措施;(3)防防治煤与与瓦斯突突出规定定、煤煤矿瓦斯斯抽采指指标(AAQ10026-20006)、煤矿安全规程。探明煤层赋存情况,收集瓦斯地质资料等开拓后区域
11、预测有突出危险突出危险工作面区域防突措施安全防护措施措施效果检验有突出危险无突出危险掘进作业工作面预测(2次)局部防突措施措施效果检验区域验证无突出危险工作面图1-33 防突基基本程序序图第二章 区域综综合防突突措施第一节 工作面面区域预预测一、区域域预测(措措施)单单元的划划分根据区域域预测要要求和公公司批准准的福泉泉煤矿煤煤2运输输顺槽条条带煤层层瓦斯突突出危险险性区域域预测总总体方案案,区区域“四位一一体”防突措措施控制制范围以以沿顺槽槽施工方方位600m条带带长度、巷道及沿煤层层面上下各15m范围为一个地质单元进行防突设计,依次实施区域“四位一体”综合防突措施,即每完成一个地质单元的区
12、域防突措施循环,经区域验证消突后,方可掘进。根据防突规定,当煤巷掘进在预抽防突效果有效的区域内作业时,工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m;因此每掘进40m必须停工进行下一个地质单元的区域“四位一体”防突措施,如经区域预测无突出危险,可不采取区域防突措施,掘进过程中严格执行工作面“四位一体”防突综合措施和区域验证,如此循环,直至完成设计巷道工程量。在接近切眼附近时,不足60m时,以实际剩余工程量做为一个地质单元,且保证措施有效范围超过切眼位置不小于20m。因此该工作面共划分为19个区域地质预测单元。二 区区域预测测 工作面开开掘前首首先完成成12111运输输顺槽条条带
13、煤层层瓦斯突突出危险险性区域域预测第一单元元区域预预测工作作,区域域预测工工作以井井下实测测了瓦斯斯压力或或含量指指标为主主,在分分析矿井井已揭露露煤层赋赋存、地地质构造造、动力力现象发发生规律律等情况况的基础础上,确确定第一一个预测测单元为为突出危危险区或或非突出出危险区区,并主主要依据据以下33点划分分突出危危险区和和无突出出危险区区:其评评判标准准主要有有以下几几点:1、实测测瓦斯压压力或瓦瓦斯含量量,临界界值为00.744 Mppa或88m3/t;2、无瓦瓦斯动力力现象(夹夹钻、喷喷孔等);3、实际际揭露和和钻探无无地质构构造。同时,在在预测过过程中对对2#煤煤的破坏坏类型、ff值、软
14、软分层厚厚度等指指标进行行现场实实际考察察,多方方位考察察其突出出危险性性,提高高预测预预报的准准确性。评判结果果应形成成预测报报告,经经公司、矿矿长、矿矿总工程程师批准准后执行行。经区区域预测测有突出出危险,必必须严格格执行两两个“四位一一体”综合防防突措施施要求,如如预测无无出危险险,可不不采取区区域防突突措施,掘掘进过程程中边掘掘边验证证,严格格执行局局部“四位一一体”防突措措施和安安全防护护措施,确确保安全全生产。第二节 区域域防突措措施2#煤层层除在石石门揭煤煤过程中中对揭煤煤区域瓦瓦斯进行行了抽采采以外,工工作面范范围煤体体未进行行抽采。做做为区域域防突措措施,在在不具备备开采解解
15、放层条条件下,主主要以预预抽煤体体瓦斯做做为区域域防突措措施。根据我矿矿煤层赋赋存和112111工作面面实际和和区域预预测单元元划分情情况,112111工作面面在煤巷巷掘进过过程中采采取顺层层钻孔预预抽煤巷巷条带瓦瓦斯的区区域防突突措施。主主要包括括:工作作面顺层层钻孔抽抽放和巷巷帮钻场场顺层钻钻孔抽放放。区域域防突措措施设计计如下:一、工作作面顺层层钻孔抽抽放设计计在工作面面按设计计掘进巷巷道断面面轮廓线线,参照照巷道中中心布孔孔,布置置两排114个钻钻孔,孔孔径900mm、孔孔间距00.8mm、排距距0.550.6m,钻钻孔控制制巷道及及两帮(上上帮5.6m,下下帮5.9m)一一定区域域。
16、钻孔孔投影长长度600m。封封孔深度度不得小小于100m,每每打完一一个钻孔孔,验收收后即封封即抽。实实际施工工过程中中煤层赋赋存状态态发生变变化时,应应及时探探明情况况,重新新确定钻钻孔参数数。钻孔孔布置如如图2-1 、22-2示示。 2-1:12111运输输顺槽工工作面钻钻孔布置置图492-2、112111运输顺顺槽工作作面钻孔孔布置投投影图(单单位:mmm)表2-11 钻钻孔设计计参数表表二、巷帮帮钻场顺顺层钻孔孔抽放设设计1、钻场场布置为合理降降低工程程量,钻钻场布置置参照112111运输顺顺槽设计计平、剖剖面图和和福泉煤煤矿瓦斯斯抽采设设计说明明书进行行设计,钻钻窝规格格、布置置与抽
17、采采设计保保持一致致,在顺顺槽上、下下帮各布布置一排排钻场,单单帮钻场场间距440m(中中-中),布布置抽采采钻孔,左左右两帮帮交替布布置,间间距200m(中中-中)。两两帮钻场场顺层抽抽放钻孔孔控制到到巷道两两帮轮廓廓线外66166m(上上帮:66.116.2,下下帮6.4116.22m),工工作面前前方600m,符符合防突突规定要要求。钻钻场布置置平面如如图2-3.图2-33 12211运运输顺槽槽钻场断断面图钻场净宽宽为4.0m、净净高为22.2mm的矩形形断面,深深为2.5m,净净断面SS净8.8m22,掘进进断面SS掘8.8m22,支护护方式为为锚网支支护。2、巷帮帮钻场顺顺层抽放放
18、孔布置置:钻孔按22排布置置,每排排4个,排排距0.6m、孔孔距0.5m,孔孔径900mm,封封孔深度度不得小小于100m,控控制到巷巷道两帮帮轮廓线线外155m。考虑到煤煤层煤厚厚变化,为为保证工工作面掘掘进安全全,掘进进过程中中半煤岩岩巷道或或煤厚3.55m情况况按照本本设计布布置钻孔孔(即88个),煤煤厚33.5mm或有地地质构造造另行补补充钻孔孔设计。钻钻场钻孔孔布置图图2-44。图2-44 顺槽槽钻场钻钻孔布置置平、剖剖面图表2-22 顺槽槽钻场钻钻孔设计计参数表表表2-22 12111运输输顺槽巷巷帮钻孔孔设计参参数表第三节 区域域防突措措施效果果检验一、区域域措施效效果检验验指标
19、及及临界值值根据我矿矿12111工作作面的实实际情况况,采用用残余瓦瓦斯含量量作为检检验指标标对区域域防突措措施进行行检验。由由于我矿矿尚未试试验考察察出适合合我矿的的临界值值,根据据防治治煤与瓦瓦斯突出出规定残残余瓦斯斯含量临临界值取取为8mm3/t,当当残余含含量小于于8m33/t时时,视为为无突出出危险区区,否则则,为突突出危险险区,预预抽措施施无效。二、区域域防突措措施效果果检验孔孔布置及及检验巷道每330m布布置一个个效果检检验测试试点,在在地质构构造复杂杂区每220m布布置一个个测试点点。根据据“测试点点布置于于所在断断面钻孔孔密度较较小,孔孔间距较较大、预预抽时间间较短的的位置,
20、并并尽可能能远离测测试点周周围的各各预抽钻钻孔或尽尽可能与与周围预预抽钻孔孔保持等等距”的原则则,检验验孔布置置在断面面中部,钻钻孔沿煤煤层倾向向,检验验孔深660m。采采用钻孔孔取煤样样测定瓦瓦斯残余余含量。第四节 区域域验证当区域防防突措施施检验结结果为无无突出危危险性时时,在掘掘进过程程中必须须进行区区域验证证。根据据防治治煤与瓦瓦斯突出出规定第第57条条之规定定,在煤煤巷掘进进工作面面应分别别采用第第七十四四条、第第七十八八条所列列的工作作面预测测方法对对无突出出危险区区进行区区域验证证。一、验证证方法煤巷掘进进过程中中采用测测定钻屑屑指标法法中的钻钻屑瓦斯斯解析指指标(h2或k1值)
21、、钻钻屑量(SS)指标标作为验验证方法法。预测孔平平行于工工作面推推进方向向,直径径为422mm,孔孔深为110m,预预测孔每每打1mm测定一一次每米米钻屑量量,钻孔孔每推进进2m测测定1次次钻屑解解吸指标标h2或或k1值值,突出出预测指指标临界界值为:S临 = 66kg/m,h2临临=2000Paa(湿煤煤样1660Paa),kk1临界界值干煤煤样0.5(湿湿煤样00.4);当工作作面预测测指标SSS临或h2h2临时,确确定本工工作面有有突出危危险性,必必须采取取防治突突出措施施。当工工作面预预测指标标SSS临且h2h2临时(或或k1k1临临),工工作面预预测为无无突出危危险工作作面。当当预
22、测无无突出危危险时,每每预测循循环留有有2m的预测测超前距距。具体方法法与第三三章中局局部防突突措施效效果检验验相同。二、验证证要求1、工作作面刚进进入无突突出危险险区时,立立即连续续进行至至少两次次区域验验证。2、掘进进工作面面每推进进30mm进行一一次区域域验证,在在构造破破坏带连连续进行行验证。3、每个个验证循循环必须须在工作作面至少少打1个个超前距距不小于于10mm的超前前钻孔或或采用超超前物探探措施,探探测地质质构造和和观察突突出预兆兆。 4、当当区域验验证为无无突出危危险时,必必须采取取安全防防护措施施后才能能进行掘掘进,首首次进行行验证时时,掘进进前保留留10mm的预测测超前距距
23、。5、只要要有一次次区域验验证有突突出危险险或超前前钻孔发发生了突突出预兆兆等,则则该区域域以后的的掘进过过程必须须执行局局部综合合防突措措施。第三章 局部部综合防防突措施施第一节 工作面面防突措措施根据煤22赋存和和瓦斯地地质情况况,煤层层厚度有有一定变变化,瓦瓦斯含量量较高,且且煤层透透气性低低,抽放放难度大大,掘进进过程中中可能遇遇到褶曲曲、断层层等小型型构造,区区域防突突措施难难以保证证消除突突出危险险。为确确保工作作面的安安全施工工,经工工作面预预测有突突出危险险时,在在全煤巷巷道及半半煤岩巷巷道掘进进过程中中设计采采用工作作面浅孔孔抽放局局部防突突措施。一、工作作面浅孔孔超前抽抽放
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