375揭煤防突专项设计.doc
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1、兴文县金河煤业责任有限公司m抽放巷石门揭煤防突专项设计 二0一三年会 审 意 见会 审 人签 名会 审 人签 名编 制 人调 度 室安 监 科安全副矿长机 电 科生产副矿长防突技术负责人机电副矿长技术负责人矿 长会审意见 目 录第一章 概 况3第一节 地面相对位置及邻近采区情况3第二节 煤(岩)层特征4第三节 地质构造4第四节 水文地质4第五节 瓦斯、煤尘、及突出危险性5第二章 通风及监控系统6第一节 通风系统6第二节 压风系统7第三节 安全监测监控系统7第四节 供电系统8第三章 石门揭煤区域综合防突措施8第一节 石门揭煤实施流程8第二节 区域预测10第三节 区域防突措施10第四节 区域措施效
2、果检验11第五节 区域验证12第四章 局部综合防突措施12第一节 揭煤工作面预测方法12第二节 揭煤工作面防突措施14第三节 工作面防突措施效果检验0第四节 安全防护措施1第五章 防突管理3第一节 防突组织管理3第二节 揭煤防突安全措施4第三节 防突主要设备8第四节 避灾线路9附图: 1.通风系统及避灾路线示意图2. 区域检验孔布置图3. 预测(检验)孔布置图 4. 瓦斯排放孔布置图第一章 概 况第一节 地面相对位置及邻近采区情况一、地面相对位置 该系统巷道相对应地面为大园顶以东山脊东面斜坡一带(西高东低);巷道距地表埋深300m,为一小型背斜构造,位于背斜轴东翼。二、相邻采区情况 巷道掘进层
3、位全范围均为实体煤岩层,东翼330m处为K5煤层回风上山,上方100m处为+410mK5回风巷;下部102m处为+330mK5瓦斯抽放巷,西翼+230m处为矿井田边界,其上部是k6煤层,均未布置回采巷道。第二节 煤(岩)层特征井田含煤地层为二叠系上统龙潭组,厚90105m,含煤10余层,其中可采及局部可采煤层3层,自上而下为:K6煤层(大汉炭或高炭):位于煤系顶部,上距长兴灰岩6.09.4m,煤层厚1.02.36m,平均厚1.91m,全区可采。煤层结构简单,局部含12层粘土岩或炭质泥岩夹矸,夹矸单层厚0.020.15m,煤层顶、底板均为粉砂质泥岩或泥岩、细砂岩,有时直接底板为粘土岩。泥岩细砂岩
4、为较稳固岩石,粘土岩具弱膨胀性,易底鼓,遇水尤为严重。K5煤层(小汉炭):上距k6煤层6.010.0m,煤层厚约0.8m,局部可采。K1煤层(细花炭):位于煤系底部,其下为黄铁矿层,厚约0.9m,结构复杂,局部可采。按“采矿许可证”规定,煤矿只开采K6煤层。煤层综合柱状图见附图一。第三节 地质构造巷道掘进范围内无大的地质构造。根据已掘的K5瓦斯抽放巷及K5回风上山地质资料反映,在巷道掘进范围内无大型地质变化,巷道在掘进过程中,不会遇到大的地质变化,但不排除遇到小的褶皱等地质构造,故在巷道掘进时应加强现场管理及先探后掘的措施。第四节 水文地质巷道位于K6煤层底板内,即含水性较弱的长兴灰岩下方,由
5、于其与长兴灰岩间多为粘土岩及砂岩,易吸附涌水,总体造成煤岩层干燥成粉率高;根据原来已掘的同层位巷道反映,在K5煤层内有少量的含水,故在巷道掘进时顶底板可能出现少量淋水、积水现象,掘进时应防止其对巷道施工、巷道工程质量和文明生产的影响。 第五节 瓦斯、煤尘、及突出危险性一、瓦斯参数矿井2009年委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对矿井煤层瓦斯参数进行了测定,K6煤层瓦斯参数如下表: 表1-1 金河矿K6煤层瓦斯参数测试结果汇总表煤层编号相对瓦斯压力/MPa煤体坚固系数f值瓦斯放散初速度p/mmHgK值瓦斯吸附常a/m3/tb /MPa-1K6煤层1.350.2428.95120.63
6、27.9331.166孔隙率/%孔隙体积/ml/g透气性系数/m2/(MPa2.d)钻孔瓦斯流量衰减系数/d-1煤的破坏类型瓦斯含量/m3/t6.660.05002.990.0428类13.23二、煤尘爆炸性根据2004年对K6煤层采样送四川省煤炭产品质量监督检验站检验,煤尘无爆炸性。三、煤炭自燃发火倾向性根据2004年对K6煤层采样送四川省煤炭产品质量监督检验站检验,K6煤层自燃倾向性为三级,不易自燃。四、煤与瓦斯突出危险性矿井2012年瓦斯等级鉴定结果绝对瓦斯涌出量为7.913m3/min,相对瓦斯涌出量为43.83m3/t,绝对二氧化碳涌出量为1.806m3/min,相对二氧化碳涌出量为
7、10m3/t。鉴定结果为煤与瓦斯突出矿井。矿井该309采区+260m水平于2008年9月5日曾发生煤与瓦斯突出重大事故,突出煤量1000吨,瓦斯涌出量10万立方。第二章 通风及监控系统第一节 通风系统一 巷道通风系统+375m抽放巷石门揭煤区域已形成独立的通风系统,通风路线为:新鲜风流:+410m主平硐人行副井+260mK6顶板集中运输大巷309采区溜煤下山+375m瓦斯抽放巷碛头。污风风流:碛头+375m瓦斯抽放巷309采区K5回风上山+410mK5集中回风平巷总回风上山风井(详见+375m石门揭煤工作面通风系统及避灾路线图)二 巷道局部通风巷道采用局部通风机压入式通风,工作面采用双风机双电
8、源供风,风机型号选用两台FBDNO2X5.6对旋式风机,一台使用,一台备用,电机为2X5.5KW,风量为140220m3/min。局部通风机配一台QBZ-2X80SF开关,可实行自动切换。风筒采用500600mm抗静电阻燃胶质风筒。风机安设在309采区溜煤下山口内,配备大于250 m3/min的供风量,能满足工作面的需风要求。三 通风设施1.在掘进此巷前,在+375m东K5瓦斯抽放巷处,已构筑两道正向风门和两道反向风门,风门之间的距离大于4m,风门的质量严格按照规定的要求构筑,墙垛厚度为1.0m。第二节 压风系统一矿井在地面设置有一台10m3的固定式空压机,并安设有压风管路直通井下各用风地点。
9、二在+260m集中运输巷距采区运输石门410m处设有压风避难硐室。硐室内设有50个压风自救装置,该压风自救装置与+260m集中运输巷内的压风管路相接,可正常使用。三为掘进该回风巷,安排在+375m水平309采区溜煤下山口设有临时压风避难所,安设压风自救装置8个。该压风自救装置与+260m集中运输巷内的压风管路相接,可正常使用。第三节 安全监测监控系统监测分站安设330m上车场配电点处;1、 在掘进碛头小于5m范围风筒异侧安设碛头瓦斯传感器,参数设置:报警浓度1%,断电浓度1.5%,复电浓度1.0%。碛头瓦斯传感器在放炮时撤到距碛头20m的安全位置,炮后及时恢复到碛头;2、 在掘进巷道回风内距全
10、风压混合处10-15m位置安设碛头回风瓦斯传感器,参数设置:报警浓度1%,断电浓度1.0%,复电浓度1.0%。探头位于巷中,距巷道顶板不大于30cm处;3、 在煤电钻开关处安设远程断电仪,用于控制巷道电煤钻开关实行瓦电闭锁;在风机电源进线电缆上安设开停探头监控风机运行情况。所有该回风巷的监测设备与地面监控中心站相连接,并与兴文县安监局的监控中心联网,可全天24小时实行监控。第四节 供电系统掘进工作面碛头电源来自+330m中央变电所。风机电源来自局扇专用变压器及开关、+260m风机供电专线,实行三专两闭锁,其它电源来自+330m水平变电所的变压器和专用线路,在+260m集中运输巷运输石门以东50
11、m处(采区下部车场)设采区配电点。采用一台QBZ-2X80SF开关控制局部通风机,且能自动切换。一台QBZ-80开关和BZZ-4-IV电煤钻综合保护开关控制煤电钻。所有井下电器设备全部选用矿用井下防爆电器设备。第三章 石门揭煤区域综合防突措施第一节 石门揭煤实施流程在+375mK5煤层距K6煤层最小法向距离7m前打2个穿过煤层全厚的超前探测钻孔,探明煤层位置、产状,采取区域防突措施,并进行效果检验,直到有效在揭煤工作面距煤层最小法向距离5m前用工作面预测方法进行区域验证(局部综合防突措施的工作面预测)如果区域验证有突出危险,实施工作面防突措施,并进行工作面措施效果检验,直到措施有效如果区域验证
12、为无突出危险或采取工作面防突措施并经效果检验有效时,则采用前探孔边探边掘,直至到远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置(最小法向距1.5m)采用工作面预测的方法进行最后验证,若经验证仍为突出危险工作面时则再次实施工作面防突措施,直到验证为无突出危险工作面在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层如果首次揭煤的远距离爆破未能一次揭穿煤层,则继续按照揭煤的安全、技术措施“过煤门”,直到进入顶板2m以上揭煤结束。(见石门揭煤实施流程图)一、 确定安全岩柱厚度在石门距煤层最小法向距离7m前打2个穿过煤层全厚的超前探测钻孔,探明煤层位置、产状,准确确定距采取区域防突措施的巷道掘进位置。石门揭煤实施流程图
13、距煤层最小法向距离7m前打2个穿煤层全厚的超前探孔,探明煤层位置、产状进行区域预测有无突出危险否是在距离煤层最小法向距离7m采取区域防突措施效果检验k1有无突出危险强化区域防突措施在揭煤工作面距煤层最小法向距离5m前用工作面预测方法进行区域验证(局部综合防突措施的工作面预测)有无突出危险实施工作面防突措施进行工作面措施效果检验,钻屑瓦斯解吸指标法 k1有无突出危险强化工作面防突措施采用前探孔边探边掘,直至到远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置(最小法向距1.5m)工作面预测、效检、验证有无突出危险强化工作面防突措施在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭煤作业是否进入煤层顶板2m以上揭煤结束有有
14、有有有无无无无无局部综合防突措施区域综合防突措施设计钻孔参数如表3-1。孔号孔径倾角方向角预计见煤点孔深备注165mm0平行巷道中线17.8m22m穿过煤层全厚0.5m265mm63平行巷道中线7.6m10.1m穿过煤层全厚0.5m钻孔布置如图3-1。 图3-1 石门揭煤超前探孔布置图根据实际见到的煤层顶底板钻孔长度,计算煤层倾角、煤层厚度,确定巷道与煤层的位置关系、煤层产状结构。第二节 区域预测根据历年瓦斯等级鉴定报告及矿井K6煤层曾多次发生突出事故的资料显示,判定K6煤层为突出煤层。因此,根据防治煤与瓦斯突出规定第三十八条“经评估为有突出危险煤层的新建矿井建井期间,以及突出煤层经开拓前区域
15、预测为突出危险区的新水平、新采区开拓过程中的所有揭煤作业,必须采取区域综合防突措施,并达到要求指标”的规定,在该处揭煤前,必须采取区域防突措施。第三节 区域防突措施按照目前掌握的煤层产状,K5煤层与K6煤层的法向距离为68m,为达到该处揭煤区域防突效果,决定在+375mK5瓦斯抽放巷内采用瓦斯穿层抽放的区域防突措施。(详见+375m石门揭K6煤层穿层钻孔设计)根据防治煤与瓦斯突出规定第四十九条第四款规定,打穿层钻孔进行预抽煤层瓦斯,设计钻孔最小控制范围:石门揭煤处巷道轮廓线外12m,同时还保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m。根据现场实际情况,
16、穿层抽放钻孔半径选用1.0m,现需在+375mK5瓦斯抽放巷布置15个钻场对此揭煤点进行抽放,每个钻场布置115#个钻孔穿透煤层全厚。钻孔布置见375m石门揭煤穿层钻孔设计平面图,及剖面图。第四节 区域措施效果检验根据区域防突措施抽采钻孔的抽采影响范围和抽采过程中测定的钻孔抽采参数计算区域瓦斯抽采率,当抽采率不小于30%或抽采时间不少于3个月时,进行区域措施效果检验。根据防突规定第五十二条第二款规定,采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验。检验孔的布置如图3-2。 图3-2 检验钻孔布置图 钻屑瓦斯解吸指标法检验石门揭煤工作面突出危险性的指标临界值如表3-2。表3-2 钻屑瓦斯解吸指标法指标临界值
17、煤样K1指标临界值/ml(gmin1/2)-1干煤样0.5湿煤样0.4如经区域措施效果检验仍有煤与瓦斯突出危险,则在超指标的位置附近补打抽采钻孔,进行强化预抽,然后再进行效果检验,直至检验孔均在指标临界值以下,方可在采取安全防护措施的前提下进行掘进作业,直至距煤层的最小法线距离5m,严禁超掘。第五节 区域验证在揭煤工作面距煤层最小法向距离5m时,采用局部综合防突措施的工作面预测的方法进行区域验证。根据防突规定第五十七条第一款和第七十一条第一款规定,采用钻屑瓦斯解吸指标法进行验证。如经过验证为无突出危险,则在边探边掘的措施下,掘进至法向距离煤层1.5m处,进行最后的验证(或揭煤工作面预测);如果
18、经过验证为有突出危险,则采用工作面防突措施进行消除突出危险。第四章 局部综合防突措施第一节 揭煤工作面预测方法工作面预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法进行预测。由工作面向煤层打4个直径42mm的钻孔、孔深需穿过K6煤层。由于是底板揭煤巷,巷道顶板比正前先见煤,因此,设计预测钻孔平行于巷道底板,并距底板1.0m。一个钻孔位于掘进巷道断面的中部,并平行于掘进方向,一个钻孔位于掘进巷道断面的顶部,平行于掘进方向以45度倾角布置,另两个钻孔在巷帮两侧各一个,其终孔点位于巷道轮廓线外24m处,在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1值。如果所有实测的指标值均
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