《防突专项设计培训》PPT课件.ppt
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1、防突专项设计专题讲座四川矿山安全技术培训中心王建湘教授级高工国家安全生产专家(AQZJ042012)电话:一、防突专项设计的层次煤与瓦斯突出矿井防突专项设计的层次,根据防治煤与瓦斯突出规定第14条、80条、86条的规定:新水平、新采区和采掘工作面必须编制防治煤与瓦斯突出专项设计。可将防突专项设计分为三个层次,即:新水平防突专项设计;新采区防突专项设计;采掘工作面防突专项设计(包含:石门揭煤工作面、煤巷掘进工作面、回采工作面)。二、防突专项设计的主要内容1、新水平、新采区防突专项设计内容、新水平、新采区防突专项设计内容根据防治煤与瓦斯突出规定第14条规定,新水平、新采区防突专项设计应包括:1)矿
2、井开拓方式(竖井、斜井、平硐);2)采区巷道布置(主要指采区上下山、区段平巷、采区集中回风巷、集中进、回风石门等);3)采煤方法(走向长壁、倾斜条带);4)煤层开采顺序(下行、上行);5)矿井通风系统(主要通风机、进回风巷道“风流线路”、通风设施、矿井或采区配风量)。6)防突设施、设备(1)矿井瓦斯监控系统;(2)矿井瓦斯抽采系统;(3)压风自救系统;(4)防尘供水系统;(5)隔抑爆系统(6)避灾硐室;(7)人员定位系统;(8)矿井通讯系统。以上各大系统凡是已有的,只要强调规定和说明技术要求即可;如果没有的必须进行具体的施工设计,以便现场照此施工。7)区域综合防突措施(1)区域突出危险性预测(
3、矿井建设前突出危险性评估、开拓前预测、开拓后预测),设计中必须按照防治煤与瓦斯突出规定第42、43条预测的方法和指标执行。(2)区域防突措施(保护层、预抽煤层瓦斯),在设计中必须简要论述区域措施选择的理由,当区域措施选择好后,必须作区域措施具体设计;(3)区域措施效果检验,设计中必须表述清楚检验的具体方法和判别指标;并设计出检验钻孔布置施工图及其相应的施工参数。(4)区域措施效果验证(区域预测为无突出危险区,在采掘作业过程中必须按规定进行区域措施效果验证),描述清楚措施效果验证的方法和具体指标。以上都要求按照相关内容进行具体的设计,以便现场按照设计和具体的施工图进行施工。8)局部综合防突措施(
4、1)工作面突出危险性预测(预测方法和预测指标);(2)工作面防突措施(超前“排放、抽放”钻孔,金属骨架、松动爆破、水力冲孔、水力疏松等),但措施选择时,必须严格执行防治煤与瓦斯突出规定第87条的有关规定。下山不得选用水力冲孔和水力疏松;上山不得选用松动爆破、水力冲孔、水力疏松措施。(3)措施效果检验(方法及指标);(4)安全防护措施(压风自救袋安装、防突风门安装、远距离爆破、隔离式自救器等个人防护)。9)安全技术措施(1)通风系统管理;(2)监控系统管理;(3)防突管理;(4)防失爆管理;(5)放炮管理;(6)避灾措施与避灾线路。10)防突工程计划安排及资金概算11)防突验收标准设计说明与附件
5、。以上即为新水平及新采区防突专项设计的主要内容。2、工作面防突专项设计、工作面防突专项设计 石门揭开(穿)突出煤层最容易发生煤与瓦斯突出,也是最危险的一项作业,平均突出强度远大于其他类型工作面的的突出,对矿井的危害极大。稍有疏忽就可能引发突出事故,甚至是恶性事故。所以防治煤与瓦斯突出规定要求石门、立井、斜井揭穿突出煤层必须编制专项防突设计。例如:重庆市、合川县的三汇一矿+280m水平平峒揭开K1煤层时发生了一次特大型煤和瓦斯突出,突出强度12780吨,瓦斯量140万立方米。95年10月巡场煤矿在0m水平装车石门揭煤过程中,在处理门坎时,发生一次特大型煤与瓦斯突出,突出煤量3100多吨,涌出瓦斯
6、25万m3。瓦斯逆流3100多米。1)石门揭穿煤层防突专项设计内容)石门揭穿煤层防突专项设计内容(1)石门揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况;(2)通风系统及通风设施;(3)控制石门待揭煤层位置(探测钻孔设计、预想剖面图绘制),准确确定安全岩柱厚度的措施;(4)局部综合防突措施(工作面突出危险性预测、防突措施、措施效果检验;预测孔、检验孔的布置以及预测、检验的方法和指标);(5)安全防护措施及避灾线路等;(6)加强过煤层段支护的措施;(7)组织管理措施。设计说明以及附件资料。2)煤巷和回采工作面防突专项设计)煤巷和回采工作面防突专项设计(1)煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置
7、情况;(2)通风系统及通风设施;(3)局部综合防突措施(突出危险性预测、工作面防突措施、措施效果检验,预测和检验的方法与指标,措施孔、预测、检验孔的布置与设计);(4)安全防护措施;(5)组织管理措施;(6)避灾措施及避灾线路。防突设计的好坏及施工质量是保证工作面防治突出效果的关键。防突设计中对于安全系统、安全设施、突出危险性的预测,防突措施选择,措施效果检验方法、检验指标和安全防护等最为关键。这是防突专项设计的主要内容,必须根据本矿井的实际情况,选择适合本矿井的,并具有针对性的防突措施和措施效果检验方法与检验指标以及安全防护措施。三、石门揭煤防突专项设计专题讲座三、石门揭煤防突专项设计专题讲
8、座1、石门揭煤的基本条件、石门揭煤的基本条件为保证揭煤工作面的安全生产,石门揭煤前必须具备基本的安全生产条件:(1)石门必须具备独立、可靠的通风系统;(2)局部通风机与掘进工作面之间必须设置正反向风门,风门的位置、强度和质量符合规定;(3)矿井必须有瓦斯监控系统、压风自救系统、紧急避险(避灾硐室)系统、通讯联络系统、人员定位系统、供水施救系统等安全避险“六大系统”必须完好并能正常使用;(4)石门瓦斯预抽或瓦斯排放区域措施必须执行到位,并经区域措施效果检验有效;(5)待揭煤层的位置必须探测准确,并绘制预想剖面图。2、石门揭煤的程序、石门揭煤的程序 第61条规定:石门掘进至距突出煤层法线距离10m
9、之前,应当至少打2个穿透煤层全厚且进入顶(底)板不小于0.5m的前探取芯钻孔,并详细记录岩心资料。当需要测定瓦斯压力时,前探孔可用作测定钻孔。如果遇断层破碎带,掘进工作面距煤层法线距离20m之前必须打一定数量的前探钻孔,以便确切掌握煤层的厚度、倾角、地质构造、瓦斯等情况。注意!在10m或20m的位置,打前探钻孔了解上述情况,主要目的在于进行区域突出危险性预测,所以一般都在此位置测定煤层瓦斯压力和了解煤层与煤层瓦斯的赋存状态。第62条规定:当掘进到煤层法线距离5m开始到穿过煤层进入顶(底)板2m的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计,报煤矿企业技术负责人批准。揭煤作业应当具有相
10、应能力的专业队伍施工,并按照下列程序进行:1)探明揭煤工作面距离煤层的相对位置;绘制预想剖面图;2)在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测(或区域验证);3)工作面预测(或区域验证)有突出危险时,采取防突措施,并进行措施效果检验;4)掘进至远距离放炮穿过煤层前的工作面位置,采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证;5)采用安全防护措施,实施远距离放炮揭开或穿过煤层;6)岩石巷道与煤层连接处加强支护。以上程序采用框图表示:石门揭煤作业程序框图3、石门揭煤防突专项设计前的准备工作、石门揭煤防突专项设计前的准备工作1)收集待揭石门相关的图纸资料。比如:采掘工程平面图、矿井通风系统图、石门揭煤
11、区域的区域防突措施、待揭石门的瓦斯地质资料以及开拓掘进的技术条件等。2)根据已有资料分析石门揭煤的基本条件与安全生产的可靠性。(1)石门揭煤工作面通风系统的独立、可靠性;(2)工作面的有效风量,进、回风巷道断面、风速,正反向风门的位置、强度和质量等;(3)安全避险“六大系统”的建设、完好、使用等情况;(4)区域措施执行以及效果;(5)地质构造、煤层顶底板岩性、硬度系数,煤层瓦斯含量及涌出量,相邻区域的突出情况等;(6)施工队伍的技术水平及管理水平。通过以上分析,找出石门揭煤存在的问题,以便在编制石门揭煤设计的过程中,根据存在的问题,采取针对性的措施,确保矿井安全生产。4、石门揭煤防突专项设计的
12、具体编制、石门揭煤防突专项设计的具体编制石门揭煤专项设计编制说明专项设计不能代替作业规程,因为专项设计是由防突办编制,而作业规程是由生产科编制,这里考虑了专业分工的问题,由于生产与防突科室专业知识的侧重点不同,专业知识的厚重也不尽相同。所以,分开编制更有利于安全生产;如果防突专项设计与作业规程合为一本,其内容更多,更复杂。1)石门揭煤专项设计依据(1)石门的石门的位置以及与相邻巷道的位置关系等;(2)石门长度以及见煤距离(石门预想剖面图);(3)工程地质(煤层层数、间距、厚度、倾角、顶底板岩石性质以及地质构造)以及水文地质(地表、井下水体,老窑、采空区,断层、裂隙水等);(4)其它施工技术条件
13、(煤层瓦斯、煤与瓦斯突出、煤层自然发火、煤尘爆炸等);(5)防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程等。2)安全系统及安全设施设计)安全系统及安全设施设计揭煤工作面通风系统揭煤工作面通风系统(1)石门需风量计算及局部通风机选择)石门需风量计算及局部通风机选择作面同时工作最多人数计算 Q=4N(m3/min)式中:N工作面同时作业的最多人数。按气候条件计算 Q=60VS净(m3/min)式中:Q掘进工作面配风量;V巷道风速一般取0.25 m/s;S净巷道最大净断面;601分钟等于60秒。按瓦斯涌出量计算风量 Q=100q瓦斯K(m3/min)式中:Q掘进工作面实际配风量;K通风备用系数,一般 取1.5
14、2.0,取K=2.0;q瓦斯掘进头CH4涌出量(m3/min)。按炸药消耗量计算:Q=25A/s(m3/min)式中:Q掘进工作面实际需要风量,m3/min;25每千克炸药爆炸不低于25m3的风量;A掘进工作面一次爆破所用最大炸药量,kg;s稀释炮烟的通风时间,取s30min。局部通风机吸风量测算:假设初步选择一台YBT-5.52型局部通风机,其额定风量为:250200m3/min,静压3753690Pa,送风距离5001000 m。吸局Ikf=25011.2=300(m3/min)式中:吸局部通风机吸风量,m3/min;局拟选掘进局部通风机的额定风量,m3/min;I同一条巷道安装、运转通风
15、机台数,台;kf防止局部通风机拉循环风的备用系数。局部通风机选择确定经以上计算,确定选择YBT-5.52型局部通风机。为保证局部通风机不拉循环风,应严格执行煤矿安全规程第128条的规定:一是局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m;二是局部通风机安装巷道处全风压供给的风量不得小于“Q=300m3/min”。.掘进工作面风速验算验算按以下不等式进行:Q2Q掘Q1式中:Q1按照煤矿安全规程最大允许风速4m/s计算最大风量;Q2按煤矿安全规程最小允许风速0.15m/s计算最小风量;Q掘工作面实际配风量。按有害气体的浓度验算 回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不得超过煤矿安全规
16、程的规定:按以下公式验算:p瓦/Q掘100%1.0%式中:p瓦预测掘进工作面的瓦斯涌出量;Q掘掘进工作面实际配风量。根据以上验算,所选用YBT5.5KW通风机和掘进工作面的配风量必须满足掘进工作面安全生产的需求。局部通风机的安装A)局部通风机安装地点的全风压风量要大于局部通风机吸入风量,还应保证局部通风机吸入口至工作面回风口之间最低风速0.15m/s。B)局部通风机安装位置应距离回风口10.0m处。C)局部通风机的设备要齐全,吸风口有风罩和整流器,高压部位(包括电缆接线盒)有衬垫(不漏风),通风机必须吊挂或垫高,离地面高度0.3m。D)风筒接头严密(手距接头处0.1m处感到不漏风),无破口(末
17、端20m除外)。软质风筒接头要反压边,硬质风筒接头要加垫,上紧螺钉。风筒出口与工作面距离7.0m。E)风筒敷设平、直、稳,逢环必挂,拐弯处要设弯头或缓慢拐弯,异径风筒接头要用过渡节,先大后小,不准花接;风筒吊挂高度应不被矿车摩擦或挤压。F)必须安设并正常使用“三专两闭锁”装置,并且应有安装使用台帐。G)装“双风机、双电源”,并保证自动切换,风筒自动分风功能能正常使用。通风系统的技术要求A、突出煤层掘进工作面的进回风风流都必须独立、稳定;杜绝任何2个工作面共用进回风巷道、不完全独立系统,更不得有串联风。B、正反向风门、逆止门等通风设施的强度、位置以及质量应符合要求;C、突出煤层采掘工作面的回风巷
18、必须畅通、断面符合要求;回风系统不得设置风阻。D、附通风系统示意图。4)安全监控系统)安全监控系统(1)传输线路铺设、设备设施安装具体位等;(2)两闭锁的安装及技术要求;(3)瓦斯探头安设的位置、型号及技术要求:距碛头5m内处安设瓦斯探头T1,在距风流第一汇合处1015m处安设瓦斯探头T2。T1探头报警浓度为0.8%、断电浓度为1.3%;复电浓度0.8%;T2探头报警浓度为0.8%、断电浓度为0.8%、复电浓度0.8%;T1、T2断电范围为该巷回风流中所有非本质安全电源。(4)附监控系统设备与传感器布置图(可在通风系统图中标注)。5)煤矿隔抑爆装置)煤矿隔抑爆装置(1)隔爆装置的选择。隔抑爆装
19、置分为主隔爆和辅助隔爆两种类型,一般矿井采用主隔爆,采掘工作面采用辅助隔爆装置。(2)隔爆介质(溶剂)的选择。隔爆介质有岩粉和水这两种介质可供选择,在西南片区一般采用工业用水作为隔爆介质的较普遍。(3)隔爆棚区总用水量。主隔爆棚区按巷道断面每400L/m2进行计算;辅助隔爆棚区按巷道断面200L/m2进行计算其总用水量。(4)隔爆装置的位置。对于集中布置的隔爆棚,首架棚子距爆源的距离最短不得小于60m,最大距离(水袋棚)不得大于200m。并要求与巷道交叉点以及转弯处必须保持5075m的距离,距离风门不小于25m;且巷道断面要求无大的变化的直线巷道内。(5)水袋安设的技术要求水槽棚区应选择在断面
20、变化不大的直线巷道内,与巷道的交叉口、转弯处的距离必须保持在5075m;与风门的距离必须大于25m。每一水袋之间的间隔与水袋同支架或巷道壁之间之和不得大于1.5m,特殊情况下也不得超过1.8m,同一水袋棚横断面上2个水袋之间的距离不得大于1.2m.沿巷道轴线方向水袋与水袋之间的距离为1.23.0m,辅助水袋棚区的长度不小于20m(主隔爆不小于30m)。水袋挂钩的钩角应成圆弧状,角度应控制在6015,钩尖长2025mm。若遇冲击波确保能脱钩形成水幕。(6)隔爆装置安装及挂钩加工图(7)全断面雾化效果水袋总宽度与水袋安装总尺寸之比,根据有关要求,采用下列要求进行校核:巷道断面S10m2 ;NB/L
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