禹举明10902石门揭煤防突专项设计.docx
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禹举明10902石门揭煤防突专项设计
水城县阿戛镇禹举明矿业有限公司
10902回风石门揭9#煤层专项设计及安全技术措施
矿长:
总工程师:
生产矿长:
安全矿长:
机电矿长：
施工负责人:
编制：
编制日期:
2013年12月4日
会审及贯彻情况
参加部门
签字
日期
参加部门
签字
日期
技术科
机电矿长
通防队
安全矿长
调度室
生产矿长
副总工程师
施工负责人
会审意见:
总工程师意见:
签字:
日期:
矿长意见:
签字:
日期:
贯彻签字表
作业规程或措施名称
10902回风石门揭煤层措施
贯彻人
贯彻地点
贯彻时间
被贯彻人员签字
签字
签字
签字
签字
签字
签字
第一章概述
10902回风石门位于一采区+1333水平，1333东大巷1#钻场开口，巷道断面为半圆拱形，净宽2.6m，净高2.6m；掘进荒断面6.71m2,净断面6.03m2（附巷道断面图）。
按20°方位掘进，掘20m后将揭露C9煤层（根据地质钻孔及1#钻场抽放钻孔控制），沿煤层掘10902运输巷（附巷道布置图），1333东大巷于2012年9月开始掘进，一号钻场于2012年11月开始打钻进行抽放，在打钻过程中，未出现顶钻、喷孔现象；现已消突（见消突评价报告），现决定揭露该煤层，为保障揭露煤层的安全，在揭煤过程中有可能遇见顶板破碎、瓦斯偏高、裂隙水等情况，根据煤矿《安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》及相关规定结合10902，严格按综合措施管理，特编制1333东大巷揭9#煤层安全技术措施。
与本巷道揭煤相关的单位及人员必须严格遵照执行。
第二章编制依据
1、《煤矿安全规程》（2011年版）；
2、《防治煤与瓦斯突出规定》；
3、《10902回风石门掘进地质说明书》；
4、《禹举明矿业有限公司防突专项设计》；
6、《禹举明煤矿安全设施设计》；
7、相关的法律、法规、文件。
第三章揭煤区域基本情况
一、工作面位置及周边采掘情况
1、巷道与周边关系
10902运输巷上部为10901运输巷，西部为1333石门和F12平推断层,其它均未开采。
2、工作面与地表关系
根据井上下对照图，该掘进工作面平均埋深190m,最大埋深210m。
地表无建筑物及其它设施，为山坡地。
二、揭煤区域地质构造及巷道布置情况
1、煤层及其顶、底板
10902回风石门掘进工作面在设计范围内所揭煤层为C9煤层，底板为泥岩，厚度25~30m，节理较发育,稳定，顶板为粉砂岩，厚度2~5m,节理较发育，较稳定
三、影响掘进的其它因素
1、瓦斯：
根据2012年禹举明煤矿瓦斯等级鉴定，包括C9煤层均定为突出煤层。
2、煤层自燃倾向等级：
本矿煤层属二级自燃发火，设计按自燃煤层进行，施工中若遇煤层垮落冒高，对冒高地段必须充填，整条巷道必须进行喷浆，并且喷浆厚度必须达到设计要求。
3、煤尘：
根据贵州省煤田地质局实验室2010年8月提交的煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，各煤层均有爆炸性。
施工中要加强防尘工作。
4、巷道施工参数
10902回风石门开门点在+1333m水平，石门的断面为半圆拱形，净宽2.6m，净高2.6m；掘进荒断面6.71m2,净断面6.03m2。
锚网喷支护。
运材料和喷浆对掘进进度有一定的影响。
四、揭煤工序设计
1、10902回风石门揭煤前，由矿总工程师组织通风副总工程师、采掘副总工程师、地测组、技术组认真对10902回风石门预计前方揭的煤层进行瓦斯地质分析，掌握瓦斯地质情况，采取有效措施治理。
2、10902回风石门设计掘进20m,在1333东瓦斯巷1#钻场进行穿层钻孔抽放时以确切地掌握煤层的位置、厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等，一号钻场于2012年11月开始打钻进行抽放，设计范围以严格按照《防突规定》进行设计。
3、经采取穿层预抽待揭煤层瓦斯区域防突措施后，观测瓦斯抽采参数，统计分析。
以统计分析数据为依据，计算待揭煤层预抽控制区域瓦斯残余含量。
当计算控制区域瓦斯残余含量小于8m3/t时，可进行区域防突措施效果检验。
4、对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验时，布置4个检验测试点，分别位于要求预抽区域内的上部、中部和两侧，至少有1个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围。
措施有效时，继续掘进；如措施无效时，则继续执行区域防突措施。
5、10902回风石门工作面距待揭煤层最小法向距离5m（如遇地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）以外进行工作面突出危险性预测，预测指标选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实有效的方法进行。
6、为防止误穿煤层，在10902回风石门揭煤工作面距待揭煤层最小法向距离小于5m时，必须边掘边探，确保最小法向距离不小于5m。
7、10902回风石门掘进工作面与待揭煤层之间必须保持一定厚度的岩柱，岩柱厚度根据防治突出的措施要求、岩石的性质、煤层倾角等确定为1.5m。
8、在经区域防突措施效果检验为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿待揭煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。
若经验证仍为无突出危险工作面时，则申请救护队在采取安全防护措施的条件下采用地面爆破揭穿待揭煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。
当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，必须采取或补充工作面防突措施，直到经措施效果检验为无突出危险工作面。
10902回风石门揭煤流程图如下：
第四章控制煤层层位措施和准确确定安全岩柱厚度的措施
1、10902回风石门巷道设计长度为20m，矿井地质测量部门在10902回风石门开口前，编制临近煤层允掘通知单，并报矿总工程师审批后交掘进队执行；
2、掘进施工期间，必须坚持打前探地质钻孔。
当10902回风石门掘进到距待揭煤层最小法向距离12m（大于10m）时，设计施工前探钻孔探明待揭煤层的赋存情况。
至少打5个穿透煤层全厚且进入煤层顶（底）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料，掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。
当需要测定瓦斯压力时，前探钻孔可用作测定钻孔；若二者不能共用时，则测压钻孔应布置在掘进区域各钻孔见煤点间距最大的位置。
在掘进过程中，若探测地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。
3、施工地质钻孔期间，矿地质技术员必须现场跟班，并详细记录岩芯资料。
原始地质资料必须由施工人员和地质人员签字。
防突技术员必须按照有关规定测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层的透气性系数等基本参数，并形成技术资料，由检测人员签字，并报矿通风副总工程师、矿总工程师和矿长签字。
4、地测部门根据地质探孔施工记录编制钻探成果图、填写10902回风石门掘进允掘通知单，并报矿总工程师审批。
审批后钻探成果图交通风副总工程师。
允掘通知单分别送达矿安全科、通风副总、调度室和掘进队。
掘进队按照石门掘进允掘通知单负责揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离7m位置停掘；调度室按按照石门掘进允掘通知单负责协调调度；安监科按按照石门掘进允掘通知单监督检查，通风副总负责防突资料收集和补充措施。
5、矿相关领导每天必须要根据悬挂在矿调度室的施工进度图的控制距离，在与待揭煤层的法向距离分别为7m、5m、2m时，安排好各阶段的钻探、掘进、预抽、检验、验证、远距离爆破等工作，认真控制好煤层层位，防止误揭待揭煤层，确保揭煤工作的安全进行。
第五章揭煤区域通风系统、瓦斯监测系统情况
四、安全防护措施
1、1333东大巷通风系统及通风设施
1）、通风路线（附通风系统图）：
⑴新鲜风流：
地面→主（副井）→井底车场→1333运输石门（风筒）→东大巷迎头（1#钻场）；
⑵泛风：
工作面迎头→1343专用回风巷→风井→地面
2）、风量计算
⑴按揭煤预计瓦斯涌出量计算：
Q掘=100×qch4×K掘=100×0.43×2=86m3/min
其中：
qch4—本巷道所处局部CH4绝对涌出量；
K掘—掘进通风系数，取K掘=2
⑵按使用炸药量计算:
Q岩掘≥25A=25×8.65=216m3/min。
：
其中：
A—爆破炸药消耗量
⑶按迎头作业人数计算：
Q掘=4N=4×16=64m3/min
其中：
N—迎头同时工作最多人数：
⑷风机选择：
据以上计算可知所需最大风量为216m3/min，为保证风量满足巷道揭煤的要求，选用FBD-No.6.3（2×18.5kw）对旋式风机满足风量要求，采用直径800mm的橡胶皮阻燃风筒，拐弯处用过度弯头，接头采用双反边联接。
3）、局部通风机安装规定：
⑴局扇的安设位置:
1333运输石门。
⑵局扇由专人管理，并保证正常运转，安设风电闭锁和瓦斯电。
二、加强控制通风风流设施的措施
1、10902回风石门局部通风系统内所有通风设施必须保证牢靠、完好，要求风门墙厚不得小于0.8m，风门板厚度不小于50mm，通过风门的水沟必须安设有防逆流隔断装置，防逆流隔断装置用厚度不小于50mm的木板加工。
风筒吊挂平直，风筒出口距迎头不大于5米且不小于2米；接头严实，不漏风，确保风量达到作业规程要求以上，严禁无风、微风作业。
2、受到揭煤影响的局部通风机通过风门的铁质风筒必须设有可靠的防逆流装置。
3、揭煤期间矿通风维修队必须随时对所有的通风设施的完好情况进行检查，确保完好。
4、防突风门有轨道通过，必须设地坎，两道防突风门间的距离必须大于一列车的长度，并且不得小于4m。
通过风门的管线套管间歇必须用不燃性材料封堵。
三、瓦斯监测装置的布置及要求
在工作面实施前探钻孔施工前，监测部门在主平硐环形车场防突风门进风侧安装监测监控分站，通过监测线缆在10902回风石门工作面距迎头不大于5m处安装一台瓦斯传感器（T1），距巷顶不大于300mm，距巷帮不小于200mm，报警点：
≥0.8%，断电点：
≥0.8%，复电点：
＜0.8%，断电范围：
该工作面及回风系统内所有非本质安全型电气设备电源。
在10902回风石门段距离该巷道第一汇风点前10m～15m的巷道内安装一台传感器（T2），距巷顶不大于300mm，距巷帮不小于200mm。
报警点：
≥0.8%，断电点：
≥0.8%，复电点：
＜0.8%，断电范围：
该工作面及回风系统内所有非本质安全型电气设备电源。
具体见10902回风石门监测监控系统示意图。
第六章石门揭煤区域综合防突措施
一、区域突出危险性预测
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室煤与瓦斯突出危险性鉴定结论我矿C9煤层具有煤与瓦斯突出危险性。
禹举明煤矿矿区又位于国家划定的突出危险区域，可见各煤层的原始瓦斯含量均大于8m3/t。
所以10902回风石门所揭煤层具有突出危险性。
二、区域防突措施
1、根据贵州省人民政府办公厅《关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作意见》（黔府办发电[2013]4号）文件规定和《防治煤与瓦斯突出规定》，结合本矿的实际情况，采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯的防突措施。
在工作面距煤层最小法向距离为16m（大于7m）时，按《防治煤与瓦斯突出规定》设计区域瓦斯抽放钻孔。
钻孔的最小控制范围：
10902回风石门轮廓线外12m,同时还必须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轮廓线）的最小距离不小于5m。
按控制范围要求，对10902回风石门揭煤工作面设计瓦斯抽放钻孔进行保护抽放。
2、石门预抽瓦斯钻孔设计
（1）当工作面预测后掘进至煤层的最小法向距离16m（大于7m）时，执行防突措施。
（2）钻孔的最小控制范围是：
石门揭煤处巷道轮廓线外12m。
根据《水城县禹举明煤矿防突设计》及《水城县禹举明煤矿安全设施设计》，确定钻孔抽放半径为2.5m,设计抽放钻孔25个，布孔方式为网格布孔，（具体见石门穿层预抽待揭煤层瓦斯钻孔布置图）。
所有钻孔都要穿透煤层的全厚并进入顶（底）板不小于0.5m，钻孔直径¢75mm。
10902回风石门预抽钻孔设计平面面、剖面示意图
（3）预抽防突设施设备：
2BEA-303水环式真空泵；钻机型号ZDY－1250,抽放管路主管采用φ250mm的铁管，支管采用管路为φ200mmPE管，各抽放孔抽放管为φ42mm的PE管，钻孔抽放管与混流管上支管的连接采用真空厚壁胶管（φ50mm），并用紧固圈紧固，以保证管路气密性，同时安装了人工放水器。
三、揭煤区域防突措施效果检验
在工作面预抽一段时间以后，观测瓦斯抽采参数，统计分析。
以统计分析数据为依据，计算待揭煤层预抽控制区域瓦斯残余含量。
当计算控制区域瓦斯残余含量小于8m3/t时，可进行区域防突措施效果检验。
利用钻孔取芯取出待揭煤层煤样送实验室进行煤层瓦斯含量测定试验。
以煤层残余瓦斯含量指标对10902回风石门工作面的揭煤控制区域防突措施进行效果检验。
检验孔数为5个（具体见10902回风石门揭煤区域防突措施效果检验钻孔布置图），分别位于工作面的上部、中部、下部和两侧，向上的钻孔终孔位置位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围，且所有检验孔都必须位于相邻措施孔间距较大的位置；当钻孔钻进到煤层时改用取芯钻杆取出煤样。
检测钻孔施工前关闭抽放管的阀门，使抽放钻孔全部处于停抽状态，停抽8小时后开始施工检测钻孔，取芯时钻孔施工结束到开始取样时间不超过30分钟，开始取样到煤样装入煤样筒时间不超过2分钟，否则煤样测定失效。
待检测钻孔施工完毕，取样结束后再恢复钻孔抽放。
保兴煤矿未测定出适合本矿的残余瓦斯含量临界值，参考《防治煤与瓦斯突出规定》残余瓦斯含量临界值为8m3/t。
如果所有实测的残余瓦斯含量均小于8m3/t且施工检测钻孔时没有发现其他异常情况，如喷孔、卡钻，则证实石门预抽控制区域防突措施有效，该区域为无突出危险区；否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效，必须继续采取区域防突措施，直至效果检验为无突出危险区为止。
若效果检验钻孔施工过程中发生突出预兆时，则工作面效果检验指标不论是否超标都确定为突出危险工作面，必须继续采取区域防突措施。
矿通风副总工程师将效果检验结果报矿总工程师批准后，技术科按批准意见下达10902回风石门工作面距煤层法向距离5m位置的允掘通知单，掘进队严格按照允掘通知单的要求施工，严禁超掘。
四、区域验证
当10902回风石门工作面掘进到距待揭煤层法向距离5米时，进行石门揭煤过程中的初次区域验证；当石门工作面掘进到距煤层法向距离2m时，进行最后区域验证。
由工作面向煤层的适当位置打4个钻孔，中孔与掘进方向一致，边孔控制石门揭煤处巷道轮廓线外2～4m范围。
在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径为1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1。
由于禹举明煤矿未试验考察出符合本矿的参考临界值，根据《防治煤与瓦斯突出规定》钻屑指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值见下表。
最大钻屑量
K1
危险性
kg/m
mL/g.min1/2
≥6
≥0.4
突出危险工作面
＜6
＜0.4
无突出危险工作面
如果实测得到的K1值均小于临界值，并且未发现喷孔、顶钻及其他异常情况，证实措施有效，即判定为无突出危险区域。
否则措施无效，仍为突出危险区域，必须采取局部防突措施。
10902局部防突钻孔布置平、剖面图
钻孔参数表
钻孔编号
方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
12
30
穿透煤层
2
12
0
穿透煤层
3
7
0
穿透煤层
4
17
0
穿透煤层
5
12
-20
穿透煤层
第七章工作面局部综合防突措施
一、揭煤工作面突出危险性预测
10902回风石门在距待揭煤层法向距离5m处,对该工作面进行工作面的突出危险性预测,采用ZDY-1250型液压钻机配合Φ75mm钻头施钻，预测钻孔数为3个，分别位于工作面的上部、中部和下部。
在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径为1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值。
当瓦斯解吸指标小于临界值，且施钻时未发现其他异常情况（如喷孔、卡钻），则为无突出危险性工作面；否则为突出危险工作面，必须采取局部防突措施。
二、揭煤工作面局部防突措施
当10902回风石门揭煤工作面预测待揭煤层钻屑瓦斯解吸指标不论是否超标，都必须采取石门揭煤工作面局部防突措施。
在石门揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离为5m（不小于5m）时，采用钻头规格为φ75mm,施工排放钻孔的方法作为工作面局部防突措施，钻孔的控制范围为石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m，排放孔布置在工作面迎头。
采用网格式布置钻孔，钻孔终孔距离为3m，设计施工25个，钻孔布置如下图。
三、揭煤工作面局部防突措施效果检验
石门揭煤工作面防治突出措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法进行。
在距煤层法向距离5米处采用ZDY-1250型液压钻机配合Φ75mm钻头施钻检验，效检孔数为5个，分别位于工作面的上部、中部、下部和两侧，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1值或△h2值，当瓦斯解吸指标小于下表临界值，且施钻时未发现其他异常情况（如喷孔、卡钻），则为无突出危险性工作面；否则为突出危险工作面，必须继续采取或补充局部防突措施，并再次进行效果检验，直至措施有效为止。
在经工作面局部防突措施效果检为无突出危险工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。
若经验证仍为无突出危险工作面时，则申请救护队在采取安全防护措施的条件下采用地面爆破揭穿煤层；否则，必须补充工作面防突措施，直到经局部防突措施效果检验为无突出危险工作面。
四、安全防护措施
1、临时避难硐室
由于巷道开口位置在防突风门以里20m，在防突风门外（1333运输石门）设置可供至少15人使用的临时避难硐室，每人使用面积不得少于0.5m2。
避难硐室内支护保持良好，并设有与矿南井调度室直通的电话；临时避难硐室内放置足量的饮用水。
临时避难硐室内采用地面压风机及井下压风管路进行供风，并设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；每人供风量不得少于0.3m3/min。
临时避难硐室内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器和压风自救装置。
2、压风自救系统
在揭煤前放炮地点及设岗地点和距掘进工作面25～40m的地方各安设一组压风自救装置，每组压风自救装置可供至少8人使用，且压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min。
每次放炮前，由安检员和瓦检员对压风自救装置进行检查，只有压风自救装置完好，方可放炮；
3、携带隔离式自救器
所有入井人员必须随身携带隔离式自救器，并熟知隔离式自救器的使用方法。
4、防突风门
在与10902回风石门揭煤掘进工作面相通的1333东瓦斯抽放巷设置构筑两道牢固可靠的正反向防突风门，防逆流装置必须牢固、灵敏、可靠。
风门墙厚大于0.8m，风门板厚度为50mm，风门之间的距离不得小于4m，风门墙垛采用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m。
通过风门的水沟和风筒眼必须安设有防逆流隔断装置，防逆流隔断装置用厚度不小于50mm的木板加工，防突风门墙体上的风筒必须采用防逆流铁风筒。
施工单位必须在风门处准备沙袋，每班放炮前，由施工单位当班班排长负责放下防逆流隔断装置，并用沙袋堵上每组防突风门的水沟孔。
反向风门的关闭情况，溜子孔和水沟的压实堵严情况，由当班瓦检员负责监督检查。
5、揭煤区域停、供电管理
（1）揭煤前：
由地面变电所向井下变电所供电,再由井下变电所向1333运输石门提供局扇电源和10902回风石门动力电源。
（2）揭煤时：
井下变电所切断整个10902回风石门的所有动力电源，局扇风机电源正常保持供电，局扇必须使用专用变压器、专用开关和专用电缆。
6、突出预兆及避灾路线
（1）突出预兆
①有声预兆：
煤（岩）层变形过程中发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮、声音由远及近、由小到大、有短暂的、连续的、间隔长短也不一致。
煤（岩）壁发生震动和冲击，顶板来压，支架发生折断声。
②无声预兆：
工作面压力增大、煤（岩）壁被挤出、片帮掉渣、顶板下沉或底板鼓起、煤（岩）层层理紊乱、瓦斯忽大忽小、打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。
（2）避灾路线
①瓦斯、火避灾路线：
10902回风石门掘进工作面→防突风门→1333运输石门→井底车场→主（副）井→地面。
②水灾避灾路线：
10902回风石门掘进工作面→防突风门→1333运输石门→井底车场→主（副）井→地面。
第八章石门揭煤
一、揭煤安全技术措施
1、揭煤远距离爆破设计
（1）预留岩柱：
按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，距煤层法向距离1.5m位置时，采取地面爆破。
（2）炮眼布置要求：
炮眼均为透煤眼采用相间排列方式,煤孔段长度要求达到1.0米（煤层厚度小于1.0m,煤孔段长度为穿透煤层厚度）。
（3）远距离爆破的炮眼布置及炮眼布置参数见下图
（4）使用爆破材料，雷管段数说明：
必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药，雷管是煤矿许用毫秒延期电雷管，电雷管使用前必须进行导通试验。
炮眼号
眼号
数量
眼深m/眼
眼距（mm）
炮眼角度（°）
炸药用量
放炮顺序
封
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