材料车线探揭二3煤层施工安全技术措施.docx
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材料车线探揭二3煤层施工安全技术措施
大磨岭煤矿井底车场材料车线掘进工作面
探、揭二3煤层施工安全技术措施
河南煤建集团大磨岭工程项目部
2011年11月12日
目录
一、工程地质概况3
二、通风系统4
三、工作面突出危险性预测5
四、局部防突措施：
7
五、效果检验：
7
六、安全防护措施8
七、组织管理10
一、工程地质概况
1、工作面位置
井底车场材料车线位于副井井底马头门向东的车场绕巷，掘进断面为净高3.2m，净宽3.2m。
根据副井马头门揭露二3煤情况，煤层厚度为0.5～1.2m，产状为200°～202°，倾角12°～22°，煤层结构较简单。
2、二3煤层地质情况
二3煤层距二1煤层上方21.8m。
井田内15个钻孔中2孔未到层位，8孔沉积缺失，5孔见该煤层，厚0～3.33m，平均厚度1.68m。
井田内埋藏深度330～780m。
5个见煤点中，厚度<0.8m的有3点，占60%，0.8～1.3m有1点，占20%，1.3～3.5m的有1点，占20%。
据区域资料，该煤层属局部可采煤层。
二3煤层的直接顶板是中细粒（香炭）砂岩，一般厚度10.16m，强度中等，属稳定—较稳定类型。
局部有泥岩或炭质泥岩伪顶。
直接底板为大占砂岩，属稳定类型。
从现有5个可采与不可采点来看，二3煤应属结构简单类型。
根据《大磨岭煤矿主、副、风井井筒地质说明书》：
二3煤层下距二1煤层20m左右，也应属于有煤与瓦斯突出煤层。
3、编制依据
《井底车场平、断面图》、《煤矿安全规程》、《防止煤与瓦斯突出轨道》、《大磨岭煤矿初步设计说明书》和《大磨岭煤矿地质说明书》等文献资料。
二、通风系统
1、风量计算
①、按工作面同时工作最多人数计算：
Q=4N=4×15=60m3/min
式中：
Q----风量，m3/min
N----工作面同时工作最多人数，取15
②、按瓦斯绝对涌出量计算：
Q=100qk/C=100×2.7×1.15÷0.8=388.1m3/min
式中：
q----瓦斯绝对涌出量；取2.7m3/min
k----瓦斯绝对不均衡系数；取1.15
C----回风瓦斯控制浓度取0.8
③、按同时最大爆破炸药量计算：
、
Qj=
＝
＝99m3／min
式中：
Qj—掘进工作面需要风量，m3／min；
t—排出炮烟通风时间，一般取20-30min，取30min；
A—同时爆破的炸药量，46.4Kg;
S—巷道净断面积，10m2；
L—通风长度，暂按200m；
ｋ－按涌水量大于6m3/h，取0.3。
④、按风速验算
根据上述计算结果，选取最大风量Q＝388m3/min作为验算依据。
（1）按最小风速验算
Qmin＝9S＝9×10＝90m³/min﹤388m3/min
（2）按最大风速验算
Qmax＝240S＝240×10＝2400m³/min﹥388m3/min
符合煤矿安全规程规定。
2、局部通风机选型：
根据风量计算，局部通风机供风量应大于388m3/min。
采用压入式通风方式，选用一台2×15kW局部通风机，局部通风机额定吸风量为240—460m3/min，满足通风要求。
配一路Ø600mm胶质阻燃风筒向工作面供风，另配一台同型号的局部通风机和自动倒台开关，局部通风机必须实现“三转两闭锁”。
3、通风系统
该工作面建立有独立、完善的通风系统:
新鲜风流：
地面→主井井筒→主井底→等候室西通路→副井马头门→工作面
乏风流：
工作面→等候室东通路（临时水仓）→通风联络斜巷→风井底→风井井筒→地面
三、工作面突出危险性预测
（1）前探钻孔设计
根据副井马头门揭露二3煤情况，在材料车线工作面距煤层最小法线距离10m位置，设计施工两个穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m的前探钻孔，钻孔采用ZDY1200（MK-4）型煤矿用全液压坑道钻机施工，开口直径75mm。
钻孔施工时应详细记录岩心芯资料，由此得到揭露煤层及围岩详细准确的地质资料。
（2）突出危险性预测
预测钻孔设计：
在工作面距煤层最小法线距离5m位置布置三个预测钻孔，ZDY1200（MK-4）型煤矿用全液压坑道钻机施工，开口直径75mm，深度17～18m，一个钻孔位于巷道工作面中部，平行巷道掘进方向，其他钻孔开孔扣靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4米处。
（详见：
大磨岭煤矿井底车场材料车线探、揭二3煤层预测钻孔平、剖、断图）
突出危险性预测方法：
根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求，突出危险性预测采用煤层瓦斯压力P值、综合指标D、K值法。
具体的预测方法为：
钻孔施工过程中，由钻机施工人员从钻孔取二3煤的煤样一份，煤样重量不少于3.5Kg，送专业通风实验室化验煤的Δp、f、a、b值，采用下列方法计算综合指标D、K值：
由地测部门提供准确的煤层埋藏深度，根据综合指标法预测公式：
D=（0.0075H/f-3）（P-0.74）
K=ΔP/f
式中：
D-工作面突出危险性的D综合指标；
K-工作面突出危险性的K综合指标；
H-煤层埋藏深度，m；
P-煤层瓦斯压力，取各个测压钻孔实测瓦斯压力最大值，MPa；
ΔP-软分层煤的瓦斯放散初速度；
f-软分层煤的坚固性系数。
参照《防治煤与瓦斯突出规定》表3中临界值预测突出危险性，各项指标临界值见下表：
突出危险性综合指标D、K及煤层瓦斯压力P临界值（表1）
预测指标
D
K
瓦斯压力P（Mpa）
临界值
0.25
15
0.74
当D、K、P值都小于临界值或者K、P值小于临界值且D值计算公式中两括号内的计算值都为负值时，若未发现其他异常情况，则预测为无突出危险工作面；否则，判定为突出危险工作面。
（3）前探、预测等各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象视为有突出危险。
四、局部防突措施：
如果工作面预测有突出危险性，则采用超前排放钻孔的局部防突措施。
在距二3煤层最小法线距离5m处布置钻场，采用ZDY1200（MK-4）型煤矿用全液压坑道钻机施工，钻孔数41个，孔径φ75mm，孔深：
6～28m，钻孔根据工作面煤层情况呈扇形均匀布置，钻孔范围必须控制巷道两侧和上部轮廓线外至少5.0m，下部至少3m的范围。
（详见：
大磨岭煤矿井底车场材料车线探、揭二3煤层排放瓦斯钻孔平、剖、断图）
五、效果检验：
防突措施排放钻孔工程全部完成后，经过一定的排放时间后，施工效果检验孔，检验防突解突效果。
检验方法采用钻屑指标法，如果测定的指标都在突出临界值（表2）以下，则认为措施有效，反之措施无效。
当措施无效时，必须采取防治突出的补充措施，并经措施效果检验后，方可在实施安全防护措施的情况下进行远距离爆破。
钻屑解吸指标临界值（表2）
煤样
K1值
△h2
Smax
突出危险性
干煤
＞0.5
≥200
≥6
突出危险性工作面
湿煤
＜0.4
＜200
＜5.4
无突出危险性工作面
六、安全防护措施
1、压风自救系统：
掘进巷道内压风管每50m安设一组压风自救系统，其安装、维护、看管有掘进队负责，确保完好。
压风自救系统安设在井下压风管路上，掘进工作面压风管路不低于2寸钢管。
在以下每个地点都应至少设置一组压风自救系统：
距掘进工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离人员和警戒人员所在的位置以及回风巷有人作业处。
压缩空气供给量每人不得少于0.1m3/min，设置压风装置的地点，前后5m的范围内顶、帮必须保持完好，无淋上或无其他安全隐患。
2、反向风门：
反向风门安设在掘进工作面进风侧的巷道内，以控制突出时瓦斯能沿回风巷进入回风系统中。
通过反向风门的风筒必须安设防逆流装置，工作面有人时，反向风门必须关闭。
3、瓦斯监控及通讯系统：
在距工作面小于5m范围内设置甲烷传感器T1；在工作面回风口15m处设置甲烷传感器T2，断电后复电工作只准人工复电，其断电范围及其断电值如下表：
探头
报警浓度
断电浓度
断电范围
复电浓度
T1
≥1.0％
≥1.5％
井底车场材料车线及回风巷内全部非本质安全型电气设备电源
＜1.0％
T2
≥1.0％
≥1.0％
井底车场材料车线及回风巷内全部非本质安全型电气设备电源
＜1.0％
2、加强瓦斯探头的使用维护工作，防止因外力撞击、淋水等原因造成监控数据失真确保灵敏可靠。
3、通讯、信号系统：
揭煤期间，井下工作面设本质安全型矿用电话机井下可以方便地同地面井口房、调度室、值班室进行联系，以便有紧急情况时可直接通知调度室。
井口设信号室1个，采用成套信号系统，由井下发出信号指令后，井口及绞车房均有声光及电视监测系统。
4、远距离爆破
揭露二3煤层采用远距离爆破法进行掘进，即增大装药量（正常装药量的1.5倍）揭开二3煤层（详见表3），装药结构采用正向装药。
远距离爆破，放炮地点设置在主井底东侧进风巷内，放炮工作面及回风巷内所用人员必须撤至主井底东侧进风巷内。
远距离爆破时，井底车场材料车线及其回风巷内所有电器设备必须停电、撤人。
远距离爆破揭煤的范围为：
在距二3煤层顶板法向距离5.0m至全部穿过二3煤层底板后整个过程全部按照揭煤防突措施执行，待过二3煤层顶板2.0m后。
远距离爆破警戒地点三处，分别为：
副井马头门与等候室西通路交岔位置；b临时变电所西入口处；c风机马头门西（西回风大巷入口处），每个警戒点配置两个警戒人员（一个人警戒，一个人回报警戒情况），警戒位置必须拉警戒线，挂警戒牌。
避灾路线：
避水路线：
工作面—通风联络巷—风井底—风井罐笼—地面
避火、瓦斯路线：
工作面—副井马头门—主井底—主井罐笼—地面
爆破原始条件（表3）
名称
单位
数量
名称
单位
数量
巷道的掘进断面
M2
10
炮眼数目
个
53
岩石的坚固性系数
4~6
雷管数目
个
52
炮眼深度
m
2
总装药量
Kg
46.4
装药量及起爆顺序
眼号
眼名
眼数
/个
眼深/m
装药量
起爆顺序
联线方式
装药结构
单孔
小计
卷数/个
质量/kg
卷数/个
质量/kg
1
空眼
1
2.2
串
并联
正向装药
2~5
掏槽眼
4
2.2
6
1.2
24
4.8
Ⅰ
6~26
辅助眼
21
2
6
1.2
126
25.2
Ⅱ
27~46
周边眼
20
2
2
0.4
40
8
Ⅲ
47~53
底眼
7
2
6
1.2
42
8.4
Ⅳ
合计
46.4
七、组织管理
1、项目部成立揭煤放炮领导小组，负责揭煤过程的指挥、协调、检查、落实工作，领导小组构成如下：
组长：
谷平午
副组长：
胡新礼
成员：
焦红艺李晓辉李子献李永福刘子创
张世杰李营超
揭煤领导小组负责对揭煤期间有关措施的落实、警戒的设置以及对通风、送电、撤人等情况进行监督，处理有关问题。
2、揭煤前，由组长负责组织通风、地质、矿建、机电、安监等部门一起对揭煤区域的通风系统、供电系统、监控系统、通信系统等进行一次全面的检查，针对查出的问题，必须指定人员限期解决，否则不准施工。
3、放炮由揭煤领导小组统一指挥，响炮前由小组成员检查警戒、撤人、停电等措施执行情况，无误后，方可下达放炮命令。
4、相关部门责任如下：
揭煤领导小组：
负责揭煤期间通风管理、通风设施的设置、监控传感器的使用管理；负责做好各类钻孔的施工工作；负责按设计、措施规定进行井筒的掘进施工；负责远距离放炮撤人、警戒，设置放炮喷雾等；负责揭煤区域电器设备的安装、维护、检修，杜绝失爆失保，保证供电的稳定，杜绝无计划停电；负责远距离放炮时现场的停送电。
2）、技术科：
负责收集地质钻孔资料、掌握揭煤距离及构造情况、及时提供地质及测量资料；验收措施钻孔；负责监督防突设计、措施在现场的落实，以及工程质量的监督管理。
负责人:
穆国强
3）、机电队：
负责揭煤期间供电系统的安全检查，杜绝失爆失保现象的发生。
负责人:
刘子创
4）、安全监察科：
督促各项措施在现场的落实、整改情况。
与通风地质管理科、监理共同验收措施钻孔。
负责人:
李子献
5）、通风队：
负责突出危险性预测、瓦斯压力的观察、防突资料的收集及瓦斯管理等。
负责人:
李永福
6）、调度：
负责井筒揭煤期间的调度指挥、协调与记录工作，及时通知揭煤跟班人员并做好跟班人员汇报记录工作。
提前做好揭煤期间应急处理准备。
负责人:
张世杰
升级会员 