掘进工作面防止煤与瓦斯突出措施.docx
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掘进工作面防止煤与瓦斯突出措施
水城县支都煤矿
防治煤与瓦斯突出设计
与安全技术措施
〔10902运输巷掘进工作面〕
防治煤与瓦斯突出设计与安全技术措施
为了加强矿井煤与瓦斯突出的防治工作,有效预防煤矿突出事故,保障矿井安全生产和职工生命安全,现根据《煤矿安全规程》、《矿井安全设施设计》、《防治煤与瓦斯突出规定》编制10902运输巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出措施,严格执行区域和局部两个"四位一体"防突措施.
第一章掘进工作面概况
第一节地面相对位置与邻近采区情况
10902运输巷掘进工作面在11运输石门见K9煤层处开门,按照方位角301°沿煤层顶板掘进,总长度为585米对应地面标高+2056m～+2110m,井下标高+1938m～+1940m,开采深度118～170m,地面相对应为茂密植被地带,局部有水沟,该巷位于主斜井西翼,原k3煤层运、回两巷已对k9、k13进行顶板穿层预抽,上方为3#煤层为采空区,其余四周均为原始地层,对掘进影响不大.
第二节煤〔岩〕层赋存
该煤层属k9#,煤层厚0.38-2.74米,平均约1.21米,属薄煤层与上层煤1#煤层层间距为10m,与下层煤13#煤层层间距为20〜35m,9#煤煤层平均倾角24°,煤层结构较简单,含1-2层隐晶高岭石粘土岩夹矸,为较稳定煤层.顶板以细砂岩为主,次为粉砂岩与粉砂质泥岩,底板为粘土岩.
瓦斯含量16.64m3/t.
该煤层顶板主要为粉砂岩,次为细砂岩与粉砂质泥岩,底板为粘土岩.
第三节巷道布置情况
该掘进工作面位于主斜井西翼,巷道采用锚网支护.断面为不规则梯形,巷道净宽为3600mm,巷道上帮高为2950mm,巷道下帮高为1500mm,巷道净断面为8.01m2.巷道掘进方式为炮掘,巷道走向长度设计为585m；
第二章通风系统
一、通风系统
该掘进工作面采用压入式通风,最长供风距离600m.掘进头有效风量为400m3×30KW型〔风量可供范围在360-560m3/min〕,局扇安装在10902运输巷进风绕道.
新风通行路线：
主井〔副井〕→11运输石门→10902运输巷进风绕道〔局扇〕→掘进工作面迎头.
乏风通行路线：
掘进工作面迎头→10902运输掘进回风巷→回风斜石门→风井→地面
二、通风设施
10902运输巷掘进前,在10902运输联络巷安装1组反向防突风门和1组正向调节风门,并根据掘进的需要与时调整通风系统和构筑通风设施.
第三章掘进工作面防突设计
我矿的《煤层瓦斯突出参数测定与煤层突出危险性鉴定报告》、《矿井防治煤与瓦斯突出专项设计》正在编制中,根据《防治煤与瓦斯突出规定》第11条要求：
"矿井鉴定未完成前,应当按照突出煤层管理."与2012年瓦斯等级鉴定结果：
2012年度为突出矿井,因此我矿按突出矿井进行管理.在10902运输巷掘进过程中,均按突出危险掘进工作面进行管理,严格执行两个"四位一体"综合防突措施.
第一节区域"四位一体"防突措施
一、预测预报
根据《煤与瓦斯防治突出》第四十二条规定：
"区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行,也可以采用其他经验证实有效的方法".
我矿利用测定煤层瓦斯含量进行区域预测.9号煤层原始瓦斯含量为16.64m3/t.
二、区域防突措施
1、开采保护层
我矿属技改矿井,1#、3#煤已经开采完毕,现利用3#煤层作为9#煤层的保护层进行开采,因此已采取开采保护层措施.
2、预抽掘进工作面瓦斯
原k3煤层运、回两巷已对k9进行顶板穿层预抽
三、区域措施效果检验
为确保施工过程中的安全,在掘进前必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》第五十五条规定进行区域措施效果检验.
我矿采用直接测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力进行区域措施效果检验.
1、残余瓦斯压力测定
〔1、测压钻孔的布置
根据《防治煤与瓦斯突出规定》在10902运输巷正迎头头布置1个测压钻孔.测压钻孔方位为301°,倾角0°,孔深为60m.
〔2、测压要求
测压钻孔施工结束后立即封孔上压力表观测压力,测压过程中关闭评价范围内钻场抽放管的阀门,使评价范围内钻孔全部处在停抽状态,每天观测压力变化情况并记录.测定时间为7天以上,如瓦斯压力7天后无变化或压力下降,则认为这个稳定的压力值就是煤层瓦斯压力.
2、残余瓦斯含量的计算与测定
1、残余瓦斯含量按下式计算.
WC＝〔Q气－QC〕/G
式中：
WC―评价单元煤层残余瓦斯含量,m3/t;
Q气－评价单元煤层瓦斯储量,m3；
QC－评价单元煤层抽排瓦斯量,m3；
G―评价单元煤层储量,t.
2、残余瓦斯含量测定
①瓦斯含量检测仪器与工作原理
采用沈阳研究院生产的WP－1瓦斯含量快速测定仪测定10902运输巷评价单元内的残余瓦斯含量,
②瓦斯含量检测孔的布置
根据《防治煤与瓦斯突出规定》在10902运输巷布置3个检测钻孔测定评价单元内的残余瓦斯含量.
在评价单元内共布置3个瓦斯含量检测孔,3个瓦斯含量检测孔分别位于10902运输巷开口点〕0m正头处.
1瓦斯含量测定要求
取样钻孔施工前关闭钻场抽放管的阀门,使抽放钻孔全部处于停抽状态,停抽8小时后开始施工取样钻孔,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.待取样结束后再恢复钻场抽放.
四、区域验证
我矿根据《煤与瓦斯突出》第五十七条规定,对10902运输巷进行区域验证,当10902运输巷验证为无突出危险工作面时,在采取安全防护措施并保留2米突出预测超前距离后进行掘进工作,但只要10902运输巷有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆,则在以后的掘进作业均立即执行局部综合防突措施.
第二节局部"四位一体"防突措施
有突出危险工作面掘进期间,首先选取钻屑瓦斯解析指标K1值和每米最大钻屑量S值进行预测预报,再实施超前排放钻孔和效果检验与采取安全防护的综合局部防突措施.
一、预测预报
采用钻屑指标法预测掘进工作面的突出危险性,即通过测定最大钻屑解吸指标K1值和最大钻屑量Smax值,来进行掘进工作面的突出危险性预测预报.由于我矿无煤与瓦斯突出危险性临界的实测资料,参照《防治煤与瓦斯突出规定》,将最大钻屑量Smax=6kg∕m和最大钻屑解吸指标K1=0.5mL∕g·min1∕2作为预测掘进工作面突出危险的临界值.
用钻屑指标法预测煤巷推进工作面突出危险性的临界值表
△h2
最大钻屑量
K1值
危险性
Pa
Kg/m
L/m
ml/g·min1/2
≥200
≥6
≥5.4
≥0.5
有
＜200
＜6
＜5.4
＜0.5
无
当K1值<0.5mL/g·min,和S<6Kg/m时,掘进工作面为无突出危险,当K1≥0.5mL/g·min,或〔和〕S≥6Kg/m为有突出危险.其钻孔布置方法：
在巷道迎头布置三个预测预报钻孔,掘进巷道断面中部布置一个且平行于掘进方向,其余两个孔布置在距两帮50cm且终孔点控制巷道断面两侧轮廓线外3m,钻孔深度均为10m,钻孔应尽量布置在软分层中.
钻孔每钻进1m,测定1m段的全部钻屑量S,每钻进2m,测定一次钻屑瓦斯解析指标k1,钻孔施工机具为风动防突钻机,钻孔直径为φ42mm麻花钻杆.如参数不超标,允许掘进8m,必须保留2m的超前距.
预测预报孔布置如下图：
预测预报孔参数如下表：
钻孔编号
钻孔长度
钻孔方位角
钻孔倾角
备注
1
10m
301°
0
本表巷道中心线方位角为301°
2
10m
10°
0
3
10m
232°
0
二、防突措施：
1、当掘进工作面任何一次预测指标〔K1值〕和〔S值〕大于或等于规定的临界值,或有突出预兆〔喷孔、顶钻、夹钻、煤炮声等〕时,掘进工作面预测为有突出危险,应立即停止掘进作业,实施防突措施.根据《防治煤与瓦斯突出规定》第87条规定：
"有突出危险的煤巷掘进工作面应优先选用超前钻孔〔包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔〕防突措施",因此我矿选用超前预抽瓦斯钻孔作为掘进工作面的防突措施.为使工作面前方煤体不留下未卸压抽放空白带,我矿采用长短钻孔相结合的布置方式进行打孔抽放.再根据《防治煤与瓦斯突出规定》第89条规定确定超前排放钻孔的布置方式和数量：
我矿选用在控制范围内均匀布置15个排放钻孔,排放钻孔φ76mm,钻孔控制巷道两侧轮廓线煤层上帮5m、煤层下帮5m.〔缓斜煤层〕.如有特殊情况需要增多或减少抽放钻孔时,另行编制措施进行补充说明.
防突措施孔布置见下图：
防突措施钻孔参数见下表：
10902运输巷防突措施钻孔技术参数表
钻孔编号
钻孔长度
钻孔方位角
钻孔倾角
备注
1
6.62m
238°
+2°
本图表中心
线方位角为301°
2
8.41m
256°
+2°
3
10.76m
268°
+3°°
4
13.37m
275°
+3°
5
16.12m
280°
+4°
6
16.16m
279°
+3°
7
15.3m
290°
+4°
8
15m
301°
+5°
9
15.3m
312°
+6°
10
16.16m
323°
+7°
11
16.12m
322°
+5°
12
13.37m
327°
+10°
13
10.76m
334°
+14°
14
8.4m
346°
+18°
15
6.62m
4°
+22°
2、根据我矿瓦斯抽放系统的实际情况,该掘进工作面也可采用本煤层瓦斯抽放进行预抽掘进工作面前方瓦斯的抽放方式的防突措施进行该工作面的防突.具体情况如下：
①沿巷道掘进方向每隔20米交叉布置,靠巷道两帮布置钻场；钻场深度为2m,宽度为3米,高度为2m.
②每个钻场布置〔靠上帮钻场〕10个钻孔〔控制巷道中线靠上帮15m的范围〕；钻场布置〔靠下帮钻场〕10个钻孔〔控制巷道中线靠下帮15m的范围〕,控制巷道掘进前方60米进行布孔,钻孔顺煤层进行钻进.
三、效果检验：
施工完防突措施孔,经抽放24小时后,进行防突措施的效果检验,即在措施孔之间布置3个检验孔,检验孔的深度应小于或等于措施孔的深度,直径为φ42mm.效检孔应尽量布置在钻孔密度相对较小,孔间距相对较大的位置.在地质构造复杂的地带应根据实际情况适当增加效检钻孔.其检验的方法、临界指标与预测预报一致.当效检不超标〔即措施有效〕时,在保留不小于5m的超前距并同时保留2m检测孔投影孔深超前距的条件下,在采取安全防护措施后工作面方可掘进.
当效检超标〔即措施无效〕时,继续实施防突措施,再进行效果检验,直至效检不超标,同时未发现有其他异常情况〔卡钻、顶钻、喷孔等〕时,在保留安全距离条件下,实施安全防护措施后可进行掘进.
第四章工作面安全防护
工作面安全防护措施包括：
远距离放炮、设置避难硐室、建立压风自救系统、砌筑反向风门和佩戴自救器等.
<一>、反向风门
根据工作面整体布局,以与回风系统、进风系统情况,在10902运输联络上山安装1组反向风门；风门之间的距离不得小于4m.反向风门墙垛用砖、料石或者混凝土砌筑,风门墙体四周必须掏槽,掏槽深度见硬帮硬底后,在进入实体煤不小于0.5m.通过反向风门墙体的风筒、水沟等,设置逆向隔断装置.
在人员进入工作面时,必须将反向风门打开,顶牢.工作面放炮和无人时反向风门必须关闭.
〔二〕、避难与压风自救装置
1、避难硐室
根据要求与实际情况避难硐室的位置设在10902运输联络巷且必须符合如下要求：
〔1〕、避难硐室设置向外开启的隔离门,隔离门设置标准按照反向风门标准安设.室内净高不低于2m,深度满足扩散通风的要求,长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定,但至少能满足15人避难,且每人使用面积不得少于0.5m2.避难硐室内支护保持良好,并设有与矿井调度直通的；
〔2〕、避难所内放置足够的饮水、安设供给空气的设施,每人供风量不得小于0.3m3/min.使用空压机供风时,必须设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；
〔3〕、避难硐室内应根据设计的最多避难人数〔15人〕配备足够数量的隔离式自救器,并保证自救器不过期.
2、压风自救系统
在掘进期间设置压风自救系统,并应达到以下要求：
〔1〕、压风自救装置安设在掘进工作面巷道的压风系统管路上；高度不小于1.2m,周围巷道支护要良好,无设备、杂物.
〔2〕、距掘进工作面25---40m的巷道内设置一组压风自救系统装置,以后每50m设置一组压风自救装置,每组压风自救装置应可供5-8个人使用,平均每人的供给的风量不得少于0.1m3/min.
〔三〕、远距离放炮
10902运输巷掘进期间执行远距离放炮安全防护措施.放炮地点必须设在反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中.执行远距离放炮时,回风系统必须停电、撤人
①放炮必须使用三级煤矿许用乳化炸药与毫秒电雷管,采用水炮泥,炮泥〔黄泥必须充填满剩余的炮孔〕,毫秒电雷管最后一段的延期时间不得超过130ms,并不得跳段使用.电雷管使用前必须按有关规定进行导通试验,以免出现瞎炮.必须坚持一次装药一次起爆.所有炮眼必须在炸药与封泥间充填1～2个水炮泥,炮眼封泥<黄泥>必须装至眼口,所有不装药的眼孔必须用黄泥充填密实至孔口,充填深度不小于爆破孔深度的1.5倍.
②坚持"一炮三检"和"三人连锁放炮换牌"制度.每次放炮前,掘进工作面与其回风流系统必须停电撤人〔撤离至指定地点〕,并在与回风系统相通的巷道〔进风侧〕警戒,起爆点设在防突风门进风侧.
③放炮前,瓦检员检查工作面、回风流瓦斯浓度变化情况,监测室当班值班员做好记录.监测室当班值班人员必须随时观察炮后瓦斯情况,如炮后瓦斯浓度超过2%,且连续5min降不到2%以下,或放炮后30min内瓦斯浓度不能降到1%以下,监测室当班值班员立即打通知通风部门和矿井调度室,通风部门值班员接到通知后,立即通知现场瓦检员停止该工作面施工作业,同时汇报通风部门值班领导,值班领导必须立即组织人员察看现场,分析原因,采取措施,切断电源、进行处理.
④放炮时回风系统必须撤人、设岗与停电,放炮警戒点的设置见附图
⑤撤离人员集中地点必须设有直通调度室的,并设置有供给压缩空气设施的避难硐室或压风自救系统.
⑥撤岗送电,放炮30min后,经矿井瓦斯监控系统显示数据低于0.8%时,由矿井调度室通知现场瓦检员检查工作面与其回风流中瓦斯浓度,确认现场瓦斯小于0.8%时,再向矿调度汇报请示恢复生产施工作业,经过矿井调度室同意后,方可通知班长、安检员撤岗,安检员汇报调度室并派专人于入口处设临时岗,再由瓦检员、班组长、安检员进入工作面检查瓦斯、顶帮安全情况、支架完整情况,确认安全后,方可允许其余施工人员进入施工地点进行施工作业,同时瓦检员通知电工恢复送电.
.放炮后进入工作面检查时间不得少于30min.
<四>、佩戴隔离式自救器.
所有作业人员与放炮警戒人员警戒时必须随身携带隔离式自救器,并熟知自救器的使用方法,撤人、站岗、放炮时必须携带到各自岗位,自救器的正确使用方法由技术人员用实体自救器现场演示培训,确保每位职工都能熟练正确地使用自救器,未经培训的或未携带隔离式自救器的,严禁进入防突工作面施工.
第五章、避灾路线
作业人员必须掌握煤与瓦斯突出的预兆与避灾路线,一旦发生险情,要保持冷静与时撤到安全地点并汇报调度室.
煤与瓦斯突出的预兆：
〔1〕无声预兆：
①煤层结构变化,层理紊乱,煤层由硬变软、由薄变厚,倾角由小变大,煤由湿变干,光泽暗淡,煤层顶、底板出现断裂,煤岩严重破坏等.②工作面煤体和支架压力增大,煤壁外鼓、掉碴、煤块进出等.③打钻有顶钻、夹钻、卡钻、喷孔现象.④瓦斯增大或忽小忽大,煤尘增多.
〔2〕有声预兆：
煤爆声、闷雷声、深部岩石或煤层的破裂声、支架断裂等.
煤与瓦斯突出避灾路线：
10902运输巷掘进工作面→防突反向风门→10902运输联络巷→11运输石门→副井平硐→地面.
避灾路线见附图
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