P1551运输石门返掘揭C603C601和C504煤层设计及安全技术组织措施.docx

P1551运输石门返掘揭C603C601和C504煤层设计及安全技术组织措施.docx

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P1551运输石门返掘揭C603C601和C504煤层设计及安全技术组织措施

水城矿业（集团）有限责任公司汪家寨煤矿

P1551运输石门（反掘）揭煤设计及

安全组织技术措施

施工单位：

掘进一工区

施工负责：

石明全

编制：

杨涛

编制日期：

2011年6月3日

审批：

通风工区：

技术科：

地测科：

机电科：

安检科：

矿调度：

掘进副总：

安全副总：

通风副总：

总工程师：

前言

P1551运输石门（返掘）掘进期间将依次揭穿C604b、C604a、C603、C601、C504、C503煤层。

根据《水城矿业（集团）公司汪家寨煤矿平硐P1551运输石门预想剖面图》，该巷道揭煤工程量为217m。

为确保揭煤安全，根据《防治煤与瓦斯突出规定》及《水矿集团公司石门揭煤专项防突设计编制要求》，结合P1551运输石门（反掘）实际情况，针对P1551运输石门（反掘）揭煤方案编制本设计，批复后，有关单位及人员必须严格遵照执行。

编制依据

《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿安全规定》（2011年版）、《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028—2006）、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）、《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T1047—2007）、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006）、《煤矿井下粉尘综合防治防治技术规范》（AQ1020—2006）、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029—2006）等以及矿井的有关资料。

一、工程概况

1、工程位置及周围开采情况

P1551运输石门（反掘）设计从P40106运巷10＃导线点（X=2956.203.009，Y=482.272.277，Z=1553.501），按125°55′25〞（真）方位开门，+14‰的坡度掘进217米与P1551运输石门（正掘）贯通，竣工后作为平40106工作面的进风及运输用。

该巷位于平四采区北翼+1547m水平，东至P40106运巷，西至P1551运输石门（正掘），北面有P1547轨道石门，南面倾斜往上有P40106下水道，无保护层开采情况。

巷道将穿煤层掘进，往前掘进将揭露C604b、C604a、C603、C601、C504和C503煤层（C605煤层已揭露，且已采取过防突措施）。

2、煤层情况及顶底板特征

该巷从开门位置按方位125°55′25〞，坡度+14‰掘进3.17m后揭露C604b煤层顶板，掘进36.8m后揭露C406a煤层顶板，掘进55.75m后揭露C603煤层顶板，掘进128.3m后揭露C601煤层顶板，掘进183m后揭露C504煤层顶板，掘进208m后揭露C503煤层顶板。

C604b煤层：

该煤层厚度为1.0m，顶板为灰色细砂岩，岩层厚度6m。

底板灰色细砂岩，岩层厚度4.7m；

C604a煤层：

该煤层厚度为0.4m，顶板为灰白色细砂岩，岩层厚度4.7m。

底板为灰色细砂岩，岩层厚度0.4m；

C603煤层：

该煤层厚度为0.6m，顶板为灰色泥质粉砂岩，底部含海百合茎根茎化石灰白色细砂岩，岩层厚度3.6m。

底板为灰褐色粘土质粉砂岩，岩层厚度0.3m；

C601煤层：

该煤层厚度为1.0m，顶板为灰色细砂岩，岩层厚度为4.3m。

底板为灰色细砂岩，岩层厚度为6.3m；

C504煤层：

该煤层厚度为1.0m，顶板为灰色泥质粉砂岩，底部夹动物化石及黄铁矿结核，岩层厚度为3.0m。

底部为灰色粘土质粉砂岩，岩层厚度为0.4m；

C503煤层：

该煤层厚度为0.4m，顶板为灰色泥质粉砂岩，岩层厚度为0.8m。

底板为灰色泥质粉砂岩，岩层厚度为1.1m；

3、巷道施工参数

该巷采用锚网喷进行支护，巷道顶板支护采用Φ21.6×6300mm锚索配合1400mm×900mm钢筋网+喷浆（喷浆厚度100mm）联合支护，锚索间排距为800mm×800mm,锚索每孔用药卷3节,药卷型号K2840,规格为Φ23mm×350mm,两帮采用Φ20mm×2500mm左旋螺纹锚杆（间排距800mm×800mm）配合1400mm×900mm钢筋网+喷浆（喷浆厚度100mm）进行支护。

二、建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施

1、揭开煤层后的需要风量计算及风机选型

（1）瓦斯涌出量计算

、工作面煤壁绝对瓦斯涌出量

q3=D·V·q0·（2

—1）

式中：

D---巷道断面内暴露煤壁面的周边长度,11.7m；

V---巷道平均掘进速度0.0022m/min;

L---巷道长度，219.5m；

q0---巷道煤壁瓦斯涌出强度，m3/（m2·min）,如无实测值，参考计算公式：

q0=0.026【0.004（Vr）2+0.16】/w0=0.007m3/（m2·min）

式中：

Vr---煤中挥发分含量，29.12%；

W0—煤层原始瓦斯含量，12.55m3/t。

q3=D·V·q0·（2

—1）

=0.11m3/min

、工作面落煤绝对瓦斯涌出量

q4=s·V·γ·（W0-Wc）

式中：

s—掘进巷道断面积，15.2㎡；

γ—煤的密度，t/m3；取1.63t/m³

Wc—运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m³/t，取2m3/t

q4=s·V·γ·（W0-Wc）

=15.2×0.0022×1.63×（12.55-2）

=0.58m3/min

③、已掘进巷道瓦斯绝对涌出量

q=Dq0=95×0.007=0.67m³/min

式中：

D为掘进巷道内揭露煤层面积，m2

④、掘进期间巷道瓦斯绝对涌出量

q掘=q3+q4+q=0.11+0.58+0.67=1.36m³/min

注：

因为C601煤层原始瓦斯含量在该巷道揭露的煤层中最大，因此，计算时q3、q按照C601煤层相关参数进行计算。

（2）、工作面所需风量计算

Q=100q掘kb/C=100×q掘×1.5/0.8

=100×1.36×1.5/0.8

=255m³/min

式中：

Kb—瓦斯涌出不均衡的风量备用系数，取1.5。

C—瓦斯浓度按0.8%管理。

根据以上计算，本掘进工作面所需风量为255m³/min。

（3）、风速验算：

需要风量为255m3/min，风速为：

V=Q/S

=255/15.2

=16.7m3/min

=0.28m3/s

掘进巷道风速在0.25m/s＜V＜4m/s之间

通过运算选择P1551运输石门（反掘）最少配风量为255m³/min

（4）风机选型

根据以上计算，掘进工作面风量不得小于255m3/min，该掘进工作面选用FD-12×30KW型风机，正常工作风量为300-750m3/min，可满足工作面风量使用要求。

局部通风必须实现“双风机，双电源”和“三专两闭锁”，运行风机和备风机自动切换，双风机能力匹配。

2、通风方式及通风路线

P1551运输石门（反掘）采用压入式局部通风方法，通风系统示意图附后。

进风路线为：

P1700大巷→P301皮带机通道→平四采运输机下山→P1547车场→P1551运输石门→P1551通道（风筒）→P1547轨道石门（风筒）→P40106运巷→P1551运输石门（反掘）（风筒）→迎头

回风路线为：

迎头→P1551运输石门（反掘）→P1547轨道石门→P1547回风通道→平四采回风下山→平四采回风石门→平四采回风井

P1551运输石门（反掘）回风系统中，如果要安装机电设备，必须制定专门措施并严格执行。

3、加强控制通风风流设施的措施

（1）P1551运输石门（反掘）回风系统内严禁存在通风调节设施，以保证回风畅通；

（2）P40106运巷风门、P1551通道风门必须符合《防治煤与瓦斯突出规定》，风门墙体厚度不得小于1.0m，风门门板厚度不小于50mm，通过风门的水沟和溜子孔必须安设有防逆流隔断装置，防逆隔断装置用厚度不小于50mm的木板加工，墙体上的风筒必须采用防逆流铁风筒。

（3）P1551运输石门（反掘）的当班瓦检员必须随时检查风门的完好情况，发现风门不完好要及时汇报通风工区值班室，通风工区值班干部必须立即安排设施工处理。

三、揭煤作业程序

1、揭煤顺序：

探明揭煤工作面和煤层的相对位置（自石门距煤层最小法向距离10米或20米之前用井下探测手段探明煤层的位置、产状）——在距煤层最小法向距离7米之前施工石门揭煤区域预抽煤层瓦斯区域防突措施，并进行效果检验，直到有效——在与煤层规定距离的位置进行工作面预测（或区域验证）——采取防突措施（预测或区域验证有突出危险时）——实施防突措施的效果检验（措施无效则继续采取防突措施直至措施有效）——掘进至远距离爆破揭穿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——验证有效后采取安全防护措施并采用远距离爆破揭开或穿过煤层——在岩石巷道与煤层连接处加强支护。

2、揭煤作业程序

（1）、掘进工作面距煤层最小法向距离10m施工4个穿透煤层的钻孔作为探煤钻孔，探明煤层赋存条件、构造、瓦斯情况，结合地质分析，确定揭煤工作面相对位置和煤层的位置、产状并绘制平剖面图；并测定瓦斯压力进行区域预测（测压孔从P1547轨道石门内施工，各煤层测压钻孔参数与对应钻场18#钻孔参数相同）。

（2）、掘进工作面距煤层法向距离7m的位置处时，施工区域防突措施对工作面前方煤体瓦斯进行施工超前预抽。

并测定瓦斯含量进行区域防突措施效果检验。

（3）、掘进工作面距煤层法向距离5m的位置处时，进行区域验证。

（区域验证无效，继续施工超前抽放钻孔）

（4）、掘进工作面距煤层法向距离1.5m的位置处时，进行防突措施效果检验。

（防突措施效果检验无效，施工超前卸压钻孔）

（5）、揭开煤层时，进行防突措施效果检验的方法进行最后的验证。

（防突措施效果检验无效，施工超前卸压钻孔）

（6）、采取安全防护措施，执行远距离爆破。

（7）、在岩石巷道与煤层连接处加强支护。

注：

因为P1551运输石门（反掘）与P1547轨道石门平行，且巷道掘进范围内无断层、褶皱等构造；因此，P1551运输石门（反掘）石门揭露煤层的相对位置可以根据P1547轨道石门掘进期间实际资料推得，故在距离煤层10m前不必施工钻孔探煤层构造。

四、控制煤层层位及测定煤层瓦斯压力的措施

1、控制煤层层位措施

（1）根据《水城矿业（集团）有限责任公司汪家寨煤矿平硐P1551运输石门预想剖面图》分析，钻孔布置及参数详见《P1551运输石门（反掘）揭C604b、C604a、C603、C601、C504和C503煤层探煤钻孔及测定煤层瓦斯压力钻孔布置图》，钻孔用Φ75mm的钻头施工，打钻过程中，地质人员要在现场跟班，掌握钻孔深度、方位、角度及钻进情况，以便准确控制所揭煤层的位置。

打钻过程中见到煤层时必须停钻，地质人员做好记录后，才能继续打钻；若要撤钻必须得到地质人员同意后方可撤钻，地质人员根据现场收集的钻孔资料，整理并绘制出钻探实测成果图。

（2）为准确控制所揭煤层的位置，地测部门预测预报的位置、允许掘进的距离，必须用经纬坐标导线点进行控制，防止造成误揭煤。

（3）地测部门根据打探煤钻孔的实测情况及揭煤设计将施工进度与煤层层位关系图悬挂矿调度室，每小班根据掘进进度准确填绘掘进导线控制点。

2、测定煤层瓦斯压力的方法

（1）施工完探煤钻孔后，由抽采工区用4分管对1～3#钻场的18#钻孔进行封孔，封孔要求必须保证从开孔位置到见煤位置用全封闭式4分管封孔，煤层中用4分筛孔管穿过全煤，封孔过程中，必须用泥浆泵封孔。

（2）封孔完毕后24小时内，由抽采工区对封好的钻孔上压力表，在上好压力表后，由通风工区小班瓦检员每班向通风调度汇报压力表读数，其观测时间不小于20天。

（3）煤层瓦斯压力测定结果的