1401回风巷揭煤防突设计.docx

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1401回风巷揭煤防突设计

贵州省黔西县化窝煤矿

1402回风巷揭煤防突设计

编制:

秦福亮

时间:

2012年5月8日

1402回风巷揭煤防突设计

审批意见

部门

会审意见

签名

日期

技术科

通防科

安监科

地测副总

通防副总

生产副矿长

安全副矿长

总工程师

矿长审批

备注

1402回风巷揭煤防突设计

组织学习人签字:

施工负责人：

队长：

员工学习签字

1402回风巷揭4号煤层防突设计

第一部份基本情况

第1章巷道基本情况

一、地面相对位置：

1402回风巷地面相对位置：

黄家寨附近。

二、井下相对位置：

巷道位置：

该巷道位于30万吨扩能工程首采区上部，倾向布置。

三、地质层位：

1402回风巷在4#煤层中掘进，方位是164°，坡度为-10°以4#煤顶板为巷道顶板。

从本矿材料大巷开口，开口标高1369m，分岩巷段、煤巷段，总体斜巷施工。

岩巷段长90m,倾角+7°17ˊ17〞；煤段沿4#煤层倾向施工巷道长度340m（平距），倾角-10°。

岩巷段断面：

净宽2.6m、净高2.2m；毛宽2.8m、毛高2.3m；水沟净宽0.3m，净深0.2m。

净断面5.78m2、毛断面6.59m2；矩形断面，锚网喷支护。

煤巷段断面：

上净宽2.0m、下净宽2.2m、净高2.2m；上毛宽2.3m、下毛宽2.5m、毛高2.3m；水沟净宽0.3m，净深0.2m。

净断面4.62m2、毛断面5.52m2；梯形断面，11#工字钢架棚支护。

4号煤层是区内发育最好的一层主要可采煤层，厚1.0～1.8m，平均1.3m。

煤层结构简单，一般不含夹矸。

层位稳定，属稳定型煤层。

煤层走向北偏东，倾向南东，倾角8～12°，平均10°。

煤层呈粉粒、块状、中细条带状结构，局部见中宽条带。

煤层属半亮型、低硫、低中灰无烟煤。

顶板：

该煤层顶板为碳质页岩、泥质粉砂岩、泥岩组成。

泥质胶结，平行层理及波状层理，节理发育。

底板：

该煤层底板为碳质页岩、泥质粉砂岩组成，泥质胶结。

粉砂岩3.5m左右。

瓦斯：

该煤层瓦斯含量1.47ml/g，属高瓦斯煤层，矿井煤与瓦突出危险性鉴定为:

不具有突出危险性，煤尘无爆炸性，煤层自燃倾向性Ⅱ类（自燃）。

地面标高：

1421～1493m。

井下标高：

1340～1369m。

第二章区域地质构造

化窝煤矿井田位于娄山关大背斜南东翼的西南段，区内总体呈一单斜构造，地层走向NEE—SWW向，倾角5—25度，一般10度左右。

区内地面共有断层7条，在矿井一号钻孔发现一小型隐伏断层，断层以正断层为主，逆断层次之，除F1为逆断层外，其余6条均为正断层，其中中型断层4条，小型断层2条。

矿井范围内断层密度0.27条/km2。

由此说明矿井范围内构造简单，另外在老系统50多年的生产过程中，所揭露的地质资料中未发现有断层破坏迹象。

1402回风巷施工过程中不会受断层影响。

煤岩层综合柱状图（见附图一）

第三章防突相关系统情况

一、通风系统

本矿主扇风机型号为：

ＦＢＣＤＺ－８－ＮＯ．２１型两台，一台使用，一台备用，电机功率：

１３２KW，风机铭牌最大风量可达到6420m³/min,压力670—2603Pa，实测总回风量为4156m³/min，风压为1320pa。

井下各地点的风量风速完全能够满足我矿井下供风需要，各种风机配套保护设施齐全可靠。

掘进工作面采用局部通风机正压供风，局扇为；DBKJNO5.6/2×11KW压入式对旋风机，风筒选用600mm型对抗风筒，最大风量是400m³/min，最小风量200m³/min。

1402回风巷掘进工作面配备两台风机，一台使用，一台备用，并严格执行“三专、两闭锁”。

二、抽放系统

本矿经鉴定为高瓦斯矿井，属无突出危险矿井，按规定安装了瓦斯抽放系统，抽放系统由山东淄博博山大明真空泵厂生产的ZBEC40型水环真空泵4台，电机型号：

YB2-3155-4110KW，最大压力：

1600帕，最大抽放流量：

92m³/min，各种安全设施完好，满足瓦斯抽放系统设计方案。

抽放主要管道长750m，直径300m。

最多时同时抽放钻场地点是1401和1402，抽放时的总流量为47m3/min，总抽放浓度最高为6.8％，总抽放负压为42kpa，钻场抽放负压为21kpa。

三、监控系统

瓦斯监控系统采用KJ203N型，各种传感器32个，地面监控室24小时进行监控，并已经与百管委监控中心联网，实时传输监控信息。

1、设备符合有关国家标准，经国家煤矿安全监察局授权的有资质的检验机构进行联检合格，取得煤矿矿用产品标志，并取得“防爆合格证”。

并属本质安全型设备

2、根据《煤矿安全规程》，安全监控设备具有故障闭锁功能，具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统能保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能：

当电网停电后，系统能保证正常工作时间不小于2h。

3、系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机2台，1台备用。

系统具有防雷电保护。

中心站应配备录音电话，安装防火墙等网络安全措施。

4、用于监测、监控系统误码率不大于10-8，最大巡检周期不大于30s。

5、安全监测监控设备之间的输入输出信号为本质安全型信号，设备之间使用专用阻燃电缆连接。

四、防突设施

1、揭煤和煤巷掘进工作面，按规定设置了防突风门，1402回风巷防突门建在1402回风巷在材料大巷开口点往里5m处，所有掘进工作面和主要井下作业地点，均按规定设置了压风自救装置，采区在材料大巷和运输大巷设置了避难硐室。

2、所有突出煤层的揭煤和煤巷掘进工作面，均按规定进行远距离放炮，按规定进行停电、撤人和警戒，严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。

3、下井人员均配置了长达45分钟压缩氧自救器，矿领导、瓦斯检查员、区队长、独立工作的井下电钳工等均按要求携带甲烷检测报警仪。

第二部份揭煤防突设计

第2章前探设计

按照《防治煤与瓦斯突出规定》在距煤层法线距离10m之前，要进行煤层探测，目前巷道掘进到从材料大巷开口点往前31.2m，预计该处巷道距4号煤层法线距离为20m，掘进停下来进行探测煤层位置，由于回风大巷的层位及其与4号煤层的位置已经清楚，故只设计一个钻孔只探明4号煤层的产状，钻孔方位为164°，倾角为26.5°，钻孔深度设计为约35m，开孔高度在迎头距底板约为1.2m处。

施工前，地测人员现场放线，确保方位、倾角、开孔位置测量准确。

施工时，现场负责人必须准确记录钻孔参数、喷孔、顶钻、夹钻、涌水、遇煤情况，并及时汇报。

前探钻孔示意图见如下：

第3章区域突出危险性验证（预测预报）

化窝矿的突出危险性鉴定是开拓后的区域性鉴定，由中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室进行鉴定，鉴定结论为：

（1）化窝煤矿4#煤层鉴定范围内（标高+1378m～+1600m）无突出危险性；

（2）化窝煤矿9#煤层鉴定范围内（标高+1358m～+1600m）无突出危险性。

目前1402回风巷所在区域正是在鉴定区域内，现需要进行区域突出危险性验证。

区域验证采用钻屑指标法

采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔，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或△h2值。

测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按下表中所列的指标临界值预测突出危险性。

钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的

参考临界值

煤样

Δh2指标临界值（Pa）

K1指标临界值（mL/g•

）

干煤样

200

0.5

湿煤样

160

0.4

如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该区域为无突出危险工作区域；否则，为突出危险区域，要采取揭煤工作面防突措施。

区域验证在距4号煤层法线距离为5m时进行。

如果为无突出危险工作区域和工作面，则可以掘进到远距离放炮揭开4号煤层的地方，因该煤层不是急倾斜煤层，且没有断层裂隙等构造，故远距离揭开煤层的安全岩柱按防突规定，设为1.5m，石门工作面从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始，必须采用钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离。

边探边掘，由掘进队用锚索钻机垂直巷道迎头顶部的岩层面向上钻探，每循环探测一个孔，钻探深度不少于5m。

一旦探到距离4煤法线达1.5m时，必须执行远距离放炮揭开4号煤层。

远距离放炮启爆地点必须距爆破地点300m以上，设在材料大巷避难室内。

到达揭煤安全岩柱1.5m时，必须对突出危险性再次用钻屑指标法进行验证，方法同上。

第4章揭煤工作面防突措施

在前述的区域验证中，如果验证为突出危险区域，就必须实施揭煤工作面的防突措施，根据巷道的实际情况，巷道按现倾角前进超过回风大巷中线22m时将距4号煤层底板法线距离5m，再前进约16.3m，将遇到4煤底板，目前采用打钻抽放进行瓦斯卸压的防突措施，石门揭煤工作面钻孔的控制范围是：

石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。

有效抽放半径按2m设计。

设计在超过回风大巷中线22m时打钻抽放瓦斯，钻孔共16个，总进尺是331.73m。

钻孔设计参数及示意图如下：

1402回顺巷揭煤防突钻孔设计参数

孔号

与巷道夹角°

倾角°

孔深m

备注

1－1

右22

29.6

11.1

每个孔穿过4号煤层即终孔。

，施工人员要带好相关工具、仪器，带好钻孔施工原始记录本，要准确记录喷孔、顶钻、卡钻、遇煤层、涌水等情况的具体孔深。

1－2

右7.3

29.9

10.5

1－3

左7.3

30.1

10.5

1－4

左22

30.4

11.2

2－1

右14.1

17.9

15.5

2－2

右4.6

18.6

15.2

2－3

左4.6

18.8

15.2

2－4

左14.1

18.9

15.6

3－1

右9.2

8.6

22.82

3－2

右3

8.8

22.57

3－3

左3

8.9

22.58

3－4

左9.2

9

22.84

4－1

右6.1

1.4

34.1

4－2

右1.9

1.5

33.96

4－3

左1.9

1.6

33.96

4－4

左6.1

1.7

34.1

16个

第5章揭煤工作面防突措施效果检验

工作面局部防突措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法进行，在实施钻孔法防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。

在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。

工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：

（一）检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章、标准等，并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等（包括喷孔、卡钻等），作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断;

（二）各检验指标的测定情况及主要数据。

在抽放5天后，向抽放煤层区域钻孔较疏的钻孔之间适当位置打检验孔，孔数均不得少于5个，分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。

钻孔径42mm，优先采用钻屑瓦斯解吸指标法进行验证，如果煤孔有水时，则采用钻孔瓦斯涌出初速度法进行检验。

检验过程中，如有喷孔、顶钻等明显突出预兆，要及时汇报调度，并且判断为防突措施无效。

采用钻屑瓦斯解吸指标法检验石门揭煤工作面突出危险性时，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或△h2值。

测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按下表中所列的指标临界值预测突出危险性。

检验石门揭煤工作面突出危险性的

指标参考临界值表

考察指标

最大钻屑量（Smax）

钻屑瓦斯解吸指标

（k1）

危险性

单位

Kg/m

临界值

≥6

≥0.5（干煤）

≥0.4（湿煤）

有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面

<6

<0.5（干煤）

<0.4（湿煤）

无突出危险工作面

钻孔瓦斯涌出初速度q的突出临界值为5L/min，

实测等于或大于此值时有突出危险性，测量室为1m.

如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现喷孔、顶钻等明显突出预兆，则该工作面为无突出危险工作面，可以掘进揭煤；否则，为突出危险工作面，应补充局部防突措施或再继续抽放，直到检验有效为止。

第6章揭煤工作面安全防护措施

1、揭煤和煤巷掘进工作面，按规定设置了防突风门，1402回风巷防突门建在1402回风巷在材料大巷开口点往里5m处，人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。

工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。

距采掘工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等，按规定设置了压风自救装置，每组压风自救装置应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。

采区在材料大巷和运输大巷设置了避难硐室。

2、突出煤层的揭煤和煤巷掘进工作面，均按规定进行远距离放炮，按规定进行停电、撤人和警戒，严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮”制度。

1402回风巷放炮地点设在防突风门外的新鲜风流中，符合相关规定。

远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。

放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。

3、下井人员均配置了长达45分钟压缩氧自救器，矿领导、瓦斯检查员、区队长、独立工作的井下电钳工等均按要求携带甲烷检测报警仪。

4、过煤层时必须根据顶底板具体情况，采用增加锚索或加密锚杆，或加长锚杆等措施，确保锚杆锚固在可靠的岩层，不出现因支护不适应而诱发突出事故。

这措施由技术科根据现场实际而定。

第7章其它

1、揭煤期间严禁采用风镐落煤（岩），严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。

2、放炮地点安设一部直通矿调度室的联系电话。

3、电气设备必须有专人负责检查、维护，施工队每班、机电科每天检查一次防爆性能，签名备查，严禁使用防爆性能不合格的电气设备。

钻孔施工安全技术措施

1）施工钻孔的电气设备的电源必须和该巷道的瓦斯探头实行风电、瓦斯电闭锁，要保证钻孔施工期间的正常供压风、供电、通风及排水。

2）施工钻孔前，掘进工区要将迎头余渣及杂物清理干净，巷道支护牢固，巷道断面符合设计要求。

3）钻孔施工过程中，钻杆后方附近严禁正对人，不准用手托扶正在转动的钻杆，所有施工人员要将工作服穿戴整齐、袖口扎紧。

在钻孔施工过程中，严禁用铁器猛敲砸钻具。

4）在钻孔施工过程中，要严格按照《煤矿安全规程》中的有关规定对施工地点瓦斯等气体进行检查，严禁瓦斯超限作业。

施工班（组）长在施工过程中必须使用便携式瓦斯测定仪，钻孔周围1m处瓦斯浓度达到1%时严禁施工，工作面的所有人员必须撤离现场，切断电源，待采取措施瓦斯浓度降到1%以下时，在瓦检员的许可下方可进入施工现场。

5）在钻孔施工过程中，若发现有突出预兆及异常现象时，安检员、瓦检员和施工队负责人要迅速将所有人员撤至安全地带，同时由施工队负责人切断该巷道内所有电气设备的电源，并及时向调度汇报，待经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后，方可继续施工。

矿调度室、通防科要加强对钻孔施工过程中的调度指挥及记录工作。

6）在钻孔施工过程中，操作人员要严格按照钻机操作规程和钻孔施工参数精心施工，不得违章作业，同时做好施工记录。

7）钻孔施工期间要采取措施杜绝煤尘飞扬现象，并做好该工作面回风流的洒水灭尘工作，杜绝煤尘堆积。

8）施工钻孔的所有设备，任何单位和个人不得随意挪动与拆卸。

施工完的钻孔参数必须及时填写在钻孔施工记录牌板上，并报矿调度室、通防科、技术科备案。

避灾路线

现场施工图牌板必须标注避难位置及避灾路线系统。

所有人员必须熟悉避灾路线，避灾路线所经过的岔道口应设置醒目的方向指示牌，以保证避灾人员安全快速撤退。

避灾路线图（见附图形）。

第八章、组织管理

为搞好这次石门揭煤工作，矿成立揭煤指挥部：

指挥长：

霍爱国

副指挥长：

白荣、刘云、秦福亮、赵红朝

成员：

张明、李红平、吴学纪、杨正军、当班跟班矿长、掘进队长等人。

1）远距离放炮时，必须有揭煤指挥部成员现场指挥，发现问题及时处理。

2）揭煤前要由指挥部成员组织有关部门人员对现场进行全面的检查，落实各项工作准备情况。

3）揭煤期间配置专职瓦检员、放炮员、局扇司机、专职电工及警戒人员，并要求人员稳定，实行现场交接班制度。

4）技术科必须准确掌握4煤层的产状、结构及顶底板岩性，并负责及时绘制成图报有关部门，为揭煤工作提供可靠的地质数据。

5）监测队负责瓦斯探头的安装，维护和调校工作，保证探头灵敏可靠，并把信息及时反馈到矿调度室和矿总工程师。

6）防突队负责突出危险性参数指标的测定、整理、收集和管理工作，在打钻过程中出现喷孔、顶钻及其它明显突出预兆时，视为有突出危险，周围半径100m范围内定为突出有危险区。

7）机电科负责监督检查电气设备的完好情况，杜绝失爆，并做好每次的检查记录。

8）矿调度室负责钻孔施工过程中的调度指挥、记录工作；负责协调井下和井上的联络，保障施工的顺利进行。

9）安监科负责本次揭煤措施实施的监督检查工作。

10）揭煤工作面安装专用电话，直通矿调度室，并保证通讯畅通。

11）揭煤及穿煤放炮必须有揭煤指挥部的一名成员带队，负责安排专人检查通风系统设施是否完好，警戒布置是否到位，停电撤人及放炮工作。

16、其它未提及的相关事宜，严格执行《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》和《作业规程》。