石門揭煤專項(xiàng)防突設(shè)計.doc

焦 硐 煤 礦 石門揭 煤專項(xiàng)防突設(shè)計2013年2月焦硐煤礦煤層揭煤專項(xiàng)防突設(shè)計一、地理位置及交通狀況焦硐煤礦屬于技改礦井，屬私營小型煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力9萬t/a。焦硐煤礦位于納雍縣城北西方向，屬納雍縣化作鄉(xiāng)所轄,地理坐標(biāo)為東經(jīng)10515451053645，北緯265445265545。面積為3.0571km2。礦區(qū)緊臨畢節(jié)納雍水城211省道，礦區(qū)距納雍縣城39km，至畢節(jié)市53km，均有公路相通，交通較方便。（見交通位置圖111） 交通位置圖111二、瓦斯根據(jù)貴州省煤炭管理局文件黔煤行管字200754號文對畢節(jié)地區(qū)煤礦2010年礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)，焦硐煤礦礦井絕對瓦斯涌出量為0.72m3/min，相對瓦斯涌出量為m3/t；絕對二氧化碳涌出量為0.42m3/min，相對二氧化碳涌出量為m3/t。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第133條規(guī)定，該礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井批復(fù)文件；黔能源發(fā)2010699號、2011792號。在生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格按高瓦斯礦井的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，必須加強(qiáng)通風(fēng)瓦斯管理，加強(qiáng)采空區(qū)瓦斯管理和通風(fēng)設(shè)施管理，提高礦井有效風(fēng)量率。（2）煤層賦存、煤質(zhì)及瓦斯：該煤層煤質(zhì)松軟，黑色、粉狀、鱗片狀，煤層中含有小夾矸，屬低硫、特低磷、低中灰、高發(fā)熱量，無煙煤。煤層厚度變化不大，厚度0.9m1.0m，平均0.95m，有自南西向北東增厚趨勢，煤層結(jié)構(gòu)簡單。原煤灰分ad=11.72%，原煤全硫平均st，d=0.3%，屬于不易燃性煤，煤層無爆炸性。礦井結(jié)構(gòu)簡單，總體上呈一單斜形態(tài)，走向北偏東1025，傾向南偏東8595，傾角610，區(qū)內(nèi)無斷層發(fā)育。焦硐煤礦礦井絕對瓦斯涌出量為6.47m3/min，相對瓦斯涌出量為28.49m3/t；5、通風(fēng)系統(tǒng)石門揭煤前，在各條掘進(jìn)作業(yè)面必須有專用的回風(fēng)巷，必須安裝兩套正向和反向防突風(fēng)門，形成單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng)。二、區(qū)域突出危險性預(yù)測1、當(dāng)工作面迎頭距煤層法向距離10m前時，在工作面向頂板打2個穿透煤層全厚且進(jìn)入頂板不小于0.5m的前探取芯鉆孔，并詳細(xì)記錄巖芯資料，以掌握煤層的厚度、賦存形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況等。并在此2個鉆孔中進(jìn)行瓦斯壓力測定。2、取芯鉆孔的布置：兩鉆孔起孔位置中巷道中心點(diǎn)距巷底高1m,向上仰角為0-4，其中一孔方位平行于掘進(jìn)方向，兩孔深度必須穿透煤層全厚并進(jìn)入頂板0.5m，取芯后，在24小時內(nèi)退出鉆桿并進(jìn)行封孔，安裝壓力表測定瓦斯壓力。3、臨界值參數(shù)確定：根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定中規(guī)定，測定的瓦斯壓力p小于0.74mpa時，工作面確定為無突出危險工作面，否則為突出工作面，應(yīng)采取區(qū)域防突措施。三、揭煤處的區(qū)域防突措施工作面兩個測壓鉆孔中有一個測定的瓦斯壓力p大于0.74mpa時，必須采取區(qū)域防突措施。1、工作面防突措施的選取該工作面屬水平首次揭煤，采用預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。2、當(dāng)工作面預(yù)測后掘進(jìn)至煤層的最小法向距離為7m左右時，執(zhí)行防突措施。3、鉆孔的最小控制范圍是：石門揭煤處巷道上部和東西兩邊的輪廓線外12m，底部6m。根據(jù)抽放半徑8m計算，抽放鉆孔數(shù)量為6個，布孔方式如下圖1，圖中1、2、3號鉆孔距巷底高1m,2號孔為中心點(diǎn)，其他開孔間距為0.8m,下排鉆孔的仰角為04；上排鉆孔與下排鉆孔的間距為0.6m，見煤處至巷道輪廓線的距離為5m，仰角為46。所有鉆孔都要穿透煤層的全厚，鉆孔直徑75mm，鉆孔各種參數(shù)見下表。4、預(yù)抽防突設(shè)施設(shè)備：抽放泵型號2bv6131，功率15kw；鉆機(jī)型號zdy650，功率11kw；抽放管路由2、4寸抽放鋼管組成。5、預(yù)抽瓦斯采用井下移動抽放的方式進(jìn)行：將抽放泵安裝在大巷進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，瓦斯排放口接至專用回風(fēng)巷中，直接排到回風(fēng)中。圖1 石門預(yù)抽瓦斯鉆孔布置示意圖石門預(yù)抽瓦斯鉆孔布置參數(shù)表（表2）序號開孔位置方位角（）仰角（）孔深m封孔長度（m）1距巷底1m1180413.252距上孔0.6m孔距0.8m1440411.9531690413.254距巷底1.6m1204214.355距下孔0.6m平孔距0.8m1444613.5561684214.35 四、區(qū)域防突措施的效果檢驗(yàn)1、采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。方法如下：用直徑65mm的鉆桿從工作面的上、中、下、左、右五個方向向煤層各打一個鉆孔，其中向上的鉆孔的終孔位置距巷道輪廓線15m以上；當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)到煤層時改用直徑42的鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)h2值。鉆孔布置見下圖，各種參數(shù)見下表。圖2 效果檢驗(yàn)鉆孔布置示意圖效果檢驗(yàn)鉆孔布置參數(shù)表（表3）序號開孔位置方位角（）傾角（）孔深（m）備注1距巷底高1 m1206132距巷底高1 m144611.93距巷底高1 m1676134距巷底高1.6 m1444914.25距巷底高0.6 m144-10132、石門揭煤工作面鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值：干煤樣h2指標(biāo)臨界值200(pa)，濕煤樣時為160(pa)。3、如果所有實(shí)測的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則措施有效；反之，判定為措施無效,工作面繼續(xù)采取防突措施。五、石門揭煤前的局部防突預(yù)測1、當(dāng)區(qū)域性防突預(yù)測或防突措施檢驗(yàn)為無突出危險后，可繼續(xù)掘進(jìn)到揭煤位置，即工作面輪廓線距煤層法向距離為5m時，采取揭煤工作面突出危險性預(yù)測，預(yù)測方法采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法.2、布孔數(shù)量為3個，方法如下：用直徑65mm的鉆桿從工作面的上、左、右三個方向向煤層各打一個鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)到煤層時改用直徑42的鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)h2值。鉆孔布置見下圖，各個鉆孔參數(shù)見下表。3、石門預(yù)測時的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值為干煤樣h2指標(biāo)臨界值200(pa)，濕煤樣時為160(pa)。4、如果所有實(shí)測的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面，工作面在超前鉆孔的控制下可繼續(xù)掘進(jìn)至遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前的位置，即工作面輪廓線最小法向距離為2m時，停止作業(yè)；再采用工作面預(yù)測的方法進(jìn)行最后驗(yàn)證，若經(jīng)驗(yàn)證為無突出危險工作面時，則在采取安全防護(hù)措施的條件下采用遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層；否則，必須采取或補(bǔ)充工作面防突措施。圖3 石門預(yù)測鉆孔布置示意圖效果檢驗(yàn)鉆孔布置參數(shù)表（表3）序號開孔位置方位角（）傾角（）孔深（m）備注1距巷底高1.6 m14425112距巷底高1 m1206123距巷底高1 m167611六、石門揭煤前的局部防突措施1、工作面經(jīng)預(yù)測為突出危險工作面時，防突措施的選取。該揭煤工作面采用瓦斯排放鉆孔的防突措施。2、瓦斯排放鉆孔的布置（見下圖）。（1）揭煤工作面鉆孔的控制范圍是：石門的兩側(cè)和上部輪廓線外至少5m，下部至少3m。（2）鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)均勻布置，排放鉆孔的孔數(shù)為20個、孔底間距根據(jù)鉆孔的有效排放半徑1.5m確定為3m。（3）排放鉆孔直徑為75mm。鉆孔各種參數(shù)見下表。圖3 石門揭煤工作面瓦斯排放鉆孔布置示意圖瓦斯排放鉆孔參數(shù)表（表4）序號孔 徑（mm）方位角（）傾 角（）孔 深（m）備 注1751252512.7所有鉆孔必須穿透煤層后還要穿頂板巖石不少于0.5m。2751393111.63751542411.24751693111.65751812512.76751251411.67751391710.487515418109751691710.410751811411.611751250311.2127513903101375154039.51475169031015751810311.216751251811.617751392010.41875154201019751692010.420751811811.6七、防突措施的效果檢驗(yàn)1、當(dāng)工作面實(shí)施了瓦斯排放防突措施后，必須進(jìn)行效果檢驗(yàn)。本工作面采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法方法進(jìn)行檢驗(yàn)。2、效果檢驗(yàn)孔數(shù)為5個，布孔方式分別位于石門的上部、中部、下部和兩側(cè)，鉆孔布置方法如下圖，各個鉆孔參數(shù)見下表。圖4 效果檢驗(yàn)鉆孔布置示意圖效果檢驗(yàn)鉆孔布置參數(shù)表（表5）序號開孔位置方位角（）傾角（）孔深（m）備注1距巷底高1.2m1442102距巷底高1.2m1242113距巷底高1.2m1622114距巷底高1.8m14420135距巷底高0.6m144-15123、檢驗(yàn)方法如下：用直徑65mm的鉆桿從工作面的上、中、下、左、右五個方向向煤層各打一個鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)到煤層時改用直徑42的鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)h2值。4、石門預(yù)測時的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值為干煤樣h2指標(biāo)臨界值200(pa)，濕煤樣時為160(pa)。5、如檢驗(yàn)結(jié)果的h2指標(biāo)在煤層突出危險臨界值以下，且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則措施有效，可按要求進(jìn)行揭煤作業(yè)；反之，判定為措施無效，仍要繼續(xù)采取防突措施。八、石門揭煤前的最后驗(yàn)證當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果為無突出危險時，采用鉆屑指標(biāo)法進(jìn)行最后驗(yàn)證。操作方法如下：（1）布孔數(shù)量為3個，用直徑65mm的鉆桿從工作面的上、左、右三個方向向煤層各打一個鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)到煤層時改用直徑42的鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑，測定其瓦斯解吸指標(biāo)h2值。鉆孔布置見下圖，各個鉆孔參數(shù)見下表。圖5 石門揭煤前最后驗(yàn)證鉆孔示意圖最后驗(yàn)證鉆孔布置參數(shù)表（表6）序號開孔位置方位角（）傾角（）孔深（m）備注1距巷底高1.6 m1442582距巷底高1 m125683距巷底高1 m16068（2）石門預(yù)測時的鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的臨界值為干煤樣h2指標(biāo)臨界值200(pa)，濕煤樣時為160(pa)。（3）如果所有實(shí)測的指標(biāo)值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面，在采取安全防護(hù)措施的條件下采用遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層。九、安全防護(hù)措施1、在揭煤過程中，所有五水平的作業(yè)人員必須攜帶隔離式自救器下井，并在放炮地點(diǎn)放置適量的自救器。2、防突風(fēng)門：（1）在石門大巷進(jìn)風(fēng)側(cè)與專用回風(fēng)巷之間，安裝2道牢固可靠的反向風(fēng)門，風(fēng)門之間的距離不得小于4m。（2）反向風(fēng)門墻垛采用磚、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石的深度不得小于0.2m，墻垛厚度不得小于0.8m。（3）通過反向風(fēng)門水溝、軌道上，必須設(shè)有逆向隔斷裝置（可用足夠重量的沙袋做反向風(fēng)門下部軌道面的逆向隔斷裝置）。（4）人員進(jìn)入工作面時必須把反向風(fēng)門打開、頂牢；工作面放炮和無人時反向風(fēng)門必須關(guān)閉。3、遠(yuǎn)距離爆破作業(yè)：（1）工作面采用爆破作業(yè)，放炮地點(diǎn)設(shè)在五水平斜坡下部車場。遠(yuǎn)距離爆破后必須間隔時間不得少于30min后由一小隊救護(hù)隊員進(jìn)入工作面檢查瓦斯和放炮效果等情況。圖6 揭煤工作面防突風(fēng)門示意圖（2）石門工作面從距突出煤層底（頂）板的最小法向距離5m開始到穿過煤層進(jìn)入頂（底）板2m（最小法向距離）的過程均屬于揭煤作業(yè)，揭煤過程中有礦總工程師組織通風(fēng)區(qū)、生產(chǎn)科、安全科、調(diào)度室、救護(hù)隊等單位人員在現(xiàn)場指揮揭煤工作。4、石門過煤層時的措施：（1）當(dāng)工作面第一次遠(yuǎn)距離爆破揭煤后，間隔24h后對工作面采取出碴作業(yè)，并對工作面穿煤后及時架鐵棚支護(hù)。（2）穿煤過程中，使用好前探支護(hù)，及時榴術(shù)，防止棚頂煤因自重下落時造成瓦斯突出；如果棚邦有空，須及時塞緊塞實(shí)接好頂。（3）揭煤后必須采用鉆屑指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，操作方法如下：在工作面前方煤層施工2個直徑42mm，終孔到頂板巖石的鉆孔。測定鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。一個鉆孔位于巷道工作面中部、并平行于掘進(jìn)方向。另一鉆孔的終孔點(diǎn)位于巷道上部輪廓線2m處。鉆孔每鉆進(jìn)1m。測定該1m段的全部鉆屑量s。每鉆進(jìn)2m，測定一次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)h2值。預(yù)測工作面突出危險性的指標(biāo)臨界值按h2值為200pa，s最大值為6kg/m來確定工作面的突出危險性。如果實(shí)測得到的s 、h2的所有測定值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面預(yù)測為無突出危險工作面；否則，為突出危險工作面，工作面要繼續(xù)執(zhí)行防突措施。圖6 鉆屑指標(biāo)法鉆孔布置示意圖5、避災(zāi)路線：工作面發(fā)生煤與瓦斯突出事故時，人員撤離路線：大巷揭煤工作面各巷進(jìn)風(fēng)巷井底車場主、副平硐地面。6、其他瓦斯管理措施：（1）測壓鉆孔采用zdy-650型液壓鉆機(jī)施工。鉆進(jìn)過程中，在孔口附近2m范圍內(nèi)加強(qiáng)瓦斯檢查，并懸掛便攜式瓦檢儀，進(jìn)行瓦斯實(shí)時監(jiān)測；同時觀察鉆孔內(nèi)瓦斯動力現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)頂鉆、噴孔等現(xiàn)象時，必須停止作業(yè)，匯報到調(diào)度室。（2）工作面從第一次揭煤后，在半小時后對工作面進(jìn)行瓦斯檢查，設(shè)好標(biāo)準(zhǔn)欄桿；間隔24h后對工作面采取出碴作業(yè)。同時安設(shè)瓦斯監(jiān)測監(jiān)控裝置，瓦斯傳感器報警值為0.9%，斷電值為1%。工作面的所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備都必須實(shí)行瓦斯、風(fēng)電閉鎖。（3）嚴(yán)格加強(qiáng)瓦斯管理，不定期檢查瓦斯，并通知現(xiàn)場工作人員。嚴(yán)禁空班、漏檢或假檢。（4）所有作業(yè)過程中，若工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)0.8%時，必須停止打眼；爆破地點(diǎn)附近20m內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)0.8%時，嚴(yán)禁放炮。（5）爆破作業(yè)時必須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人聯(lián)鎖放炮”制度和 “三警戒”（警戒人、警戒牌、警戒繩）制度。十、組織管理措施1、礦總工程師對本工作面的防突工作負(fù)技術(shù)責(zé)任，組織編制、審批、檢查本工作面的防突工作措施的落實(shí)情況。2、礦井的生產(chǎn)科、安全科等職能部門負(fù)責(zé)人對本職范圍內(nèi)的防突工作負(fù)責(zé)；掘進(jìn)區(qū)、瓦斯隊、通風(fēng)區(qū)等及所屬跟班領(lǐng)導(dǎo)及班組長對本工作面的防突工作負(fù)直接責(zé)任；瓦斯隊鉆工、檢驗(yàn)人員、生產(chǎn)科跟班驗(yàn)收人員、瓦斯查檢員等對所在崗位的防突工作負(fù)責(zé)。3、瓦斯隊和開拓區(qū)在施工前，由各單位技術(shù)員負(fù)責(zé)向本區(qū)(隊)