瓦斯隧道揭煤技術方案介紹

1、瓦斯隧道揭煤瓦斯隧道揭煤技術方案介紹技術方案介紹二一五年三月二一五年三月技術方案提綱技術方案提綱一、揭煤技術方案一、揭煤技術方案二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施三、其它技術措施三、其它技術措施一、揭煤技術方案一、揭煤技術方案1.總體原則總體原則 （1） 對煤層群隧道實施分步集中處理、分層檢驗分步集中處理、分層檢驗揭煤。 （2）對有突出危險（原始瓦斯含量大于8m3/t）的煤層采取7m以遠垂距預抽達標檢驗、以遠垂距預抽達標檢驗、 5m垂距預測、垂距預測、3m垂距預垂距預測、過煤門預測測、過煤門預測三個步驟預測揭煤；對無突出危險（原始瓦斯含量小于8m3/t）的煤層采取3m預測、煤門預測預測、

2、煤門預測兩個步驟預測揭煤。 （3） 充分考慮各煤層之間的層間距關系，在進行第一層煤預測的同時預測第二層煤，保證所有煤層的預測位置保證所有煤層的預測位置滿足垂距要求，嚴禁超掘。滿足垂距要求，嚴禁超掘。 一、揭煤技術方案一、揭煤技術方案2.揭煤流程揭煤流程 對待揭煤層嚴格按防治煤與瓦斯突出規(guī)定中的兩個“四位一體”防突措施執(zhí)行，揭煤嚴格按下圖執(zhí)行。進入煤系地層20m垂距初探煤層位置10m垂距精探、測定瓦斯含量3m垂距預測實施區(qū)域防突措施（抽采）計算達標測定殘余瓦斯含量大于8m3/t小于8m3/t5m垂距預測有危險實施5m局部防突措施（抽排）無危險小于8m3/t大于8m3/t5m垂距效果檢驗計算有效有

3、危險無危險無危險有危險1.5m垂距施工金屬骨架實施3m局部防突措施（抽排）3m垂距效果檢驗計算有效無危險有危險安全防護措施漸進式揭煤煤門預測過完煤層至2m垂距外實施局部防突措施有危險無危險計算有效煤門局部措施效果檢驗有危險無危險隧道揭煤流程圖隧道揭煤流程圖二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施 為了探明隧道煤系地層的瓦斯賦存情況及地質(zhì)狀況，確切掌握煤層的層位、傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性、地質(zhì)構造等煤層賦存情況，為安全揭煤提供可靠的基礎資料。瓦斯隧道揭煤前，必須對煤層賦存條件進行超前探測，以確定煤層的準確位置及基本參數(shù)，準確掌握其賦存情況。（1）突出危險性預測）

4、突出危險性預測二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施距首層煤層頂板20m垂距處，施工1個初探鉆孔，鉆孔布置在正中，施工到最末煤層，用以判定各煤層的煤厚、層間距等基本情況，鉆孔的孔徑均為89mm。施鉆過程中詳細記錄各煤層的見煤點深度、煤層厚度、有無噴孔等異常現(xiàn)象。（1）突出危險性預測）突出危險性預測20m初探初探超前探煤孔開挖輪廓線支護體探孔開挖工作面超前探煤孔煤層群二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施 隧道工作面開挖至距首層煤層頂板10m垂距處，施工3個取芯鉆孔，分別布置在隧道正中、左下、右上三個位置，其終孔位置應控

5、制在開挖輪廓外5m左右，鉆孔孔徑均為89mm，所有鉆孔均施工至最末煤層，并取芯測定所有煤層的原始瓦斯含量，同時分析各煤層頂?shù)装宓膸r性情況、各煤層的物理性質(zhì)等基本參數(shù)，取芯鉆孔如下圖所示：（1）突出危險性預測）突出危險性預測10m精探精探A1A2A3A1A1A2A2A3A3開挖輪廓線煤層支護體支護體開挖工作面（a）（b）（c）不小于二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施采用DGC瓦斯含量快速法進行測定，在施工地質(zhì)鉆孔時，對穿過的所有煤層進行取樣，測定其原始瓦斯含量。（1）突出危險性預測）突出危險性預測瓦斯含量測定方法瓦斯含量測定方法二、揭煤綜合防突措施二、揭

6、煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施 按上述方法對待揭煤層進行原始瓦斯含量或瓦斯壓力測定后，若判定為突出煤層，則必須對其執(zhí)行區(qū)域防突措施。（2）區(qū)域防突措施）區(qū)域防突措施增透措施增透措施對有突出危險的煤層實施分層水力壓裂或水力割縫等增透技術二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施增透措施增透措施 水力壓裂增透技術是利用高壓泵組將高壓液體以大大超過地層吸收能力的排量注入鉆孔中，在孔壁附近憋起超過孔壁附近地應力及巖石抗張強度的壓力后，即在地層中形成裂縫。隨著液體注入裂縫中，裂縫逐漸向孔周圍不斷延伸。待壓裂完成后排出壓裂液，形成瓦斯?jié)B流通道，使孔周圍較遠處的瓦斯能夠通暢流入鉆孔中，起到

7、增加抽采率的作用。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（2）區(qū)域防突措施）區(qū)域防突措施瓦斯抽采瓦斯抽采 抽采鉆孔設計在首層煤層m垂距前垂距前施工，鉆孔按5m5m網(wǎng)格布置，控制隧道輪廓線外上方12m、下方12m、左右兩幫各12m，鉆孔孔徑75mm，終孔至各抽采煤層底板0.5m處。抽采鉆孔設計如下圖所示。：開 挖 方 向貴 陽控 制 上 邊 緣 線控 制 下 邊 緣 線A(1# 9#)BCDEFGHIJKLMNOPQRST1#2#3#4#5#6#7#8#9#FGHIJKLMNO終 孔 立 面 圖A、 BCDFGHIJKLM開 孔 位 置 示 意 圖海綿蓋板注

8、漿口封孔管軟膠（用于上抱箍）抱箍孔內(nèi)封堵箱（防止溶劑向孔內(nèi)膨脹而將封孔管堵塞）溶劑填裝箱（用于裝兩種溶劑）孔口封堵箱（防止溶劑向孔外膨脹而影響封孔效果）說明：1、巖性較好的地段封孔，采用圖示三個填料箱即可，遇地質(zhì)構造帶，可適當增加中間的溶劑填裝箱。 2、兩種溶劑分開填裝；一種在地面廠家填裝；另一種在井下封孔時填裝。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（2）區(qū)域防突措施）區(qū)域防突措施瓦斯抽采瓦斯抽采 鉆孔施工完成后，立即采用容劑式快速封孔器對其進行封孔，并接入抽采系統(tǒng)進行抽采，容劑式快速封孔裝置如下圖所示。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜

9、合防突措施區(qū)域綜合防突措施（2）區(qū)域防突措施）區(qū)域防突措施瓦斯抽采瓦斯抽采 抽采系統(tǒng)由ZWY型移動抽采泵、200mm抽采管道及其它附屬配件組成，移動抽采泵如下圖所示。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（3）區(qū)域措施效果檢驗）區(qū)域措施效果檢驗 根據(jù)在執(zhí)行區(qū)域措施之前的原始瓦斯含量與瓦斯抽采過程中所測定的抽采參數(shù)計算煤層的殘余瓦斯含量，當計算殘余瓦斯含量低于8m3/t時即可對待揭煤層進行殘余瓦斯含量測定。 殘余瓦斯含量測定鉆孔設計在距離煤層m垂距前施工，鉆孔分別布置在隧道穿煤層點的中部及上下左右四個角，鉆孔孔徑76mm，鉆孔設計如下圖所示。二、揭煤綜合防突

10、措施二、揭煤綜合防突措施1.區(qū)域綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（3）區(qū)域措施效果檢驗）區(qū)域措施效果檢驗終孔立面圖3#4#5#1#二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 對突出煤層進行突出危險性預測的方法有鉆屑指標K1、鉆屑量S、瓦斯涌出初速度q、瓦斯放散初速度p、綜合指標D、K等多種指標。為方便操作，同時保證預測的準確度，確保不發(fā)生煤與瓦斯突出事故，此處選用鉆屑指標法作為預測方法，即采用鉆屑解吸指標K1值、鉆屑量S值作為判斷指標，各指標的臨界值見下表。（1）突出危險性預測）突出危險性預測鉆屑指標法預測石門揭煤工作面突出危險性的臨界值表鉆屑指標法預測石門揭煤工

11、作面突出危險性的臨界值表煤樣類別K1（mL/gmin1/2）S（kg/m）(65mm孔徑)S（kg/m）(42mm孔徑)干煤0.5105濕煤0.4126預測方法預測方法二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 采用WTC瓦斯突出參數(shù)儀測定鉆屑瓦斯解吸指標K1值。根據(jù)煤層具體情況，預測鉆孔穿進煤層后，用事先準備后的組合篩子在孔口接取鉆屑，同時啟動秒表，一面取樣一面篩分，當鉆屑量不少于100g時，停止取樣，并繼續(xù)篩分，最后把篩分好的13mm的鉆屑裝入WTC防突預測儀的煤樣罐內(nèi)，蓋好煤樣罐，準備測試。當秒表走到t0時（t02min），啟動儀器采樣測定，采樣完畢用鍵

12、盤輸入t0和測定煤樣點距孔口的距離L，儀器自動計算K1值；鉆屑量S值采用重量法測試，即每個鉆屑量S值必須測試完每1m鉆孔深度的全部鉆屑。注意測量前應檢測煤樣罐等的氣密性，否則可能造成測量結果不準，影響突出危險預報。 鉆孔見煤后，每1m測定一次S值，每2m測定一次K1值。（1）突出危險性預測）突出危險性預測預測方法預測方法二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施（1）突出危險性預測）突出危險性預測預測方法預測方法二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 對待揭煤層實施增透抽采，并進行殘余瓦斯含量測定不超標后，即可進至頂板5m

13、垂距進行5m垂距預測。 5m垂距預測鉆孔布置在竣工抽采鉆孔中間，控制隧道輪廓線外上方10m、下方5m、左右各8m，鉆孔孔徑65mm，如右圖所示。（1）突出危險性預測）突出危險性預測5m垂距預測垂距預測ABCDE1#2#3#4#5#6#終孔立面圖 若預測不超標，則可進至煤層頂板3m垂距進行3m垂距預測；若預測超標則根據(jù)超標值的大小判定采用抽采或排放局部措施。 二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 3m垂距預測鉆孔布置在5m垂距預測鉆孔與抽采竣工鉆孔的空隙中，控制隧道輪廓線外上方5m、下方3m、左右兩邊各5m，鉆孔孔徑65mm，如右圖所示。（1）突出危險性預

14、測）突出危險性預測3m垂距預測垂距預測 若預測不超標，則可進至煤層頂板1.5m垂距后施工金屬骨架；若預測超標則根據(jù)超標值的大小判定采用抽采或排放局部措施。1#2#3#4#5#6#ABCD終孔立面圖二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 金屬骨架施工完成并凝固后，采用漸進式揭煤方式揭開煤層，煤層揭開后，即在已揭開的斷面處采用風煤鉆對煤體進行煤門預測。 煤門預測鉆孔布置在揭開煤層處沿煤層傾向、走向施工，控制隧道開挖輪廓線外上下左右各3m，鉆孔孔徑42mm，如下圖所示。（1）突出危險性預測）突出危險性預測煤門預測煤門預測 若預測不超標，則可繼續(xù)過煤門；若預測超標

15、，則必須在煤門處施工排放鉆孔進行瓦斯排放。開挖輪廓線煤層支護體開挖工作面已揭開部分煤門預測鉆孔二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 對突出煤層進行突出危險性預測時，若出現(xiàn)超標情況，則在超標垂距處執(zhí)行局部防突措施。局部防突措施的種類按所預測的指標超標情況確定，若超標嚴重且有噴孔、卡鉆等異?，F(xiàn)象則進行瓦斯抽采措施；若指標輕微超標，則采用瓦斯排放措施。 排放鉆孔或抽采鉆孔需根據(jù)超標點位置另行設計。（2）局部防突措施）局部防突措施（3）局部措施效果檢驗）局部措施效果檢驗 執(zhí)行局部防突措施后，按工作面突出危險性預測方法對其進行防突措施效果檢驗，檢驗鉆孔布置在超標鉆

16、孔、不超標鉆孔、措施鉆孔中間的空隙中，確保全面檢驗整個控制范圍。 檢驗鉆孔需根據(jù)超標及抽排措施孔另行設計。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施2.局部綜合防突措施局部綜合防突措施 預測或檢驗不超標后，則執(zhí)行安全防護措施進行揭煤。（4）安全防護措施）安全防護措施通風系統(tǒng)通風系統(tǒng) 隧道揭煤采用局部通風機壓入式通風方式，風機設在13#導硐，安設位置距離主洞回風口不小于20m。 安全監(jiān)控系統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng) 隧道過煤層段監(jiān)測系統(tǒng)采用KJ90NA型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。 根據(jù)鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范的要求，應在以下方面設置傳感器： 在開挖工作面距掌子面5m范圍內(nèi)、二襯臺車處及

17、正洞回風流中各設置1臺瓦斯傳感器； 在回風流中設置1臺風速傳感器； 風機設置設備開停傳感器； 安裝自動斷電饋電器，實現(xiàn)風電、瓦電閉鎖。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施壓風自救系統(tǒng)壓風自救系統(tǒng) 在洞口附近設置空壓機房，安設空氣壓縮機，向隧道內(nèi)用風設備提供風壓，同時兼做洞內(nèi)隧道內(nèi)壓風自救系統(tǒng)供風，壓風自救管路同壓風管路共用。 在掌子面30m范圍安設不少于最大出勤人數(shù)的使用個數(shù)（原則上不少于三組），在通往避難硐室的避災路線中及回風系統(tǒng)內(nèi)每50m布置一組壓風自救器，每組不少于5個嘴。 二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施緊急避災系統(tǒng)緊急避災系統(tǒng) 瓦斯隧道揭煤前必須完善緊急避災系統(tǒng)，設置避難

18、硐室，以便為災變情況下作業(yè)人員提供緊急避險場所，保障職工的生命安全。如下圖所示。 避難硐室內(nèi)部包括安全防護系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、降溫除濕系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、動力保障系統(tǒng)、生存保障系統(tǒng)、排水排氣系統(tǒng)。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施供水施救系統(tǒng)供水施救系統(tǒng) 為提高系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性，對隧道供水施救系統(tǒng)與防塵灑水系統(tǒng)進行一體化設計。 在洞口設高壓水池，有效容積為200m3，水池水經(jīng)凈化處理向地面、隧道供水，能夠滿足供水施救系統(tǒng)的需要。 二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施人員定位系統(tǒng)人員定位系統(tǒng) 瓦斯隧道可選用目前較成熟的KJ90NB型煤礦一體化安全監(jiān)控系統(tǒng)一套

19、，配備相應的監(jiān)控分站和傳感器。 用人員定位管理系統(tǒng)由地面中心站、系統(tǒng)軟件、傳輸平臺、無線數(shù)據(jù)監(jiān)測站、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器、無線編碼發(fā)射器及電源、傳輸電纜等組成。 本系統(tǒng)是加強進洞人員管理、提升生命保障、促進安全生產(chǎn) 的理想產(chǎn)品。結合煤礦洞內(nèi)特殊的作業(yè)環(huán)境，該系統(tǒng)采用遠距離無線射頻識別技術、遠程通訊技術、計算機編程與網(wǎng)絡技術以及防爆技術等，可實現(xiàn)對入井人員的實時監(jiān)測、跟蹤定位、軌跡回放、考勤管理、報表查詢、信息網(wǎng)絡發(fā)布、雙向通訊、人機交互、緊急搜救、生產(chǎn)調(diào)度等功能，為安全生產(chǎn)以及緊急救援提供第一手可靠的決策實時信息。該系統(tǒng)可方便接入綜合自動化網(wǎng)絡平臺，無須重復布線，減少投資。二、揭煤綜合防突措施二、揭煤綜合防突措施通信聯(lián)絡系統(tǒng)通信聯(lián)絡系統(tǒng) 根據(jù)設計規(guī)范規(guī)定，設計選配1套HJK-120D型煤礦小型調(diào)度電話交換機，容量32門，新建地面壓風機房及風機房安裝電話，根據(jù)實際情況適當增加電話門數(shù)。經(jīng)耦合器后通訊線路由平導引入正洞開挖掌子面，在洞內(nèi)及開挖工作面安裝KT1017型本安電話話機，在地面調(diào)度室、值班室、壓風機房、主要通風機房安裝普通話機，火工品庫房、瓦斯抽放站安裝KT1017型本安電話話機。 二、揭煤