瓮安县银堂煤矿850运输巷石门揭煤防突设计.doc
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1、 瓮安县银堂煤矿850运输巷石门揭煤层专项防突设计 编制人: 审核人: 编制单位:通 防 科编制时间:2014年9月24日目 录第一节 概况- 1 -一、地质- 1 -二、巷道施工情况- 1 -三、煤层突出倾向性鉴定- 3 -四、通风系统- 3 -五、抽采系统- 4 -六、揭煤工序设计- 4 -第二节 煤层层位控制- 5 -第三节 区域综合防突措施- 6 -一、区域预测- 6 -二、区域防治突出措施- 6 -三、区域措施效果检验- 10 -(一)抽采钻孔有效控制范围界定及布孔均匀程度评价- 10 -(二)区域措施效果检验指标测定- 10 -四、区域验证- 13 -第四节 局部综合防突措施- 1
2、4 -一、工作面突出危险性预测- 14 -二、工作面防突措施- 15 -三、工作面防突措施效果检验- 16 -四、安全防护措施- 17 -第五节 揭煤前探眼施工- 18 -第六节 加强过煤层段巷道的支护及其他措施- 19 -第七节 组织管理措施- 20 -850运输石门揭煤层专项防突设计第一节 概况一、地质矿区内总体呈现南北向的向斜构造形态,发育有北西、北东向断裂构造,向斜东翼倾向西,向斜西翼倾向东,倾角一般在20-30。在断层附近地层倾角达65-75。矿区西南部地层倾角受F1断层影响地层倾角达到55-65。在矿区内主要存在五个断层,分别F1正断层,落差为250300m,倾向NE,倾角60-6
3、5;F2断层为正断层落差为110130m,倾向E,倾角65-70;F3断层为逆断层落差为100120m,倾向NW,倾角50;F4正断层,落差为3045m,倾向NE,倾角60;F5正断层,落差为2535m,倾向E,倾角50 、煤层和顶底板情况: 根据地质储量核实报告,吴家坪组是含煤地层,最小厚度255.90m,最大厚度294.14m ,平均厚度277.50m,含煤12层,一般1层,煤层厚度0.863.49m,平均厚度1.94m,含煤系数0.70%;含可采煤层1层,可采煤层厚度0.863.49m,平均厚度1.84m,可采煤层含煤系数0.66%。从地层垂向上看,上段不含煤层,煤层均集中在中、下段,中
4、、下段最小厚度102.32m,最大厚度132.16m ,平均厚度119.64m,可采煤层厚度0.863.49m,平均厚度1.84m,含煤系数1.54%。属于稳定煤层,瓦斯压力远低于0.75MP。二、巷道施工情况850运输石门施工主要是形成11107采面集中运输巷,满足生产期间的通风、运输要求。巷道揭煤段设计为半圆拱断面,净断面积为9.06m2,巷道支护为锚网+锚索支护;顶板破碎地段采取U型棚进行支护;采用钻爆法施工,光面爆破,全断面掘进,一次成巷的施工方案,皮带运输出矸。设计对煤层进行检测,只有各种指标都达到石门揭煤的要求才准进行石门揭煤作业,否则必须重新补打钻孔进行瓦斯抽放、消突,直至达到石
5、门揭煤要求后才准进行石门揭煤作业。850运输石门揭煤预想剖面图:三、煤层突出倾向性鉴定根据2008年6月中国矿业大学对5、9、15号煤层进行了突出危险性鉴定及贵州省煤炭管理局黔煤生产字2008935号“关于毕节地区煤炭局关于请求审批金沙县禹谟镇大沟煤矿煤与瓦斯突出危险性险性鉴定报告的报告的批复”。“该矿9号煤层在开采+1094m水平标高以上时不具有突出危险性,属非突出危险煤层。同意备案。同时根据2008年6月中国矿业大学对8、12号煤层进行了突出危险性鉴定及贵州省煤炭管理局黔煤生产字2008935号“关于毕节地区煤炭局关于请求审批金沙县禹谟镇大沟煤矿煤与瓦斯突出危险性险性鉴定报告的报告的批复”
6、。“该矿8号煤层在开采+1372m水平标高以上时不具有突出危险性,属非突出危险煤层。同意备案,该矿8号煤层在+1372水平下未进行鉴定,金沙县禹谟镇大沟煤矿8号煤层在1097m水平按煤与瓦斯突出危险性煤层管理。2014年2月,经金沙县安达瓦斯治理有限公司瓦斯含量测定:8号煤层的瓦斯压力为0.255kp, 瓦斯储量含量10.784m3/T。根据鉴定结果及批复文件精神,本方案对8号煤层在开采+1097m水平标高时按突出危险煤层设计,并将其作为解放层开采。四、通风系统(1)矿井采用中央并列抽出式通风,主副井进风,风井回风,矿井主扇风机采用2台275Kw对旋,矿井进风量为2650m3/min,回风风量
7、为2660m3/min。1097回风石门局部通风机安装在副井车场,供风量为328m3/min.(2)目前1097回风石门采用安装在副井车场的2台211KW局扇压入式通风,铺设一路600mm风筒供风,目前局扇开两级,风筒出口风量为328m3/min,回风风量为332m3/min,局扇实现了“风电闭锁”和“瓦斯电闭锁”及“双风机双电源”并能自动切换。(3)1097回风石门回风流经1097回风石门 、风井底车场、进入风井排到地面;在距工作面迎头5m位置设置高低浓度甲烷传感器T1,回风流设置高低浓度甲烷传感器T2。后附通风系统图和监测监控布置图。五、抽采系统(1)矿井地面建有瓦斯抽放站,高负压选择两台
8、2BCE1-303-0型瓦斯抽采泵,最大抽采量139 m3/min,抽放干管为DN350mm;抽放支管为DN250mm。(2)1097回风石门揭煤前,施工至净岩柱等于7米时,停止掘进施工抽放钻孔对8号煤层进行区域消突。通防科在施工抽放钻孔前敷设一路管径250mm的瓦斯抽放管路至打钻地点,待施工抽采钻孔后即可连管抽放。(3)抽放管路上必须安设放水除渣装置、流量计,便于管路放水、抽采量测定和统计;统计瓦斯抽采量时,必须单个钻场分开统计,并做到单个钻场抽采钻孔控制范围分别达标。六、揭煤工序设计揭煤工序的施工安排a)、法向距离20m时编制揭煤设计,在法向距离10m施工前探钻孔(可兼任瓦斯压力测定钻孔)
9、,控制煤层层位,预计时间2天。b)、法向距离7m前,采取区域防突措施,预计钻孔总量1238.8m,按一台钻机施工,每月3000m计算,预计时间12天c)、采用高负压预抽时间约7天后进行区域防突措施效果检验,效果检验2天;d)、法向距离5m时,进行区域验证,计划1天 e)、法向距离2m时,采取局部防突措施和局部防突措施的效果检验,计划2天f)、采取远距离放炮揭煤,从巷道顶板法距2m处开始执行远距离放炮施工至巷道全断面揭开煤层,穿过煤层进入顶、底板2m以上,预计巷道长度13.5m。预计整个揭煤工期26天,具体施工日期根据矿生产安排确定。防突工艺流程图第二节 煤层层位控制根据地质剖面图分析,目前巷道
10、底板距8号煤层底板法距为7米左右。巷道施工角度为3,当前掘至法向距离为7m必须边探边掘,现在必须采取区域综合防突措施。前探钻孔设计参数表孔号类别方位倾角孔深备注1前探2900122前探2901012第三节 区域综合防突措施一、区域预测由于矿井8号煤层未经鉴定,因此不再进行区域预测,该区域8号煤层按突出危险区管理,直接采取区域预抽措施进行消突。二、区域防治突出措施1097回风石门掘进到距8号煤法距7米时停头,由通防科在迎头施工穿层抽放钻孔预抽石门揭煤区段煤层瓦斯,由于8煤层和9煤层层间距只有5.3m,所以钻孔穿过9号煤层后直接穿过8号煤层并必须进入岩石达0.5m长度,以使钻屑沉积在孔底避免影响抽
11、放效果,钻孔控制范围为石门揭煤处巷道轮廓线外12m,同时满足钻孔控制范围的边缘至巷道轮廓线的最小距离大于5米的要求。根据贵州兴源煤矿科技有限公司提供的金沙县禹谟镇大沟煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计中8号煤抽放半径为3m,抽放时间15天。根据巷道实际情况,本设计钻孔抽放半径定为3m,抽放时间不少于15天。钻孔开孔排间距0.5m、单排孔间距0.8m。1、钻孔设计参数表2、钻孔设计图3、区域预抽钻孔施工要求(1)通防科必须按本设计参数施工钻孔,施工前由工程技术人员在各钻场内进行点眼放线,确保钻孔的控制范围。(2)钻孔施工终孔后,必须及时封孔连抽,保证钻孔的抽放时间。(3)钻孔必须施工至设计长度,对于没
12、有施工到位的钻孔必须进行补打,钻孔预抽范围内不得出现空白带。(4)钻孔施工完毕后必须进行竣工验收,数量参数符合设计。三、区域措施效果检验采取区域防突措施抽采瓦斯后,必须对瓦斯抽采的基础条件和抽采效果进行评判,按以下步骤对其进行效果检验:(一)抽采钻孔有效控制范围界定及布孔均匀程度评价预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后,应当对预抽钻孔的有效控制范围进行界定,对该措施所采取的穿层钻孔,钻孔有效范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围,并且要对钻孔在有效控制范围内的均匀程度进行评价,预抽钻孔间距不得大于设计间距,当大于设计间距时,要重新补孔加以控制,当预抽钻孔间距符合设计要求时,在预抽煤层瓦
13、斯后在钻孔有效控制范围内可以按照防治煤与瓦斯突出规定的要求进行区域措施效果检验。(二)区域措施效果检验指标测定区域措施效检采用煤层残余瓦斯含量Q与残余瓦斯压力P作为检验指标,其指标临界值如下:校检指标瓦斯压力P瓦斯含量Q突出倾向单位MPam3/t临界值小于0.74小于8无突出危险大于等于0.74大于等于8有突出危险1、评价单元划分预抽煤层瓦斯钻孔施工完毕后,准确记录联抽时间,计算钻孔预抽时间差异系数(预抽时间最长的钻孔抽采天数减去预抽时间最短的钻孔预抽时间天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之比),将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致(预抽时间差异系数小于30%)的区域划分为一个评价单元。2
14、、预抽效果预评价钻孔抽放过程中,派专人每天对抽放情况进行观察测定,统计钻场联抽期间的瓦斯抽采总量Q。按以下公式计算预抽瓦斯后煤层的残余瓦斯含量,小于临界指标8m3/t后,现场实测预抽瓦斯效果指标: 式中:煤的残余瓦斯含量,m3/t;煤的原始瓦斯含量,m3/t;评价单元钻孔抽排瓦斯总量,m3;评价单元参与计算煤炭储量,t。评价单元参与计算煤炭储量按下式计算: (3)式中:评价单元煤层走向长度,m;评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,m;、分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度,m。如果无巷道则为0;、分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度,m。如果无巷道则为0;抽采钻孔的
15、有效影响半径,m;评价单元平均煤层厚度,m;评价单元煤的密度,t/m3。3、现场实测措施效果检验指标在预抽瓦斯效果预评价满足要求后,现场施工测压钻孔进行区域措施效果检验。利用残余瓦斯压力进行区域措施效果检验时操作步骤及注意事项:(1)对钻孔间距基本相同(符合设计要求)和预抽时间基本一致(预抽时间差异系数小于30%)的区域划分为一个评价单元,在该评价单元内布置测压钻孔;(2)钻孔布置于所在部位钻孔密度小、孔间距较大、预抽时间较短的位置,并尽可能远离测试点周围的各抽放钻孔或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离,且避开掘进工作面的排放范围和预抽超前距。用液压钻机向钻孔控制区域内施工4个效检钻孔,测定煤层参
16、与瓦斯压力,效检钻孔的布置及施工参数如下: (3)采用煤层残余瓦斯压力作为效检指标时,必须停止工作面所有钻孔的抽放,并将所有单孔闸阀关闭,经过不小于1个星期的测压后,如果钻孔控制范围内煤层的残余瓦斯压力小于0.74Mpa时,则措施有效,该区域判定为无突出危险区,如煤层的残余瓦斯压力大于0.74Mpa,则措施无效,该区域仍为突出危险区,必须继续进行区域瓦斯抽放且直至措施经检验有效。(4)区域措施有效后,必须由通防科根据抽放量、钻孔竣工图、抽放时间、实际钻孔控制范围等对消突范围、消突效果进行评估,编制瓦斯抽采达标评判(消突评估)报告。否则不许掘进。四、区域验证为保证局部防突考察的连续性,提高工作面
17、预测的可靠性和巷道掘进安全性,工作面实行连续区域验证,即直接进入局部综合防突措施。第四节 局部综合防突措施一、工作面突出危险性预测(1)预测预报方法。在工作面未揭开煤层时,在工作面距煤层法距5m位置开始、实施穿层钻孔采用钻屑瓦斯解析指标进行预测预报,即用WTC瓦斯参数测定仪测定钻屑瓦斯解析指标K1值;在工作面揭开煤层后,按照煤巷掘进进行管理,实施顺层钻孔采用钻屑指标法进行预测预报,即用WTC瓦斯参数测定仪测定钻屑瓦斯解析指标K1值、用弹簧秤测定钻屑量S值,利用这两项指标来预报该掘进工作面的突出危险性。(2)临界值的确定。因我矿煤与瓦斯突出危险性预测指标的临界值无实测数据,故依据防治煤与瓦斯突出
18、规定,K1值得临界值定为干煤0.5mL/(gmin1/2)、湿煤0.4mL/(gmin1/2),Smax值得临界值定位6kg/m(孔径42mm)。(3)预测孔布置及钻孔参数。在巷道未揭开煤层时,每循环在工作面向煤层的适当位置布置3个直径42mm钻孔,一个钻孔位于石门中下部,另外两个钻孔位于石门两侧下部;在巷道揭开煤层后,由工作面向煤层施工3个直径42mm、孔深810m的钻孔,钻孔应尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔终孔位置应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。(4)预测方法。在巷道未揭开煤层前,根据防治煤与瓦斯突出规定第七十三条规定,在钻孔钻进到煤层时
19、每钻进1m采集一次孔口排出的粒径为13mm的煤钻屑,测定其钻屑瓦斯解析指标K1值;在巷道揭开煤层后,沿煤层每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S值,每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1值。(5)突出危险性判断方法。当3个预测孔指标参数均小于临界值,且未发现其他异常情况时,则认定该工作面无突出危险工作面,采取安全防护措施后掘进。反之,测得的任一孔的任一预测指标达到或超过临界值时,则认定该工作面为突出危险工作面,必须采取防突措施。 二、工作面防突措施采用排放钻孔作为防突措施,采用排放钻孔作为防突措施,排放孔径采用直径75mm,在巷道未揭开煤层时,钻孔布置4排,每排8个,控制巷道轮廓线外不小于5
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