二水平回风巷过断层的防突措施

1黔西南州兴仁县措施内容二水平回风巷过断层带防治瓦斯突出专项设计编制单位通防科二零一二年十月十八日2措施签字审批表措施名称二水平回风巷过断层带防治瓦斯突出专项设计审核单位签字人签字时间编制人通防科长掘进工区生技科长安管科长通防副总矿总工矿长3二水平回风巷过断层带防治瓦斯突出专项设计第一章矿井基本概况一、井田概况井田东西走向长322KM、倾斜宽200KM、面积37862KM2，开采标高1620M1100M。井田位于放马坪背斜北西翼，总体呈单斜构造，地层走向近南北，倾向西，倾角一般813，局部地层倾向变为北西西或南西西，沿走向出现波状起伏。根据煤层赋存情况将各煤层分为上、中、下三个含煤组，其中M1、M2、M3号煤层为上煤组，M4、M5、M7号煤层为中煤组；M8号煤层为下煤组。全井田划分为一个水平，水平标高为1365M（主平硐标高），上山阶段垂高250M，下山阶段垂高270M，采用上、下山开采矿井全部资源，上下山之间采用平硐连接，阶段内采用采区式布置方式。全井田划分为4个采区，主平硐以上浅部M5、M7号煤层为一采区，其上覆M1、M2、M3号煤层由于山体变化缺失，M4号煤层部分缺失；主平硐以上M1、M2、M3号煤层为二采区；主平硐以下M4、M5、M7号煤层为三采区；主平硐以下M1、M2、M3号煤层为四采区。M8号煤层暂不开采。矿井采用中央并列抽出式通风方式，主平硐、排矸斜井进风，回风斜井回风。回采工作面为全负压“U”型通风方式，掘进工作面为局部通风机压入式通风方式。4二、采区概况三采区位于井田东部，南、北均为井田边界。采区主要开采主平硐以下M5、M7号煤层。我矿M5煤为突出煤层，M7煤层按突出煤层管理。因此，三采区按有突出危险性采区管理，采区开拓巷道在过断层带及揭煤作业均应执行两个“四位一体”防突措施。三、二水平回风巷概况该掘进工作面为炮掘半圆拱形岩巷，巷道规格为高宽（1424）48，施工总长度为813M；巷道起点位于M5煤和M7煤层顶底之间板，从新总回风道里程336M（水平标高1390）处变坡顺煤层倾向下山12掘进至水平标高1220M处，预计巷道掘进到277M时遇到断层破碎带；537米揭M7煤。巷道掘进至277（预计）米处所揭露的断层影响范围大，该断层落差较大（约30米），断层倾角3065度。此断层带内积存大量的瓦斯，该断层带附近采掘作业曾发生过多次瓦斯突出事故。因此，当巷道施工距断层带法距20米时停止掘进（以钻探结果为准），对该断层带区域进行突出危险性预测；同时应执行两个“四位一体”防突措施，防止煤与瓦斯突出或岩石与瓦斯突出等事故发生。第二章、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一、通风系统5二水平回风巷掘进工作面采用压入式通风，供风最长距离约1200M，有效风量为300M3/MIN，采用FBDY215KW型局部通风机（供风范围在250450M3/MIN），局扇安装在排矸斜井进风流中，若风量不能满足生产需要时应立即更换245KW的风机。该掘进工作面通风系统安全可靠，有独立的进、回风系统；工作面乏风直接进入新总回风巷，避免了串联通风及其不合理的通风方式。新鲜风流路线排矸斜井排矸斜井联络巷通过防突反向风门掘进工作面迎头。回风流路线掘进工作面迎头新总回风巷风硐地面二、通风设施二水平回风巷掘进时，分别在新总回联络巷砌筑了两道正反向防突风门和中央变电所联络巷砌筑了两道正反向风门防突。在施工人员进入掘进工作面迎头时，必须将反向风门打开，顶牢。工作面放炮、揭煤、过断层带或无人作业时必须将反向风门关闭。第三章、过断层带防治瓦斯突出专项设计第一节探清断层带及煤层层位钻孔的施工要求根据生技科提供的地质剖面图分析，预计二水平回风巷在277米处揭露断层带，由于地质资料存在一定的误差。从177米处开始连续施工探煤钻孔，避免误揭断层带或煤层造成瓦斯事故。一、探煤钻孔的施工方法如下1、使用300型钻机施工长钻孔，每个循环施工5钻孔。留10米的钻孔超前距，同时确保巷道距断层带法距不小于20米；分别探6清巷道上部M5煤和下部M7煤煤层层位和断层带的性质及影响范围。探煤钻孔参数（见探煤钻孔布置图）编号方位角倾角距巷道中心（M）距底板M钻孔长度M见煤岩情况中孔270120190左孔2561205190右孔2841205190上孔2873501590下孔27030003902、掘进工区每掘进8米，利用锚杆钻机在巷道迎头前方上、下施工2个10米的短钻孔，确保巷道法距煤层或构造煤在7米以上。钻孔角度为上孔90度、下孔60度。3、钻孔施工结束后绘制钻孔竣工图进行分析，确定煤层层位和断层带的具体位置及影响范围；同时对钻孔过程中的异常情况进行分析，为防治瓦斯突出提供可靠的参考数据。二、前探钻孔当二水平回风巷施工与断层带法向距离20米时，停止掘进退后2米，在右帮施工1个躲避硐，在躲避硐内施工5个前探取芯钻孔。1、前孔钻孔的目的1）、探清断层带法距20米范围内是否有构造煤；2）、探清断层上、下盘煤层层位、断层的性质以及断层影响范围；3）、观察钻孔施工过程中有无瓦斯动力现象；前探取芯钻孔参数见下表（详情见前探前探钻孔设计图）7编号方位角倾角距巷道中心（M）距底板M钻孔长度M见煤岩情况上孔2703501680中上孔2702001380中孔270120180中下孔2702000780下孔2703000480前探取芯钻孔布置示意图2、前探钻孔的施工要求1）、由通防科负责施工钻孔，施钻人员要严格按照设计的钻孔参数进行施钻，并记录钻孔的详细情况（包括有无卡钻、顶钻、夹钻、喷孔等瓦斯动力象及见煤岩情况）；2）、钻孔见煤时应停止钻进、通知生技科，由生技科地质人员到现场跟踪、收集资料；3）、钻孔过程中若出现卡钻、顶钻、夹钻、喷孔或其它瓦斯动力现象时应停止钻进、通知调度室和通防科，由防突领导小组相关成员到现场观察、判断、收集资料；3、钻孔施工结束后根据打钻收集的资料分析该区域是否有突出危险性；摸清断层带的性质及影响范围及巷道上部、下部煤层的赋8存状态（即走向、倾向、倾角、煤层厚度等）。第二节断层带突出危险性预测一、采用钻屑瓦斯解吸指标法进行突出危险性预测在施工前探取芯钻孔过程中若遇到煤层或构造煤时，采用MD2型钻屑瓦斯解吸仪测定H2值或采用WTC瓦斯突出参数仪测定K1值，进行突出危险性预测。1）、预测方法以钻孔见煤或构造煤时，每钻进1M采集一次13MM粒径的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或H2值，取其中一个最大值作为预测预报突出危险性指标。当H2200PA或K105为无突出危险工作面；当H2200PA或K105为突出危险工作面。二、测定断层带瓦斯压力P进行突出危险性预测1、前探钻孔施工结束后，利用4分镀锌管进行注浆封孔，镀锌管长度要穿过构造煤或断层带，穿过构造煤或断层带的部分要在镀锌管四周均匀打小钻孔，并用纱窗包裹好以便于测定煤层瓦斯压力，然后采用注浆泵进行注浆封孔，注浆封孔长度为16M。L封L1DCTG|ML封12076CTG15或CTG30L封16M或133M2、确保封孔严密不漏气，注浆封孔后镀锌管要伸出钻孔外20厘米，安装瓦斯压力表。通防科每天要派专人观察压力表变化情况，9并及时汇报调度室及总工。3、不允许任何人人为松动或拆除压力表，以确保测定瓦斯压力的可靠性；当采取防突措施时应每天观察压力表的变化，作为防突措施效果检验的一个指标。只有当巷道穿过断层带之后方可拆除测压表。三、断层突出危险性确定1、若在过断层带期间任何一次钻孔发现有喷孔或其它瓦斯动力现象时，则判定断层带为突出危险区域，应采取区域防突措施。2、当掘进工作面瓦斯出量变化较大或瓦斯涌出量3M3/MIN,应采取区域防突措施。3、当上述H2或K1、P二个指标只要有任何一个指标达到或超过临界值时，说明该区域具有突出危险性。巷道掘进至断层带法向距离7M时停止掘进，采取穿层钻孔预抽瓦斯区域防突措施。钻屑瓦斯解吸指标法和瓦斯压力预测突出危险性的参考临界值钻屑瓦斯解吸指标H2PA钻屑瓦斯解吸指标K1（ML/G）2MIN瓦斯压力PMPA区域类别20005074有突出危险性20005074无突出危险性第三节区域防突措施根据兴源公司为矿制定的矿井瓦斯综合治理方案，石门揭穿煤层防突措施主要以穿层钻孔预抽石门区域瓦斯综合防突措施为主，局部排放钻孔为补充防突措施。由于二水平回风掘进预计277米处所揭露的断层带，曾多次发生过突出事故。因此，二水平回风过断10层带按石门揭煤进行处理。则采取预抽断层带区域瓦斯为主、排放钻孔为补充的原则。一、穿层钻孔预抽断层带瓦斯区域防突措施1、抽放钻孔施工的位置二水平回风巷过断层区域经预测为突出危险性时，掘进距断层带法距7M时停止掘进，在巷道迎头施工穿层钻孔预抽断层带瓦斯区域防突措施。2、钻孔控制范围由于二水平回风巷277米断层倾角大，钻孔控制在二水平回风巷轮廓线外上部及左右12M（延断层带），钻孔控制底部廓线外6M；同时确保钻孔控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小直线距离不小于5M。钻孔长度应穿透构造煤或穿过断层带进入岩层不小于05米。3、钻孔间终孔间距贵州兴源公司为我矿设计的煤层抽放钻孔终孔间距为3米，由于断层带受构造应力的作用产生很多裂隙，形成很多瓦斯通道，瓦斯容易抽放。因此，可适当增大抽放钻孔终孔间距，现设计抽放钻孔终孔间距为8米，若抽放效果差可补充施工抽放钻孔。4、钻孔开孔间距在巷道迎头分4排布置，每排布置5个抽放钻孔，共布置抽放钻孔20个。下排孔距底板03米，中下排孔距底板08米，中上排孔距底板13米，上排孔距底板18米，钻孔左右间距1米。预抽钻孔孔径为75MM。预抽瓦斯钻孔施工参数见下表（详细见抽放钻孔布置图）115、抽放钻孔施工结束后，应立即进行封孔抽放。并绘制抽放钻孔竣工图进行分析，若钻孔存在空白带应补充施工抽放钻孔。6、抽放钻孔封孔要求1）、抽放孔封孔管径为50MM的PVC塑胶管，抽放管长度8米，前端2米均匀布置小孔并用纱布包裹，PVC抽放管外露100MM。2）、抽放孔封孔材料为聚氨脂（黑白料）加麻袋片，封孔长度不低于5米。3）、封孔时要将黑白料按比例稀释竣后，均匀涂在包裹好麻袋片上，要确保封孔严实。4）、抽放孔口负压要求在13KPA以上，抽放瓦斯浓度应在25以上。5）、应定期检测抽放效果并做好记录，及时关闭抽放浓度低的钻孔。12封孔连接抽放示意图7、此断层影响范围较大，抽放时间不低于3个月。第四节区域防突措施效果检验对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当首先分析、检查预抽区域内钻孔均匀程度、封孔效果、抽放负压等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。1、若断层带有构造煤时，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行措施效果检验。效果检验时至少布置4个检验钻孔，检验钻孔布置在抽放钻孔的区域内，分别位于巷道的上部、中部和两侧，钻孔控制巷道轮廓线外12M范围内，并且有1个检验钻孔终孔点，位于预抽区域内距边缘不大于2M的范围。如果检验指标在临界值以下，且施工钻孔时未发现夹钻、顶钻、喷孔等异常情况，则措施有效；反之，则措施无效，继续进行瓦斯抽放或补充施工抽放钻孔直至效果检验有13效为止。2、若无法采取钻屑瓦斯解吸指标进行效果检验时，则根据前探测压钻孔的压力P值及抽放单孔浓度进行分析，对抽采区域进行抽放效果评价。若抽放效果达标则判定为无突出危险区；否则，措施无效，继续进行瓦斯抽放补充施工抽放钻孔直至抽放效果达标为止。3、当上述检验指标均不超标，说明措施有效，巷道可以向前掘进至断层带法距5米的位置。第五节区域验证当区域措施效果检验有效时，巷道掘进至距离断层带法向距离为5M时停止掘进，再次采用钻屑瓦斯解吸指标法进行区域验证（方法同上）；如果所有实测的指标均小于临界值，且在打钻过程中未发现顶钻、喷孔等异常情况，则该断层带无突出危险工作面，巷道可以掘进至断层带法距2米的位置；否则，为突出危险工作面，应停止掘进采取局部防突措施直至有效为止。若断层带无构造煤，无法利用钻屑瓦斯解吸指标进行区域验证时；则不再进行区域验证和最后验证，在采取安防护措施后方可进行掘进。第六节局部防突措施若经区域验证预抽瓦斯措施无效时，在巷道迎头施工瓦斯释放钻孔做为补充防突措施直至措施有效为止。钻孔分上、中、下三排布置，上、下每排布置10个钻孔，中排布置9个释放钻孔；共布置29个瓦斯释放钻孔。14释放钻孔布置参数如下钻孔编号钻孔长度与巷道中线夹角钻孔倾角备注156M75平行于巷道262M6137M50484M44595M386108M33巷道中心线方位角为0，左帮为负、右帮为正。7122M318135M279149M2510164M241116M2012155M1513153M1114151M51515M116151M517153M1118155M151916M2020164M2421149M2522135M2723122M3124108M332595M382684M44277M502862M612956M74152、施工瓦斯排放钻孔防突措施后，经过释放8小时后，方可允许防突措施效果检验。3、排放钻孔效果检验方法采用钻屑指标法，使用WTC测定煤层的K1值和煤钻屑S值作为检验指标。在巷道迎头布置三个预测预报钻孔，中间钻孔深度为9M，两帮钻孔深度为10M，掘进进尺要始终保留最小预测超前距为2M的安全距离。一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点位于巷道断面两侧轮廓线外3M处，钻孔每钻进1M测定该1M段的全部钻屑量S，每钻进2M测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1。钻孔施工机具为风动防突钻机，钻孔直径为42MM麻花钻杆。如果效果检验测定K105和S6KG，且在打钻过程中未发现其它异常情况（夹钻、顶钻、喷孔等）时说明防突措施有效；否则，措施无效，继续采取防突补充措施并进行效果检验，直至措施有效为止。预测预报孔参数如下表钻孔编号钻孔长度与巷道中线夹角钻孔倾角备注19M0平行于巷道210M25平行于巷道310M25平行于巷道巷道中心线方位角为0，左为负、右为正16号孔号孔号孔号孔号孔号孔掘进工作面钻屑指标法预测钻孔布置示意图安全距离线掘进工作面钻屑指标法突出危险性参考临界指标值钻屑瓦斯解吸指标K1（ML/G）21MIN钻屑量SKG/M区域类别056有突出危险性056无突出危险性五、最后突出危险性验证经区域验证或局部防突措施有效时，巷道掘进至距离断层带法向距离2M时应停止掘进，采用钻屑指标法进行最后突出危险性验证（方法同上）。1、若经最后验证仍为突出危险工作面，则再次实施排放钻孔局部防突措施，直至最后验证为无突出危险性，方可揭开断层带。2、若经最后验证为无突出危险工作面时，在采取安全防护措施后，采取小循环进尺、远距离爆破揭开断层带，直至全部穿过断层为止。第七节加强过断层带支护及放炮管理措施1、巷道过断层带提前10M采用锚网锚索喷浆支护。172、根据断层带煤岩破碎程度，制定断层带加强支护专项技术措施。3、过断层期间应采取小循环进尺，减少装药量；并严格执行远距离放炮断电措施。第四章、安全防护措施及组织管理措施一、安全防护措施1、防突反向风门在排矸斜井和新总回风道之间的联络巷砌筑了两道防突反向风门，在施工人员进入掘进工作面迎头时，必须将反向风门打开，顶牢。掘进工作面迎头放炮、揭煤或无人作业时反向风门必须关闭。2、安设挡栏为降低放炮诱发突出的强度，可根据情况在炮掘工作面安设挡栏。挡栏可以用金属、矸石或木垛等构成。金属挡栏一般是由槽钢排列成的方格框架，框架中槽钢的间隔为04M，槽钢彼此用卡环固定，使用时在迎工作面的框架上再铺上金属网，然后用木支柱将框架撑成45的斜面。一组挡拦通常由两架组成，间距为68M。可根据预计的突出强度在设计中确定挡栏距工作面的距离。金属挡栏如图所示1235461一断层带；2一掘进工作面；3一石门；4一框架；5一金属网；6一斜撑木支柱。182、避难硐室与压风自救装置（1）、避难硐室利用2151车场的避难硐室、避难硐室设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不低于2M，深度满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少能满足15人避难，且每人使用面积不得少于05M2。避难硐室内支护保持良好，并设有与矿井调度直通的电话；、避难所内放置足够的饮水、安设供给空气的设施，每人供风量不得小于03M3/MIN。使用空压机供风时，必须设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；、避难硐室内应根据设计的最多避难人数（15人）配备足够数量的隔离式自救器。并保证自救器不过期。（2）、压风自救系统、压风自救装置安设在掘进工作面巷道的压风系统管路上；高度不小于12M，周围巷道支护要良好，无设备、杂物。、距掘进工作面2540M的巷道内设置一组压风自救系统装置，以后每50M设置一组压风自救装置。、每组压风自救装置应可供8个人使用，平均每人的供给的风量不得少于01M3/MIN。3、远距离放炮在石门揭煤或过断层带期间，放炮地点设在主平硐1号煤仓。必要时放炮地点设在主平硐井口，并