回风石门揭煤的安全技术措施.doc

牛马司矿业有限公司水井头矿通风科水井头矿3128回风石门安全技术措施揭煤设计水井头矿3128回风石门安全技术措施揭煤设计编制： 郑志军 2009-7-22审核：生产：机运： 安监： 生产矿长： 总工： 二九年七月目 录第一章 工程概况.7第二章 长、短探设计.8第三章 突出危险性预测10第四章 防治突出措施11第五章 效果检验.15第六章 震动爆破设计16第七章 安全防护措施17第八章 组织措施及避灾路线20附图水井头矿3128回风石门安全技术措施揭 煤 设 计第一章 工程概况一、工程概况1、巷道名称、位置、相邻关系、工程目的及用途： 巷道名称：3128风巷巷道位置：该巷道地面位置于公司子校以北400m一带，地表主要分布有山地、水田、水塘及民房。相邻关系：四面为未采区。工程目的及用途：做3128采煤工作面回风巷。2、巷道类别及性质：巷道类别：回采巷道。巷道性质：煤巷。3、服务年限：2年左右。4、工程量：起始坐标：X=3018762、Y=37566010、Z=-460。工程量：200m。二、地质条件1、当头岩层为细砂岩，产状为 310/30，煤顶板为砂质泥岩，灰黑色，中厚层状，含黄铁矿结核，产丰富的植物化石，底板为深灰色厚层状粒砂岩，水平层理发育。2、地质构造：根据原3128运道揭露情况分析，该工作面地质构造较复杂，风巷在掘进过程中，可能会遇压薄带和小断层，但对掘进无大的影响。3、水文地质：水文地质：本区域水文地质条件简单，无积水、无涌水水源和涌水通道。三、煤层瓦斯情况及工作面通风系统1、煤层瓦斯情况：该矿井属煤与瓦斯突出矿井，根据矿井2007年瓦斯鉴定，相对瓦斯涌出量为38.28m3t，绝对瓦斯涌出量为3.71m3min。2、煤层自燃情况及煤尘爆炸情况等：煤层有自燃发火性，发火期为36个月；煤尘有爆炸性，其爆炸指数为20.99%。3、工作面通风方式：局扇安装在-500下部车场的新鲜风流中，双局扇双电源，局扇型号：YBT-11Kw，正压通风，出口风量为75m3/min，泛风回入水井头矿风井经主扇排入大气层。第二章 长、短探设计一、长探钻孔设计1、在施工过程中,地质技术员必须经常深入现场,及时了解地质情况,掌握施工动态和岩石层位变化情况。2、实施长探时,地质技术员下达地质通报通知书, 现场跟班指导。瓦斯工程队准备150型液压钻机配合施工队一起进行探钻，在当头布置3个前探钻孔，探明前方地质情况，准确掌握地质构造和瓦斯情况等（长探钻孔布置图附后）。3、工作面掘进到距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打2个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的钻孔，如工作面地质构造复杂、岩石破碎距为层最小法向距离20m，之前必须布置前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。4、防突专干根据长探结果及时分析，准确的下达允掘通知单。5、如长探未探到煤层时,必须留10米安全岩柱作为下次长探的安全岩柱。二、短探钻孔设计1、必须按地质说明书在长探的基础上来实施短探，每掘一个循环必须实施短探钻孔（钻孔布置分别在巷道左、中、右）以控制安全岩柱，每一掘进循环后前方应留有不少于2米的安全超前距。2、短探钻孔长度的确定：L=B/cos+Asin（+tg-1tgcos）K式中：L短探钻孔一次钻孔长度，m；B掘进循环进度，取1m；A安全岩柱，取1.5m；煤层倾角，30；短探钻孔仰角，取60；钻孔方向与煤层真倾角之间的水平夹角10K施工保险系数，取1.10。即：L=1/cos60+1.5sin（60+tg-1tg30cos10）1.13.8(m)3、开孔位置距巷道顶部高度的确定：h=Btg=1tg601.73(m)式中符号同前。4、短探采用4米长的探钻钎子施工。5、短探钻孔布置（详见附图）三、防超掘措施1、在长探的起始点用风钻打一个眼作为允许掘进起始点标记，用油漆标明，并悬挂允掘牌板，由瓦工队落实，通风队瓦检员现场监督，防突、地质技术员经常抽查监督、落实情况。2、短探钻孔由施工队负责施工，瓦检员落实、监督，防突技术员经常检查短探落实情况。3、施工队派专人负责短钻孔，并严格按照措施的各种参数钻孔，防突技术员定期培训短探员，经考试合格后方可成为短探员。第三章 突出危险性预测一、预测方法及指标临界值选定1、采用钻屑瓦斯解吸指标法预测，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，按牛马司矿业公司规定石门揭煤,瓦斯解吸指标K1max0.4 ml/mg.min1/2、钻屑量Smax6.0 Kg/m作为临界值预测突出危险性。二、预测钻孔布置工作面距煤层法向距离5m时，停止掘进，由工作面向煤层施工3个预测钻孔（预测钻孔布置图附后）。三、防超掘措施1、工作面必须实施长、短探措施。2、长、短措施实施后，允掘距离由瓦检员负责监督，防突、地质技术员抽检措施落实情况，严禁超掘。3、当工作面离煤层的法向距离5m时，工作面停止掘进。4、防突、地质技术员时刻掌握工作面的动态情况，及时分析岩性变化，准确下达允（停）通知单。第四章 防治突出措施一、防突措施1、工作面距煤层法向距离5m时，停止掘进，进行了突出危险性预测，K1mas：0.76ml/mg.min1/2；Smas：2.7Kg/m，K1mas：0.76ml/mg.min1/20.4 ml/mg.min1/2,工作面有突出危险。2、选用瓦斯抽采为防突措施。3、瓦斯抽采钻孔设计：钻机型号：ZY-150煤矿液压钻机，钻头直径75mm。钻孔控制范围：工作面煤层为倾斜煤层，钻孔控制石门两侧和上部轮廓线各8m，下部5m。瓦斯抽采参数2008年初委托相关单位对2煤层瓦斯基本参数进行测定，具体情况见表1-2-13。2煤层百米煤孔瓦斯流量、衰减和透气性系数表4-1钻孔瓦斯含量m3/t钻孔初始瓦斯流量(l/min)百米煤孔瓦斯流量（m3/minhm）衰减系数（d-1）透气性系数（m2/MPa2d）备注311.860.180.007860.42432.30010-4111.970.300.013041.0434.310-52煤的瓦斯吸附常数及工业分析等参数测定结果表4-2煤层采样地点工业分析（%）真密度TRD视密度ARD孔隙率F瓦斯吸附常数MadAdVdafab23624风巷1.272.2223.401.331.265.2615.571.36423228回采工作面1.344.1822.331.381.277.9714.121.2672煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数测定结果表4-3突出危险性预测单项指标采样地点煤的破坏类型瓦斯放散初速度（P）坚固性系数（f）2煤层3228回采工作面100.42煤层3624风巷掘进工作面110.2抽采参数计算瓦斯压力梯度(Mpa)瓦斯压力梯度PM=(P1-P0)/(H1-H0) 式中：P0：瓦斯风化带的瓦斯压力，取0.196 MpaH1：实测瓦斯压力点垂深，460mH0：瓦斯风化带垂深，取200mP1：实测瓦斯压力，5.8 Mpa经计算，瓦斯压力梯度PM=0.0102(Mpa/m)则工作面-460m瓦斯压力为5.39 Mpa计算工作面瓦斯含量WS=abPS/(1+bPS)(100-Ad-Mad)/1001/(1+0.31 Mad)+10PS/式中: WS每t煤瓦斯含量, （m3/t） PS瓦斯压力,经计算, -460m瓦斯压力为5.39MPa; a、b吸附常数 Ad煤的灰分,% Mad煤的水分,% 煤的孔隙率, m3/ m3 煤的容重, m3/ t经计算, -460m瓦斯含量WS=11.15（m3/t）抽采面积及瓦斯储量走向控制18m，倾向控制30m，S抽=540m2，Q储=15655m3 预抽效果吨煤瓦斯含量下降到8 m3,瓦斯压力下降到0.74 Mpa以下，才能达到预抽的效果。抽放率：k（W-W1）/W式中： W1 吨煤瓦斯含量8 m3时的瓦斯含量，故11232 m3 ；W瓦斯储量，m3 ；k 抽放率；经计算k =28.2%，抽放率取30%。预抽瓦斯量：W抽=1565530%=4697 m3二、措施钻孔布置1、钻场布置利用石门掘进工作面作为抽放钻场，设计确定钻场与煤层的法向距离为5m，抽放时间不少于3个月。2、钻孔布置钻孔布置控制范围为540m2，孔底间距确定为4m均匀布孔，孔口间距为400mm，在该范围内共布置26个钻孔，由于数量较多，孔口分布在2个断面上，钻孔为穿层钻孔，钻孔必须穿透煤层进入顶板0.5m。钻孔的倾角和长度倾角：=tg-1H/（LH/tga）长度：l=Lsin/sin（a）式中：钻孔倾角，（）H：上向孔的升高度或下向孔的下降深度，mL：垂直于煤层走向水平钻孔的长度，ma：煤层的倾角，（）l：钻孔长度，m经计算，各参数见钻孔布置图表（钻孔布置图附后）。封孔方法及要求A：采用聚氨酯封孔，在卷缠好药液的抽放管插入钻孔后5分钟，药液开始发泡膨胀，20分钟停止发泡，逐渐硬化固结。为了避免抽放导管因碰撞晃动而影响封孔质量，孔口处用水泥配黄泥（1：1的比列）将钻孔充实。B：孔口围岩石条件好，封孔长度0.81.0m，封孔深度58。C：孔口抽采负压13kPa。D：孔口瓦斯浓度不应小于30%，否则加大封孔长度。E：每根导管必须有测察孔，钻场必须安装流量计、放水器和闸门。3、管径计算抽放瓦斯管道内径可按下式进行计算：式中：d抽放瓦斯管道内径，mm； Q抽放管内气体流量，m3/min；V抽采管内气体流速，m/s。抽放管内瓦斯浓度按30%进行计算。经计算抽放支管选用规格为外径89mm，壁厚为8.3mmPE管材；抽放导管采用外径为32mm，壁厚为2.5mm无缝钢管。第五章 效果检验一、效果检验1、采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验。2、经效果检验K1mas：0.24ml/m.gmin1/2；Smas：3.0Kg/m，抽出的瓦斯量为5182 m3，抽放率为33.1%，吨煤瓦斯含量为7.45 m3。3、瓦斯抽采达到预期效果，防突措施有效，消除了突出危险，允许揭煤。二、检验孔布置检验钻孔为5个，分别位于石门的上、中、下部和两侧（检验钻孔布置图附后）。 第六章 震动性爆破设计一、炮眼数目及孔深1、炮眼数目确定采用湿式风钻打眼，型号为Y1136型，并备用一台，钻孔直径为42mm，炮眼数量可用下列公式计算(炮眼的布置图附后)：N=5.5S0.5f/=5.550.53.6/29（个）式中：N炮眼个数，个；S断面积，取5；f 岩石的普氏硬度系数，取3.6。2、炮眼孔深度揭煤时工作面距煤层的法向1.5m，炮眼不得打穿煤层，孔底距煤层0.2m，如炮眼打穿煤层，装药前必须在眼底充填炮泥到煤层以外0.2m，炮眼深度1.32.8m。二、炸药消耗及雷管数目1、炸药消耗量的计算： q=1.72f1.2Km/S0.75=1.723.61.20.93/50.752.23(Kg/)式中：q单位岩体炸药消耗量，Kg/；f岩石的普氏硬度系数,取3.6；Km修正系数，取0.93；其它符号同前。炸药消耗总量： Q=SLq=SLq=5.532.2336.8(Kg)式中：Q炸药总消耗量，Kg；L安全岩柱为1.5m，取水平距为3m。2、炮眼数为29个，每个炮眼装一个雷管，需29个雷管。三、震动爆破设计图表各种设计图表附后 四、震动爆破的要求：1、岩眼不得打穿煤层，岩眼孔底距煤层为0.2米,如岩眼已打穿煤层,装药前必须在眼底充填炮泥至煤层以外0.2米,方可装药.2、设计打穿煤层的炮眼在煤层段各岩层段应分段装药，并用0.25米的炮泥隔开；3、浅孔装一个雷管，孔深大于3米时，为确保起爆可装二个同段雷管。4、炸药性能的选择：选用安全等级不低于三级的煤矿许用煤矿乳化炸药。第七章 安全防护技术措施1、该巷每班必须派专职瓦斯检查员检查瓦斯，并严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度，该条由通风、施工队队干负责落实。2、该区域必须做到“三专两闭锁”，“两闭锁”必须灵敏可靠，安装双风机双电源，瓦检员进入工作面前必须做切换试验，确保能正常切换。3、瓦斯探头必须定期进行调校，确保探头灵敏可靠，并安装到位。4、揭煤前，由矿井通风科长牵头负责对该区域内的所有通风设施、通风系统进行一次全面检查，做到通风系统畅通无阻，设施牢固可靠并达到防突规定的要求。（风筒过风门墙体必须安设防逆流装置，电缆孔，风、水管路孔必须封堵严密，风门墙体水沟必须设反水沟）5、揭煤前，由矿井机电科长负责对该区域内的所有电器设备进行一次设备完好检查，严禁失爆，做到“谁检查、谁负责”。6、人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面爆破和无人时，反向风门必须关闭。7、揭煤放炮地点：-500暗主井下车场放炮硐室内（放炮距离为500m）。要求放炮硐室必须安装、压风管、水管和直通值班室的电话机并配置15个自救器。8、揭煤前，必须对工作面进行加固，尤其在揭煤期间，每放一次炮，必须加强巷道支护，发现空顶及时处理，永久支护必须紧跟当头，接顶必须严密；并要采取有效措施，防止巷道片帮空顶，防止因垮顶而诱导煤与瓦斯突出。9、揭煤所使用的电雷管必须通过电桥试验，且总延期时间不得超过130ms，并不得跳段使用；严禁使用变质雷管、炸药。10、揭煤放炮母线必须使用橡套电缆。11、在揭煤期间，每放一次炮，应有矿山救护队员戴机在放炮地点值班，放炮后30分钟，矿山救护队员才能戴机进入工作面检查（进入工作面检查必须把反向风门打开、顶牢）；将检查结果电话汇报给揭煤总指挥，揭煤总指挥由矿业公司总工程师担任，确定恢复送电、送风、排瓦斯等具体工作，待上述工作完成后，方可撤除警戒，恢复警戒区域的生产。12、在揭煤期间，若发现有突出预兆时，应立即停止作业、切断电源、撤出人员并及时向矿井调度室汇报，同时。尽可能地通知并撤出威胁区域内的所有工作人员。13、放震动炮前，对所有的钻孔和在煤体中所形成的孔洞。都应严密封闭至孔口，由安监科负责监督落实。14、所有炮眼都在炸药与封泥间装12个水炮泥，封泥都必须密实地装至孔口。1、为降低震动放炮时诱发突出的强度，采用挡栏设施。挡栏用金属槽钢排列成的方格框架，框架中槽钢间隔为0.4m，槽钢彼此卡环固定，使用时在迎工作的框架上，再铺上网眼为2020的金属网，然后用木支柱将框架撑成45的斜面。金属挡栏如图所示。金属挡栏示意图1突出危险煤层；2掘进工作面；3石门；4框架；5金属网；6斜撑木支柱；16、该石门揭煤和过煤门期间，其回风系统严禁行人和作业。第八章 组织措施及避灾路线 一、公司成立揭煤领导小组。1、 领导管理小组组 长：蒋满清、苏从初付组长：李剑平、刘建设、王明祥、朱剑秋、邹光荣、陈景岗、付忠海成 员：杨顺达、贺显庆、郑志军、刘佑明、曾辉、李比情、颜庆柱、刘祥铁等人。2、揭煤工作由矿业公司总工程师蒋满清统一指挥，防突专干郑志军负责本措施的贯彻学习、考试。3、揭煤前，必须由矿总工程师邹光荣组织“一通三防”专业人员对揭煤区域的通风安全设施进行一次全面检查，确保齐全可靠使用，方可进行揭煤工作，且在揭煤放炮前，将回风流域内所有相连的反向风门关好。4、揭煤炮眼的布置由防突专干负责技术指导，短探施工、震动