东于煤业三采区03301进风斜巷揭煤措施及设计.doc

东于煤业有限公司 三采区03301进风斜巷揭穿2#煤层专项防突设计2013年7月三采区03301进风斜巷贯穿2#煤层揭会审意见一、参加会审人员：二、会审意见： 三采区03301进风斜巷贯穿2#煤层揭煤专项防突设计一、基本概况1、工作面概况预掘三采区03301进风斜巷位于三采区03301胶带顺槽外侧16米。为穿层揭煤上山巷道，上山倾角+18度，设计方位240度。底板标高为+643米，设计长度61m。由山东栆庄项目部负责进行揭煤工作。2、巷道揭露岩层情况：该巷道依次揭露的岩层有：4煤、灰色泥岩、砂质泥岩、2煤、灰白色泥岩、灰色泥岩、03煤。3、巷道揭露煤层概况：预计本巷道掘进过程中，将揭露2煤、03煤二层煤，2煤厚2.52.8米、03煤厚1.5-2.1米。4煤与2煤为层间距79米，2煤与03煤为层间距68米。4、水文地质情况：区域地质构造比较简单，为一单斜构造。5、煤层瓦斯地质概况根据山西省煤炭工业厅综合测试中心提供的瓦斯资料，山西美锦集团东于煤业有限公司03#、2#、4#煤层瓦斯基础参数测定报告，2煤层瓦斯含量在7.229.01m3/t，煤层瓦斯压力0.7157-0.7309MPa。6、设计及施工概况：预掘巷道设计长度为61m，岩石段采用锚网喷支护，净宽4.0m，净高2.7m。巷道施工顺序：该工作面掘进工艺采用炮掘施工，设计方位角240，倾角为18穿层揭煤巷, 底板标高为+ 650 米，设计长度61m，预计本巷道掘进过程中，将揭露2煤、03煤二层煤，再施工03301进风顺槽，设计长度980m。8、作业方式采用钻眼爆破、人工架硼；揭煤区域采取人工装碴、刮板运输机、皮带运输机运输。掘进作业中应遵循“短掘短支，加强监测”原则，每循环掘进进尺必须按照设计允许进尺指标执行。9、通风系统该预掘巷道采用压入式通风方式，局扇采用255kW的FBD-8型对旋式局部通风机，全负压供风量867m3/min，采用双电源、双风机，并实现自动切换装置和风电、瓦斯电闭锁装置。三采区胶带大巷安装两套正向和反向防突风门，距离防突风门不少于10m，掘进工作面进风通过风机和风筒送至巷道掘进迎头，三采区轨道大巷回风、4101工作面、回风大巷至回风斜井。 二、防突设计 （一）本次揭2煤严格按照“双四位一体”综合防突措施，并严格按照揭煤程序实施防突揭煤。1、预测(检验)位置、方法及其临界指标在距离2煤底板10m、5m、3m、1.5m法线距离位置，以及揭开2煤层后过煤门时进行突出危险性预测。预测(效果检验)方法采用钻屑瓦斯解吸指标法，测定2煤层煤的h2max和Smax。临界指标：2煤突出危险性预测(检验)临界指标按防治煤与瓦斯突出规定执行，即：h2=200pa（干煤）或h2=160pa（湿煤）；S=8kg/m(65mm) （干煤）或S=7.2kg/m(65mm) （湿煤）注：S值根据重庆煤科院提供的参考值。瓦斯涌出异常、有喷孔、卡钻等动力现象均视为超标。2、揭煤步骤按照“双四位一体”综合防突措施，对2煤层进行区域防突措施（即：区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验及区域验证）、局部防突措施（即：工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验及安全防护措施）揭开煤层。（二）区域突出预测1、区域突出危险性预测1）当工作面迎头距煤层法向距离10m前时，在工作面向顶板打2个穿透煤层全厚且进入顶板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料，以掌握煤层的厚度、赋存形态、地质构造和瓦斯情况等。并在此2个钻孔中进行瓦斯压力测定。2）取芯钻孔的布置：两钻孔起孔位置中巷道中心点距巷底高1.5m,向上仰角为0-18，其中一孔方位平行于掘进方向，两孔深度必须穿透煤层全厚并进入顶板0.5m，取芯后，在24小时内退出钻头并进行封孔，安装压力表测定瓦斯压力。3）临界值参数确定：根据防治煤与瓦斯突出规定中规定，测定的瓦斯压力P小于0.74Mpa时，工作面确定为无突出危险工作面，否则为突出工作面，应采取区域防突措施。2、区域防突措施工作面两个测压钻孔中有一个测定的瓦斯压力P大于0.74Mpa时，必须采取区域防突措施。揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围：揭煤处巷道上下最小法距轮廓线外5m，左右轮廓线外12m。根据抽放半径3m计算，抽放钻孔数量为 个。所有钻孔都要穿透煤层的全厚，钻孔直径75mm，钻孔各种参数见下表。图1 预抽瓦斯钻孔布置示意图预抽瓦斯钻孔布置参数表（表2）序号开孔位置方位角（）仰角（）孔深m封孔长度（m）1距巷底1m13.252距上孔0.6m孔距0.8m11.95313.254距巷底1.6m14.355距下孔0.6m平孔距0.8m13.55614.35 3、区域防突措施的效果检验1）采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。方法如下：用直径75mm的钻头从工作面的上、中、下、左、右五个方向向煤层各打一个钻孔，其中向上的钻孔的终孔位置距巷道轮廓线10m以上；当钻孔钻进到煤层时改用直径65mm的钻头继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标h2值。钻孔布置见下图，各种参数见下表。图2 效果检验钻孔布置示意图效果检验钻孔布置参数表（表3）序号开孔位置方位角（）倾角（）孔深（m）备注1距巷底高1 m132距巷底高1 m11.93距巷底高1 m134距巷底高1.6 m14.25距巷底高0.6 m132）揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值：干煤样h2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。3）如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则措施有效；反之，判定为措施无效,工作面继续采取防突措施。（三）局部防突措施1、揭煤前的局部防突预测1）当区域性防突预测或防突措施检验为无突出危险后，可继续掘进到揭煤位置，即工作面轮廓线距煤层法向距离为5m时，采取揭煤工作面突出危险性预测，预测方法采用钻屑瓦斯解吸指标法.2）布孔数量为3个，方法如下：用直径65mm的钻头从工作面的上、左、右三个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻头继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标h2值。钻孔布置见下图，各个钻孔参数见下表。3）预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样h2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。4）如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面，工作面在超前钻孔的控制下可继续掘进至远距离爆破揭穿煤层前的位置，即工作面轮廓线最小法向距离为2m时，停止作业；再采用工作面预测的方法进行最后验证，若经验证为无突出危险工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。图3 石门预测钻孔布置示意图效果检验钻孔布置参数表（表3）序号开孔位置方位角（）倾角（）孔深（m）备注1距巷底高1.6 m112距巷底高1 m123距巷底高1 m112、揭煤前的局部防突措施1）工作面经预测为突出危险工作面时，防突措施的选取。该揭煤工作面采用瓦斯排放钻孔的防突措施。2）瓦斯排放钻孔的布置（见下图）。（1）揭煤工作面钻孔的控制范围是：两侧轮廓线外12米，上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。（2）钻孔在控制范围内应均匀布置，排放钻孔的孔数为 个、孔底间距根据钻孔的有效排放半径1.5m确定为3m。（3）排放钻孔直径为75mm。钻孔各种参数见下表。图3 揭煤工作面瓦斯排放钻孔布置示意图瓦斯排放钻孔参数表（表4）序号孔 径（mm）方位角（）倾 角（）孔 深（m）备 注1751252512.7所有钻孔必须穿透煤层后还要穿顶板岩石不少于0.5m。2751393111.63751542411.24751693111.65751812512.76751251411.67751391710.487515418109751691710.410751811411.611751250311.2127513903101375154039.51475169031015751810311.216751251811.617751392010.41875154201019751692010.420751811811.63、局部防突措施的效果检验1）当工作面实施了瓦斯排放防突措施后，必须进行效果检验。本工作面采用钻屑瓦斯解吸指标法方法进行检验。2）效果检验孔数为5个，布孔方式分别位于石门的上部、中部、下部和两侧，钻孔布置方法如下图，各个钻孔参数见下表。图4 效果检验钻孔布置示意图效果检验钻孔布置参数表（表5）序号开孔位置方位角（）倾角（）孔深（m）备注1距巷底高1.2m102距巷底高1.2m113距巷底高1.2m114距巷底高1.8m135距巷底高0.6m123）检验方法如下：用直径75mm的钻头从工作面的上、中、下、左、右五个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径65的钻头继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标h2值。4）预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样h2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。5）如检验结果的h2指标在煤层突出危险临界值以下，且未发现其他异常情况，则措施有效，可按要求进行揭煤作业；反之，判定为措施无效，仍要继续采取防突措施。（四）验证巷道掘进至2煤层法线距离1.5m时，当检验结果为无突出危险时，采用钻屑指标法进行最后验证。操作方法如下：（1）布孔数量为3个，用直径75mm的钻头从工作面的上、左、右三个方向向煤层各打一个钻孔，当钻孔钻进到煤层时改用直径42的钻头继续钻进，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标h2值。钻孔布置见下图，各个钻孔参数见下表。图5 石门揭煤前最后验证钻孔示意图最后验证钻孔布置参数表（表6）序号开孔位置方位角（）倾角（）孔深（m）备注1距巷底高1.6 m82距巷底高1 m83距巷底高1 m8（2）预测时的钻屑瓦斯解吸指标的临界值为干煤样h2指标临界值200(Pa)，湿煤样时为160(Pa)。（3）如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面，在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层。 （五）剔斜面工作及揭煤远距离放炮具体施工方法为，在巷道顶板距煤层法线距1.5m时停止全断面掘进，根据预测孔、抽排孔或检验孔全面测定煤层地质情况，进行打眼、装药、 爆破，爆破后斜面倾角不大于56，以缩小保护岩柱上下部厚度差。斜面完成后，进行斜面临时支护，采用棚柱形式，斜面背2030cm宽木板，间距40cm，柱腿采用直径不小于15cm的坑木。棚柱应接顶接底，并用木楔楔紧。最后布置炮眼远距离放炮一次性揭开煤层。揭煤远距离放炮位置：。撤人范围：三采区内所有人员。停电范围：除局扇、瓦斯监测监控电源外，其它电源均要断电。三、安全技术措施 1、通风系统(1)进风：主副斜井胶带大巷三采区胶带大巷工作面(2)回风：工作面三采区胶带大巷轨道大巷4101工作面回风斜井地面 2、瓦斯管理（1）揭煤工作面必须按专头专人经常检查瓦斯，当掘进工作面回风流中瓦斯浓度超过0.8%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须向调度室汇报，并停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。当掘进工作面、回风及其他作业地点风流中及电动机或其开关附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，汇报调度室，采取措施，进行处理。当因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降至0.8%以下方可人工复电。（2）由机运工区按煤矿安全规程有关规定检测安设的瓦斯监测断电装置是否完好，由通防工区负责工作面和回风探头的瓦斯浓度报警点、断电点皆为0.8%，复电浓度小于0.8。断电范围为三采区回风流中一切非本质安全型电源。3、安全监测监控系统的安装与管理措施（1）传感器的种类及设置地点：序号安 装 地 点报警值（%）断电值（%）复电值（%）断 电 范 围T1迎头向后5m0.80.80.5掘进工作面及回风流内所有非本质安全型电器设备的电源T2距全负压风流交汇点1015m处0.80.80.5T4风机前5m处0.50.50.5为监测局部通风机的开停状态，在局部通风机的开关负荷侧（即启动电缆上）设置一台局部通风机开停传感器。（2）甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围详见上表。（3）揭煤前，必须进行瓦斯闭锁试验，确保瓦斯闭锁灵敏可靠，相关人员必须将瓦斯闭锁试验记录填写清楚，存档备查。至少每7天对监测探头用标气进行调校，每10天进行一次断电试验。4、打钻规定（1）打钻当班必须先检查撤离线路是否畅通，安全设施是否完好，由当班班长负责，防突员监督。若其中一项不符合规定，当班禁止施工。（2）打钻人数规定：钻机施工钻孔时，人数不得超过3人（其中钻工2人，防突员1人）。（3）打钻当班负责人必须携带便携式瓦斯报警仪，并将其吊挂在距打钻地点回风侧5.0m范围内，当瓦斯浓度达到0.8%时必须停止作业，撤出人员。当瓦斯浓度达到1.5%时,必须立即停止作业，切断电源，撤出人员至进风流中的安全地点，并报告调度室请示处理。（4）打钻期间由当班负责人在03301进风斜巷进风巷及回风巷通道口悬挂警标并设活动栅栏，施工期间禁止无关人员入内，检查人员进入该区域须经调度室同意后方可进入。（5）打钻当班回风流中严禁安排工作，由当班负责人切断打钻地点回风流中的动力电源。5、机电设备管理措施（1）揭煤前将03301进风斜巷工作面及回风系统、三采区轨道在巷（回风流流经地点）、回风斜井内的电器设备进行防爆检查。（2）机电人员每班必须对掘进工作面及其回风系统机电设备进行检查，向公司调度室汇报，并做好记录。（3）严禁带电检修、搬迁电器设备，严禁任意停、送局部通风机电源，特殊情况需停局部通风机电源时，必须先编制停电申请，并报有关部门批准，通知相关人员后，方可停送电。（4）放炮时停电范围：揭开煤层时放炮断电范围：03301进风斜巷、三采区轨道大巷、4101顺槽及工作面、回风大巷、回风斜井及风井井口。其余揭煤阶段放炮断电范围：三采区、4101工作面。6、岩柱控制措施（1）、从5m法距位置起，各班必须坚持“边探边掘”的原则，实施钎探，钎探采用5m钻头，布置在工作面顶部正中，腰线部两侧、巷道中心，共计4个探孔，严格控制掘进进度，确保揭煤距离煤层底板法线不小于1.5m。探孔方位顶板部以垂向煤层为准，直径42mm，以便每炮前超前掌握煤层顶板位置和倾角，防止误入控制区或误穿煤层。（2）、岩柱掘进前由掘进队作出“揭煤1.5m岩柱掘进跟踪图”挂于调度室，并由值班技术人员负责填好当班进尺、累计进尺和剩余岩柱尺寸。（3）、值班人员必须认真负责，进班后必须督促施工人员按设计图要求打探眼，不打探眼严禁进尺。（4）、施工中加强敲邦问顶工作，严格执行“一炮三检”“三人连锁放炮”制度，炮眼封堵必须使用水炮泥和黄泥，工作面残孔及抽放钻孔必须用黄泥封堵孔口，深度必须要填满残孔或超过炮眼深度。（5）、为减少迎头下部岩柱厚度，提高爆破效果，在迎头1.5m岩柱时，组织剔斜面施工，于迎头腰线中下部适当布置炮眼，眼深0.61.0m，放炮后用撬棍、手镐将迎头下部刷成煤层倾角一致的斜面。修整斜面时，必须采用手镐或钎子逐渐修整，禁止使用风镐修整，最后根据岩性和岩层稳定情况，确定支护方式和长度。（6）、严格控制眼深和装药量，严禁超掘，保证1.5m岩柱。7、掘进规定（1）由枣庄项目部掘进队按规定安设放炮喷雾器，放炮时必须使用。（2）在掘进过程中采取边探边掘，每次放炮循环保持不少于3m探眼超前距，探眼打设参数根据探孔设计图确定。若工作面出现明显的地质构造，当班班长必须立即停止作业，撤出人员，并向调度室汇报请示处理。（3）掘进必须严格按总工程师审批允许进尺组织施工，严禁超掘安全屏障。（4）施工揭煤孔之前，现场技术人员应在揭煤工作面标明炮眼的准确位置、孔号。（5）严格按探孔设计组织施工探眼，并将探孔情况及孔深向调度室汇报。（6）从距2煤层底板5m法距开始，每掘进1个循环支护都必须紧跟工作面，且背帮、接顶严实可靠，严禁空顶作业（如果过完煤层后遇到坚硬的煤层底板（或顶板）岩石，不能马上打眼放炮，防止因底板岩石震动后与底板岩石相接的煤体突然滑落，引起突出。这时应该先对煤层段预先进行永久支护，对未能支护的煤体也要加强临时支护。然后再进行底板岩石内的爆破）。（7）当揭开突出煤层后，刷帮时应用手镐作业，严禁采用风动工具。（8）当揭开突出煤层后，采用人工出渣，严禁使用耙装机出渣。（9）在作业过程中，凡发现打钻有喷孔、工作面瓦斯忽大忽小、瓦斯持续上升、响煤炮、煤粉或煤壁发冷等突出预兆时，必须立即停止工作，沿避灾路线路撤至反向风门外的进风流中直至地面，并向公司调度室、公司总工程师汇报，制定相关措施，报公司总工程师审批后执行。8、放炮规定（1）揭煤放炮实行断电撤人。揭开煤层时放炮起爆点及站岗警戒地点：起爆点：6#层胶带巷；警戒点：；进入底板法线距离5m区至剔斜面、过煤门、直至到顶板法线2m区，放炮起爆点及站岗警戒地点：起爆点：在向上100m处；警戒点：。（2） 揭煤至过完煤门进入煤层顶板2.0m法距区放炮时03301进风斜巷除局扇以外全部断电，人员撤至防突风门外进风流中。各站岗点悬挂警标，设置栅栏，放炮地点设在03301进风斜巷外100米处，可采用200发高压脉冲发爆器。（3） 放炮时必须严格执行现行煤矿安全规程中有关井下爆破的规定，并必须严格执行“一炮三检制”、“三人连锁放炮”制度和“放炮汇报请示”制度，放炮期间协调机构：矿调度室及风井临时指挥部，只有当两方均确认井下警戒范围内所有人员撤出时，方可通知放炮。9、放炮后恢复工作（1）揭开煤门时放炮30分钟后，由矿救护小队带机进入工作面检查，必须逐步检查进入工作面，并将检查结果向调度室汇报，由揭煤现场指挥小组决定是否恢复送电、撤岗。（2）揭煤现场指挥小组领导下达恢复送电、撤岗、恢复掘进工作的命令后，由矿调度室通知有关单位及相关人员负责对回风系统内电源进行送电工作。（3）进入迎头前施工单位现场负责人要根据迎头具体情况对恢复作业做详细安排并认真做好记录。（4）进入迎头后，严格执行“敲帮问顶”制度，对被崩倒的架棚必须从外往里逐步进行补打，确认顶板稳定后，才能进行其他工作。（6）远距离放炮未揭开煤层时，必须再次按远距离放炮要求进行施工，直至揭开煤层为止，揭开煤层至少0.4平方可视为揭煤成功。（7）揭煤过程中，地测部门必须认真做好揭煤记录，详细收集有关资料。（8）揭开2煤后，停止工作至少24小时，停头期间防突风门外设置临时栅栏，悬挂“严禁入内”牌，满24小时后由安全员、瓦检员进入工作面检查、处理完毕，确认安全后，方可恢复施工。（9）揭开煤层并进入煤层顶板2m（岩柱）期间，每次放炮必须按照揭煤规定执行，只有进入煤层顶板2m（岩柱）后，由公司总工程师组织有关单位进行现场会审，确认揭煤工作结束时，方可正常掘进。（10）防突区域其余放炮30分钟后由放炮员、瓦检员、班长由外向里检查，两人间距不得小于10m，发现问题即时处理，并将检查及处理情况向调度室汇报。只有当检查人员确认安全后，方可组织班组人员恢复施工。（11）在揭煤过程中，所有五水平的作业人员必须携带隔离式自救器下井，并在放炮地点放置适量的自救器。10、过煤层时的措施：（1）当工作面第一次远距离爆破揭煤后，间隔24h后对工作面采取出碴作业，并对工作面穿煤后及时架铁棚支护。（2）穿煤过程中，使用好前探支护，及时榴术，防止棚顶煤因自重下落时造成瓦斯突出；如果棚邦有空，须及时塞紧塞实接好顶。（3）揭煤后必须采用钻屑指标法进行预测预报，操作方法如下：在工作面前方煤层施工2个直径42mm，终孔到顶板岩石的钻孔。测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。一个钻孔位于巷道工作面中部、并平行于掘进方向。另一钻孔的终孔点位于巷道上部轮廓线2m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h2值。预测工作面突出危险性的指标临界值按h2值为200pa，S最大值为6kg/m来确定工作面的突出危险性。如果实测得到的S 、h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面，工作面要继续执行防突措施。图6 钻屑指标法钻孔布置示意图六、安全组织保障措施： (一)安全技术保障措施1、成立揭煤管理领导小组组 长：曹铁忠副组长：杨显荣成 员：邢 俊 唐广斌 王平刚 和吉敏 张军红 刘长福 张加林 迟继臣 （1）组长负责组织检查、考核防突措施的编制、审批、贯彻落实和监督检查情况，每周及时组织召开03301进风斜巷揭煤专题会，制定有针对性的措施，研究、协调、平衡揭煤过程中的具体问题及下一周的工作安排。（2）副组长协助组长开展工作，督促防突措施现场的落实，积极参与揭煤专题会，提出定有针对性的措施，参加防突措施专门设计及其补充措施的审查，。（3）小组成员负责指导、监督检查石门揭煤防突措施的落实，组织、协调措施在执行过程中出现的各种问题，掌握措施在现场执行的动态过程，防止“违章指挥、违章作业”。2、成立揭煤现场指挥小组组 长：杨显荣副 组 长：邢 俊 唐广斌 王平刚 和吉敏 张军红 刘长福 张加林 迟继臣成 员：枣庄施工项目部、掘进队、生产科、通风科、安全科、机电科、调度室、供应科、信息中心等负责人（二）领导小组工作职责：1、组长：全面负责与揭煤相关的工作，负责揭煤放炮、停送电、排放瓦斯及清碴恢复施工等指令的下达。2、副组长协助组长开展工作，督促防突措施现场的落实，积极参与揭煤专题会，提出定有针对性的措施，参加防突措施专门设计及其补充措施的审查。（1）和吉敏：负责本项目部揭煤技术工作，并负责贯彻揭煤措施。（2