回采工作面专门防突设计

回采工作面专门防突设计回采工作面专门防突设计 由于本工作面防突专门设计是在贯彻公司严格按照突出矿井管理的要求 认真 执行 采煤工作面区域综合防突措施 并经区域措施效果检验达标 详见 采 煤工作面消突评价报告 后 为进一步确保采煤工作面安全 防治发生工作 面突出事故而专门编制的本防突设计 一 概述一 概述 1 工作面布置 矿井走向长约 1200m 设计考虑一个水平 上下山二个采区双向布置开采 水 平标高 1400m m23 m16 煤层分层开采 m27 m30 煤层联合开采 由于 m16 煤 在一采区内已经基本采完 为了尽快达产 考虑首采工作面布置在一采区 m23 煤 主斜井到设计标高后 沿 m23 煤层 1400 水平布置运输大巷 在矿井走向中部 沿 m23 煤层中布置运输上山 行人上山 回风上山 在 1480 米标高布置绞车 硐室 在回风上山 1456m 标高 m23 煤层中布置 1456m 回风大巷与回风平硐连通 形成上山采区的开拓系统 采区运输上山 行人上山 回风上山施工完成后 从运输上山 1445m 和 1480m 标高向南布置 11601 采面运输顺槽和回风顺槽 用切眼连通上下顺槽 形成首 采工作面 二采区开拓系统 在 1400 水平运输大巷一采区上山附近顺 m23 煤 层底板岩石内布置二采区运输下山 行人下山 回风下山至 1260m 布置采区 水仓 将回风下山与一采区回风上山连通 形成二采区的开拓系统 2 地质情况 1 工作面煤层情况 矿区内较稳定煤层主要有 4 层 自上而下编号为 m16 m23 m27 m30 11601 工作面标高位于 1472m 1500m 位于龙潭组第一段 p3l1 中部 长 兴灰岩之下 m23 煤层之上 上距长兴组燧石灰岩底 200 210m 平均 205m 左 右 下距 m23 煤层 45 50m 平均 48m 左右 m16 煤层厚 1 5 2 0m 平均厚 1 80m 煤层稳定 在走向与倾向上变化较小 倾角平均 170 为稳定简单煤层 2 工作面瓦斯情况 根据贵州省能源局文件 黔能源发 2009 281 号 关于毕节地区煤炭局 关 于请求审批 2009 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告 的批复 织金县绮陌乡 永兴煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为 6 98m3 min 相对瓦斯涌出量为 68 92m3 t 瓦斯等级为高瓦斯 各煤层瓦斯含量计算如表 1 所示 表 1 各煤层瓦斯含量计算表 煤层编号 m16m23m27m30 水分 wf 0 261 090 550 54 灰分 af 11 1910 7810 3712 95 挥发分 vr 5 895 675 446 65 计算垂深 h m 100 00140 00170 00180 00 瓦斯压力系数 k 2 03 10 13 7 507 507 508 50 瓦斯压力 p mpa p h k0 751 051 2751 53 温度 t 20 020 020 020 0 0 4010 4000 3990 399温度系数 en en1 4931 4921 4911 490 系数 a 2 4 0 21vr3 6373 5913 5423 797 系数 b 1 0 004vr0 9760 9770 9780 973 煤的孔隙率 fn10101010 煤的容重 t m3 1 51 51 51 5 瓦斯压缩系数 ky1 061 061 061 06 吸附瓦斯量 wx m3 t 19 1217 1120 8820 31 游离瓦斯量 wy m3 t 0 480 670 820 98 瓦斯含量 wh wx wy m3 t 19 6017 7821 7021 29 3 区域构造 矿区属阿弓向斜北东段 绮陌背斜北西翼 一般 15 30 在矿区及附近主要 发育有二条断层 f1 逆断层 倾向 220 倾角 70 最大断距 50m 张家田南 m30 煤层逆于 m27 煤层之上 延伸大于 2 2km f2 逆断层 倾向 225 倾角 82 87 最大断距 90m 延伸大于 2 9km 节理裂隙 矿区内节理较发育 主要有北东向 北西向两组 北东向剪节理延 伸长 节理面平直紧闭 北西向张节理延伸短 对岩石完整性破坏较大 综上所述 本区总体为一单斜构造 地层倾角平缓 断层较少 构造复杂程度 属简单 中等类型 3 突出危险性 根据贵州省煤炭管理局文件 黔煤生产字 2008 539 号 关于毕节地区煤 炭局 关于请求审批织金县绮陌乡永兴煤矿 m23 m16 号煤层煤与瓦斯突出危险 性鉴定报告的报告 批复 织金县永兴煤矿 m16 号煤层在矿井井田范围内 1422 米标高以上区域不具有突出危险性 扩能前各矿都未发生过煤与瓦斯突出 周边邻区生产的三家寨煤矿开采时也未 曾发生煤与瓦斯突出现象 4 其他 根据织金县绮陌乡永兴煤矿所作的煤尘爆炸性鉴定结果 m16 煤层无煤尘爆炸 性 m16 煤层自燃倾向为 类 属不易自燃煤层 按煤尘无爆炸性和煤层不易 自燃设计和管理 二 采煤方法二 采煤方法 11601 回采工作面在暗斜井的右翼 采用走向长壁布置 11601 采煤工作面推采 长度 200m 工作面长度 80m 斜面积 16000m2 煤层平均厚度厚 1 8m 煤层倾 角 17 采用成熟的应用最广泛的采煤方法 即采用走向长壁后退式采煤方法 炮采工艺 工作面采用液压支柱进行支护 支柱排距为 1000mm 柱距为 700mm 三 四 排管理 即 见四回一 最大控顶距 4 2m 最小控顶距 3 2m 全部垮落法管 理顶扳 三 工作面突出危险预测三 工作面突出危险预测 1 预测方法 采煤工作面的突出危险性预测 可使用煤巷掘进工作面的突出预测方法 可选 用综合指标法 钻屑瓦斯解吸指标法或其它经试验证实有效的方法预测工作面 突出危险性 在没有试验证实有效的方法之前 本工作面防突专门设计采用钻 屑指标法 wtc 预测工作面突出危险性 钻屑指标法预测工作面突出危险性具体操作 预测孔钻进煤层后每钻进 1m 测定 该 1m 段的全部钻屑量 s 每钻进 2m 至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标 k1 1 工作面进入该区域时 立即连续进行至少 2 次预测 2 工作面每推进 10 50m 在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域 防突措施以及其他必要情况时宜取小值 至少进行 2 次预测 其中任何不达标 即需要采取工作面防突措施 3 在构造破坏带连续进行预测 采用钻屑指标法预测采煤工作面突出危险性的指标临界值应根据实验考察确定 确定前可暂按表 2 的临界值判定突出危险性 如果实测得到的 s k1的所有测定值均小于临界值 并且未发现其他异常情况 则该工作面为无突出危险性工作面 否则 为突出危险工作面 表 2 钻屑指标法参考临界值 钻屑量 s 煤样类型 钻屑瓦斯解吸指标 k1 ml g min1 2 1 kg m 1 干煤样 0 56 湿煤样 0 45 如果实测得到的 s k1的所有测定值大于或等于临界值的 应视为有突出危险 需要采取工作面防突措施 2 预测钻孔布置 预测钻孔设计 采煤工作面长 80m 在采煤工作面间隔 15m 均匀布置直径 42mm 孔深 10m 的预测钻孔 4 个 测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量 钻孔位于 采煤工作面中部 预测孔布置示意图如图 1 所示 断面图 平面图 ooo0 图 1 预测孔布置示意图 3 预测孔施工机具及施工要求 预测钻孔施工采用手持式气动钻机 zqs 65 2 5 配 42mm 螺旋钻杆钻机 预测钻孔施工过程要求 1 推进给力均匀 不可大力蛮进 保证钻杆钻进速度均匀 2 平行工作面推进方向钻进 保证钻杆钻进方向沿煤壁垂直采煤工作面推进 3 保证电煤钻推进平衡 推进过程中不可摇动机身 4 注意施工过程 钻孔排渣及瓦斯涌出情况 发现问题及时处理 汇报 4 预测孔超前距及允掘距离 当预测无突出危险时 应当采取安全防护措施后进行回采作业 回采作业应保 留足够的预测超前距 最小预测超前距为 2m 根据突出预测钻孔顺采煤工作 面推进方向投影长度确定预测允掘距离 本次工作面突出危险性预测为无突出 危险性则最大允掘距离为 8m 5 其他 工作面突出危险性预测钻孔施工过程中或工作面出现下列任一情况的 应视为 有突出危险 需采取工作面防突措施 1 喷孔 卡钻等施工中的动力现象 2 出现断层 裂隙 煤层厚度剧烈变化等情况 3 采掘应力叠加区 4 工作面出现明显突出预兆 四 工作面防突措施四 工作面防突措施 在进行工作面突出危险性预测后 若判定为突出危险工作面时 必须采取相应 的局部防突措施 采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔 预抽瓦斯 松动爆破 注水湿润煤体或其他经试验证实有效的防突措施 本设计采取工作面排放钻孔的方式消突 做到先排后采 采用本煤层预抽的消 突方法 采煤工作面消突措施控制范围为 工作面前方 20m 以上 用轻便型防突钻机 zdy 800 施工 75mm 抽放孔 67 个 钻孔平行于工作面 间隔 3m 均匀布置 钻孔深度为 60 m 65m 具体见工作面防突措施设计图 措施钻孔施工过程中 需观察施工中的动力现象 五 防突措施效果检验五 防突措施效果检验 1 采用直接测定煤层残余瓦斯压力的参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验 2 因为 11601 采面倾斜长度未超过 120m 则沿回采工作面推进方向每间隔 30 50m 至少布置一个检验测试点 打钻孔测定煤层残余瓦斯压力 当残余瓦斯压 力小于 0 74mpa 时 此区域为无突出危险区 否则 即为突出危险区 预抽防 突效果无效 必须继续抽放瓦斯 3 若有一个检验测试点的指标测定值达到或超过了临界值而判定为预抽防突效 果无效时 则此点周围半径 100m 的范围内均判定为预抽防突效果无效 要补充 预抽钻孔或继续进行抽放 4 预抽采面瓦斯的效果检验要把钻孔作业时的喷孔 顶钻 等明显突出预兆作 为判断的重要依据 不管任何情况 把每个发生明显突出预兆的位置周围半径 100m 的预抽区域均判定为措施无效 六 安全防护措施六 安全防护措施 1 通风系统 矿井采用中央并列式抽出通风 目前安装两台 fbcdz 6 17b 型防爆轴流式通 风机 一台工作 一台备用 每台通风机配用二台 ybfe315m 6 型防爆电动机 通风机技术特征见表 3 表 3 fbcdz 6 17 型对旋轴流通风机技术特征 主要通风风机风量 m3 s 风压 pa 叶片安装角度功率 kw fbcdz 6 17 23 9 53 8750 2550 24 36 51 39 2 75 每个掘进工作面选用二台 fbd 5 6 型 2 11kw 型局部通风机作压入式通风 一 台工作 一台备用 工作风机与备用风机经控制开关能自动切换 局部风能机 的技术特征见下表 4 表 4 fbd 5 6 型 2 11kw 型对旋轴流式局部通风机技术特征 型号 全风压 pa 风量 m3 min 转速 r min 电机功率 kw 风筒直径 mm 电压 v fbd 5 6 770 4000390 235 294011 2600380 660 11601 工作面回采前 施工单位必须把所有影响范围内的通风设施作全面检查 如有损坏 必须立即进行修复加固 确保完好 2 抽放系统 矿井配备两套瓦斯抽放系统 其中一套低负压抽放系统抽放采空区瓦斯 低负压瓦斯抽放选用 2bea 303 型水 环真空泵 2 台 一用一备 配套电机功率为 55kw 转速 660r min 电压 660v 另一套高负压瓦斯抽放系统抽放本煤层瓦斯 根据计算矿井高负压瓦斯抽放选 用 2bea 303 型水环真空泵 2 台 一用一备 配套电机功率为 90kw 转速 442r min 电压 660v 3 监控系统 矿井安装国内较先进的 kj95n 煤矿监测监控系统 分别对矿井主要通风机 局 部通风机 瓦斯抽放泵站得开停状态 井下回采工作面及其回风流中的瓦斯浓 度 温度 烟雾 风门开闭 断电 馈电等进行实时监控 1 t1瓦斯传感器安设在运输巷内距工作面煤壁 10m 处 监测进风流中的 瓦斯浓度 当 t1 0 5 时报警 断电 当 t1 0 5 时切断 11601 运输巷巷道 内所有非本质安全型动力电源 当 t10 5 时复电 2 t2瓦斯传感器安设在回风巷内距工作面煤壁 10m 处 监测回风流中的 瓦斯浓度 当 t2 1 0 时报警 断电 当 t2 1 5 时切断工作面及回风巷内 所有非本质安全型动力电源 当 t21 0 时复电 3 t3瓦斯传感器安设在工作面上遇角 当 t3 1 0 时报警 断电 当 t3 1 5 时切断工作面及回风巷内所有非本质安全型动力电源 当 t31 0 时复 电 4 t4瓦斯传感器安设在回风巷中部 监测回风流中的瓦斯浓度 当 t4 1 0 时报警 断电 当 t4 1 5 时切断工作面及回风巷内所有非本质安全 型动力电源 当 t41 0 时复电 5 t5瓦斯传感器安设在回风巷与回风联络巷岔口以里 10 15 米处 监测回 风流中的瓦斯浓度 当 t5 1 0 时报警 断电 当 t5 1 5 时切断工作面及 回风巷内所有非本质安全型动力电源 当 t51 0 时复电 4 放炮管理 1 11601 工作放炮时 必须严格执行远距离放炮措施 采煤工作面爆破地点 到工作面的距离不得小于 100m 远距离爆破时 回风系统必须停电 撤人及警 戒 爆破后进入工作面检查的时间不得少于 30min 2 放炮前必须对通风系统 供电系统 电气设备 压风自救系统等进行全面 检查 确认符合要求后方可进行放炮 3 施工单位放炮时 要提前一个小时通知矿调度室 以便做好放炮前的准备 工作 在爆破时 爆破孔正确使用水泡泥 用黄泥封满填实 装完药后通知矿 调度室 4 所有人员进入警戒防突风门以内时 必须经公司调度室同意 在退出警戒 线时必须及时向矿调度室汇报 5 工作面的防突考察钻孔在放炮前必须用黄泥封满填实 经安监员检查封堵 合格后方能放炮 充填深度应不小于爆破孔深度的 1 5 倍 6 放炮时 必须停掉回风巷所有非本质安全型电源 局部通风机电源除外 停送电工作由调度室统一协调指挥 7 严禁使用固定式放炮母线 且接头全部用冷补胶补好 必须杜绝明接头 每次放炮前班组长 放炮员要认真对放炮母线进行检查 杜绝失爆 8 工作面放炮必须保证回风巷回风系统畅通 回风系统不准存放物料和矿车 9 严格执行 一炮三检 三人联锁 放炮制度 10 放炮所使用的雷管总延期时间不得超过 130ms 严禁跳段使用 11 放炮期间井下严禁停压风 否则不准进行放炮工作 12 工作面放炮后 必须等 30min 后 由瓦检员询问监控值班人员工作面瓦 斯等情况 只有在无异常情况下 方可由班长 放炮员 瓦检员进入检查确认 无隐患后通知调度室 送动力电 其它人员方能进入施工 13 必须执行远距离放炮站岗警戒的规定 1 每次装药放炮前 必须由工长亲自派专人分别到所有通往放炮地点的各通道 口担任警戒工作 严禁约岗 睡岗和脱岗 2 每次装药放炮前由工长 安监员负责检查各站岗范围以内的人员撤离情况 在确认距离放炮地点 100 米范围内所有人员均已全部撤离的情况下 方准通知 放炮员实施放炮工作 3 站岗警戒人员在得不到工长撤岗命令前 严禁擅自撤岗 4 每次放炮结束后 由工长 放炮员 安检员由外向里检查沿途及放炮地点顶 板 通风等情况 发现问题及时处理 问题隐患处理完后 方准施工人员进入 放炮地点正常施工 14 回采面放炮时施工单位必须有跟班领导在现场 5 安全防护设施 1 防突风门 11601 工作面回采前 已在回风巷和 11601 联络巷之间施工正反向防突风门 施工的防突风门两道 与墙体接触严密 风门墙体牢固 崁入巷道周边岩石是 深度 0 2m 并设有防逆流装置 正反向风门已实现联锁 电缆孔必须封堵严 实 风门墙厚度 0 8m 门扇厚度 50mm 2 下井作业人员必须携带隔离式化学氧自救器 经检身房检查未携带自救器 严禁入井作业 3 在一采区轨道上山 运输上山设置工作面避难所 工作面避难所能够满足 工作面最多作业人数时的避难要求 4 11601 运输巷 回风巷在距工作面 25 40m 的位置安设压风自救装置 在 巷道内每 50m 安设一组压风自救装置 每组压风自救装置应可供 5 8 人使用 平均每个人的压缩空气供给量不得少于 0 1m3 min 6 撤人及避灾路线 11601 工作面 11601 运输巷 副平硐 副井 地面 七 组织管理措施七 组织管理措施 1 公司成立防突工作指挥领导小组 1 指挥领导小组 组长 矿长 副组长 副矿长 成员 有关部室 救护队及施工单位负责人 2 部室职责 略 2 防突考察注意事项 1 为确保考察工作的顺利进行 掘进期间瓦检员每班必须向矿调度室汇报回 采进度 需防突考察时施工单位要提前一小时汇报矿调度室 由矿调度室通知 通防部 通防部安排人员考察 防突工作人员必须根据回采进度及炮后瓦斯 情况进行考察 2 防突考察人员做效果检验时 必须仔细认真 数据必须准确 可靠 严禁 弄虚作假 3 进行防突考察时 由施工单位负责打眼 通防部负责采样检验 4 通防部要随时做好防突考察的准备工作 防突考察时迎头不得同时作业 以防出现伤人事故 5 防突考察单报送通防部 公司调度室 地测部 施工单位存档 施工单位 没有接到调度室的通知不准打眼放炮施工 确定无突出危险后方可施工 以便 按要求严格控制回采 6 防突考察钻孔施工过程中 随时检查瓦斯变化情况 观察施工时是否有喷 孔 垮孔 顶钻等异常情况 并丈量钻孔出现异常情况的位置距离 观察施工 点的煤壁片帮 抽冒 响天炮等异常情况 一旦出现事故预兆 立即撤退现在 所有人员 7 各钻孔施工结束后 必须校核竣工钻孔的方位和倾角 丈量钻孔深度 3 其他注意事项 1 施工单位每班必须安排跟班电工对现场的电气设备检查 杜绝失爆 2 如果在打眼或打钻过程中有喷孔现象或发现有突出征兆时必须立即停电撤 人 待钻孔不喷孔时 瓦斯浓度 1 班长和瓦检员进入检查无异常后方可施工 3 施工单位施工排放孔时一定要施工到位 由瓦