采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施

采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防 突措施突措施 一 采面预抽煤层瓦斯的目的和意义 根据瓦斯综合治理工作体系 为提高抽采率 降低瓦斯含量 消除采面空白带 达到消突目的 切实实现 不采突出面 从根本上保证矿井的安全生产 特 对该采面区域瓦斯治理方案进行设计 二 平禹四矿二 1 煤层赋存情况 根据四矿安全生产的工作安排和集团公司瓦斯区域治理工作部署 对井田范围 内的煤层赋存状况进行了统计摸底分析 由于我矿现只开采二 1 煤层 根据原 生产过程中实际揭露的情况及有关的钻孔资料 我们对二 1 煤层进行了分析研 究 详细了解了其分布规律 分布范围 面积 煤层厚度变化等基本情况 现 叙述如下 从四矿的钻孔资料及实际揭露情况来看 四矿二 1 煤层煤层厚度变化不一 赋 存不稳定 三 12190 采面基本情况 12190 采面位于 采区下山东翼 北邻 11090 采面 11100 采面防水煤柱 南靠 12210 采面 未掘 东接 采区断层上盘断煤交线 西靠 下采区轨道下山保 护煤柱 采面标高 314 20m 364 121m 对应地面标高 240 8m 259m 该采 面开采二 1 煤层 从风 机巷揭露的情况来看 该采面煤层赋存不稳定 自西 向东煤层厚度逐渐增厚 厚度 1 8 7 3m 从倾向上看 煤层厚度自北往南逐 渐增厚 厚度 1 2m 3 5 东部煤层厚度在 3 5m 6 5m 之间 平均厚度 4m 该采面设计长度走向长度 980 米 可采走向长 720m 采长 170 米 可采储量 52 万吨 目前机巷已施工至设计位置 全长 978 米 切眼剩余工程量 170 米 四 区域措施设计方案 1 预抽条带煤层瓦斯设计方案 12190 切眼高抽巷设计外错 12190 切眼平距 20 米布置 位于煤层顶板以上垂距 10m 的大占砂岩中 高抽巷设计长度 170m 施工完毕后 在高抽巷内稳放钻机 打设穿层钻孔 利用穿层钻孔预抽切眼煤巷瓦斯 高抽巷设计断面形状为半圆 拱形 净断面积 8 3m2 巷道净宽 3 0m 墙高 1 4 米 拱高 1 5 米 支护形式为 锚杆 锚网支护 高抽巷施工过程中采取物探和钻探相结全 编制探测煤层层位和掘进头前方地 质构造情况的防误揭煤措施 同时地测科根据探测情况绘制出高抽巷距煤层的 预想剖面图 以便及时掌握层位 合理调整穿层钻孔角度 利用高抽巷向煤巷施工位置打穿层钻孔 并利用水力压裂技术对煤层进行水力 压裂 增加煤层的透气性性系数 提高穿层孔抽放效果 对施工过的钻孔及时 联网抽放 做到提前预抽瓦斯 保证高抽巷超前煤巷 100m 从而达到消突目的 后再施工煤巷 2 穿层层钻孔预抽条带煤层瓦斯技术设计方案 根据 煤矿瓦斯抽放规范 第八章第六节第四条规定 预抽煤层瓦斯的钻孔量 当采用穿层孔抽放时 钻孔见煤点的间距可参照 容易抽放煤层 15 20 米 可 以抽放煤层 10 15 米 较难抽放煤层 8 10 米 我矿的二 1 煤层透气性差 介 于 0 0292 m2 mpa2 d 0 0956 m2 mpa2 d 之间 属较难抽放煤层 钻孔见 煤点的间距应控制在 8 米以下 同时 根据我矿的实际情况 为切实起到抽放 效果 结合抽放半径 1 米 并参照目前平煤十矿 十三矿水力压裂效果 12190 切眼高抽巷穿层抽放钻孔的见煤间距确定为 4 米 高抽巷在打设穿层钻 孔之前先期进行水力压裂 增加抽放半径 提高煤层透气性 可有效提高抽放 效果 1 在 12190 且眼高抽巷内西帮距巷道底板 1 3 米以下布置钻孔 沿巷道掘进方 向每间隔 4 米布置一组 每组布置 7 个 钻孔与高抽巷掘进方向垂直 落底位 置控制切眼煤巷左右帮各 15m 总控制宽度范围为 34 米 切眼设计净宽 4 0 米 7 个钻孔的俯角及长度 见煤点 穿煤层长度根据不同的落底位置具体计 算设计 详见穿层钻孔设计剖面图 钻孔见煤后 穿透全煤层并进入煤层底板 0 3 米 2 穿层抽放钻成交错布置 不得打穿 打重 否则视为无效 3 抽放 钻孔施工完毕后进行联网抽放 必须打一个联一个 坚持抽放的连续性 钻孔 布置及设计见附表 3 12190 切眼高抽巷水力压裂措施 为了增加煤层的透气性 增加煤层瓦斯抽放效果 对高抽巷内没有施工穿层钻 孔的区域先实施穿层孔进行水力压裂 之后再按原设计施工穿层钻孔 并对穿 层钻孔进行联网抽放 从而提高防突效果 1 压裂钻孔布置方式 12190 切眼高抽巷设计施工 170m 因考虑 12190 机巷突出点孔洞 1 号孔距高 抽巷下口 132m 2 号孔距高抽巷上口 8m 共设计施工 2 个穿层压裂孔 详见钻 孔布置图 钻孔位置在 12190 切眼高抽巷西帮 中腰线以下施工钻孔 垂直于巷道上帮 距巷道地板 0 4m 处 俯角 270 采用 50mm 的钻杆 配 89mm 的钻头 钻过 煤层 进入底板 0 3m 2 钻孔孔深 压裂对象为 12190 切眼煤层段压裂 钻孔进入煤层段 7 0m 进入岩石段 18 6m 压裂孔孔深共计 25 9m 压裂钻孔落底位置位于 12190 风巷煤巷施工轮 廓线以内 见下图 3 压裂孔封孔深度 本次试验选择封孔深度为 18 6m 要求压裂管进入煤层 1m 从煤岩交界面开始 封孔 岩封孔段长度为全岩孔段 采用水泥砂浆封孔 4 注水泵 管路的选型 选用额定压力为 20mpa 额定流量为 80l 的 prb5a 80 20 型煤矿用乳化液泵 为便于操作和控制 注水泵安装有压力表 水表及卸压阀门等附件 水箱容积 2m3 压力表采用 yhy60 b 矿用本安型数字压力计 5 压裂泵的设定位置 压裂泵放置在 12190 切眼高抽巷下口外 100m 处 确定巷道无积水 支护形式良 好 便于人员操作 6 压裂参数 采用动压注水 从开始注水到水力压裂措施结束大约需要 4 个小时左右 起始 压力初步设定为 10mpa 每 5min 升压 2 mpa 泵压达到 20 mpa 左右 稳定一段 时间后 压力迅速下降 并持续加压时压力无明显上升 瓦斯浓度明显升 此 时即可停泵 关闭卸压阀 压裂程序结束 压裂措施实施过程中 由防突科技术员连续记录注水压力和流量 根据现场实 际情况 报与井下总指挥经地面总会批准后可适时调整压裂参数 压裂措施实施过程中 由防突科技术员连续记录注水压力和流量 根据现场实 际情况 报与井下总指挥经地面总工批准后可适时调整压裂参数 五 区域瓦斯治理措施防突效果检验 按照 防治煤与瓦斯突出规定 第三章第四节第五十五条规定 对穿层孔预抽 区段煤层瓦斯防突措施进行效果检验时 在煤巷条带每间隔 30 50m 至少布置 1 个检验测试点 根据我矿实际 在 12190 切眼高抽巷每 50m 布置一个检验测试 点钻孔 测试钻孔的残存瓦斯压力 测试钻孔具体布孔要求 测试钻孔成三花 眼形式排列 1 号孔落底于煤巷掘进工作面中心 2 号孔落底于煤巷轮廓线上帮 13m 处 3 号孔落底于煤巷廓线下帮 13m 处 测试钻孔间距 50m 交错式布置 全方位测试 当测定的残存煤层瓦斯含量小于 0 74mpa 时 说明该措施有效 否侧认为该措 施无效 或前后 100m 范围内加密钻场按设计要求施工穿层孔并进行联网抽放 直至消除突出危险 详见 12190 切眼高抽巷测压钻孔示意图 测压钻孔布置平面图 五 穿层孔打钻安全技术措施 一 供电及机电设备管理安全技术措施 1 钻机入井前必须经过防爆检查 确保钻机和配套电器设备完好无失爆 2 钻机接电应经机电科同意 并同施工单位联系后 方可进行接电 3 严格接线工艺 接头及裸露长度应符合规程规定 杜绝出现 鸡爪子 羊尾 巴 明接头 等失爆现象 4 电缆吊挂整齐 并使用电缆钩 开关等电气设备要上架 5 井下作业时 不准带电检修和搬迁所用的电气设备 设备包机到人 杜绝失 爆现象 6 对电机 开关等电气设备要注意防潮 定期放入干燥剂 7 定期遥测电机开关 电缆绝缘 电气设备要定期检修 确保设备完好 加强 防爆检查 杜绝电气失爆 8 冲尘时 不得对着电机开关 电缆等电气设备冲尘 9 必须安设风电 瓦斯电两种闭锁装置且能保证正常使用 二 钻孔操作施工安全技术措施 1 定角度 1 首先松动前支撑架上固定钻机的螺丝 2 利用坡度规 半圆仪等量具确定钻孔角度 直至摆动到设计角度 3 上紧螺丝 固定好钻机 4 角度定好以后 用不低于 4 棵的压柱将钻机稳定牢固 并用铁丝将压柱拴 好 联锁 2 开孔 1 将钻杆通入回转器钻杆孔 2 拧上钻头 3 接上钻尾 送风 4 送电启动 开始进行钻进 3 钻孔施工 1 打钻前 先把各操作手把置于空档 做空载运行 检查油泵供油油压是否 正常 油管接头是否漏油 2 除打钻人员外 其他人员必须远离钻机 3 风管轧结牢固 避免送风后伤人 4 打钻顺序为送风 旋转 推进 5 停钻时 先停钻进 再停旋转 后停风 6 接钻杆时专人检查钻杆完好 钻杆是否变形 接头丝扣是否生锈或有杂物 7 接钻杆时钻机应停电 8 钻进过程中 应注意观察顶板 巷帮情况 9 钻孔打到设计深度后 应用风把孔内粉排净 10 卸钻杆时 必须停电后 才能用管钳卸 11 卸下钻杆 应码放整齐 三 穿层孔打钻安全技术措施 1 防瓦斯喷孔超限措施 1 预抽钻孔施工过程中 当班现场施工人员 跟班人员必须认真学习本安全 技术措施 而且熟悉掌握逃生避灾路线 2 保证风筒无破口不漏风 风筒距离掌子头不得超过 5m 3 钻机回风侧 2 米范围内必须悬挂便携 瓦斯浓度达到 1 0 必须停止钻机运 行 待瓦斯浓度降到 1 0 以下时方可继续作业 瓦斯浓度达到 1 5 必须停钻撤 人至反向防突风门以外 4 打钻施工地点 50 米范围内必须安装一组不少于打钻人数的一组压风自救装 置 且保证正常供风 5 钻孔施工过程中 必须合理控制钻进速度 匀速钻进 人员不能正对着钻孔 钻杆站立 防止喷孔伤人 6 拔 卸钻杆时 必须使用前夹持器 当前夹持器不灵敏时 必须停止拔卸 钻杆工作 待夹持器修好后方可继续打钻 7 打钻周围必须配备有 3 4 个快速封孔器 如遇到瓦斯喷孔 将立即使用其 快速封孔器进行封堵 然后用胶管连接并进行瓦斯抽放 对其封孔器周围漏气 部位进行水泥封孔 8 若钻孔瓦斯压力过大封孔器不能插入 不能控制其瓦斯喷孔 且瓦斯猛然 上升 必须立即切断工作面及其回风流中所有电气设备的电源 由班组长或跟 班队长带领所有工作人员撤退出工作面 并通过附近电话向通风调度及生产调 室汇报 听候调度室安排处理 9 打钻时 工作面局部通风机必须开双级运行 确保工作面有足够的供风量 稀释瓦斯 10 掘进工作面必须装齐压风自救装置和抽放系统 抽放管道接到工作面打钻 地点 拔出钻杆后必须及时连接抽放管道进行抽放 11 掘进工作面回风流必须有直接进入采区总回风的专用回风巷道 专回内严 禁有电气设备 工作面必须配备三趟电源 其中主扇 备扇 生产电各一趟 工作面瓦斯传感器设定瓦斯报警浓度为 0 6 断电浓度为 0 8 必须具备瓦斯 达到 0 8 自动断电功能 同时 矿井通风调度监控室必须具备远程断电功能 可以随时切断工作面回流所有电气设备电源 12 监控系统必须灵敏可靠 并有专人维护 13 打钻应安排技术熟练工操作 并有跟班队干在现场统一指挥 必须确保施 工安全 2 防瓦斯燃烧 防灭火措施 1 打钻地点必须有 30m 长的消防软管子连接 打钻前 其施工地点前后 20m 范围内的巷道必须进行冲尘 2 钻机周围必须配备两台灭火器和一定数量的沙和黄泥 沙和黄泥必须满足 打钻需要 3 打钻过程中一旦出现钻孔冒烟等孔内煤或瓦斯燃烧征兆 要立即切断通往 钻孔的压风 断开钻杆 并根据具体情况采取相应灭火措施 孔口出现明火时 在切断压风的同时 使用灭火器 水 砂等迅速灭火 灭火后必须使用黄泥将 钻孔和钻杆口封堵严实 现场负责人要及时将现场情况汇报调度室 并根据现 场情况及时组织人员撤离 如遇火势较大无法封堵时 必须立即撤出所有人员 并向调度室汇报 4 检修用过的棉絮 破布等易燃物不能乱扔乱放 要集中处理 且远离钻机 5 当电气设备着火时 应立即切断电源 然后进行灭火 未断电前 严禁用 水灭火 3 防灭尘措施 1 打钻时孔口必须安装扑尘器 孔口回风流 1 3 米处安装降尘水幕 水幕喷 头不少于 3 个 并保证雾化效果良好 能控制全断面 水幕无水时 严禁打钻 2 开钻前 必须对钻机前后 20 米范围内进行冲尘 3 当班打钻结束后 必须把所排钻屑清理干净 并对钻孔回风侧 20 米范围内 进行冲尘 做到打钻影响范围内巷道的煤尘不超限 4 移钻 稳钻 1 清除场地上无关的杂物 将各部件有序放在适当的位置 2 移钻 吊钻时 要有专人指挥 相互配合 3 移钻时注意不要拉坏油管和电缆 4 钻机移好后 必须按设计要求稳固钻机 5 打压柱时 压柱顶端和下端应垫木板或木楔 并升紧升牢 此处钻机压柱 必须不少于 2 根 6 压柱打牢后 应用绳子或粗铁丝栓在支架上 并要相互连锁 防止压柱松 动歪倒伤人 5 钻孔施工 1 钻机稳固后 由班组长对现场一切进行检查 经检查无问题后 方可开钻 2 打钻孔前必须作空载运行 检查管路是否连接正确 油压 风压 水压是 否正常 是否有漏油现象 3 打钻时 每班不少于 3 人 开钻由技术熟练工操作 其他 2 人互相配合 完成拉卸钻杆和其它工作 4 打钻时要有专人观山 发现异常及时停机处理 防止伤人 5 打钻时使用的扳手 管钳不得放在钻机上 以防伤人 6 接钻杆时 要检查钻杆的完好性 对有裂痕 封堵 弯曲 丝扣坏等不完 好的钻杆严禁使用 7 接钻杆时 必须停机 人工接钻杆 8 卸钻杆时 必须使用前夹持器 当前夹持器不好用时 必须停机人工卸钻 杆 9 钻杆运行期间 必须随时观察钻机运转情况 发现问题立即停机处理 10 打钻供风所用软管接头要扎紧 严防送风器脱落甩伤人员 11 钻机工作时 必须使用冷却水 钻机供风 供水管必须设置截止伐 严禁 用握压软管来开停风或水 12 开钻过程中 要合理控制钻进速度 以避免或减少发生喷孔 夹钻现象 13 卸钻杆时要防止钻杆掉入孔内 如果掉入孔内 应采取措施及时处理 如 果捞不出 把孔号和具体情况填在终孔报告单内 并在现场做明显标记 14 打钻时应用压风充分排粉 严防夹钻 15 当发生严重顶钻时 不能硬打 应充分排粉卸压后再打 16 如果遇到严重喷孔 夹钻等异常情况时要在报告单上注明 17 打钻时人员要衣帽整齐 防止钻机或钻杆绞住衣服发生事故 18 打钻时人员严禁正对钻孔 防止喷孔伤人 19 钻孔打完后 把钻机 泵箱 操作台 钻杆等妥善放在巷道宽敞处 避免 影响行人 造成不安隐患 6 其它安全事项 1 打钻人员必须配齐管钳 锤子等工具 严禁把钻杆当撬杠或锤子使用 2 打钻地点的钻杆或钻具要上架或装箱保存 严禁随地乱放 3 对不完好的钻杆 油管等要及时回收升井 4 因巷道停电撤人时 钻机不准停止供风 5 打钻时必须匀速前进 钻孔成孔后由当班瓦