发耳矿井(一期)一井三采区30523回顺揭5-2煤层防突设计.doc

TFJM-CS-2010-00101贵州发耳煤业有限公司发耳矿井（一期）一井 三采区35203回风石门揭5-2煤层防突设计编制单位：通防科编 制 人：刘 勇编制日期：2010-1-22会审单位技 术 科： 年 月 日机 电 科： 年 月 日安 监 科： 年 月 日调 度 室： 年 月 日通 防 科： 年 月 日地 测 科： 年 月 日副总工程师： 年 月 日总 工 程 师： 年 月 日会审意见35203回风石门揭5-2煤层防突设计一、概况1、地质： 35203工作面按设计将从3煤层往前施工揭开5-2煤层，5-2煤呈黑色，为暗煤、亮煤、丝炭，块状，玻璃光泽，贝壳状、参差状断口，属半暗-半亮型煤，煤厚0.981.75m,平均1.37m。煤层走向6168，一般为63，倾向331338，一般为333，煤层倾角816，一般12。从三煤层开口点起层位从下而上依次为: 5-2煤层底板灰黑色，薄层状构造，水平层理泥岩；5-2煤层；煤层伪顶为炭质泥岩，直接顶为深灰色泥质粉砂岩，老顶是灰色细砂岩，巷道揭开煤层后沿5-2煤层顶板掘进。根据回风集中巷的、30101集中运输巷掘进期间所揭露的地质资料及现有地质资料分析，该区域地质构造相对较简单。水文地质：该区域上无地表水体，无河流通过。主要充水源为顶板裂隙水，受大气降水补给经过各种裂隙渠道导入工作面；顶板裂隙水为巷道掘进期间的间接充水水源，巷道前掘局部顶板可能出现淋滴水现象。预计掘进期间正常涌水量为25m3/h，最大涌水量为9m3/h。2、巷道施工情况： 35203回风石门开口点标高为+1207m，施工揭开5-2煤层后，沿5-2煤层布置施工35203回风石门，构成三采区30523工作面；其岩石段巷道按半圆拱施工，净断面积为7.5m2,巷道支护为锚网支护；采用钻爆法施工，光面爆破，全断面掘进，一次成巷的施工方案。3、煤层突出倾向性及瓦斯情况：根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部提供的贵州发耳煤业有限公司发耳矿井（一期）一井三采区5-2#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告中的鉴定结果：“由于5-2#煤层最大瓦斯压力为0.32MPa,小于其临界值（0.74MPa），煤层坚固性系数为0.59，大于其临界值0.5,瓦斯放散初速度为25.52mmHg，大于其临界值10，因此在+1032m水平标高以上无突出危险”；5-2煤层瓦斯含量为9.6517.28ml/g，平均为13.74ml/g，属不易自然发火煤层。4、通风系统：（1）矿井采用中央并列抽出式通风，主平硐进风，风井回风。（2）35203回风石门掘进工作面在施工过程中使用安装在三采区胶带下山的2台230KW局扇压入式通风，铺设一路800mm风筒供风，局扇实现了“三专两闭锁”和“双风机双电源”并能自动切换。（3）在一中车场施工一组防突风门，35203回风石门掘进工作面乏风能直接进入矿井总回，杜绝串联通风现象。（4）35203回风石门掘进工作面通风系统详见：附图35203回风石门通风系统图。5、瓦斯抽放系统：（1）矿井于2008年11月安装完善了地面高、低负压两套抽放系统,其中高负压选择两台2BE3520-2BY4瓦斯抽放泵，最大抽放负压59700Pa，最大抽放量251 m3/min，抽放主管为D5307；低负压选择两台2BEC72-1BG3-280瓦斯抽放泵，最大抽放负压16000Pa，最大抽放流量521m3/min，抽放干管为D73010，高低负压瓦斯抽放泵各两套，互为备用。（2）通防工区在35203回风石门开口施工前，将高负压瓦斯抽放管路接至35203回风石门开口点，选用273mm作为主管路，支管路选用159mm。 （3）抽放管路上必须安设放水除渣装置、导流管或孔板流量计，便于管路放水、抽放量的计算和统计。二、探煤情况根据技术科提供的35203回风石门煤层预测剖面图，目前35203回风石门开口点距离5-2煤层法线距离为4.53m。 三、区域防突措施1、根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部提供的贵州发耳煤业有限公司发耳矿井（一期）一井三采区5-2#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告中的鉴定结果为+1032m水平以上无突出危险，而30523回风石门在此区域以上施工，属于无突出危险区，但为了保证施工的安全，按照突出煤层管理，实行四位一体的综合防突措施揭煤。2、区域性防突措施的验证：（1）、区域效检采用煤层残余瓦斯含量Q或残余瓦斯压力P作为检验指标，其指标临界值如下：效检指标瓦斯压力P瓦斯含量Q突出倾向单位（Mpa）(m3/t)临界值P0.74Q8无突出危险P0.74Q8有突出危险（2）、检验方法：测压35203回风石门在开口前，在开口点向揭煤点处施工地质钻孔兼作测压孔，探明煤层与巷道的关系及测定煤层的瓦斯压力，钻孔穿透煤层全厚且进入所测煤层顶板0.5m为准，打完一个地质前探孔后要及时洗孔进行封孔（按照测压孔标准封孔），施工人员要在现场提前准备好封孔用DLB50/40型注浆泵、水泥、膨胀剂、石膏等；测压孔用DLB50/40型注浆泵封孔，并加工封孔所用的4分铁管、绵纱及在4分铁管上加工丝扣和挡盘。测压孔的封孔方法：a在测压孔内插入4分的铁管，铁管端头封堵，末端1.1m处焊上圆型挡盘（挡盘直径为70mm）、1m范围内钻上筛孔，筛孔直径为46mm，筛孔总面积大于铁管的断面积。4分的铁管每根做成22.5m，且每根两端要加工丝扣。b在铁管的挡盘上缠上绵纱，然后插入测压孔内，插入的铁管长度大于开孔段钻孔长度1m，且要露出孔口不小于200mm。在向测压孔内接铁管时，丝扣处要缠封胶带，防止铁管接头处漏气。c先把铁管接入孔内，在孔口打上木塞，然后在注浆泵内按水泥：石膏：膨胀剂质量比80：15：5进行配制，将配制好的水泥浆注入测压钻孔内即可，待1624小时后再接压力表。d测压孔封孔示意图如下： e测压孔用注浆泵封孔每施工完测压孔及时封孔测压，所有测压孔全部采用金属管封孔。注浆封孔段必须达于7米。测压管不得堵塞，封孔要严密不漏气，封孔后待1624小时再接压力表，然后测定煤层瓦斯压力（压力表由通防工区安装）。测压表的读数由通防工区人员每天观测一次并作好记录，统计并绘制瓦斯压力曲线图，待压力表问题无上升趋势一周后停止观察。测压孔布置剖面图：编号方位（）倾角（）设计孔深（m）备注1-293659.6钻孔终孔点为巷道距离煤层法线距离1.5m206528.5钻孔终孔点为巷道开始揭煤点（2）取芯化验煤层残存瓦斯含量：35203回风石门钻孔在施工过程中，见煤后必须立即停止钻进，由通防区派专人到现场后方能利用岩芯钻杆或负压引射装置进行取煤芯，取煤芯后必带到实验室进行化验，测定煤层残余瓦斯含量Q。化验后，如煤层残余瓦斯含量Q小于8m3/t或瓦斯压力小于0.74Mpa,则措施有效，该区域判定为无突出危险区；若煤层残余瓦斯含量Q大于8m3/t或瓦斯压力大于等于0.74Mpa则措施无效，该区域仍为突出危险区，必须进行区域瓦斯抽放且直至措施经效检有效。抽放钻孔布置剖面图：抽放钻孔参数表：编号倾角（）方位（）设计孔深（m）备注1-1-3130659.61-2-204365131-3-136516.41-4-876520.21-5-4296524.41-6-2106528.31-706532.21-80566535.41-9+2136539.32-1-366658.62-2-22566511.82-3-1456515.32-4-84065192-5-446523.32-6-2166527.12-706530.72-8+16534.12-9+2186538.13-1-42657.53-2-25396510.73-3-15226514.13-4-9186517.83-5-565223-6-2236525.83-706529.73-8+16532.93-9+2226536.84-1-4937656.824-2-293659.64-3-16546512.84-4-1126516.54-5-5196520.74-6-2316524.64-706528.54-8+136532.44-9+2276536.35-1-5927655.95-2-3321658.55-3-18456511.75-4-105156515.35-5-5406519.55-6-2396523.35-706527.15-8+156530.45-9+2336534.36-1-7145655.56-2-3856657.56-3-2126510.56-4-11516514.16-5-646518.26-6-2486522.16-706525.76-8+186529.16-9+2386533.17-1-8647655.37-2-4617656.67-3-1722659.47-4-1326512.97-5-6326517.17-6-2586520.87-706524.57-8+1116528.17-9+2446531.8抽放效果检验：在抽放钻孔施工完成连接瓦斯泵抽放后，继续观察之前所施工测压孔的压力变化情况，当压力下降到小于0.74Mpa后，停止抽放瓦斯，继续施工取芯钻孔取煤样到实验室化验煤层瓦斯含量，若煤层瓦斯含量小于8m3/t后，证明抽放措施有效，可以恢复施工。四、局部防治突出措施1、在区域效果检验时验证为无突出危险或经过区域防突措施检验证明有效后，当巷道掘进至距煤层的法线距离1.5m时采用工作面突出危险性预测的方法对区域防治突出措施进行区域验证；经验证为有突出危险时，必须实施局部防治突出措施消突，在巷道掘进至距离煤层法线距离1.5m前，必须采取边探边掘安全措施，即：掘进一区在每放一炮之前必须施工探测孔，探测煤层在巷道前方及与巷道底板的距离，每次施工的探测孔必须详细记录，并向调度室汇报探测孔的见煤及瓦斯情况，若探测空探测到巷道距离煤层只有1.5m时，必须立即停止掘进。探测孔示意图：探测孔参数表：编号方位（）倾角（）孔深（m）备注165785主要探测煤层距离巷道的距离26505主要探测巷道正前方的煤层、瓦斯及地质情况2、在工作面掘进至距离煤层法线距离1.5m时，采用钻屑解析指标法对工作面进行工作面突出危险性预测，若预测指标不超限，则采用远距离放炮的方法揭开煤层；若预测指标超限，必须采取局部防治突出措施经检验有效后方可恢复施工。预测预报孔布置图：预测预报孔参数表：编号方位（）倾角（）孔深（m）备注165-810.8穿煤长度为2.35m282-1410.8穿煤长度为1.84m348-510.8穿煤长度为2.76m钻屑量指标、钻屑瓦斯解析指标k1值表考察指标最大钻屑量（Smax）钻屑瓦斯解吸指标（k1）危险性单位Kg/m临界值60.5（干煤）0.4（湿煤）有一个指标达到或超过临界值即为突出危险工作面60.5（干煤）0.4（湿煤）无突出危险工作面3、局部防治突出措施：若经过工作面防突预测预报后有突出危险，则采取抽放钻孔作为局部防突措施。抽放孔设计图：抽放孔参数表：编号方位（）倾角（）孔深（m）备注1-1342-57237.91-2342-38910.71-3342-2739141-4342-212817.71-5342-172821.52-1347-54347.42-2347-351010.32-3347-251913.82-4347-192617.52-5347-154621.33-1351-51136.93-2351-31589.93-3351-223613.53-4351-172017.23-5351-14221.14-1356-57215.14-2356-25217.74-3356-122511.14-4356-51714.94-5356-12918.84-6356+1922.65-10-52254.65-20-20327.55-30-85811.15-40-25514.95-5003518.85-60+25222.76-14-38265.46-24-21248.86-34-1512.56-44-1116.66-54-84820.57-19-32557-29-17118.37-39-112512.57-49-84316.57-59-65820.58-113-24424.88-213-12488.48-313-83212.48-413-62416.48-513-5720.49-120-16254.69-220-8138.29-320-52712.29-420-4516.39-520-3720.34、局部防治突出措施效果检验：当采取局部防治突出措施后，必须对局部防突措施的消突效果进行检验，检验孔布置图及参数表与第2条中表参数相同。5、经效检后指标不超限且工作面打钻时无喷孔、顶钻等其他明显突出预兆时，视为措施有效，否则措施无效，如工作面有突出危险，必须继续执行或采取其他工作面防治突出措施且直至措施有效。6、超前距离的确定：当效检孔长度等于措施孔长度时经效检措施有效后（即检验孔的投影长度等于措施孔的投影长度），必须留有5m的措施孔投影长度的超前距；当效检孔投影长度小于措施孔投影长度时，则应当在留足所需防突措施超前距并同时保留有2m的检验孔的投影长度的超前距。五、安全防护措施1、机电设备管理1）、揭煤施工前,机电科及掘进一区电工对井下所有机电设备、设施逐一进行全面检查，确保达到防爆要求，杜绝任何失爆现象。检查人员必须填写检查记录。2）、施工期间，井下所有电器设备、通讯、设施必须全部符合防爆要求，安设漏电检测装置，杜绝机电设备、设施失爆。机电科必须安排专职防爆检察员对回风井口30m范围内和井下电气设备的防暴检查和管理，并将检查情况造表登记，检查人员必须签字确认。3）、在揭煤施工、排放瓦斯、装药放炮、瓦斯超限期间，受到回风流影响区域内的机电设备和设施全部断电停用。恢复送电前必须检查这些设备设施附近的瓦斯，只有当瓦斯浓度不超过0.5%时方可送电恢复运转。停送电必须严格执行停送电制度。4）、耙装机严禁使用有接头钢丝绳。耙装机送电作业前必须先检查工作面及回风流中的瓦斯情况。2、通风、瓦斯管理1）、揭煤前瓦斯防治工区必须对通风系统进行一次全面测定。掘进一区必须对35203回风石门的风筒进行一次全面检查，对破损风筒要及时更换或修补，风筒接头不严密的要进行处理或更换，确保工作面风量，满足施工的需要。2)、揭煤期间加强对风筒的巡查，发现破损的应及时修补或更换；风筒出口离工作面不得超过5m。3)、坚持瓦斯检查及汇报制度，每班必须有专职瓦斯检查员跟班蹲点负责检查瓦斯，每次检查结果必须填入瓦斯检查记录和瓦斯检查牌板上。发现问题，及时汇报处理。耙装机运行前必须检查工作面及耙装机附近的瓦斯浓度，当瓦斯浓度大于0.5%时，必须查明原因，进行处理；当瓦斯浓度小于0.5%时方可进行耙装作业。4)、揭煤前通防工区必指派专人须检查井下所有的风门，必须确保井下所有风门的完好，用水泥把通过风门墙的所有孔硐堵上，调节窗要有牢固的防逆流挡板，过风门的铁风筒及水沟要有防逆流装置。5)、井下爆破作业必须严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”的制度。瓦斯超限严禁作业。6)、局部通风机必须正常开启，不得无计划停风。揭煤施工期间，必须每天安排机电工负责检查通风机的完好情况，测风工必须随时检测局部通风机及工作面风量，确保工作面有效风量能够满足施工揭煤要求。7)、若通风系统出现紊乱，造成工作面微风或无风时，井下所有人员必须立即撤到新鲜风流中，严禁无风或微风作业。8)、临时停风24小时以上时、必须将工作面临时封闭，并揭示警标，设上栅栏，严禁人员入内。9）、揭煤前，调度室监控队必须对井下所有监控系统的运行情况进行一次全面的检查，并对所有监控探头进行一次全面的校正，确保监控系统的正常运行及监控数据的灵敏、可靠。10）、35203回风石门揭煤放炮时，地面监测室要加强监测，包括主扇、局扇开停（特别是35203回风石门局扇）等，发现异常情况及时汇报；35203回风石门工作面的T1、T2安装规定正常设置，在35203回风石门回风流与第一个全风压风流汇合处安装一个T0（测量范围为：0-100%），监测揭煤放炮时的回风瓦斯浓度。11）、当工作面进入揭煤程序后，35203回风石门回风所经过的回风巷道内严禁人员进入，特殊情况需要进入回风巷道内的，必须汇报调度室，离开时也必须向调度室汇报。3、防突管理1）、在35203回风石门巷道内距工作面2540范围内设置一组能供给工作面最大出勤人数的压风自救装置(供风量不小于0.1m3/min)，并且在放炮点、站岗地点也要设置一组压风自救装置及能直通调度室电话。工作面所有工作人员必须佩戴自救器并能熟练的掌握自救器的使用方法。2)、压风自救系统必须能正常开启，揭煤期间井下严禁停压风，否则必须立即停止施工，撤出人员。揭煤前对压风自救系统的使用进行培训，确保入井人员都会使用。3）、地测科必须加强地质工作，及时收集整理现场反映的地质资料，为探、揭煤施工提供可靠的地质依据。4）、加强领导值班制度。探、揭煤期间领导小组及项目部有关人员必须坚持24小时轮流值班，重点布置、协调探、揭煤有关工作，及时处理各类问题。5）、防突效果检验单留掘进一区、通防科、调度室、地测科、瓦斯防治工区存档，瓦斯防治工区必须及时将考察或效果检验的数据填写到突控牌板上；掘进一区在接到防突防突考察或效果检验报告单后必须由技术人员向该工作面的工作人员传达、学习，该工作面的每个工作人员必须掌握该工作面的防突情况。6）、放炮采用远距离起爆。放炮期间，各工作面人员必须撤至轨道大巷防突风门外的新鲜风流中，放炮警戒线以外。具体位置见（35203回风石门远距离放炮撤人、站岗示意图）。7）、加强安全技术培训工作，强化职工的防突意识，增强自保能力，使所有入井人员熟悉和掌握下列煤与瓦斯突出的预兆。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，待喷孔现象消除后，瓦斯传感器显示瓦斯浓度小于1%，班长和瓦检员检查无异常时方可恢复施工。8）、工作面进入揭煤程序期间，通防工区每天派人检查井下避难硐室，必须有足够的压风自救系统、自救器，供水管路等设施，发现上述设施有损坏或丢失，必须立即补齐。9）、必须安排专人观察工作面的情况，发现突出预兆，必须立即撤人。a.无声预兆： 煤层结构变化：煤质由硬变软，有时软硬相间，疏松易碎，层理紊乱，由湿变干，光泽变暗淡；煤层倾角由小变大，厚度发生变化；煤层顶底板出现断层、断裂、波状起伏，煤岩严重破坏； 工作面压力增大，煤壁塌落，片帮掉渣，煤被挤出、喷出、弹出，局部隆起，顶板下沉，底板鼓起。支护变形，煤壁外鼓； 打眼时有夹钻、顶钻、喷孔现象，或孔内有咝咝声，或无声但有手感； 地压活动激烈，工作面瓦斯涌出量大或忽大忽小或呈喷出状，温度下降，空气变冷，煤壁发凉； 人在工作面感到头昏发冷。b.有声预兆： 煤壁发生震动或冲击，并伴有声响； 煤层变形发出劈裂声、鞭炮声、机枪声、炮击声或远处雷鸣声，声音一般由远到近，由大到小，先单响，后连响，最后一声巨响，接着便发生突出；顶板来压，出现裂缝、发出断裂声，支架被压断，发出折断声。如发现上述预兆之一或几项时，现场安监员、瓦斯员及班队长必须立即把人员撤到安全地点，所有井下人员必须立即配带好自救设施，瓦斯员或班队长应及时向地面调度室汇报（汇报地点在轨道大巷一中车场以外，汇报前必须先检查电话附近的瓦斯浓度，当瓦斯浓度大于1%时严禁使用电话），经专业技术人员研究后再采取措施进行处理。应急预案：（1）一旦发生突出事故调度室要及时命令运转工区变电所值班电工立即切断井下所有动力电源；现场安检人员及瓦斯检查员立即组织人员按照避灾路线撤出。（附：35203回风石门避灾路线图）。（2）调度室及时通知救护队进行抢险救灾。（3)监控室要加强井下瓦斯监测，发现异常情况及时汇报调度室和公司值班领导。9）、下井人员必须携带隔离式自救器且能熟练使用。4、放炮管理及撤人管理1）打眼、装药、联线、放炮要严格按爆破图表执行。炮眼的封泥必须封至孔口，瓦斯排放孔、抽放孔、效果检验孔等必须用炮泥封堵，封堵长度不得小于3m。必须使用2节水泡泥。2）、雷管在使用前必须作导通性能参数试验。3）、放炮前，放炮员要仔细检查雷管脚线和放炮母线，确保线路畅通、连接牢靠，严禁出现明接头、羊尾巴、鸡爪子。4）、放炮母线必须使用新线、两芯铜线，每次起爆前必须更换起爆器电池。5）、放炮母线总电阻和电雷管总电阻及起爆器电压，必须经过检验，确保起爆电流大于每个雷管起爆电流的2倍。过煤期间严禁使用固定式放炮母线。放炮母线的接头必须用防爆接线盒。雷管脚线与放炮母线必须用绝缘胶带包好。6）、35203回风石门在揭煤采取远距离放炮时，放炮站设在运输下山防突风门外的新鲜风流中，且距离工作面距离不得小于300m。7）撤人范围：一中车场、35203回风石门工作面、30304回顺往上直至回风平硐的人员全部撤出；站岗地点：一中车场风门（轨道下山侧）、30302运顺与三采区运输下山风门（运输下山侧）、30304回顺往上5m、回风平硐外。8）停电范围：所有受到揭煤放炮地点回风影响的区域内的所有非本质安全型电源，30105采煤工作面动力电源、30304运顺动力电源、30304回顺动力电源。9）撤人站岗：放炮前掘进一区派人进行撤人并站岗，每一个岗点必须去两个人，设好岗后，由一人返回放炮地点，向总指挥汇报撤人站岗情况并在远距离放炮记录本上签字确认。详见放炮站岗示意图。10）放炮时必须开启局扇的两级风机向迎头供风，保证迎头有足够的风量。11）揭煤放炮：当站岗、停电负责人将岗点设置好、回风系统内的电源全部停好后，向现场总指挥汇报，现场总指挥向调度室汇报后，由总指挥下达放炮命令；放炮必须等30min后，救护队员方向调度室询问瓦斯情况，只有在三中车场迎头T1、回风流T2降到1.0%以下且通风正常时，救护队员方能佩带氧气呼吸器进入探险，并及时探险察情况汇报调度室，只有探险证实无安全隐患时，汇报调度室救护队员方可升井。调度室汇报揭煤总指挥，由总指挥下达撤岗、送电命令，其它人员方能进入施工。12）严格执行“一炮三检”、“三人联锁”放炮制度。13）35203回风石门巷道底板与5-2煤层顶板垂距小于5m时，进入揭煤程序，掘进过程中必须严格执行远距离放炮措施；当第一次揭煤放炮不能一次性揭开煤层全断面时，必须等8小时候，方能打眼放炮，但是必须按照揭煤程序执行。六、揭煤的组织领导及职责：1、公司成立揭煤领导小组：组长：张贵山副组长：陈保安、何登华、赵曰林；成员单位：通防科、机电科、地测科、调度室、安监科、技术科、瓦斯防治工区、通防工区、掘进一区、救护队；领导小组办公室设在调度室，负责协调揭煤的相关工作。2、相关人员和部门的职责：a、放炮总指挥：矿总工程师负责指挥揭煤放炮工作。b、掘进一区：负责探煤孔、考察孔等的施工；现场一切安全设施的日常管理；发现顶底板岩石及倾角发生变化、打钻时发现顶板有淋水或喷孔、钻孔出水及时汇报调度室和地测室；没有接到调度室放炮命令禁止放炮；现场班组长和瓦检员要同时向调度室汇报放炮的具体时间，由调度室协调安排停送电工作。c、地测科：根据现场实测的地质情况，及时组织探煤，判断煤层层位，分析岩（煤）层产状变化，岩（煤）层完整性或破坏类型，准确测算煤层厚度、巷道到煤层的法线距离，及时通报。d、通防科、瓦斯防治工区、调度室监控队、通防工区：监控队在揭煤前对监测监控系统进行全面检查确保完好。通防工区工区在揭煤前对通风系统、抽放系统和“一通三防”设施（包括栅栏、反向风门、压风自救等）进行检查，确保完好，揭煤期间每旬对以上设施进行一次全面检查，并做好记录，揭煤时的瓦斯抽放量统计工作；瓦斯防