1211采区皮带石门揭11-2煤防突设计.doc

国投新集能源股份有限公司新集二矿 GUO TOU XIN JI NENG YUAN GU FEN YOU XIAN GONG SI XIN JI ER KUANG编号（NO：）1211采区皮带石门揭11-2煤防突设计主任： 审核： 编制： 编制单位： 通 防 办 编制日期：2011年7月11日审批签字表措施名称：1211采区皮带石门揭11-2煤防突设计 收到时间： 审批时间： 相关单位签名日期生 产 办通 防 办通风防突驻矿安监处机 电 办总 工 办地 测 科通 风 副 总地 测 副 总掘 进 副 总安 全 副 总总 工 程 师会 审 意 见措施名称： 1211采区皮带石门揭11-2煤防突设计 会审人员签字： 会审时间： 2011年7月12日 1211采区皮带石门揭11-2煤防突设计第一章 概况1、工程概况1211采区皮带石门从1211采区下部车场（未掘）外段拨门，巷道沿方位197平巷施工15.3m后,再以10上山施工33.1m。最后平巷施工269.1m与西采区8煤集运巷贯通，全长317.5m,巷道主要在11-2煤层至8煤层之间煤（岩）中掘进，贯通处巷道揭露8煤层。2、地质构造从1211采区下部车场、1211采区轨道石门，-550m西采区9煤下部车场和其他相邻巷道所揭露的地质构造和煤（岩）层产状及变化情况分析推断：1211采区皮带石门掘进过程中可能还会遇到断层及褶曲构造，局部岩层裂隙较发育，压性滑面丰富。巷道施工过程中需加强超前地质探测工作，发现断层等及时汇报给地测科及相关单位，并采取相应处理措施，保证巷道掘进安全。3、水文地质1211采区皮带石门水文地质条件简单，掘进期间主要充水水源为巷道顶板砂岩裂隙水，富水性较弱，属静储量、易疏干型。预计掘进过程中，揭露砂岩裂隙发育段或断层时，顶板局部可能会出现淋、滴水现象。预计掘进期间正常涌水量12m3/h，最大涌水量5m3/h。4、巷道掘进过程中揭露煤（岩）层情况1211采区皮带石门主要在11-2煤层与8煤层之间的煤(岩)层中掘进，11-2煤至8煤层之间的煤（岩）层描述如下：中粒长石石英砂岩，厚:4.97m;泥岩，厚:0.46m;11-2煤，厚:2.0(0.6)1.0m;泥岩，厚：3.6m；砂质泥岩，厚：10.8m;煤线，厚：0.3m；泥岩，厚：4.6m;煤线，厚0.5m; 泥岩，厚:3.4m；11-1煤，厚:1.0m；泥岩，厚：3.33m;煤线，厚：0.3m；泥岩，厚：1.43m;砂质泥岩，厚：3.89m;细砂岩，厚：2.6m;泥岩，厚:3.61m;煤线，厚：0.2m；砂质泥岩，厚：2.48m;细砂岩，厚：2.86m;泥岩，厚：2.8m;煤线厚0.1(0.2)0.3m;泥岩，厚：6.1m;砂质泥岩，厚：5.4m;细砂岩，厚：1.6m; 煤线，厚0.5m; 泥岩，厚：4.58m;9上煤，厚：1.1（0.8）1.3m; 砂质泥岩，厚：3.67m;9煤，厚：0.89（0.35）0.45m;砂质泥岩，厚：10.2m;8 煤,厚：6.0m。5、煤与瓦斯突出危险划分根据中国矿业大学对我矿11煤煤层区域划分及公司批复，11煤在01线013线之间，-650m水平以上为非突出煤层，1211采区皮带石门揭11煤区域标高-540m左右，故应按非突出煤层揭煤要求进行管理。根据“防治煤与瓦斯突出规定相关条款在我省煤矿执行的说明”第八条：突出矿井的非突出煤层必须执行局部综合防突措施。第二章 防突设计1、施工顺序1、距煤层顶板法距不小于10m位置，探明巷道与11-2煤层的相对位置及煤层产状，并测定煤层瓦斯压力等瓦斯基本参数。2、距煤层顶板法距5m，预测石门揭煤工作面的突出危险性，若预测具有突出危险性则实施防治突出措施并进行防突措施效果检验。 3、巷道距煤层法距2m进行最后验证。4、距煤层顶板法距2m至进入煤层法距顶板2m采用远距离放炮。工艺流程如下图： 2、前探钻孔设计依据防治煤与瓦斯防治突出规定要求，结合现场施工进度，计划在1211采区皮带石门距11-2最小法向距离10m前施工2个探煤钻孔，钻孔施工过程中按要求提供准确的岩芯，地质组进行现场观测，并提供准确的地质预测，以掌握确切的煤层赋存情况，探明预揭的11-2煤煤层产状。钻孔施工结束前及时联系抽排区，以便连管抽放，钻孔施工参数由钻孔参数如下：孔号方位（）倾角（）设计孔深1#197-10穿过11-2煤0.5m停2#1970穿过11-2煤0.5m停3、测压钻孔-550m西区轨道石门揭露11-2煤距1211皮带石门揭11-2煤距离约70m， -550m西区轨道石门揭11-2煤施工了3个测压钻孔测定11-2煤原始瓦斯压力为0.32Mpa，小于防突规定临界值0.74Mpa。4、工作面突出危险性预测采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时，由工作面向煤层的适当位置打3个钻孔，在1211采区皮带石门底板距11-2煤顶板法距5m处施工3个预测钻孔（Y1、Y2、Y3）,3个预测钻孔分别控制于措施孔范围的上部、中部及两侧，具体见设计图。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，测定其瓦斯解吸指标K1或h2值。各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按下边表中所列的指标临界值预测突出危险性。钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样钻屑瓦斯解吸指标h2（Pa）K1指标临界值mL/（g）干煤2000.5湿煤1600.4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，直至巷道掘进至11-2煤顶板法距2m执行最后验证；否则，为突出危险工作面，必须执行工作面防突措施，并经效果检验有效后进行最后验证。5、工作面防突措施(1)防突措施的选取：根据防治煤与瓦斯突出规定要求结合我矿其它工作面防治突出措施的经验，在工作面预测为突出危险时采用抽放钻孔预抽煤层瓦斯。(2)预抽钻孔布置方式：根据安徽理工大学编制的二矿煤层抽采、超前排放钻孔有效影响半径研究测定报告11煤抽采半径为2.22.8m，并与邻近煤的有效抽采半径进行比较，本措施孔最大终孔间距取5m（小于2倍的抽放半径）。控制范围取巷道两侧轮廓线外5m、沿煤层倾向方向上下轮廓线外分别为5m和3m。设计钻孔6排4列共24个孔。当煤层赋存条件发生较大变化时，经过通防办批准后，方可适当调整孔数及参数。钻孔在控制范围内要均匀布孔，在煤层的软分层中可适当增加孔数。预抽钻孔布置及参数见附图。(3)钻机队应严格按照设计要求施工，钻孔施工结束后，立即用直径110mm镀锌钢管配合水泥浆封孔，封孔段不小于8m，封孔结束后，与抽采管路连接，抽排队做好观测和计量工作，单孔抽放时间不少于3个月，单孔抽放负压不小于13kpa。预抽浓度低于30%时，必须采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。预抽率不小于30%。(4)煤层赋存条件状态发生变化时，及时探明情况并通知通防办及相关单位，由通防办根据地质条件确定预抽钻孔参数。(5)钻孔施工前，应加强工作面支护，打好迎面支架，背好工作面煤壁，确保施工环境的安全。(6)施工的钻孔以穿煤见岩0.5m为基准。6、工作面防突措施效果检验采用钻屑瓦斯解吸指标法进行工作面防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离，在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：(1)检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章、标准等，并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等(包括喷孔、卡钻等)，作为措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断。(2)各检验指标的测定情况及主要数据。采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性，检验防突措施效果，检验孔数均不得少于5个（X1、X2、X3、X4、X5），分别位于石门的上部、中部、下部和两侧，具体位置分布见附图。如检验结果的各项指标都在该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；反之，判定为措施无效。经效果检验仍为突出危险工作面的，继续执行工作面防突措施。经工作面防突措施效果检验为无突出危险工作面时，继续施工至煤层法距2m处，采用工作面预测方法进行最后验证。7、最后验证(1)在石门揭煤工作面对无突出危险工作面进行的最后验证，采用工作面突出危险性预测的钻屑瓦斯解吸指标法。(2)在工作面距煤层法距2m时施工3个验证钻孔（ Z1、Z2、Z3），终孔位于措施孔之间，达到措施孔控制范围，详见附图。(3)满足下述条件方可认为无突出危险，否则必须采取局部防突措施，直至各项指标小于突出临界值。1）施工效果检验钻孔时无喷孔、顶钻等动力现象；2）K1和h2两项指标全部小于临界值。(4)当最后验证为无突出危险工作面时，应当在采取安全防护措施后进行揭煤作业。当最后验证为有突出危险时，必须采取局部防突措施。并进行效果检验有效后，采取远距离爆破揭开煤层。8、安全防护措施（1）施工单位按下述要求安设压风自救装置1）压风自救装置安装在-550m西区轨道石门内的压缩空气管道上；2）距迎头2540m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处各设置一组。（必须能满足最大避灾人数使用要求）3）压风自救装置安设高度在1.51.8m。压风自救系统是由若干个压风自救装置构成，它由管路、开关、送气器、急救袋等部分组成。其中送气器必须具备对压气进行减压、消除噪声、过滤、净化压气、保证输入的压风新鲜清洁等功能。4）每组压风自救装置应可供58个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。（2）1211采区皮带石门从距11-2煤顶板法距2m到揭穿11-2煤进入11-2煤底板达到法距2m的过程，必须执行远距离爆破揭煤，远距离放炮揭煤长度约20.8m。1）远距爆破启爆地点定在-550m西区轨道石门两道反向风门以南，要求距工作面迎头不小于300m。2）爆破断电范围：1211采区皮带石门、-550m西区轨道石门及其回风流段（包括-450m西翼1煤总回风巷）所有非本质安全电气设备，在揭煤前一天施工单位到机电办索取最新的断电图，严格按照断电图断电。爆破断电示意图如下所示。1211采区皮带石门揭煤期间断电图3）撤人及警戒范围：1211采区皮带石门、1211采区轨道石门、-550m西区轨道石门、2201采区回风上山上段及回风流中所有人员。具体警戒位置为：-550m西区轨道石门内启爆点以里。-550m西采区变电所与W8煤轨道上山下车场交叉点处120807机巷风门以东120807风巷回风联巷下口120803风巷专用回风巷（与8、9煤共用回风上山交叉点以西10m以上）-550m西8煤轨道上山风门以北8、9煤共用回风上山与-450m西翼总回风巷交叉点以西10m110801提料上山（与-450m西翼回风石门交叉点以东10m）-434m 8煤西翼回风上山（与-450m西翼回风石门交叉点以西10m）1煤西翼总回风巷（与-450m西翼回风石门交叉点以西10m）-450m尾部车场风门以北 -550m炸药库回风上山风门以南-450m风井绕道与-450m充电房交叉点以北2#眼 -450m 风井南石门风门以南-450m风井北石门与-450m风井北石门联巷交叉点以西-450m东大巷与-450m风井北石门交叉点以东-450m 1煤东翼总回风巷与-450m风井北石门交叉点以东共计18处（详见爆破警戒图）。4）各警戒点必须设置与矿调度室直通的电话，确保通讯畅通。5）警戒人员必须坚守岗位，到位后必须及时汇报矿调度，同时履行警戒职责。严禁擅离职守，接到调度撤警通知后方能解除警戒，警戒线处应设置警戒牌、栏杆、拉绳，实行三警戒。6）严格执行“一炮三检制”和“三人连锁爆破制”。7）远距离爆破时反向风门必须关闭，炮后进入工作面迎头检查时所通过反向风门必须将风门打开后关好顶牢。（3）施工单位所有人员必须熟悉掌握突出的预兆、防突措施、揭煤措施、自救措施、避灾线路、管理制度等。（4）其它防突安全措施1）施工前由施工队工程技术人员组织有关人员学习本措施，并经考试合格后方准上岗；2）施工队施工当班必须有队干现场值班，处理安全隐患，并向矿调度和值班矿领导汇报当班的安全生产情况；3）该区域的所有安全设施安装好后由安监科、通防办、通风区验收合格后方可恢复工作；4）安监处、通防办必须加强防突技术、安全措施执行情况的检查；5）执行远距离放炮时，施工队必须编制专门的远距离放炮措施，总工办、安监处、地测科、通防办、通风区、抽排区及施工队必须随时掌握该面的瓦斯、地质、煤层变化情况，发现突出预兆必须立即停止作业、切断电源、撤出人员至进风流中的安全地点，并向矿调及总工汇报请示处理；6）通风区在掘进期间保证通风系统稳定、可靠，风量必须满足该工作面作业规程所规定的风量；7）执行远距离放炮之前，通风区必须对相关巷道内通风设施加强检查维护，确保完好，对局扇风筒过风门墙垛必须加设防逆流装置；8）施工防突钻孔当班必须先检查撤退路线是否畅通、安全设施是否完好，若有一项不符合规定当班禁止施工；9）施工防突钻孔过程中若出现喷孔、卡钻、吸钻、瓦斯忽大忽小、瓦斯涌出异常、响煤炮等明显的突出预兆及孔内着火冒烟（压风排渣）时必须立即停止作业、切断电源、撤出人员至进风流中，并立即向矿调度汇报请示处理；9、准确确定安全岩柱措施巷道与煤层顶板法距2m前，为保证施工安全，每次施工炮眼前必须用4m长钻杆按-60的倾角沿巷道方向，从迎头巷中施工探煤钻孔，并保证放炮后工作面距煤层岩柱（垂距）不少于2m。每次探测情况必须有详细记录。10、避灾路线工作面出现突出预兆时，工作面人员必须在跟班队长、测气员的带领下避灾线路迅速撤离。出现突出事故时，人员应立即戴上自救器， 在跟班队长、测气员的带领下避灾线路迅速撤离，或就近在压风自救装置避灾。并汇报矿调度，通知附近及回风流经的区域人员撤离。(1)发生煤尘、瓦斯、火及煤与瓦斯突出灾害时，人员应立即戴上自救器并沿下面的避灾路线进行撤离：假想事故点1211采区下车场-550m西区轨道石门-55m西轨北石门-550m西大巷-550m进风石门-550m等候室-550m副井地面。 (2) 发生突水预兆、水灾时避灾线路：迎头1211采区下车场-550m西区轨道石门-550m西9煤下部车场西9煤轨道上山w8、9煤共用回风上山-450m西翼回风大巷-450m西翼回风石门-450m风井绕道-450m副井地面。第三章 通风系统1、通风方式采用压入式通风。最长供风距离为345m（风机安设地点到揭11-2煤结束处）。2、通风路线进风路线：地面副井550m进风石门-550m西大巷-550西轨道石门-550m西轨道石门处局扇（通过风筒）迎头。回风路线：迎头1211采区下车场-550m西区轨道石门-550m西9煤下部车场w8、9煤共用回风上山-450m西翼回风大巷-450m西翼回风石门风井地面。3、风量计算及验算（1）风量计算1）按瓦斯涌出量计算：Q掘=100q掘K掘=1000.582=116/min。式中 Q掘为掘进工作面实际需要风量，m/min。q掘为掘进工作面的甲烷或二氧化碳绝对涌出量（不包括瓦斯抽放量），取0.58 m/min。 K掘为掘进工作面的通风系数，主要包括甲烷涌出不均衡等因素，一般地K掘=1.5-2.0，取2.0。2）按人数计算Q掘=4N=445=180m/min式中 N为掘进工作面同时工作的最多人数，取45人（包括当班安监员、瓦斯检查员、放炮员）。3）按炸药消耗量计算：Q掘=10A=1019.65197m/min。式中 10每千克三级煤矿许用炸药量需风量，m/min； A掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，19.65kg需风量4）风速验算 按最低风速验算每个岩巷掘进工作面的最小风量：Q掘（170m/min）9S掘=917.41157m/min。式中 S掘为掘进工作面的断面积为17.41。按最高风速验算每个岩巷掘进工作面的最大风量：Q掘（170m/min）240S掘=24017.414178m/min。式中 S掘为掘进工作面的断面积为17.41。通过以上计算、验算可知，施工期间选择供风量应不小于197m/min。5）根据掘进工作面的需要风量和局扇安装巷道维护风量确定局扇需风量：Q局机=Q局吸+Q巷=460+113=573m/min式中 Q局机为掘进工作面局扇需风量，m/min； Q局吸为掘进工作面局扇吸入风量，m/min； Q巷为掘进工作面局扇安设处巷道的维护风量，m/min；按下式计算： Q巷=60S巷 V巷=6012.560.15=113 m/min式中 S巷-局扇安设处巷道的断面为12.56； V巷局扇安设处巷道的维护风速，岩巷时V巷0.15m/s。局扇安装在-550m西区轨道石门防突反向风门以南（具体见局部通风系统示意图）。（2）风机选型局部通风机供风量表型号（KW）吸 风 量供 风 量 m3/min（根据局扇特性曲线及经验数值）500m以内500-1000m1000-1500m1500-2000mFBDNo6.0/211350（最大）330-270270-220220-190190-170FBDNo6.0/218.5460（最大）420-340340-280280-245245-215FBDNo6.3/ 230630（最大）600-490490-400400-350350-310FBDNo7.1/ 245850（最大）820-670670-550550-480480-420已知FBDNo6.0/ 218.5KW对旋局扇供风距离500m以内时，供风量为420340/min，该巷揭煤期间最长供风距离为345m。根据风量计算，工作面需风量197 m/min，结合我矿在册局扇情况，选用FBDNo6.0/218.5KW局部通风机供风能满足要求。局扇安装在-550m西区轨道石门防突反向风门以南与8煤轨道上山下车场交叉点以北的新鲜风流中（具体位置见-550m西区轨道石门通风路线示意图），采用双风机、双电源，并且安装自动切换装置。风筒采用600mm的抗静电阻燃风筒。4、建立独立安全可靠的通风系统（1）巷道施工前，必须具有独立的、可靠的通风系统，严禁在工作面安设辅助通风机；（2）突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都必须有独立的回风系统，采区回风巷必须是专用回风巷。（3）在揭煤中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风；（4）石门揭煤工作面回风巷及总回风巷必须安设高、低浓度甲烷传感器；（5）石门揭煤工作面回风侧严禁设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准；（6）在1211采区皮带石门进风侧及回风相关联的巷道设置2道防突反向风门（详见通风系统图），-550m西区轨道石门、-450m井底车场尾部联巷、-450m等候室均已设置防突反向风门。反向风门距回风巷道不小于10m，以防止突出时的瓦斯沿回风道流入进风系统，对通过风门内墙垛的风筒必须有防逆流装置。防突反向风门墙垛可用砖或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石深度不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m，门框厚度不得小于0.1m，风门厚度不得小于0.05m，两道风门之间的距离不得小于4m。5、安全监控系统（1）便携式甲烷监测报警仪的配备和使用1）队长、技术员、副队长、跟班队长、放炮员和流动电钳工都必须携带便携式甲烷监测报警仪，对所经过的路线和地点随时进行瓦斯检查。2）每次放炮时必须执行“一炮三检”（装药前、放炮前、放炮后）；电钳工进行检修作业，对检修地点附近20m范围内检查瓦斯浓度，有报警信号时必须停止作业，进行处理，并向矿生产办汇报。（2）甲烷传感器的配备和使用1）甲烷传感器（瓦斯探头）的型号为KG9001C（高、低），共设置两个。一个T1探头悬挂在距迎头向后5m范围内，一个T2探头悬挂在550西区轨道石门与西9煤下车场交岔点向北1015m处。甲烷传感器（瓦斯探头）电缆悬挂在动力电缆以上，用线皮吊挂，距动力电缆不小于200mm。T1、T2均垂直悬挂在巷道无风筒的一侧，悬挂点必须无淋水、顶板完好，距帮不小于200mm， 距顶板不大于300mm。甲烷传感器严禁悬挂在风筒出口和漏风处。2）主机设在地面监控室；分站设在-550m西大巷，分站型号为KDF-2；风电、瓦斯电联锁在-550西区轨道石门新设馈电（在局扇安设处设置瓦斯断电仪D和局扇开停传感器K）。3）控制电缆及分站电源线的敷设：风电联锁控制电缆采用1.52电缆，一端与-550m西区轨道石门新设馈电动力开关（BKD2-400）负荷侧连接，另一端与主机的KBF-460开关负荷侧连接；瓦斯电联锁控制电缆采用1.52电缆，一端与-550m西区轨道石门新设馈电动力开关（BKD2-400）负荷侧连接，另一端与分站连接；分站电源线采用162电缆，电源取自动力开关的电源侧，保证在断电切断相关电源开关时，不能切断监测装置电源。4）洒水灭尘及放炮时，必须妥善保护好甲烷传感器。5）甲烷传感器必须定期进行调试、校正。发生故障时，必须及时处理。6）甲烷传感器的断电值、复电值、报警值及断电范围见下表。甲烷传感器断电值、复电值、报警值及断电范围表序 号安装地点报警值断电值复电值断电范围复电方式探头T1迎头向后5m内0.8%1.3%0.8%-550西区轨道石门内所有非本安型电气设备人工复电探头T2-550西区轨道石门与西9煤下车场交岔点向北1015m处0.8%0.8%0.8%（3）监控系统1）文字说明：瓦斯传感器T1瓦斯传感器T2瓦斯断电仪D局扇开停传感器K-550m西区轨道石门连锁开关-550西大巷-550m进风石门-550mm轨道石门-550副井口副井地面监控室主机。 2）安全监控系统示意图见附图。第五章 组织管理措施1、组织管理组长：徐庶泽副组长：孙其胜、路建军、何怀玉、韩柏青、王顺、王厚柱、凡玉社。成员：蔡涤标、芮君、龚世龙、程龙德、李彬、杨善国。揭煤领导小组在远距离爆破期间至少有一名副组长以上领导现场指挥。2、责任划分根据防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程等有关规定，防突组织管理责任具体划分：矿长：是矿井防突工作的第一负责人，解决防治突出所需的劳力、财力、物力，保证防治突出工作的实施；总工程师：对防治突出工作负技术责任，负责组织编写、审