一通三防技术知识及管理概要.ppt

1、一通三防技术知识及安全管理,周汝洪 2015.10,2,一、矿井基本概况,新庄孜矿位于安徽省中北部、淮南市西部，坐落于八公山东麓、淮河岸边，是一个有着68年开采历史的老矿，从1947年5月5日投产以来累计生产煤炭1.1亿吨，矿井剩余地质贮量2.2亿吨，剩余可采贮量1.2亿吨。矿井核定生产能力400万吨/年，2014年矿井实际产量309万吨。,我矿瓦斯地质条件复杂，断层多、构造多，煤层倾角平均在30度；属于近距离煤层群开采，是煤与瓦斯突出矿井，所采煤层均为突出煤层，煤层最大原始瓦斯压力6.5 MPa，最大原始瓦斯含量18 m3/t。矿井绝对瓦斯涌出量165m3/min，抽采纯量120m3/min

2、，瓦斯抽采率70%以上。历史上曾发生过瓦斯爆炸事故、煤与瓦斯突出事故。其中最大一次突出发生在2002年11月25日，突出煤量1110t、瓦斯量60684m3。,（一）矿井地质条件,1、地质构造 本矿是一个地质条件复杂的矿井，煤岩层总体呈单斜构造，倾角1254，主要以断裂构造为主，局部发育有小型褶曲。矿井以F6F 7和F10-5F11-9两个序次正断层组为界，将井田划分为三个构造区。地质构造复杂(属-a型)。其中：F11-9F10-5断层组地层断距350m1200m，向深部发育，带宽160m240m，控制程度低；F6F7断层组地层断距650m，向深部尖灭。,矿井主采A1、A3、B4、B6、B7a

3、、B8、B10、B11b、C13共9个煤层均为突出煤层。随着开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量增大，煤层突出危险性增强。 目前矿井有采掘活动的煤层有B4、 B7a、B8、B10、B11b，B10煤为实体煤预抽后采掘，其它煤层均为被保护层面。,B10煤原始最大瓦斯压力1.8Mpa、瓦斯含量11.2m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.02Mpa、瓦斯含量3.83m3/t； B11b煤原始最大瓦斯压力2.9Mpa、瓦斯含量13m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.1Mpa、瓦斯含量3.6m3/t；B8煤原始最大瓦斯压力3.3Mpa、瓦斯含量13.5m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.03Mpa、瓦斯含量4

4、.45m3/t；B6煤原始最大瓦斯压力3.2Mpa、瓦斯含量12.8m3/t，现采掘块段残余瓦斯压力0.2Mpa、瓦斯含量2.9m3/t。,二、矿井灾害程度及主要事故、危害,新庄孜矿从建矿至今发生过26次煤与瓦斯突出。 其中2005年我矿发生煤与瓦斯突出4次。包括掘进工作面3次，采煤工作面1次。 突出强度最大的一次为2002年11月25日5213I顺槽（-556m）煤与瓦斯突出，突出煤量1114t，瓦斯约6万m3。 突出事故造成人员伤亡的有1998年6月12日5606-8六号运煤石门发生的煤与瓦斯突出事故，造成2人死亡；2005年4月21日66108顺槽发生的煤与瓦斯突出事故，造成7人死亡，教

5、训极为深刻。,表 新庄孜矿各突出煤层始突地点和始突情况表,时间地点巷道 类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业 形式突出强度突出 类型 煤量/t瓦斯/m3 2005.756101工作面回采面-535556A1放炮401623压出 1978.0246-310B4正石门石门-310340B4b放炮341000压出 1994.054604N顺槽煤巷-383413B6放炮14027600突出 2005.466108顺槽煤巷-692710B8打锚杆1505300压出 1972.104106-C13反上山岩巷-338368B11b放炮1501440突出 1983.125113N上开切眼煤上山-44447

6、2C13无人80840倾出,时间地点巷道 类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业 形式突出强度突出 类型 煤量/t瓦斯/m3 1972.104106-C13反上山岩巷-338368B11b放炮1501440突出 1974.0643-382B11b上山煤上山-372410B11b放炮301500压出 1978.0644-412石门石门-412440B11b砌碹1572133压出 1978.0246-310B4正石门石门-310340B4b放炮341000压出 1978.0346-310正石门石门-310340B4b风镐煤粉250喷出 1978.0546-310B4上山煤上山-310338B4b

7、放炮103500压出 1978.0546-310B4上山煤上山-310332B4b手镐231100压出 1983.125113N上开切眼煤上山-444472C13无人80840倾出 1984.035113N上开切眼煤上山-423457C13架棚12800倾出 1984.055113N上开切眼煤上山-418446C13架棚20120倾出,时间地点巷道 类别突出点标高/m距地表垂深/m煤层作业 形式突出强度突出 类型 煤量/t瓦斯/m3 1987.02-612m北运道岩巷-612640B4b放炮1104240突出 1987.105410-13回风石门石门-401430B11b放炮694254压出

8、1994.054604N顺槽煤巷-383413B6放炮14027600突出 1994.114604N顺槽煤巷-380405B4b放炮805000倾出 1995.044604下顺槽煤巷-377410B4b放炮5110000突出 1996.065604风桥煤巷-498517B4放炮3010000压出 1996.085604风桥煤巷-498517B4放炮252160压出 1996.105604风桥煤巷-498517B4放炮241800压出 1998.065606-8石门(6#)石门-496526B6装矸64742274突出 2002.115213下顺槽煤巷-546569C13放炮111460684突

9、出 2005.2.154211顺槽掘进煤巷- 2005.4.2166108顺槽煤巷-700720B8,（一）6.12”突出事故,1998年6月12日12日18分，新庄孜矿5606-8六号运煤石门（标高-506m）掘进工作面，发生一起岩石、B6煤与瓦斯突出事故。突出煤岩量647T，突出瓦斯量44227m3，3名作业人员被堵，经过3昼夜的奋力抢救，1人脱险，2人死亡，直接经济损失约24万元。,（一）6.12”突出事故,1、原因分析,（1）未按照石门揭煤要求进行施工和现场管理。主要表现在通风系统不独立，掘进回风串入5608采煤工作面；六号石门未测定瓦斯压力，而是根据五号石门的瓦斯压力进行预测，显然不

10、可靠；-506B6底板巷距B6煤层底板法距预计为22m，实际只有19.5m。未按照规定采取安全防护措施。 （2）未采取提前探清煤位措施。巷道前方为隐伏向斜，向斜构造的存在使B6煤层在六号石门处向西平移近18m。该轴部为应力集中区，造成煤层层理特别紊乱，煤厚变化大。,（3）未认真进行现场地质资料收集。岩层层位发生了变化，没有及时停下来探层位。当石门施工约18m处时的岩层中裂隙发育，未引起足够的注意，也未采取防范措施，巷道继续掘进。 （4）该区段未进行瓦斯预抽。该区段B6煤层没有采取开采保护层或预抽等消突措施。,2、事故教训及防范措施,（1）加强地质预测预报工作。石门揭煤遇有地质变化要及时研究和处

11、理，构造不清、层位不清的切勿盲目施工，避免低级错误。 （2）突出煤层顶底板掘进包括石门揭煤，应“先探后掘”，探清层位，防止距突出煤层的安全距离不足或误揭煤层。 （3）要加大瓦斯抽采力度，对类似B6煤层情况的突出煤层应采取先采保护层或预抽瓦斯措施，加大瓦斯抽采量，保证防突卸压要求。,（4）在突出区域施工中，要要强化防突意识，严格执行防突细则和煤矿安全规程的规定。 （5）强化对职工安全教育和培训，特别是要加强煤与瓦斯突出知识的学习和培训，强化安全防护措施。,（二）“4.21”突出事故,2005年4月21日19时18分，新庄孜矿66108S顺槽掘进工作面发生一起重大煤与瓦斯突出事故, 突出煤量150

12、吨，瓦斯量5300m3，造成7人死亡，直接经济损失125万元。这是新庄孜矿B8煤首次突出。,1、工作面概况,66108S顺槽掘进工作面为六六采区B8一阶段下顺槽，位于F6断层以北，F5断层以南，标高-694m。煤厚平均2.0m，倾角28，巷道宽度为4.6m，锚网支护。 采用压入式通风，回风量360m3/min，风排绝对瓦斯涌出量1.27m3/min左右。巷帮钻孔通过8管与移动泵连接进行抽采。,采用综掘机掘进。于2005年2月6日开工，2月28日前，采用迎头卸压排放钻孔配合巷帮钻场钻孔抽放进行消突。 2月28日后，采用深孔预裂松动爆破配合巷帮钻场钻孔抽放进行消突。截止事故发生时该巷道共施工了85

13、m。,2、事故经过,66108S顺槽掘进工作面4月21日夜班进尺0.8m后停头，准备施工上帮钻场距迎头3.2m），进尺前，施工单位利用轻型钻机（电动、钻杆直径为42mm）施工了18个卸压钻孔，孔深均为5m。 21日早班8：40左右进行了效果检验，钻屑瓦斯解吸指标K1max值为0.4ml/g.min-1/2，钻屑量Smax为4.4kg/m，7m深夹钻喷孔，防突员向矿调度所汇报后，要求继续打卸压钻孔；早班接着施工了8个钻孔，孔深均为5m，然后重新套打了夜班施工的18个钻孔，打钻过程中迎头发生片帮，片帮宽约0.8m，采用锚网进行了护顶。,21日中班，约14：50到达现场，在套打了8个钻孔后，于16：

14、20左右重新进行效果检验， 钻屑瓦斯解吸指标K1值为0.4ml/g.min-1/2，钻屑量Smax为4.2 kg/m，57m处喷孔，继续施工卸压钻孔。至17：24左右，套打第5个孔时，迎头发生片帮，深约700mm800mm，高约1.5m，宽为钻场宽度，矿安排打锚网护好顶后再施工卸压钻孔。 先在钻场左帮打了3根锚杆，然后在顶部打了3根锚杆，因迎头煤多，决定先出煤，班长安排两人清理好材料，准备出煤，当两人先后走至转载机处时，听到一声响，同时听到队长喊一声“跑”，接着又听到一声更大的“轰”的声音，同时被冲倒，回头什么也看不见，站起来后向外跑。19:25矿跟班人员向矿调度汇报：迎头突然见一股烟，可能是

15、瓦斯突出，有7人被困，反向风门以里瓦斯浓度达56%。,约20：20，救护队到达现场，迎头向后15m有突出煤，距离顶板还有300mm，综掘机被埋，瓦斯浓度10%以上。经抢险指挥部同意，先恢复通风排放高浓度瓦斯，然后积极实施救援。22日0：40，找到1名遇难人员，1：51找到2名遇难人员，5：48找到2名遇难人员，6：48找到最后2名遇难人员。至此，抢险工作结束。,3、原因分析,（1）直接原因 卸压排放钻孔深度不够，未能充分卸压消突；多次套打钻孔且未对工作面采取有效加强支护措施，造成表面煤体结构破坏，形成应力集中区，在煤体自重力和瓦斯压力的作用下，引起片帮诱导煤与瓦斯突出。 （2）间接原因 对发生

16、突出前的一些较为明显的预兆，未引起足够重视，对事故隐患处理不当。 “四位一体”综合防治突出措施执行不到位。卸压排放钻孔深度不够，未按措施要求施工穿层钻孔 对工作面卸压排放钻孔施工及巷帮钻场瓦斯抽放缺乏监督。 现场存在的安全隐患未引起高度重视，未采取有效措施进行处理。,血的教训告诫我们：“瓦斯不治，矿无宁日”。近年来，我们始终按照国家局“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”煤矿瓦斯综合治理十六字工作体系要求，通过强化地质保障，简化优化系统，坚定保护层开采，实现抽采最大化和打钻精细化等，探索出了一条具有新庄孜矿特色的瓦斯治理模式，取得了良好的效果。,三、瓦斯治理的具体做法,（一）强化瓦斯地质基

17、础工作，着力化解地质风险 建立并严格落实地质工作“三级”保障制度。即采掘区队技术员连续掌握现场煤（岩）层及地质构造情况，并及时向地测科汇报现场地质信息；矿地测科负责矿井地质工作，职责到人；矿总工程师、地测副总负责重大地质问题的处理。通过强有力的“三级”地质保障，有效防控了瓦斯地质风险。,（二）选准关键保护层，中间来一刀、上下都解放，坚定走区域性根治瓦斯的路子 通过多年的探索和实践，我们找到了一条解决瓦斯问题的方法和路子，形成了具有新庄孜矿特色的瓦斯治理模式，主要包括以下四个方面： 一是把七层煤作为一个治理单元，统筹考虑，立体式的治理瓦斯；,二是把煤层薄、相对瓦斯含量小的弱突出煤层B10煤作为关

18、键保护层，实现上下递进保护：对上保护B11b煤层，开采B11b煤上保护C13煤层；下保护B8煤层，开采B8煤依次保护B7、B6、B4煤层； 三是“一面六巷”、“一巷多用”，立体式抽采，最大限度地抽采上下邻近层采后卸压瓦斯 为有效解决关键保护层开采期间防突和瓦斯治理难题，使被保护层在低瓦斯状态下,安全回采，新庄孜矿探索出了“一面六巷”的瓦斯综合治理模式，通过在B10底板巷、B10工作面顺槽及风巷、B10高抽巷、C13底板巷、B6底板巷打钻，超前抽采本煤层和邻近煤层瓦斯，实现了立体式综合性瓦斯治理，真正做到瓦斯“治得住、治得快、治得省”。 四是沿巷原巷充填无煤柱开采，消灭应力集中区。为有效解决关键

19、保护层开采期间防突和瓦斯治理难题，使被保护层在低瓦斯状态下,（三）瓦斯超限情况、揭煤次数 1、2012年：瓦斯超限3次，揭煤11次。 2、2013年：瓦斯超限1次，揭煤7次。 3、2014年：瓦斯超限0次，揭煤7次。 4、2015年：瓦斯超限0次，揭煤5次。,（四）实现了打钻抽采精细化 在打钻抽采上，我们严格落实“钻到位、管到底、孔封严、水放通”的工作要求，并制定了一整套制度，确保执行到位。 钻到位，严格执行预抽钻孔布置标准，钻孔必须做到保直钻进。 管到底，穿层、顺层钻孔必须全程下护孔套管。 孔封严，穿层预抽钻孔必须带压封孔，钻孔合茬抽采24小时内孔口瓦斯浓度必须达40%以上，否则钻孔必须重新

20、施工或透孔。 水放通，下向穿层预抽钻孔必须采取孔底排水排渣措施。 通过精细化管理，实现了预抽钻孔高效抽采、快速消突。,（五）实现了矿井瓦斯抽采能力最大化。 近年来，我们高度重视抽采系统最大化、信息化建设，不断加大投入。目前，矿井有6套地面永久抽采系统，共12台瓦斯泵，额定抽采能力达3000 m3/min，是矿井实际需抽量的2.53倍，最大限度地满足了矿井瓦斯治理的需要。同时，完善了井下瓦斯抽采管网，对瓦斯抽采浓度、流量、负压等多参数进行在线监测，实现了抽采管理信息化。,1、2012年：瓦斯抽采量5972万m3，抽采率为70.5%；开采保护层面积40.9万m2；施工抽采钻孔55.6万m;瓦斯治理

21、巷道5230m。 2、2013年：瓦斯抽采量6941万m3，抽采率为70.5%；开采保护层面积39.5万m2；施工抽采钻孔66.4万m；瓦斯治理巷道5570.2m。 3、2014年：瓦斯抽采量7041.3万m3，抽采率为70.4%；开采保护层面积33.3万m2；施工抽采钻孔56.1万m；瓦斯治理巷道4500.5m。 4、2015年：110月份完成瓦斯抽采量4810万m3，抽采率为70.2%；开采保护层面积35.45万m2（其中关键保护层面积6.4万m2）；施工抽采钻孔39.23万m；瓦斯治理巷道3309m。,（六）简化优化矿井系统，实现高效集约生产。 通过对井下系统进行简化、优化，矿井生产水平

22、由3个减少为1个，生产采区由6个减少为2个，矿井通风阻力由3500 Pa 降到了2800Pa，采煤工作面由“三综三炮”减少为“三综”，矿井在岗人数由2011年的7500人减少到现在的5600人。,四、瓦斯治理效果,2013年、2014年矿井连续实现了两个安全生产年。由历史上最高的每年300多次瓦斯超限，到2014年实现了瓦斯零超限。2011年8月到2014年6月，高标准建成了国家级瓦斯治理示范矿井，2014年10月，顺利通过验收。,1、通过B10煤连续开采，上下递进保护，从根本上解决了上下六个邻近煤层的瓦斯问题，获得了大量的安全卸压煤量；真正作到了高瓦斯、强突煤层在低瓦斯、无突出危险状态下开采。 2、采取“一面六巷”瓦斯治理模式，成功解决了保护层自身开采过程中的瓦斯问题，实现了安全高效开采。 3、促进了瓦斯治理与利用的良性循环，保证了新谢地区近6万户居民的生活用气。2013年我矿瓦斯抽采量完成6900万m3， 2014年我矿瓦斯抽采量完成7041万m3，瓦斯抽采民用量2400万m3，瓦斯发电量3700万度，瓦斯抽采利用率达46%。,2015年3月我矿被评为瓦斯治理先进集体， 认真贯彻落实新的安全生产法，坚定不移地落实煤矿“双七条”规定，进一步提高对安全工作的认识，确保矿井长治久安