煤矿石门揭煤防突专项设计(23页).doc
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1、-煤矿石门揭煤防突专项设计-第 19 页XXXXXX集团XX煤矿113中部车场及运输石门揭煤施工专项防突设计编 制 人: XXXXXX 编制单位: XXX煤矿瓦研室 施工单位: XXXXXX工程项目部 编制时间: XXXX年XX月XX日 矿会审单位审批签名瓦 研 室年 月 日技 术 科年 月 日机 运 科年 月 日安 全 科年 月 日机电矿长年 月 日安全矿长年 月 日生产矿长年 月 日总工程师年 月 日矿 长年 月 日上报审批日期:年 月 日目 录第一章 基本概况1第一节 巷道布置1第二节 煤层情况1第三节 地质构造2第四节 瓦斯情况2第五节 通风系统3第二章 前探钻孔设计3第一节 钻孔设计
2、3第二节 钻孔施工要求4第三章 测压、取样孔设计5第四章 区域性突出危险性预测6第五章区域性防治突出措施7第一节 预抽煤层瓦斯措施设计7第二节 钻孔施工与管理9第六章 区域措施的效果检验10第七章 区域验证(工作面预测)11第八章 工作面防突措施12第九章 工作面防突措施的效果检验12第十章 安全防护措施13第十一章 安全技术措施15附件:19113中部车场及运输石门揭煤防突专项设计第一章 基本概况第一节 巷道布置113中部车场及运输石门位于副斜井113偏口落平处开口,标高1508m。首先按=243方向掘进113中部车场40m后,再转至=201方向掘进113运输石门。该巷道主要为11采区113
3、区段运输、通风、行人、排水等服务。巷道现以由副斜井扩刷113偏口至落平点,扩刷过程副斜井巷顶见14#煤层,由于偏口施工倾角大于煤层真倾角,落平后巷道顶距14#煤层法线0.5m。该巷道由涟邵义忠项目部副井队(掘2队)进行掘进施工。第二节 煤层情况根据贵州省赫威水煤田矿区一、二井田精查补充勘探地质报告义忠煤矿有(2、7、9、11、12、14、17)7层可采、局部可采煤层,义忠煤矿设计开采(9、11、14)3层,主、副、风井筒均布置在14#煤层底板,由于煤层的倾角起伏变化,部份井筒工程沿煤掘进。113中部车场及运输石门掘进将先后揭穿14#、12#、11#、9#煤层,见9#煤层顶板后停止掘进,布置沿煤
4、联络巷。 (详见113中部车场及运输石门巷道揭煤切面图)煤层赋存情况:9#:上距7号煤层38m,煤厚,平均,煤层倾角1130,平均19,倾向方向由浅到深逐渐变缓, 走向方向由西向东逐渐变陡。煤层结构简单,赋存稳定,属全区大部可采煤层。11#:上距9号煤层17m,煤厚,平均,煤层倾角831,平均20,倾向方向由浅到深逐渐变缓, 走向方向由西向东逐渐变陡。煤层结构简单,赋存稳定,属全区可采煤层。12#:上距11号煤层2m,煤厚,平均,煤层倾角2132,平均26,倾向方向由浅到深逐渐变缓, 走向方向由西向东逐渐变陡。煤层结构简单,赋存不稳定,属不稳定局部可采煤层。14#:上距12号煤层11m,煤厚,
5、平均,煤层倾角830,平均21,倾向方向由浅到深逐渐变缓, 走向方向由西向东逐渐变陡。煤层结构较复杂,赋存比较稳定,属全区大部可采煤层。根据煤层赋存情况结合现场113偏口岩层产状分析,113中部车场及运输石门掘进2m时巷顶将揭14#煤层,17m时巷道穿过14#煤层;掘进49m时巷顶将揭12#煤层,60m时巷道穿过12#煤层;掘进57m时巷顶将揭11#煤层,77m时巷道穿过11#煤层;掘进121m时巷顶将揭9#煤层,127m时巷顶见9#煤层顶板。所揭煤层为近距离煤层,故本次将对113中部车场及运输石门揭煤作统一设计。第三节 地质构造地质构造简单,岩层呈单斜形态。本区煤系地层为龙潭煤组(P2l)与
6、下伏玄武岩呈平行不整合接触,平均厚220m,根据岩性,分为两段。下段(P2l1):由玄武岩顶至11号煤层底,厚112200m,平均厚138m。岩性主要为鲕状粘土质砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩及煤。含煤13层,本段含局部可采煤层3层。上段(P2l2):由11号煤层底至1号煤层顶,厚63107m,平均厚81m。主要由煤、泥灰岩、砂质泥岩、粉砂岩和细砂岩组成。含煤11层,本段可采煤层2层,局部可采煤层2层。第四节 瓦斯情况(1)井筒开拓过程中,曾经回风斜井沿14#煤层掘进过程中发生过煤与瓦斯突出, 根据防治煤与瓦斯突出规定要求本矿属突出矿井,必须按突出矿井管理。(2)111、112、114区段石门掘进前
7、地质长探过程中,设计开采煤层均有喷孔现象,根据防治煤与瓦斯突出规定要求喷孔视为瓦斯动力现象,必须按突出煤层管理。(3)根据瓦斯地质分析,本区域内属于突出危险性区域,由于煤层瓦斯参数不祥,所以在113石门揭煤区域内进行瓦斯压力测定,测定方法按照煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法AQ/T1047-2007中规定的操作程序执行。第五节 通风系统113中部车场及运输石门揭煤前,必须停止副斜井113偏口以下所有工作面的施工,并于副斜井113偏口上70m构筑一组反向风门,放炮时必须关闭反向风门,其它时间必须打开风门保持正常通风。113中部车场施工到位后,首先构成独立通风系统后方许继续施工。详见113中部车
8、场及运输石门巷道揭煤通风系统图第二章 前探钻孔设计根据防治煤与瓦斯突出规定第六十一条要求,石门和立井、斜井揭穿突出煤层前,必须准确控制煤层层位,掌握煤层的赋存位置、形态。在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前(地质构造复杂、岩石破碎的区域,最小法向距离20m),应至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)板不小于的前探取芯钻孔,并详细记录岩芯资料。113中部车场及运输石门在副斜井113偏口落平处布置前探钻孔。第一节 钻孔设计为了更好的确定煤层的赋存情况,又能满足区域性预测测压力钻孔的要求。地质长探钻孔必须控制巷的上下、左右煤层,至少需要4个钻孔。地质长探施工采用YZ750全液压钻机,配50m
9、m钻杆,75mm钻头。由于副斜井113偏口扩刷巷顶揭露14#煤层底板,首次长探钻孔设计将1#孔将穿过11#煤层,2#、3#、4#孔尽量穿过11#煤层。钻孔布置见图1,钻孔参数见表1图1 地质长探钻孔设计示意图由于该巷道施工需要转向和11#煤层正处转向位置,地质部门可根据巷道实际施工要求补充完善设计,但必须以书面形式通知瓦研室,以便调整后序措施工程。第二节 钻孔施工要求1、施工前准备工作面、该工作面掘进队必须清理好工作面浮矸、杂物,平整好场地,并在长探钻孔施工起始点用风钻打一个眼作为长探施工点标记,后可沿用为允掘起始点。、测绘部门必须安排技术人员深入现场,按地质部门的前探钻孔设计要求,放好中腰线
10、、布置开孔位置;并现场指导钻机的安放工作,确定好钻进的方位角、仰俯角。、钻探队必须严格按测绘部门技术人员要求安装好钻机,并固定好。2、在钻孔施工过程中, 测绘部门必须有技术人员跟班,及时了解地质情况,掌握施工钻孔见煤情况。3、钻孔施工人必须及时根据穿岩煤情况,做好原始记录,并汇报调度室。4、地质部门根据钻孔结果及时上图分析,编制地质预报,报矿总工程师审核后及时下达。第三章 测压、取样孔设计根据防治煤与瓦斯突出规定第六十一条要求,当需要测定瓦斯压力时,前探钻孔可用作测压钻孔。本设计不再做测压、取样孔参数设计。1、瓦斯压力测定方法:测定煤层瓦斯压力的方法有多种,有专用的机械装置、液体测压、水泥砂浆
11、封孔测压和粘土测压法。2、根据我实际情况,用粘土测压法材料容易到手,运送方便等优点,故本设计采用。3、粘土测压法的技术要求:1)在测压钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管,管径为68mm,长度不小于7m;见下图21压力表;2三通;3木楔;4测压管;5挡板;6煤层图2封孔测压法示意图2)将特制的柱状粘土(含自然水分经炮泥机挤压成型的炮泥)送入孔内,柱状粘土末端距紫铜管末端0.20.5m,每次送入0.30.5m,用堵棍捣实;3)每堵1m粘土柱打入1个木塞,木塞直径小于钻孔直径1015mm。打入木塞时应保护好紫铜管,以防折断;4)在孔口(0.51.Om)用水泥砂浆封堵。经24h水泥凝固后,安上压力表测压
12、,并详细记录压力上升与时间的关系,直到压力稳定为止。稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。4、钻屑瓦斯解吸指标预测方法1)工作面长探钻孔施工见煤时采湿样预测。2) 设计采用“WTC”测定K1值并作为突出预测指标,其临界值采用防治煤与瓦斯突出规定中推荐的参考值:干样K1min1/2min1/2。见表2表2 钻屑解吸指标K1值临界值K1临界值干煤1/2湿煤1/23)钻屑瓦斯解吸指标的测量方法如下:开钻时做好测定准备,打开WTC仪器进行预置,当钻孔见煤后取一次钻屑作解吸特征测定,穿煤时隔1m测定一次。取样时,把秒表、筛子准备好(个lmm的筛子在下,3mm的筛子在上),钻孔见煤后,用组合筛子在孔口接钻屑,同时
13、启动秒表,一面取样,一面筛分,当钻孔见煤1m时,停止取样,并继续进行筛分,最后把已筛分好的13mm的煤样装入WTC仪器的煤样罐内,当秒表到达预定值t0时(t0一般应取为1、1.5、2min),盖好煤样罐,准备测试。,启动仪器采样键进行测定,经5min后,当仪器显示取样时间、孔深时,用键盘输入后“确认”,显示K1,需测量下一个煤样,按“继续”重复上述操作,如本次测定完成时按“结束”后输入煤量,按“确定”仪器就进行工作面的突出危险预报。第四章 区域性突出危险性预测根据防治煤与瓦斯突出规定第四十四条第一项要求区域性突出危险性预测预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据。本设计将以
14、煤层瓦斯压力为主要预测方法,并采用钻屑瓦斯解吸指标作为辅助参考预测方法。1)临界值参数确定(见表3):根据防治煤与瓦斯突出规定中要求,测定的瓦斯压力P小于0.74Mpa时,工作面确定为无突出危险工作面,否则为突出工作面,必须采取区域防突措施。表3 突出预测指标临界值突出预测指标煤层瓦斯压力P(MPa)临界值2) 钻屑瓦斯解吸指标:根据防治煤与瓦斯突出规定中临界值推荐的参考值:干样K1min1/2,湿样K1min1/2(可见表2)。测定K1值小于临界值推荐的参考值时,工作面确定为无突出危险工作面,否则为突出工作面,必须采取区域防突措施。3)如地质长探施工过程中无任何突出预兆时,则该工作面确定为无
15、突出危险工作面,否则为突出工作面,必须采取区域防突措施。综上所述,只要有一个预测指标大于或等于临界值或长探钻孔施工过程中发现任何突出预兆时,该工作面必须采取区域防突措施。第五章区域性防治突出措施区域性防突措施有开采保护层和预抽煤层。113中部车场及运输石门位于水平首掘工作面,不具备保护层开采条件,而预抽煤层瓦斯措施有卸压快,防突效果好等优点。故本设计采用预抽煤层瓦斯措施作为石门揭煤区域防突措施。第一节 预抽煤层瓦斯措施设计1、根据防治煤与瓦斯突出规定第四十九条第四项“穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加
16、大距离)。钻孔的最小控制范围是:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m),同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应保持煤孔最小超前距15m。”2、根据113中部车场及运输石门揭露煤岩层产状情况,钻孔的最小控制范围是,巷道揭煤处的轮廓线外15m。3、设计钻孔抽放半径1.5m,终孔间距3.0m,共计为54个。(详见113中部车场及运输石门巷道揭煤区域性抽放钻孔布置图)4、钻孔施工及封孔要求1)钻孔(1)钻孔布置必须符合设计要求,其孔长、孔数必须覆盖抽放范围中的煤层,达到瓦斯卸压目的
17、。(2)采用型号ZY750全液压钻机施工,功率18.5kw,钻头为75mm,钻杆50mm。穿层钻孔必须穿透煤层全厚,钻孔角度、数量符合设计要求。(3)钻孔排碴选用水排碴,水压不低于0.5MP。(4)遇顶钻、喷孔等瓦斯动力现象或出现瓦斯超限时,必须停止作业,切断电源,待卸压瓦斯无顶钻、喷孔和瓦斯超限时才能恢复施钻,施钻地点必须安装瓦斯断电仪实行“三专二闭锁”,瓦检员每班必须至少检查三次瓦斯。2)封孔(1)岩石钻孔的封孔深度不小于5m,煤层钻孔的封孔深度不小于8m,封孔可选用经实践证实可行的材料,确保严密不漏气,孔口负压达到13Kpa。(2)采用42mm聚乙烯管配棉纱和马丽散封孔;将棉纱缠绕在聚乙
18、烯管上(长度不小于2m);将马丽散A、B两种成分按照体积1:1均匀混合,将混合液涂于缠在聚乙烯管上的棉纱上,涂抹均匀后塞入钻孔中;再用棉纱沾上混合液用竹片沿聚乙烯管外壁捣入钻孔至孔口,待混合液膨胀后,达到封孔目的。5、抽放系统预抽瓦斯采用地面瓦斯集中抽放的方式进行,直接排入大气中。地面泵房配有高负压瓦斯抽放泵为高效节能的水环式真空泵2BEC-40 (390rpm)型二台(一台工作、一台备用);低负压瓦斯抽放高效节能的水环式真空泵2BEC-40 (390rpm)型二台(一台工作、一台备用);石门揭煤主要采用高负压瓦斯抽放,高负压抽放管路主管为DN=500mm聚乙烯瓦斯管,分管为DN=250mm聚
19、乙烯瓦斯管,支管为DN=108mm钢管。第二节 钻孔施工与管理1、施工前准备工作面、该工作面掘进队必须清理好工作面浮矸、杂物,平整好场地,并在长探的起始点用风钻打一个眼作为长探施工点标记,后可沿用为允许掘进起始点。、测绘部门必须有技术人员深入现场按设计要求,放好中腰线、开孔位于,指导钻机的安放工作,确定好钻进的方位角、仰倾角。、钻探队必须严格按设计钻孔编号要求参数安装好钻机,并固定好。2、钻孔施工人必须根据施工钻孔情况及时填写钻孔原始记录表,并汇报调度室,出班后将原始记录报送瓦研室。3、安监科每班必须安排专人现场验收,并在原始录表上签字。4、瓦研室根据施钻结果及时上图分析控制情况,完闭后成图报
20、矿总工程师审核。5、瓦斯抽放钻孔施工时,施工单位必须严格按抽放钻场设计和质量标准要求施工。施工完毕后,由瓦研室牵头,组织生产科、综合科、安监科、调度室、钻探队相关单位进行验收,验收合格后方可投入使用。6、瓦斯抽放钻孔施工中,交接班时必须按要求填写现场交接班记录,并将当班详细情况向下班汇报。在施工中当班负责人必须每班三次向调度室进行汇报,汇报当班钻孔施工情况及钻孔进尺情况,并按要求填写钻孔施工原始记录。7、钻探队在每班交接班时,必须按要求填写现场施工牌板,牌板必须按要求填写清楚。钻探队管理人员和瓦研室要进行监督检查。8、瓦斯抽放钻孔必须严格按设计要求施工,施工中不得随意更改设计。施工中,若遇地质
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