1机巷揭煤措施.docx
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1机巷揭煤措施
平宝公司己15-12050机巷揭己15煤层
综合防治煤与瓦斯突出技术措施
工作面名称:
己15-12050机巷
施工单位:
开拓二队
编制单位:
河南平宝煤业有限公司通防部
编制人:
编制日期:
2011年3月28日
目录
章节
名称
页码
第一章
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第三章
第一节
第二节
第四章
第五章
第六章
第七章
附图
工作面概况和瓦斯地质
区域综合防突措施
区域突出危险性预测
区域突出措施
区域措施的效果检验
区域验证
局部综合防突措施
工作面防突措施
工作面措施效果检验
施工钻孔专项安全技术措施
揭煤工艺
揭煤安全防护措施
组织管理措施和安全生产责任制
己15-12050机巷揭煤放炮警戒及避灾路线图
己15-12050机巷通风系统图
2
4
4
5
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11
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13
17
19
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22
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第一章工作面概况和瓦斯地质
1.开采情况:
范围、本煤层和临近煤层开采情况、压茬关系,井上井下对应标高和垂深,工作面工程布置、安排情况等。
1.工作面位置:
己15-12050采面位于己二采区东翼上部第三个区段,采面上边紧邻己15-12030采面,西靠己二采区三条下山,东部邻近矿井53勘探线,北面紧邻己15-12030机巷,以南尚未开采。
对应地面位置为丁沟村南侧,孟良寨山西北部。
2.标高与压茬关系:
该采面机巷标高为:
-651~-684.1m,采面对应地面标高为:
+105.5~+110.7m,煤层埋深744.2m~797.8m。
揭煤地点标高-672.3m,埋深780m。
3.顶底板岩性:
煤层直接顶板为中厚-厚层状泥岩、砂质泥岩,厚度3.2~6.00m,其中上部为深灰色砂质泥岩,致密;下部为砂、泥岩互层,灰色,层理发育,较破碎,易脱落。
该采面与白石山背斜轴部较远,受构造影响较小,岩体完整性较好,顶板岩体质量中等,大部为Ⅲ类。
直接底板为灰色泥岩,厚度为0.30~5.2m,平均3.8m,属松软类底板。
4.地质构造及水文地质情况:
己15-12050采面位于白石山背斜南东部,与白石山背斜间隔二个区段,采面大都为向南西倾斜的单斜构造,部分地段受构造影响出现反倾斜状况,根据已揭露的地质资料分析,该采面大型地质构造较少,但对采面回采会产生一定的影响,采面内小型地质构造较多,主要集中在采面上部及切眼附近,对巷道施工影响较小。
DF20断层落差0~35m,倾角45~55°,其尖灭处距离采面切眼较近,对采面施工有一定的影响。
太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层是煤层底板的直接充水含水层,一般由3~4层灰岩组成(L7~L10),厚度13.97~23.40m,平均17.48m。
L10灰岩顶界至煤层底板间距4.70~10.19m,平均6.37m,岩性以泥岩、砂质泥岩为主,其次为粉细砂岩,自然状态下为隔水层。
煤层顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层是煤层顶板的直接充水含水层,由2~4层细~中粗粒砂岩组成,厚15.19~49.72m,平均32.29m,富水性弱~极弱。
5.巷道断面及支护:
施工岩巷段,半圆拱断面净宽×净高=4500×3400mm,S净=13.1m2,毛宽×毛高=4700×3500mm,S毛=14.1m2,支护形式:
断面采用锚网喷支护,锚杆采用Φ20×2000mm等强左旋树脂锚杆,间排距800×800mm,半长锚固,每根锚杆采用3卷树脂锚固剂锚固,锚固剂型号为Z2335,锚固力不小于100KN;网为Φ6mm,网孔80×80mm,网的规格(长×宽)为2600×900mm,全断面挂网,网要压茬连接,喷浆所用水泥为42.5号普通硅酸盐水泥,砂为纯净的中粗河砂,石子直径Φ1~5mm青石子,砼中水泥:
砂:
石子配合比为1:
2:
2.3,喷砼强度等级C20。
施工时应根据实际揭露的围岩情况对巷道的支护形式进行适当的调整,以保证巷道的稳定及施工的安全。
施工煤、半煤岩巷段,加强支护采用半圆拱净断面净宽×净高=4800×3522,S净=13.9m2,毛宽×毛高=5106×3707mm,S毛=15.3m2,采用36U型金支+喷浆支护,喷浆封闭全断面,棚距500mm。
(过煤期间如遇巷道顶板破碎应适当减小棚距)
2.瓦斯地质情况
煤层产状(°)
走向
130
倾向
220
倾角
3~15
煤层厚度(结构式)
己15煤3.5m~4.0m
己16.17煤2m
采掘层位
己15煤
软分层厚度及层位
一般为Ⅲ类
煤层节理、裂隙
发育
煤层稳定性
煤层稳定、煤厚变化较大
宏观煤岩类型
光亮型焦煤
煤质
煤种牌号
焦煤
水分
3.49%
灰份
24.31%
挥发份
25%
煤的容重
煤的坚固型系数
煤的破坏类型
煤尘爆炸指数
煤的自燃发火期
1.39T/m3
0.13-0.5
Ⅲ、Ⅳ
27.1-44.2%
5-8个月
突出参数测试情况
煤层
顶板特性
直接顶板为中厚-厚层状泥岩、砂质泥岩,厚度3.2~6.00m,其中上部为深灰色砂质泥岩,致密;下部为砂、泥岩互层,灰色,层理发育,较破碎,易脱落。
煤层
底板特性
直接底板为灰色泥岩,厚度为0.30~5.2m,平均3.8m,属松软类底板
3、突出影响的综合评述
08年6月平宝公司被抚顺煤科院鉴定为突出矿井,主采煤层己15和己16-17煤层均为突出煤层。
第二章区域综合防突措施
第一节区域突出危险性预测
1、经过抚顺煤科院现场考察研究,己组煤选择了己二煤仓下口、己二回风下山两个测定地点。
由于己15-12050机巷与煤科院测试地点处于同一标高,该测试瓦斯压力和含量结果可作为己15-12050机巷揭煤点瓦斯压力的参考值。
(测试点见下图)
瓦斯参数测定测点布置图
测试结果如下:
煤层
瓦斯压力P(MPa)
瓦斯含量C(m3/t)
己15煤层
0.81
10.46
己16.17煤层
1.38
2、根据抚顺煤科院突出危险性鉴定结果,己16-17煤层及己15煤层均为突出煤层,因此该揭煤工作面为突出危险工作面,不进行区域突出危险性预测而直接按突出危险工作面进行管理和装备。
3、依据钻孔探煤情况己15煤层厚3.5m,己16.17煤层厚2m,层间距为5~6m,煤层倾角约7°,煤层赋存稳定。
第二节区域防突措施
1、措施选定:
防突技术措施选定要根据工作面的具体条件,经过分析对比选择有效而又方便的防突技术措施。
从目前中平能化集团各矿突出揭煤工作面防突措施执行来看,采用抽放钻孔预抽煤层瓦斯防突措施对揭煤工作面防治突出非常有效,可起到探明前方地质构造和促使煤体卸压,降低煤体瓦斯含量的作用。
2、措施技术参数的确定
简要叙述钻孔控制范围、措施孔抽放、排放半径的来源及本措施采用的具体数据,继而确定钻孔的布置方式、孔数、半径、孔的倾角等。
1、钻孔抽放半径:
依据平宝公司与抚顺煤科院进行防突技术研究结果,我公司己15煤层φ89mm钻孔抽放半径为2.5m。
2、揭己15煤层抽放措施孔布置:
措施孔共布置8排,每排13个钻孔,共计钻孔104个,抽放钻孔终孔控制在巷道轮廓线外各15m,第一排措施孔孔深最深68m(根据现场实际打钻情况确定),见己15煤层底板0.5m,钻孔孔间距0.35m,距帮0.15m,第一至五排在工作面施工排间距0.4m,六至八排在巷道底板施工排间距0.5m,第五排在工作面和底板交接处施工(钻孔布置见钻孔剖面图)。
3、要求钻孔施工按照,从上排到下排,从中间向两边的顺序施工钻孔。
4、钻孔每打完1个,联网抽放1个,保证揭煤处的瓦斯得到有效释放,最后一个抽放钻孔抽放时间不得低于5天。
揭己15煤层抽放措施孔布置
断面图
备注:
1、揭煤抽放钻孔共布置8排,每排13个,共计104个措施孔。
2、揭煤抽放钻孔距帮0.15m、孔间距0.35m、1~5排排间距0.4m,5~8排排间距0.5m。
揭己15煤层措施孔剖面图
揭己15煤层措施孔平面图
备注:
孔间距0.35m,距帮0.15m.
己15-12050机巷揭煤抽放措施孔参数表
孔号
垂直角
(°)
水平角
(°)
孔深(m)
每m钻尾
偏移(mm)
孔号
垂直角
(°)
水平角
(°)
孔深(m)
每m钻尾
偏移(mm)
1
-6
13
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257
31
-11
7
42
114
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216
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33
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0
42
0
4
-7
7
66
131
34
-13
-4
42
57
5
-7
4
66
88
35
-13
-7
43
114
6
-8
2
66
44
36
-13
-10
43
170
7
-8
0
66
0
37
-14
-14
44
224
8
-8
-2
66
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38
-14
-17
44
278
9
-9
-4
66
88
39
-14
-20
45
329
10
-9
-7
67
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40
-10
25
36
401
11
-9
-9
67
174
41
-11
21
35
341
12
-9
-11
68
216
42
-12
17
35
277
13
-10
-13
68
257
43
-13
13
34
211
14
-7
16
55
270
44
-13
9
34
142
15
-8
14
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227
45
-14
4
34
71
16
-8
11
54
183
46
-15
0
33
0
17
-9
8
53
138
47
-15
-4
34
71
18
-9
6
53
92
48
-16
-9
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19
-10
3
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46
49
-16
-13
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211
20
-10
0
53
0
50
-16
-17
35
277
21
-10
-3
53
46
51
-16
-21
36
341
22
-11
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53
92
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-17
-25
37
401
23
-11
-8
54
138
53
-12
31
30
491
24
-11
-11
54
183
54
-13
27
29
421
25
-11
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55
227
55
-14
22
28
346
26
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55
270
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17
27
265
27
-9
20
44
329
57
-16
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27
179
28
-9
17
44
278
58
-17
6
26
90
29
-10
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0
26
0
30
-10
10
43
170
60
-19
-6
27
90
61
-19
-11
27
179
83
-25
19
18
280
62
-19
-17
28
265
84
-27
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-20
-22
29
346
85
-29
0
17
0
64
-20
-27
30
421
86
-29
-10
18
143
65
-19
-31
31
491
87
-29
-19
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280
66
-14
37
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585
88
-29
-27
19
405
67
-16
33
24
509
89
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515
68
-17
27
23
423
90
-27
-39
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609
69
-19
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327
91
-26
-44
24
686
70
-21
15
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223
92
-18
49
20
779
71
-22
7
21
113
93
-21
46
18
708
72
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0
21
0
94
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17
615
73
-24
-7
21
113
95
-28
33
16
495
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-24
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223
96
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15
349
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-24
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23
327
97
-34
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-27
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98
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0
14
0
77
-23
-33
25
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99
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-12
15
181
78
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-37
27
585
100
-35
-24
16
349
79
-16
44
22
686
101
-34
-33
17
495
80
-18
39
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609
102
-32
-40
18
615
81
-21
34
19
515
103
-30
-46
20
708
82
-23
27
18
405
104
-29
-49
22
779
备注:
1、水平角是钻孔与中心线的夹角(左偏为正角,右偏为负角)
2、垂直角是钻孔与水平面的夹角。
3、所有钻孔必须穿入煤层底板不小于0.5m(穿透己15煤层底板)
4、所有抽放钻孔尽量按设计要求施工,如达不到设计孔深可适当调整角度(3度以内)
第三节区域措施效果检验
一、揭煤措施效果检验
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第五十二条规定要求区域防突措施进行检验时,应当以实测煤层残余瓦斯压力或瓦斯含量为主要指标或其他经实验证实有效的指标和方法进行措施效果检验,同时还采应采取检验钻孔判定方法。
抽放措施孔打完预抽后对其进行效果检验,采取测定煤层残余瓦斯压力和煤层残余瓦斯含量指标法进行措施效果检验。
煤层瓦斯压力P或瓦斯含量W的临界判定:
P<0.74Mp且W<8m3/t无突出危险
P≥0.74Mp或W≥8m3/t突出危险
检验期间发生喷孔、顶钻及其他突出预兆时,判定该区域仍属突出危险区,必须补打至少一排揭煤抽放钻孔或延长抽放时间,直至效果检验指标不超,视为无突出危险区。
对揭煤区域煤层防突措施进行检验时,己15煤层布置4个检验测试点,分别位于钻孔控制区域的上帮和右帮,检验测试钻孔分别穿透己15煤层进入底板0.5m,并且分别有一个检验测试点位于己15煤层穿层钻孔控制区域内距边缘不大于2m的范围。
在己15煤层布置四个测点,其中2#测压孔终孔位于边缘线内侧距边缘线2m的位置。
其中1#测压孔开孔位置在第六列与第七列中间,第二排与第三排中间开孔;2#测压孔开孔位置在第一列与第二列中间,第四排与第五排中间开孔;3#测压孔开孔位置在第十一列与第十二列中间,第四排与第五排中间开孔;4#测压孔开孔位置在第六列与第七列中间,第六排与第七排中间开孔。
(具体见揭煤钻孔布置图和平面图)
具体参数如下:
己15煤层测压孔参数
孔号(测压孔)
水平角(°)
仰俯角(°)
钻孔穿岩(m)
1#
2
-10
30
2#
22
-12
21
3#
-21
-18
20
4#
2
-26
12
备注:
1、水平角是钻孔与中心线的夹角(左偏为正角,右偏为负角)
2、垂直角是钻孔与水平面的夹角。
3、所有钻孔必须穿入煤层底板不小于0.5m(穿透己15煤层底板)
第四节区域验证
一、揭煤区域验证
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第五十七条规定要求,应当选用综合指标法、钻屑瓦斯解析指标法或其他经试验有效的方法进行。
采用复合指标法即钻孔瓦斯涌出初速度指标(q值)和解析值(Δh2)进行效果区域验证。
(1)q值测定:
措施孔打完抽放一段时间后,在措施孔中间布置五个孔径为42mm效检孔,在见煤2m测试q值。
qmax<4.0(L/min)无危险
qmax≥4.0(L/min)危险
Δh2<200Pa(湿煤<160Pa)无危险
Δh2≥200pa(湿煤Δh2≥160pa)危险
(2)Δh2测定:
①揭己15煤层:
效检孔孔径42mm,共布置五个,1#孔布置在第四~五排措施孔中间,其中2#、3#、4#孔布置在第六~七排措施孔中间,5#孔位于第七~八排措施孔中间。
1#、3#、5#孔距右帮2.08m,2#、4#孔距帮0.33、0.32m,1#孔距底板0.2m,2#、3#、4#孔距工作面0.75m,5#孔距3#孔0.5m。
②具体见效检孔布置图及参数表,放散初速度q值和解析值Δh2测定可同时进行。
效检孔在见己15煤后,开始测试Δh2,每次测试的结果必须认真的在防治突出措施效果检验单上进行填写,当各效检孔的效检值Δh2都小于200pa(湿煤为160pa)时认为措施执行有效,经矿总工程师审批后方可进行巷道揭煤的有关工作。
(3)(见煤段)效检孔投影孔深4m,每次校检不超,允许进尺2m保留不少于2m的效检孔超前距(如遇煤层比较薄见煤即可测试),若Δh2≥200pa(湿煤Δh2≥160pa)或q值大于等于4.0(L/min),则必须在超标孔附近补打一排13个措施孔,措施孔径89mm,孔深不低于附近孔的深度,保证揭煤处的瓦斯得到有效释放,直至再次效检不超为止。
距离己15煤层垂距5m至揭开煤层段效检孔布置图
平面图
注:
1#、3#、5#孔距右帮2.08m,2#、4#孔距帮0.33、0.32m,1#孔距底板0.2m,2#、3#、4#孔距工作面0.75m,5#孔距3#孔0.5m。
揭己15煤层效检孔参数表
孔号
孔径
(mm)
孔深
(m)
水平角
(°)
俯角
(°)
1
42
见煤4m
左偏3
16
2
42
见煤4m
左偏38
19
3
42
见煤4m
左偏3
26
4
42
见煤4m
右偏38
25
5
42
见煤4m
左偏3
32
第三章局部综合防突措施
第一节工作面防突措施
1、措施选定:
防突技术措施选定要根据工作面的具体条件,经过分析对比选择有效而又方便的防突技术施。
从目前中平能化集团各矿突出掘进工作面防突措施执行来看,采用浅孔排放和前探深孔相结合的防突措施对工作面防治突出非常有效,前探深孔可起到探明前方地质构造和促使煤体卸压,降低煤体瓦斯含量的作用,而采用超前排放钻孔瓦斯释放效果更为显著、防突钻机操作简便,在实际应用中具有钻进速度快等优点,可大大减小煤层突出危险性,提高工作面掘进速度。
2、措施技术参数的确定
简要叙述措施孔排放半径的来源及本措施采用的具体数据,继而确定钻孔的布置方式、孔数、半径、孔的倾角等。
局部过煤防治突出措施如下:
钻孔排放半径:
依据平宝公司与抚顺煤科院进行防突技术研究结果,我公司己15煤层φ89mm钻孔排放半径为0.9m。
(1)、前探深孔:
前探钻孔布置两排,共5个孔,孔径φ89mm。
第一排两个孔,距离巷道底板1.5m,投影孔深不低于30m,第二排距离巷道底板1.0m,三个孔,投影孔深不低于40m,前探孔施工完毕后允许进尺25米,终孔控制到机巷轮廓线外各15m。
(煤揭露1m开始布置第二排孔,煤层揭露1.5m时布置两排孔)(前探孔未施工完严禁掘进)。
(2)过己15煤层超前排放措施孔布置:
在掘进工作面见煤0.6m后沿着煤层顶板在煤层中布置3排措施孔,措施孔每排13个共计39个,控制两帮巷道轮廓线外8m处,正常情况下措施孔第一排措施孔距煤层顶板1.2m,第二排措施孔距煤层顶板1.8m,第三排措施孔距煤层顶板2.4m,钻孔孔间距0.3m,距帮0.45m布置。
(措施孔布置随煤层揭露情况适当缩小措施孔排间距,排间距不小于0.3m不大于0.6m,并严格按钻孔排放半径执行)
(3)所有超前排放钻孔和前探深孔孔径均为89mm,超前排放钻孔孔深13.2m(投影孔深),允许进尺3.2m,保留不少于10m措施孔超前距,根据己15-12050煤层属于缓倾斜煤层,所以上、下帮控制到巷道轮廓线外各8m。
(超前排放钻孔具体见附图,钻孔参数见附表)。
(4)己15-12050机巷工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时,施工单位必须打钻孔查明煤层赋存条件,通防部可根据现场实际执行情况及时补充措施。
前探深孔布置图及参数表
断面图
平面图
前探孔参数表
孔号
孔径
(mm)
孔深
(m)
水平角
(°)
仰俯角
(°)
1
89
34.0
左偏27
3
2
89
34.0
右偏27
3
3
89
43.0
左偏21
0
4
89
40.0
0
0
5
89
43.0
右偏21
0
注:
该仰俯角与巷道剖面走向方向的夹角,正值为仰角,负值为俯角。
己15煤层超前排放钻孔布置图
断面图
备注:
1、过己15煤层超前排放钻孔共3排,每排13个,共39个措施孔。
2、超前排放钻孔距帮0.45m布置、孔间距0.3m。
剖面图
平面图
备注:
1、超前排放钻孔距帮0.45m布置、孔间距0.3m,投影孔深13.2m。
2、钻孔必须根据煤层厚度及在工作面位置均匀布置在煤层中。
附表:
过己15煤层超前排放钻孔参数表
孔号
孔径
(mm)
俯角
(°)
水平角
(°)
孔深
(m)
每米钻尾偏移距离(mm)
孔号
孔径
(mm)
俯角
(°)
水平角
(°)
孔深
(m)
每米钻尾偏移距离(mm)
1
89
0
32
15.7
557
21
89
-2
-6
13.3
106
2
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