11ph揭穿煤层防治瓦斯突出设计111.doc

西十一平巷2石门揭穿煤层防治瓦斯突出设 计 西十一平巷2石门位于西二级皮带井东140m处，现已掘进28m，石门规格2.82.8m半圆拱形，采用锚喷支护，石门迎头顶板距煤层底板法线距离为5.6m预计再掘进 6m开始做导硐，被揭煤层底板坡度-300, 煤层厚度79 m。 石门揭穿突出煤层时发生的矿井瓦斯动力现象以突出为主,而且强度大。因此，必须认真对待,加强防范。 第一章 石门揭穿煤层规定 1.从石门工作面距突出煤层不小于10m（垂距），直至穿过煤层进入顶板2m（垂距）的全部作业中，都必须采取防突措施。 2.石门揭穿突出煤层前，必须遵照以下规定 1）必须打预测煤层突出危险性钻孔、控制煤层突出层位的前探钻孔和测定煤层瓦斯压力钻孔。预测煤层突出危险性钻孔可以和测定瓦斯压力钻孔和并、要求能够确切掌握煤层的突出危险性、煤层的位置、倾角、厚度、顶底板岩性、地质构造等，为留设安全岩柱尺寸和编制防突设计提供可靠资料。前探钻孔、测压钻孔。 2）在掘进时，每一次打钻前必须用3m钻杆以63度向煤层打钻探煤，在探的有2.5m时按设计做导硐。 3）前探钻孔兼作预测煤层突出危险性钻孔。在石门工作面距煤层5m以外，至少打两个穿透煤层全厚的钻孔，测定钻屑量和钻屑瓦斯解吸指标、煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数等。 4）为了防止误穿煤层，在石门工作面距煤层垂距5m时，在石门工作面顶部两侧补打三个直径为42mm的超前探孔，其超前距不得小于2m。 5）石门掘进工作面与煤层之间必须留设2m的岩柱。 6）石门揭穿突出煤层前，预测煤层突出危险性采用q和△h2值进行预测。当预测有突出危险时，必须采取打排放孔防止突出，并经效果检验有效后，方可用震动放炮揭穿煤层。 采用金属骨架措施时，必须与抽放瓦斯或排放钻孔等措施配合使用。采用金属骨架措施揭穿煤层后，严禁拆穿或回收骨架。 第二章 石门揭穿煤层前探钻孔设计 一、前探钻孔 石门工作面距煤层10m以外，打两个穿透煤层全厚的钻孔，并打入顶板不少于0.5m。打钻坡度为100和400。 前探钻孔应保证确切掌握石门与煤层的位置和煤层赋存条件瓦斯情况，并探测揭煤地区是否有地质构造和岩石破碎带。 钻孔布置如图 二、预测煤层突出危险性钻孔 石门距煤层5m（垂距），打两个穿透煤层全厚的检验钻孔，因此阶段的二1煤受一3煤保护层保护，残余瓦斯压力0.25mpa。所以，以q值和和△h2指标预测煤层突出危险性。 第三章 石门揭穿煤层综合防治措施设计 根据实测瓦斯压力等参数，预测石门工作面突出危险性，如预测为突出危险工作面，则应采取可靠的防治突出措施，然后再按综合防突措施揭开突出煤层。 一、石门揭穿煤层防突综合措施的三个阶段 石门揭穿煤层防治突出措施，可概括为三个阶段 第一阶段为采用防治突出措施的阶段，如采用排放钻孔、抽放瓦斯等。 第二阶段为综合措施阶段，其主要特点是在综合措施中加入了突出危险性预测和防突措施效果检验两个环节，使防突工作更加有的放矢，进一步提高防突措施效果。 第三阶段以安全防护措施为主的阶段，采取震动放炮揭穿煤层前，特别是厚煤层应采用金属骨架技术措施，将揭开煤层部分在放炮前支护牢固。其主要措施是震动性放炮，即在人员全部撤至地面，放震动炮诱导突出，以保证人身安全。 二、石门揭穿突出煤层前突出危险性预测 q值和△h2指标法预测工作面突出的危险性 防治煤与瓦斯突出规定第71条规定，石门揭开突出煤层前，应采用钻屑瓦斯解吸指标法和瓦斯放散初速度法有效的方法预测工作面突出危险性。 三、石门揭煤多排钻孔排放瓦斯技术措施 1、概述 排放钻孔是一种有效的防治突出措施，用于石门揭穿突出危险煤层时的排放钻孔。其特点是在石门轮廓线外一定范围内的煤层中，打多排排放瓦斯钻孔，使密集排放瓦斯钻孔在预定的时间内排出煤体中的瓦斯，以降低突出煤层中的瓦斯压力和瓦斯含量，从而降低或缓和煤体内的应力，形成卸压排放瓦斯后的安全地带。 2、多排钻孔抽排放瓦斯的钻孔布置 （1）多排钻孔的防突作用 多排钻孔的防突作用是通过打2540个呈网络排列的钻孔，钻孔经过较长时间的抽排瓦斯后，使石门周围一定范围内的煤体发生收缩变形，使煤的弹性能与瓦斯潜能得到释放，地应力降低，煤层透气性增大，瓦斯压力降低，煤的强度增高，从而消除石门揭穿煤层的突出危险性。 （2）钻孔布置 当石门工作面掘至距突出煤层5m（垂直距离）时停止掘进。在工作面轮廓线外57m的范围内布置23排钻孔直径为90mm的扇形预抽排钻孔网，钻孔穿透煤层全厚。打孔顺序为先外后内，先上后下，在石门工作面垂距为5m先打1016个孔，石门工作面垂距为4m再打一排。根据煤层的突出危险程度，石门工作面距离煤层垂距大于2m再打第三排，共计打2540个钻孔，石门周边外形成一个宽度为58m的卸压安全带。 第四章 石门揭煤方案设计 一、导峒长度计算为保证震动放炮能一次揭开石门全断面进入煤层前的全部岩柱，导峒长度应参照以下计算 LL1L2H/sina1.5/tga1.8∕sin300 1.5∕tg3006.1m 式中L导峒长度 m H石门巷高 m a煤层倾角 附导峒长度设计图 导峒宽度与高度导峒宽度应与揭煤石门一致，高度应不小于1.61.8m.。 导硐倾角应根据煤层倾角布置，在石门距煤层法线距离2m时，抽放队进行打钻探煤层结构及煤层倾角，根据探煤倾角布置导硐倾角。 二、石门揭穿煤层防突措施效果检验 当多排钻孔排放瓦斯措施执行完后，石门工作面掘至距煤层垂距3m时，必须进行措施效果检验。措施效果检验按防治煤与瓦斯突出规定 第73条石门防治突出措施执行后，应采取钻屑指标等方法检验措施效果。 1、采用钻屑瓦斯解吸指标法检验防突措施效果 当石门工作面距煤层 3m时（垂距），利用探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔，至少打两个直径为42mm的检验钻孔，在钻进煤层时，每钻进1m采集一次孔口排出的粒径 13mm的钻屑，测定其瓦斯解吸指标△h 2或q值。 钻屑指标法检验石门揭煤工作面突出危险性的临界值表 钻屑解吸指标临界值 △h12（Pa） QL∕min 干煤200 3 湿煤160 2、采用钻孔瓦斯涌出初速度法检验防突措施效果 当石门工作面距煤层垂距3m时，在石门两帮向上各打一个直径为42mm，打入煤层8m的钻孔。其测定方法按防治煤与瓦斯突出规定第75条的规定执行。并判断突出危险性的钻孔瓦斯涌出速度临界值（qm） 当检验钻屑解吸指标和钻孔瓦斯涌出处速度法指标均小于临界值时，检测为无突出危险工作面。如大于临界值时，检测为突出危险工作面。应再采取打多排放钻孔的措施，直至措施效果有效后，方可采用安全防护措施揭开石门。 三、 远距离爆破安全防护措施 1、概述 采用远距离放炮时，石门掘进工作面距煤层的最小法向距2m，如煤层底板岩石松软，破碎时石门工作面距煤层的法向距离增加为2.5m。 2、震动放炮炮眼布置 附放炮导硐炮眼布置图 炮眼数目根据防突规定，震动放炮的炮眼数目应按照每m2石门断面45炮眼个确定。 （1）炮眼数目 导峒炮眼数目炮眼排数和列数，根据现场岩石情况布置炮眼数目。导峒炮眼应采用岩眼和穿岩煤相间排列。岩眼应距煤层底板0.1m，穿岩煤眼应打入煤层0.5m; 2装煤量及装药联线方式 炮眼 名称 起爆 顺序 炮眼 深度 （M） 炮眼个数 炮眼角度 炸药消耗量 雷管（个） 眼号 垂直 水平 Kg/孔 小计 个孔 小计 掏 槽 眼 1.9 8 0.97 7.8 8 2.5 8 1.5 12 16 爆 破 眼 1.9 15 0.97 14.6 15 2.5 16 1 16 16 邦 眼 1.9 21 0.75 15.7 21 2.5 22 0.75 16.5 22 合 计 90 78.7 106 药量计算根据防突规定应按照正常掘进的1.52倍确定药量，导峒震动放炮可按下列计算； Q1.52q.A78.71.5118kg 式中Q 震动放炮炸药量，kg; q 正常掘进单位炸药量，6kg/m3 A 导峒一次炸开煤岩量，m3 通过计算炸药量后，根据每眼装药量分配结果，可对炸药量作适当增加。 （3）装药联线方式放炮应采用水胶炸药和毫秒电雷管。一个炮眼内可装12个雷管，起爆段数一般为4段，即掏槽眼、辅助眼、边眼或中心眼，必须采用毫秒雷管，最后一段的延期时间不得超过130毫秒，并不得跳段使用。 放炮的联线方式采用串联的联线方式。联线的每一个接头必须用纱布打磨掉涂层，两线接头缠绕，并用绝缘胶带包好。 震动放炮装药方式必须采用正向装药爆破。装药后所余炮眼长度应全部用黄土炮泥填充。 石门揭煤放炮采用远距离放炮。放炮母线必须采用专用电缆，并尽可能减少接头，以减少放炮母线的电阻，放炮人员带4h正压呼吸器在十平巷西二级口绕巷避难硐室起爆，放炮时必须与地面取得联系，在人员全部撤至地面，并清点人数不少后，方可在接到放炮命令才能起爆。起爆时硐室内的电话与调度室的电话接通后，硐室内的电话不挂让调度室人员能听到放炮声。起爆后调度室要密切注意石门回风流探头的变化情况，在等待30min后没有异常情况时，救护队员方可到现场进行全面查看。 第五章 石门揭穿金属骨架设计 一、 概述 石门揭穿处巷道顶部有较厚的煤层，由于倾斜煤层石门穿煤的长度较长，在进入煤层的过程中巷道顶部要长距离托煤，如不采取超前支护，将会造成严重的垮落，诱发突出事故。 金属骨架是用于石门工作面揭穿突出危险的一种超前支架。该支架是将钢管或钢轨插入预先在工作面断面周边布置的钻孔内，其前端伸入煤层的顶板岩石中，后端支撑在工作面的支架上。金属骨架仅作为防突措施的一种配套措施，以防止上悬和两帮煤体垮落诱发突出。 二、金属骨架设计 采用金属骨架时，在石门顶部及两帮上侧打眼，钻孔穿过煤层全部进入顶部岩层0.5m后终孔，孔间距为0.2m。根据目测突出危险性确定布置钻孔的范围。一般情况下，顶部布置单排钻孔，必要时顶部布置双排钻孔，两帮布置单排钻孔。钻孔直径为75mm，钻孔打完后，向孔内插入长度大于钻孔长度0.50.7m的钢轨作为骨架。 三、采用金属骨架设计时，应达到下列要求 1）对于突出危险性小的煤层，可在石门顶部及两帮布置单排； 2）在石门断面外，上部和两侧0.51.0m范围内布置骨架孔，避免受震动放炮破坏； 3）金属骨架钻孔穿过煤层并布置两排金属骨架，钻孔间距应小于0.2m； 4）打完骨架孔后，应及时清除钻孔内的煤粉和岩粉，然后立即 插入金属骨架； 5）金属骨架材料可选用8kg/m的钢轨，其伸出孔外端的部分应砌入墙内使支架固牢。 6）揭开煤层后，严禁拆除金属骨架，以防止因悬煤垮落引起突出； 四、金属骨架使用应根据煤层结构而定，在做导硐前根据打钻所探的煤层结构决定。 第六章 石门揭穿煤层防治瓦斯突出措施 一、组织措施 1、矿成立揭煤领导小组，负责审查揭煤设计，解决揭煤中的工作安排及技术问题。 揭煤总指挥申宏敏 副 总 指挥刘明建 郑国宝 王铁仁 张建中 施工负责人梁占标 安全负责人 梁国贤 参加人员 高全治 孙广建 曹占营 杨军来 闫勤学 王建民 杨怀欣 2、技术科负责编制揭煤设计与会审，以及现场放中腰线，在施工中严格控制煤层位置，并确定煤层厚度，抽放队负责打钻探煤。 3、开拓科梁占标负责按设计组织队伍进行施工，杨军来负责施工中的技术问题。 4、安全科梁国贤负责揭煤全过程的安全及瓦斯监管工作，及撤离人员安排。采煤队、建井队、运输队、机电队、抽放队及各开拓队第一负责人必须服从安全科的撤人命令，各队应在规定的时间内撤出井下所有人员，确保揭煤工作按时进行。 5、机电科王建民负责井下停送电工作，安排在规定的时间将各水仓抽干，防止水仓漫水，并负责本系统人员撤离。 6、防突科高全治负责指导揭煤装药放炮，指导揭煤全过程的防突技术工作，及放炮前通风系统问题及设施的检查，发现通风问题立即安排处理，否则不得放炮。 7、调度室闫勤学负责整个揭煤过程的调度协调工作，做好下情上达及撤离人员协调。放炮后时刻观察瓦斯变化情况，并随时向有关矿长汇报。做好各项记录。 8、后勤保障由王铁仁矿长负责，负责材料供应等工作。 9揭煤时间定在 月 日16点。 二、安全技术措施 1、石门揭穿煤层前，当预测为突出危险工作面时，必须采取打排放孔防止突出，经效果检验有效后，可采用远距离放炮揭开煤层；若检验无效，应继续打排放孔，经措施效果检验有效后，方可用远距离放炮揭开煤层。 2、石门揭开突出煤层前，应采用钻屑瓦斯解吸指标法或钻孔瓦斯涌出初速度法检测工作面突出危险性。 3、必须严格检查五道反向风门（两条下山十一平巷风门、八石门里风门、九平巷风门和一平巷风门），如风门出现裂缝、压坏必须安排进行整修。 4、回风巷（包括回风井）有效通风断面不得小于4m2，如断面达不到要求，必须安排人员进行清理。 5、在进巷做导硐期间放炮时，放炮地点设在皮带井风门以外50m处，有放炮员、瓦检员和跟班干部在场，其他十二平巷以上的抽放队、建秋队、77121西运输巷及石门施工人员全部撤至十平巷，十三平巷的大平队在接到调度室的通知后停止工作原地休息。放炮时当班干部必须向调度室汇报，放炮后30min无异常情况再向调度室汇报，由调度室通知大平队恢复工作。 6、在揭石门前，由抽放队、运输队、机电科和建秋队负责将十一平巷的钻机、矿车、水泵、电瓶车及各自负责运到十平巷，揭煤回风线路不得有铁器设备。 三、安全防护措施 1、石门揭穿突出煤层或在突出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。安全防护措施包括远距离放炮、避难峒室、压风自救系统和隔离式（压缩氧和化学氧）自救器等。 2、震动放炮未揭开石门全断面时，继续放炮仍需按照震动性放炮有关规定执行，并需加强支护，设专人检查瓦斯和观察突出预兆；在作业中，如发现突出预兆，工作人员立即撤到反向风门以外安全地点。 3、石门揭穿煤层的突出危险区设置反向风门时，必须遵守下列规定 （1）反向风门必须设在石门掘进工作面西侧两条下山车场处的进风侧，以隔离突出时的瓦斯能流入专用回风系统； （2）必须设置两道牢固可靠的反向风门，风门墙垛可用砖砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于1000mm，风门厚度不得小于50mm。两道风门之间的距离不得小于4m； （3）放炮时反向风门必须关闭，对通过墙垛的风筒，必须使用反逆止阀风筒隔断装置。放炮后，人员进入检查时，必须把反向风门打开顶牢； 8、石门掘进工作面必须按照掘进系列化进行装备，必须安装“三专两闭锁”，采用双风机双电源进行供风。安装风电闭锁和瓦斯电闭锁，当瓦斯超限达到1.0时，必须切断整个十一平巷、21504上付巷全部电源。 9、在施工期间必须完善监控系统，石门掘进必须安装瓦斯传感器，具体位置为十一平巷风门以东15m回风流中及工作面迎头向外10m处。断电浓度定在1.0以上（含1），复电浓度为1以下（不含1）。必须与地面联网使用。 10、起爆时间定在八点班的16点开始起爆，井下所有人员必须在下午3点40分前全部升井。 安排清点人数及把井口防止四点班人员入井 采煤队由曹占营负责清点人数，人行井口负责把关； 开拓队由杨军来负责清点人数， 一3井由郑保建负责清点人数，一3井口郑保建负责把关； 抽放队由王占清负责清点人数， 机电队由吴随炎负责清点人数，七主井口袁振有负责把关； 建井队由杨怀欣负责清点人数，七提矸井口袁振有负责把关； 救护队由王占森负责。 11、井下电瓶车由袁振有负责安排到安全地点（十平巷渣屯处）。地面三回风井口由郑国亮负责检测瓦斯浓度。 12、十平巷大泵房及高压间工作人员由李玉洪负责撤出。 13、揭石门前准备防冒顶材料，曹占营负责。 14、放炮后30min由总指挥通知救护队队员，进入工作面检查具体情况，检查后将结果报告总指挥及调度室，确认无危险后由总指挥通知机电负责人王建民送电，并解除所有警戒。 15、避灾路线十平巷西避难硐室→十平巷→新西井底→新西井→地面。起爆人员起爆后停留两分钟后，没有出现异常情况立即沿避灾路线撤到地面。由现场负责人组织撤离。 西十一平巷2石门揭煤防突设计 技术科 二〇〇九年九月十五日 23