防突作业规程.docx
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防突作业规程
目 录
1工程概况2
2瓦斯地质条件2
3前探钻孔和煤层瓦斯压力测定2
4石门揭煤工作面突出危险性测定3
5防突措施4
5.1抽放孔施工要求7
5.2安全岩柱和导硐掘进7
5.3震动放炮前的防突措施效果检验8
6施工顺序9
7揭煤震动放炮设计9
7.1炮眼布置9
7.2爆破网络计算9
7.3防瓦斯超限10
8震动放炮安全技术措施10
8.1爆破器材10
8.2打眼与装药11
9通风系统11
10监测系统12
11安全防护12
11.1压风自救系统12
11.2反向防突风门···································12
11.3远距离震动放炮································13
11.4木垛挡栏······································13
11.5防尘水幕·····································13
11.6其它14
12供电及停电14
13钻孔施工安全技术措施14
14避灾路线15
15组织管理15
16进入煤层掘进期间的防突措施16
17揭煤设计附图17
1工程概况
东翼轨道运输大巷设计长度1317m,方位角53°19′,按3‰坡度向前掘进,现巷道已掘至东轨第二联络巷口前109米处,由于掘进前方出现构造,根据地测部预测资料预计向前掘进约24.2m时将揭开二1煤层。
东翼轨道运输轨设计采用直墙半圆拱断面,锚喷支护,巷道净宽4.2m、净高均为3.9m,墙高1.8m,喷厚120mm,基础100mm,东轨道运输大巷的设计图见附图1。
2瓦斯地质条件
新义矿为新建矿井,二1煤层顶板30m范围内的岩性自上而下为①细粒砂岩,浅灰色,成分为石英、长石,水平层理,层面含大量白云母片,偶含泥质条带及团块,层面见大量植物叶茎化石,局部相变为粉砂岩或砂质泥岩,平均厚约12m;②砂质泥岩,深灰色薄层状,见植物叶茎化石,其底部局部见二3煤(约为0.6m);③中细砂岩,灰白色,成分以石英、长石为主,水平层理,局部为波状层理,层面见大量白云母片,局部见煤屑(二2煤),高角度的裂隙较发育。
其底部局部相变为砂质泥岩。
二1煤层直接底板为细砂岩,局部为砂质泥岩。
二1煤层呈黑色,碎块状,以亮煤为主,含少量暗煤,含黄铁矿结核,揭煤地点煤层厚度6.7~7.8m,煤厚平均7.2m,沿巷道掘进方向伪倾角16.3°,地勘期间测定的二1煤挥发分Vdaf为12.89~17.14%,平均14.67%,Ad为8.62~30.52%,平均17.72%,Mad为0.39~1.22%,瓦斯含量为2.21~9.80m3/t,平均5.39m3/t。
根据三维地震资料。
东翼轨道大巷有明显的小断层,构造较复杂。
3前探钻孔和煤层瓦斯压力测定
由地勘资料和已掘进巷道揭露的资料分析,东翼轨道大巷的瓦斯地质条件较复杂,为了准确掌握煤层的位置、赋存状态和瓦斯地质条件,在东翼轨道大巷掘至东翼第二联巷口前120米处的测压钻窝时,在钻窝内施工二个前探钻孔并进行煤层瓦斯压力测定,前探兼测压钻孔的参数如表1。
钻孔必须全钻取芯。
表1 前探兼测压钻孔参数表
钻孔序号
位置
倾角(度)
与钻场中线夹角
孔径(mm)
钻孔总长(m)
备注
距钻场迎头(m)
距底板(m)
1
1.0
0.0
45
左偏17°
75
穿煤
全钻取芯
2
1.0
0.0
45
右偏17°
75
穿煤
全钻取芯
在打测压钻孔过程中,每个钻孔测定一个测定煤层原始瓦斯含量。
同时每米钻孔采一个煤样,测定煤的坚固性系数f,并将两个测压孔所测的坚固性系数最小值平均,作为煤层平均坚固性系数。
将坚固性系数最小值的两个煤样混合,测定煤的瓦斯放散初速度ΔP。
并用D、K值进行预测。
预测采用的临界值如表2所示。
表2 综合指标D、K预测煤层区域突出危险性的临界值
煤层突出危险性综合指标D
煤的突出危险性综合指标K
0.25
15
4工作面二1煤层突出危险性预测
采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标和瓦斯突出动力现象等综合分析的方法预测揭煤地点突出危险性。
(1)综合指标法(D、K)
根据河南理工大学为我矿测定的参数:
f值为0.2,△p在10~30之间,P值为1.4Mp。
根据综合指标法预测煤层突出危险性的计算公式可得:
D=(0.0075H/f-3)(P-0.7)
=(0.0075×605/0.2-3)×(1.4-0.74)
=12.99
K=ΔP/f
=30/0.2
=150
式中:
D——煤层突出危险性综合指标;
K——煤的突出危险性综合指标;
H——开采深度,605m;
P——煤层瓦斯压力,取瓦斯压力最大值1.4MPa;
ΔP——软分层煤的瓦斯放散初速度指标;根据河南理工大学测定最大值取30;
f——软分层煤的平均坚固性系数。
取0.2。
D、K值进行预测采用的临界值如表2所示。
表2 综合指标D、K预测煤层区域突出危险性的临界值
煤层突出危险性综合指标D
煤的突出危险性综合指标K
0.25
15
(2)钻屑瓦斯解析指标(Δh2)法
在施工探测钻孔(4个=65mm)过程中,我们对其瓦斯解吸指标△h2值进行了预测,探测钻孔参数见下表。
其中共有10组数据超过临界值。
分别为2个460pa,1个480pa,3个400pa,3个600pa,1个540pa。
瓦斯解吸指标△h2临界值见表4。
表3 小直径探测钻孔参数表
钻孔
序号
位置
倾角(度)
与中线夹角(度)
孔径(mm)
钻孔总长(m)
距中线(m)
距底板
(m)
1
左偏1.0
1
0
0
65
穿煤0.5m
2
右偏1.0
1
0
0
65
穿煤0.5m
3
左偏1.0
0
70
0
65
穿煤0.5m
4
右偏1.0
0
70
0
65
穿煤0.5m
在施工探测钻孔的过程中,同时,记录钻进过程中的突出前兆动力现象,如卡钻、顶钻、吸钻、煤炮声和瓦斯喷孔等。
表4 瓦斯解吸指标△h2临界值
突出预测指标
钻屑瓦斯解吸指标△h2(pa)
干煤
湿煤
临界值
200
160
上述所示,综合分析,D、K值;瓦斯解吸指标△h2值均已超过其临界值,同时有明显的瓦斯动力现象。
揭煤工作面具有突出危险性。
必须严格按“四位一体”防突措施进行管理。
5防突措施
根据新义矿井煤层特点,本次揭煤采用集中抽放瓦斯结合短导硐震动放炮揭煤。
使用重庆ZY-300型和ZYG-150型(ZY-650型)钻机在东翼轨道大巷迎头和耳巷内共施工=89mm的抽放孔132个,控制范围为长×宽×厚=20m×20.2m×10m,钻孔孔底间距2m。
掘进导硐12.35m,导硐施工完毕后使用重庆ZY-300型或ZYG-150型(ZY-650型)钻机在导硐迎头施工=89mm的抽放孔20个,控制范围为长×宽×厚=38m×20.2m×4m,钻孔孔底间距2.25m(详情见附图)。
具体措施如下:
在巷道底板距二1煤层法距3m处,在迎头两帮施工二个耳巷,耳巷高2.9m(耳巷底板高出轨道大巷底板0.2m便于积水外排),深5m,宽4.2m,在两个耳巷迎头各施工48个抽放钻孔,掘进迎头施工18个抽放钻孔,在耳巷和主巷底板施工66个抽放钻。
抽放孔控制巷道轮廓线外8m,每施工一个抽放孔必须立即用聚氨脂进行封孔联管抽放,抽放孔全部施工结束并预抽一定时间后计算煤层瓦斯预抽率,当预抽率大于30%时进行效果检验(采用瓦斯解吸指标△h2、瓦斯涌出初速度q值进行效果检验),当两个指标均不超时,将巷道掘进断面中的抽放管拆除(钻场中的抽放钻孔继续抽放)向前施工至巷道底板距煤层顶板垂距2m处(预计掘进3.1m),然后保持巷道顶板不变,底板以16.3°坡度掘进至巷高3m时,保持巷高(3m)不变以16.3°坡度掘进导硐约9.45m,(详情见附图),导硐施工完毕后在导硐迎头施工20个瓦斯抽放孔预抽导硐前方瓦斯,每施工一个抽放孔必须立即用聚氨脂进行封孔联管抽放,并依据前述标准及检验方法进行检验,经检验各项指标均不超临界值时,将导硐迎头的超前抽放孔拆除,然后向下挖底至距二1煤层顶板法距1.5m,采用震动放炮揭开煤层,在导硐掘进和揭煤过程中保持耳巷内不间断抽采。
抽放孔布置如图2。
抽放孔设计参数如表5。
导硐迎头抽放孔布置如图3。
导硐迎头超前抽放措施孔设计参数如表6。
表5 抽放措施孔布置参数表
编号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
预计见煤深度(m)
预计止煤深度(m)
钻孔总长(m)
编
号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
见煤深度(m)
止煤深度(m)
钻孔总长(m)
1
L11
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
1′
R11
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
2
L12
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
2′
R12
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
3
L8
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
3′
R8
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
4
L10
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
4′
R10
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
5
L6
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
5′
R6
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
6
L7
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
6′
R7
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
7
L3
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
7′
R3
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
8
L5
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
8′
R5
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
9
L1
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
9′
R1
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
10
L3
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
10′
R3
2
13.6
42.3
穿煤0.5m
11
L0
8
10.3
31.6
穿煤0.5m
11′
R0
8
13.6
42.3
穿煤0.5m
12
L11
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
12′
R11
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
13
L12
13
7.9
25
穿煤0.5m
13′
R12
13
7.9
25
穿煤0.5m
14
L8
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
14′
R8
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
15
L10
13
7.9
25
穿煤0.5m
15′
R10
13
7.9
25
穿煤0.5m
16
L6
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
16′
R6
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
17
L7
13
7.9
25
穿煤0.5m
17′
R7
13
7.9
25
穿煤0.5m
18
L3
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
18′
R3
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
19
L5
13
7.9
25
穿煤0.5m
19′
R5
13
7.9
25
穿煤0.5m
20
L1
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
20′
R1
19
6.7
20.5
穿煤0.5m
21
L3
13
7.9
25
穿煤0.5m
21′
R3
13
7.9
25
穿煤0.5m
22
L0
19
6.7
19.6
穿煤0.5m
22′
R0
19
7.9
25
穿煤0.5m
23
L13
24
5.3
17
穿煤0.5m
23′
R13
24
5.3
17
穿煤0.5m
24
L14
21
5.8
18.8
穿煤0.5m
24′
R14
21
5.8
18.8
穿煤0.5m
25
L10
24
5.3
16.8
穿煤0.5m
25′
R10
24
5.3
16.8
穿煤0.5m
26
L11
21
5.8
18.6
穿煤0.5m
26′
R11
21
5.8
18.6
穿煤0.5m
27
L7
24
5.3
16.7
穿煤0.5m
27′
R7
24
5.3
16.7
穿煤0.5m
28
L8
21
5.8
18.4
穿煤0.5m
28′
R8
21
5.8
18.4
穿煤0.5m
29
L4
24
5.3
16.6
穿煤0.5m
29′
R4
24
5.3
16.6
穿煤0.5m
30
L6
21
5.8
18.3
穿煤0.5m
30′
R6
21
5.8
18.3
穿煤0.5m
31
L1
24
5.3
16
穿煤0.5m
31′
R1
24
5.3
16
穿煤0.5m
32
L3
21
5.8
18.2
穿煤0.5m
32′
R3
21
5.8
18.2
穿煤0.5m
33
L0
24
5.3
17
穿煤0.5m
33′
R0
24
5.8
18.7
穿煤0.5m
备注:
表中的见煤深度、止煤深度和钻孔总长只作为参考数据,实际抽放孔深度必须打入煤层底板0.5米。
续表5 抽放措施孔布置参数表
编号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
预计见煤深度(m)
预计止煤深度(m)
钻孔总长(m)
编
号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
见煤深度(m)
止煤深度(m)
钻孔总长(m)
D1
L18
33
4.4
14.4
穿煤0.5m
D1′
L18
33
4.4
14.4
穿煤0.5m
D2
L17
28
4.8
16
穿煤0.5m
D2′
L17
28
4.8
16
穿煤0.5m
D3
L13
33
4.4
14.1
穿煤0.5m
D3′
L13
33
4.4
14.1
穿煤0.5m
D4
L14
28
4.8
15.8
穿煤0.5m
D4′
L14
28
4.8
15.8
穿煤0.5m
D5
L10
33
4.4
13.9
穿煤0.5m
D5′
L10
33
4.4
13.9
穿煤0.5m
D6
L11
28
4.8
15.6
穿煤0.5m
D6′
L11
28
4.8
15.6
穿煤0.5m
D7
L6
33
4.4
13.8
穿煤0.5m
D7′
L6
33
4.4
13.8
穿煤0.5m
D8
L7
28
4.8
15.3
穿煤0.5m
D8′
L7
28
4.8
15.3
穿煤0.5m
D9
L2
33
4.4
13.7
穿煤0.5m
D9′
L2
33
4.4
13.7
穿煤0.5m
D10
L4
28
4.8
14.9
穿煤0.5m
D10′
L4
28
4.8
14.9
穿煤0.5m
D11
L0
33
4.4
13.9
穿煤0.5m
D11′
L0
28
4.8
13.9
穿煤0.5m
D12
L25
47
3.9
12.6
穿煤0.5m
D12′
L25
47
3.9
12.6
穿煤0.5m
D13
L23
39
4.2
13.8
穿煤0.5m
D13′
L23
39
4.2
13.8
穿煤0.5m
D14
L19
47
3.9
12.1
穿煤0.5m
D14′
L19
47
3.9
12.1
穿煤0.5m
D15
L18
39
4.2
13.4
穿煤0.5m
D15′
L18
39
4.2
13.4
穿煤0.5m
D16
L14
47
3.9
12.1
穿煤0.5m
D16′
L14
47
3.9
12.1
穿煤0.5m
D17
L14
39
4.2
13.3
穿煤0.5m
D17′
L14
39
4.2
13.3
穿煤0.5m
D18
L8
47
3.9
12
穿煤0.5m
D18′
L8
47
3.9
12
穿煤0.5m
D19
L10
39
4.2
12.8
穿煤0.5m
D19′
L10
39
4.2
12.8
穿煤0.5m
D20
L2
47
3.9
11.8
穿煤0.5m
D20′
L2
47
3.9
11.8
穿煤0.5m
D21
L5
39
4.2
12.5
穿煤0.5m
D21′
L5
39
4.2
12.5
穿煤0.5m
D22
L0
39
3.9
11.6
穿煤0.5m
D22′
L0
39
4.2
12.5
穿煤0.5m
D23
L18
64
3.6
12.6
穿煤0.5m
D23′
L18
64
3.6
12.6
穿煤0.5m
D24
L17
54
3.8
12.9
穿煤0.5m
D24′
L17
54
3.8
12.9
穿煤0.5m
D25
L13
64
3.6
11.4
穿煤0.5m
D25′
L13
64
3.6
11.4
穿煤0.5m
D26
L14
54
3.8
12.1
穿煤0.5m
D26′
L14
54
3.8
12.1
穿煤0.5m
D27
L10
64
3.6
10.6
穿煤0.5m
D27′
L10
64
3.6
10.6
穿煤0.5m
D28
L11
54
3.8
11.5
穿煤0.5m
D28′
L11
54
3.8
11.5
穿煤0.5m
D29
L6
64
3.6
10
穿煤0.5m
D29′
L6
64
3.6
10
穿煤0.5m
D30
L7
54
3.8
11.1
穿煤0.5m
D30′
L7
54
3.8
11.1
穿煤0.5m
D31
L2
64
3.6
9.7
穿煤0.5m
D31′
L2
64
3.6
9.7
穿煤0.5m
D32
L4
54
3.8
14.3
穿煤0.5m
D32′
L4
54
3.8
14.3
穿煤0.5m
D33
L0
64
3.6
9.7
穿煤0.5m
D33′
L0
64
3.8
10.9
穿煤0.5m
备注:
表中的见煤深度、止煤深度和钻孔总长只作为参考数据,实际抽放孔深度必须打入煤层底板0.5米。
表6导硐迎头抽放措施孔布置参数表
编号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
预计见煤深度(m)
预计止煤深度(m)
钻孔总长(m)
编
号
与中线夹角(度)
与水平夹角(度)
见煤深度(m)
止煤深度(m)
钻孔总长(m)
1
L12
2
10.5
38
穿煤0.5m
6
R2
2
10.2
37
穿煤0.5m
2
L10
2
10.4
38
穿煤0.5m
7
R4
2
10.2
37
穿煤0.5m
3
L7
2
10.3
37
穿煤0.5m
8
R7
2
10.3
37
穿煤0.5m
4
L4
2
10.2
37
穿煤0.5m
9
R10
2
10.4
38
穿煤0.5m
5
L2
2
10.2
37
穿煤0.5m
10
R12
2
10.5
38
穿煤0.5m
11
L15
4
7.5
32
穿煤0.5m
16
R2
4
7.2
31
穿煤0.5m
12
L12
4
7.4
32
穿煤0.5m
17
R5
4
7.3
31
穿煤0.5m
13
L8
4
7.4
31
穿煤0.5m
18
R8
4
7.4
31
穿煤0.5m
14
L5
4
7.3
31
穿煤0.5m
19
R12
4
7.4
32
穿煤0.5m
15
L2
4
7.2
31
穿煤0.5m
20
R15
4
7.5
32
穿煤0.5m
备注:
表中的见煤深度、止煤深度和钻孔总长只作为参考数据,实际抽放孔深度必须打入煤层底板0.5米。
5.1抽放孔施工要求
(1)抽放孔的孔径为Φ89mm。
(2)钻孔施工必须从里向外,从巷道两帮向中间,先迎头后底板,先上后下。
施工过程中必须记录清楚钻孔参数(岩孔长度、煤孔长度、钻孔角度、钻孔位置和钻孔编号)等。
(3)封孔前用压风的方法将孔内积水排净,否则不得封孔。
要求打好一个孔,封一个孔,连一个孔,以保证封孔质量。
抽放期间为保证抽放效果,要求专人负责放水、检测瓦斯抽放量等工作,发现问题及时解决。
(4)为保证抽放效果,须采用聚氨酯结合水泥砂浆封孔方法。
封孔段长度:
岩孔小于4m的钻孔要求全部封堵,岩孔大于4m的钻孔,除聚氨酯封孔段以外水泥砂浆封堵长度不得少于3m。
封孔管采用1英寸抗静电塑料管或钢管。
5.2安全岩柱和导硐掘进
在巷道距二1煤层法距5~3m期间,每循环进尺前用YTP-28凿岩机在迎头底板打二个Φ38mm超前钻孔,一个钻孔与巷道腰线平行向前,一个与巷道腰线呈90°向下,深度不小于3m,前探安全岩柱厚度,只有在与煤层法距大于3m时,方可掘进,掘进期间采用远距离放炮,撤人距离不少于300m,且距东翼轨道大巷反向风门不少于50m的全风压通风的新鲜风流中的安全地点。
反向风门以里的非本质安全型电气设备全部断电,反向风门必须关闭,严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
法距小于3m时及时向揭煤指挥部汇报,由揭煤指挥部制定措施。
在巷道底板距二1煤层法距3m至2m及导硐掘进期间,每循环进尺在迎头、底板打二个Φ42mm超前钻孔,一个钻孔与巷道腰线平行向前,一个与巷道腰线呈90°向下,两钻孔深度为2.5m以上。
只有在与煤层法距大于2m时,方可掘进,掘进期间采用远距离放炮,撤人距离不少于300m且距东翼轨道大巷反向风门不少于50m的全风压通风的新鲜风流中的安全地点。
反向风门以里的非本质安全型电气设备全部断电,反向风门必须关闭,严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
探到煤层时及时向揭煤指挥部汇报,由揭煤指挥部制定措施。
超前钻孔由瓦检员、放炮员和安检员共同验收合格在验收单上签字后方可掘进,同时向调度中心汇报。
调度中心必须做好记录。
在掘进过程中,如果发现有瓦斯突出预兆时,安检员、专职瓦斯检查员和放炮员必须立即将工作面所有人员撤至两道反向防突风门外安有压风自救装置
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