一、煤與瓦斯突出的可能性分析
1、煤層賦存
井田位于普安向斜南翼東段,地層主要呈..." />
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麒麟煤礦煤與瓦斯突出自災(zāi)因素防治

作者:趙振勝 2014-05-13 10:10 來源:煤礦安全網(wǎng)

麒麟煤礦煤與瓦斯突出自災(zāi)因素防治

一、煤與瓦斯突出的可能性分析

1、煤層賦存

井田位于普安向斜南翼東段,地層主要呈北西~南東走向,傾向北東,傾角6~38°,為一單斜構(gòu)造。井田內(nèi)出露地層由老到新有:二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M(P3l)、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組及第四系,含煤地層為龍?zhí)督M,含可采煤層2層,從上至下分別是1號、17號煤層,其平均厚度分別為1.9m、1.58m,為中厚煤層。井田內(nèi)1號與17號煤層之間的層間距為116m。

2、煤層頂?shù)装?/strong>

1號煤層頂板為泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)灰?guī)r;底板為泥巖及粉砂巖。17號煤層頂板為粉砂巖,局部為泥質(zhì)粉砂巖;底板為泥巖。

3、瓦斯特征

根據(jù)經(jīng)驗公式,預(yù)測各煤層最低標(biāo)高時的瓦斯含量,預(yù)測結(jié)果見表3-5-1。

表3-5-1  礦井各煤層最低開采標(biāo)高時瓦斯壓力、瓦斯含量表

 

煤層

Wh

P

m3/t

Mpa

1

20.36

4.20

17

19.10

4.55

 

根據(jù)瓦斯預(yù)測結(jié)果,各煤層瓦斯壓力均大于0.74MPa,瓦斯含量均在8m3/t以上。

4、煤層的物理力學(xué)性質(zhì)

本區(qū)煤層為黑色、灰黑色,玻璃光澤及似金屬光澤,條帶狀和線理狀結(jié)構(gòu),層狀及塊狀構(gòu)造。以參差狀斷口為主,部分為棱角狀及階梯狀斷口,粉末狀及塊狀,裂隙中可見方解石薄膜、粘土礦物及黃鐵礦等充填物。

5、煤與瓦斯突出情況

根據(jù)煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心2006年12月編制的《麒麟煤礦資源/儲量核實報告》,井田內(nèi)含煤地層為龍?zhí)督M,含煤13~29層,除可采煤層(1號、17號煤層)2層外,0.3 m以上不可采煤層有(26號、27號、28號)共3層,其余均為煤線。26號煤層與17號煤層的距離為272m,27號與17號煤層的距離為282m,28號與17號煤層的距離為293m。根據(jù)巷道揭露情況,1號至17號煤層間無0.3 m以上煤層。

根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)2011年4月編制的《麒麟煤礦17號煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》,17號煤層破壞類型屬Ⅳ類破壞煤,煤體堅固性系數(shù)為0.48,瓦斯放散初速度為28.5mmHg,瓦斯壓力大于0.74MPa,結(jié)論為有突出危險。

經(jīng)預(yù)測計算,各可采煤層瓦斯壓力均大于0.74MPa,瓦斯含量均在8m3/t以上;因此,本礦0.3m以上各煤層均有發(fā)生突出的可能,但不可采煤層與17號煤層的層間距為272m,故對17號煤層開采基本無影響。

二、基本要求

(一)一般規(guī)定

1、礦井必須編制防突專項設(shè)計設(shè)計應(yīng)當(dāng)包括開拓方式、煤層開采程序、采煤方法、通風(fēng)系統(tǒng)、防突設(shè)施設(shè)備、區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施等內(nèi)容。礦井必須建立滿足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)。

2、礦井應(yīng)當(dāng)做好防突工程的計劃和實施,將防突的預(yù)抽煤層瓦斯、保護層開采等工程與礦井采掘部署、工程接替等統(tǒng)一安排,使礦井的開拓區(qū)、抽采區(qū)、保護層開采區(qū)和突出煤層(或被保護層)開采區(qū)按比例協(xié)調(diào)配置,確保突出煤層采掘前超前實施區(qū)域防突措施

3、礦井的巷道布置應(yīng)符合下列要求和原則:

(1)各大巷、主要風(fēng)巷、采區(qū)上山和下山等主要巷道必須布置在巖層或非突出煤層中;

(2)應(yīng)減少井巷揭穿突出煤層的次數(shù);

(3)井巷揭穿突出煤層的地點應(yīng)合理避開地質(zhì)構(gòu)造破壞帶;

(4)突出煤層的巷道應(yīng)優(yōu)先布置在被保護區(qū)域或其他卸壓區(qū)域。

4、礦井地質(zhì)測量工作必須遵守下列規(guī)定:

(1)地質(zhì)測量部門應(yīng)當(dāng)與防突機構(gòu)、通風(fēng)部門共同編制礦井瓦斯地質(zhì)圖,圖中應(yīng)標(biāo)明采掘進度、被保護范圍、煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、突出點的位置、突出強度、瓦斯基本參數(shù)及絕對和相對瓦斯涌出量等資料,作為區(qū)域突出危險性預(yù)測和制定防突措施的依據(jù);

(2)地質(zhì)測量部門應(yīng)當(dāng)在采掘工作面距離未保護區(qū)邊緣50m前編制臨近未保護區(qū)通知單,報礦技術(shù)負(fù)責(zé)人審批后交有關(guān)采掘區(qū)(隊);

(3)突出煤層頂、底板巖巷掘進時,地質(zhì)測量部門必須提前進行地質(zhì)預(yù)測,掌握施工動態(tài)和圍巖變化情況,及時驗證提供的地質(zhì)資料,并定期通報給煤礦防突機構(gòu)和采掘區(qū)(隊);遇有較大變化時,應(yīng)隨時通報。

5、礦井開采的非突出煤層,在延深達到或超過50m或開拓新采區(qū)時,必須測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量及其它與突出危險性相關(guān)的參數(shù)。在新水平開拓工程的所有煤巷掘進過程中應(yīng)密切觀察突出預(yù)兆,并應(yīng)在開拓工程首次揭穿這些煤層時執(zhí)行石門揭煤工作面的局部綜合防突措施。

6、突出煤層的采掘作業(yè)應(yīng)符合以下要求:

(1)掘進工作面與煤層巷道交叉貫通前,被貫通的煤層巷道必須超過貫通位置,其超前距不得小于5m,并且貫通點周圍10m內(nèi)的巷道應(yīng)加強支護。在掘進工作面與被貫通巷道距離小于60m的作業(yè)期間,被貫通巷道內(nèi)不得安排作業(yè),并保持正常通風(fēng),且在放炮時不得有人;

(2)采煤工作面應(yīng)盡可能采用刨煤機或淺截深采煤機采煤;

(3)煤、半煤巖炮掘和炮采工作面,必須使用安全等級不低于三級的煤礦許用含水炸藥。

6、突出煤層任何區(qū)域的任何工作面進行揭煤和采掘作業(yè)前,均必須執(zhí)行安全防護措施。入井人員必須隨身攜帶隔離式自救器。

7、所有突出煤層外的巷道(包括鉆場等)距突出煤層的最小法向距離小于10m時(在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶為小于20m時),必須邊探邊掘,確保最小法向距離不小于5m。

8、同一突出煤層正在采掘的工作面應(yīng)力集中范圍內(nèi),不得安排其他工作面回采或者掘進。具體范圍由煤礦技術(shù)負(fù)責(zé)人確定,但不得小于30m。突出煤層的掘進工作面應(yīng)當(dāng)避開鄰近煤層采煤工作面的應(yīng)力集中范圍。在突出煤層的煤巷中安裝、更換、維修或回收支架時,必須采取預(yù)防煤體垮落而引起突出的措施。

9、通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求:

(1)井巷揭穿突出煤層前,必須具有獨立的、可靠的通風(fēng)系統(tǒng);

(2)有突出煤層的采區(qū)、突出煤層工作面都必須有獨立的回風(fēng)系統(tǒng),采區(qū)回風(fēng)巷必須是專用回風(fēng)巷。

(3)在突出煤層中,嚴(yán)禁任何兩個采掘工作面之間串聯(lián)通風(fēng);

(4)煤與瓦斯突出煤層采區(qū)回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷必須安設(shè)高低濃度甲烷傳感器;

(5)突出煤層采掘工作面回風(fēng)側(cè)嚴(yán)禁設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)量的設(shè)施。易自燃煤層的回采工作面確需設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施的,須經(jīng)煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn);

(6)嚴(yán)禁在井下安設(shè)輔助通風(fēng)機;

(7)突出煤層掘進工作面的通風(fēng)方式必須采用壓入式。

10、煤與瓦斯突出礦井嚴(yán)禁使用架線式電機車。煤與瓦斯突出礦井井下進行電焊、氣焊和噴燈焊接時,必須停止突出煤層的掘進、回采、鉆孔、支護以及其它所有擾動突出煤層煤體的作業(yè)。

11、清理突出的煤炭時,必須制定防煤塵、防片幫、防冒頂和防瓦斯超限、防火源的安全技術(shù)措施。突出孔洞應(yīng)當(dāng)及時充填、封閉嚴(yán)實或者進行支護,并當(dāng)恢復(fù)采掘作業(yè)時,應(yīng)在其附近30m范圍內(nèi)加強支護。

12、礦井應(yīng)當(dāng)編制突出事故應(yīng)急預(yù)案。

13、礦井在編制年度、季度、月度生產(chǎn)建設(shè)計劃時,必須一同編制年度、季度、月度防突措施計劃,保證抽、掘、采平衡。

各項防突措施按照以下要求貫徹實施:

(1)隊長負(fù)責(zé)向本隊職工貫徹并嚴(yán)格組織實施防突措施;

(2)采掘作業(yè)時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行防突措施的規(guī)定并有詳細(xì)準(zhǔn)確的記錄;由于地質(zhì)條件或者其他原因不能執(zhí)行所規(guī)定的防突措施的,施工隊必須立即停止作業(yè)并報告礦調(diào)度室,經(jīng)礦井技術(shù)負(fù)責(zé)人組織有關(guān)人員到現(xiàn)場調(diào)查后由原措施編制部門提出修改或補充措施,并按原措施的審批程序重新審批后方可繼續(xù)施工;其他部門或者個人不得改變已批準(zhǔn)的防突措施;

(3)煤礦主要負(fù)責(zé)人和煤礦技術(shù)負(fù)責(zé)人每季度至少一次、礦長和礦技術(shù)負(fù)責(zé)人每月至少一次現(xiàn)場檢查各項防突措施的落實情況;

(4)煤礦防突機構(gòu)隨時檢查綜合防突措施的實施情況,并及時將檢查結(jié)果分別向煤礦礦長、礦井技術(shù)負(fù)責(zé)人匯報,有關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)對發(fā)現(xiàn)的問題立即組織解決;

(5)礦井進行安全檢查時,必須檢查綜合防突措施的編制、審批和貫徹執(zhí)行情況。

14、突出煤層采掘工作面每班必須設(shè)專職瓦斯檢查工并隨時檢查瓦斯;發(fā)現(xiàn)有突出預(yù)兆時,瓦斯檢查工有權(quán)停止作業(yè),協(xié)助班組長立即組織人員按避災(zāi)路線撤出,并報告礦調(diào)度室。在突出煤層中,專職爆破工必須固定在同一工作面工作。

15、防突技術(shù)資料的管理工作應(yīng)當(dāng)符合下列要求:

(1)每次發(fā)生突出后,礦井防突機構(gòu)必須指定專人進行現(xiàn)場調(diào)查,認(rèn)真填寫突出記錄卡片;提交專題調(diào)查報告,分析突出發(fā)生的原因,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),提出對策措施;

(2)每年第一季度應(yīng)當(dāng)將上年度煤與瓦斯突出礦井基本情況調(diào)查表、煤與瓦斯突出記錄卡片、礦井煤與瓦斯突出匯總表連同總結(jié)資料報省級煤礦安全監(jiān)管部門、駐地煤礦安全監(jiān)察機構(gòu);

(3)所有有關(guān)防突工作的資料均應(yīng)當(dāng)存檔;

(4)煤礦每年必須對全年的防突技術(shù)資料進行系統(tǒng)分析總結(jié),提出整改措施。

(二)成立防突機構(gòu)

1、成立防突工作領(lǐng)導(dǎo)小組

組 長:礦長;

副組長:生產(chǎn)礦長、安全礦長、機電礦長、總工程師、后勤礦長等副礦級領(lǐng)導(dǎo);

成 員:采、掘、機、運、通、地測、調(diào)度、物資供應(yīng)等負(fù)責(zé)人;

2)防突工作領(lǐng)導(dǎo)小組工作職責(zé)

(1)負(fù)責(zé)全礦井與防突工作有關(guān)的安全隱患檢查,組織采取防突措施。礦長每月專題研究、檢查、部署防突工作;保證防突科研工作投入,解決防突所需的人力、財力、物力;確保抽、掘、采平衡,確保防突工作和措施的落實。煤礦技術(shù)負(fù)責(zé)人對防突工作負(fù)技術(shù)責(zé)任,負(fù)責(zé)組織編制、審批、檢查防突工作規(guī)劃、計劃和措施;煤礦企業(yè)分管負(fù)責(zé)人、礦井分管副礦長負(fù)責(zé)落實所分管的防突工作。礦井各職能部門負(fù)責(zé)人對本職范圍內(nèi)的防突工作負(fù)責(zé);班隊長對管轄內(nèi)防突工作負(fù)直接責(zé)任;防突人員對所在崗位的防突工作負(fù)責(zé)。礦井安全監(jiān)察部門負(fù)責(zé)對防突工作的監(jiān)督檢查。

(2)工作組成員負(fù)責(zé)參與監(jiān)督落實本單位轄區(qū)內(nèi)防突措施。

(3)組長、副組長負(fù)責(zé)對防突措施進行指揮、協(xié)調(diào)、組織處理。

3)防突工作領(lǐng)導(dǎo)小組工作制度

(1)工作組成員必須每天深入井下、深入現(xiàn)場檢查落實防突措施的實施情況。

(2)每采取一次防突措施后,必須向組長匯報情況。

(3)臨時存在急需處理的防突隱患由組長或副組長召集相關(guān)成員討論方案經(jīng)組長同意后立即組織實施。

(4)根據(jù)采掘工作面的防突情況,由組長或副組長定期召集工作組成員分析總結(jié)防突措施存在的問題,并分析制定下一步采取的防突措施。

4)防突工作領(lǐng)導(dǎo)小組工作組織

(1)防突管理匯報程序:

① 防突管理工作組人員發(fā)現(xiàn)有突出隱患,要立即向礦調(diào)度匯報;

② 防突工作人員每次采取防突措施后必須執(zhí)行現(xiàn)場標(biāo)定、防突牌版、預(yù)測預(yù)報表相符,并報總工程師簽字;

③ 通風(fēng)調(diào)度每次采取防突措施后必須匯報礦調(diào)度;

④ 瓦檢員及安檢人員必須現(xiàn)場嚴(yán)格監(jiān)督落實防突措施,發(fā)現(xiàn)有突出預(yù)兆或突出危險必須立即停止作業(yè),立即將工作面及其回風(fēng)系統(tǒng)停電、撤人、設(shè)置柵欄、設(shè)置警標(biāo)等,并立即匯報礦調(diào)度,礦調(diào)度立即匯報防突工作組組長。

(2)處理防突隱患:

① 在處理防突隱患前,必須由防突管理工作組組長負(fù)責(zé)組織制定針對性的措施,作業(yè)人員嚴(yán)格按措施執(zhí)行,處理防突隱患時,時間、人員、物資足夠,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人必須落實到位;

② 防突管理工作組人員必須進行跟蹤處理,相關(guān)單位指派副區(qū)長等領(lǐng)導(dǎo)在現(xiàn)場進行協(xié)助,對重大防突隱患,由瓦斯管理工作組組長或指派相關(guān)人員親臨現(xiàn)場組織處理,直至隱患排除為止;

③ 安檢人員對防突隱患采取的措施必須實行24小時跟蹤和檢查,直至隱患消除,并將處理情況及時匯報礦調(diào)度及防突管理工作組組長;

④ 通風(fēng)、礦調(diào)度對防突隱患必須認(rèn)真詳細(xì)記錄,隨時掌握現(xiàn)場情況,并即時匯報相關(guān)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。

2、成立打鉆隊

(1)打鉆隊可根據(jù)該礦實際情況配備相應(yīng)數(shù)量的防突鉆機、煤與瓦斯突出預(yù)測儀器儀表和人員(每班每臺鉆機打鉆人員不得少于3人),并能保證礦井正常生產(chǎn)時,瓦斯抽放鉆孔的施工,鉆孔預(yù)期的要求。煤與瓦斯突出預(yù)測儀器見表3-6-3。

(2) 打鉆設(shè)備選型

選用國產(chǎn)ZDY650防爆型鉆機,其鉆進深度可達150m,開孔直徑87mm,終孔直徑65mm,給進方式為油壓自動。主要檢測儀表有流量、壓力、濃度測量計。

3、建立防突人員培訓(xùn)計劃

(1)礦井應(yīng)設(shè)置專門的培訓(xùn)場所,配備相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施及定制相關(guān)書籍。

(2)對主要負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、區(qū)(隊)長、班組長、安全員、瓦檢員、打鉆工和防突員進行防突知識培訓(xùn),經(jīng)考試合格后方準(zhǔn)上崗。

(3)井下職工必須接受防突基本知識和規(guī)章制度的培訓(xùn);

(4)區(qū)(隊)長、班組長和有關(guān)職能部門的工作人員,應(yīng)培訓(xùn)的主要內(nèi)容包括突出的危害及發(fā)生的規(guī)律、區(qū)域和局部綜合防突措施、防突的規(guī)章制度等;

(5)防突員是特殊工種人員,必須每年接受一次煤礦三級及以上安全培訓(xùn)機構(gòu)組織的防突知識、操作技能的專項培訓(xùn);培訓(xùn)的主要內(nèi)容為防突的理論知識、突出發(fā)生的規(guī)律、區(qū)域和局部綜合防突措施以及有關(guān)防突的規(guī)章制度等;

(6)煤礦企業(yè)和突出礦井的主要負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)接受煤礦二級及以上培訓(xùn)機構(gòu)組織的防突專項培訓(xùn)。培訓(xùn)的主要內(nèi)容為防突的理論知識和實踐知識、突出發(fā)生的規(guī)律、區(qū)域和局部綜合防突措施以及防突的規(guī)章制度等。

三、綜合防突措施

1、礦井開拓

主斜井(為利用巷道)從1號煤層底板開口施工至+1539.40m標(biāo)高,然后施工運輸石門(為利用巷道)至揭穿1號煤層,再沿煤層施工運輸上山(為利用巷道);副斜井(為利用巷道)從1號煤層底板開口施工至+1536.80m標(biāo)高,然后施工軌道石門(為利用巷道)至揭穿1號煤層,再沿煤層施工軌道上山(為利用巷道);回風(fēng)斜井(為利用巷道)從1號煤層頂板開口施工至+1564.45m標(biāo)高,然后施工回風(fēng)石門(為利用巷道)至揭穿1號煤層,再沿煤層施工回風(fēng)上山(為利用巷道),貫通形成一采區(qū)開拓系統(tǒng)。在1號煤層+1493.55m標(biāo)高布置首采工作面的運輸巷(為利用巷道)、+1512.3m標(biāo)高布置首采工作面的回風(fēng)巷(為利用巷道), +1520m標(biāo)高布置1112運輸巷掘進工作面、+1540m標(biāo)高布置1112回風(fēng)巷掘進工作面。在掘進工作面底板20m處布置南翼瓦斯抽放巷,在抽放巷中施工穿層鉆孔對煤層瓦斯進行預(yù)抽;首采工作面已形成,不考慮布置底板瓦斯抽放巷。

在軌道上山底部布置變電所、水倉和水泵房,水泵房的底板標(biāo)高為+1428m;軌道石門的一側(cè)布置消防材料硐室;軌道上山上口布置絞車房,絞車房底板標(biāo)高為+1539.96m;運輸上山內(nèi)布置煤倉。

主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井布置在龍?zhí)督M的巖層中,因此,礦井的開拓符合防突規(guī)定。

2、煤層的開采順序

1)采區(qū)間的開采順序

采區(qū)間的開采順序:一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)→五采區(qū)→六采區(qū)。

2)煤層間的開采順序:1號→17號;

3)區(qū)段內(nèi)的開采方式:區(qū)段下行式。

3、采煤方法

礦井采用走向長壁采煤方法,全部垮落法管理頂板。

4、采區(qū)巷道布置

運輸石門、軌道石門、回風(fēng)石門布置在龍?zhí)督M的巖層中,運輸上山、軌道上山、回風(fēng)石門布置在1號煤層中,且上山均已施工。開采1號煤層時,瓦斯抽放巷布置在1號煤層底板的巖層中,距離1號煤層20m;開采17號煤層時,瓦斯抽放巷布置在17號煤層底板的巖層中,距離17號煤層20m,

5、礦井通風(fēng)方式和通風(fēng)方法

礦井采用中央并列抽出式通風(fēng),主斜井、副斜井進風(fēng),回風(fēng)斜井回風(fēng)。礦井地面通風(fēng)機房配有高效節(jié)能防爆對旋式軸流式通風(fēng)機2臺(1臺工作,1臺備用)。

回采工作面和掘進工作面均為相對的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。采區(qū)巷道布置保證了采煤工作面或掘進工作面都有獨立的進風(fēng)和回風(fēng)巷道,不存在串聯(lián)通風(fēng)。

采煤工作面采用“U”型通風(fēng),新鮮風(fēng)流由工作面運輸巷進入,新鮮風(fēng)流沖洗工作面,乏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)巷進入風(fēng)井,由風(fēng)井排出地面。該通風(fēng)方式結(jié)構(gòu)簡單,巷道維修量小,工作面漏風(fēng)量小,風(fēng)流穩(wěn)定,但上隅角瓦斯容易積聚。

   掘進工作面采用局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng),通風(fēng)系統(tǒng)可靠,風(fēng)流穩(wěn)定,只要采取有效的預(yù)抽措施后,瓦斯不易積聚。

綜上所述,礦井礦井通風(fēng)方式和通風(fēng)方法符合防突規(guī)定要求。

6、礦井建設(shè)過程中誤穿煤層措施

(1)在煤層底板掘進瓦斯抽放巷時,必須邊探邊掘,確保巷道距煤層最小法向距離不小于20m。

(2)在煤層頂板掘斜巷或底板掘進石門時,必須邊探邊掘,確保最小法向距離不小于5m。

(3)巷道掘進過程中遇到斷層時,應(yīng)邊探邊掘,防止誤穿煤層。

(4)在揭煤工作面掘進至距煤層最小法向距離10m之前,應(yīng)至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂(底)板不小于0.5m的前探鉆孔,以保證能確切掌握煤層厚度、傾角、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況。

在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石破碎的區(qū)域,揭煤工作面掘進至距煤層最小法向距離20m之前必須布置一定數(shù)量的前探鉆孔,以保證能確切掌握煤層厚度、傾角變化、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況。

四、區(qū)域綜合防突措施

(一)區(qū)域突出危險性預(yù)測

根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)2011年4月編制的《麒麟煤礦17號煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》及批復(fù)(黔能源煤炭[2011]359號),17號煤層有突出危險。

(二)區(qū)域防突措施

區(qū)域防突措施是指在突出煤層進行采掘前,對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區(qū)域防突措施包括開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯2類。

根據(jù)該礦的煤層賦存條件、采區(qū)巷道開拓布置、煤與瓦斯突出突出鑒定情況以及同一區(qū)段煤層開采順序,因此,設(shè)計采用預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施,而不采用開采保護層作為區(qū)域防突措施。

1、開采保護層

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》,保護層與被保護層最大保護垂距:緩傾斜和傾斜上保護層最大保護垂距小于50m。該礦含可采煤層2層,為1號、17號煤層,1號與17號煤層的層間距為116m,層間距超過了最大保護垂距,故不采用開采保護層作為區(qū)域防突措施。

     2、預(yù)抽煤層瓦斯

(1)基本要求

1)穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)控制區(qū)段內(nèi)的整個開采塊段和整條順槽及其外側(cè)一定范圍內(nèi)的煤層。要求鉆孔控制順槽外側(cè)的范圍是:傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m,下幫至少10m;其他為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各15m;均為沿層面的距離,以下同;

2)穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)控制整條煤層巷道及其兩側(cè)一定范圍內(nèi)的煤層。該范圍與本條第(一)項中順槽外側(cè)的要求相同;

3)順層鉆孔或穿層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)控制整個開采塊段的煤層;

4)穿層鉆孔預(yù)抽石門(含立、斜井等)揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施應(yīng)在揭煤工作面距煤層的最小法向距離7m以前實施(在構(gòu)造破壞帶應(yīng)適當(dāng)加大距離)。鉆孔的最小控制范圍是:石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m(急傾斜煤層底部或下幫6m),同時還應(yīng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m,且當(dāng)鉆孔不能一次穿透煤層全厚時,應(yīng)保持煤孔最小超前距15m;

5)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)控制的條帶長度不小于60m,巷道兩側(cè)的控制范圍與本條第(一)項中順槽外側(cè)的要求相同;

6)當(dāng)煤巷掘進和回采工作面在預(yù)抽防突效果有效的區(qū)域內(nèi)作業(yè)時,工作面距未預(yù)抽或預(yù)抽防突效果無效范圍的邊界不得小于20m;

7)特厚煤層分層開采時,預(yù)抽鉆孔應(yīng)控制開采的分層及其上部至少20m、下部至少10m(均為鉛垂距離,且僅限于煤層部分)。

8)預(yù)抽煤層瓦斯鉆孔應(yīng)在整個預(yù)抽區(qū)域內(nèi)均勻布置,鉆孔間距應(yīng)根據(jù)實際考察的煤層有效抽放半徑確定。

預(yù)抽瓦斯鉆孔封堵必須嚴(yán)密。穿層鉆孔的封孔段長度不得小于5m,順層鉆孔的封孔段長度不得小于8m。

應(yīng)做好每個鉆孔施工參數(shù)的記錄及抽采參數(shù)的測定。鉆孔孔口抽采負(fù)壓不得小于13kPa。預(yù)抽瓦斯?jié)舛鹊陀?0%時,應(yīng)采取改進封孔的措施,以提高封孔質(zhì)量。

(2)具體措施

設(shè)計采用底板穿層鉆孔預(yù)抽煤層區(qū)段瓦斯(鉆孔布置見圖3-5-2、圖3-5-3)、順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯(鉆孔布置見圖3-5-4) 和順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯(鉆孔布置見圖3-5-5)作為區(qū)域防突措施;石門揭煤工作面采用穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域煤層瓦斯(鉆孔布置見圖3-5-6)作為區(qū)域防突措施。

該礦1號煤層首采工作面已形成,且已推進了一段距離,現(xiàn)只剩下73m,故首采工作面不考慮采用底板穿層鉆孔預(yù)抽,只考慮布置順層鉆孔預(yù)抽。

1)穿層鉆孔預(yù)抽煤層區(qū)段瓦斯

①井田范圍內(nèi)的1號煤層

開采1號煤層時,為了預(yù)抽煤層瓦斯,解決煤層的突出問題以及減少開采時鄰近煤層的瓦斯涌入,設(shè)計在1號煤層底板20m處布置底板瓦斯抽放巷,施工底板穿層鉆孔對1號進行預(yù)抽。

鉆場布置:在底板瓦斯抽放巷一側(cè)每隔25m左右施工一個鉆場,鉆場的規(guī)格為長×寬×高=4×3×1.8 m,采用工字鋼支護。

鉆孔布置:在瓦斯抽放運巷每一個鉆場內(nèi)布置85個穿層抽放鉆孔(每排5個,共17排),在底板瓦斯抽放風(fēng)巷每一個鉆場內(nèi)布置60個穿層抽放鉆孔(每排5個,共12排),鉆孔深度以穿過煤層0.5m為準(zhǔn),且鉆孔揭穿煤層位置不能與本煤層鉆孔交叉,鉆孔布置示意圖見圖3-5-2。

②井田范圍內(nèi)的17號煤層

開采17號煤層時,為了預(yù)抽煤層瓦斯,解決煤層的突出問題以及減少開采時鄰近煤層的瓦斯涌入,設(shè)計在17號煤層底板20m處布置底板瓦斯抽放巷,施工底板穿層鉆孔對17號進行預(yù)抽。

鉆場布置:在底板瓦斯抽放巷一側(cè)每隔25m左右施工一個鉆場,鉆場的規(guī)格為長×寬×高=4×3×1.8 m,采用工字鋼支護。

鉆孔布置:在瓦斯抽放運巷每一個鉆場內(nèi)布置85個穿層抽放鉆孔(每排5個,共17排),在底板瓦斯抽放風(fēng)巷每一個鉆場內(nèi)布置60個穿層抽放鉆孔(每排5個,共12排),鉆孔深度以穿過煤層0.5m為準(zhǔn),且鉆孔揭穿煤層位置不能與本煤層鉆孔交叉,鉆孔布置示意圖見圖3-5-3。

2)順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯

在運輸巷沿煤層傾斜方向每隔5m布置一個順層抽放鉆孔,鉆孔深度85m。回采工作面本煤層預(yù)抽鉆孔布置詳見圖3-5-4。

3)順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯

在掘進工作面迎頭施工鉆場,相鄰兩個鉆場之間的距離為小于40m,控制范圍為巷道輪廓線外16m(該礦煤層為近水平~緩傾斜煤層,根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》,順層鉆孔預(yù)抽煤巷區(qū)域防突措施的鉆孔控制范圍為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各15m。),鉆孔必須超前于掘進工作面20m。煤巷掘進抽放鉆場和鉆孔布置見圖3-5-5。

4)穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域煤層瓦斯

井巷、石門揭煤工作面必須采取區(qū)域預(yù)抽措施。抽放鉆孔布置在石門周界外,控制范圍為:巷道輪廓線外13m,且當(dāng)鉆孔不能一次穿透煤層全厚時,應(yīng)保持煤孔最小超前距15m;鉆孔間距根據(jù)實測的鉆孔有效排放半徑確定,目前,礦井無實測數(shù)據(jù),設(shè)計取孔底間距為3m,石門揭煤工作面抽放鉆孔布置見圖3-5-6。

(三)區(qū)域措施效果檢驗

1、開采保護層

開采保護層的保護效果檢驗主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量。測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測試點應(yīng)當(dāng)在不同地質(zhì)單元內(nèi)根據(jù)其范圍、地質(zhì)復(fù)雜程度等實際情況和條件分別布置;同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向布置測試點不少于2個,沿傾向不少于3個,并有測試點位于埋深最大的開拓工程部位。

當(dāng)采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗時,應(yīng)根據(jù)實測的最大殘余瓦斯壓力或最大殘余瓦斯含量按表3-5-2 進行判斷。若檢驗結(jié)果仍為突出危險區(qū),保護效果為無效。

表3-5-2   煤層瓦斯壓力或瓦斯含量的臨界值

 

瓦斯壓力P(MPa)

瓦斯含量W(m3/t)

區(qū)域類別

P﹤0.74

W﹤8

無突出危險區(qū)

其他情況

突出危險區(qū)

 

2、預(yù)抽煤層瓦斯

對預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時,應(yīng)根據(jù)經(jīng)試驗考察確定的臨界值進行評判,在確定前可按如下指標(biāo)進行評判:若采用殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量指標(biāo)進行檢驗,則煤層殘余瓦斯壓力小于0.74MPa或殘余瓦斯含量小于8m3/t的預(yù)抽區(qū)域為無突出危險區(qū),否則,即為突出危險區(qū),預(yù)抽防突效果無效。當(dāng)采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)對穿層鉆孔預(yù)抽石門揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時,如果所有實測的指標(biāo)值均小于表3-5-3的臨界值則為無突出危險區(qū),否則,即為突出危險區(qū),預(yù)抽防突效果無效。

表3-5-3  鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測石門揭煤工作面突出危險性的參考臨界值

煤樣

Δh2指標(biāo)臨界值(Pa)

K1指標(biāo)臨界值(mL/g•

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