巷道斷面設(shè)計(jì)為直墻半圓拱,采用錨網(wǎng)噴支護(hù),巷道設(shè)計(jì)凈斷面規(guī)格為:寬×高=3800mm×3160mm,S掘=10.76m2。
附近采掘情況:采區(qū)東部有已施工的-460m水平軌道大巷、-445回風(fēng)石門,其余為新開(kāi)拓區(qū)。
通風(fēng)系統(tǒng):地面→混合井→井底車場(chǎng)繞道→-460m水平軌道運(yùn)輸大巷→局部通風(fēng)機(jī)→131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭煤工作面→131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭煤工作面回風(fēng)流→131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷→131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷回風(fēng)上山→-445m回風(fēng)大巷→風(fēng)井→地面。
工作面局部通風(fēng)采用2臺(tái)2×15KW對(duì)旋局扇,一臺(tái)使用,一臺(tái)備用,風(fēng)筒直徑為600mm,工作面供風(fēng)量不小于246m3/min。
(二)工程進(jìn)度情況
根據(jù)《131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層專項(xiàng)防突設(shè)計(jì)》,防突科編制了鉆孔施工措施,完成了前探鉆孔和測(cè)壓鉆孔的施工,地質(zhì)情況探查清楚,瓦斯參數(shù)已經(jīng)測(cè)定。
1、待倔工作面前方未發(fā)現(xiàn)斷層。
2、煤層實(shí)驗(yàn)室瓦斯參數(shù)采用相距僅37.5米處的-445回風(fēng)石門瓦斯參數(shù)。
3、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)壓孔測(cè)得131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門瓦斯壓力最高為0.05MPa,鉆屑解吸指標(biāo)K1和△h2值都為0。
根據(jù)《131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層專項(xiàng)防突設(shè)計(jì)》,在131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門停頭位置施工前探鉆孔,即1#、2#孔,其中:1#垂直煤層布置、2#孔平行巷道中線布置,最遠(yuǎn)控制范圍為揭煤區(qū)域巷道外25m。
表1???????? 鉆孔參數(shù)表
孔號(hào) | 方位 | 傾角 | 終孔孔深 | 孔徑 | 鉆孔用途 | 鉆孔類型 |
1# | 85° | 0° | 48.5m | 89mm | 探層、測(cè)壓、K1、△h2 | 穿層平行孔 |
2# | 85° | 6.2° | 75m | 94mm | 探層 | 穿層上行孔 |
鉆孔資料顯示,揭煤段地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,層位清晰,主要巖性情況如下:
3煤層頂板:粉砂巖,深灰色、致密、塊狀,參差狀斷口,層面見(jiàn)有大量植物化石碎片。厚度1.96~2.33米,平均2.15米。
3煤層:鋼灰色,塊狀,性脆,內(nèi)生裂隙發(fā)育。本區(qū)域煤層中有1層巖漿巖侵入,成分為輝綠玢巖,厚度1.43~3.78m。
3煤層底板:粉砂巖,深灰色、塊狀、夾薄層泥巖條帶、裂隙較發(fā)育,含植物根部化石。厚11.75米。
煤層產(chǎn)狀:厚度1.8m,走向175~185°,傾向265~275°,傾角19°,工作面停頭位置距3煤層最小法距為10.2m。
1、測(cè)壓情況
根據(jù)《131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層專項(xiàng)防突設(shè)計(jì)》,在131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門停頭位置施工測(cè)壓鉆孔,即3#、4#孔,鉆孔參數(shù)布置見(jiàn)表2。
瓦斯參數(shù)測(cè)定方案由是河南理工大學(xué)提供,施工鉆孔本礦通防鉆機(jī)隊(duì),封孔儀器套件及材料由宿州金鼎安全技術(shù)服務(wù)公司提供,并由其技術(shù)人員進(jìn)行全過(guò)程的操作,平安公司、礦通防科及技術(shù)中心相關(guān)人員全過(guò)程參與,測(cè)得3煤層最大瓦斯壓力為0.05MPa,最大瓦斯含量為0.03m3/t,煤體最小堅(jiān)固性系數(shù)f=0.82。
表2?鉆孔參數(shù)表
孔號(hào) | 方位 | 傾角 | 終孔孔深 | 孔徑 | 鉆孔用途 | 鉆孔類型 |
1# | 85° | 6.2° | 48.5m | 89m | 探層、測(cè)壓、K1、△h2 | 穿層平行孔 |
3# | 10° | 5° | 56.7m | 89m | 測(cè)壓、K1、△h2 | 穿層上行孔 |
4# | 97° | 5° | 50m | 89m | 測(cè)壓、K1、△h2 | 穿層上行孔 |
2、煤樣采集及相關(guān)參數(shù)測(cè)定
131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門實(shí)驗(yàn)室參數(shù)
⑴ 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定
WTC瓦斯突出參數(shù)儀實(shí)測(cè)K1=0,
MD-2煤鉆屑瓦斯解吸儀實(shí)測(cè)△h2=0,
MJ-型瓦斯解吸速度測(cè)定儀實(shí)測(cè)井下解吸量W21=0
⑵ 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定
煤層瓦斯含量Q=0.03m3/t,成分:N2(51.93%)、CH4(1.73%)、CO2(46.34%);
煤層瓦斯放散初速度△P=2;
煤的堅(jiān)固性系數(shù)f=0.82;
3、前探,預(yù)測(cè)鉆孔施工過(guò)程中沒(méi)有噴孔、頂鉆、吸鉆等動(dòng)力現(xiàn)象。
4、D、K值計(jì)算
5、相關(guān)突出參數(shù)參考臨界值
表3?根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)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(wú)突出危險(xiǎn)區(qū) |
除上述情況以外的其他情況 | 突出危險(xiǎn)區(qū) |
表4???? 石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)綜合指標(biāo)D、K參考臨界值
綜合指標(biāo) D | 綜合指標(biāo) K |
無(wú)煙煤 | 其他煤種 |
0.25 | 20 | 15 |
表5?? ?鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)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? )] |
干煤樣 | 200 | 0.5 |
濕煤樣 | 160 | 0.4 |
6、結(jié)論:根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及鉆孔施工過(guò)程中沒(méi)有噴孔、頂鉆、吸鉆等動(dòng)力現(xiàn)象,131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層區(qū)域范圍內(nèi)為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。
1、根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)論,區(qū)域措施孔不施工,直接進(jìn)入到揭煤程序,即石門揭煤工作面可施工至巷道距3煤層最小法距5m處。
2、區(qū)域驗(yàn)證:區(qū)域驗(yàn)證鉆孔共設(shè)計(jì)施工3個(gè),其中1#孔位于掘進(jìn)巷道斷面中部,平行于掘進(jìn)方向,2#、3#鉆孔控制到揭煤巷道輪廓線外5m。在鉆孔鉆進(jìn)到煤層時(shí)每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排出的粒徑1~3mm的煤鉆屑,測(cè)定其瓦斯解吸指標(biāo)K1、Δh2值,若驗(yàn)證指標(biāo)超標(biāo),則采取局部防突措施;不超標(biāo)則采用邊倔邊探掘進(jìn)至巷道距3煤層最小法距2m位置,驗(yàn)證鉆孔參數(shù)及布置見(jiàn)附圖。
3、最后驗(yàn)證:131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門掘進(jìn)工作面距3煤層頂板最小法距2.0m以前,采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法對(duì)3煤層的突出危險(xiǎn)性進(jìn)行最后驗(yàn)證,驗(yàn)證孔共設(shè)計(jì)施工3個(gè),鉆孔布置及參數(shù)見(jiàn)附圖,指標(biāo)臨界值同 “區(qū)域驗(yàn)證”指標(biāo)臨界值,驗(yàn)證指標(biāo)超標(biāo),采取局部補(bǔ)充防突措施,直至檢驗(yàn)有效;驗(yàn)證為無(wú)突出危險(xiǎn),采取安全防護(hù)措施并用遠(yuǎn)距離爆破揭穿3煤層。
1、揭煤程序控制范圍:131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門距3煤最小法距5m起至穿過(guò)煤層后距煤層底板最小法距2m止均為揭煤過(guò)程,此過(guò)程必須按揭煤相關(guān)安全規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。
2、遠(yuǎn)距離爆破范圍:131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門距3煤最小法距2m起至穿過(guò)煤層后距煤層底板最小法距2m,停止正常掘進(jìn),然后布置揭煤炮眼,一次起爆揭開(kāi)煤層。具體方法如下:
3、揭煤各節(jié)點(diǎn)控制流程
131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭穿3煤層已經(jīng)施行了前探和測(cè)壓兩個(gè)節(jié)點(diǎn),根據(jù)其結(jié)論允許采用邊掘邊探措施掘進(jìn)至巷道底板距煤層頂板法距5米處,現(xiàn)針對(duì)揭煤程序控制范圍的節(jié)點(diǎn)控制說(shuō)明如下:
◆5米法距:按照石門揭煤設(shè)計(jì)和131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層防突預(yù)測(cè)圖施工區(qū)域驗(yàn)證孔,并對(duì)鉆孔返出的煤樣進(jìn)行鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和最大鉆屑量Smax的測(cè)定,根據(jù)結(jié)果確定本區(qū)有無(wú)突出危險(xiǎn):有突出危險(xiǎn)則必須采取工作面防突措施,直至檢驗(yàn)有效;無(wú)突出危險(xiǎn)則邊掘邊探掘措施進(jìn)至煤層法距2米處;
◆2米法距:按照石門揭煤設(shè)計(jì)和131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門揭3煤層防突預(yù)測(cè)圖施工3個(gè)驗(yàn)證孔進(jìn)行最后驗(yàn)證,驗(yàn)證方式仍然是檢測(cè)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1和最大鉆屑量Smax,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定有無(wú)突出危險(xiǎn):有突出危險(xiǎn)則必須采取工作面補(bǔ)充防突措施,并進(jìn)行措施驗(yàn)證,直至驗(yàn)證結(jié)論確定無(wú)突方可進(jìn)行下一節(jié)點(diǎn)施工;無(wú)突出危險(xiǎn)則允許采用遠(yuǎn)距離放炮揭穿煤層;
◆揭開(kāi)煤層:煤層上到巷道1米時(shí)進(jìn)行第一次循環(huán)預(yù)測(cè),煤層上到巷道1.5米時(shí)進(jìn)行第二次循環(huán)預(yù)測(cè),兩次循環(huán)預(yù)測(cè)的鉆孔布置方式見(jiàn)-445回風(fēng)石門揭3煤層防突預(yù)測(cè)圖,檢驗(yàn)式仍然是檢測(cè)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1、和最大鉆屑量Smax,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定有無(wú)突出危險(xiǎn):有突出危險(xiǎn)則必須采取工作面補(bǔ)充防突措施,并進(jìn)行措施驗(yàn)證,直至驗(yàn)證結(jié)論確定無(wú)突方可進(jìn)行下一節(jié)點(diǎn)施工;無(wú)突出危險(xiǎn)則采用遠(yuǎn)距離放炮掘至巷道頂板距煤層法距2米,結(jié)束本次石門揭煤工程。
◆在過(guò)煤段需采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施(施工時(shí)需另行編制)。
◆區(qū)域驗(yàn)證和最后驗(yàn)證以及循環(huán)驗(yàn)證,由防突科負(fù)責(zé),必須按照防突規(guī)定要求進(jìn)行檢測(cè),并出具報(bào)告單。
4、根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》揭煤作業(yè)應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)技術(shù)能力的專業(yè)隊(duì)伍施工。承擔(dān)我公司本次揭煤任務(wù)的是國(guó)龍礦建淮北項(xiàng)目部,該隊(duì)伍有著豐富的石門揭煤作業(yè)經(jīng)驗(yàn),其技術(shù)能力已通過(guò)到淮北市安監(jiān)局的認(rèn)證。
1、揭煤前,確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,各種設(shè)施齊全;
2、揭煤期間工作面正常作業(yè)時(shí)反向風(fēng)門必須保持打開(kāi)狀態(tài),放炮及無(wú)人期間,反向風(fēng)門必須保持關(guān)閉;
3、揭煤期間,局部通風(fēng)采用兩臺(tái)2*22kW對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)(其中一臺(tái)備用,主局與備局型號(hào)相同),必須安設(shè)“三專三閉鎖”裝置;并確保主局和備局能夠自動(dòng)切換;
4、揭煤期間施工單位必須安排專職局部通風(fēng)機(jī)司機(jī),確保局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
地面抽采泵→地面抽采瓦斯管路→風(fēng)井抽采瓦斯管路→-445m回風(fēng)大巷抽采瓦斯管路→-445m回風(fēng)下山抽采瓦斯管路→131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門抽采瓦斯管路→石門揭煤工作面抽采鉆孔。
1、監(jiān)測(cè)監(jiān)控
⑴在131采區(qū)瓦斯參數(shù)測(cè)定巷石門迎頭安設(shè)T1探頭,軌道石門與軌道回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷交匯處向軌道石門方向10-15m內(nèi)安設(shè)探頭T2高低濃度傳感器,且使T1、T2≥0.5%時(shí)能自動(dòng)切斷掘進(jìn)巷道內(nèi)及回風(fēng)流中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源。
⑵ T1安設(shè)在距工作面不大于5米處;當(dāng)T1≥0.5%時(shí),能自動(dòng)切斷掘進(jìn)巷道內(nèi)及回風(fēng)流中所有非本安型電氣設(shè)備電源;
⑶ T2安設(shè)在第一匯風(fēng)點(diǎn)前10~15米處;當(dāng)T2≥0.5%時(shí),能自動(dòng)切斷掘進(jìn)巷道內(nèi)及回風(fēng)流中所有非本安型電氣設(shè)備電源;
⑷ 當(dāng)
T1<0.5%、T2均<0.5%時(shí),所有電器方可人工復(fù)電。