N5103機巷穿層防突措施

2021-08-14 22:06:46 字數 4664 閱讀 9378

南川區大興公司新世紀煤礦

煤巷掘進防突措施

工作面名稱:    n5103機巷

編制通防副總

機電副礦長

採煤副礦長

安全副礦長

生產副礦長

總工程師

礦長編制時間: 2023年1月3日

南川區大興公司新世紀煤礦

n5103機巷掘進工作面綜合防突措施

一、巷道的基本概況

1、位置

n5103採煤工作面機巷位於礦井北翼ⅻ勘探線以北150m至470m段的+60m水平運輸大巷上方,機巷標高為+58m水平,走向總長320m。(附:巷道位置關係圖)。

2、煤系

本煤層為二疊紀龍潭組k1煤層,煤系地層厚約101m,含煤6層,可採煤層只有一層為k1煤層,煤層平均厚度約1.5m,煤層平均傾角40°。

3、地質構造

根據煤層底板等高線圖、瓦斯地質圖和已揭露的巷道情況來看,該段煤層無大的地質構造。

4、主要瓦斯引數

根據重慶煤科院對我礦k1煤層抽放鑽孔(排放)抽放半徑現場考察結果:φ42mm鑽孔的有效排放半徑為0.5m,φ89mm鑽孔的有效排放半徑為0.

85m。當有效抽放時間為14天時,有效抽放半徑為2m;當抽放時間為27天時,有效抽放半徑為3m;當抽放時間為45天時,有效抽放半徑為4m,屬於可抽放煤層。百公尺鑽孔初始瓦斯抽放量為0.

083 m3/min·hm;衰減係數為-0.0022 d-1;煤層透氣性係數為19.4380 m2/mpa2·d。

巨集能瓦斯檢測技術公司在我礦+60m水平運輸大巷測得原始瓦斯含量為13.74m/t。

5、抽放鑽孔引數確定

根據重慶煤科院對我礦k1煤層抽放鑽孔抽放半徑現場考察結果,φ65mm鑽孔當抽放時間為27天時,有效抽放半徑為3m;當抽放時間為45天時,有效抽放半徑為4m。本措施取φ65mm鑽孔有效抽放半徑為3m。

6、煤層巷道引數

作業規程設計:巷道上寬1.6m,下寬2.4m,巷高2m,淨斷面4m2。

二、區域綜合防突措施

根據《防治煤與瓦斯突出規定》和《煤礦安全規程》,堅持區域防突措施先行,區域性防突措施補充的原則。採掘工作做到不掘突出頭、不採突出面。 區域防突工作應當做到應抽盡抽、效果達標。

(一)、區域分類及綜合防突措施基本程式和要求

1、根據該水平原始瓦斯含量測定結果(13.74m/t),該工作面所在區域屬突出危險區,所以必須採取區域防突措施並進行區域措施效果檢驗。經效果檢驗仍為突出危險區時,必須繼續進行或補充實施區域防突措施。

2、經區域措施效果檢驗後為無突出危險區後,進行掘進作業時,必須採用工作面連續**方法進行區域驗證。

3、我礦屬單一煤層開採,不具備開採保護層的條件,故對本區域採用底板抽放巷穿層預抽煤層瓦斯的區域防突措施,並進行區域措施效果檢驗。

(二)區域突出危險性**:

根據該水平原始瓦斯含量測定結果(13.74m/t),該區域為突出危險區;n5103機巷工作面必需實施相關的防治煤與瓦斯突出的措施並進行管理。

(三)區域防突措施。

1、措施名稱:穿層鑽孔預抽煤巷條帶瓦斯。

2、鑽具及工藝:採用zdy-1250型煤礦用液壓鑽機,配套φ50mm鑽桿和φ65mm金剛廠鑽頭,高靜壓水打孔排粉。

3、穿層預抽鑽孔布置

突鑽孔布置:在本巷道底板中的n+60m全岩運輸巷中向上布置穿層鑽孔,每組設計7個穿層鑽孔。

4、鑽孔控制範圍:巷道煤層上幫輪廓線外20m,煤層下幫輪廓線外10m。鑽孔布置圖和引數見附表。

5、封孔工藝:

a.封孔工藝為1:2水泥沙漿機械封孔,選用聚氯乙稀抗靜電塑料管,抽放管長度為6m,返漿管長度為5m,注漿管長度為1.5m,保證封孔長度為5m。

b. 封孔時,先將抽放管、返漿管和注漿管固定,然後將1:2水泥沙漿通過kfb注漿機(1.

2mpa:8-10l/min:2.

2kw)和注漿管注入鑽孔,直到防漿管返漿為止,24小時後開始接抽。

6、抽放方法及抽放管路系統:採用地面固定抽放幫浦抽放,抽放幫浦型號為2bea-235水環式真空幫浦。採用抗靜電pe管或無縫鋼管作為抽放管,主管(回風井、南北翼總回風巷)直徑200mm,幹管(南北翼採區回風上、下山)直徑159mm,支管(採區巷道)直徑108mm,孔口管直徑50mm。

抽放瓦斯經地面抽放幫浦排空管排至大氣。

7、抽放瓦斯計量:實行單孔計量,採用wgc瓦斯管道抽放引數測定儀或皮託管進行測流計量,測定內容包括大氣壓力、負壓、壓差、瓦斯濃度、溫度等引數。做好抽放引數的計算、填牌闆、報表等。

抽放瓦斯計量必須由專職測流人員每10天進行一次測流和觀察殘餘瓦斯壓力值。單孔的孔口負壓不得小於13kpa,當預抽瓦斯濃度低於30%時,應當採取改進封孔措施,以提高封孔質量。

(四)區域措施效果檢驗:

1、根據n5103機巷穿層抽放抽放情況進行評價,但每次評價走向長度不得少於50m,每次評價並預留20m的安全屏障。

2、方法:採取直接測定殘餘瓦斯壓力為主,輔助以間接計算殘餘瓦斯含量指標。

3、臨界值:殘餘瓦斯壓力p<0.74mpa。殘餘瓦斯含量w<8m3/t

4、布置測壓孔前,首先分析、檢查預抽區域內鑽孔的分布等是否符合設計要求,不符合設計要求的,不予檢驗。

5、測壓鑽孔布置:

①在+60m運輸大巷回風上山以南33m(第5#與第6#鑽場間)處打第乙個測壓孔,以後每隔45m(間隔7個鑽場)打乙個測壓孔;採用zdy—1250型液壓鑽機垂直巷壁向煤巷抽放鑽孔控制條帶打穿層效果檢驗測壓孔,孔徑為φ65mm,傾角第乙個10度、第二個30度、第三個60度;以後依次順序進行。測壓鑽孔必須穿透煤層進入頂板0.5m。

②在測壓鑽孔內插入帶有壓力表接頭的鍍鋅管,管徑為15mm,長度為7m。

③採用水泥沙漿封孔,封孔長度為5m。

④經24小時水泥凝固後,安上量程為0-1.6mpa的壓力表測壓,並詳細記錄壓力上公升與時間的關係,直至壓力穩定為止,穩定後的壓力即為煤層瓦斯壓力。

6、當測得的殘餘瓦斯壓力和殘餘瓦斯含量低於臨界值且預抽率達到30%時,預抽區域為無突出危險區:在穿層預抽鑽孔控制煤巷煤層條帶範圍內,每一次評價必須留足20m的預抽超前距。當測得的殘餘瓦斯壓力大於或等於臨界值時或在測壓孔打鑽過程中發現了噴孔、頂鑽及其它明顯突出預兆時,則此檢驗點周圍半徑100m的預抽區域判定為預抽防突效果無效,即為突出危險區,必須採取實施補充區域防突措施,重新進行區域效果檢驗,直至殘餘瓦斯壓力降至臨界值以下。

6、補充區域防突措施

(1)延長預抽時間;

(2)補打預抽孔:在預抽孔間距較大,或可能存在預抽空白帶區域重新打孔抽放。採用zdy-1250型煤礦用液壓鑽機、配套φ50mm鑽桿,高靜壓水打孔排粉,孔徑φ65mm,加密兩組穿層鑽孔間的距離,分布在區域措施孔密度比較小的位置。

鑽孔封孔工藝與區域防突措施相關規定相同。

(3)補充區域防突措施後,重新布置測壓孔檢驗,直至殘餘瓦斯壓力降到臨界值以下以及不再出現噴孔、頂鑽及其它突出預兆,保證留足補充區域防突措施25m的超前距。

(五)區域驗證:

1、方法:採用鑽屑指標法,即鑽孔每鑽進1m測定該1m段的全部鑽屑量s值,每鑽進2m至少測定一次鑽屑瓦斯解吸指標k1值或△h2值。

2、儀器及臨界值指標:wtc突出引數儀、md-2鑽屑瓦斯解吸儀,測力計為彈簧稱,

臨界值指標:k1=0.5ml/(g .min1/2),△h2=20mm h2o ,s=6kg/m。

3、裝置:使用風煤鑽,φ42mm麻花鑽桿及鑽頭。

4、鑽孔布置:(1)在煤層中沿煤層傾斜方向控制巷道煤層上幫輪廓線外7m,煤層下幫輪廓線外3m。

(2)孔數3個,孔徑φ42mm,孔深10—12.5m,確保檢驗孔有效深度在巷道軸線方向上具有10m投影。

5、在工作面進入該區域時,立即連續進行至少2次區域驗證;工作面每推進10—50m(在地質構造複雜區域或採取了預抽煤層瓦斯區域防突措施以及其他必要情況時宜取最小值)至少進行2次區域驗證。在構造破壞帶連續進行區域驗證。掘進磧頭打乙個超前距不小於10m的超前鑽孔,探測地質構造和觀察突出預兆。

6、區域驗證後必須在採取安全防護措施後才可以組織掘進,首次進行區域驗證時,必須預留5m的突出**超前距。只要有一次區域驗證為有突出危險或鑽孔有噴、卡、頂鑽等現象,則該區域以後的採掘作業均應當執行區域性綜合防突措施。

三、區域性綜合防突措施:

(一)工作面突出危險性**:

1、掘進工作面出現煤層賦存條件急劇變化;煤層的構造破壞帶,包括斷層、劇烈褶曲、火成岩侵入等,工作面判定為突出危險工作面。

2、在作業和鑽孔時,工作面出現明顯的突出預兆、工作面出現噴孔、頂鑽等動力現象,工作面除已經實施了工作面防突措施的以外,視為突出危險工作面並實施相關措施。

3、採用鑽屑指標法進行突出危險性**,在n5103機巷向前方煤體施工3個直徑42mm,孔深10~12.5公尺的鑽孔;鑽孔應盡可能布置在煤層軟分層中,乙個鑽孔位於n5103機巷斷面中部,並平行於掘進方向,其他鑽孔的終孔點位於巷道上幫輪廓線外7公尺,下幫輪廓線外3公尺;鑽孔每鑽進1m測定該1m段的全部鑽屑量s,每鑽進2m測定一次鑽屑瓦斯解吸指標k1或△h2;

4、突出危險性**中,當s<6kg∕m、k1<0.5或△h2<20mm h2o,且未發現其他異常情況時,為無突出危險工作面;當s≥6kg∕m、k1≥0.5或△h2≥20mm h2o,或發現其他異常情況時,為突出危險工作面。

5、當**為無突出危險工作面時,掘進前應保留最小**超前距為2公尺;當**為突出危險工作面時,則應採取工作面防突措施。

(二)工作面防突措施:

1、措施名稱:超前排放鑽孔。

2、裝置及鑽孔布置:

(1)φ42mm小直徑排放鑽孔的裝置及鑽孔布置:採用風煤鑽配套φ42mm螺旋鑽桿及φ42mm鑽頭打孔,在煤層軟分層中扇形布置鑽孔,控制上幫7m,下幫3m,防突鑽孔13個,如煤厚大於2.4m時布置為雙排孔,每排13個,排間距為0.5m。

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