第七章防治煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出_第1頁
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文檔簡介

1、 1 11、突出礦井、突出礦井煤層有瓦斯動力現象的相鄰礦井開采的同一煤層發生突出的煤層瓦斯壓力達到或者超過0.74MPa的p 突出礦井,是指在礦井的開拓、生產范圍內有突出煤層的礦井p 礦井有下列情況之一的,應當立即進行突出煤層鑒定;鑒定未完成前,應當按照突出煤層管理:p 煤礦發生瓦斯動力現象造成生產安全事故,經事故調查認定為突出事故的,該煤層即為突出煤層,該礦井即為突出礦井2、突出煤層、突出煤層 p突出煤層鑒定應當首先根據實際發生的瓦斯動力現象進行p當動力現象特征不明顯或者沒有動力現象時,應當根據實際測定的煤層最大瓦斯壓力P、軟分層煤的破壞類型、煤的瓦斯放散初速度p和煤的堅固性系數f等指標進行

2、鑒定。全部指標均達到或者超過臨界值的,確定為突出煤層p鑒定單位也可以探索突出煤層鑒定的新方法和新指標3、煤與瓦斯突出特征及預兆、煤與瓦斯突出特征及預兆p 煤與瓦斯突出的基本特征煤與瓦斯突出的基本特征突出的煤向外拋出距離較遠,具有明顯的分選現象拋出的煤堆積角小于煤的自然安息角(一般為40o)拋出的煤破碎程度高,含有大量的塊煤和手捻無粒感的煤粉有明顯的動力效應,破壞支架,推倒礦車,破壞和拋出安裝在巷道內的設施有大量的瓦斯涌出。瓦斯涌出量遠遠超過突出煤的瓦斯含量,有時會使風流逆轉突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其它分岔形等p 煤與瓦斯突出預兆煤與瓦斯突出預兆煤層結構、構造方面的預兆,如層理

3、紊亂,煤軟硬不均或變軟,煤暗淡無光,煤層受擠壓,厚度變大,傾角變陡。煤層干燥等地壓增大的預兆,如來壓聲響,支架斷折,煤炮聲,煤巖開裂,煤壁外鼓,片幫,掉渣,底鼓,打鉆時頂鉆、夾鉆等瓦斯及其它方面的預兆,如瓦斯涌出異常,忽大忽小,悶人,煤塵增大,煤或氣溫變冷,打鉆噴瓦斯、噴煤等上述許多預兆只有比較明顯的顯現時,才能為人們所察覺,而且往往難以判斷是否將要發生突出。所以國內外都在研究、試驗比較可靠的探測突出預兆的儀器,如探測煤、巖在受力破壞過程中發生破裂與震動時產生的各種物理信號,如震波、聲波、電磁波等,以期作為預測煤與瓦斯突出新的技術手段。 2 2工作面突出危險性預測工作面防突措施工作面措施效果檢

4、驗安全防護措施區域突出危險性預測區域防突措施區域措施效果檢驗區域驗證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。是針對經工作面預測尚有突出危險的局部煤層實施的防突措施。其有效作用范圍一般僅限于當前工作面周圍的較小區域。 1、綜合防突措施、綜合防突措施 p 防突工作堅持的原則p 突出礦井采掘工作做到p 未按要求采取區域綜合防突措施的,p 區域防突工作應當做到發生突出的必須,并立即分析、查找突出原因;在強化實施綜合防突措施、消除突出隱患后,方可恢復生產。首次發生突出的必須,按本規定的要求建立防突機構和管理制度,編制礦井防突設計,配備安全裝備,完善安全設施和安全生產系統,補充實施區域

5、防突措施,達到本規定要求后,方可恢復生產。2、煤巷掘進綜合防突措施、煤巷掘進綜合防突措施第一步:區域危險性預測第一步:區域危險性預測 突出礦井應當對突出煤層進行區域突出危險性預測(以下簡稱區域預測)。經區域預測后,突出煤層劃分為突出危險區和無突出危險區。未進行區域預測的區域視為突出危險區。區域預測分為新水平、新采區開拓前的區域預測(以下簡稱開拓前區域預測)和新采區開拓完成后的區域預測(以下簡稱開拓后區域預測)。新水平、新采區開拓前,當預測區域的煤層缺少或者沒有井下實測瓦斯參數時,可以主要依據地質勘探資料、上水平及鄰近區域的實測和生產資料等進行開拓前區域預測。p 開拓前區域預測開拓前區域預測 煤

6、層瓦斯風化帶為無突出危險區域 根據已開采區域確切掌握的煤層賦存特征、地質構造條件、突出分布的規律和對預測區域煤層地質構造的探測、預測結果,采用瓦斯地質分析的方法劃分出突出危險區域。 u 當突出點突出點及具有明顯突出預兆的位突出預兆的位置置分布與構造帶構造帶有直接關系時,則根據上部區域突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與地質構造的關系確定構造線兩側突出危險區邊緣到構造線的最遠距離,并結合下部區域的地質構造分布劃分出下部區域構造線兩側的突出危險區突出危險區u 在同一地質單元內,突出點及具有明顯突出預兆的位置以上20m(埋深)及以下的范圍為突出危險區 -450-400-350-300-450-400

7、-350-300514326用瓦斯地質統計法推測同一地質單元內用瓦斯地質統計法推測同一地質單元內下部區域的突出危險區域示意圖下部區域的突出危險區域示意圖1斷層;2突出點;3上部區域突出點在斷層兩側的最遠距離線;4推測下部區域斷層兩側的突出危險區邊界線;5-推測的下部區域突出危險區上邊界線;6突出危險區(陰影部分)p 開拓前區域預測開拓前區域預測 經開拓前區域預測劃分出的無突出危險區和突出危險區以外的區域,應當根據煤層瓦斯壓力P進行預測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資料,也可根據煤層瓦斯含量W進行預測。預測所依據的臨界值應根據試驗考察確定。u 預測所主要依據的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數應為井下

8、實測數據u 測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數的測試點在不同地質單元內根據其范圍、地質復雜程度等實際情況和條件分別布置;同一地質單元內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區 域 防 突 措 施 框 圖區 域 防 突 措 施開 采 保 護 層預 抽 煤 層 瓦 斯上 保 護 層下 保 護 層地 面 鉆 孔 預 抽 區 段 煤 層 瓦 斯穿 層 鉆 孔 預 抽 區 段 煤 層 瓦 斯順 層 鉆 孔 預 抽 區 段 煤 層 瓦 斯穿 層 鉆 孔 預 抽 煤 巷 條 帶 瓦 斯順 層 鉆 孔 預 抽 煤 巷 條 帶 瓦 斯穿 層 鉆 孔 預 抽 回 采

9、區 域 瓦 斯順 層 鉆 孔 預 抽 回 采 區 域 瓦 斯穿 層 鉆 孔 石 門 ( 立 、 斜 井 )揭 煤 區 域 瓦 斯區段條帶回 采區 域石 門第二步:區域消突措施第二步:區域消突措施p 保護層開采 地壓減少,彈性潛能得以緩慢釋放煤層膨脹變形,形成裂隙與孔道,透氣系數增加。所以被解放層內的瓦斯能大量排放到解放層的采空區內。瓦斯含量和瓦斯壓力都將明顯下降煤層瓦斯涌出后,煤的強度增加u 在突出礦井開采煤層群時,如在有效保護垂距內存在厚度0.5m及以上的無突出危險煤層,除因突出煤層距離太近而威脅保護層工作面安全或可能破壞突出煤層開采條件的情況外,首先開采保護層u 有條件的礦井,也可以將軟巖

10、層作為保護層開采u 當煤層群中有幾個煤層都可作為保護層時,綜合比較分析,擇優開采保護效果最好的煤層u 當礦井中所有煤層都有突出危險時,選擇突出危險程度較小的煤層作保護層先行開采,但采掘前必須按本規定的要求采取預抽煤層瓦斯區域防突措施并進行效果檢驗u 優先選擇上保護層,在選擇開采下保護層時,不得破壞被保護層的開采條件煤層群首采關鍵層沿空留巷煤層群首采關鍵層沿空留巷Y型通風工作面開采型通風工作面開采煤層群首采關鍵層沿空留巷煤層群首采關鍵層沿空留巷Y型通風工作面開采型通風工作面開采p 預抽煤巷條帶煤層瓦斯 穿層鉆孔 u 傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20m,下幫至少10mu 其他為巷道兩側輪廓

11、線外至少各15mu 鉆孔控制范圍均為沿層面的距離 順層鉆孔應控制的條帶長度不小于60m 單一煤層遞進式掩護掘進區域防突措施 防突強化措施 u 松動爆破u 水 力 壓 裂 措 施u 水 力 沖 孔 措 施u 擴孔增透u 氣體置換 煤氣凈化器封孔管孔口防噴裝置軟質排渣儲煤裝置三通排渣裝置抽采瓦斯管路可伸縮高強度連接裝置排放瓦斯裝置突出煤層鉆孔安全施工保障突出煤層鉆孔安全施工保障施工突出煤層鉆孔期間,易于發生噴孔現象,嚴重威脅了施工作業人員的安全,且造成風流瓦斯濃度升高,安全隱患較大,為防止噴孔傷人,應裝備防噴裝置防噴裝置,該裝置能在打鉆噴孔時使煤與瓦斯安全快速分離,分離后大部分瓦斯進入煤氣凈化器進

12、行短暫容貯后,由抽采系統抽入瓦斯抽采管路;而噴出的煤與少量瓦斯進入高強度軟質儲煤快速排渣裝置。煤氣凈化器封孔管孔口防噴裝置軟質排渣儲煤裝置三通排渣裝置抽采瓦斯管路可伸縮高強度連接裝置排放瓦斯裝置第三步:區域效果檢驗第三步:區域效果檢驗 p保護層開采效果檢驗保護層開采效果檢驗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、頂底板位移量及其他經試驗證實有效的指標和方法,也可以結合煤層的透氣性系數變化率等輔助指標。p 預抽煤層瓦斯區域效果檢驗預抽煤層瓦斯區域效果檢驗 u 殘余瓦斯壓力指標法u 殘余瓦斯含量指標法u直接測定u間接計算適當擴大評價計算區域劃分評價單元 檢驗方法 測點布置 u

13、對穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施的效果進行檢驗時,由于這個區域是個狹長的條帶,所以只在條帶內沿設計的煤巷 走向每隔3050m布置1個或1個以上的測試點即可u對順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗時,在煤巷條帶每間隔2030m至少布置1個檢驗測試點,且每個檢驗區域不得少于3個檢驗測試點。 若檢驗期間在煤層中進行鉆孔等作業時發現了明顯突出預兆時,或采用煤層殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量的直接測定值進行檢驗時,任何一個檢驗測試點的指標測定值達到或超過了有突出危險的臨界值而判定為預抽防突效果無效時,則此檢驗測試點周圍半徑100m內的預抽區域均判定為預抽防突效果無效,即為突出危險區。

14、殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗時,應為實測的最大殘余瓦斯壓力或者最大殘余瓦斯含量。第四步:區域效果驗證第四步:區域效果驗證 區域驗證也是針對一個特定的區域進行的。這個特定的區域是指一次進行的區域預測所劃分出的每一個無突出危險區,或是單獨實施措施效果檢驗證實達到區域防突效果的區域,在每個特定區域內的煤層應能夠相通并連成一片。 鉆屑指標法 復合指標法 R值指標法 其他經試驗證實有效的方法檢檢驗驗方方法法p在工作面進入該區域時,立即連續進行至少兩次區域驗證p工作面每推進1050m(在地質構造復雜區域或采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小值)至少進行兩次區域驗證p在構造破壞帶連續進行

15、區域驗證p在煤巷掘進工作面還應當至少打1個超前距不小于10m的超前鉆孔或者采取超前物探措施,探測地質構造和觀察突出預兆p當區域驗證為無突出危險時,應當采取安全防護措施后進行采掘作業。但若為采掘工作面在該區域進行的首次區域驗證時,采掘前還應保留足夠的突出預測超前距p只要有一次區域驗證為有突出危險或超前鉆孔等發現了突出預兆,則該區域以后的采掘作業均應當執行局部綜合防突措施第五步:工作面突出危險性預測第五步:工作面突出危險性預測 p 預測方法預測方法 鉆屑指標法 復合指標法 R值指標法 其他經試驗證實有效的方法u 鉆孔布置原則鉆孔布置原則在近水平、緩傾斜煤層工作面應向前方煤體至少施工3個、在傾斜或急

16、傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深810m的鉆孔,鉆孔應盡可能布置在軟分層中,一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部,并平行于掘進方向,其他鉆孔的終孔點應位于巷道斷面兩側輪廓線外24m處。 鉆屑指標法鉆屑指標法u 測定指標值測定指標值鉆屑量S鉆屑瓦斯解析指標K1或h2值 鉆孔每鉆進2m,用13mm的組合篩子在孔口接煤粉,接煤粉的同時啟動秒表計時;充分篩分后迅速裝入煤樣杯中,并用篩子刮平,使裝入樣體積一致,然后捏緊罐蓋,松開蓋上閥門;當秒表計時時間到達預定值t0時(t0一般應取1min、1.5min、2min,不應超過2min),捏緊蓋上閥門的同時按照儀器菜單提示按相應數字鍵執行“K1采樣”功能,即可

17、開始該煤樣的瓦斯解吸指標測量。鉆屑量鉆屑量S:鉆孔每鉆進1m測定該1m段的全部鉆屑量,用彈簧秤稱重或者用量具測量鉆屑體積。鉆屑瓦斯解析指標鉆屑瓦斯解析指標K1或或h2值值K1 WTCh2煤鉆屑瓦斯解吸儀煤鉆屑瓦斯解吸儀(MD-2)MD-2煤鉆屑瓦斯解析儀的原理為:在井下不對煤樣進行人為脫氣和充氣的條件下,利用煤鉆屑中殘存瓦斯壓力(瓦斯含量),向一密閉的空間釋放(解吸)瓦斯,用該空間體積和壓力(以水柱計壓差表示)變化來表征煤樣解吸出的瓦斯量。MD-2型煤鉆屑瓦斯解吸儀主體為一整塊有機玻璃加工而成。由水柱計、解吸室、煤樣瓶和三通旋塞、兩通旋塞等組成。儀器外形尺寸為27012034mm,重量約為0.

18、8kg。儀器配備有孔徑1mm和3mm分樣篩一套,秒表一塊,煤樣瓶8只 。 復合指標法復合指標法 需測定鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標 u 鉆孔布置原則鉆孔布置原則煤巷掘進工作面流量測量管鉆孔測量室封孔器在近水平、緩傾斜煤層工作面應當向前方煤體至少施工3個、在傾斜或急傾斜煤層至少施工2個直徑42mm、孔深810m的鉆孔,鉆孔應當盡量布置在軟分層中,一個鉆孔位于掘進巷道斷面中部,并平行于掘進方向,其他鉆孔開孔口靠近巷道兩幫0.5m處,終孔點應位于巷道斷面兩側輪廓線外24m處。30u指標測定指標測定q突出危險預報儀(TWY) 測定鉆孔瓦斯涌出初速度時,應選用測量室管長度為1.0的測定裝置 按鉆孔深度

19、要求將測定裝置的封孔器、導氣管、測量室管等與各輔助部件連接好,檢查是否氣密 按有關要求布置鉆孔,在每段鉆孔鉆進前應在鉆桿上標識出預定的打鉆深度。鉆進時應避免鉆桿擺動,鉆進速度應控制在1m/min 鉆孔鉆進至預定深度,立即用秒表計時,迅速拔出鉆桿,把封孔器送入孔底,并用打氣筒進行充氣,全部操作應在2min內完成 測定流量,在封孔操作的同時,將流量計與導氣管口連接好 封孔完成后,對瞬時流量計在2min時讀數,即為鉆孔瓦斯涌出初速度值;測定完成后,將膠囊泄壓,從鉆孔中退出封孔器。在測定開始前應測量并記錄工作面位置、煤層厚度及有無地質變化等 在測定過程中應詳細記錄鉆孔的位置、方位、傾角、深度、鉆孔瓦斯

20、涌出初速度以及鉆進時有無噴孔、卡鉆、響煤炮等動力現象R (Smax-1.8) (qmax-4) 式中 Smax每個鉆孔沿孔長的最大鉆屑量,L/m; qmax每個鉆孔的最大鉆孔瓦斯涌出初速度,L/min判定各煤層煤巷掘進工作面突出危險性的臨界值應根據試驗考察確定;在確定前可暫按以下指標進行預測:當所有鉆孔的R值有且時,該工作面可預測為;否則,判定為突出危險工作面。 其他經試驗證實有效的方法其他經試驗證實有效的方法 煤巷掘進工作面的突出危險性預測方法和預測指標較多,除規定方法外,還有鉆孔瓦斯涌出初速度法及瓦斯含量、煤體溫度、V30特征值、解吸指數法、煤層瓦斯氡濃度、瓦斯動態涌出、聲發射、電磁輻射等

21、方法和指標。工作面突出危險性預測是一個復雜的課題,國內雖已提出并在生產實踐中應用了很多種預測方法,但預測準確率還有待提高。所以根據我國實際情況,防突規定確定了應用普遍性較廣的3種方法,即鉆屑指標法、復合指標法和R值指標法。未在本規定中列出的方法如在本礦區經考察試驗證實有效和適用后,經過必要的程序也是可以應用的,也可作為綜合預測判斷的依據參數之一。第六步:工作面防突措施第六步:工作面防突措施 p巷道兩側輪廓線外鉆孔的最小控制范圍:近水平、緩傾斜煤層5m,傾斜、急傾斜煤層上幫7m、下幫3m。當煤層厚度大于巷道高度時,在垂直煤層方向上的巷道上部煤層控制范圍不小于7m,巷 道下部煤層控制范圍不小于3m

22、p鉆孔在控制范圍內應當均勻布置,在煤層的軟分層中可適當增加鉆孔數。預抽鉆孔或超前排放鉆孔的孔數、孔底間距等應當根據鉆孔的有效抽放或排放半徑確定p鉆孔直徑應當根據煤層賦存條件、地質構造和瓦斯情況確定,一般為75120mm,地質條件變化劇烈地帶也可采用直徑4275mm的鉆孔。若鉆孔直徑超過120mm時,必須采用專門的鉆進設備和制定專門的施工安全措施經工作面突出危險性預測仍有突出危險性時,必須采取工作面防突措施p煤層賦存狀態發生變化時,及時探明情況,再重新確定超前鉆孔的參數p鉆孔施工前,加強工作面支護,打好迎面支架,背好工作面煤壁p前探支架 前探支架可用于松軟煤層的平巷工作面 一般是向工作面前方打鉆

23、孔,孔內插入鋼管或鋼軌 長度可按兩次掘進循環的長度再加0.5m 每掘進一次打一排鉆孔,形成兩排鉆孔交替前進 鉆孔間距為0.20.3m第七步:工作面效果檢驗第七步:工作面效果檢驗 p煤巷掘進工作面執行防突措施后,應當選擇鉆屑指標法、復合指標法、R值指標法和其他經試驗證實有效的方法進行措施效果檢驗p檢驗孔應當不少于3個,深度應當小于或等于防突措施鉆孔p如果煤巷掘進工作面措施效果檢驗指標均小于指標臨界值,且未發現其他異常情況,則措施有效;否則,判定為措施無效第八步:安全防護措施第八步:安全防護措施 p 設置采區避難場所設置采區避難場所有突出煤層的采區必須設置采區避難所,避難所的位置應當根據實際情況確

24、定避難所設置向外開啟的隔離門,隔離門設置標準按照反向風門標準安設室內凈高不得低于2m,深度滿足擴散通風的要求,長度和寬度應根據可能同時避難的人數確定,但至少能滿足15人避難,且每人使用面積不得少于0.5m2避難所內支護保持良好,并設有與礦(井)調度室直通的電話;避難所內放置足量的飲用水、安設供給空氣的設施,每人供風量不得少于0.3m3/min如果用壓縮空氣供風時,設有減壓裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴避難所內應根據設計的最多避難人數配備足夠數量的隔離式自救器在突出煤層的石門揭煤工作面進風側,必須設置至少2道牢固可靠的反向風門,風門之間的距離不得小于4m反向風門距工作面的距離和反向風門的組數,應當根

25、據掘進工作面的通風系統和預計的突出強度確定,但反向風門距工作面回風巷不得小于10m,與工作面的最近距離一般不得小于70m,如小于70m時應設置至少三道反向風門反向風門墻垛可用磚、料石或混凝土砌筑,嵌入巷道周邊巖石的深度可根據巖石的性質確定,但不得小于0.2m;墻垛厚度不得小于0.8m。在煤巷構筑反向風門時,風門墻體四周必須掏槽,掏槽深度見硬幫硬底后再進入實體煤不小于0.5m。通過反向風門墻垛的風筒、水溝、刮板輸送機道等,必須設有逆向隔斷裝置人員進入工作面時必須把反向風門打開、頂牢。工作面放炮和無人時,反向風門必須關閉p 設置反向風門設置反向風門 煤巷掘進工作面采用遠距離爆破時,放炮地點必須設在

26、進風側反向風門之外的全風壓通風的新鮮風流中或避難所內 放炮地點距工作面的距離由礦技術負責人根據曾經發生的最大突出強度等具體情況確定,但不得小于300m 采煤工作面放炮地點到工作面的距離由礦技術負責人根據具體情況確定,但不得小于100m 遠距離爆破時,回風系統必須停電、撤人 放炮后進入工作面檢查的時間由礦技術負責人根據情況確定,但不得少于30minp 采用遠距離放炮采用遠距離放炮 突出煤層的采掘工作面應設置工作面避難所或壓風自救系統。應根據具體情況設置其中之一或混合設置,但掘進距離超過500m的巷道內必須設置工作面避難所工作面避難所應當設在采掘工作面附近和爆破工操縱放炮的地點。根據具體條件確定避

27、難所的數量及其距采掘工作面的距離工作面避難所應當能夠滿足工作面最多作業人數時的避難要求,其他要求與采區避難所相同壓風自救系統應當達到下列要求:p 設置工作面避難場所設置工作面避難場所 u壓風自救裝置安裝在掘進工作面巷道和回采工作面巷道內的壓縮空氣管道上u在以下每個地點都應至少設置一組壓風自救裝置:距采掘工作面2540m的巷道內、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風道有人作業處等。在長距離的掘進巷道中,應根據實際情況增加設置u每組壓風自救裝置應可供58個人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少于0.1m3/min為降低放炮誘發突出的強度,可根據情況在炮掘工作面安設擋欄擋欄可以用金屬、矸石

28、或木垛等構成金屬擋欄一般是由槽鋼排列成的方格框架,框架中槽鋼的間隔為0.4m,槽鋼彼此用卡環固定使用時在迎工作面的框架上再鋪上金屬網,然后用木支柱將框架撐成45的斜面一組擋攔通常由兩架組成,間距為68m可根據預計的突出強度在設計中確定擋欄距工作面的距離p 主動降低突出強度主動降低突出強度 第九步:允許進尺第九步:允許進尺 p正在開采的保護層工作面超前于被保護層的掘進工作面,其超前距離不得小于保護層與被保護層層間垂距的3倍,并不得小于100mp煤巷掘進期間應保留的最小預測超前距和最小防突措施超前距,其中最小預測超前距均為2m;最小防突措施超前距為5m,在地質構造破壞嚴重地帶應適當增加超前距,但不

29、小于7m當檢驗結果措施有效,且無突出預兆發生時,可在采取安全防護措施的條件下進行作業,為進一步保障安全作業,煤巷掘進期間的允許進尺范圍分別為:3、斜、斜(立立)井、石門揭煤綜合防突措施井、石門揭煤綜合防突措施 超 前 地 質 鉆 孔 ( L 2 0 m ) , 根 據 巖 性 及 地 質 分 析 , 確 定 煤 層 層 位距 煤 層 不 小 于 1 0 m , 前 探 孔 + 測 壓 孔 ,精 確 探 查 煤 層 賦 存 狀 況 , 測 定 煤 層瓦 斯 壓 力 ( P ) 或 含 量 ( W ) , 初 步 預 測 煤 層 突 出 危 險 性進 入 煤 系 地 層 距 煤 層 垂 距 7 m

30、 前實 施 區 域 防 突 措 施區 域 防 突 措 施 效 果 檢 驗有 效無 危 險距 煤 層 垂 距 5 m 處 , 預 測 煤 層 突 出 危 險 性 ( 區 域 驗 證 )實 施 局 部 防 突 措 施區 域 防 突 措 施 效 果 檢 驗無 效無 效有 危 險邊 預 測 邊 探 邊 掘 至 距 煤 層 安 全 垂 距 最 小 處 ( 遠 距 離 爆 破 位 置 )有 效采 用 工 作 面 預 測 方 法 進 行 最 后 驗 證無 危 險有 危 險 補 充 防 突 措 施補 充 措 施 效 果 檢 驗安 全 防 護 措 施無 效有 效無 危 險遠 距 離 爆 破 揭 煤 加 強 支

31、護繼 續 采 取 防 突 措 施 直 至穿 透 煤 層 進 入 煤 層 底 板揭 煤 防 突 工 藝 流 程 示 意 圖p 不同瓦斯等級礦井石門揭煤的綜合防突措施選擇不同瓦斯等級礦井石門揭煤的綜合防突措施選擇 有下列情況之一的揭煤作業,必須執行局部綜合防突措施:(一)高瓦斯礦井各煤層在新水平開拓工程首次石門揭煤;(二)突出礦井的非突出煤層在新水平開拓工程首次石門揭煤;(三)突出煤層新水平、新采區開拓前區域預測為無突出危險區域的所有揭煤。 有下列情況之一的揭煤作業,必須執行區域綜合防突措施:(一)評估有突出危險煤層的新建礦井的所有煤層揭煤;(二)突出煤層新水平、新采區開拓前區域預測為突出危險區的

32、煤層。 有突出危險區域揭煤從7米開始執行區域綜合防突措施; 無突出危險區域揭煤從5米開始執行局部綜合防突措施。第一步:區域危險性預測第一步:區域危險性預測 p區域預測一般根據煤層瓦斯參數結合瓦斯地質分析的方法進行,也可以采用其他經試驗證實有效的方法。區域預測新方法的研究試驗應當由具有突出危險性鑒定資質的單位進行,并在試驗前由煤礦企業技術負責人批準p根據煤層瓦斯壓力或者瓦斯含量進行區域預測的臨界值應當由具有突出危險性鑒定資質的單位進行試驗考察。在試驗前和應用前應當由煤礦企業技術負責人批準p在揭煤工作面掘進至距煤層最小法向距離10m之前(在地質構造復雜、巖石破碎的區域,最小法向距離為20m),應當

33、至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂(底)板不小于0.5m的前探取芯鉆孔,并詳細記錄巖芯資料。當需要測定瓦斯壓力時,前探鉆孔可用作測定鉆孔;若二者不能共用時,則測定鉆孔應布置在該區域各鉆孔見煤點間距最大的位置第二步:區域消突措施第二步:區域消突措施 距離煤層最小法向距離距離煤層最小法向距離7m以前實施區域措施以前實施區域措施(在構造破壞帶應適當加大距離)(在構造破壞帶應適當加大距離) p該區域防突措施的鉆孔要求控制石門和立井、斜井等巷道設計揭煤處的輪廓線外12m(層面)p而對于石門揭煤急傾斜煤層的巷道底部揭開急傾斜煤層時,底部煤層可以控制巷道輪廓線外6m(層面)p當立井揭開急傾斜煤層時,則是沿煤層傾

34、斜方向的下方重力作用不利于突出,也可以只控制巷道下幫輪廓線外6m(層面)p控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小于5m,且當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時,應當保持煤孔最小超前距15m 對此措施要求的控制巷道輪廓線外對此措施要求的控制巷道輪廓線外12m,比其他區域預抽措施要求的,比其他區域預抽措施要求的15m有有所減小,是考慮這些施工穿層鉆孔的地點一般距煤層較近,鉆孔的偏差也小,所減小,是考慮這些施工穿層鉆孔的地點一般距煤層較近,鉆孔的偏差也小,且石門巷道的方向控制也容易準確一些。且石門巷道的方向控制也容易準確一些。 石 門 揭 煤 預 抽 鉆 孔 布 置 及

35、 預 抽 范 圍 示 意 圖1 21 2 或 6755穿 層 鉆 孔煤 層石 門12m12m12m12m厚 煤 層 不 能一 次 穿 透 時煤 孔 長 度 不小 于 15m揭 煤 范 圍 巷 道 兩 幫 共 24( 或 18) m。急 傾 斜 共 18m, 其 中 上 12m, 下 6m;其 他 均 12m;巷 道 輪 廓 線 外 法 距 5m.井 筒12m12m12m12m第三步:區域效果檢驗第三步:區域效果檢驗 應當以預抽區域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標進行措施效果檢驗 在采用殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量指標對穿層鉆孔預抽石門(含立、斜井等)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施進行

36、檢驗時,必須依據實際的直接測定值 對穿層鉆孔預抽石門(含立、斜井等)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施也可采用鉆屑瓦斯解吸指標進行措施效果檢驗 檢驗期間還應當觀察、記錄在煤層中進行鉆孔等作業時發生的噴孔、頂鉆及其他突出預兆p 檢驗方法對穿層鉆孔預抽石門(含立、斜井等)揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗時,至少布置4個檢驗測試點,分別位于要求預抽區域內的上部、中部和兩側,并且至少有1個檢驗測試點位于要求預抽區域內距邊緣不大于2m的范圍。p 預測鉆孔布置原則第四步:區域效果驗證第四步:區域效果驗證(工作面突出危險性預測工作面突出危險性預測) p 必須在距突出煤層最小法向距離5 m前進行(地質構造復雜、

37、巖石破碎的區域,應適當加大法向距離) p 石門揭煤工作面的突出危險性預測應當選用綜合指標法、鉆屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法進行 綜合指標法u 應當由工作面向煤層的適當位置至少打3個鉆孔測定煤層瓦斯壓力Pu 近距離煤層群的層間距小于5m或層間巖石破碎時,應當測定各煤層的綜合瓦斯壓力u 測壓鉆孔在每米煤孔采一個煤樣測定煤的堅固性系數f,把每個鉆孔中堅固性系數最小的煤樣混合后測定煤的瓦斯放散初速度p,則此值及所有鉆孔中測定的最小堅固性系數f值作為軟分層煤的瓦斯放散初速度和堅固性系數參數值)74. 0()30075. 0(PfHDfpK當測定的綜合指標D、K都小于臨界值,或者指標K小于臨

38、界值且式中兩括號內的計算值都為負值時,若未發現其他異常情況,該工作面即為無突出危險工作面;否則,判定為突出危險工作面 由工作面向煤層的適當位置至少打3個鉆孔,在鉆孔鉆進到煤層時每鉆進1m采集一次孔口排出的粒徑13mm的煤鉆屑,測定其瓦斯解吸指標K1或h2值。測定時,應考慮不同鉆進工藝條件下的排渣速度。 鉆屑瓦斯解吸指標法第五步:工作面防突措施第五步:工作面防突措施 工作面防突措施是針對經工作面預測尚有突出危險的局部煤層實施的防突措施。 p石門揭煤工作面的防突措施包括預抽瓦斯、排放鉆孔、水力沖孔、金屬骨架、煤體固化、松動爆破、見煤段擴孔、空氣置換以及其他證實有效的措施。p立井揭煤工作面可以選用預

39、抽瓦斯、排放鉆孔、金屬骨架、煤體固化、松動爆破、見煤段擴孔、空氣置換以及其他證實有效的措施。p斜井揭煤工作面的防突措施應當參考石門揭煤工作面防突措施進行。p金屬骨架、煤體固化措施,應當在采用了其他防突措施并檢驗有效后方可在揭開煤層前實施。p 措施孔控制范圍 在石門和立井揭煤工作面采用預抽瓦斯、排放鉆孔防突措施時,鉆孔直徑一般為75120mm 鉆孔的孔底間距應根據實際考察情況確定。 揭煤工作面施工的鉆孔應當盡可能穿透煤層全厚 當不能一次打穿煤層全厚時,可分段施工,但第一次實施的鉆孔穿煤長度不得小于15m,且進入煤層掘進時,必須至少留有5m的超前距離(掘進到煤層頂或底板時不在此限)。 石門的兩側和

40、上部輪廓線外至少5m,下部至少3m 立井揭煤工作面鉆孔控制范圍是u 近水平、緩傾斜、傾斜煤層為井筒四周輪廓線外至少5mu 急傾斜煤層沿走向兩側及沿傾斜上部輪廓線外至少5m,下部輪廓線外至少3m第六步:工作面效果檢驗第六步:工作面效果檢驗 所有用鉆孔方式檢驗的方法中檢驗孔數均不得少于5個,分別位于石門的上部、中部、下部和兩側 分布在工作面各部位的檢驗鉆孔應當布置于所在部位防突措施鉆孔密度相對較小、孔間距相對較大的位置,并遠離周圍的各防突措施鉆孔或盡可能與周圍各防突措施鉆孔保持等距離。在地質構造復雜地帶應根據情況適當增加檢驗鉆孔 如檢驗結果的各項指標都在該煤層突出危險臨界值以下,且未發現其他異常情況,則措施有效;反之,判定為措施無效p 檢驗方法p 布孔原則應當選擇鉆屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法,第七步:遠距離爆破位置確定第七步:遠距離爆破位置確定 石門和立井、斜井工作

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