+1140m中部车场揭5煤设计.docx

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+1140m中部车场揭5煤设计

贵州能发高山矿业有限公司高山煤矿

+1140m水平中部车场揭4煤专项防突设计

工程名称：

+1140m水平中部车场

编制人：

吕阳、董元甲

技术负责人：

王辛太

项目负责人：

肖桂华

施工单位：

河南煤炭建设集团高山工程项目部

编制日期：

2010年8月5日

审批人员

审批意见

签名

编制人

施工队长

通风

安检

技术经理

生产经理

机电经理

项目经理

高山煤矿+1140m水平中部车场揭“4煤”专项防突设计审批签字表

+1140m水平中部车场揭“4煤”专项防突设计措施报审表

工程名称：

+1140m水平中部车场

致：

河南工程咨询监理有限公司高山矿井监理部（监理单位）

我方已根据合同的有关规定完成了+1140m水平中部车场揭“4煤”专项防突设计（方案）的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。

附：

+1140m水平中部车场揭“4煤’专项防突设计

承包单位：

（章）

项目经理：

日期：

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师：

日期：

总监理工程师审核意见：

项目监理机构：

总监理工程师：

日期：

+1140m水平中部车场揭“4煤”专项防突设计会审记录

会审意见：

工程管理部

安全部

机电部

总工程师

工程名称：

+1140m水平中部车场

+1140m水平中部车场揭“4煤”专项防突设计贯彻学习记录

贯彻人：

贯彻时间：

年月日点班组

贯彻人：

贯彻时间：

年月日点班组

贯彻人：

贯彻时间：

年月日点班组

贯彻人：

贯彻时间：

年月日点班组

目录

一、概况···············································7

二、揭煤方案···········································9

三、区域综合防突措施设计·······························10

1、前探钻孔设计·····································10

2、测压钻孔设计·····································10

3、区域防突措施·····································11

4、区域措施效果检验及区域验证·······················11

四、局部综合防突措施设计·······························12

1、局部防突措施·····································12

2、局部措施效果检验·································13

五、揭煤安全防护措施···································14

六、揭煤方法及放炮设计·································15

1、揭煤方法··········································15

2、爆破说明书········································15

3、电阻验算··········································15

七、安全措施···········································16

1、通风系统·········································16

2、供电系统·········································16

3、爆破安全·········································17

4、监控检测·········································17

5、瓦斯管理·········································18

6、远距离放炮········································18

7、避灾路线·········································19

8、矿山救护·········································19

八、煤层段巷道的支护措施······························19

九、揭煤组织管理措施··································29

十、石门揭煤设计的贯彻································20

附图1施工平、断面图

附图2炮眼布置图及装药量

附图3通风系统图

附图4避灾路线图

附图5监控检测图

附图6供电系统图

附图7超前探钻孔布置图

附图8测压钻孔布置图

附图9区域防突抽放钻孔布置平、剖、断面图

附图10局部防突抽放钻孔布置平、剖、断面图

附表1揭煤领导小组成员名单及联系方式

附表2高山煤矿及项目部领导跟班值班表

高山煤矿+1140m水平中部车场揭“4煤”专项设计

一、概况：

1、巷道用途、断面、支护形式、与周围巷道关系

高山煤矿+1140m水平中部车场巷道施工方位角为354°13′12″，该巷道设计为直墙半圆拱形断面，净宽为3800mm,净高为3200mm,永久支护方式采用锚网喷100mm厚支护（揭煤时可根据实际情况距煤层法线距离2m采用架设11＃矿用工字钢棚，棚后全断面铺设金属网+喷射砼150mm厚进行支护，棚间距800mm）。

2、煤（岩）层倾角、厚度、巷道与煤层位置关系、所揭煤层顶底板岩性、结构，邻近层，揭煤区域地质构造、水文情况

根据实际揭露岩石情况,+1140m水平中部车场主要以泥质粉砂岩为主,局部出现小构造,岩层倾角16°～18°。

根据2-1钻孔及超前探孔资料进行分析，预计+1140m水平中部车场在75m位置进入揭4＃煤作业，4＃煤层底板距巷道顶板垂距为10m,根据超前探孔资料进行分析揭4＃煤层情况,煤层厚度2.3m～2.8m，4＃煤层倾角16°～18°。

4＃煤层顶板为泥质粉砂岩、碳质泥岩，富水性弱，补给条件差，以静储量为主，充水途径为裂隙。

3、瓦斯地质情况及各项瓦斯基础参数

按照高山煤矿《安全专篇》所述，本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计、煤尘无爆炸危险、煤层无自然发火倾向，煤层赋存条件为薄及中厚缓倾斜煤层群，煤层顶底板多为砂质泥岩或泥岩，且煤层较薄，岩性较软。

根据《高山煤矿勘察地质报告》：

对4＃、9＃煤层作了现场瓦斯解吸试验并送瓦斯样进行瓦斯成分分析。

瓦斯自然组分：

CH4含量69.55—99.22%，平均92.00%。

瓦斯风化带：

根据抚顺煤研所关于瓦斯风化带的划分方法，以每克可燃物含2ml可燃气体为准，其下为瓦斯带。

依据煤层瓦斯含量推测，瓦斯风化带距地表74m。

井田内瓦斯平均含量为11.89ml/g.r，矿井瓦斯等级为高沼气瓦斯矿井。

瓦斯梯度：

煤层埋藏深度每增加37m，瓦斯含量增高1ml/g.r。

瓦斯增长率：

煤层埋藏深度增加100m，瓦斯含量增加3.12ml/g.r。

4、巷道掘进供风（局扇、风筒、风量）情况、揭煤回风影响到的相关区域、通风设施安装位置

（1）该工作面形成了独立的通风系统，采用压入式通风。

（2）+1140m水平中部车场在施工过程中使用安装在副斜井井口50m范围以外的两台2×30KW局扇向工作面压入式通风,铺设一躺Φ800mm抗阻燃胶皮风筒供风,风机实现了“三专两闭锁”和“双风机双电源”并能自动切换。

（3）+1140m水平中部车场风筒口风量为400m3∕min。

（4）该巷道在揭4＃煤层作业过程中，+1140水平中部车场、副斜井井筒全部工作人员必须全部撤至地面（严格执行入井、升井记录），井下必须全部断电，井口前方50m、两侧20m范围内严禁有任何火源。

5、根据相关参数预评估突出危险性严重程度

因为没有对4#煤层的突出危险性进行鉴定，所以对该煤层按突出煤层进行管理。

根据超前探钻及测压孔施工，在超前探钻孔施工当中，未出现卡钻、顶钻及喷孔等瓦斯动力现象，由此评估+1140m中部车场揭4#煤层没有突出危险性。

6、抽放系统

在地面形成了临时移动泵抽放瓦斯，抽放泵周围20m范围内，禁止堆积易燃物和有明火。

二、揭煤方案：

+1140m水平中部车场施工4＃煤未做突出危险性鉴定，该工作面掘进揭4＃煤层前首先执行区域防突措施。

1、在巷道掘进顶板距4＃煤层法线距离10m之前，打2个穿透煤层全厚并进入顶板0.5m的前探取芯钻孔，详细记录岩芯资料，探明煤层倾角、走向、厚度及赋存条件。

2、当巷道顶板距4＃煤法距小于10m时，必须边掘边探，每班放炮前在巷道顶板左右侧施工2个小直径前探钻孔，钻孔孔深不得低于7m，确保最小法距不小于7m。

3、巷道掘至4＃煤层法距10m时分别施工3个测压钻孔，测定该区域4＃煤层原始瓦斯压力、△h2、瓦斯原始含量，预测煤层瓦斯突出危险性。

4、当巷道顶板掘至距4＃煤层法距7m前，必须采取区域防突措施，预抽煤层瓦斯，钻孔的最小控制范围是：

+1140m水平中部车场揭煤处巷道轮廓线外12m，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m。

5、工作面掘进距4＃煤层最小法向距离5m（地质构造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）前进行测定△h2、K1、钻屑量S值，反复至少进行三次，预测煤层瓦斯突出危险性，在经措施效果检验为无突出危险性工作面时，可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，再采用工作面预测的方法进行最后验证。

若验证仍为无突出危险性工作面时，则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层；否则，必须采取或补充工作面防突措施。

6、措施孔施工结束，经一定时间预抽后，进行区域防突措施效果检验。

若检验无效，采取增加抽放时间、增加钻孔等补充措施，直到措施效果检验有效。

措施孔预抽时间根据实际效果考察来确定，目前无永久抽放系统，可建立地面临时抽放系统，不消突严禁施工。

7、当测定的各项指标符合有关规定后，继续作业时施工必须边掘边探，每班放炮前均在巷道顶板左右帮施工4个小直径前探钻孔，钻孔孔深不得低于5m，确保最小法距不小于5m。

8、在巷道顶板掘至4＃煤法距5m前时，进行局部突出危险性预测。

1当预测为有突出危险工作面时，必须施工抽放钻孔作为局部防突措施。

②当预测为无突出危险工作面时，可掘进至距离煤层顶板法距1.5m位置，在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层。

9、当巷道掘进距煤层法距1.5m时，再次进行防突措施效果的最后验证。

预测指标采用钻屑瓦斯解吸指标（K1、△h2）。

若经验证为无突出危险工作面时，在采取安全防护措施的条件下用远距离爆破揭穿煤层；若检验无效，应采取补充防突出措施。

10、巷道揭开4＃煤后，必须再进行一次突出危险性预测预报，预测指标采用K1、△h2、S三个指标，且过煤段仍必须严格执行局部综合防突措施。

11、揭煤方法采用远距离爆破揭煤。

12、揭煤放炮时，由揭煤领导小组组长负责指挥监督揭煤层全过程。

三、区域综合防突设计

1、前探钻孔设计

工作面掘进至距4＃煤层法距10m前停头，施工2个穿透4＃煤层全厚的前探取芯钻孔，以确切掌握该区域煤层厚度、倾角的变化、地质构造和瓦斯情况等，初步控制层位，为防突后续工序提供设计依据。

前探钻孔施工结束后由施工单位项目部负责提供终孔报告，经矿总工程师审定，下发至施工单位、工程部、安检部、调度室等相关单位。

2、测压钻孔设计

（1）、钻孔施工位置

在巷道正迎头施工4＃煤测压钻孔。

（2）、钻孔参数及布置要求

设计3个4＃煤层测压钻孔，钻孔分别穿过4＃煤进入顶板0.5m。

钻孔终孔间距15m。

（后附测压钻孔设计图）

（3）、封孔工艺

采用聚氨酯、水泥砂浆封孔。

钻孔成孔后送入6′测压管和注浆管，测压管送入深度以进入煤层中为基准。

注浆管长1.0m，外露300mm，测压管外露300mm。

封孔凝固12小时后安装压力表。

3、区域防突措施

巷道顶板施工至距离4＃煤层底板法距7m时，停止掘进，施工区域防突措施钻孔预抽煤层瓦斯。

区域防突措施钻孔设计要求：

（1）、钻孔控制范围：

抽放钻孔控制到巷道两侧轮廓线外12米，

（2）、钻孔孔径：

￠75mm。

（3）、抽放半径取3m。

（4）、钻孔采用扇形布置，开孔在迎头断面，采用均匀布孔的方式。

（5）、钻孔要求穿透4＃煤并进入煤层顶板0.5m。

（抽放钻孔设计见附图）。

4、区域措施效果检验及区域验证

工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：

（1）、首先分析、检查所实施的区域防突措施钻孔是否达到了设计要求，若未达到设计要求则需要补充钻孔直至满足设计要求；收集工作面及钻孔施工的情况等（包括喷孔、卡钻等），作为防突措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断。

（2）、根据《防治煤与瓦斯突出规定》，采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，采用以下方法作为检验指标：

①预抽区域的残余瓦斯压力

②预抽区域的残余瓦斯含量

③钻屑瓦斯解吸指标法（K1、△h2）

检验钻孔布置：

在揭煤工作面至少打4个效果检验钻孔，分别位于巷道的上部、两侧，并且至少有一个钻孔测点位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围，各钻孔应布置在所在部位钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置。

效果检验孔应布置在措施孔之间，钻孔孔径75mm。

当检验钻孔施工完毕后，测定4＃煤残余瓦斯压力。

具体的预测方法及步骤为：

1）当检验孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1-3mm煤钻屑，防突工利用WTC突出参数仪和MD-2型钻屑瓦斯解吸仪测定K1值和△h2值；同时收集4#煤煤样由防突实验室分析测定残余瓦斯含量。

2）、工作面突出危险性临界值

表1钻屑瓦斯解吸指标法预测揭煤工作面突出危险性的临界值

煤样

△h2指标临界值（pa）

K1指标临界值（ml/g·min1/2）

干煤样

200

0.5

湿煤样

160

0.4

3）、有以下情况之一，预抽区域为有突出危险区域：

A、残余瓦斯压力≥0.74MPa时；

B、残余瓦斯含量≥8m3/t时；

C、K1≥0.5mL/g·min1/2【湿煤取0.4mL/g·min1/2】时；

D、△h2≥200Pa【湿煤取160Pa】时；

E、各类检验钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等现象时。

当以上指标均在临界值以下时，方可判断预抽区域为无突出危险区，否则即为突出危险区，预抽措施无效。

四、局部综合防突设计

1、局部防突措施

局部防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、金属骨架等措施，该工作面采用预抽瓦斯防突措施。

巷道顶板施工至距离4＃煤层底板法距5m之前，施工局部防突措钻孔预抽煤层瓦斯。

局部防突措施钻孔设计要求：

（1）、钻孔控制范围：

抽放及排放钻孔控制到巷道两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。

（2）、钻孔孔径：

￠75mm。

（3）、抽放半径取3m。

（4）、钻孔采用扇形布置，开孔在迎头断面，采用均匀布孔的方式。

（5）、钻孔要求穿透4＃煤并进入煤层顶板0.5m（抽放钻孔设计见附图）。

2、局部措施效果检验

工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容：

（1）、首先分析、检查所实施的局部防突措施钻孔是否达到了设计要求，若未达到设计要求则需要补充钻孔直至满足设计要求；收集工作面及钻孔施工的情况等（包括喷孔、卡钻等），作为防突措施效果检验报告的内容之一，用于综合分析、判断。

（2）、根据《防治煤与瓦斯突出规定》，采用预抽煤层瓦斯防突措施时，采用以下方法作为检验指标：

①预抽残余瓦斯压力

②预抽残余瓦斯含量

③钻屑瓦斯解吸指标法（K1、△h2）

检验钻孔布置：

在揭煤工作面至少打5个效果检验钻孔，分别位于巷道的上部、中部、和下部、两侧，并且至少有一个钻孔测点位于预抽区域内距边缘不大于2m的范围，各钻孔应布置在所在部位钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置。

效果检验孔应布置在措施孔之间，钻孔孔径75mm。

当检验钻孔施工完毕后，测定4＃煤残余瓦斯压力。

具体的预测方法及步骤为：

1）当检验孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1-3mm煤钻屑，防突工利用WTC突出参数仪和MD-2型钻屑瓦斯解吸仪测定K1值和△h2值；同时收集5#煤煤样由防突实验室分析测定残余瓦斯含量。

2）、工作面突出危险性临界值

表1钻屑瓦斯解吸指标法预测揭煤工作面突出危险性的临界值

煤样

△h2指标临界值（pa）

K1指标临界值（ml/g·min1/2）

干煤样

200

0.5

湿煤样

160

0.4

3）、有以下情况之一，预抽区域为有突出危险区域：

A、残余瓦斯压力≥0.74MPa时；

B、残余瓦斯含量≥8m3/t时；

C、K1≥0.5mL/g·min1/2【湿煤取0.4mL/g·min1/2】时；

D、△h2≥200Pa【湿煤取160Pa】时；

E、各类检验钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等现象时。

当以上指标均在临界值以下时，方可判断预抽区域为无突出危险区，否则即为突出危险区，预抽措施无效。

五、安全防护措施：

+1140m水平中部车场揭4＃煤层安全防护措施为在地面进行远距离放炮。

该矿井处于建井初期，尚未构成全风压通风，在揭4＃煤层作业过程中，

+1140水平中部车场、副斜井井筒全部工作人员必须全部撤至地面（严格执行入井、升井记录），井下必须全部断电，井口前方50m、两侧20m范围内严禁有任何火源。

爆破后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。

+1140m水平中部车场在距掘进工作面35m位置设置一组压风自救装置，安装一部电话直通调度室，压风自救装置必须能满足该作业地点同时最多工作人数的要求。

六、揭煤方法及放炮设计：

1、揭煤方法

工作面从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法线距离）的过程均属于揭煤作业。

揭煤作业应当具有相应技术能力的专业队伍施工，并按照下列作业程序进行：

（1）、探明揭煤工作面和煤层的相对位置；

（2）、在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测（或区域验证）；

（3）、工作面预测（或区域验证）有突出危险时，采取工作面防突措施；

（4）、实施工作面措施效果检验；

（5）、掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置，采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证；

（6）、采取安全防护措施并用远距离放炮揭开或穿过煤层。

（7）、在岩石巷道与煤层连接处加强支护。

2、爆破说明书

揭煤作业掏槽眼深度设计1.5m，其他炮眼深度为1.2m，每次爆破进度不超过1m。

揭煤远距离放炮电缆线不小于1.5mm2，中间接头必须用接线盒，在地面放炮（附：

炮眼布置图及装药量）。

3、电阻验算

爆破网络验算根据MFB-200放炮器说明书提供，放炮时总电压V为1900V，全断面采用串联的连接方式，放炮母线选用2.5mm2电缆，母线长度不小于560m，取L=600m;

R线＝P*（L/S）=0.0184*（600/2.5）＝4.4Ω

康铜桥丝单个雷管的安全电阻值R=3.4

+1140m中部车场设计炮眼71个,

每次放炮雷管的总电阻值R雷＝n*R=70*3.4=238Ω

每次放炮线路总电阻R总＝R雷+R线=238+4.4=242.4Ω

每次放炮线路总电流I总＝V总／R总＝1900／242.4＝7.83（A）>2A

通过验算满足爆破要求。

七、安全措施：

1、通风系统

揭煤期间通风系统必须独立、可靠，+1140m水平中部车场在施工过程中使用安装在地面距井口50m范围以外的两台2×30KW局扇向工作面压入式通风,铺设一躺Φ800mm抗阻燃胶皮风筒供风,风机实现了“三专两闭锁和”双风机双电源”并能自动切换。

2、供电系统

（1）、局部通风机必须实现双风机、双电源、自动切换。

供电系统可靠，机电设备消灭失爆。

（2）、机电设备防爆性能检查，机电人员每天检查一次，区队电工每班检查一次，并记录备案，保证机电设备台台完好。

（3）每次放炮前，该掘进面及回风系统内所有电器设备全部停电闭锁。

（4）施工单位必须每天安排专人对风机进行倒台试验，并填写记录；若风机不倒台，严禁掘进。

（5）专职电工停电后必须在停电开关上悬挂停电牌，严格停电管理制度。

（6）严禁电器失爆、失保，严禁带电检修、搬迁电器设备（含电缆），检修或搬运前必须切断电源，并用同电源电压相适应的验电笔验电，开关打到停止位置并加闭锁，并悬挂“有人工作，严禁送电”的停电牌。

只有经检查CH4浓度在0.8％以下，方可打开开关验电、放电。

（7）井下漏电保护、风电瓦斯电闭锁、照明综保装置必须专人负责检修，确保其可靠。

（8）各类司机和机电工要持证上岗。

（9）严禁机电人员违章作业，严禁非电工人员打开各种电气开关违章作业。

（10）井下电缆必须吊挂整齐，消灭脱钩、铁丝吊挂、埋压现象。

抽采管路要布置在井巷电缆的另一侧。

（11）井下任何人员严禁在井下私自拆卸矿灯。

（12）施工单位要加强机电设备预防性检修，认真落实检修责任，按计划检修到位，保证机电设备正常运行。

（13）巷道内所有电气设备的保护必须齐全并灵敏可靠。

施工区队每天必须安排专职电工检查1次电气设备防爆性能，杜绝失爆，并配合监测工进行瓦斯电闭锁试验。

3、爆破安全

（1）该掘进工作面从距煤层法距2m开始实施远距离放炮作业。

（2）远距离放炮必须采用8号法兰壳毫秒延期电雷管，最后一段延期时间不得超过130ms，并不准跳段使用，采用串联联接方式，并进行导通试验，电阻值要进行测试。

（3）每次放炮前，必须将所有不装药的空眼（包括所有钻孔）用炮泥封实，封堵深度不低于爆破孔深的1.5倍，所有炮眼都必须装座底泥100mm，钻孔不准当炮眼使用。

（4）远距离放炮必须全断面一次起爆，严禁分装分放，采取正向装药，放炮母线采用信号专用电缆。

（5）揭煤放炮时,放炮员必须在副斜井井口50米外放炮,爆破后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。

（6）放炮必须坚持“一炮三检”和“三人连锁”制度。

（7）巷道进入煤层后，禁止用风动设备扰动煤体。

4、监测监控

该掘进面安设2台瓦斯监测探头，工作面探头安设在距迎头5米处，回风流探头安设在距回风口10～15米处，距顶≤300mm，距帮≥200mm。

其报警值为≥0.