拱桥煤矿煤与瓦斯突出方案设计doc.docx
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拱桥煤矿煤与瓦斯突出方案设计doc
拱桥煤矿煤与瓦斯突出方案设计
一、矿井基本情况
二、组织措施
三、突出危险性预测
（一）、区域突出危险性预测
（二）、石门揭煤工作面突出危险性预测
（三）、煤巷掘进工作面突出危险性预测
四、防治突出措施
（一）、区域性防治突出措施
（二）、局部防治突出措施
五、安全防护措施
（一）、矿井通风系统
（二）、开、竣工验收
（三）、采掘施工作业
（四）、放炮管理
（五）、防爆管理
（六）、发生煤与瓦斯突出时的避灾路线（见附图）
一、矿井基本情况
（一）、地理位置
黄家寨拱桥煤矿位于赫章县城东南53km,隶属赫章县松林坡乡管辖。
其范围：
西起三家寨，东至蛇倮冲。
地理坐标为：
东经104。
53′16〞---104。
54′58〞；北纬26。
51′24〞---26。
52′14〞；北西与赫章县松林一矿毗邻。
矿区东西走向长3.2km，宽约0.6km，面积1.4725km2，呈北西---东南的狭长平行四边形。
（二）、交通位置
赫章---塔土乡镇公路从矿区南部边缘经过，矿区与之有简易公路相通。
距离赫章县城约53km，南至野马寨电厂45km，至六盘水市约64km，直距贵昆线大湾站约25km，交通较方便。
本矿为基建矿井，未进行瓦斯等级鉴定。
根据《贵州省赫章县黄家寨拱桥煤矿详查地质报告》提供的资料，可采煤层为M13、M15、M16、M18、共四层，首采M13煤层。
本矿井内各煤层瓦斯含量高，属高瓦斯矿井。
设计按高瓦斯矿井管理。
无煤尘爆炸危险。
自燃发火等级为Ⅲ类。
二、组织措施
1、矿长对防治煤与瓦斯突出管理工作负全面责任，定期检查，确保所需的人、财、物。
2、总工程师负责防突技术业务管理，组织编制、审批防突措施，建立矿井的防突资料档案；摸索矿井突出规律。
3、建立防治煤与瓦斯突出队伍，防突人员6人（经防治煤与瓦斯突出知识培训，考试合格持证上岗）。
4、防突人员对所在岗位的防突工作负责，负责施工过程中钻孔参数（孔深、方位、倾角、开孔位置）、煤体结构、钻屑量、钻孔流量及其他异常情况（喷孔、卡钻、响煤炮）等资料的详细记录。
5、生产技术组负责矿井防治煤与瓦斯突出技术安全措施的编制和实施。
6、安全组负责对突出头、面的突出危险性预测预报、技术措施、措施效果检验、安全防护设施的施工，并督促安全防护措施的落实。
7、安全组负责对突出头、面的突出危险性预测预报及效果检验报告单填写，并送矿井技术负责人审批，生产人员必须严格按审批结果组织生产。
8、安全组负责防突牌板填写，并控制允许掘进进度和允许掘进距离，严禁突破安全屏障。
9、安全组对防突仪器、仪表的使用、维护和检修，确保其完好。
10、安全组负责对发生突出后的现场资料收集与整理，填写突出卡片，搞好突出分析。
11、生产技术组负责对井下工作人员进行防突知识培训，使其熟悉突出的预兆和防治突出的基本知识。
12、安全组负责对防突头、面的通风设施、压缩氧自救器安全防护设施的完好状况进行检查。
定期检查矿井通风系统，确保通风畅通符合要求。
13、生产区域内班、组长和瓦斯检查员负责突出预兆（喷孔、卡钻、响煤炮、瓦斯忽大忽小、煤层变化、地质构造等）资料收集；安全防护设施、局扇、风门等通风设施的完好情况检查，发现异常及时向技术负责人、矿长或业主回报。
并负责向防突机构回报生产进度，以防超掘突破安全屏障。
三、突出危险性预测
（一）、区域突出危险性预测
我矿采用WTC防突预测仪对煤层进行区域预测：
1、在岩石工作面向煤层至少打两个测压钻孔测定煤层瓦斯压力。
2、在打煤层测压的过程中，每米煤孔采取一个煤样，测定煤的坚固性系数（f）。
3、将两个测压孔所取得的坚韧性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数。
4、将坚固性系数最小的两个煤样混合后，测定煤的瓦斯放散初速度指标（△p）。
D=（0.0075H/f-3）（p-0.74）
（1）
K=△p/f
（2）
式中：
D---煤层突出危险性综合性指标；
K---煤层的突出危险性综合性指标；
H---开采深度，米；
P---煤层瓦斯压力，取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，Mpa；
△p---软分层煤的瓦斯放散初速度指标‘
f---软分层煤的平均坚固性数。
D和K预测煤层区域突出危险性的临界值如下表
表1
煤层的突出危险性综合指标D
煤层的突出危险性综合指标K
无烟煤
其它煤种
0.25
20
15
注：
如果D=（0.0075H/f-3）（P-0.74）式中两个括号内的计算值都为负数时，则不论D值大小，都为突出威胁区域。
（二）、石门揭煤工作面突出危险性预测；
采用钻屑指标法进行预测工作面突出危险性。
在石门工作面距煤层最小垂距为5---10米时，至少打两个直径为50---75mm的预测钻孔，在其钻进煤层时，用1---3mm的筛子筛分钻屑，测定瓦斯解吸指标K1值。
综合指标法预测区域突出危险性报告表表2
煤层
水平
石门
距地表垂深/m
煤层瓦斯压力测定
钻孔编号
钻孔
孔长/m
钻孔倾角/（。
）
瓦斯压力随时间变化曲线
岩孔
煤孔
合计
封孔长度m
封孔日期
安放瓦斯压力表日期
最大瓦斯压力MPa
煤坚固性系数f
煤的瓦斯放散初速度指标△p
煤层突出危险性综合指标D
煤层突出危险性综合指标k
突出危险性预测评价
预测人：
矿总工程师：
钻屑指标法预测石门揭煤工作面突出危险性临界值表表3
煤样
K1/Ml（g.min1/2）-1
干煤
0.5
湿煤
0.4
石门揭煤工作面突出危险性预测记录表表4
石门名称
煤层
测定日期
年月日
钻孔编号
钻
孔深度（m）
钻屑瓦斯解吸指标
K1/Ml（g.min1/2）-1
备注
突出危险结构
总工程师批示
通风员
地测员
预测人员
（三）、煤巷掘进工作面突出危险性预测：
采用钻屑指标法进行预测：
要求如下:
1、在煤巷掘进工作面打3个直径为42mm、深为8---10米的钻孔，一个位于巷道工作面中部，并平行于掘进方向，其它钻孔的终点位置位于巷道轮廓线外2---4米处，如图1所示。
2、钻孔每打1米测定钻屑量一次，每各2米测定一次钻屑解吸指标。
根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smin和K1值预测突出危险性。
（按表5确定）。
用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值表5
最大钻屑量
K1
危险性
Kg/m
L/m
Ml/（g.min1/2）
≥6
≥5.4
≥0.5
突出危险工作面
＜6
＜5.4
＜0.5
无突出危险工作面
3、当预测为无突出危险时，每预测循环应留有2米的预测超前据。
图1钻孔布置图
四、防治突出措施
（一）、区域性防止突出措施
1、预抽煤层瓦斯
A、抽放参数
由于实测瓦斯资料不齐全，在此参照其它矿井的有关参数进行设计。
待矿井抽放配套设施上齐和抽放工作开展后，再实测瓦斯参数，矿根据实测瓦斯参数进行修改、完善。
（1）、煤层瓦斯含量：
相对瓦斯涌出量为6.62m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.69m3/min.
（2）、抽放半径：
预抽煤层瓦斯钻孔穿层布置和顺层布置，钻孔抽放半径为：
C13煤层1.5m，C12煤层2—3米。
B、预抽防突设计
（1）、采煤工作面采空区瓦斯抽放
在采煤工作面回风巷安设108*4mm无缝钢管，随着工作面推进，抽放管口保持伸入采空区内0—50米，将采空区瓦斯抽出。
（2）、预抽防突指标确定
按《煤矿安全规程》第190条规定，如无实测数据，可依据下列指标之一确定。
A、预抽煤层瓦斯后，突出煤层的残存瓦斯含量小于该煤层始突的原始瓦斯含量。
B、煤层瓦斯预抽率大于30%。
采用煤层瓦斯预抽率作为有效性指标的突出煤层，在进行采掘作业时，必须采用工作面预测方法对预抽效果经常复查。
因此，煤层瓦斯预抽率应大于30%。
对达不到预抽指标的区域，在进行采掘作业时，必须采取防治突出的补充措施，加强局部防突措施。
C、抽放系统
1、当采掘工作面采用防突小直径浅孔排放钻孔和延长排放时间都无法消除突出危险性时，应采取深孔抽放措施；对区域性防治突出需采取抽放措施的，应采取深孔预抽瓦斯，突出危险消除后，方可进行采掘工作。
根据我矿的具体情况，建立水环式抽放瓦斯系统，即采用2BE1—203抽放泵，抽出瓦斯经160x9.5mm抽放管排出地面。
2、抽放瓦斯系统的布置要求
1）、抽放瓦斯管路不得与带电物体接触，并应有防止砸坏管路的措施。
2）、抽放泵供水压力不得小于1.5kg/cm2以上，应采用水池和单独的供水支管进行静压供水，保障连续、稳定供水。
抽放泵运行中，严禁中断抽放泵供水或降低抽放泵供水量，以防抽放泵空转引起发热引爆瓦斯。
凡抽放泵停电或停水，泵站值班员必须按《操作规程》进行操作。
瓦斯抽放系统的主要技术装备
设备名称
单位
数量
备注
抽放泵
套
2
SK--27
防爆电器
台
2
必须与抽放泵配套
抽放管及连接装置
m
200
抽放管路
m
800
160x9.5
闸门
个
10
供水池
个
1
保证有足够的压力
供水管路
m
若干
水池到抽放泵的距离
检测流量装置
处
4
进、出端各一处
检测抽放瓦斯的工具
套
1
用一氧化碳检定仪及逆止阀、小水管制作
高浓度光学瓦斯监测仪
台
1
检查瓦斯0---100
负压表（真空表）
块
1
0---0.1MPa
钻机
套
1
ZL---380
钻杆
根
220
￠42mmx760mm
防爆开关
台
1
QBZ83--120
矿山吊挂地质罗盘
台
1
用于钻孔放线
坡度规
台
1
封孔泵
台
1
BFZ
测试钻孔深度工具
套
1
3、抽放钻孔施工管理、封孔要求、管路要求
1）、抽放钻孔施工管理要求：
①、加强钻孔施工管理，钻孔必须按设计施工，钻孔验收抽查率不低于25%，杜绝钻孔未施工到设计位置，钻孔提前终孔时必须根据具体情况调整钻孔倾角，保证钻孔施工到位，钻孔终孔点间距均匀，严格钻孔封孔管理、保证钻孔封孔及时有效。
②、每月应统计和整理钻孔自排量和抽放瓦斯量，计算各预抽区域的瓦斯抽出率，并向有关领导和部门回报，以便合理采掘布置。
③、矿组织有关部门对投抽工作面进行验收，不合格应及时整改，达到设计要求。
④、每月矿组织一次抽放工作会议，平衡解决抽放工作中出现的问题、新矛盾。
2）、钻孔封孔要求：
①、抽放钻孔的封孔长度不小于5米，根据煤层及施工钻孔地点的围岩裂隙发育程度，可适当增加钻孔长度（不小于8米）抽放瓦斯的单孔负压高若抽放瓦斯钻孔质量差，将会严重影响抽放效果。
②、在软分层中施工抽放钻孔，施工完毕后，需尽快封孔、注浆、防治垮孔等影响封孔质量。
③、采用1寸白塑管做钻孔口抽放管，6分管做注浆管。
④、封孔材料重量比为：
水、水泥、石膏比例为（50-100）：
100：
5。
（使用砂浆泵时，水泥的比例可适当大些）。
⑤、封孔原则上都采用机械封孔。
封孔段必须保证充满填实，下斜钻孔封孔时，必须要有防止浆液漏入孔底的安全措施。
3）、抽放管连接必须牢固可靠，气密性良好；在管路低洼地点，必须设置放水箱，并派专人负责定期放水和检测抽放浓度，保证管路畅通。
4、抽放泵的操作规程
1）、管理抽放泵的值班员必须经过培训，经考试合格后，方可上岗。
2）、抽放泵属瓦斯抽放专用设备，严禁任意开停。
每班进行不少于三次检查，其内容包括：
泵温、进出水情况、负压、泵运行状况等，发现异常立即回报，并采取相应措施处理。
3）、抽放瓦斯负压不低于13Kpa，预抽率大于30%后方可进行效果检验，确认无突出危险时，方可进行掘进。
4）、开、停抽放泵操作如下：
开泵步骤：
①、先开启供水闸门1冲排泵内杂物5—6分钟。
②、打开排气闸门2。
③、打开入气闸门3。
④、启动电动机。
⑤、待抽放泵运转正常后，关闭旁通闸门4。
⑥、调节供水闸门1的供水量，确保抽放泵能正常运转。
停泵步骤：
①、打开旁通闸门4（以利于停泵后自排瓦斯）。
②、关闭入气闸门3、关闭排气闸门2。
③、关闭分离器排气管闸阀。
④、关闭电动机运转。
⑤、冲洗5—6分钟后，关闭供水闸门。
⑥、向矿值班室回报。
（二）、局部防治突出措施
1、石门揭煤防治突出措施
（1）、石门揭煤按下列要求每次编制专门设计。
（2）、突出危险性预测
①、石门掘进工作面掘至距煤层10米（垂距）之前，至少打两个穿透煤层全厚且进入顶板（底板）不小于0.5米的前探钻孔，并要详细记录岩芯资料。
前探钻孔必须探明前方煤层赋存状况、地质构造和工作面到煤层的距离，若遇地质构造破坏煤层赋存状态，应适当增加钻孔数量，以探明煤层赋存和地质构造为准。
②、石门工作面预测煤与瓦斯突出危险性的方法可采用钻屑法。
③、采用钻孔法预测石门工作面煤层的突出危险性按下列规定执行：
A、石门工作面掘至距离煤层的垂距：
倾斜、缓倾斜煤层不少于3米和1.5米分别进行一次预测。
倾斜、缓倾斜煤层的预测钻孔数量每次不少于3个孔，钻孔直径为：
42mm。
钻孔长度要穿透煤层全厚；若是煤层的层间距小于1.5米（倾斜、缓倾斜）还应穿过层间岩层预测邻近层的煤层突出危险性。
钻孔布置见图一。
B、钻孔控制范围：
石门工作面巷道断面前方和巷道轮廓线外不小于3m。
C、数据测定、收集。
预测钻孔的岩石段可用风钻打眼，见煤立即停止钻进，改用煤电钻打眼，打钻速度应控制在每分钟1m左右。
D、突出危险性判别
采用钻孔法预测预报的判别指标要根据本矿实测资料确定，目前尚无判别指标的矿井可参照表3的指标执行，但必须对矿井实测资料进行收集分析，总结出适应本矿特点的判别煤与瓦斯突出指标。
④、揭开煤层，但尚未全断面揭开煤层全厚，必须打钻孔预测煤层的突出危险性，并按下列规定执行。
a、钻孔数量不少于4个，钻孔直径为42mm。
b、钻孔控制范围：
巷道断面前方及巷道两侧轮廓线外各不小于5米。
C、参数测定及判别指标与表3相同。
d、经过预测属于突出威胁且又未发现突出预兆方可掘进。
⑤、凡预测的数据有一项超过表3的规定都属于突出危险管理范围，要进一步采取措施，只有当预测数据不超限，也未发现其他突出预兆才能组织生产。
（3）、石门工作面治理突出措施
①、石门工作面掘进到距离煤层垂距（工作面煤层的最短距离）5米，必须做到“先探后掘”，即先打探眼，并留不小于5m的超前据，然后再掘进，探到煤层必须立即停止掘进并向矿长回报。
②、石门工作面掘到距煤层垂距不小于3米停头施工排放（抽放）瓦斯钻孔。
③、排放（抽放）瓦斯钻孔布置在石门工作面和巷道两旁，钻孔布置见图3.
④、钻孔直径为75mm—90mm；钻孔各终孔点间距不大于2m，钻孔长度必须打到煤层顶板（底板）。
⑤、石门工作面钻孔控制的范围：
巷道断面两侧轮廓线外不小于5m；巷道顶部不小于5m；巷道底部不小于3m。
（4）、措施效果检验
①、凡是实施了治理突出措施的石门都必须进行措施效果检验，检验的方法与预测方法相同，判别指标按表1规定执行。
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