金銀山煤礦110802工作面專項防突設計
礦 長:
總工程師:
生產(chǎn)礦長:
安全礦長:
機電礦長 :
防 突 隊:
編 制:
編制日期: 2011年11月
金銀山煤礦為新建礦井,于2005年批準建設。礦區(qū)位于安順市西秀區(qū),行政區(qū)劃屬西秀區(qū)蔡官鎮(zhèn)管轄,生產(chǎn)能力為9萬t/a,根據(jù)黔煤生產(chǎn)發(fā)[2009]132號“關于對《關于上報安順市西秀區(qū)金銀山煤礦M8、M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定備案的報告》的批復”、中國礦業(yè)大學礦山開采與安全教育部重點實驗室2008年5月提交的《安順市西秀區(qū)金銀山煤礦M8、M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》,M8煤層在開采+1209m水平以上、M9煤層在+1200M水平以上時不具有突出危險性,。根據(jù)黔煤安字【2010】38號文件要求,我礦屬高瓦斯礦井按突出礦井管理,瓦斯綜合治理成為我礦安全生產(chǎn)管理的關鍵環(huán)節(jié)和首要任務。本設計是針對110804回采工作面的專項防突設計。
一、編制原則和依據(jù)
1、編制原則 必須堅持以人為本、源頭治理、依法制突的原則;堅持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充的原則;建立健全“四位一體”區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施,做到不掘突出頭,不采突出面,形成開采關系合理、系統(tǒng)環(huán)節(jié)可靠、裝備安全可靠、防治措施有效,實現(xiàn)人、機、環(huán)境互動的安全生產(chǎn)大環(huán)境,從根本上消除突出危險,實現(xiàn)礦井本質安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。
2、編制依據(jù) 《煤礦安全規(guī)程》;《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》;黔《煤礦瓦斯抽采工程設計規(guī)范》(GB50471-2008),國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,2008;黔煤生產(chǎn)[2009]132號關于安順市煤炭局《關于上報安順市西秀區(qū)金銀山煤礦M8、M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定備案的報告》的批復”; 《貴州安順市西秀區(qū)蔡管鎮(zhèn)金銀山煤礦資源儲量核實及詳查地質報告》,《西秀區(qū)蔡官鎮(zhèn)金銀山煤礦開采方案設計(變更)安全專篇》。
二、工程概況
110802工作面為礦井接續(xù)工作面,位于一采區(qū)一水平,北面為礦井回風上山,南至工作面切眼,上方是110800采面,下方為110804工作面(已施工)。設計走向長350米,傾向長100米,可采煤量9.2萬噸。
三、地質情況
(一)地層
礦區(qū)出露地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)、長興組(P3c),下三疊系大治組第一段(T1d1)及第四系等。龍?zhí)督M是礦區(qū)的含煤地層。現(xiàn)由新至老分述如下:
1、 第四系(Q)
以殘積、坡積物為主, 不整合于其它地層之上,為黃色、褐黃色風化土及基巖碎塊,厚度小于10m。主要分布于低洼處。
2、 三疊系下統(tǒng)大冶組第一段(T1d1)
上部為灰、深灰色薄層灰?guī)r,含泥質條帶,夾鮞狀礫屑灰?guī)r及頁巖,厚140-160m,平均厚150m左右。下部灰、灰黃色薄層狀粉砂質泥巖或泥質粉砂巖,厚9.58—28.45m,平均厚19.02m左右??偤?49.58—188.45m,平均厚169.02m左右,與下伏地層呈整合接觸。
3、 二疊系上統(tǒng)長興組(P3c)
巖性為灰色、深灰色、棕灰色厚層燧石灰?guī)r,近層面含有瀝青質。厚11.89—18.66m,平均厚13.28m左右。地表多呈陡巖,與下伏龍?zhí)督M呈整合接觸。
4、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)
灰色、深灰色、黑色,泥巖、粉砂巖、細砂巖、灰?guī)r、煤層為主,局部夾鋁土質泥巖、炭質泥巖,含煤17層,全區(qū)或局部可采煤層4層即M0 、M8 、M9 、M14,其余不可采煤層。
該組地層總厚371.97m,與下伏地層呈假整合接觸。
根據(jù)巖性特征為三段,分述如下:
第三段(P3l3 ):由灰色燧石灰?guī)r、灰?guī)r、粉砂巖、細砂巖和黑色泥巖組成,燧石灰?guī)r主要集中在該段底部,呈厚層狀,上部為粉砂巖、細砂巖和薄層石灰?guī)r,含全區(qū)可采煤層一層(M0),局部可采煤層1層(M1),其底部的燧石灰?guī)r為標志層,呈深灰色,含團塊及似層狀燧石較多,巖性厚度均穩(wěn)定。本段厚155.90-169.12m,一般為164.17m。
第二段(P3l2):以粉砂巖、黑色泥巖、細砂巖、灰?guī)r及煤層為主,局部夾少量的炭質泥巖,燧石灰?guī)r主要集中在該段底部,含全區(qū)或大部可采煤層(M8 、M9),局部可采1層(M6),M7 、M10不可采。該段厚72.95-82.40m,一般為77.31m。
第一段(P3l1 ):為深灰色石灰?guī)r,淺灰、灰色鈣質細砂巖、粉砂巖及少量的泥巖所組成,灰?guī)r中含少量的燧石。細砂巖和粉砂巖均顯緩波狀層理,含煤層M13 、M14 、M15 、M16 、M17五層。M14、M15局部可采,厚113.93m。
5、 二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組(P3β)
區(qū)內未出露,據(jù)鄰區(qū)安發(fā)煤礦揭露為綠灰色玄武巖。厚度15.0-25.0 m。
6、 二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)
區(qū)內未出露,為灰色厚層狀細晶灰?guī)r。厚度224-687 m。
(二)構造
1、區(qū)域構造
金銀山煤礦位于揚子陸塊(Ⅰ)黔北臺隆(Ⅰ1)遵義斷拱(Ⅰ1A) 織納小區(qū)蔡官向斜北西翼。構造以北東向展布為主。見區(qū)域構造綱要圖2-3-1。
圖2-3-1 區(qū)域構造綱要圖
2、礦區(qū)構造
礦區(qū)位于蔡官向斜北西翼,總體呈單斜構造,地層傾向為160°-180°,一般176°。傾角3°-10°,一般8°,未發(fā)現(xiàn)較大斷層, 構造復雜程度為簡單類型。
煤層
含煤巖系
區(qū)內含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M,組厚338.80-371.97m,平均355.41m,區(qū)內含煤17層,平均總厚7.23m,含煤系數(shù)2.03%,可采煤層平均總厚3.67m,可采含煤系數(shù)1.03%。
第三段(P3l3 ):含全區(qū)可采煤層一層(M0),局部可采煤層1層(M1),其底部的燧石灰?guī)r為標志層,呈深灰色,含團塊及似層狀燧石較多,巖性厚度均穩(wěn)定。本段厚155.90-169.12m,一般為164.17m。
第二段(P3l2):含全區(qū)或大部可采煤層(M8 、M9),局部可采1層(M6),M7 、M10不可采。該段厚72.95-82.40m,一般為77.31m。
第一段(P3l1 ):含煤層M13 、M14 、M15 、M16 、M17五層。M14、M15局部可采,厚113.93m。
煤層特征
1、可采煤層及其特征
全區(qū)可采煤層M0 、M8,大部可采煤層M9,局部可采煤層M1、M6 、M14、M15,各可采煤層分述如下:
M0煤層,厚0.80-1.20m平均1.05m,偶含夾矸一層0.18m,結構簡單,煤層穩(wěn)定,全區(qū)可采,頂板為泥巖、泥質粉砂巖,底板為泥巖、粉砂巖。
M8煤層,厚0.83-1.80,平均1.35m,結構簡單,煤層穩(wěn)定,全區(qū)可采,頂板為泥巖,底板為泥質粉砂巖。
M9煤層,厚0.74-1.75,平均1.31m,局部結構復雜,煤層較穩(wěn)定,大部可采,頂板為灰?guī)r,底板為泥質粉砂巖。
M14煤層,厚0.50-1.30,平均0.85,局部結構復雜,煤厚極不穩(wěn)定,局部可采,頂板為灰?guī)r,底板為泥巖。
M1煤層,厚0-0.99,平均0.49,結構簡單,煤厚極不穩(wěn)定,局部可采,頂?shù)装寰鶠槟鄮r。
M6煤層,厚0-0.98,平均0.33,結構簡單,煤厚極不穩(wěn)定,局部可采,頂板為泥巖或泥質粉砂巖,底板為粉砂巖。
M15煤層,厚0-0.96,平均0.53,結構簡單,煤厚極不穩(wěn)定,局部可采,頂板為灰?guī)r,底板為泥巖。
可采煤層特征見表2-3-2及表2-3-3。
表2-3-2 可采煤層層間距
層位名稱 層間距(m) 煤厚(m) 主要對比特征
P3c 50.28-57.42
平均54.54 燧石灰?guī)r
M0 0.80-1.20
平均1.05 偶含夾矸一層0.18m,結構簡單,煤厚穩(wěn)定,全區(qū)可采
144.20-156.71
平均148.09
M8 0.83-1.80
平均1.35 結構簡單,煤厚穩(wěn)定全區(qū)可采
11.22-33.45
平均18.90
M9 0.74-1.75
平均1.31 局部結構復雜,煤厚較穩(wěn)定,大部份可采
53.15-66.27
平均59.54
M14 0.50-1.30
平均0.85 局部結構復雜,煤厚極不穩(wěn)定,局部可采
P2m 125.82 灰?guī)r
表2-3-3 可采煤層特征表
煤層
名稱 煤層
厚度
(m) 平均
厚度
(m) 煤層夾矸數(shù) 穩(wěn)定性 煤層傾角(°) 煤 種 頂板巖性 底板巖性
M0 0.80~1.20 1.05 0~1 穩(wěn)定 8° 無煙煤 泥巖、泥質粉砂巖 泥巖、粉砂巖
M8 0.83~1.80 1.35 穩(wěn)定 8° 無煙煤 泥巖 泥質粉砂巖
M9 0.74~1.75 1.31 穩(wěn)定 8° 無煙煤 灰?guī)r 泥質粉砂巖
M14 0.50~1.30 0.85 不穩(wěn)定 8° 無煙煤 灰?guī)r 泥巖
2、不可采煤層
M4、M5 、M7 、M13、M16 、M17為不可采煤層。
煤層對比
龍?zhí)督M為海陸交互相沉積,煤層及標志層特征明顯,煤層間距又較穩(wěn)定,易于對比。
P3c標志層:巖性為深灰色燧石灰?guī)r。燧石結核呈帶狀或層狀分布,黑色燧石團塊,全區(qū)穩(wěn)定,全層厚11.89-18.66m,平均厚13.28m。
B1標志層:M0上距長興底界4.16-7.31m,平均5.59m。其上有一層泥晶或細晶灰?guī)rB1,厚7.37-9.68 m,平均8.17m,全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定而作為標志層。
B5標志層:B5為厚層狀燧石灰?guī)r,厚6.23-15.79m,平均9.64m,全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定而作為標志層,也是龍?zhí)督M第三段和第二段的分界標志,其下發(fā)育M6 、M7、M8三層煤,其中M8煤層穩(wěn)定可采,其它煤層局部可采或不可采,容易區(qū)分。
B6標志層:B6為厚層狀細晶灰?guī)r,厚1.78-7.36m,平均5.22m,全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定而作為標志層,為M9煤層的直接頂板,是對比M9煤層的重要標志。
煤質
本區(qū)煤的變質程度較高,煤類單一,均為無煙煤,沿走向無顯著變化。
工業(yè)分析
1、煤的宏觀特性
M0煤層為塊狀、粉狀,似金屬光澤,以亮煤為主,暗煤次之。結構以中條帶狀為主,細條帶及線理狀次之,為半亮型煤。
M8煤層為上部為塊狀、下部為粉狀,似玻璃光澤,參差狀斷口,以暗煤為主,亮煤次之。條帶狀結構,為半暗型煤。
M9煤層為塊狀,似金屬光澤,參差狀斷口,以亮煤為主,暗煤次之,具條帶狀結構,為半亮型煤。
M14煤層為塊狀,玻璃光澤,參差狀斷口,以亮煤為主,夾鏡煤條帶,為半亮型或光亮型煤。
裂隙中可見方解石薄膜、粘土礦物及黃鐵礦等充填物,多含浸染狀黃鐵礦。
2、煤的視密度
根據(jù)儲量核實及詳查地質報告煤層視密度M0為1.62 t / m³,M8為1.67 t / m³、M9為1.59 t / m³;M14取上述3層煤的平均值為1.63 t / m³。
3、煤的化學性質
省煤田地質局實驗室檢測,煤工業(yè)分析結果見表2-3-4。其中:
M0煤層原煤為中灰高硫高熱值煤,浮煤為低灰低中硫高熱值煤;
M8煤層原煤為中灰高硫高熱值煤,浮煤為特低灰中高硫高熱值煤;
M9煤層原煤為高灰高硫高熱值煤,浮煤為特低灰中高硫高熱值煤;
M14煤層原煤為高灰高硫中熱值煤。
硫份變化很大,無一定規(guī)律,以黃鐵礦硫為主。
表2-3-4 可采煤層煤質特征表
煤層編號 煤樣種類 分 析 項 目
Mad(%) Vdaf(%) Ad(%) St,d(%) Qnet.a(chǎn)r(MJ/kg)
M0 原煤 變化值 0.86-1.1 10.16-12.30 21.98-32.69 3.35-5.51 21.742-25.373
平均值 0.95 10.92 26.13 4.13 23.558
取樣數(shù) 3 3 3 3 2
浮煤 變化值 0.58-0.82 8.25-8.37 9.77-10.93 1.79-1.04
平均值 0.70 8.31 10.35 1.42
取樣數(shù) 2 2 2 2
M8 原煤 變化值 0.52-2.19 7.86-13.72 13.14-35.58 3.14-9.75 20.201-25.976
平均值 1.23 10.04 22.23 5.86 23.089
取樣數(shù) 3 3 3 3 3
浮煤 變化值 0.15-1.57 7.16-8.25 6.38-10.96 1.55-2.33
平均值 0.86 7.71 8.67 1.94
取樣數(shù) 2 2 2 2
M9 原煤 變化值 0.47-1.49 8.98-12.05 24.92-35.31 3.42-8.76 20.371-25.169
平均值 0.96 10.81 30.15 5.86 23.132
取樣數(shù) 3 3 3 3 3
浮煤 變化值 0.43-0.74 7.41-7.73 7.34-10.77 1.87
平均值 0.59 7.57 9.06 1.87
取樣數(shù) 2 2 2 2
M14 原煤 變化值 1.10-1.45 7.32-8.35 18.42-30.87 3.18-6.56 20.221-23.159
平均值 1.28 7.84 28.53 4.87 21.69
取樣數(shù) 2 2 2 2 2
4、發(fā)熱量
礦區(qū)內可采煤層干燥無灰基發(fā)熱量Qnet.a(chǎn)r均較高,見表2-5。原煤熱量(Qnet.a(chǎn)r)在20.201-25.976MJ/Kg之間。
5、煤灰成份、灰熔點
根據(jù)收集鄰區(qū)相同煤層相關資料,可采煤層灰成分均以Si02、A1203、Fe203為主,其次為CaO、MgO、S03、Ti02等。Si02、A1203、Fe203是粘土礦物的主要組成部分,CaO、MgO是煤中碳酸鹽礦物的組成部分。
煤層煤灰熔融性軟化溫度均大于1100℃,為低熔以上灰分。
6、有害成份
根據(jù)收集鄰區(qū)相同煤層相關資料,礦區(qū)內煤巖有害組份的分析結果,磷一般均小于0.01%,砷一般為2-4×10-6,為特低磷、一級含砷煤。
7、煤的變質程度及工業(yè)牌號
可采M0 、M8、M9煤層,精煤Vdaf分別為8.37%、8.25%;7.73%。精煤Hdaf分別為3.64%、3.65%;3.84%。根據(jù)中國煤炭分類標準,M0 、M8、M9煤層,為無煙煤三號,符號為WY3。M14煤層原煤Vdaf為7.84%,精煤Hdaf未測試,暫按無煙煤三號對待。
煤的工業(yè)用途
根據(jù)前面煤質分析資料表明,金銀山煤礦煤炭屬煤化程度較高的腐植煤類,煤的發(fā)熱量高,變質程度深,屬無煙煤階段。按中國煤炭分類標準,煤層為無煙煤三號。
可采煤層原煤為中灰高硫煤。煤中礦物雜質以粘土礦物、黃鐵礦為主?;页煞忠越M成粘土礦物的Si02、A1203和Fe203為主,煤灰熔隔性為低熔以上灰分。可作工業(yè)動力、民用取暖、一般工業(yè)鍋爐、汽化等用煤,尚可作電極、電石工業(yè),合成氨化工用煤等。
煤層氣
根據(jù)地質工作采集的瓦斯試樣。測定出礦區(qū)內各主要可采煤層瓦斯含量在11.9-13.57m3/t之間,全區(qū)含量平均為12.49m3/t。
根據(jù)體積法計算煤層氣地質儲量,其計算公式為:
Ci=0.01AhDCad或Ci=0.01AhDdafCdaf
式中:
Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad)
Ci-煤層氣地質儲量,單位為億立方米(108m3);
A-煤層含氣面積,單位為平方千米(K㎡);
h-煤層凈厚度,單位為米(m);
Ddaf-煤的干燥無灰基質量密度,單位為噸每立方米(t/m3);
Cdaf-煤的干燥無灰基含氣量,單位為立方米每噸(m3/t);
D-煤的空氣干燥基質量密度(煤的容重),單位為噸每立方米(m3/t);
Cad-煤的空氣干燥基含氣量,單位為立方米每噸(m3/t);
Mad-煤中原煤基水分(ωB),為百分數(shù)(%);
Ad-煤中灰分(ωB),為百分數(shù)(%)。
本礦區(qū)采用體積法計算煤層氣參數(shù)的確定:
煤層含氣面積:4.698km2(各算量煤層面積之和)
煤層凈厚度:1.20m(各算量煤層煤厚算術平均值)
煤的空氣干燥基質量密度:1.62t/m3
煤的干燥無灰基含氣量:12.49m3/t,
采取體積法進行計算,本礦區(qū)煤層氣預算約1.14億立方米(108m3)。
煤層風、氧化帶
根據(jù)資源儲量核實及詳查地質報告,確定本礦區(qū)煤層風氧化帶向下垂深40m。
礦區(qū)地質構造復雜程度整體屬簡單類型。
(四)瓦斯、煤塵、煤的自燃傾向性和煤與瓦斯突出危險性
1、礦井瓦斯
根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預測方法(AQ1018-2006)》標準,采用分源預測法對礦井相對瓦斯涌出量進行預測,經(jīng)計算礦井在開采M8煤層220801工作面時瓦斯涌出量最大,并以M8煤層的數(shù)據(jù)作為礦井通風及瓦斯抽采的計算依據(jù),按前計算,其回采工作面相對瓦斯涌出量為5.16m3/t,絕對瓦斯涌出量為11.46m3/min,掘進工作面絕對瓦斯涌出量為2×1.05=2.1m3/min,礦井相對瓦斯涌出量為33.36m3/t,絕對瓦斯涌出量為21.1m3/min,本礦為高瓦斯礦井。
2、煤塵爆炸性
根據(jù)貴州省煤田地質局實驗室2010年9月16日提交的《貴州省金銀山煤礦煤塵爆炸性鑒定報告》,鑒定結論為全部共4層可采煤層煤塵無爆炸性。鑒定結果見表1-4。
表1-4 煤塵爆炸性鑒定結果
煤層 采樣編號 工業(yè)分析 爆炸試驗 爆炸性結論
Mad Aad Vdaf 焦渣特征 火焰長度(mm) 巖粉量%
M8 2010-M522 3.10 11.80 8.81 2 0 0 無爆炸性
M9 2010-M525 2.79 16.28 9.23 2 0 0 無爆炸性
M14 2010-M527 2.06 30.87 9.98 2 0 0 無爆炸性
M0 2010-M529 3.38 13.62 7.68 2 0 0 無爆炸性
3、煤的自燃性
根據(jù)貴州省煤田地質局實驗室2010年9月16日提交的《貴州省金銀山煤礦煤炭自燃傾向等級鑒定報告》,鑒定結果為全部共3層可采煤層為易自燃煤層(2級)。鑒定結果見表1-5
表1-5 煤的自燃傾向性鑒定結果
煤層 采樣編號 工業(yè)分析 真相對密度 全硫 煤吸氧量 自燃傾向性分類
Mad Aad Vdaf 焦渣特征 TRDd St,d% Cm3/g
干煤
M0 2010-M520 3.51 31.86 12.47 2 1.76 4.46 0.64 II級
M8 2010-M522 3.10 11.80 8.81 2 1.53 2.80 0.99 II級
M9 2010-M525 2.78 16.28 9.28 2 1.57 2.50 0.83 II級
M14 2010-M525 2.06 30.87 9.98 2 1.71 3.48 0.91 II級
4、煤與瓦斯突出危險性
根據(jù)《安順市金銀山煤礦M8煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》、貴州省煤炭管理局文件(黔煤生產(chǎn)字[2009]132號)“關于《安順市西秀區(qū)蔡官金銀山煤礦M8煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定》的批復”、《安順市金銀山煤礦M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》、貴州省能源局文件(黔能源發(fā)[2009]150號)“關于《安順市西秀區(qū)蔡官金銀山煤礦M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定》的批復”的結論:
A、在煤與瓦斯突出危險性鑒定區(qū)域內:
M8煤層煤破壞類型屬III類構造煤,煤層瓦斯壓力為0.22MPa,小于0.74 MPa,煤的堅固性系數(shù)為0.22,小于0.5,瓦斯放散初速度為27.8mmHg,大于10。
M9煤層煤破壞類型屬III類構造煤,煤層瓦斯壓力為0.30MPa,小于0.74 MPa,煤的堅固性系數(shù)為0.69,大于0.5,瓦斯放散初速度為18.21mmHg,大于10,煤層初始釋放瓦斯膨脹能為18.24 mJ/g,小于弱突出臨界值42.98mJ/g。
B、M8煤層在開采標高+1209m水平以上時不具有突出危險性;M9煤層在開采標高+1200m以上時不具有突出危險性。
M0 、M14煤層未作煤與瓦斯突出危險性鑒定。
M8、M9煤層未鑒定區(qū)域及M0、M14煤層按有突出危險性進行管理。同時,根據(jù)安監(jiān)總煤裝〔2010〕154號文件要求,在采掘過程中,應隨時測定煤的破壞類型、煤層瓦斯壓力、煤的堅固性系數(shù)和瓦斯放散初速度四個指標,只要有一個指標值超標,必須立即請有資質單位進行煤與瓦斯突出危險性鑒定,未鑒定前,嚴格按突出煤層進行管理,立即采取兩個“四位一體”的防突措施。。
四、礦井開拓系統(tǒng)及掘進工藝
金銀山煤礦采用斜井開拓,礦井設主斜井、副斜井、回風斜井3條井筒(已建成)。井筒均采用砌碹或錨噴支護。主斜井主要擔負礦井煤炭運輸和進風任務,副斜井主要擔負礦井矸石、設備、材料、人員的提放、鋪設管線及進風任務;回風斜井主要擔負礦井回風任務。
110804工作面運輸巷、回風巷道布置滿足要求,但應按照煤與瓦斯突出的要求選擇能抵抗側壓的支護方式,加強巷道兩側煤壁的支護。在今后的回采工作中,必須堅持爆破作業(yè),嚴禁采用風鎬或手鎬作業(yè)。
五、通風系統(tǒng)
礦井通風系統(tǒng)為中央并列抽出式通風,新鮮風流由主斜井和副斜井進入,乏風通過回風斜井排出?;仫L斜井選用FBCDZ-№18-17A型防爆對旋軸流式通風機二臺,一臺工作,一臺備用。風量18.9~47.8m3/s,負壓661~1917Pa,功率N=2×110kW。配套電機型號:YBFe315S-6,數(shù)量:每臺風機配備2臺。110804回采工作面采用U型通風方式,風流經(jīng)運輸上山→110802運輸巷→切眼→110802回風巷→回風上山→總回風平巷→回風斜井→地面。因此,目前通風系統(tǒng)較為合理。采區(qū)回風巷是專用回風巷。
六、110802工作面綜合防突措施
金銀山煤礦屬高瓦斯礦井按突出礦井進行管理,根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等法律法規(guī)要求,結合礦井已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質構造條件、突出分布的規(guī)律,110802工作面回采施工過程中堅持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充的原則。
(一)區(qū)域防突措施
選擇抽放方法的原則 礦井抽放瓦斯方法、方式的選擇,應根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況,瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術條件、瓦斯基礎參數(shù)等綜合分析比較后確定。
當井下采掘工作所遇到的瓦斯主要來自開采煤層本身,只有抽放開采煤層本身的瓦斯才能解決問題時,應對采掘煤層進行瓦斯抽放;預抽煤層瓦斯措施的防突機理如圖。
據(jù)M8煤層瓦斯基礎參數(shù)及煤層賦存規(guī)律,110802工作面回采過程中難以用加大風量稀釋瓦斯,結合巷道布置方式及瓦斯主要來源等綜合分析比較后確定,1100802工作面采用順層鉆孔預抽煤層條帶瓦斯的區(qū)域防突措施。
1、區(qū)域突出危險性預測
1)區(qū)域預測方法
根據(jù)礦井已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質構造條件、突出分布的規(guī)律和對預測區(qū)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(qū)域。根據(jù)煤層瓦斯壓力P進行預測。如果沒有或缺少煤層瓦斯壓力資料,也可根據(jù)煤層瓦斯含量W進行預測。預測所依據(jù)的臨界值應據(jù)試驗考察確定,在確定前可暫按下表預測:
瓦斯壓力P(Mpa) 瓦斯含量W(m³/t) 區(qū)域類別
P<0.74 W<8 無突出危險區(qū)
除上述情況以外的其他情況 突出危險區(qū)
2)區(qū)域預測結果
根據(jù)《安順市金銀山煤礦M8煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》、貴州省煤炭管理局文件(黔煤生產(chǎn)字[2009]132號)“關于《安順市西秀區(qū)蔡官金銀山煤礦M8煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定》的批復”、《安順市金銀山煤礦M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》、貴州省能源局文件(黔能源發(fā)[2009]150號)“關于《安順市西秀區(qū)蔡官金銀山煤礦M9煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定》的批復”的結論:
A、在煤與瓦斯突出危險性鑒定區(qū)域內:
M8煤層煤破壞類型屬III類構造煤,煤層瓦斯壓力為0.22MPa,小于0.74 MPa,煤的堅固性系數(shù)為0.22,小于0.5,瓦斯放散初速度為27.8mmHg,大于10。
M9煤層煤破壞類型屬III類構造煤,煤層瓦斯壓力為0.30MPa,小于0.74 MPa,煤的堅固性系數(shù)為0.69,大于0.5,瓦斯放散初速度為18.21mmHg,大于10,煤層初始釋放瓦斯膨脹能為18.24 mJ/g,小于弱突出臨界值42.98mJ/g。
B、M8煤層在開采標高+1209m水平以上時不具有突出危險性;M9煤層在開采標高+1200m以上時不具有突出危險性。
2、區(qū)域防突措施
據(jù)M8煤層瓦斯基礎參數(shù)及煤層賦存規(guī)律,結合巷道布置方式及瓦斯主要來源等綜合分析比較后確定,110802工作面采用順層鉆孔預抽煤層條帶瓦斯的區(qū)域防突措施。
1)預抽鉆孔的布置與施工
110802工作面順層抽放鉆孔布置示意圖
2)封孔材料及工藝
為加強抽放效果,采用聚氨酯和水泥砂漿聯(lián)合封孔法。抽放管長度9m,封孔長度8m。具體操作如下:
(1)在距管口8m處綁上一次性毛巾,將聚氨酯A、B液攪拌均勻后涂抹在毛巾上,然后迅速插入孔內;
(2)待毛巾發(fā)泡后,用壓風泵或便攜式注漿泵將事先準備好的水泥砂漿注入孔內,并搗實;
(3)水泥砂漿凝固后,在孔口處再次用聚氨酯封孔,方法同上。
3)抽放現(xiàn)場管理
每一鉆孔封好后,必須吊掛鉆孔管理牌板。牌板上注明孔號、孔深、施工時間、封孔深度、封孔時間及封孔負責人等內容。
3、區(qū)域防突措施效果檢驗
1)措施效果檢驗采取的指標
主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量為主要指標。
2)區(qū)域措施效果檢驗的判斷和劃分
采用殘余瓦斯壓力指標進行檢驗,如果沒有或缺少殘余瓦斯壓力資料,也可根據(jù)殘余瓦斯含量進行檢驗,并且煤層殘余瓦斯壓力小于0.74Mpa或殘余瓦斯含量小于8m³/t的預抽區(qū)域為無突出危險區(qū),否則即為突出危險區(qū),區(qū)域防突措施效果無效。但若檢驗期間在煤層中進行鉆孔等作業(yè)時發(fā)生噴孔、頂鉆及其他明顯突出預兆時,發(fā)生明顯突出預兆的位置周圍半徑100米內的預抽區(qū)域判定為措施無效,所在區(qū)域煤層仍屬突出危險區(qū)。
3)110802工作面區(qū)域措施效果檢驗測試點布置示意圖
4、區(qū)域驗證
1)驗證方法
110802回采工作面區(qū)域驗證采用回采工作面預測方法對無突出危險區(qū)進行區(qū)域驗證。
2)區(qū)域驗證要求
(1)在工作面進入該區(qū)域時,立即連續(xù)進行至少兩次區(qū)域驗證,在構造破壞帶連續(xù)進行區(qū)域驗證。工作面每推進10—50米(在地質構造復雜區(qū)域或采取了預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施及其他必要情況時宜取小值)至少進行兩次區(qū)域驗證。
(2)在煤巷掘進工作面還應當至少打一個超前距不小于10米的超前鉆孔或采取超前物探措施,探測地質構造和觀察突出預兆
(二)局部防突措施
110802工作面局部防突工藝技術流程如下圖所示。
1、工作面突出危險性預測
參照煤巷掘進工作面預測方法進行。但應沿采煤工作面順煤層每隔10—15米布置一個預測鉆孔,深度5—10米,除此之外的各項操作等均與煤巷掘進工作面突出危險性預測相同。判定采煤工作面突出危險性的各項指標臨界值應根據(jù)試驗考察確定,在確定前可參照煤巷掘進工作面預測危險性預測的臨界值。
鉆屑瓦斯解吸指標法預測工作面突出危險性的參考臨界值
煤樣 △h2指標臨界值(Pa) K1指標臨界值(ml/g.min1/2)
干煤樣 200 0.5
濕煤樣 160 0.4
110802工作面預測鉆孔布置示意圖
如經(jīng)工作面預測測定的任一指標超過臨界值,即視為工作面具有突出危險性,應采取局部防突措施進行補充。
2、工作面防突措施
工作面選用超前鉆孔(包括超前預抽瓦斯鉆孔、超前排放鉆孔)防突措施。在地質構造破壞帶或煤層賦存條件急劇變化處不能按原措施設計施工時,必須打鉆孔查明煤層賦存條件,然后采用42—75mm的鉆孔排放瓦斯。若突出煤層煤巷掘進工作面前方遇到落差超過煤層厚度的斷層,應按石門揭煤的措施執(zhí)行。
回采工作面采用超前鉆孔作為工作面防突措施時,應當符合以下要求:
1)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(shù)。鉆孔的孔數(shù)、孔底間距等應根據(jù)鉆孔的有效抽放或排放半徑確定。
2)鉆孔直徑應當根據(jù)煤層賦存條件、地質構造和瓦斯情況確定,一般為75—120mm,地質變化劇烈地帶也可采用42—75mm的鉆孔。如鉆孔直徑超過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。
3)煤層賦存狀態(tài)發(fā)生變化時,及時查明情況,再重新確定超前鉆孔的參數(shù)。
4)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。
結合我礦防突工作實際情況,110802工作面采用超前排放鉆孔局部防突措施,鉆孔分兩排順M8煤層走向平行布置,孔徑75mm,分別距頂?shù)赘?00mm,排距為1000mm,孔間距1000mm。孔深不小于21m,鉆孔施工完成后,排放時間不少于8小時。
110802工作面超前排放鉆孔布置示意圖
110802回采工作面防突措施效果檢驗采用鉆屑瓦斯解析指標法進行措施效果檢驗。其檢驗方法、臨界指標與其突出危險性預測基本一致。工作面的檢驗孔深應小于或等于措施孔深,并應布置在措施孔之間,檢驗孔孔深5-10m,孔徑42mm。若檢驗值均不超過指標臨界值,則認為措施有效,反之,認為措施無效。
若檢驗孔與防突措施鉆孔向工作面推進方向的投影長度(簡稱投影孔深)相等,則可在留足防突措施5m超前距并采取安全防護措施的條件下回采作業(yè)。當檢驗孔的投影孔深小于防突措施鉆孔時,則應當在留足所需的防突措施超前距并同時保留有至少2m檢驗孔投影孔深超前距的條件下,采取安全防護措施后實施回采作業(yè)。當措施無效時,無論措施孔還留有多少超前距,都必須采取防突的補充措施,并經(jīng)措施效果檢驗有效后,方可在采取安全防護措施的前提下進行作業(yè)。
4、安全防護措施
為了防止因預測失誤,措施失效,檢驗失誤或者發(fā)生延期突出等而導致發(fā)生人身傷亡事故,在突出煤層采掘活動中均要采取安全防護措施。安全防護措施包括遠距離放炮、避難所、壓風自救系統(tǒng)、防突風門和隔離式(壓縮氧和化學氧)自救器等。
1)反向(防突)風門
在110802運輸巷與回風上山聯(lián)絡巷處設置2道牢固可靠的反向(防突)風門。風門之間的距離不得小于4m。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。見反向風門和內墻垛鐵風筒防逆風裝置平面圖。
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。
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(jù)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。反向風門安裝布置如圖。
1-木質帶鐵皮的風門;2-磚墻;3-鐵風筒;4-膠皮風筒;5-防止瓦斯逆流鐵板;
6-防止瓦斯逆流鐵板立軸;7-定位圈;8-局部通風機;B1-正常通風時防止瓦斯逆流鐵板位置;B2-突然逆風時防止瓦斯逆流鐵板位置
反向風門和內墻垛鐵風筒防逆風裝置平面圖
反向風門安裝布置圖
2)避難所
110802工作面按規(guī)定設置避難所,避難所應當符合下列要求:
(1)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(jù)可能同時避難的人數(shù)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;
(2)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;
(3)避難所內應根據(jù)設計的最多避難人數(shù)配備足夠數(shù)量的隔離式自救器。
3)壓風自救
110802工作面壓風自救系統(tǒng)應當達到下列要求:
(1)按規(guī)定在地面安設空氣壓縮機2臺,管路安設到110804工作面采掘工作地點及其它安全設計規(guī)定的地點;
(2)壓風自救裝置安裝在掘進工作面巷道內的壓縮空氣管道上;
(3)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25~40m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(yè)處等。在長距離的掘進巷道中,應根據(jù)實際情況增加設置;
(4)每組壓風自救裝置應可供5~8個人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少于0.1m3/min??倲?shù)量應當滿足工作面最多作業(yè)人數(shù)時的要求。
1一壓風管路;2—壓風自救管;3一閥管;4一調節(jié)閥;5一送氣器;6一急救帶
壓風自救裝置示意圖
4)遠距離放炮
110802回采工作面采用遠距離爆破時,放炮地點必須設在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(jù)曾經(jīng)發(fā)生的最大突出強度等具體情況確定,但不得小于300m;
遠距離爆破時,回風系統(tǒng)必須停電、撤人,并設置好警戒。放炮后進入工作面檢查的時間由礦技術負責人根據(jù)情況確定,但不得少于30min。
5)個體防護
(1)所有下井人員必須經(jīng)過防突專業(yè)知識培訓,佩帶隔離式自救器,并會正確使用。自救器的管理和使用應遵守下列規(guī)定:①完好的自救器總數(shù),至少應比經(jīng)常用的總人數(shù)多10%;②自救器應集中統(tǒng)一編號管理;③自救器應保持完好;④嚴禁使用人員拆開、敲打、撞擊自救器,人員出井后必須立即交還。
(2)在工作面所有作業(yè)過程中,每個人都有責任和義務隨時觀察突出預兆(如煤結構發(fā)生變化、煤壁發(fā)冷、外鼓、響煤(巖)炮、頂板來壓、支架變形、瓦斯忽大忽小、打孔(眼)噴孔、頂鉆嚴重等),若出現(xiàn)以上現(xiàn)象,立即通知其它人員按《作業(yè)規(guī)程》中規(guī)定的避災方法和路線撤到新鮮風流中,并向礦調度室匯報,聽候處理。情況危急時,應立即撤出到地面。
(3)所有入井人員必須熟悉避災路線,避災路線所經(jīng)過的岔道口應設置醒目的方向指示牌,以保證避災人員安全快速撤退。
6)監(jiān)測監(jiān)控
(1)必須執(zhí)行自動監(jiān)測和人工監(jiān)測相結合的礦井瓦斯監(jiān)測制度。人工監(jiān)測數(shù)據(jù)必須作到“三對照”,即瓦斯臺帳、瓦斯記錄本和現(xiàn)場記錄三對照。當人工監(jiān)測與自動監(jiān)測數(shù)據(jù)不同時,在未弄清哪個有誤時一般按最大值。
(2)監(jiān)測隊要加強監(jiān)測系統(tǒng)日常維護工作,確保監(jiān)測系統(tǒng)顯示、斷電、報警、打印等功能準確可靠,監(jiān)測隊要做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的記錄、報批和存檔。
(3)采煤工作面必須在工作面及其回風巷設置甲烷傳感器,在工作面上隅角設置便攜式甲烷檢測報警儀。采煤工作面的甲烷傳感器不能控制其進風巷內全部非本質安全型電氣設備,則必須在進風巷設置甲烷傳感器。
七、110802工作面防突安全技術措施
(一)防突措施施工的安全技術措施
所有防突措施由通防部門和防突隊負責設計有關參數(shù)報礦技術負責人批準,生產(chǎn)單位按設計組織施工,通防部門和防突隊進行驗收。
1、防突措施鉆孔參數(shù)必須嚴格按照設計參數(shù)施工,不得隨意更改;如因現(xiàn)場條件等因素不能按措施要求施工時或煤層賦存條件發(fā)生變化時,由原設計部門提出更改措施意見,經(jīng)礦技術負責人批準后執(zhí)行。其它單位和個人均不得隨意改變。
2、打鉆作業(yè)前,現(xiàn)場施工人員必須嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度,密切觀察巷道頂板狀況,發(fā)現(xiàn)頂板掉渣、壓力增大等有片幫、冒頂危險時,立即停止作業(yè),人員撤出危險區(qū),并匯報礦、區(qū)調度室。
3、打鉆作業(yè)時鉆機必須安設穩(wěn)固,永久性支護要緊跟掘進工作面,嚴禁空幫、空頂作業(yè)。
4、每次打鉆時,施工人員必須密切觀察噴孔、夾鉆、響煤炮等瓦斯動力現(xiàn)象,當發(fā)生嚴重噴孔、煤炮劇烈等動力現(xiàn)象,應立即停止作業(yè),停電撤人,并匯報礦調度室。待動力現(xiàn)象消失,且瓦斯?jié)舛冉档?%以下時方可恢復作業(yè)。
5、突出預測鉆孔和超前鉆孔時,施工人員應站在鉆孔孔口兩側,不得站在鉆孔孔口正后方及鉆孔延長線上,嚴禁面對鉆孔孔口觀察鉆進情況,以免發(fā)生鉆孔噴孔傷人。
6、在進行工作突出預測時,預測人員應認真觀察工作面構造及施工預測鉆孔過程中噴孔、夾鉆、響煤炮、瓦斯等異?,F(xiàn)象,并作相應記錄。
7、在施工排放鉆孔時,為防止噴孔傷人,應在施工鉆孔孔口處安設擋板。
(二)防突安全技術措施
1、每次按允許回采進尺施工完畢后,必須進行工作面突出危險性預測(或效果檢驗)。預測人員嚴格按要求進行突出指標的測定和記錄,,報礦技術負責人和項目實驗小組,并詳細記錄預測過程中響煤炮、片幫、掉渣、噴孔等瓦斯動力現(xiàn)象;
2、施工預測、措施效果檢驗以及施工措施鉆孔過程中,施工人員必須密切注意觀察噴孔、夾鉆、響煤炮等瓦斯動力現(xiàn)象,當煤炮劇烈、瓦斯超限等動力現(xiàn)象明顯應立即停止作業(yè),并撤出人員;
3、工作面必須配備專職的有防突經(jīng)驗的瓦斯檢查員,掌握突出預兆。嚴格執(zhí)行“一炮三檢,三人連鎖”放炮制度,在工作面迎頭隨時測定瓦斯?jié)舛燃白兓?,當發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛犬惓?、超限,隨時通知礦調度或防突隊人員,并有權停止作業(yè);
4、警戒地點:每次放炮時,凡工作面回風流所流經(jīng)的巷道各岔口入風流側安全地點設警戒。警戒位置如通風系統(tǒng)圖所示。設置警戒及撤離警戒區(qū)域內的所有人員由施工單位當班干部負責;
5、工作面及回風巷必須安裝一組瓦斯監(jiān)測裝置,報警點為瓦斯?jié)舛冗_到0.8%,斷電點為瓦斯?jié)舛冗_到1%,復電點為瓦斯?jié)舛冗_到小于1%,斷電范圍為工作面巷道內的所有電器設備,在工作面上隅角設置便攜式甲烷檢測報警儀。采煤工作面的甲烷傳感器不能控制其進風巷內全部非本質安全型電氣設備,則必須在進風巷設置甲烷傳感器。。
6、防突期間每次放炮前,施工單位必須檢查通風設施及系統(tǒng)做到設施齊全完好,系統(tǒng)合理可靠。通風保安人員每天對該系統(tǒng)至少全面檢查一次。施工隊每班必須攜帶便攜式瓦檢儀,按要求使用。
7、防突施工過程中施工單位工程技術人員應掌握工作面的進度、地質情況。如遇地質構造,施工單位技術人員應及時通知地址人員收集資料,待研究后采取下一步措施。
8、所有炮眼都在炸藥與封泥間裝1~2個水炮泥,封泥都必須密實地裝至孔口。工作面裝藥前必須對現(xiàn)場工程質量、頂板支護、通風設施等進行檢查驗收合格后,方可開始裝藥。
9、防突期間,施工單位必須加強工作面及回風區(qū)域機電設備的維修、檢查,確保機電設備處于完好狀態(tài),杜絕失爆,防爆率達100%。
10、炮后30分鐘后,方準人員進入工作面檢查,檢查煤層揭露、支架狀況、CH4濃度及通風設施,在瓦斯?jié)舛炔怀?,無煤與瓦斯突出,通風系統(tǒng)正常的情況下,撤人停電工作完成后,方可正常施工作業(yè)。
11、本措施由施工單位技術人員,負責向本區(qū)井下作業(yè)人員貫徹已防突措施和突出預兆,貫徹后必須進行考核,合格者方可上崗。
12、突出區(qū)域作業(yè)人員必須熟悉隔離式自救器的性能和使用方法,否則不得上崗。
13、其他注意事項執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》和《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》規(guī)定實施。
14、煤與瓦斯突出預兆:
有聲預兆包括:煤體中的悶雷聲、機槍聲、爆竹聲、嗡嗡聲等,統(tǒng)稱為煤炮。地壓方面的有:支架來壓、掉渣、片幫、工作面煤壁開裂、煤壁外臌、底臌和炮眼嚴重變形,裝不進藥等;瓦斯方面的有:瓦斯?jié)舛仍龃?、忽大忽小、打鉆頂鉆、鉆孔噴煤、噴瓦斯等;煤的結構變化有:煤層層理紊亂、煤質變松軟、暗淡無光澤、煤變干燥和煤塵增多等。在某些突出發(fā)生前,會出現(xiàn)有煤壁和工作面溫度降低、有特殊氣味等。
15、開始裝藥半小時前,由施工單位跟班干部安排責任心強的同志擔任警戒任務,警戒期間嚴禁任何人以任何理由進入警戒范圍;凡受突出影響回風系統(tǒng)區(qū)域的所有工作人員全部撤離。
16、工作面必須掛防突允許進尺標志牌,施工單位掌握好施工進尺,嚴禁超采。非防突專職管理隊員不得挪移和改動。
17、通防部門和生產(chǎn)業(yè)務科室每周至少檢查一次工作面的防突管理。發(fā)現(xiàn)問題及時處理,保證防突措施的落實兌現(xiàn)。
八、附圖:
1、110802工作面采掘工程平面圖
2、110802工作面通風系統(tǒng)圖
3、110802工作面避災路線圖
4、110802工作面瓦斯抽采管路布置
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