开采保护层是迄今为止防突最有效、最经济的的根本措施。为了解决煤与瓦斯突出问题,平煤股份四矿在集团公司率先实施了开采保护层区域防突措施,己组煤层首先开采无突出危险己15煤层作为上保护层,解放己16.17煤层。四矿与中国矿业大学共同进行了保护层开采效果考察分析,形成了四矿保护层开采效果考察分析的指标体系。该项目已经通过集团公司专家组验收同意推广使用。
四、区域验证
(一)区域验证方法
采用预测方法对无突出危险区进行区域验证,根据我矿多年己16.17煤层采掘工作面的实践以及挥发分指标等,选用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标预测突出危险性。临界值分别为4.0L/min和6.0kg/m。
q<4.0(L/min) 且 S<6kg/m 无危险 q≥4.0(L/min) 或 S≥6kg/m 有危险 (二)工作面区域验证要求 1、区域验证的区段
己16.17-23042工作面上分层工作面己16.17-23040已经于2004年回采完毕,其停采线位置为风巷-3+22m,机巷位置为+4+43m,己16.17-23042风巷沿走向掘进到己16.17-23040风巷-3+22m位置进入保护范围内,开始执行区域验证;
2、验证孔布置及参数:
验证孔共布置3个,其中巷道上下帮各0.5m布置一个,左右水平角均为220,终孔控制到巷道轮廓线外3.0m处;中间孔沿巷道走向布置,三个验证孔孔径42.0mm,走向投影孔深8.5m。
验证孔布置在己17煤层中,现场如果有软分层,验证孔布置在软分层中。 3、 验证方法:
(1)验证孔钻进速度控制在1m/min,钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,由于两侧孔孔深9.2m,在验证孔在钻进1.2m后再开始测定钻屑量S,钻进2.2m时开始测定q值;中间验证孔在钻进0.5m后再开始测定钻屑量S,钻进1.5m时开始测定q值;三个验证孔距己16煤层底板0.8m,以布置到煤层中间层位为主,工作面现场如果暴露有软分层,测试钻孔要布置在软分层中;
(2)当中间验证孔分别打至1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m、8.5m孔底时,测定钻孔瓦斯涌出初速度q,两侧验证孔分别打至第2.2、3.2m、4.2m、5.2m、6.2m、7.2m、8.2m、9.2m孔底时,测定钻孔瓦斯涌出初速度q(测量时封孔压力0.2MPa、测量室长度1.0m)测一分钟瓦斯涌出量。自钻杆拔出至测量结束不超过两分钟)
(3)注意事项
己16-17-23042风巷与己16.17-23040风巷中对中8m,为防止验证钻孔穿透己16.17-23040风巷老空,验证时,第1号(上帮)验证孔控制到轮廓线外2m处。
4、判断方法
(1)工作面开始掘进时对无突出危险区连续进行两次区域验证,第一次区域验证当所有验证孔的指标参数均小于临界值时,工作面视为无突出危险工作面,允许进尺6.0m,留2.5m验证超前距,第二次区域验证当所有验证
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孔的指标参数均小于临界值时,工作面视为无突出危险工作面,允许进尺6.0m,留2.5m验证超前距。
(2)工作面初始掘进期间连续进行了两次区域验证后均为无突出危险,以后工作面每推进50m连续验证两次进行区域验证,具体如下:第一次区域验证所有验证孔的指标参数均小于临界值且验证孔没有突出预兆,允许推进25m,第二次区域验证所有验证孔的指标参数均小于临界值且验证孔没有突出预兆允许推进25m,正常掘进期间,区域验证时允许推进25m不再留超前距。
(3)当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行掘进作业。只要有一次区域验证为有突出危险或发现了突出预兆,则该区域以后的掘进作业均应当执行局部综合防突措施。
5、超前钻孔
由于己16.17-23042风巷上保护层的工作面己15-23040采面已经回采完毕,己16.17-23042的上分层己16.17-23040工作面也已经回采,且己16.17-23042沿己己16.17-23040风巷中对中8m掘进,煤柱只有3.3m,所以己16.17-23042风巷瓦斯地质资料清楚,风巷超前钻孔不施工,由地测部门及时发布完善己16.17-23042风巷地质预报。
6、其它要求
防突队负责制作验证允许进尺牌板、局部防突措施允许进尺牌板。瓦检员负责通风调度汇报当班打钻、进尺、验证孔剩余进尺情况。瓦检员发现无剩余进尺,及时汇报通风调度。通风调度值班人员认真做好记录,班班核对进尺,发现问题及时通知防突队和施工单位跟班干部或班组长,进行整改,防止超掘。施工单位班组长班末必须向通风调度汇报当班进尺情况和剩余进尺。
第五章 “四位一体”局部防突措施
己16.17-23042风巷开口位置沿走向方向到己16.17-23040风巷-3+22m位置共计180m,己16.17-23042风巷与己16.17-23040风巷中对中,净煤柱3.3m,属于沿空掘进,该段执行连续预测进尺。
一、突出危险性预测
根据我矿多年己16.17煤层采掘工作面的实践以及挥发分指标等,选用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标预测突出危险性。临界值分别
为4.0L/min和6.0kg/m。
q<4.0(L/min) 且 S<6kg/m 无危险 q≥4.0(L/min) 或 S ≥6kg/m 有危险
己16.17-23042工作面上分层工作面己16.17-23040已经于2004年回采完毕,其停采线位置为风巷-3+22m,在己16.17-23042风巷外口到己16.17-23040风巷-3+22m位置共180m,该区段执行连续预测进尺。
(一)突出危险性预测孔布置:
预测孔共布置3个,其中巷道上下帮各0.5m布置一个,左右水平角均为220,终孔控制到巷道轮廓线外3.0m处;中间孔沿巷道走向布置,三个测试孔孔径42.0mm,走向投影孔深8.5m。
预测孔布置在己16.17煤层中,现场如果有软分层,预测孔布置在软分层
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中。
(二)预测方法:
1、预测孔钻进速度控制在1m/min,钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,由于两侧孔孔深9.2m,在预测孔在钻进1.2m后再开始测定钻屑量S,钻进2.2m时开始测定q值;中间预测孔在钻进0.5m后再开始测定钻屑量S,钻进1.5m时开始测定q值;三个预测孔距己17煤层底板0.8m。
2、当中间预测孔分别打至1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m、8.5m孔底时,测定钻孔瓦斯涌出初速度q,两侧预测孔分别打至第2.2、3.2m、4.2m、5.2m、6.2m、7.2m、8.2m、9.2m孔底时,测定钻孔瓦斯涌出初速度q(测量时封孔压力0.2MPa、测量室长度1.0m)测一分钟瓦斯涌出量。自钻杆拔出至测量结束不超过两分钟)。
3、判断方法
当3个预测孔共48个指标参数均小于临界值时,工作面视为无突出危险工作面,允许进尺6m,留2.5m预测超前距。
二、局部防突措施
平煤通便[2005]第46号《关于下发〈超前排放钻孔有效排放半径〉的通知》:四矿己三采区己16.17煤层Φ89mm排放钻孔的排放半径为1000mm,根据《平煤股份公司防治煤与瓦斯突出实施办法》第二十九条要求“局部防突措施钻孔控制范围为:掘进工作面前方保留10m超前距,两帮控制到8m;回采工作面前方保留20m超前距。”、钻孔直径Φ89mm,确定排放钻孔。
(一)排放钻孔垂直煤壁均匀布置在己17煤层中,孔呈一排布置,钻孔共计13个孔。布孔时钻孔要按一定角度布置,且控制到巷道轮廓线以外8m处。
(二)排放钻孔孔底间距2.0m,走向投影孔深15.0m,孔径89mm,上下错位不得超过100mm,左右错位不得超过200mm,垂直煤壁布置在煤层中,钻孔尽量布置在软分层中。 三、效果检验
(一)效果检验孔布置及参数:
效检孔共布置3个,布置在己17煤层中,其中巷道上下帮各0.7m布置一个,左右水平角均为240,终孔控制到巷道轮廓线外3.0m处;中间孔沿巷道走向布置,三个效检孔孔径42.0mm,走向投影孔深8.5m。现场如果有软分层,效检孔布置在软分层中。
(二)效果检验方法:
效检孔钻进速度控制在1m/min,钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,由于孔深8.5m,在效检孔钻进0.5m后再开始测定每米的钻屑量S;当效检孔分别打至1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m、8.5m时,测定钻孔瓦斯涌出初速度q,用气筒通过压力表充气封孔(封孔压力0.2MPa、测量室长度1.0m),测一分钟瓦斯涌出量。自钻杆拔出至测量结束不超过两分钟;在测试杆末端用软管连接封孔器和WY-1型瓦斯q值测定仪,通过流量计读数,根据档位和显示值,查表得出钻孔瓦斯涌出初速度q值。
(三)判断方法:
1、第一次效果检验判断方法:当所有效果检验孔的指标参数均小于临界值时,措施有效,工作面视为无突出危险工作面,允许进尺3.0m,留5.5m
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效果检验超前距和不少于10m的排放钻孔超前距;
2、第二次效果检验判断方法:当所有效果检验孔的指标参数均小于临界值时,措施有效,工作面视为无突出危险工作面,允许进尺2.0m,留6.5m效果检验超前距和不少于10m的排放钻孔超前距;
3、任一指标出现超标,必须重新执行排放钻孔措施,直到措施有效。效检达标后,必须在工作面吊挂效检允许进尺标志牌,标志牌必须上锁、钥匙由当班测试工保管,严禁超掘。
4、局部防突措施连续执行两次不超标后,方可恢复预测进尺。
第六章 安全防护措施
一、独立的通风系统
(一)新鲜风:地面→副井→己一猴车→己三皮带下山→己16.17-23042风巷风机→风筒→掘进工作面。
(二)乏风:风巷掘进工作面→风巷回风小井 →己三西专回→二水平主要通风机→地面。
二、防突风门
(一)在风巷通己三皮带出货川和风巷片盘各构筑两道防突风门,其中风巷通己三皮带下山出货的刮板运输机和风筒过墙体必须安设防逆流装置。
(二)风门之间距离不得小于4m,每组正向风门必须联锁,确保其始终处于常闭状态。
(三)风门墙体可用料石或混凝土砌筑,嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石性质确定,但不得小于0.2m,墙体厚度不得小于0.8m。在煤巷构筑防突反向风门时,风门墙体四周必须掏槽,掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。砌碹巷道必须破碹接实帮实顶。
(四)墙体平整(1m范围内凹凸不大于10mm,料石勾缝除外);无裂缝(雷管脚线不能插入)、重缝和空缝,严密不漏风(手触无感觉、耳听无声音)。
(五)门框采用11#工字钢。门框要包边沿口,有垫衬,四周与门扇接触严密。
(六)风门采用坚实的木质结构,包制铁皮,保证门扇平整不漏风,背面使用角铁、槽钢或规格为120mm×100mm的横梁加固,门扇厚度不小于60mm,风门能自动关闭。
(七)门扇下部设挡风帘,墙体的所有管孔必须用水泥沙浆封堵严实。 (八)通过每一道风门墙体的风筒,都必须设防止逆流装置(逆止阀),铁风筒铁板厚度3mm-5mm,逆止阀铁板厚度不小于5mm;
(九)构建防突反向风门,必须安设防逆风装置,皮带通过防突向风门墙体时, 通风队必须设置可靠的机械控制防逆风装置。
(十)风门墙体的排水沟采用低于巷道地板的反水沟,深度根据风压大小来构筑,不漏风。
(十一)防突反向风门要实行牌板管理,由施工单位明确责任人每天对防突反向风门进行检查,发现问题及时汇报处理,确保正常使用。
(十二)防突反向风门严禁设置调节风窗;
(十三)人员进入工作面时必须把里道反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时,反向风门必须关闭。
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(十四)防突反向风门前要装设瓦斯传感器,确保在瓦斯逆流时,能够及时切断局部通风机电源,严防局部通风机吸入瓦斯气流造成事故扩大。
三、压风自救
(一)管路安装规格:钢管规格满足区域供风强度和风量要求,压风量满足供风区域人员紧急情况需要(每人供风量不小于0.1m3/min);主管直径不小于100mm,支管直径不小于50mm。
(二)自掘进工作面回风口开始,每50m设置一组压风自救袋,每组自救袋数量为不少于5个,靠近迎头一组不少于15个,并保持距迎头25~40m的距离;放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及工作面回风巷道的皮带机头、绞车等固定的有人工作地点要安装一组压风自救装置(5个)。
(三)压风自救袋要安装在地点宽敞、支护良好、没有杂物堆积的人行道侧,人行道宽度要保持在0.8m以上,管路安装高度距底板1.2~1.4m,自救袋的安装高度按自救袋的袋底距底板0.5m,便于现场人员自救应用,达不到要求,不得施工,掘进工作面的压风自救系统由在该区域施工的区队管理维护。安装压风自救袋时,压风自救袋的支管不少于一处固定,压风自救袋阀门扳手要同一方向且平行于巷道,压风自救袋上的煤尘要及时清理,经常保持清洁。
(四)压风自救袋风压不得小于0.1MPa,每个自救袋供风量不得小于0.1m3/min。
(五)压风自救设施安装地点设置物理反光等醒目警示标志,并加强日常维护管理。现场作业人员必须携带隔离式自救器。
四、爆破作业
(一)掘进巷道在距回风口500m以内爆破时,所有人员全部撤到防突反向风门以外新鲜风流中。
(二)掘进巷道在距回风口500—1000m距离爆破时,瓦检员、爆破工、当班班长可撤到300m以外的压风自救处爆破,且该处安装直通调度室的直通电话,其他所有人员一律撤到防突反向风门以外新鲜风流中。
(三)每次爆破作业之前,由跟班队长负责指定专人关闭防突反向风门、防逆流装置的防逆流设施,并切断反向风门以里所有非本质安全型电气设备电源。工作面爆破30min后,由班(组)长、瓦检员、爆破工进入工作面验炮,确认无异常后,其他人员方可进入工作面工作。
五、自救器
进入该区域的人员必须佩带使用有效时间不低于30min的隔离式自救器,并熟悉自救器的使用方法和从本工作面安全撤离的避灾路线。
第七章 组织管理措施
一、防突措施现场监督验收制度 (一)预测(效检)钻孔施工完毕后,防突测试工认真填写终孔通知单;防突措施钻孔施工完毕后,打钻施工现场负责人填写终孔报告单。上述钻孔由瓦检员、防突测试工、班组长现场验收、签字,并将签字后的报告单报防突部门及防突副总审查、签字,预测(效检)钻孔终孔报告单必须由单位总工程师签署具体意见。
(二)施工队管理人员和班组长现场组织生产时应切实做到“三清楚、再布置”,即:清楚预测(效检)实测值;清楚措施剩余超前距;清楚安全
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