皮带道进风联络巷揭二2煤层防突综合措施

~1~皮带道进风联络巷揭二2煤层防突综合措施一、工程概况孟津煤矿设计生产能力120万ｔ/ａ，二1煤层全区可采，二2煤层局部可采。井底车场已施工完毕，井下共布置7个掘进工作面，现正欲施工皮带道进风联络巷（见通风系统图）。皮带道进风联络巷净宽、净高分别为3.8米、3.4米，巷道荒宽、荒高分别为4.04米、3.52米。巷道长度共111.17米，其中入口处平巷长10米，22°上山长91.17米。上山施工到12.92米时，巷道顶板与二2煤层垂距为3.0米；上山施工到22.15米时，将从巷道顶板揭穿二2煤层。（见预想剖面图）。为安全揭过二2煤层，防止突出事故发生，特编制此防突设计。1、所揭煤岩层赋存状况通过井底车场向顶板打钻查明，皮带道进风联络巷入口处顶板到二2煤层底板岩柱法向距离为6.67m，根据已施工过的井底车场巷道实测，二2煤层走向50～60°，倾向140～150°，倾角3～4°，二1煤层、二2煤层法向平均距离17ｍ，煤层平均厚度为1.3m左右。二2煤层顶板为4.3m厚的灰色砂质泥岩，底板为1.3m厚深灰色泥岩（见揭煤区域地质柱状图）。2、瓦斯压力、瓦斯含量、动力现象及突出指标①、二2煤层瓦斯压力情况~2~采用直接法测定瓦斯压力。在主井清理撒煤平巷（距井心36米）打一个二2煤层测压孔，测得煤层瓦斯综合压力为2.3MPａ；在副井装车线（距井心58米）左侧打一个二2煤层测压孔，测得煤层瓦斯综合压力为1.4MPａ。②、二2煤层瓦斯含量情况采用直接和间接法测定的上两孔瓦斯含量为：主井东和副井西的瓦斯含量分别为12.96、8.97m³/t③、动力现象及突出指标根据井底车场打预测孔及释放孔情况实测分析，二2煤层瓦斯含量较大，打钻见煤后部分预测孔喷孔、夹钻，Δh2指标大部分都超出临界值（见下表）。井底车场已施工巷道二2煤层预测情况表地点孔号Δh2（mm水柱）备注副井装车线消防材料库乘人车线副井东马头门1～1933～438～444010～2620干检○4、煤的坚固性系数煤的坚固性系数采用破碎法测定。测定二2煤层的坚固性系数ｆ为0.24～0.43。根据以上测定数据，对比煤层突出危险性指标临界值（见下表），可以确定二2煤层具有突出危险性，因此进风联络巷穿过二2煤层必须严格按综合防突措施执行。~3~煤层突出危险性指标临界值煤层突出危险性煤层瓦斯压力Ｐ（MPａ）煤的坚固性系数ｆ钻屑解吸指标△ｈ2（Pａ）有突出危险≥0.74≤０.５≥2003、确定揭煤区域及安全岩柱厚度○1、该巷道揭二2煤层区域为：距二2煤层底板法距2m至二2煤层顶板法距2m止为揭煤区域。该区域每遍炮必须采用远距离放炮法进行揭煤施工。○2、因二2煤层为近水平煤层，采用岩柱厚度为1.5m。为保证岩柱厚度防止误揭煤层，正式揭煤前，在工作面距二2煤层底板法距3m～1.5m时，严格执行“长探短掘”措施，在工作面两侧及顶板中心各补打1个42mm超前钻孔，超前钻孔与岩层夹角不小于45°，其超前距离不得小于2m，必须做到工作面每推进一次探一次，以确保岩柱厚度不小于1.5m（法距）。4、揭煤方案在进风联络巷起坡后，工作面距二2煤层法距5m位置布置5个地质钻孔，以探明二2煤层层位及巷道前方煤岩赋存状况，同时取样测定Δh2值。由于揭煤区段较长近15m，如做揭煤导洞措施巷，一是顶板破碎难于维护易造成漏顶诱导突出，二是一次性揭煤由于大面积长时间空顶，易冒顶，也~4~容易诱导突出，因此采用渐进式揭煤方法。即当预测指标超限时，在距煤层法距3m时，实施卸压排放钻孔措施消突，经效果检验有效后，掘进至距煤层底板法距1.5m时，再次打效检孔进行复查，若已消突，则在放揭煤炮时采用震动炮一次揭开煤层，进入煤层后，继续采用煤巷工作面效检方法施工；若预测指标不超限，则不实施消突措施，但必须采用远距离放炮等安全防护措施揭穿该煤层，并在揭煤区域加强支护。具体流程方框图如下：层位已初探前探孔预测Δh2效果检验揭煤区远距离放炮结束卸压钻孔法距5m前法距3m瓦斯排放法距2m加强支护指标超指标不超指标超二、前探钻孔及突出危险性预测1、在距二2煤层法距5m前施工5个地质前探钻孔（见前探钻孔布置图）。2、施工前探钻孔时认真记录钻孔开孔位置、见煤深度、止煤深度、孔深，同时记录施工时喷孔、顶钻现象，确切掌~5~握煤层赋存条件、顶底板岩性、构造及瓦斯情况。3、在施工前探孔的同时，采用钻屑解吸指标法Δh2对工作面进行突出危险性预测。其临界值见下表。预测方法突出危险性Δh2（mmH2O）有突出危险≥20干煤≥16湿煤无突出危险＜20干煤＜16湿煤若预测指标超限，必须采取消突措施；若预测指标不超限，则不实施消突措施，但必须采用远距离放炮等安全防护措施揭穿该煤层。三、防治突出措施若预测指标超标，则实施卸压排放钻孔消突措施。在工作面顶板掘至距二2煤层底板法距3m位置，采用ZY-150型全液压钻机进行打孔，为便于布孔，迎头开孔时按4排10列布置卸压排放钻孔，通过调整钻孔参数在孔底形成8排5列网格式布孔。排放钻孔控制到巷道周界外8m的煤层内，其钻孔终孔穿透二2煤层顶板0.5m，孔底间距为3m，钻孔直径为75mm，共40个钻孔，具体见钻孔布置图及钻孔参数表。四、消突措施效果检验防突措施实施之后，采用钻屑解吸指标Δh2法进行效果检验。~6~在距二2煤层底板法距3m及1.5m位置时，检验孔孔数布置9个，巷道中间1个，其它8个孔均匀布置于巷道四周，终孔位于排放孔边缘线上（见效果检验图表）。如检验指标都在突出危险临界值以下，则认为措施有效，否则，必须重新补打排放钻孔，补打的排放钻孔应在原排放孔之间，不得套孔，直至效果检验有效为止。五、过煤段防突安全技术措施1、在煤层进入巷道顶板后，为防止延期突出，在措施孔之间采用风煤钻，向煤体四周沿软分层及时打效检孔，效检孔成辐射状布置8个，工作面前方孔深为15m，两侧及后方孔深为8m；其后每循环必须进行效检，效检孔布置3个（见煤层中效检孔布置图中的1#、2#、3#孔）。如检验指标都在突出危险临界值以下，则认为措施有效，否则，必须重新补打排放钻孔（见煤层中钻孔布置图），直至效果检验有效为止。2、加强顶板管理，认真执行敲帮问顶制度，找净爆破后工作面两帮及顶板浮石，找顶时设专人监护，发现问题立即处理；严禁空顶作业，支护要紧跟工作面，采用放小炮短掘进的方式推进，每遍炮进尺不许超过1米（见半煤岩巷布置图）。3、揭煤区域巷道预计长度为27.4ｍ，采用锚喷网、金属棚联合支护。即从距煤层底板法距2m处开始，在打完锚~7~杆挂好网之后，架设Ｕ29型金属棚，然后喷射不小于100mm砼，直至煤层从巷道底板落下2ｍ后为止。在此区域每700mm架一架Ｕ29型金属棚，支架间用金属支拉杆连接牢固，支架与顶帮之间的空隙必须塞紧、背实。4、揭煤期间切实严格按上述措施加强支护工作，严防顶煤冒落造成瓦斯超限，甚至诱发突出事故。5、为防止冒落，采用超前金属骨架，间距300mm交替进行，金属骨架的深度每次超前于工作面不低于2m，或采用高压注水方法，使得煤体湿润，提高煤体的粘结强度随掘随对暴露的煤体进行封堵，封堵的材料用尼龙编织袋并及时喷砼，达到防止煤体冒落之目的。六、远距离放炮A、为安全揭穿二2煤层，采取远距离放炮措施进行放炮。实行远距离放炮措施在工作面距二2煤层底板法距2m至二2煤层顶板法距2m止全过程。采用“三八工作制”钻爆法施工。凿岩机具及爆破材料如下：凿岩机──ZY29型风动气腿式凿岩机钎头──Φ42mm“一”字型合金钎头钎杆──Φ22mm中空六角钢钎，L=2.2m。炸药──三级安全乳化炸药电管──一～五段毫秒延期电管~8~放炮器──FD─150D大功率发爆器1、揭煤采用震动爆破，炮眼图表如下：①、震动炮眼布置图震动放炮炮眼布置图12365487109121140414235313430333932384748131429282726252423222117161549505152535455565758594344363745466061626364181920~9~②、震动炮眼主要技术参数见下表炮眼号炮眼名称眼深（mm）眼距（mm）倾角（°）装药量（kg）爆破顺序连线方式1～6掏槽眼22001400756×0.15×9＝8.1Ⅰ(1)串联7～10掏槽眼2000300844×0.15×7＝4.2Ⅰ(2)11～14辅助眼2000450904×0.15×7＝4.2Ⅰ(3)15～29周边眼20005009015×0.15×5=11.25Ⅰ(5)30～33辅助眼2000600904×0.15×6＝3.6Ⅰ(2)34～39辅助眼2000600906×0.15×6＝5.4Ⅰ(3)40～48辅助眼2000600909×0.15×6＝8.1Ⅰ(4)49～64周边眼20004009016×0.15×2＝4.8Ⅰ(5)累计49.65~10~2、半煤岩巷采用远距离放炮爆破，爆破图表如下：①、半煤岩巷炮眼布置图半煤岩巷炮眼布置图124328292422232734212019181716151413353637383940414243443031252632334546474856879101211~11~②、半煤岩炮眼主要技术参数见下表炮眼号炮眼名称眼深（mm）眼距（mm）倾角（°）装药量（kg）爆破顺序连线方式1～4掏槽眼10001400684×0.15×4＝2.4Ⅰ(1)串联5～8辅助眼800700844×0.15×3＝1.8Ⅰ(2)9～12周边眼800700904×0.15×2＝1.2Ⅰ(3)13～21辅助眼800500909×0.15×4＝5.4Ⅰ(4)22～27辅助眼800600906×0.15*4＝3.6Ⅰ(2)28～34辅助眼800600907×0.15×4＝4.2Ⅰ(3)35～48周边眼8004009014×0.15×1＝2.1Ⅰ(4)累计20.72、炮眼装药量震动炮眼的总装药量是49.69㎏。进入半煤岩巷的装药量为20.7㎏。3、震动爆破网络设计使用的发爆器是《渭南恒达电子有限公司》生产的FD－150D大功率发爆器，其技术指标及性能见下表：引爆发数：支负载电阻：欧最大短路电流：A外接母线长度：m150920≤5﹤300震动爆破最多一次起爆雷管个数为64个，爆破网络中所有雷管全部串联，每个雷管电阻为5Ω，雷管总电阻为R＝64×5Ω＝320Ω；放炮母线长为＜300m。以上符合发爆器~12~性能要求，准爆。4、装药结构见图炮泥水炮泥电雷管药卷炮泥电雷管脚线炮眼装药结构示意图B、远距离爆破安全技术措施①远距离爆破必须指派专职的经验丰富的放炮员负责放炮工作。在进行装药工作时，若发现炮眼内有沼气喷出等现象，立即撤出人员，并向调度汇报，待采取措施处理无误后，方可进行作业。②每次打眼前，必须由班（队）长亲自布置炮眼，严格按爆破图表要求进行作业。③放炮地点、电话位置均设置在避难硐室内的安全地点。放炮前必须将主井东、西的反向风门关严拴牢，以防风流逆流。④放炮前，在距工作面20m内安设一道封闭全断面的放炮喷雾，每次放炮前必须打开放炮喷雾。放炮必须实行“一炮三检、三人联锁”放炮制度。所有释放孔必须用黄泥封堵，封堵长度必须超过炮眼深度200mm，钻孔不准当炮眼使用。⑤放震动炮时，要安排在交接班时间，井下除1名揭煤领导小组成员、1名放炮员、1名电工、1名瓦检员、1名安~13~检员和1名信号工共6人外，其余人员全部升井。⑥放炮前，由揭煤领导小组人员对通风、监控、电气设备等进行全面检查，确认符合规定后方可下达放炮命令。⑦撤人、停电范围：揭煤放炮前，凡与揭煤放炮无关人员必须全部撤至地面，揭煤放炮有关人员撤至主井井底避难硐室内；揭煤放炮前，井下除工作面风机专用线外，所有工作面动力负荷全部停电；放炮前先由现场进行人工断电。⑧放炮40min时，根据监控室内瓦斯监测情况无异常后，方可由救护队员先期进入工作面进行炮后检查，经检查无误后，方可由煤领导小组成员、放炮员、瓦检员、安检员4人共同到工作面进行验炮，确认无安全隐患后，方可由揭煤小组成员统一安排撤警戒、送电、进入工作面恢复工作。⑨揭煤施工前，矿救护队员