掘进误揭穿煤层安全技术措施.doc

掘进误揭穿煤层安全技术措施 一、 揭煤工程概述 1602运输顺槽预计在回风石门往1602工作面方向23米位置见煤，1602回风顺槽预计在回风上山39.7米见煤，为防止误揭穿煤层采取如下措施 （一）探明揭煤工作面和煤层的相对位置 按照防突要求，向工作面前方打探放钻孔，探放钻孔为前探61米，掘进40米执行，留21米预留钻孔。 （二）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） 打钻探明煤层赋存条件和瓦斯情况，在钻进煤层时，用1～3mm的筛子筛分钻屑，测定其瓦斯解吸指标△h2或K1。具体方法为 1钻屑量采用重量法 每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用弹簧秤称重。 2钻屑解吸指标的测定方法 1钻屑解吸指标△h2的测定打钻时在预定的位置取出钻屑，用孔径1和3mm的筛子筛分钻屑φ1mm的筛子在下，φ3 mm的筛子在上，将筛分好的φ1～3mm粒度 的试样装入MD-2型解吸仪的煤样瓶中，试样装至煤样瓶刻度线水平10g左右，自钻孔打至该采样段起经3min后，启动秒表，转动三通阀，使煤样瓶与大气隔离，在2min时记录解吸仪的读数，该值即为△h2，单位为Pa。 2钻屑解吸指标K1的测定使用WTC型突出预测仪，每钻进2m，取一次钻屑作特征测定，取样时，把秒表、筛子准备好φ1mm的筛子在下，φ3 mm的筛子在上，钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并继续进行筛分，最后把已筛分好的φ1～3mm的煤样装入到WTC仪器的煤样罐内，盖好煤样罐，准备测试。当秒表走到t01～2min时，启动仪器采样键进行测定，经5min后当仪器显示t0时，用键盘输入t0，按监控键，仪器显示L0，输入L0，按监控键，仪器进行计算并显示Fi，此值即为K1值。 钻屑解吸指标的突出临界值，应根据实测数据确定，如无实测数据时，可按表1所列的指标临界值预测突出危险性。 表1 钻屑指标法预测石门工作面突出危险性的临界值表 钻屑解吸指标突出临界值 △h2Pa K1ml/g.min1/2 干 煤 200 0.5 湿 煤 160 0.4 选用表中的任一指标进行预测时，当指标超过临界值时，该石门工作面预测为突出危险工作面；反之为无突出危险工作面。 （三）掘进工作面预测（或区域验证）有突出危险时，掘进工作面采取防突措施 防治突出的措施可采用排放钻孔的方法，排放钻孔布置在掘进工作面周围外3～5m的煤层内，钻孔的直径50mm，钻孔间距根据实测的有效排放半径而定，一般孔底间距不大于2m。钻孔布置见图。在排放钻孔控制范围内，如果预测指标降到突出临界值以下，措施有效。 （8）钻孔控制范围 掘进钻孔揭煤防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是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（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m。 3）煤巷掘进工作面防治突出的措施 （1）采用超前钻孔作为防治突出的措施 在第一次执行防治突出的措施或无措施超前距时，必须采用浅孔排放或其他防治突出的措施，在工作面形成5m的执行措施的安全屏障后，方可进入正常防突措施施工，确保执行措施的安全。超前钻孔直径一般为50mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于5m，钻孔尽量布置在煤层的软分层中，超前钻孔的控制范围应控制到巷道轮廓线外2～4m（包括巷道断面内煤层）。超前钻孔的孔数应根据钻孔的有效排放半径确定，钻孔的有效排放半径必须经实测确定。煤层赋存状态变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数。超前钻孔施工前应加强工作面支护、打好迎面支架，背好工作面。 超前钻孔有效半径测定方法，钻孔流量法 ①沿工作面软分层打3～5个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长5～7m，间距0.3～0.5m； ②对各测量钻孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为1m； ③钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔2～10min测定1次，每一测量孔测定次数不得少于5次； ④在距离最边缘测量孔孔中心0.5m处，打一个平行于测量孔的超前钻孔（直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径），在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化； ⑤超前钻孔打完后，每隔2～10min测定各测量孔中的瓦斯涌出量； ⑥打超前钻孔打完后测定2h； ⑦绘制出各测量孔的瓦斯涌出量的变化图； ⑧如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔增大10，即表明该测量孔处于超前钻孔有效排放半径之内。符合测量孔距排放钻孔的最远距离，即为超前钻孔的有效排放半径。 ⑨钻孔控制范围 巷道两侧轮廓线外钻孔上帮20m以上，下帮15m以上（均为沿层面距离），最小控制范围工作面前方20m以上。 2）煤巷掘进的局部防突措施 在突出危险煤层中掘进平巷时，设计采用超前钻孔、松动爆破、前探支架的防治突出措施。 （1）采用超前钻孔作为防治突出的措施时，应符合下列要求。 ①超前钻孔可适用于煤层透气性较好、煤质较硬的突出煤层。 ②超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况确定，设计选用75mm，地质条件变化剧烈地带也可采用直径42mm的钻孔。钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于20m。 ③钻孔应尽量布置在煤层的软分层中。 ④超前钻孔的控制范围，应控制到巷道断面轮廓线外2～4m包括巷道断面内的煤层。 ⑤超前钻孔孔数应根据钻孔的有效排放半径确定，钻孔的有效排放半径必须经实测确定。 ⑥煤层赋存状态发生变化时，应及时探明情况，再重新确定超前钻孔的参数。 ⑦必须按照防治煤与瓦斯突出规定第74、100条的规定对超前钻孔进行效果检验。如果经检验措施无效，必须补打钻孔或采取其它补充措施。 ⑧超前钻孔有效排放半径的测定方法可按照防治煤与瓦斯突出规定第89条的规定执行； ⑨超前钻孔施工前应加强工工作面支护，打好迎面支架，背好工作面。 （2）深孔松动爆破措施，可适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层。采用深孔松动爆破防治突出时，应符合下列要求。 ①深孔松动爆破的孔径为42mm，孔深不得小于8m。深孔松动爆破应控制到巷道轮廓线外1.5～2m的范围。孔数应根据松动爆破有效半径确定。采用深孔松动爆破防灾措施，在掘进时必须留有不小于5m的超前距。 ②深孔松动爆破的有效影响半径，应进行实测。 ③深孔松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.5～6m，每个药卷特制药卷长度为1m，每个药卷装入一个雷管。装药必须装到孔底。装药后，应装入不小于0.4m的水炮泥，水炮泥外侧还应充填长度不小于2m的封口炮泥。 ④在装药和充填炮泥时，应防止折断电雷管的脚线。 ⑤深孔松动爆破后，必须按照防治煤与瓦斯突出规定第74、100条的规定进行措施效果检验。如果措施无效，必须采取补救措施。 ⑥深孔松动爆破时，必须执行撤人、停电、设警戒、远距离放炮、反向风门等安全措施。 （3）在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施要求实施时，必须打钻孔查明煤层赋存条件，然后采用直径为42～75mm的钻孔进行排放。经措施效果检验有效后，方可采取安全防护措施施工。 （4）一般是向工作面前方打钻孔，孔内插入钢管或钢轨，其长度可按两次掘进循环的长度再加0.5m，每掘进一次打一排钻孔，形成两排钻孔交替前进，钻孔间距为0.2～0.3m。 （四）实施工作面措施效果检验； 防治突出的措施执行后，采用钻屑指标方法检验措施效果。检验孔孔数为4个，其中石门中间1个，并位于措施孔之间，其它3个孔位于巷道的上部和两侧，终孔位置应位于措施控制范围的边缘线上。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效；反之，认为措施无效。 （五）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 在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时，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。若经验证仍为无突出危险工作面时，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。 当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作面时，必须采取或补充工作面防突措施，直到经措施效果检验为无突出危险工作面 （六）采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层； 从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始，必须采用物探或钻探手段边探边掘，保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离。 采用远距离爆破揭开突出煤层时，揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是距煤层1.5m。 在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后，若未能一次揭穿至煤层顶（底）板，则仍应当按照远距离爆破的要求执行，直至完成揭煤作业全过程。 为了防止误穿煤层，在掘进工作面距煤层垂距5m时，应在工作面顶底部两侧补打3个小直径42mm超前钻孔，其超前距不得小于2m。 当岩巷距突出煤层垂距不足5m且大于2m时，为了防止岩巷误穿突出煤层，必须及时采取探测措施，确定突出煤层层位，保证岩柱厚度不小于2m垂距。 采用远距离放炮方法揭穿煤层 震动放炮设计 （1）震动放炮的炮眼数目，每平方米石门断面4～5个； （3）震动放炮的炮眼布置，根据断面和岩性确定； （4）岩眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持O.2m的距离。如果岩眼已打入煤层，必须在眼底的岩石中充填0.2m的炮泥； （5）震动放炮的单位炸药消耗量，应按照正常掘进量的1.5～2倍确定，打穿煤层的炮眼在煤层段和岩石段应分段装药，并用长O．25m的炮泥隔开； （6）所有炮眼都在炸药与封泥间装l～2个水炮泥，封泥都必须密实地装至孔门； （7）震动放炮必须采用铜脚线的毫秒雷管，最后一段的延期时间不得超过130ms．并不得跳段使用。 （8）震动放炮时，回风系统内电气设备必须切断电源，严禁人员作业和通过。 （9）放炮地点设在进风侧反向风门之外。 （10）远距离放炮时，放炮点回风系统的采掘工作面及其他有人作业的地点，都必须停电撤人，挂警示牌防止人员进入回风系统中，放炮30min后，方可进入工作面。 11采用远距离放炮揭煤时，爆破地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难硐室内，爆破地点距工作面的距离不少于300米。1500运输巷防突风门处是放炮和撤人地点，1450集中运输顺槽与1450大巷的交汇处是1602运输顺槽的放炮地点与撤人地点。 （12）在1450运输巷和1500运输巷设有直通调度室的电话，并设有避难硐室，压风系统及供水系统完备。