某礦二采區回風井揭C7+8煤層揭煤設計
某礦二采區回風井揭C7+8煤層揭煤設計
編制單位： 通 防 科
編 制 人：
設計編號： 通F-AJ-2010-008
2010年7月1日
目 錄
第一章 概況 1
第一節 地質概況 1
第二節 煤層瓦斯情況 1
第三節 瓦斯抽放系統概況 2
第二章 揭煤期間通風系統保障措施 2
第三章 揭突出煤層設計 2
第一節 揭穿突出煤層設計原則、依據、目的 2
第二節 探明煤層與工作面相對位置的設計 3
第三節 揭C7+8煤層區域綜合防突措施設計 3
第四節 測定突出危險性設計 4
第五節 揭煤局部綜合防突措施設計 5
第六節 采用遠距離放炮揭煤設計 6
第七節 探煤注意事項 7
第八節 揭煤突出危險性預測方法 7
第九節 防突措施效果檢驗方法 8
第四章 安全防護措施設計 9
第一節 壓風自救 9
第二節 遠距離放炮 9
第三節 避難硐室 9
第五章 防治煤與瓦斯突出崗位責任 10
第一節 揭煤領導小組： 10
第二節 職責范圍 10
第六章 揭煤管理 10
第一節 揭煤組織管理 10
第二節 揭煤技術管理 10
第七章 揭煤儀器、裝備及揭煤工程量及揭煤費用估算 14
第一節 揭煤儀器、裝備 14
第二節 揭煤工程量及揭煤費用估算 14
第八章 揭煤工作人員配備 15
第九章 加強過煤層段巷道支護及其他措施 16
第十章 附件 16
公司審批意見：
通 防 部：
副總工程師：
總工程師：
通 防 部： 年 月 日
副總工程師： 年 月 日
總工程師： 年 月 日
會審意見
工 程 科： 年 月 日
機 電 科： 年 月 日
安 檢 科： 年 月 日
通防副總(通防科)： 年 月 日
安全副總： 年 月 日
總工程師： 年 月 日
第一章 概況
第一節 地質概況
富源一礦二采區回風井井口位于富源縣雨汪鄉慕樂河畔，開口位置坐標為：X=2788114, Y= 35456906, Z=1855m，方位98°30'，按照-25°坡度向下進行掘進，巷道設計全長840米，根據地質部門提供的地質預想剖面圖進行分析， 該工作面預計在掘進過程中，已經順利揭開C2、C3、C4煤層，將相繼揭開C7+8、C8+1煤層。
C7+8灰黑色，塊狀，似金屬光澤，半暗型煤，具參差狀斷口，內生裂隙發育，見少量黃鐵礦呈脈狀分布。夾矸：含炭泥巖，淺灰黑色薄層狀，顯水層理，產炭化植物莖桿。在揭煤區域內平均厚度2.94m,穩定可采。煤層頂底板均為粉砂質泥巖。其中直接頂為深灰色薄層狀粉砂質泥巖夾泥巖條帶，厚度5.25-18.74m，穩定性較差，在開采時易脫落、支護困難。底板為灰色粉砂質泥巖夾粉砂巖條帶，厚度0.95-6.63m，相對穩定，在采動工程中不易發生工程質量問題。
第二節 煤層瓦斯情況
根據《白龍山煤礦礦井初步設計安全專篇說明書》提供的資料，C7+8煤層瓦斯放散初速度(△P)為23;煤層瓦斯具突出危險。C7+8及鄰近的C4煤層地勘原煤瓦斯含量及修正后的瓦斯含量見下表：
表1 白龍山煤礦地勘鉆孔瓦斯含量修正表
第三節 瓦斯抽放系統概況
目前，二采區已經安裝完成兩臺移動2BE1臨時瓦斯抽放泵，臨時瓦斯抽放管路采用的DN315mm鐵管已接到工作面迎頭，在揭煤期間可利用臨時瓦斯抽放系統對C7+8煤層瓦斯進行預抽。詳見二采區回風井掘C7+8煤層瓦斯抽放系統圖。
第二章 揭煤期間通風系統保障措施
1、該巷道采用壓入式正壓通風方式，回風經過回風井井筒回到地面，局扇采用兩臺2×37KW對旋式局部通風機進行供風，一臺工作，一臺備用，吸風量為490-580m3/min。詳見二采區回風井掘C7+8煤層通風、避災路線圖。
2、實現雙風機供風，若遇非計劃停電，浙江中宇必須保證在10分鐘內啟動發電機保證供電;瓦斯實現實時監控，詳見二采區回風井監測監控系統圖。
3、禁止巷道中堆積雜物超過巷道斷面1/3。
第三章 揭突出煤層設計
第一節 揭穿突出煤層設計原則、依據、目的
按《煤礦安全規程》第199條規定“石門揭穿突出煤層前，必須編制揭煤設計，采取綜合防治突出措施”的原則，特編制二采區回風井揭C7+8煤層防突設計。
依據《防治煤與瓦斯突出規定》第六十二條石門工作面從距突出煤層底(頂)板的最小法向距離5m開始到穿過煤層進入頂(底)板2m(最小法向距離)的過程均屬于揭煤作業，揭煤作業前應編制揭煤的專項防突設計。
目的是為了安全、順利揭穿C7+8煤層在技術上得到保障，設計原則必須按照《防治煤與瓦斯突出規定》第八十條進行設計。
第二節 探明煤層與工作面相對位置的設計
1、當工作面與C7+8煤層法線距離約10 m時，為準確探清工作面與C7+8煤層位置，設計布置4個探煤層鉆孔準確控制煤層層位，掌握煤層的賦存位置及產狀和瓦斯賦存等情況。鉆孔穿透煤層全厚且進入煤層底板至少0.5m，同時利用該鉆孔作為測壓鉆孔，若不能作為測壓鉆孔時，必須重新布置測壓鉆孔，測壓孔布置在揭煤區域沿煤層走向測點不得小于2個，傾向不得少于3個，并有測點位于該揭煤區域內埋深最大的位置，鉆孔布置及鉆孔參數見二采區回風井地質長探鉆孔圖。
2、在鉆孔施工過程中發現有瓦斯突出預兆時則必須采取穿層抽放鉆孔預抽煤層瓦斯的區域防突措施。
第三節 揭C7+8煤層區域綜合防突措施設計
1、若煤層原始瓦斯壓力大于0.74MPa或有明顯突出預兆及突出指標超過規定時，則當在二采區回風井工作面與C7+8煤層法線距離約7m時，必須采取揭C7+8煤層區域防突措施。根據該工作面的實際生產及地質情況，設計采用穿層鉆孔預抽斜井揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施。鉆孔控制范圍為巷道兩幫輪廓線外15m，同時還保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m，且當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時，應當保持煤孔最小超前距15m，鉆孔孔徑為75mm，鉆孔抽放半徑為1.5m。鉆孔布置及參數見區域抽放鉆孔設計圖和區域抽放鉆孔參數表。
2、每施工完一個鉆孔必須立即封孔并保證封堵嚴密，封孔段長度不得小于5m。
3、鉆孔封堵24小時內必須立即接管抽放。
4、鉆孔施工和抽放過程中應當做好每個鉆孔施工參數的記錄及抽采參數的測定。
5、鉆孔孔口抽放負壓不得小于13kPa。要加強封孔質量，確保瓦斯抽放效果。
6、根據煤層原始瓦斯含量和實際抽放量及風排量，計算驗證抽放后的剩余瓦斯含量，當抽放后的剩余瓦斯含量小于8m3/t時，方可掘進。
7、掘進過程中必須邊探邊掘，保證工作面到煤層的最小法線距離不小于5m。
第四節 測定突出危險性設計
1、工作面掘至距煤層法線5m時，設計布置4個穿透煤層全厚的測壓、測煤層堅固性系數、區域驗證鉆孔。鉆孔孔布置具體參數根據現場實際情況確定，但必須保證在揭煤區域沿煤層走向測點不得小于2個，傾向不得少于3個，并有測點位于該揭煤區域內埋深最大的位置。
2、鉆孔施工見煤后立即根據要求測定煤的堅固性系數、煤鉆屑瓦斯解吸指標。
3、每施工完一個鉆孔必須立即封孔并保證封堵嚴密，封孔段長度不得小于5m。
4、鉆孔封堵24小時后應立即安裝測壓裝置進行煤層測壓工作。
5、當所測煤的堅固性系數，煤鉆屑瓦斯解吸指標，煤層殘余瓦斯壓力這三者中的任一個參數超過臨界值就必須采取局部防突措施。(煤的堅固性系數臨界值為0.5，煤鉆屑瓦斯解吸指標臨界值為0.5mL/(g.min1/2) 或0.4mL/(g.min1/2)
(濕煤)，煤層殘余瓦斯壓力臨界值為0.74MPa)。
第五節 揭煤局部綜合防突措施設計
1、在工作面掘進至與煤層法向距離5m時，若預測預報(效果檢驗)或其他指標超標時，采取預抽煤層瓦斯局部防突措施，鉆孔控制范圍為：石門揭煤巷道兩側輪廓線外5m，上部5m，下部3m。鉆孔盡可能穿透煤層全厚，當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時，可分段施工，但第一次施工的鉆孔穿煤長度不得小于15m，且進入煤層掘進時，必須至少留有5m的超前距離。鉆孔孔徑為75mm，鉆孔抽放半徑為1.5m，預抽瓦斯鉆孔在掘穿煤層之前應保持自然排放或抽放狀態。鉆孔布置及鉆孔參數見局部抽放鉆孔設計圖和局部抽放鉆孔參數表。
2、每施工完一個鉆孔必須立即封孔并保證封堵嚴密，封孔段長度不得小于5m。
3、鉆孔封堵24小時內必須立即接管抽放。
4、鉆孔施工和抽放過程中應當做好每個鉆孔施工參數的記錄及抽采參數的測定。
5、鉆孔孔口抽放負壓不得小于13kPa。要加強封孔質量，確保瓦斯抽放效果。
6、根據煤層原始瓦斯含量和實際抽放量及風排量，計算驗證抽放后的剩余瓦斯含量，當抽放后的剩余瓦斯含量小于8m3/t時，再采用鉆屑瓦斯解析指標法對抽放效果進行檢驗。由工作面向煤層適當位置施工5個直徑42mm的鉆孔，鉆孔分別位于石門的上部、中部、下部、和兩側，鉆孔鉆進到煤層時每鉆進1m采集一次孔口排出的粒徑1～3mm的煤鉆屑測定其瓦斯解析指標K1值。鉆孔參數根據抽放鉆孔實際見煤情況確定，但必須布置在抽放鉆孔之間，避免與抽放鉆孔相交并保證留有5m的檢驗孔超前距。
7、當鉆屑瓦斯解析指標K1值小于0.5mL/(g.min1/2)(干煤)或0.4 mL/(g.min1/2)(濕煤)且未發現其他異常情況時，在采取安全防護措施并保留足夠的預測孔超前距或措施超前距的情況下方可掘進。
8、掘進過程中必須邊探邊掘，保證工作面到煤層的最小法線距離不小于1.5m。
9、工作面掘進至與煤層法向距離2m時，再次采用本節第6、7條的方法進行預測(效果檢驗)，若預測預報(效果檢驗)或其他指標超標時，采取打排放孔排放瓦斯的防突措施。鉆孔控制范圍為：石門揭煤巷道兩側和上部輪廓線外5m。鉆孔盡可能穿透煤層全厚，當鉆孔不能一次穿透煤層全厚時，可分段施工，但第一次施工的鉆孔穿煤長度不得小于15m，且進入煤層掘進時，必須至少留有5m的超前距離。鉆孔孔徑為75mm，鉆孔排放半徑為1m。鉆孔布置及參數見排放鉆孔設計圖和排放鉆孔參數表。
11、采用本節第6、7條的方法進行最后驗證，各項指標都達到要求后采取遠距離放炮的方法揭開C7+8煤層。
第六節 采用遠距離放炮揭煤設計
1、根據巷道設計及現場實際情況，本設計采用遠距離放炮的方式揭開煤層，放炮地點設在地面距離井口50m以外的位置。
2、爆破器材：采用JGQL-500型高能(強力)起爆器。
3、起爆要求：
①揭開煤層時，巷道內不得有矸石、機斗堵塞巷道，確保回風流暢通。
②炸藥和雷管應事先檢查，雷管的電阻差應在0.2Ω范圍內。為了防止前段炸藥爆炸后引起的瓦斯快速積聚并導致后段炸藥爆炸點燃瓦斯爆炸，除需要將炮眼塞滿炮泥和水泡泥外，雷管總延長時間不得大于130ms，并嚴禁跳段使用。
④爆破只準一次裝藥，一次爆破。打眼與爆破不得平行作業，炮眼必須全部填滿炮泥，嚴禁使用無炮泥爆破和全部以水炮泥代替炮泥爆破。
⑤爆破前應將工作面抽放孔、排放孔、預測孔、測壓孔等廢孔用不燃性材料塞滿或填塞深度不得小于炮眼深度的1.5倍(由外向里);
第七節 探煤注意事項
1、掘進工作面與煤層之間必須保持一定厚度的巖柱，巖柱的尺寸應根據防治突出措施要求、巖石的性質、煤層傾角等確定。采用抽放瓦斯和排放鉆孔措施時，其巖柱厚度至少5m。如果巖石松軟、破碎，還應適當增加間距。
2、各種鉆孔必須嚴格按照設計及要求施工，施工參數及時匯報通防調度，地質部門隨時掌握鉆探情況。浙江中宇地測人員將施工進度與煤層層位關系圖懸掛在二采區值班調度室和礦調度室，二采區井口值班調度室每小班準確填繪掘進導線控制點，并匯報礦調度室。
3、鉆孔施工單位將鉆機運送到位，負責認真檢查鉆機各部件，安裝試運轉，防止異常事故發生。鉆孔施工單位必須配備足夠的鉆頭與鉆桿。在打鉆工程中，浙江中宇項目部地質人員掌握煤層及鉆孔情況。現場施工人員在打鉆過程中到見煤點時必須停鉆，地質人員作好記錄后，才能繼續打鉆。必須得到地質人員同意，方可撤鉆。
4、在施工抽放鉆孔時，浙江中宇項目部地質人員必須收集鉆孔資料，并進一步驗證煤層層位及產狀。
5、地質人員根據現場收集的各種鉆孔資料，整理并繪制出鉆探實測成果圖。
6、施工過程中，迎頭瓦斯傳感器必須掛風筒另一側，風電、瓦斯電閉鎖必須齊全有效，鉆機上必須懸掛一臺便攜式瓦斯報警儀。
第八節 揭煤突出危險性預測方法
根據《煤與瓦斯突出規定》要求及該工作面實際情況，揭穿突出煤層前的預測方法主要采取鉆屑瓦斯解吸指標法，即K1值法進行預測。
各預測指標必須嚴格按照《煤與瓦斯突出規定》地七十一條的指標執行
表2 鉆屑指標法預測工作面突出危險性的臨界指標
鉆屑瓦斯解吸指標臨界值K1(mL/(g.min1/2))
干煤0.5
濕煤0.4
采用鉆屑解吸指標法預測揭煤工作面突出危險性時，應符合下列要求：
從工作面距煤層最小法向距離5m開始，每循環必須測定鉆屑瓦斯解吸指標K1值。當預測為無突出危險工作面時，采用遠距離放炮掘進。當預測為突出危險工作面時，采用施工瓦斯抽放鉆孔或打排放鉆孔防突措施，之后進行防突措施效果檢驗，直到有效后，采取遠距離放炮掘進，反之繼續加密排放鉆孔，直至措施有效為止。
第九節 防突措施效果檢驗方法
揭煤防突措施執行后，應采用鉆屑指標法進行措施效果檢驗。檢驗鉆孔數為5個，鉆孔分別位于工作面上中下部和兩側并位于措施孔之間，終孔位置應控制巷道輪廓線外2～4m，其鉆孔必須避開抽放鉆孔、排放鉆孔和其他鉆孔。檢驗孔用風鉆進行效果檢驗。如果檢驗結果的各項指標都在該煤層突出危險臨界值以下，且無突出預兆，則認為措施有效，反之，則認為措施無效，必須采取補充防突措施。
表3 鉆屑指標法臨界值
鉆屑解吸指標臨界值
Δh2K1
(Pa)(ml/(g.min1/2))
干煤2000.5
濕煤1600.4
當驗證防突措施有效，執行安全防護措施后掘進，當驗證防突措施無效，必須延長抽放或排放時間，再次進行效果檢驗，直至有效為止。
第四章 安全防護措施設計
第一節 壓風自救
要在掘進工作面后25m—40 m間安裝一組壓風自救裝置，壓風自救袋數量不得少于該工作面最多工作人數;施工隊要保證壓風自救設施能正常使用，安裝壓風自救裝置的壓風管與壓風自救裝置連接處必須有閥門，該閥門必須常開，保證每個壓風自救袋壓縮空氣供給量不得小于0.1m3/min，詳見二采區回風井壓風自救安裝圖。
第二節 遠距離放炮
遠距離放炮工作由項目部總工程師統一指揮，指揮組成員參加，放炮地點設在地面距離井口50m的位置，在確認警戒區域內全部撤人、斷電后，由總工程師下達放炮命令。井口附近50m范圍內不得有明火，同時必須切斷井口50m范圍內的所有電源(局部通風機及瓦斯監測探頭電源除外)，詳見二采區回風井掘C7+8煤層放炮警戒布置示意圖。
第三節 避難硐室
1、在K0+680里程建立一個避難硐室，避難硐室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2.5m，深度滿足擴散通風的要求，長度為3.5m，寬度為3m，至少滿足15人避難，且每人使用面積不得少于0.5m2。避難硐室內支護保持良好，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、避難所配備至少15臺隔離式自救器。
第五章 防治煤與瓦斯突出崗位責任
第一節 揭煤領導小組：
為了順利揭開C7+8煤層，浙江中宇項目部必須成立專門的揭煤領導小組，負責整個揭煤的具體施工工作，礦也成立揭煤領導小組，礦揭煤小組在揭煤期間派專人到現場指導監督。
礦揭煤小組
組長：顧雨兵
副組長：潘飛立、周延明、蔡昌偉、程良、朱光華等
成員：劉增強、李彥武、陳勇、趙東、史軍等
第二節 職責范圍
顧雨兵：總指揮，負責揭煤工作的全面指導。
潘飛立 ：負責組織協調調配揭煤過程中人力、物力及技術指導工作，負責解決通風設施，突出危險性預測，防突措施孔設計及施工效果檢驗，負責揭煤措施的編制，現場施工技術，督促措施的落實。
陳勇：負責組織防突措施的實施。
第六章 揭煤管理
第一節 揭煤組織管理
1、礦及浙江中宇項目部成立專門的揭煤防突機構。
2、加強對參加揭煤工作人員的揭煤知識培訓。所有參加揭煤工作人員，必須接受揭煤知識培訓。并經考試合格后，方準上崗。
第二節 揭煤技術管理
一、揭煤措施制定與實施
1. 要結合揭煤巷道的具體情況制定揭煤措施。
2. 由揭煤防突專門機構編制防突措施及設計，經有關部門批準后執行。
3. 揭煤措施的內容必須按照《防治煤與瓦斯突出規定》進行編制。
4. 揭煤措施在施工前應向施工隊伍的干部、工人進行宣貫，宣貫后進行考核，合格者方可上崗作業;
5. 實施揭煤工作應有詳細、準確的記錄。因地質條件變化或其它原因不能執行措施的情況時，施工隊伍應先停止作業，由礦防突專門機構提出修改補充措施并經礦總工程師批準后，方可繼續施工;
二、揭煤工作面安全報告與審批制度
揭煤工作面要建立嚴格的安全情況報告與審批制度，要建立專門的工作面揭煤預測報告單、揭煤措施施工報告單和揭煤措施效果檢驗單，由礦防突部門詳細填報預測結果、揭煤措施施工情況和效果檢驗結果，有關部門負責人審批后提出下一步工作的具體意見(可否掘進、允許的安全進尺及補充采取措施等)，報礦總工程師批準后下達執行。
1.在實施揭煤措施過程中，浙江中宇項目部必須認真收集現場地質資料、瓦斯資料及揭煤措施的有關資料，并匯報礦調度。
2. 在每次發生突出現象后，必須按要求收集、計算和描述突出的煤量、涌出瓦斯量、煤炭的拋出、堆積情況及突出孔洞的形狀等，認真填寫突出記錄卡片，突出記錄卡片見表4。
3. 對揭煤措施的實施情況和突出情況及時總結分析，掌握突出的特征和規律。
在有突出危險的揭煤工作面顯著位置，掛牌告示該工作面采取的揭煤防突措施及要點(鉆孔數、鉆孔深度、開孔位置等)，當班預測或效果檢驗的結果，允許的安全進尺等信息，以便職工監督，避免違章冒險施工。
五、日常技術管理工作
礦需要加強的日常技術管理工作還包括以下一些內容：
1、工作面地質測量工作;
2、電氣設備的管理與定期檢查;
3、加強井巷支護，防止因垮落引發突出;
4、加強爆破工作管理;
5、及時處理好突出孔洞。
第九章 加強過煤層段巷道支護及其他措施
1、工作頂板破碎時，必須使用錨索或架U形棚進行支護，噴漿必須緊跟工作面
2、嚴格按設計要求對巷道進行支護，支護質量必須一次性達到合格，若出現不合格的必須重新進行補打合格。
3、錨網必須緊跟迎頭，嚴禁空頂作業。
4、嚴格進行“敲幫問頂”制度，活矸、懸矸及時找凈，嚴防掉矸片幫傷人。
5、按規程規定使用好臨時支護，臨時支護必須支護牢固，保證有效。
6、錨桿角度盡量垂直巷道表面，不得小75°。網與網之間連接嚴實。
7、鉆頭直徑必須與錨桿直徑相匹配，確保抗拔力達到要求(5噸以上)。
8、所有施工人員必須經過防突知識培訓，下井必須隨身攜帶完好有效的自救器，并能熟悉掌握和使用。
9、所有電器設備嚴禁失爆，揭煤工作前由礦機電科安排專職人員進行一次全面檢查，對查出的失爆電器設備，必須立即整改直到消滅失爆現象，整改工作由浙江中宇項目部負責。
10、每臺礦燈都要進行防爆檢查，嚴禁使用失爆礦燈。
11、如遇危險情況時，打開壓風自救系統供給新鮮空氣進行自救。
12、當工作面與C7+8煤層頂板垂直距離1.5m時，揭煤領導小組派干部三班跟班指揮施工工作。同時請救護隊派救護隊員三班跟班，以便及時救護。
13、在揭煤期間嚴格按揭煤措施執行，揭完煤后方可按作業規程及防突措施執行。
第十章 附件
1、二采區回風井掘C7+8煤層抽放系統圖。
2、二采區回風井掘C7+8煤層通風、避災路線圖。
3、二采區回風井監測監控系統圖。
4、二采區回風井探煤、測壓鉆孔設計圖。
5、7m法線距離時的區域抽放鉆孔設計圖。
6、7m法線距離時的區域抽放鉆孔設計參數。
7、5m法線距離時的局部抽放鉆孔設計圖。
8、5m法線距離時的局部抽放鉆孔設計參數。
9、2m法線距離時的排放鉆孔設計圖。
10、2m法線距離時的排放鉆孔設計參數。
11、二采區回風井壓風自救系統安裝圖。
12、二采區回風井掘C7+8煤層放炮警戒布置示意圖。
