某矿二采区回风井揭C7+8煤层揭煤设计
某矿二采区回风井揭C7+8煤层揭煤设计
编制单位： 通 防 科
编 制 人：
设计编号： 通F-AJ-2010-008
2010年7月1日
目 录
第一章 概况 1
第一节 地质概况 1
第二节 煤层瓦斯情况 1
第三节 瓦斯抽放系统概况 2
第二章 揭煤期间通风系统保障措施 2
第三章 揭突出煤层设计 2
第一节 揭穿突出煤层设计原则、依据、目的 2
第二节 探明煤层与工作面相对位置的设计 3
第三节 揭C7+8煤层区域综合防突措施设计 3
第四节 测定突出危险性设计 4
第五节 揭煤局部综合防突措施设计 5
第六节 采用远距离放炮揭煤设计 6
第七节 探煤注意事项 7
第八节 揭煤突出危险性预测方法 7
第九节 防突措施效果检验方法 8
第四章 安全防护措施设计 9
第一节 压风自救 9
第二节 远距离放炮 9
第三节 避难硐室 9
第五章 防治煤与瓦斯突出岗位责任 10
第一节 揭煤领导小组： 10
第二节 职责范围 10
第六章 揭煤管理 10
第一节 揭煤组织管理 10
第二节 揭煤技术管理 10
第七章 揭煤仪器、装备及揭煤工程量及揭煤费用估算 14
第一节 揭煤仪器、装备 14
第二节 揭煤工程量及揭煤费用估算 14
第八章 揭煤工作人员配备 15
第九章 加强过煤层段巷道支护及其他措施 16
第十章 附件 16
公司审批意见：
通 防 部：
副总工程师：
总工程师：
通 防 部： 年 月 日
副总工程师： 年 月 日
总工程师： 年 月 日
会审意见
工 程 科： 年 月 日
机 电 科： 年 月 日
安 检 科： 年 月 日
通防副总(通防科)： 年 月 日
安全副总： 年 月 日
总工程师： 年 月 日
第一章 概况
第一节 地质概况
富源一矿二采区回风井井口位于富源县雨汪乡慕乐河畔，开口位置坐标为：X=2788114, Y= 35456906, Z=1855m，方位98°30'，按照-25°坡度向下进行掘进，巷道设计全长840米，根据地质部门提供的地质预想剖面图进行分析， 该工作面预计在掘进过程中，已经顺利揭开C2、C3、C4煤层，将相继揭开C7+8、C8+1煤层。
C7+8灰黑色，块状，似金属光泽，半暗型煤，具参差状断口，内生裂隙发育，见少量黄铁矿呈脉状分布。夹矸：含炭泥岩，浅灰黑色薄层状，显水层理，产炭化植物茎杆。在揭煤区域内平均厚度2.94m,稳定可采。煤层顶底板均为粉砂质泥岩。其中直接顶为深灰色薄层状粉砂质泥岩夹泥岩条带，厚度5.25-18.74m，稳定性较差，在开采时易脱落、支护困难。底板为灰色粉砂质泥岩夹粉砂岩条带，厚度0.95-6.63m，相对稳定，在采动工程中不易发生工程质量问题。
第二节 煤层瓦斯情况
根据《白龙山煤矿矿井初步设计安全专篇说明书》提供的资料，C7+8煤层瓦斯放散初速度(△P)为23;煤层瓦斯具突出危险。C7+8及邻近的C4煤层地勘原煤瓦斯含量及修正后的瓦斯含量见下表：
表1 白龙山煤矿地勘钻孔瓦斯含量修正表
第三节 瓦斯抽放系统概况
目前，二采区已经安装完成两台移动2BE1临时瓦斯抽放泵，临时瓦斯抽放管路采用的DN315mm铁管已接到工作面迎头，在揭煤期间可利用临时瓦斯抽放系统对C7+8煤层瓦斯进行预抽。详见二采区回风井掘C7+8煤层瓦斯抽放系统图。
第二章 揭煤期间通风系统保障措施
1、该巷道采用压入式正压通风方式，回风经过回风井井筒回到地面，局扇采用两台2×37KW对旋式局部通风机进行供风，一台工作，一台备用，吸风量为490-580m3/min。详见二采区回风井掘C7+8煤层通风、避灾路线图。
2、实现双风机供风，若遇非计划停电，浙江中宇必须保证在10分钟内启动发电机保证供电;瓦斯实现实时监控，详见二采区回风井监测监控系统图。
3、禁止巷道中堆积杂物超过巷道断面1/3。
第三章 揭突出煤层设计
第一节 揭穿突出煤层设计原则、依据、目的
按《煤矿安全规程》第199条规定“石门揭穿突出煤层前，必须编制揭煤设计，采取综合防治突出措施”的原则，特编制二采区回风井揭C7+8煤层防突设计。
依据《防治煤与瓦斯突出规定》第六十二条石门工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业，揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计。
目的是为了安全、顺利揭穿C7+8煤层在技术上得到保障，设计原则必须按照《防治煤与瓦斯突出规定》第八十条进行设计。
第二节 探明煤层与工作面相对位置的设计
1、当工作面与C7+8煤层法线距离约10 m时，为准确探清工作面与C7+8煤层位置，设计布置4个探煤层钻孔准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置及产状和瓦斯赋存等情况。钻孔穿透煤层全厚且进入煤层底板至少0.5m，同时利用该钻孔作为测压钻孔，若不能作为测压钻孔时，必须重新布置测压钻孔，测压孔布置在揭煤区域沿煤层走向测点不得小于2个，倾向不得少于3个，并有测点位于该揭煤区域内埋深最大的位置，钻孔布置及钻孔参数见二采区回风井地质长探钻孔图。
2、在钻孔施工过程中发现有瓦斯突出预兆时则必须采取穿层抽放钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
第三节 揭C7+8煤层区域综合防突措施设计
1、若煤层原始瓦斯压力大于0.74MPa或有明显突出预兆及突出指标超过规定时，则当在二采区回风井工作面与C7+8煤层法线距离约7m时，必须采取揭C7+8煤层区域防突措施。根据该工作面的实际生产及地质情况，设计采用穿层钻孔预抽斜井揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。钻孔控制范围为巷道两帮轮廓线外15m，同时还保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m，钻孔孔径为75mm，钻孔抽放半径为1.5m。钻孔布置及参数见区域抽放钻孔设计图和区域抽放钻孔参数表。
2、每施工完一个钻孔必须立即封孔并保证封堵严密，封孔段长度不得小于5m。
3、钻孔封堵24小时内必须立即接管抽放。
4、钻孔施工和抽放过程中应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。
5、钻孔孔口抽放负压不得小于13kPa。要加强封孔质量，确保瓦斯抽放效果。
6、根据煤层原始瓦斯含量和实际抽放量及风排量，计算验证抽放后的剩余瓦斯含量，当抽放后的剩余瓦斯含量小于8m3/t时，方可掘进。
7、掘进过程中必须边探边掘，保证工作面到煤层的最小法线距离不小于5m。
第四节 测定突出危险性设计
1、工作面掘至距煤层法线5m时，设计布置4个穿透煤层全厚的测压、测煤层坚固性系数、区域验证钻孔。钻孔孔布置具体参数根据现场实际情况确定，但必须保证在揭煤区域沿煤层走向测点不得小于2个，倾向不得少于3个，并有测点位于该揭煤区域内埋深最大的位置。
2、钻孔施工见煤后立即根据要求测定煤的坚固性系数、煤钻屑瓦斯解吸指标。
3、每施工完一个钻孔必须立即封孔并保证封堵严密，封孔段长度不得小于5m。
4、钻孔封堵24小时后应立即安装测压装置进行煤层测压工作。
5、当所测煤的坚固性系数，煤钻屑瓦斯解吸指标，煤层残余瓦斯压力这三者中的任一个参数超过临界值就必须采取局部防突措施。(煤的坚固性系数临界值为0.5，煤钻屑瓦斯解吸指标临界值为0.5mL/(g.min1/2) 或0.4mL/(g.min1/2)
(湿煤)，煤层残余瓦斯压力临界值为0.74MPa)。
第五节 揭煤局部综合防突措施设计
1、在工作面掘进至与煤层法向距离5m时，若预测预报(效果检验)或其他指标超标时，采取预抽煤层瓦斯局部防突措施，钻孔控制范围为：石门揭煤巷道两侧轮廓线外5m，上部5m，下部3m。钻孔尽可能穿透煤层全厚，当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，可分段施工，但第一次施工的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离。钻孔孔径为75mm，钻孔抽放半径为1.5m，预抽瓦斯钻孔在掘穿煤层之前应保持自然排放或抽放状态。钻孔布置及钻孔参数见局部抽放钻孔设计图和局部抽放钻孔参数表。
2、每施工完一个钻孔必须立即封孔并保证封堵严密，封孔段长度不得小于5m。
3、钻孔封堵24小时内必须立即接管抽放。
4、钻孔施工和抽放过程中应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。
5、钻孔孔口抽放负压不得小于13kPa。要加强封孔质量，确保瓦斯抽放效果。
6、根据煤层原始瓦斯含量和实际抽放量及风排量，计算验证抽放后的剩余瓦斯含量，当抽放后的剩余瓦斯含量小于8m3/t时，再采用钻屑瓦斯解析指标法对抽放效果进行检验。由工作面向煤层适当位置施工5个直径42mm的钻孔，钻孔分别位于石门的上部、中部、下部、和两侧，钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑测定其瓦斯解析指标K1值。钻孔参数根据抽放钻孔实际见煤情况确定，但必须布置在抽放钻孔之间，避免与抽放钻孔相交并保证留有5m的检验孔超前距。
7、当钻屑瓦斯解析指标K1值小于0.5mL/(g.min1/2)(干煤)或0.4 mL/(g.min1/2)(湿煤)且未发现其他异常情况时，在采取安全防护措施并保留足够的预测孔超前距或措施超前距的情况下方可掘进。
8、掘进过程中必须边探边掘，保证工作面到煤层的最小法线距离不小于1.5m。
9、工作面掘进至与煤层法向距离2m时，再次采用本节第6、7条的方法进行预测(效果检验)，若预测预报(效果检验)或其他指标超标时，采取打排放孔排放瓦斯的防突措施。钻孔控制范围为：石门揭煤巷道两侧和上部轮廓线外5m。钻孔尽可能穿透煤层全厚，当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，可分段施工，但第一次施工的钻孔穿煤长度不得小于15m，且进入煤层掘进时，必须至少留有5m的超前距离。钻孔孔径为75mm，钻孔排放半径为1m。钻孔布置及参数见排放钻孔设计图和排放钻孔参数表。
11、采用本节第6、7条的方法进行最后验证，各项指标都达到要求后采取远距离放炮的方法揭开C7+8煤层。
第六节 采用远距离放炮揭煤设计
1、根据巷道设计及现场实际情况，本设计采用远距离放炮的方式揭开煤层，放炮地点设在地面距离井口50m以外的位置。
2、爆破器材：采用JGQL-500型高能(强力)起爆器。
3、起爆要求：
①揭开煤层时，巷道内不得有矸石、机斗堵塞巷道，确保回风流畅通。
②炸药和雷管应事先检查，雷管的电阻差应在0.2Ω范围内。为了防止前段炸药爆炸后引起的瓦斯快速积聚并导致后段炸药爆炸点燃瓦斯爆炸，除需要将炮眼塞满炮泥和水泡泥外，雷管总延长时间不得大于130ms，并严禁跳段使用。
④爆破只准一次装药，一次爆破。打眼与爆破不得平行作业，炮眼必须全部填满炮泥，严禁使用无炮泥爆破和全部以水炮泥代替炮泥爆破。
⑤爆破前应将工作面抽放孔、排放孔、预测孔、测压孔等废孔用不燃性材料塞满或填塞深度不得小于炮眼深度的1.5倍(由外向里);
第七节 探煤注意事项
1、掘进工作面与煤层之间必须保持一定厚度的岩柱，岩柱的尺寸应根据防治突出措施要求、岩石的性质、煤层倾角等确定。采用抽放瓦斯和排放钻孔措施时，其岩柱厚度至少5m。如果岩石松软、破碎，还应适当增加间距。
2、各种钻孔必须严格按照设计及要求施工，施工参数及时汇报通防调度，地质部门随时掌握钻探情况。浙江中宇地测人员将施工进度与煤层层位关系图悬挂在二采区值班调度室和矿调度室，二采区井口值班调度室每小班准确填绘掘进导线控制点，并汇报矿调度室。
3、钻孔施工单位将钻机运送到位，负责认真检查钻机各部件，安装试运转，防止异常事故发生。钻孔施工单位必须配备足够的钻头与钻杆。在打钻工程中，浙江中宇项目部地质人员掌握煤层及钻孔情况。现场施工人员在打钻过程中到见煤点时必须停钻，地质人员作好记录后，才能继续打钻。必须得到地质人员同意，方可撤钻。
4、在施工抽放钻孔时，浙江中宇项目部地质人员必须收集钻孔资料，并进一步验证煤层层位及产状。
5、地质人员根据现场收集的各种钻孔资料，整理并绘制出钻探实测成果图。
6、施工过程中，迎头瓦斯传感器必须挂风筒另一侧，风电、瓦斯电闭锁必须齐全有效，钻机上必须悬挂一台便携式瓦斯报警仪。
第八节 揭煤突出危险性预测方法
根据《煤与瓦斯突出规定》要求及该工作面实际情况，揭穿突出煤层前的预测方法主要采取钻屑瓦斯解吸指标法，即K1值法进行预测。
各预测指标必须严格按照《煤与瓦斯突出规定》地七十一条的指标执行
表2 钻屑指标法预测工作面突出危险性的临界指标
钻屑瓦斯解吸指标临界值K1(mL/(g.min1/2))
干煤0.5
湿煤0.4
采用钻屑解吸指标法预测揭煤工作面突出危险性时，应符合下列要求：
从工作面距煤层最小法向距离5m开始，每循环必须测定钻屑瓦斯解吸指标K1值。当预测为无突出危险工作面时，采用远距离放炮掘进。当预测为突出危险工作面时，采用施工瓦斯抽放钻孔或打排放钻孔防突措施，之后进行防突措施效果检验，直到有效后，采取远距离放炮掘进，反之继续加密排放钻孔，直至措施有效为止。
第九节 防突措施效果检验方法
揭煤防突措施执行后，应采用钻屑指标法进行措施效果检验。检验钻孔数为5个，钻孔分别位于工作面上中下部和两侧并位于措施孔之间，终孔位置应控制巷道轮廓线外2～4m，其钻孔必须避开抽放钻孔、排放钻孔和其他钻孔。检验孔用风钻进行效果检验。如果检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，且无突出预兆，则认为措施有效，反之，则认为措施无效，必须采取补充防突措施。
表3 钻屑指标法临界值
钻屑解吸指标临界值
Δh2K1
(Pa)(ml/(g.min1/2))
干煤2000.5
湿煤1600.4
当验证防突措施有效，执行安全防护措施后掘进，当验证防突措施无效，必须延长抽放或排放时间，再次进行效果检验，直至有效为止。
第四章 安全防护措施设计
第一节 压风自救
要在掘进工作面后25m—40 m间安装一组压风自救装置，压风自救袋数量不得少于该工作面最多工作人数;施工队要保证压风自救设施能正常使用，安装压风自救装置的压风管与压风自救装置连接处必须有阀门，该阀门必须常开，保证每个压风自救袋压缩空气供给量不得小于0.1m3/min，详见二采区回风井压风自救安装图。
第二节 远距离放炮
远距离放炮工作由项目部总工程师统一指挥，指挥组成员参加，放炮地点设在地面距离井口50m的位置，在确认警戒区域内全部撤人、断电后，由总工程师下达放炮命令。井口附近50m范围内不得有明火，同时必须切断井口50m范围内的所有电源(局部通风机及瓦斯监测探头电源除外)，详见二采区回风井掘C7+8煤层放炮警戒布置示意图。
第三节 避难硐室
1、在K0+680里程建立一个避难硐室，避难硐室设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高2.5m，深度满足扩散通风的要求，长度为3.5m，宽度为3m，至少满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5m2。避难硐室内支护保持良好，并设有与矿(井)调度室直通的电话;
2、避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴;
3、避难所配备至少15台隔离式自救器。
第五章 防治煤与瓦斯突出岗位责任
第一节 揭煤领导小组：
为了顺利揭开C7+8煤层，浙江中宇项目部必须成立专门的揭煤领导小组，负责整个揭煤的具体施工工作，矿也成立揭煤领导小组，矿揭煤小组在揭煤期间派专人到现场指导监督。
矿揭煤小组
组长：顾雨兵
副组长：潘飞立、周延明、蔡昌伟、程良、朱光华等
成员：刘增强、李彦武、陈勇、赵东、史军等
第二节 职责范围
顾雨兵：总指挥，负责揭煤工作的全面指导。
潘飞立 ：负责组织协调调配揭煤过程中人力、物力及技术指导工作，负责解决通风设施，突出危险性预测，防突措施孔设计及施工效果检验，负责揭煤措施的编制，现场施工技术，督促措施的落实。
陈勇：负责组织防突措施的实施。
第六章 揭煤管理
第一节 揭煤组织管理
1、矿及浙江中宇项目部成立专门的揭煤防突机构。
2、加强对参加揭煤工作人员的揭煤知识培训。所有参加揭煤工作人员，必须接受揭煤知识培训。并经考试合格后，方准上岗。
第二节 揭煤技术管理
一、揭煤措施制定与实施
1. 要结合揭煤巷道的具体情况制定揭煤措施。
2. 由揭煤防突专门机构编制防突措施及设计，经有关部门批准后执行。
3. 揭煤措施的内容必须按照《防治煤与瓦斯突出规定》进行编制。
4. 揭煤措施在施工前应向施工队伍的干部、工人进行宣贯，宣贯后进行考核，合格者方可上岗作业;
5. 实施揭煤工作应有详细、准确的记录。因地质条件变化或其它原因不能执行措施的情况时，施工队伍应先停止作业，由矿防突专门机构提出修改补充措施并经矿总工程师批准后，方可继续施工;
二、揭煤工作面安全报告与审批制度
揭煤工作面要建立严格的安全情况报告与审批制度，要建立专门的工作面揭煤预测报告单、揭煤措施施工报告单和揭煤措施效果检验单，由矿防突部门详细填报预测结果、揭煤措施施工情况和效果检验结果，有关部门负责人审批后提出下一步工作的具体意见(可否掘进、允许的安全进尺及补充采取措施等)，报矿总工程师批准后下达执行。
1.在实施揭煤措施过程中，浙江中宇项目部必须认真收集现场地质资料、瓦斯资料及揭煤措施的有关资料，并汇报矿调度。
2. 在每次发生突出现象后，必须按要求收集、计算和描述突出的煤量、涌出瓦斯量、煤炭的抛出、堆积情况及突出孔洞的形状等，认真填写突出记录卡片，突出记录卡片见表4。
3. 对揭煤措施的实施情况和突出情况及时总结分析，掌握突出的特征和规律。
在有突出危险的揭煤工作面显著位置，挂牌告示该工作面采取的揭煤防突措施及要点(钻孔数、钻孔深度、开孔位置等)，当班预测或效果检验的结果，允许的安全进尺等信息，以便职工监督，避免违章冒险施工。
五、日常技术管理工作
矿需要加强的日常技术管理工作还包括以下一些内容：
1、工作面地质测量工作;
2、电气设备的管理与定期检查;
3、加强井巷支护，防止因垮落引发突出;
4、加强爆破工作管理;
5、及时处理好突出孔洞。
第九章 加强过煤层段巷道支护及其他措施
1、工作顶板破碎时，必须使用锚索或架U形棚进行支护，喷浆必须紧跟工作面
2、严格按设计要求对巷道进行支护，支护质量必须一次性达到合格，若出现不合格的必须重新进行补打合格。
3、锚网必须紧跟迎头，严禁空顶作业。
4、严格进行“敲帮问顶”制度，活矸、悬矸及时找净，严防掉矸片帮伤人。
5、按规程规定使用好临时支护，临时支护必须支护牢固，保证有效。
6、锚杆角度尽量垂直巷道表面，不得小75°。网与网之间连接严实。
7、钻头直径必须与锚杆直径相匹配，确保抗拔力达到要求(5吨以上)。
8、所有施工人员必须经过防突知识培训，下井必须随身携带完好有效的自救器，并能熟悉掌握和使用。
9、所有电器设备严禁失爆，揭煤工作前由矿机电科安排专职人员进行一次全面检查，对查出的失爆电器设备，必须立即整改直到消灭失爆现象，整改工作由浙江中宇项目部负责。
10、每台矿灯都要进行防爆检查，严禁使用失爆矿灯。
11、如遇危险情况时，打开压风自救系统供给新鲜空气进行自救。
12、当工作面与C7+8煤层顶板垂直距离1.5m时，揭煤领导小组派干部三班跟班指挥施工工作。同时请救护队派救护队员三班跟班，以便及时救护。
13、在揭煤期间严格按揭煤措施执行，揭完煤后方可按作业规程及防突措施执行。
第十章 附件
1、二采区回风井掘C7+8煤层抽放系统图。
2、二采区回风井掘C7+8煤层通风、避灾路线图。
3、二采区回风井监测监控系统图。
4、二采区回风井探煤、测压钻孔设计图。
5、7m法线距离时的区域抽放钻孔设计图。
6、7m法线距离时的区域抽放钻孔设计参数。
7、5m法线距离时的局部抽放钻孔设计图。
8、5m法线距离时的局部抽放钻孔设计参数。
9、2m法线距离时的排放钻孔设计图。
10、2m法线距离时的排放钻孔设计参数。
11、二采区回风井压风自救系统安装图。
12、二采区回风井掘C7+8煤层放炮警戒布置示意图。
