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1、 金鹅池煤矿西风井揭煤技术安全措施 第 20 页 共 57 页西风井揭煤技术方案及安全措施一、工程概况1、巷道名称：金鹅池煤矿西风井2、巷道位置：设计井口：X=3121388.711 Y=35527753.711 Z=+435.00m 方位角：=37 倾角：3003、巷道主要技术特征（1）总工程量：约250m（2）巷道断面特征及参数：采用半圆拱断面，巷道净宽为3200mm，净高为2900mm。在飞仙关组(T1J)中挂口,西风井平巷55米后，以-300倾角向下，顺序由上而下揭露飞仙关组(T1f2-1)、长兴组(P2C)、止于龙潭组(P2L)C11煤层底板岩层段，岩性主要以石灰岩、砂质泥岩、砂岩、
2、煤层为主。目前已施工216m，预计在位于回风斜井向下227.67 m处见C11煤层，现距煤层顶板垂距为7.82米,穿过煤层段长度为1.8米。 225.54m开始第一次揭煤（揭C11煤层）。见附图1：西回风斜井平、剖面图。225.54m处(距煤层1.5m垂距)4、地质构造及水文地质根据精查地质报告表明该巷道西风井巷道布置范围内不会遇见大的地质构造，但不排出可能遇到较小的岩溶裂隙和地质构造影响。该区域地层为回龙向斜西翼，向斜轴部偏上部位，构造简单，岩层走向北东、倾向西北。煤（岩）产状：8912。西风斜井巷道布置位于西101采区，介于45和18勘探线之间，地面标高+456+463m，巷道对应地表出露
3、地层为三叠系下统飞仙关组一段上亚段（T1f1-2）,对应地表在大沟头一带，地面无大型建筑物及水体，但在该巷道+310m落平位置对应地表是一个小型山沟，正处于低洼地带。（详见西风斜井井上下对照图），地表标高：西风井+310m落平点揭煤处，依据井上下对照图对应地表标高为+455m，煤层埋深为145m。该区水文地质条件简单，在遇破碎带及小断层时会有滴水现象。5、煤层及其顶底板该区含不可采煤层6层，除C11煤层外，其余都是煤线。C11煤层俗称“大汉炭、高炭”，位于含煤岩系顶部，上距长兴灰岩底界13.55m，下距回风斜井下落平点斜长22.33m，煤厚0.50.6m，煤层结构较复杂，C11煤层上下均有煤线
4、,上有两层,下有一层,一般厚度为0.2米以下,煤线之间夹矸厚度一般在0.20.3米之间,经统计,该煤层段总厚为1.8米。该段岩性主要是炭质泥岩、泥岩、次为粘土岩。该煤层全区基本可采，但该区煤层厚度变化幅度较大，结构较复杂，属煤层变薄带，构造作用强烈区。C11 煤层，煤层结构简单，煤层颜色呈灰黑色黑色，煤体结构普遍为条带状，部分呈均一状和粒状。见附图2：地层综合柱状示意图。 单位：m煤层名称C13上一层煤线，C11上二层煤线C11C11下一层煤线预计见煤距离225.2622601227.67234.94煤层真厚0.110.150.40.10煤层层间距0.270650.465、瓦斯含量 虽然矿井初
5、步设计提供矿井C11煤层瓦斯含量高,相对瓦斯涌出量20m3/t,瓦斯变化梯度为69.40m/ml/g,属高瓦斯矿井。但西风井经探煤C11煤层瓦斯经现场检测:施工中，各钻孔瓦斯涌出量不大，无喷孔现象。11月14日夜班又对各钻孔孔内瓦斯情况检查，瓦斯涌出量也不大，1#孔0.14%、2#孔0.08%、3#孔0.02%、4#孔 0.06%，因此整体看该带瓦斯压力不大,瓦斯涌出量也偏小。 二、揭煤方案金鹅池煤矿为新建矿井，目前矿井通风系统尚未建立,井巷施工均采用局部扇风机正压通风。西风井在探水施工中已经对巷道前方煤层进行探明，C11煤层位于回风斜井向下227.67 m处，现距煤层垂距为7.82米,经探煤
6、钻孔揭露，C11煤层瓦斯涌出量不大，孔内最大瓦斯在1.4%以下,瓦斯压力不大，钻孔施工无喷孔现象，煤线厚度在0.2m以内, C11煤层也0.4-0.6m以内.但该段地层,煤线及煤层总厚度达到了1.8m,而且因构造作用,煤层厚度变化较大,属构造严重影响区域.因此,在巷道施工中为确保安全，考虑西回风斜井为矿井首次揭煤，揭煤均采用“五步快速揭煤法”及非震动性远距离放炮方式通过C11煤层,同时揭煤过程中该掘进工作面严格执行“四位一体” 的综合防突措施，对该煤层突出危险性进行抽放后再预测，配备移动瓦斯抽放系统抽排瓦斯,设置临时瓦斯监测系统对揭煤碛头动态监测瓦斯,采取安全防护(远距离放炮、避灾硐室、压风自
7、救系统及员工佩带压缩氧自救器等)措施进行施工作业。另外根据现场搜集前探地质探孔资料，必须及时编制探煤大比例揭煤剖面图，及时指导揭煤施工。根据施工的探煤地质钻孔资料已经探明煤层(线) 赋存及构造情况后，则采用“五步快速揭煤法”远距离放炮，从煤层顶板向底板逐一揭穿C11各分层煤线，直到穿过C11煤层底板2米时截止，完成整个揭煤过程。具体揭煤方法如下：第一步：在距煤层法向距离7.82米，至少打两个穿透煤层全厚且进入煤层顶板不小于0.5米的前探抽放钻孔，以保证能确切的掌握煤层赋层情况、同时取煤芯利用仪器测定煤层瓦斯压力、瓦斯放散初度P，煤层坚固性系数f及钻屑解吸指标h2、K1值。第二步：分别在距煤层法
8、向距离7.82米、5米3米1.5米处，进行煤层突出危险性预测工作。7.82米处即斜井向下216米处,是先测定瓦斯压力抽放,后预测。第三步：经预测，煤层有突出危险时，必须采取专门防突措施，如补打瓦斯抽放（排放）钻孔进行抽（排）放瓦斯。距离煤层法线7.82米时处，即斜井向下216米处, 是先预测指标，首先上回风斜井揭煤区域防突措施，抽放瓦斯。其它距离煤层垂距5米3米1.5米处时上局部防突措施。第四步：采取防突措施后，必须进行防突措施效果检验。经效果检验防突措施无效时，返回第三步继续采取防突措施，则辅以局部防突技术措施对瓦斯进行抽（排）。（一）、西回风斜井揭煤工作面突出危险性预测及检验方法1、区域防
9、治煤与瓦斯突出危险性预测及检验方法回风斜井工作面区域突出危险性预测拟采用煤体瓦斯压力及瓦斯含量指标或瓦斯解吸指标法K1值预测C11煤层的突出危险性。抽放钻孔探煤预测方法在216m处施工抽放钻孔时，则利用抽放钻孔取煤芯并作为测压孔测定瓦斯压力及瓦斯含量参数。金鹅池煤矿开采深度为+444m-200m，类比预测标高为+240m，C11煤层大多数指标在严重突出范围内，故C11煤层属于煤与瓦斯严重突出煤层。 当回风斜井掘至距煤层法向距离216米处停掘，施工抽放钻孔，并采集煤芯测定煤体瓦斯压力及瓦斯含量指标作为煤与瓦斯突出危险性判别指标。1)、瓦斯相关指标的测定及计算方法、煤层瓦斯压力的测定及计算方法煤层
10、瓦斯压力可采用以下方法之一测定或计算。按MT/T638规定测定瓦斯压力；2、测定瓦斯压力前按相关要求配备齐全相关测试仪器仪表及附属闭关装置。、煤层瓦斯含量的测定及计算方法钻孔取按技术要求取出煤样3孔，送重庆煤研所确定。a)、按MT/T 77规定测定瓦斯含量，按下式计算瓦斯含量。式中： 煤层瓦斯含量，m3/t；吸附常数；煤层绝对瓦斯压力，MPa；煤的灰分，%；煤的水分，%；煤的孔隙率，m3/m3；煤的容重(假比重)，t/m3。、按下表煤与瓦斯突出危险性判定进行区域预测的瓦斯压力或瓦斯含量的临界值瓦斯压力P/MPa瓦斯含量(W/m3.t-1)区域类别0.748无突出危险区除上述情况以外的的其它情况
11、突出危险区若测定的瓦斯压力大于0.74MPa，瓦斯含量大于8 m3/t即为突出危险区，当掘进到距煤层法线距离7.82米时立即上抽采措施治理瓦斯，经抽采后其效果检验则采用上表残余瓦斯压力及残余瓦斯含量参数进行判定是否有煤与瓦斯突出危险性。2、局部防治煤与瓦斯突出危险性预测及检验方法1)、距煤层法线距离5米、3米到1.5米段预测及检验方法西回风斜井的揭煤过程是由碛头距煤层法线距离5米开始到C11煤层底板法向2m结束的整个揭煤作业过程。碛头距煤层法线距离5米、3米到1.5米段均为局防措施实施范围。掘进工作面从距C11煤层法向距离5m开始,防突预测人员必须坚持对C11煤层进行突出危险性预测和措施效果检
12、验, 严格边探边掘施工工艺,确保工作面到煤层顶板的最小法向距离符合防突规定的要求，(即1.5m的规定)。距煤层法线距离5米、3米到1.5米段施工揭煤前预测及检验方法则采用钻屑瓦斯解吸指标法。、钻屑瓦斯解吸指标法利用钻屑瓦斯解吸指标法K1值预测石门揭煤工作面突出危险性，见表446。表446 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的临界值表h2（Pa）K1（mL/g.min1/2）干煤 2000.5湿煤 1600.4通过以上搜集现场资料进行计算，若斜井掘工作面采用钻屑瓦斯解吸指标K1值超标，则该矿井工作面前方煤层有煤与瓦斯突出的危险，应做好煤与瓦斯突出的预防工作，上局部防突技术措施。若钻屑
13、瓦斯解吸指标 K1值不超标时，揭煤工作面可以恢复掘进。但必须将岩石炸药更换为3煤矿安全炸药，并严格按防突管理的有关规定和措施执行。2)、过煤门段煤与瓦斯突出预测及检验方法过煤门时煤与瓦斯突出预测及检验方法选择，如果区域防突措施控制范围仍然有突出然危险时，则上局部防突技术措施进行处理，其预测和检验方法，采用钻屑瓦斯解吸指标判别。为确保作业人员安全，另外采用局部综合防突技术措施进行补充，则过煤门采用煤巷工作面预测和检验方法进行，即采用钻孔瓦斯涌出初速度法qm和钻屑指标法Sm或R值法进行预测和检验。在揭开煤层而未全断面揭穿煤层时，必须对该煤层进行顺层预测，预测孔不得少于4个。其中巷道底部中线位置1个
14、，正中起拱线位置1个，巷道底部两帮个1个，钻孔必须控制巷道轮廓线外2m，其布置方式详见附图5：预测钻孔布置示意图。采用R值指标法预测巷道掘进工作面有无突出危险性。预测钻孔每打一米，测定一次钻屑量和钻孔瓦斯涌出初速度（参照表2）。按下式确定各孔的R值：R=（Smax-1.8）（qmax-4）式中 Smax每个钻孔的最大钻屑量，Kg/m qmax每个钻孔沿孔长最大瓦斯涌出初速度（L/m*min）预测参数及工作指标表 表2预测参数最大钻屑量（Smax）（Kg/m）瓦斯最大涌出初速度（qmax）（L/m*min）R突出危险性评价工作指标R6R655R6R6突出危险无突出危险 当R6时，掘进工作面有突出
15、危险，必须采取密钻孔排放瓦斯的防突措施，经效果检验无突出危险后，方可采取远距离放炮揭煤。 当R6时，掘进工作面无突出危险，按远距离放炮揭煤。（二）区域防突措施1、抽放钻孔测定瓦斯含量及瓦斯解吸指标K1值利用抽放钻孔取煤芯测定瓦斯含量及瓦斯压力，在工作面距C11煤层法向距离为7.82m（即井筒斜长216m）时，选择抽放孔位置打3个取煤芯钻孔，取出煤样送重庆煤研所确定C11煤层瓦斯含量等有关参数,瓦斯解吸指标K1值于现场测定，并埋管测定C11煤层瓦斯压力，对C11煤层进行预测预报，确定西风井工作面有无突出危险性。2、瓦斯压力测定(1)、测压钻孔布置目前西风井是首次揭煤，根据矿井现有巷道布置及煤层赋存情况，拟在矿井西风井掘进工作面利用抽放钻孔作为测压钻孔测定瓦斯压力。在
