石门揭煤程序及要求

102275B2C119°5515.2612.2130石门揭煤施工程序及要求煤矿瓦斯治理国家工程研究中心汪吉先2013·06提纲一、相关规定对揭煤厚度的要求二、石门揭煤设计编制要求三、石门揭煤预测程序及要求四、石门揭煤区域措施实施程序及要求五、石门揭煤作业程序及要求六、安全保障系统七、组织管理1相关规定对揭煤厚度的要求1.1《防治煤与瓦斯突出规定》相关规定对揭煤厚度的要求1第九条新建矿井在可行性研究阶段，应当对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估。评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间揭煤作业的依据。第六十六条当石门或立井、斜井揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时，可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。1.2《煤矿安全规程》相关规定对揭煤厚度的要求1第二百零一条石门揭穿（开）突出煤层前，当预测为突出危险工作面时，必须采取防治突出措施，经检验措施有效后，方可用远距离爆破揭穿（开）煤层；若经检验措施无效，必须采取补充防治突出措施直至有效。当预测为无突出危险工作面时，方可直接采用远距离爆破或震动爆破揭穿（开）煤层。厚度小于0.3m的突出煤层，可直接采用震动爆破或远距离爆破揭穿。1.3《井巷揭煤设计编制规范》相关规定对揭煤厚度的要求13.1凡属下列条件之一者应编制井巷揭煤设计：a）井巷揭穿厚度不小于0.3m突出煤层；b）新水平、新采区首次揭穿厚度不小于0.3m的煤层；c）井巷揭穿《防治煤与瓦斯突出规定》中规定按突出煤层管理的煤层。2石门揭煤设计编制要求1概述1．1地质概况1．2工程概况1．3瓦斯参数1．4揭煤工序设计2揭煤设计2．1地质前探2．2瓦斯参数测定2．3揭煤区域突出危险性预测2．4区域防治突出措施2．5区域防突措施效果检验2．6区域验证2．7局部防治突出措施2．8局部防突措施效果检验2．9远距离爆破2．10安全防护3安全保障系统3．1通风系统3．2抽采系统3．3供电系统3．4监控系统3．5通讯系统3．6其他设施3．7避灾路线4组织管理4．1揭煤领导小组、成员及要求4．2揭煤队伍人员素质要求及部门职责4．3揭煤施工工艺、工序4．4人员防突知识培训4．5特殊说明5揭煤设计附图5．1井巷揭煤地质说明书5．2附图石门揭煤设计石门揭煤设计编制要求22.1石门揭煤设计的主要内容石门揭煤设计石门揭煤设计编制要求22.2石门揭煤工序设计石门揭煤设计编制要求2煤层瓦斯赋存情况分析距煤层法距不小于10m处（地质构造带20m）正常掘进距煤层法距不小于7m处突出危险性预测无施工抽采钻孔有效果检验补充措施控制层位钻孔有效无效瓦斯参数测定正常掘进距煤层法距不小于5.0m处2.2石门揭煤工艺流程图石门揭煤设计编制要求2正常掘进距煤层法距不小于5m处区域验证无施工抽采钻孔有效果检验补充措施有效无效瓦斯参数测定正常掘进距煤层法距不小于2.0m处穿过煤层进入底板岩层距煤层法距2m以上煤层加固措施、安全防护措施远距离放炮揭穿（开）煤层2.2石门揭煤工艺流程图3石门揭煤预测程序及要求石门揭煤预测程序及要求33.1地质前探要求井巷距揭煤层最小法向距离10m前（1）必须建立揭煤安全防护系统及独立的、可靠的通风系统。（2）前探：至少施工两个穿透煤层全厚且进入底（顶）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。所有前探孔必须测斜，并且至少有1个前探钻孔沿井巷揭煤正前方布置。石门揭煤设计石门揭煤预测程序及要求33.2地质前探在-445m回风石门停头位置施工2个前探钻孔，1#孔垂直煤层布置、2#孔平行巷道中线布置，控制范围为揭煤区域巷道外25m。钻孔参数布置见表2。前探钻孔可兼作瓦斯压力测定钻孔。表2前探钻孔参数表钻孔编号开孔位置距（m）开孔角度(°)孔径（ｍｍ）预计孔深(m)备注巷中底板与巷中夹角倾角见煤止煤终孔1#000-677510.61313.5取芯2#0100.07528.534．735.2测斜测压石门揭煤设计石门揭煤预测程序及要求33.3瓦斯参数测定要求测压：设计的前探钻孔可用作测压钻孔，若二者不能共用时，则测压钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。测压钻孔不少于3个，并且至少有1个测压钻孔布置在井巷轮廓线外12m，测压钻孔与其它钻孔见煤点间距不少于5m。近距离煤层群的，层间距小于5m或层间岩石破碎时，可测定煤层的综合瓦斯压力。预测：预测指标同时采用瓦斯压力P、瓦斯含量W及前探、测压等各类钻孔施工过程中有无喷孔、顶钻等其他异常现象。施工前探或测压钻孔过程中，必须取煤样测定a、b常数值及△P、f值。石门揭煤设计石门揭煤预测程序及要求33.3瓦斯参数测定石门工作面距待揭煤层最小法向距离≥7m前，对3煤进行瓦斯参数测定，布置4个钻孔，均作为测压孔，测压孔见煤点间距不小于10m，编号分别为3#、4#、5#、6#，并利用3#、4#孔各取3煤煤样3.5～4.0Kg，测定煤层瓦斯放散初速度（Δp）、煤的坚固性系数（f）及a、b吸附常数等，计算综合指标D值、K值，煤层瓦斯含量W等参数。3#、4#、5#、6#孔其终孔点控制范围均在巷道揭煤轮廓线外12m。钻孔参数设计见表3。)74.0()30075.0(PfHDfpK石门揭煤设计石门揭煤预测程序及要求33.4瓦斯参数指标临界值表3石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值综合指标D综合指标K无烟煤其他煤种0.252015表4钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样Δh2指标临界值(Pa)K1指标临界值[mL/(g•21min)]干煤样2000.5湿煤样1600.4石门揭煤设计石门揭煤预测程序及要求33.5揭煤区域突出危险性预测（1）-445m回风石门工作面距待揭煤层最小法向距离≥7m前停头，进行实测瓦斯压力和瓦斯含量，符合以下条件之一，即为突出危险区。①瓦斯压力P≥0.74MPa；②瓦斯含量W≥8m3/t；③前探，预测等各类钻孔施工过程中有喷孔、顶钻、吸钻等动力现象。（2）如果实测瓦斯压力P＜0.74MPa，瓦斯含量W＜8m3/t，且钻孔施工中无喷孔、顶钻、吸钻等动力现象，即该区域为无突出危险区。4石门揭煤区域措施实施程序及要求石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.1无突出危险区域措施-445m回风石门工作面自停头位置施工至距煤层法向距离5m前，并进行区域验证，经验证为无突出危险工作面时，可施工至距煤层法向距离2m前，再次对煤层进行最后验证，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，实施远距离爆破揭穿煤层措施，否则必须采取工作面防突补充措施。石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.2有突出危险区域措施1、区域预测为有突出危险时-445m回风石门工作面自停头位置施工至距3煤层最小法向距离7m前，实施区域防突措施。2、区域防突措施钻孔控制范围揭煤处巷道轮廓线外左右各12.8m，巷道轮廓线见煤点顶部沿煤层斜长12.8m，底部沿煤层斜长12.8m，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。石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.2有突出危险区域措施3、区域防突措施钻孔布置（１）所有钻孔在控制范围内均匀布孔、终孔间法距不大于5.9m（参考邻近石台矿3煤层瓦斯预抽采一个月的抽采半径4.2m）、一次穿透全煤、进入煤层底板不少于0.5m。（2）区域防突措施钻孔共设计30个，孔径75mm，总工程量为965.1m，具体钻孔布置见附图，参数见附表。（3）抽采钻孔施工到位，经验收合格，及时封孔。封孔前，必须把钻孔内煤、岩粉用压风吹干净，使用2吋PE管，封孔采用聚氨酯直接封孔，封孔段长度不小于8m、封堵严密，预抽时间不少于30天。（4）封孔合格，及时合茬抽采，孔口负压不得低于13kPa。（5）区域防突措施实施后，及时绘制区域措施钻孔竣工图，校验钻孔施工参数。石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.2有突出危险区域措施4、区域防突措施效果检验4．1措施效果检验孔布置根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求，措施效果检验孔设计布置4个检验测试点，分别位于预抽区域内的上部、中部和两侧，并至少有一个检验测试点位于预抽区域内距边缘不大于2m范围内（具体见附图），相关参数见表4。石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.2有突出危险区域措施4．2措施效果检验方法和指标区域措施实施后，揭煤区域3煤层瓦斯预抽率达到30%，预抽时间满足要求，方可进行区域措施效果检验。效果检验方法为：实测预抽区域煤层残余瓦斯压力Pc和残余瓦斯含量Wc法。效果检验指标为：全部指标符合以下条件时，判断措施有效，否则措施无效。（1）预抽区域内煤层瓦斯抽排率η≥30%；（2）残余瓦斯压力临界值Pc0.74Mpa；（3）残余瓦斯含量临界值Wc8m3/t；（4）验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻及其它突出预兆。石门揭煤设计石门揭煤区域措施实施程序及要求44.2有突出危险区域措施5、措施效果检验结果处理（1）措施效果检验有效时，允许石门工作面继续施工至距3煤顶板最小法距5m前停头，进行区域验证。（2）措施效果检验无效时，必须采取补充措施或延长抽采时间，并再次进行措施效果检验，直到措施有效。5石门揭煤作业程序及要求石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.1石门揭煤作业范围石门和立井、斜井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。石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.2区域验证（1）石门工作面施工到距3煤层顶板最小法距5m前，进行区域验证。验证方法采用钻屑瓦斯解吸指标法（K1、Δh2值）。（2）区域验证钻孔共设计3个，钻孔参数见表5，其中1#孔位于掘进巷道断面中部，平行于掘进方向，2#、3#钻孔控制到揭煤巷道轮廓线外5m。在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，测定其瓦斯解吸指标K1、Δh2值。预测指标临界值按表6执行。（3）如果所有实测的指标值均小于临界值，且钻孔施工过程中无喷孔、顶钻及其它突出预兆，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。（4）区域验证为无突出危险工作面，采取安全防护措施，施工至远距离爆破揭煤位置（工作面距3煤层顶板最小法距2m前），进行最后验证；区域验证有突出危险，实施局部防治突出措施。石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.2区域验证（3）如果所有实测的指标值均小于临界值，且钻孔施工过程中无喷孔、顶钻及其它突出预兆，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。（4）区域验证为无突出危险工作面，采取安全防护措施，施工至远距离爆破揭煤位置（工作面距3煤层顶板最小法距2m前），进行最后验证；区域验证有突出危险，实施局部防治突出措施。表5区域验证钻孔参数表孔号与巷中夹角(°)倾角(°)预计见煤（m）孔深(m)备注验10015.221.9验212519.528.1验3-12519.528.1合计78.1表6钻屑瓦斯解吸指标法预测揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样Δh2指标临界值(Pa)K1指标临界值（mL/g·21min）干煤样2000.5湿煤样1600.4石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.3区域验证孔参数及临界指标石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.4局部防治突出措施1、局部防突措施钻孔控制范围石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。2、局部防突措施钻孔布置（1）所有钻孔在控制范围内均匀布孔，与区域措施孔错开布置，终孔间法距不大于5.9m，并进入煤层底板不少于0.5m，具体钻孔布置见附图，参数见附表。（2）钻孔施工到位，经验收合格，及时封孔。封孔前，必须把钻孔内煤、岩粉用压风吹干净，使用2吋PE管，封孔采用聚氨酯直接封孔，封孔段长度不小于8m、封堵严密，预抽时间不少于7天。（3）封孔合格，及时合茬抽采，孔口负压不得低于13kPa。（4）局部防突措施实施后，及时绘制局部措施钻孔竣工图，校验钻孔施工参数。石门揭煤设计石门揭煤作业程序及要求55.5局