3311运输顺槽防冲专项安全技术措施详解

编号：ZJ6-3311YS-02天安矿业集团星村煤矿3311工作面运输顺槽防冲专项安全技术措施施工单位：综掘工区区队长：高建德编制人：张新伟批准日期:2016年1月20日审批意见1、审批结论：同意本措施2、内容补充：①本巷道距3307工作面煤壁小于350m时，必须停止掘进，撤出人员；②施工过程中如受轨顺施工影响明显时，必须停止掘进，撤出人员。编审日期：始编日期批准日期计划执行日期2016.1.152016.1.202016.1.212016.2.28阅审签字:单位签字日期单位签字日期矿压科王超2016.1.18审查人郑玉友2016.1.18安监科徐大仓2016.1.18技术科孟伟峰2016.1.18调度室王继明2016.1.18通防科赵厚春2016.1.18达标办翟少华2016.1.18机电科姜朝俊2016.1.18防冲副总公为梅2016.1.18地测科白若庆2016.1.18生产矿长吕运河2016.1.19安全矿长贾海滨2016.1.19总工程师王生超2016.1.19矿长杨江明2016.1.20目录一、概述.......................................................1二、冲击倾向性分析.............................................1三、掘进期间冲击危险区划分.....................................1四、防冲监测及预报.............................................2五、冲击地压防治方案及参数.....................................7六、解危卸压方案及参数........................................10七、避灾路线..................................................12八、安全注意事项..............................................1213311工作面运输顺槽防冲专项安全技术措施一、概述3311运输顺槽巷道埋藏在千米以下。掘进时，受重力和应力场带来的水平应力的影响，对巷道顶帮支护影响较大，会出现巷道顶帮移近量加大、顶板离层下沉加大、煤炮增多等动力现象。为了确保掘进期间的安全施工，预防强矿压的发生，特编制本专项防冲安全技术措施。二、冲击倾向性分析1、开采深度经研究证明当开采深度大于700m后，发生冲击的危险性很大。3311运输顺槽埋深在-1058～-1093m，故处于冲击地压发生的范围内。2、煤和煤岩组合冲击倾向性鉴定经中国矿大对三煤煤岩样的冲击倾向性鉴定，鉴定结果为三煤具有强冲击倾向性、煤与老顶组合亦为强冲击倾向性，老顶砂岩本身具有强冲击倾向性。3、煤厚分析3311运输顺槽煤层厚度较大，平均7.5m左右，为厚煤层。根据统计分析，冲击危险与煤层厚度及其变化紧密相关。煤层越厚、变化越大，冲击地压发生得越多、越强烈。在施工过程中，需穿过断层，煤层厚度变化较大，此段为防冲重点区域。4、构造影响冲击地压分析根据物探资料，3311运输顺槽附近有几条断层。在施工过程中，预计还会揭露未探测到的小断层。断层附近煤层倾角和煤层厚度变化大，构造应力集中。根据微震监测结果证明，当巷道掘进接近断层20m内，特别是断层即将尖灭处，巷道围岩震动次数明显上升，而且强度加大，冲击地压发生的可能性较大。5、采空区影响施工过程中受3307工作面回采相向施工影响，可能出现应力突然集中，巷道围岩震动次数明显上升等现象，具有发生冲击地压发生的可能性。综上所述，3311运输顺槽埋藏深度超过千米，并且三煤自身存在着强冲击倾向性，预计在掘进过程中，易发生强震动或强矿压显现。为此需要进行预防性卸压或解危卸压，以确保实现安全生产。三、掘进期间冲击危险区划分对于3311工作面运输顺槽掘进期间危险区的划分，主要在考虑工作面煤层冲击倾向性、2煤层埋深、顶板岩层结构等整体性影响因素的基础上，针对工作面巷道布局、断层分布、褶曲构造、掘进安排等因素进行分析确定。对于3311工作面运输顺槽掘进需要重点考虑的因素有小厂东向斜和陵城西背斜。3311工作面运输顺槽掘进过程中过SF63断层，SF63断层落差较大，且与3311工作面运煤巷也相交，三者相交区域易产生应力集中，所以将运输顺槽过SF63断层区域定义为高冲击危险。运输顺槽在中期连续过陵城西背斜和小厂东向斜两条褶曲，褶曲轴部应力易产生集中，且受构造影响煤体较为破碎，掘进过程中应注意卸压和加强支护，该区域定义为中等冲击危险。综合以上分析，运输顺槽掘进过SF63断层时具有高冲击危险，过褶曲时具有中等冲击危险。如图1-1所示（SF63断层前后各40m为高度冲击危险区；3311工作面运煤巷向里620m为中度冲击危险区；）在掘进期间需要有针对性的对动静载荷进行监测，并配合一定的卸压工作以保证安全掘进。图1-1运输顺槽掘进期间冲击危险区划分四、防冲监测及预报（一）微震监测及预报利用SOS微震监测系统，对工作面区域进行实时监测，每天进行震源的定位、微震能量的计算、统计等工作，对大能量震动信号进一步进行频谱分析和现场矿压显现情况记录，判断矿震的机制以及区域冲击危险性程度。（1）一般危险—大多数震动能量在102～103J之间，最大震动能量≦5×103J，日震动次数≤10，日震动能量≤1×104J。（2）中等危险—大多数震动能量在102～103J之间，5×103J最大震动能量≦1×104J，10＜日震动次数≤20，1×104J＜日震动能量≤2×104J。3（3）高度危险—大多数震动能量在102～104J之间，1×104J最大震动能量≦5×104J，日震动次数﹥20，日震动能量﹥2×104J。如微震监控室监测到迎头达到危险指标时，要及时通知区队进行大孔卸压或爆破卸压，卸压后现场用钻屑法检验卸压效果。当煤巷工作面发生一次震动能量超过10000J时，认定为大震动。发生大震动后，按下列判定标准及处置方法执行。（1）应力在线监测无预警，进行支护情况检查，如不危及安全时，按计划进行处理，若危及安全则立即停产进行处理。如现场支护破坏情况不危及安全时，并在巷道震源点对应位置施工一个钻屑孔监测，若钻屑监测不超标则边补支护，边组织正常生产。如震源点发生在迎头后方，则在震源点对应巷道进行钻屑法监测。但当迎头正在割煤时，需立即停止割煤，具备临时支护条件时应首先进行临时支护，然后进行钻屑法监测。如发生在正迎头位置，则在形成永久支护后再进行钻屑法监测。如震源点发生在迎头超前20m范围内应进行钻屑法监测，该钻屑法可作为每天钻屑法监测结果。如震源点发生在迎头超前20m范围以外不再进行钻屑法监测。（2）应力在线监测无预警，钻屑监测超标则按钻屑法超标进行处理。检查及补充支护工作需在钻屑监测正常后再进行。（3）应力在线监测出现预警，则按应力在线监测预警方法进行处理。（4）如迎头有煤炮频繁、支护破坏、底鼓变形等冲击地压预兆时，必须撤出所有施工人员。如微震监控室监测到迎头达到危险指标时，要及时通知区队进行大孔卸压或爆破卸压，卸压后现场用钻屑法检验卸压效果。（二）电磁辐射仪监测及预报（1）由矿压科使用KBD5电磁辐射仪，对掘进迎头及后方400m（只监测煤巷段）范围按间距20m进行电磁辐射监测，监测的结果以记录牌板公示。（2）迎头按左、中、右各布置1个监测点，帮部监测点间距为20m，观测次数依据监测结果确定，每点监测时间2分钟。如监测数据较大达到临危指标（电磁辐射强度达到60mv，脉冲数达到960次以上），或虽然未达到临危值，但动态值有突然较大增幅，此时须加强监测。（3）电磁辐射监测超标处置方法：若监测超标，5分钟后进行复测。若复测不超标，解除危险，正常工作。若复测仍然超标，对该监测点前后各5m范围内进行钻屑法监测，共监测两处，钻屑法如果超临危值并且施工过程中有明显的动力现象，则认定具有冲击危险，要立即进行卸压解危。4（三）钻屑法监测及预报1、迎头每天进行一次钻屑法监测。迎头揭露断层等地质构造，迎头上部为岩石顶板，下部为煤时，自见煤厚度达到2m以上时，开始实施钻屑法监测；迎头上部为煤，下部为岩石时，自见煤厚度达到1.5m以上时，开始实施钻屑法监测。2、监测地点：正常情况下在迎头监测；每15天对迎头后400m范围进行钻屑法监测，在每月10日和26日前完成，两次监测时间间隔不小于10天，每帮间距100m，两帮交错布置，交错布距50m，允许偏差±2m。3、监测孔布置：在迎头时，布置1个监测孔。在帮部时，单排布置，布置间距根据监测位置确定，钻屑法检测位置为卸压孔或爆破孔下方0.2～0.5m，在实体煤内取样钻孔方向为平行于煤层，垂直迎头或巷帮，钻屑法每天监测一次。当迎头中间钻屑量超标，则在迎头左右再各施工一个钻屑法监测，角度与迎头掘进方向呈45°。若迎头左右45°钻屑法超标，则退后5m，对相应帮部进行钻屑法监测，若帮部钻屑法亦超标，则按钻屑法预警流程处理。4、监测内容：主要监测每米钻孔的钻屑量，单位升或克。5、实施方法：使用手持风动钻机钻孔，采用螺纹式联接麻花钻杆，每节长1.0m，钻头直径为42mm，钻孔深为不小于15m。收集钻出的煤粉，每钻进1m测量1次煤粉的体积或重量。用专用表格记录打眼地点、时间、钻屑排出量，以及打眼过程中出现的钻杆跳动、卡钻、劈裂声和孔内冲击等动力现象。6、危险指标按下表对照选取：体积法临危指标钻孔深度(m)≤56～1011～15临界指标(L/m)468重量法临危指标钻孔深度/m≤56～1011～15临危指标（每米实际钻粉量/kg）369钻屑法监测由施工单位负责钻孔、量取煤粉，并记录在现场牌板和防冲记录本上。7、预测预报及处理流程：（1）当钻屑法监测超标时，人员撤离至超标地点200m范围以外，从钻屑法监测超标位置向左、右两边各扩30m作为危险区，对超标地点前后20m处进行钻屑法监测。（2）若危险区域其它各处钻屑法监测正常，则对该危险区进行大直径钻孔卸压或爆破卸压，卸压孔间距为3.2m，爆破孔间距为4.8m，允许偏差±0.3m。钻屑法监测及卸压施工顺序5均按由外向里逐步进行。（3）实施解危卸压后对该区域进行钻屑法复测，若复测超标，需重复上述程序直至钻屑法监测正常，方可恢复正常生产。（4）若对危险区钻屑法监测时发现另有测点钻屑量超标，则继续向外扩30m进行钻屑法监测，直至不超标处。然后在超标区域内按上述参数进行卸压。8、施工钻屑法监测期间，如发生煤炮造成夹钻易导致煤粉量增加，不能真实反映实际监测结果，需在此附近重新施工。但是在施工过程中无其他影响存在夹钻、吸钻等难以施工至规定深度时，则视为该处钻屑法监测超标，需向两侧20m处再次进行钻屑法监测。（四）冲击地压在线预警监测系统实时预测预报通过在线应力监测系统，实时在线监测3311运顺内采动应力场及特定区域应力场的变化规律，记录监测数据并绘制应力变化曲线，实时准确反映掘进迎头煤体应力，及时发现应力超限预警区域，采用钻屑法对预警区域进行检验。压力传感器在3311运顺自靠近停掘迎头应力计位置开始向前布置，每30±2m一组，两帮交错布置，交错布距15±2m，每组三个，安装深度分别为12m、17m、23m，即油管前端的应力计处于12～13m、17～18m、23～24m位置，相邻两个应力计间距为0.8m，，允许偏差±0.3m。安装成组应力计时，靠近迎头的为22m、17m应力计、离迎头较远的为12m应力计，安装完毕后在应力计周围做好标记，每组两个测点间距1.5～2m。测点初始压力设定为3～4MPa。随着生产进行，当掘进迎头达到15～20m时，继续向前安装，两帮交错布置。应力计前后1.5m范围内不再施工卸压大孔，应力计前后3m范围内不再进行爆破卸压。压力传感器安装示意图掘进迎头15#16#13#14#11#12#9#10#7#8#5#3#1#6#4#12#电源及监测分站对监测数值设定黄色预警数值和红色预警数值。通过每组压