主井揭131煤设计

1朱集煤矿主井井筒揭13-1煤层防突施工组织设计二00八年七月十四日2目录朱集煤矿主井井筒揭13-1煤层防突施工组织设计…………………………2一、编制依据…………………………………………………………2二、概况………………………………………………………………………21、所揭煤岩层赋存状况……………………………………………………32、构造及水文地质情况……………………………………………………33、瓦斯含量、动力现象及突出指标………………………………………44、工序设计…………………………………………………………………45、局部通风…………………………………………………………………5三、前探孔设计………………………………………………………………5四、突出危险性预测…………………………………………………………7五、防治突出措施………………………………………………………………8六、消突措施的效果检验………………………………………………………9七、确定揭煤区域及安全岩柱厚度……………………………………………10八、防突系统及安全防护………………………………………………………10（一）通风系统……………………………………………………………10（二）供电系统……………………………………………………………13（三）监测监控……………………………………………………………14（四）远距离放炮……………………………………………………………14（五）安全防护措施……………………………………………………………15（六）组织管理……………………………………………………………16（七）避灾路线及自救措施…………………………………………………18九、揭煤工期按排……………………………………………………………19附件：1、通风系统及避灾路线图2、供电系统图3、13-1煤层柱状图4、前探、测压、措施钻孔布置图5、13-1煤底板等高线图6、炮眼布置图及爆破图表7、卸压钻孔参数表3淮南矿业（集团）有限责任公司朱集矿井主井井筒揭13-1煤防突施工组织设计一、编制依据（1）《朱集矿井主井井筒及相关硐室掘砌施工组织设计》（2）《朱集矿井主井检查孔地质报告及综合柱状图》（3）《煤矿安全规程》（2006年版）（4）《煤矿建设安全规程》（1997版）（5）《防治煤与瓦斯突出细则》(6)淮南矿业集团有关《集团公司井巷揭煤管理规定》等二、概况朱集矿位于安徽省淮南市潘集区境内，距洞山约38km，该矿井由合肥设计院设计，工业广场内设有主井、副井、回风井、矸石井四个井筒，矿井设计生产能力400万吨/年。主井由华煤集团洛阳分公司第九项目部施工，设计深度1009m,净直径ø7.6m，井筒荒径8.8m，井口设计标高+24.0m，井筒基岩段采用素混凝土支护,砼为C40，岩石破碎段采用锚网喷或锚网临时支护，锚杆规格为Φ45×1600mm，间排距800×800mm；钢筋网为Φ2000×1000mm（Φ6×150×150mm）网片压茬不得小于100mm。截止2008年7月15日主井已施工井深774m，距13-1煤层顶板115.2m。为了安全揭过13-1煤，特编制该设计。1、所揭煤岩层赋存状况：依据《主井井筒13-1煤揭煤地质说明书》预计13-1煤顶板深度4889.2m，煤层厚度为4.15（0.25）0.60m，夹矸0.25m,所揭煤（岩）层走向为108°，倾向198°，倾角4°。所揭煤层顶板岩性为砂质泥岩，厚度2.19m，砂泥质结构，见高角度裂隙，岩石性脆、易碎。底板为砂质泥岩，厚4.35m，以砂泥质结构为主，滑面发育，顶部含少量炭质成分，岩性较脆、易碎。下距11-2煤层顶板68.62m。勘探控制程度：主井13-1煤层位主要有风井、副井、矸石井三个井筒实见13-1煤资料及主井检查孔资料，通过测井解释控制。控制程度较高。2、构造及水文地质情况本井筒所揭13-1煤（岩）层区域为一单斜构造，无断层、褶曲等地质构造。依据地质资料，该揭煤区域无含水层，井筒掘砌期间正常涌水量7.5m3/h。3、瓦斯含量、动力现象及突出指标副井、风井、矸石井三个井筒已揭过13-1煤，根据三个井筒收集到的13-1煤资料分析，副井、风井、矸石井三个井筒13-1煤无突出危险性，其指标如下：采样地点坚固性系数f放散初速度△P突出综合指标K值吸附常数a/b值瓦斯压力MPa解吸指标K1炮后最大CH4浓度/平均瓦斯涌出量有无喷孔等动力现象副井0.926.06.5217.44/1.22830.890.240.32%4.16m3/min无风井1.184.03.390.240.25%3.13m3/min矸石井0.7545.330.190.3%3.75m3/min5依据《朱集矿井主井检查孔地质报告及综合柱状图》资料,13-1煤层瓦斯含量5.74ml/g，煤的坚固性系数f=1.3，△p=7突出指标，k=5.38。4、局部通风目前配备FBD-No8.0/2*45Kw局扇2台，FBD-NoⅡ/2*30Kw局扇2台，同型号局扇一台使用，一台备用；采用双路风筒供风。风筒直径为1000mm。供风量:1000m3/min。局部通风系统：新鲜风→局扇→风筒→迎头乏风→井筒→地面5、揭煤工序安排①、当井筒掘进至累深878.87m（即距13-1煤层顶板法距10m以外）时，施工三个前探孔，其中1#、3#兼测压钻孔，并作为全孔取芯孔。②、根据1#、3#所取煤样化验的13-1煤Δp、f、a、b值以及测定的瓦斯压力值，测算D、K值，预测13-1煤的突出危险性。③、预测有突出危险性，在井筒掘进至累深885.83m（即距13-1煤层顶板法距3m以外）时，对13-1煤施工消突措施钻孔。④、对采取的消突措施进行措施效果检验。若检验无效，采取补充措施，直到措施效果检验有效。⑤、采取安全防护措施，执行远距离放炮揭穿13-1煤层。防突工序流程图：6井深878.87m施工前探、测压、取样测算、值施工消突措施钻孔有突出危险性，对消突措施进行效果检验检验指标超标检验指标不超标采取安全防护措施预测突出危险性预测无突出危险性揭13-1煤井深885.83m井深878.87m井深878.87m井深885.83m井深885.83m井深885.83m井深885.83m三、前探钻孔1、前探钻孔设计：井筒工作面距13-1煤法距10.0m(即井深878.87m)施工三个前探钻孔，其中1#、3#为测压兼前探钻孔，并全孔取芯,钻孔穿过煤层底板不得小于0.5m具体参数如下:孔号方位倾角见13-1煤m止13-1煤孔深m开孔距井帮距离m1#1700-46015.522.823.60.62#2900-44014.922.122.80.63#3500-90010.215.215.71.672、前探钻孔的施工：2.1、前探钻孔在施工过程中地质人员现场跟班，详细记录钻孔开孔位置、见煤深度、止煤深度及孔深，并根据钻孔岩芯资料，分别绘制每个孔的柱状图及预计的煤岩层柱状图、地质剖面图、所揭煤层底板等高线图。2.2、实际施工钻孔参数与设计钻孔参数误差不得超过±10四、13-1煤突出危险性预测：1、原始瓦斯压力的测定：瓦斯压力测定与安理大合作，采用“多步分段式封孔技术”进行瓦斯压力测定。其主要步骤是：1）在测压管放入测压孔之前，在靠近花管的两挡板间绑上适量的海带及棉纱，采用凝固时间为5分钟的黑白药卷进行快速封阻。2）在靠近孔口的1m段先采用聚氨脂及棉纱，后用水玻璃加水泥进行封堵。3）5-10分钟后采用高压注浆泵对测压孔进行注浆，浆液尽可能稠，并添加适量的水泥膨胀剂。具体见附图。压力表按装之后，通风地质科负责安排人员详细观察测压孔压力与时间的关系，要求压力表每一小时观察一次并做好记录，直到压力表稳定为止，稳定后的表压即为煤层瓦斯压力。通风地质科负责建立瓦斯压力观察台帐,并绘制压力变化曲线。82、突出危险性预测：采用综合指标法对主井揭13-1煤工作面进行突出危险性预测。具体的预测方法为：在施工1#、3#前探钻孔过程中，取煤样（煤样重量不少于3.5Kg）送集团公司通风实验室化验13-1煤层的Δp、f、K、a、b值，采用下式综合指标法计算D、K值：K=Δp/fD=(0.0075H/f-3)(P-0.74)式中：D-煤层的突出危险性综合指标；K：煤层的突出危险性综合指标；H：开采深度，预计：13-1煤：889.2m；由前探钻孔资料确定。P：煤层瓦斯压力，取测压钻孔实测瓦斯压力最大值；Δp：瓦斯放散初速度指标；由实验室测定；f：13-1煤的坚固性系数。由实验室测定。主井13-1煤突出危险性临界值见下表：突出危险性预测指标突出危险性突出综合指标D、K值瓦斯压力MPa有无喷孔、吸钻等动力现象有突出危险≥0.25且≥15≥0.74有无突出危险0.25或150.74无五、消突措施预测有突出危险性时，采取以下二种方案之一：1、实测原始瓦斯压力＜2MPa采用排放钻孔为主，抽采为辅的消突措施。91.1、井筒工作面掘至13-1煤法距3.0m位置（井深885.83m）施工措施钻孔；1.2、钻孔控制到井筒周界外11m（注浆范围：井筒中心向外14.0m），计布置钻孔168个，其中排放钻孔110个，钻孔间距2.0m；抽采钻孔58个，钻孔间距3.0m。1.3、所有钻孔施工完之后，对最外2圈钻孔进行合茬抽采。2、实测原始瓦斯压力≥2MPa采用抽采钻孔消突措施。2.1、井筒掘至13-1煤法距5.0m位置（井深883.83m）施工措施钻孔；2.2、钻孔控制到井筒周界外11.0m（注浆帷幕外），抽采半径按1.5m，孔径108mm布置钻孔；2.3、所有钻孔施工完之后，进行合茬抽采。3、抽采（排放）时间根据瓦斯释放率、效果检验结果确定。抽采系统采用地面临时抽采泵，其型号为2BEI-353抽采泵，井筒内8寸PE管，地面10寸总管，管路系统：迎头2寸封孔管→8寸PE管→地面10寸总管→2BEI-353抽采泵→排向大气六、消突措施的效果检验在实施消突措施(即井深885.83m或883.83m)位置进行效果检验消突措施实施之后，卸压范围内煤体瓦斯抽采（释放）率大于45%，方可进行效果检验，其效果检验指标如下：1、实测残余瓦斯压力P（在措施孔施工完之后，即可施工残余10瓦斯压力测定孔），其钻孔见煤点与其它钻孔见煤点间距不得小于0.5m,其临界值为0.74Mpa.计布置2个残余瓦斯压力测定孔，其参数如下：孔号方位倾角见13-1煤m孔深m备注残余瓦斯压力1#2880-3205.211.4见煤后6.2m残余瓦斯压力2#1080-5604.88.9见煤后4.1m2、钻屑瓦斯解吸指标法：检验孔孔数5个，布置在措施孔之间，最外边钻孔控制到井筒周界外5.0m，参数见下表，其临界值为K1=0.5mL/g*min1/2（湿煤K1=0.4mL/g*min1/2）如检验指标都在突出危险临界值以下，则认为措施有效.孔号方位倾角预计孔深m12050-470穿入突出煤层底板2250-470穿入突出煤层底板31150-470穿入突出煤层底板42950-470穿入突出煤层底板5中筒中心-900穿入突出煤层底板若P≥0.74Mpa，K1≥0.5(湿煤0.4)mL/g*min1/2，或发现钻孔喷孔等动力现象则认为措施无效，必须重新进行补打卸压预抽钻孔（所补钻孔均相应布置在原钻孔之间，不得套孔），直至效果检验有效为11止。七、确定揭煤区域及安全岩柱厚度1、该井筒揭13-1煤区域为：距13-1煤顶板法距2.0m至13-1煤底板法距2.0m止，为揭煤区域，其井筒深度为886.83m～896.2m。2、当井筒工作面迎头进入揭煤区域前2.0m（顶板法距2.0m）前,由通风地测科下达通知书,采用远距离放炮法进入揭煤区域进行揭煤施工,直到井筒穿过煤层底板法距2.0m（穿过揭煤区域）止。3、正式揭煤前，为防止误穿煤层,在井筒迎头距被揭煤层顶板法距5m时,在迎头最先预见煤层上帮补打2个小直径超前钻孔,其超前距离不得小于2m，确保岩柱厚度不少于2m（法距）。八、防突系统及安全防护（一）通风系统1、风量计算根据淮南矿业集团矿井风量计算细则