煤與瓦斯突出防治技術
煤與瓦斯突出示例
煤與瓦斯突出示例
為什麼會發生煤與瓦斯突出 事 故
1976年以來全國煤炭產量與死亡人數
全國煤礦瓦斯災害分布
貴州省突出礦區分部
按黔安監管辦字[2007]345號文
六枝礦區 :六枝特區 、晴隆、普定、關嶺、鎮寧、西秀、平壩等縣,國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故。
水城礦區 :水城 、鍾山及威寧等縣,國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故。
貴州省突出礦區分部
盤江礦區:盤縣,國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故。
織納礦區:織金、納雍縣,國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故。
黔北礦區:金沙、仁懷、習水、桐梓、遵義 、道真礦區內已有煤礦發生突出事故。
綏陽、正安則是貴州省劃定為突出危險礦區。
貴州省突出礦區分部
黔西北礦區:黔西、畢節礦區內已有多個煤礦發生突出事故。大方及赫章是貴州省劃定為突出危險礦區 。
林東礦區:花溪、烏當、白雲、開陽、修文是國家劃定為突出礦區;清鎮、息烽是國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故;
貴州省突出礦區分部
普興礦區:普安、興主礦區內已有多個煤礦發生突出事故 。興仁為貴州省突出礦井分布情況劃定為突出危險礦區,但包穀地向斜除外 。
紅茂礦區:荔波為國家劃定突出礦區,礦區內已有多個煤礦發生突出事故。
1.1 全國煤礦煤與瓦斯事故統計分析(部分)
1.1 全國煤礦煤與瓦斯事故統計分析(部分)
1.1 全國煤礦煤與瓦斯事故統計分析(部分)
炮掘工作麵171次895人占80.63%;綜掘工作麵6次42人占3.78%;炮采工作麵11次95人占8.56%;綜采工作麵1次3人占0.27%;施工鑽孔3次10人占0.9%;冒頂誘發1次6人占0.54%;石門揭煤6次44人占3.96%;擴修巷道2次15人占1.35%。
1.1 全國煤礦煤與瓦斯事故統計分析(部分)
國有70次384人分別占34.83%和34.59%;鄉鎮131次726人分別占65.17%和65.41%。
1.2 掘進工作麵煤與瓦斯突出
2004年10月20日,大平煤礦發生特大瓦斯爆炸事故。當時井下作業人員有446人,有298人逃出。事故造成148人死亡,32人受傷。 “10·20”事故是一起特大型煤與瓦斯突出而引發的特大瓦斯爆炸事故。礦井為高瓦斯礦井。
2007年10月13日,江西省豐城礦務局建新煤礦1113順槽掘進工作麵發生煤與瓦斯突出事故,19名礦工遇難、2人受傷。全礦當班下井283人。
2007年11月8日,納雍縣群力煤礦發生特別重大煤與瓦斯突出事故,死亡35人、傷7人,直接經濟損失1261萬元。
1.2 掘進工作麵煤與瓦斯突出
2002年5月15日13時40分, 湖南婁底市新化縣溫塘鎮新源煤礦二水平南翼運輸大巷煤巷掘進麵發生煤與瓦斯突出事故,18人死亡。
2002年4月7日4時25分, 安徽淮北礦業集團公司蘆嶺礦3號溜煤岩巷掘進頭發生煤與瓦斯突出事故,共有13名作業人員,13人全部死亡。
1.3 基建煤礦突出事故
2005年12月24日,盤縣響水煤礦發生煤與瓦斯突出事故。事故造成12人遇難。
2006年1月05日安徽淮南煤礦一在建礦井發生瓦斯突出事故,12名礦工遇難。
2006年3月26日,五輪山煤業有限公司井下11301運輸巷掘進工作麵發生一起煤與瓦斯突出事故,事故造成15人死亡,9人受傷。
2006年7月29日,雲南省曲靖市滇東能源公司白龍山煤礦發生煤與瓦斯突出事故,死亡11人。
1.4 實施防突措施時發生突出事故
2007年4月6日23時5分,甘肅窯街煤電公司金河煤業公司南采區16203運輸順槽煤巷綜掘工作麵,在施工深孔鬆動爆破鑽孔過程中誘發了煤與二氧化碳突出,造成9人死亡。
2006年2月10日18時30分,鄭煤集團馬嶺山煤礦在打鑽預測瓦斯時誘發煤與瓦斯突出,當班入井56人,其中41人安全升井,15人死亡。
1.4 實施防突措施時發生突出事故
2007年7月20日11時10分, 重慶南桐礦業集團魚田堡煤礦3504E2機巷在打防突預處理鑽孔施工時,發生煤與瓦斯突出事故,造成4人死亡。
2006年4月9日10時40分, 重慶鬆藻煤電有限責任公司石壕煤礦,在掘進工作麵打防突孔施工過程中,發生煤與瓦斯突出事故。煤炭突出量600多噸,造成3人死亡。
2002年3月23日14時20分, 湖南漣邵礦務局蛇形山煤礦瓦斯工程隊在實施超前鑽孔防突措施過程中,發現瓦斯異常並立即撤退時,發生煤與瓦斯突出事故,死亡3人。
1.5 維修巷道引發煤與瓦斯突出
2008年6月22日19時30分, 雲南曲靖市麒麟區東山鎮以勞養武煤礦井下1863水平運輸巷,在維修巷道時因頂板冒落,誘發煤與瓦斯突出事故,造成6人死亡。
2008年5月26日4時13分, 河南鄭煤集團侯二七分公司侯寨振興煤礦,307采麵回風巷在擴修巷道時,發生煤與瓦斯突出事故,當班下井21人,其中14人安全升井,7人死亡。
1.6 石門揭煤突出
2007年4月6日20時35分,湖南省煤業集團金竹山礦業有限公司一平峒煤礦25采區回風石門揭完煤過煤門期間,放炮後清理煤矸過程中,由於支護不到位,空頂導致煤與瓦斯突出,造成4人死亡。
2003年8月10日16時40分, 湖南郴州市嘉禾縣行廊鎮劉家山煤礦暗斜井-10石門發生煤與瓦斯突出事故,死亡8人。
1.6 石門揭煤突出
2005年6月8日11時0分, 湖南婁底市冷水江市資江煤礦(原國有地方礦,改製後賣給個人,屬國家煤礦安全監察局公布的國有煤礦停產整頓礦井,瓦斯突出礦井)-200水平四石門揭煤時發生煤與瓦斯突出事故,當時井下有232名作業人員,有210人脫險出井,造成22人死亡。
1.7 回采工作麵突出
2006年12月13日1時8分, 湖南衡陽市常寧市裕民煤礦回采麵發生煤與瓦斯突出事故,當時井下有148人作業,其中136人安全出井,造成12人死亡。
2006年12月3日13時0分, 湖南婁底市漣源市安平鎮觀音一礦井下3155回采工作麵發生煤與瓦斯突出事故,當時井下有48人作業,事故發生後有36人平安出井,12人死亡。
2002年1月31日14時30分, 重慶南桐礦務局南桐礦一井6408回采工作麵發生煤與瓦斯突出事故,死亡20人,受傷2人。
2001年5月26日12:50分,湖南省邵陽市隆回縣大園煤礦(地方國有)三水平3313回采工作麵發生煤與瓦斯突出事故,死亡17人。
1.8 我國突出的特點
●突出礦井分布廣,部分地區較嚴重
■20多個省(區)的一些礦井
■湖南、貴州、重慶、四川、雲南、河南、江西、遼寧等省 較嚴重
■湖南的突出礦井數和突出總次數,均占全國總數的1/3以上,特大型突出次數占一半以上;
●突出分布在不同類型的煤層
■單一突出煤層的礦井占突出礦井總數的1/3
■相當一部份礦井的所有可采煤層均屬突出煤層,無保護煤層可采
■全國有近一半的突出礦井,需采用本煤層防突措施
1.8 我國突出的特點
●始突深度不一
■ 50~60m—500~600m
■始突深度淺,特大型突出的深度淺,在南方煤田中是一明顯特點
●中小型突出占絕大多數,大強度突出次數也不少
■ 50t以下的小型突出占73.77%
■ 50~100t的中型突出占13.45%
■ 100~500t的次大型突出占11.15%
■ 500~1000t的大型突出占0.91%
■ >1000t的特大型突出占0.7%
1.8 我國突出的特點
■大型和特大型突出比例雖小,但次數仍有100多次,多數發生在石門揭煤時
●有少數礦井發生過岩石與二氧化碳突出及岩石與甲烷突出
● 隨著采深的加大,突出礦井不斷增多,突出災害日益嚴重
延期突出和打鑽突出增多
1.9 突出的一般規律
煤層突出危險性隨開采深度增加而增大;
煤層突出危險性隨煤層厚度的增大而增大;
大多數突出發生在掘進工作麵;
掘進麵占80%(其中石門占6.75%)以上,采麵占15.8%
石門突出的平均強度最大;誤穿煤層一次性傷亡最大;
1.9 突出的一般規律
突出前的作業方式多樣,但以放炮為最多;
放炮占64.6%, 手、風鎬落煤占21%, 其它占12.1%
突出多發生在地質構造帶和應力集中帶;
多數突出前有預兆出現;
1.10 突出多發地點
封閉向斜軸附近
帚狀構造收斂端
煤層扭轉區
壓性、壓扭性小斷層帶
煤層產狀變化區
1.10 突出多發地點
煤包及煤厚變化帶
分岔煤處
岩漿岩浸入帶
注意:大型構造附近必定存在大型突出危險!
1.11 事故發生原因分析
這些事故發生的原因,綜合歸納如下:
1、客觀上,發生事故的地點都存在突出危險,對危險不知或認識不足的人們的采掘活動等偶然因素觸動誘發了必然要發生的突出,並導致傷亡事故。
2、地質勘探程度不夠,對礦井瓦斯等級定位定性不準,客觀上使設計、施工、業主、管理人員、工人、監察監管者喪失了應有的警惕性,不采取措施或措施力度不夠。
1.11 事故發生原因分析
3、地質資料不清,既未打鑽控製煤層層位,又未製定誤穿煤層的安全措施。
4、對複雜地質條件下的煤與瓦斯突出災害認識不夠,未能製定針對性措施,違章指揮、違章作業發生事故。
1.11 事故發生原因分析
5、違規揭穿井筒煤層或石門揭煤,導致事故。表現為:未采取措施或所采取措施未能消除突出危險,刷斜麵誤穿煤層,放炮揭煤時未全采區或全井撤人,過煤門期間違章作業等。
6、違規進行煤巷掘進,導致事故。表現為:未采取區域性措施或所采取措施未能消除突出危險又未采取補充局部防突措施或措施力度不夠、未進行措施效果檢驗、所采取措施不符合規定、未執行安全防護措施,放炮、割煤、施工措施孔、檢驗孔、手鎬作業等誘導突出發生事故。
1.11 事故發生原因分析
7、違規在突出危險煤層中進行回采,導致事故。表現為:對突出危險工作麵未采取抽放等措施或所采取措施未能消除突出危險、未進行措施效果檢驗、未采取局部防突措施消突、未執行安全防護措施等導致事故。
8、通風係統不可靠、采掘布局不合理、電器設備失爆、管理混亂、違章指揮等是事故擴大的原因。
9、安全投入不足、專業知識缺少、專業人才奇缺、管理人才不足等也是導致事故發生的原因。
1.11 事故發生原因分析
防突措施工程質量差,弄虛作假嚴重,監督管理失誤,設計數據作為竣工資料利用,尤其害人。
防突知識培訓、防突專業隊伍培訓弱化,嚴重不能支撐防突工作需要。
突出礦井設計規範理念欠缺,不能滿足實際需要。
追求高額利潤,鋌而走險仍有存在。
1.11 事故發生原因分析
安全監管不到位,執法力度不夠也是原因之一。
技術和管理標準的缺少、貫徹力度的不足、先進技術設備的支撐不強等也是影響突出災害多發的因素之一。
1.11 事故發生原因分析
沒有科學合理的建礦成本,各地區、各類型礦井各不相同。日益增加的費用也將是影響因素。
礦井建設各階段還未環環相扣,應是前一階段不達標,下一階段工作就不得開展。
1.11 事故發生原因分析
地質資料?專業知識?責任心?管理?技術?監察監管?法律法規?人才?
突出礦井管理
2.1 突出礦井定義
突出礦井定義:
2.1 突出礦井定義
黔安監管辦字[2007]345號“關於加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出防治工作的指導意見”的意義.
關於摘帽問題,未采取任何措施連續5年以上再未發生過突出。
2.2 各利益相關方在防突工作中的作用
2.3.1 地質勘探報告
2.3.2 突出礦井地測部門
2.3.3 各種管理製度
必須製定並嚴格執行:
計劃、技術、財務、器材供應、監督檢查等方麵有關防治突出的各種管理製度。
2.3.4 防突責任製
2.3.5 防突工作計劃
防突工作計劃
2.3.6 年度防治突出措施計劃
年度防治突出措施計劃
2.3.7 新建突出礦井、新水平、新采區的管理
新建突出礦井、新水平、新采區的管理
2.3.8 突出礦井的巷道布置
突出礦井的巷道布置要求
2.3.9 防治突出措施的流程
防治突出措施的流程
2.3.10 企業內部安監部門的作用
企業內部安監部門的作用
2.3.11 突出礦井的防突培訓工作
突出礦井的井下工作人員,必須接受防治突出知識的培訓,熟悉突出的預兆和防治突出的基本知識,經考試合格後,方準上崗。培訓時間不得少於1個月。上一級對防突人員要年審考核,合格上崗。
對各類人員的培訓要求是:
1.突出礦井的井下工人,培訓的主要內容應包括有關突出的規章製度,防治突出的基本知識(突出預兆、防治突出措施和安全防護措施等);
2.3.11 突出礦井的防突培訓工作
2.在突出煤層中工作的區(井)長、隊長應由從事突出煤層采掘工作不少於3年的人員擔任;
3.對在突出礦井工作的區(井) 、隊長、班組長、防突人員和有關職能部門的工作人員,培訓的主要內容應包括有關突出的規章製度、突出發生的規律、突出危險性預測、防治突出措施以及防治突出措施效果檢驗方法和安全防護措施等;
2.3.11 突出礦井的防突培訓工作
4.礦長、礦總工程師培訓的主要內容為防治突出的以及有關防治突出理論知識和實踐知識、突出發生的規律的規章製度等。
2.3.11 突出礦井的防突培訓工作
突出礦井,必須把防治突出作為安全培訓的主要內容。
礦長、礦總工程師由省(區)煤炭局負責組織培訓。
礦安全培訓部門應會同防治突出專門機構及通風、地測和安監部門編製防治突出教材和組織培訓師資。
2.3.12 突出礦井的機構設置
高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井必須按要求設立通風、防突、抽采、安全監控等專業隊伍,並配備專業技術人員;礦井必須設專職通風副總工程師,提倡設通風副礦長,實現技術與行政管理責任分離;煤與瓦斯突出礦井應設專職地測副總工程師;
——《安委辦〔2008〕17號》
“四位一體”綜合防突措施
“四位一體”綜合防突體係
突出危險性預測
防突措施
防突措施效果檢驗
安全防護措施
3.2 突出危險性預測
■ 預測的目的和意義
■ 預測方法分類
■ 預測方法概述
■ 預測技術的研究重點
3.2.1 目的和意義
★ 保障安全生產
判識區域或工作麵突出危險性,為預防突出事故提供依據,同時提高安全管理效率。確定防突措施的有效性;為作業人員進行突出預警。
★ 提高經濟效益
提高防突措施的針對性,減少防突措施工程量,減少防突成本,提高采掘進度,從而在安全的前提下解放生產力,提高礦井經濟效益。
★ 我國“四位一體”綜合防突體係的重要組成
突出危險性預測和防突效果檢驗2個重要環節
3.2.2 預測方法分類
● 區域性預測
煤層、水平、采區、階段及局部區域預測
●工作麵預測
采掘工作麵預測(點預測)
3.2.3 預測方法概述
(1)區域預測方法和指標
地質勘探時期 和礦井生產時期 的突出危險性預測
煤 層------突出煤層和非突出煤層。
突出煤層------突出危險區、突出威脅區、無突出危險區
新建礦井在進行安全預評價階段,根據地質勘探報告提供的資料,對礦井突出危險程度和不同區域進行預測劃分。安全設施設計據此做出安全工程設計。
■工作麵日常預測(檢驗)指標
●石門工作麵
綜合指標 D、K
鑽屑瓦斯解吸指標
其它經試驗驗證有效的方法
●煤巷掘進、采煤工作麵
鑽屑指標(鑽屑瓦斯解吸指標、鑽粉量等)
鑽孔瓦斯湧出初速度
R值指標
其它經試驗驗證有效的方法:溫度、V30等
控製範圍的概念
控製範圍的概念都指與最外輪廓線平行的平麵上的投影距離:
■幾種常用預測指標及測定方法
★ 鑽屑瓦斯解吸指標
★ 鑽孔瓦斯湧出初速度及其衰減指標
★ 鑽粉量S
★ 綜合指標R
★ 瓦斯湧出動態指標
★ 其它
●鑽屑瓦斯解吸指標
1、K1
定義:
鑽屑瓦斯解吸指標K1 gas description index(K1) of drill cuttings
預測煤層突出危險性的鑽屑瓦斯解吸指標之一。綜合反映煤層瓦斯含量及卸壓初期瓦斯解吸速度的大小,用特定儀器測定鑽屑試樣在卸壓初期一段時間(5min)瓦斯解吸曲線的斜率表示,單位為ml/g·min1/2。
原理:在井下,不對煤樣進行人為脫氣和充氣情況下,利用煤鑽屑中殘存瓦斯壓力(瓦斯含量),向一密閉的空間釋放(解吸)瓦斯,測定瓦斯初期釋放(解吸)速度的快慢進行突出危險性預測的方法。
●鑽屑瓦斯解吸指標
2、△h2定義:
鑽屑瓦斯解吸指標△h2 gas description index(△h2)of drill cuttings
預測煤層突出危險性的鑽屑瓦斯解吸指標之一。綜合反映煤層的瓦斯含量及卸壓初期瓦斯解吸速度的大小,用特定儀器測定鑽屑試樣在卸壓初期一段時間(2min)瓦斯解吸而產生的壓力差表示,單位為Pa。
原理:在井下,不對煤樣進行人為脫氣和充氣情況下,利用煤鑽屑中殘存瓦斯壓力(瓦斯含量),向一密閉的空間釋放(解吸)瓦斯,用該空間體積和壓力(以水柱壓差表示)變化來表征煤樣解吸出的瓦斯量。
●鑽屑瓦斯解吸指標
★突出預測的基礎
大量實驗證實:突出危險煤與非突出危險煤的瓦斯解吸特征不同,突出煤具有較大可解吸瓦斯量,具有較快的解吸速度。
反映出瓦斯壓力、可解吸量、瓦斯放散能力、破壞程度等的差別,也即反映出突出危險性大小。
● 鑽孔瓦斯湧出初速度及其衰減指標
★ 指標概念:q , Cq
★ 鑽孔瓦斯湧出速度及其衰減規律(見下圖)
★ 與突出危險性關係:
q及Cq指標綜合反映了瓦斯壓力、應力狀態、透氣性和瓦斯放散能力。 q 越大、 Cq越小突出危險性越大;
● 鑽粉量指標
★指標概念及表示形式:Kg/m, L/m
★與突出危險性關係
鑽粉量S綜合反映地應力、瓦斯和煤質三因素,但影響最大的是地應力,在以地應力為主導突出的礦井較多應用。
一般S比正常排粉量大3~4倍時認為有危險。
《細則》推薦的臨界值為: 6kg/m ;
●綜合指標
★ 指標公式:
R=(Smax-1.8)(qmax-4)
★與突出危險性關係
綜合反映了瓦斯、應力、煤的力學性質等參數, R越大突出危險性越大, R≤0時,用單項指標判斷
★測定方法
見鑽粉量和初速度測定方法
★ 注意事項
鑽孔布置必須在軟分層且參數合理、鑽粉全接、現象記錄、控製打鑽、測量長度(1m)控製等
●瓦斯湧出動態指標
★幾種指標形式
● 放炮後30(60)min內噸煤瓦斯湧出量V30、V60
● 放炮瓦斯濃度峰值與炮前正常瓦斯濃度的比值B
● 瓦斯湧出變動係數KV
● 兩次放炮瓦斯湧出量峰值差|∆q|
● 除了放炮的其它作業瓦斯湧出量增減幅度|∆Q|
一些參考指標及其臨界值
指 標 V30 KV B |∆q| |∆Q|
m3/t m3/min m3/min
參考臨界值 9 0.7 5 0.4 0.21
● 其它預測指標簡介
★電磁輻射
煤岩受力發生變形、位移和微破壞過程中,一些原子的外層電子獲得高的動能而逃逸出來,隨著破壞的發展,外逸的電子不斷增多,裂隙麵不斷獲得靜電荷分布,達到一定值時便發生電磁輻射現象。電磁輻射強度可用於預測突出。
★聲發射
煤岩受力發生變形、位移和微破壞過程中,會發射出應力波,利用對該應力波的測定可以預測突出。AE事件數、能量等指標可以作為預測指標。
★煤體溫度大量實驗證實:突出煤具有較大可解吸瓦斯量,具有較快的解吸速度。煤體內瓦斯解吸是一個吸熱過程,解吸量越大,環境溫度下降越大。可作為預測參考指標。
■ 工作麵突出危險性預報
★單一指標測定值大於等於其臨界值時判定為有突出危險性
★存在以下幾種情況之一時可直接判定為有突出危險:
● 處於地質構造帶
● 煤層賦存條件急劇變化區
● 處於應力疊加區
● 打鑽時出現噴孔、頂鑽等動力現象
● 有明顯突出預兆
★多指標預測時,隻要一項指標超標就判定有突出危險
★ 敏感指標及臨界值應根據礦井實際考察確定
預測(檢驗)工作程序
3.2.4 預測技術發展方向
● 區域預測方麵
借助各種物探手段的區域預測方法:
地質動力區劃法(應力計算法等)、三維地震法和 煤層透視法(地質坑透及鑽孔坑透等)結合統計規律預測區域突出危險性;
●非接觸式連續預測
聲發射預測、電磁輻射預測、瓦斯湧出動態等已進行了大量的研究,但要達到實用化程度還需進行不懈的研究。
●突出監測預警
借助礦井安全安全監控係統、計算機技術、信息技術和網絡技術等優勢,通過對多種信息的綜合分析,實現對瓦斯突出危險性動態的、係統的監測、評價和警戒。
●保護層的保護範圍
由走向卸壓角、傾向卸壓角和超前距確定。
♣走向卸壓角:
●保護層的保護範圍
♣傾向卸壓角:
●保護層的保護範圍
♣ 超前距:
保護層超前於被保護層的距離應不小於2倍層間距,並不小於30m。
■開采保護層的注意事項
●不留或少留煤柱;
●被保護層工作麵盡量布置在保護範圍內;
●保護參數要實際考察確定;
●保護層開采過程中,應進行瓦斯抽放等措施,綜合治理保護層的瓦斯湧出,加大被保護層的保護效果。
陽泉上鄰近層卸壓瓦斯抽采係統
地麵鑽孔抽放瓦斯
中國地麵煤層氣開發CBM-方法實例
山西省晉城市 ① 沁水藍焰煤層氣公司鑽煤層氣井450口,運行146口井,日產氣量達到50萬m3; ②沁南煤層氣開發示範工程—潘河項目已完成100口煤層氣井群,抽采能力達70Mm3。
地麵鑽孔抽放瓦斯
未采動區地麵鑽井抽瓦斯
未采動區地麵鑽井工藝流程
鑽井:定向鑽井、排渣、減少煤層損害
測井:測定煤層滲透率、瓦斯壓力含量等
固井:下套管並用水泥固定井壁和套管
完井:射孔、造穴等
壓裂:高壓水攜帶砂石壓裂並支撐煤層
排采:排水采氣,水壓低於氣壓,控製壓差預防
煤層損害
集輸:井群間合理調配壓力,減少相互幹擾,達到井群產氣最大化
未采動區地麵鑽井工藝流程適用條件
平均滲透率≥0.1md的煤層,且煤層總厚度、煤層埋藏深度及煤層氣含量滿足下表要求
防治措施工程實施關鍵環節
3.3.2 局部性防突措施
■石門揭煤防突措施
■煤巷掘進防突措施
3.3.2 局部防突措施
●超前鑽孔
(1)適用於煤層透氣性較好、煤質較硬的突出煤層;
(2)鑽孔直徑應一般為75120mm,地質條件變化劇烈地帶也可采用直徑42mm 的鑽孔。鑽孔間距不得小於0.5m;若鑽孔直徑超過120mm 時,必須采用專門的鑽進設備和製定專門的施工安全措施;
●預抽瓦斯(邊掘邊抽)
●深孔鬆動爆破
(1)深孔鬆動爆破措施,可適用於煤質較硬、突出強度較小的煤層。
(2)深孔鬆動爆破的孔徑為42mm,孔深不得小於8m。深孔鬆動爆破應控製到巷道輪廓線外1.52.0m的範圍。孔數應根據鬆動爆破有效半徑確定。采用深孔鬆動爆破防突措施,在掘進時必須留有不小於5m的超前距;
(3)深孔鬆動爆破的有效影響半徑,應進行實測;
(4)深孔鬆動爆破孔的裝藥長度為孔長減去5.56.0m每個藥卷(特製藥卷)長度為1m,每個藥卷裝入一個雷管。裝藥必須裝到孔底。裝藥後,應裝入不小於0.4m的水炮泥,水炮泥外側還應充填長度不小於2m的封口炮泥;
(5)在裝藥和充填炮泥時,應防止折斷電雷管的腳線;
(6)深孔鬆動爆破後,必須進行措施效果檢驗。如果措施無效,必須采取補救措施;
(7)深孔鬆動爆破時,必須執行撤人、停電、設警戒、遠距離放炮、反向風門等安全措施。
●水力衝孔
對於有自噴(噴孔)能力的突出煤層,利用鑽孔切割和水射流的打擊,破壞煤岩內部應力平衡和瓦斯的不穩定平衡,在人為控製下激發噴孔,隨著煤和瓦斯的大量排出,突出潛能被釋放,從而起到消除一定範圍內突出危險性的作用。
各種防突措施的選擇原則
地麵優於井下;
區域優於局部;
遠距離優於近距離;
鄰近層優於本煤層。
以上是從安全的角度考慮,從以人為本的角度也是必須采取的。在選擇時還有一個原則必須尊重,對生命的尊重、對自己的尊重,即決策者必須把自己作為在該區域長時間工作人員,你能承擔你所做決策的風險嗎?
3.5.1 震動性放炮
石門揭穿突出煤層采用震動放炮時,必須遵守下列規定:
1.工作麵必須有獨立可靠的回風係統,必須保證回風係統中風流暢通,並嚴禁人員通行和作業。在其進風側的巷道中,應設置兩道堅固的反向風門。與該係統相連的風門、密閉、風橋等通風設施必須堅固可靠,防止突出後的瓦斯湧入其他區域;
2.鑿岩爆破參數、放炮地點、反向風門位置、避災路線及停電、撤人、警戒範圍等,必須在設計中明確規定;
3.5.1 震動性放炮
3.放震動炮由礦總工程師統一指揮,並由礦山救護隊在指定地點值班,放炮後至少經30min,由礦山救護隊人員帶機進入工作麵檢查。根據檢查結果,確定采取的恢複送電、通風及排除瓦斯等具體措施;一般要求全區停止工作,觀察24小時,沒有發生突出,方可恢複生產作業。為降低震動放炮時誘發突出的強度,應采用擋欄設施。擋欄可用金屬、矸石或木垛等構成。
4.揭開煤層後,在石門附近30m範圍內掘進煤巷時。必須加強支護,嚴格采取防突措施。
經驗:放炮站最好設在地麵,可在主要進風巷中
3.5.1 震動性放炮
震動放炮要求一次全斷麵揭穿或揭開煤層。如果震動放炮未能按要求揭穿煤層,在掘進剩餘部分時(包括掘進煤層和進入底(頂)板2m範圍內),必須按照震動放炮的安全要求,進行放炮作業。 震動放炮未崩開石門全斷麵的岩柱和煤層時,繼續放炮仍需按照震動性放炮有關規定執行,並需加強支護,設專人檢查瓦斯和觀察突出預兆;在作業中,如發現突出預兆,工作人員應立即撤到安全地點。
煤層特厚或傾角過小不能一次揭開煤層全厚時,在掘進剩餘部分時,必須采用抽放瓦斯、排放鑽孔、水力衝孔等防突措施,並應遵守下列規定:
1.采用抽放瓦斯、排放鑽孔、水力衝孔之前,必須加強巷道及迎麵支護,巷道支架背嚴、背實後,方可進行作業。作業時,必須采取保護工作麵作業人員的安全措施;
2.放震動炮前,對所有鑽孔和在煤體中形成的孔洞都應嚴密封閉孔口,孔內注滿水或以黃泥、砂充實。
3.5.2 反向風門設置
1.反向風門必須設在石門掘進工作麵的進風側,以控製突出時的瓦斯能沿回風道流入回風係統;
2.必須設置兩道牢固可靠的反向風門,風門牆垛可用磚或混凝土砌築,嵌入巷道周邊岩石的深度可根據岩石的性質確定,但不得小於0.2m,牆垛厚度不得小於0.8m。門框和門可采用堅實的木質結構,門框厚度不得小於100mm,風門厚度不得小於50mm。兩道風門之間的距離不得小於4m;
3.放炮時風門必須關閉,對通過內牆垛的風筒,必須設有隔斷裝置。放炮後,礦山救護隊和有關人員進入檢查時,必須把風門打開頂牢;
4.反向風門距工作麵的距離和反向風門的組數,應根據掘進工作麵的通風係統和石門揭穿突出煤層時預計的突出強度確定。
3.5.3 遠距離放炮
采用遠距離放炮時,放炮地點應設在進風側反向風門之外或避難所內,放炮地點距工作麵的距離根據實際情況由礦總工程師確定。放炮員操縱放炮的地點,應配備壓風自救係統或自救器。
遠距離放炮時,回風係統的采掘工作麵及其他有人作業的地點,都必須停電撤人,放炮30min後,方可進入工作麵檢查。
經驗:放炮站必須設在係統穩定可靠的進風流中
3.5.6 隔離式自救器
突出礦井每一入井人員,必須隨身攜帶隔離式(壓縮氧和化學氧)自救器。
關鍵:人人會熟練使用
3.5.6 壓風自救係統 與井下避所 (…………)
3.5.8 監控係統的作用
監控係統不僅可實時監控煤礦井下各作業地點瓦斯濃度等參數的實時變化,而且可以根據預案及時切斷超限區域和可能影響區域的電源,保障這些區域不會因為電氣設備失爆而造成瓦斯爆炸災難。
關鍵:保證係統正常,監控操作人員業務精練,經驗豐富,反應靈敏,判斷準確。
建議
1、從地質勘探開始,高度重視礦井防突工作,建立健全法規標準,使每個環節的防突工作都能自動或被動地做到位;
2、加強防突知識培訓,加大防突技術、管理、專業隊伍建設,提升防突工作者的地位,保證防突工作對人力的需求;
建議
3、修改礦井設計標準規範或製定地區性標準規範,強製突出礦井投資到位;
4、規範突出礦井經營標準,淘汰落後,減少事故源;
5、嚴格現有標準規範落實力度,堵塞突出礦井管理漏洞。
安全準入
設計生產能力30萬噸/年以上(含30萬噸)的煤礦企業,必須建立礦山救護隊;設計生產能力30萬噸/年以下、屬於煤與瓦斯突出的煤礦要與礦山救護隊簽訂救護協議,同時必須建立輔助救護隊,救護隊員不得少於9人,並按規定配備救護裝備和器材 。
——省人民政府關於加強煤礦安全生產工作的決定(黔府發〔2007〕32號)
安全準入
嚴格煤礦安全準入。要將瓦斯治理工程作為煤礦新建項目核準、“三同時”審查的重要內容,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井新建與改擴建項目,瓦斯治理工程不配套的,不得立項建設;禁止新建開采突出煤層規模在30萬噸/年以下的煤礦,正在建設的要采取修改設計、工程補套等措施,達不到標準的依法退出;繼續淘汰關閉瓦斯災害嚴重、不具備治理能力和不具備安全生產條件的煤礦;對存在重大瓦斯隱患而沒有整改的煤礦,不得延期、換發安全生產許可證。
——《安委辦〔2008〕17號》
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