神火集团梁北矿防突治理情况汇报.ppt

河南神火集团梁北煤矿二O一四年七月 三软 单一厚煤层煤与瓦斯突出防治技术 1梁北煤矿概况 2防突治理理念及技术路线 3防突措施实例 4防突工作取得的效果 汇报主要内容 1 梁北煤矿概况 三软 单一厚煤层煤与瓦斯突出防治技术 1 1矿井概况 梁北煤矿位于河南省禹州市城南7km 是河南神火集团于2004年豫西整合的第一对矿井 设计生产能力90万t a 属于煤与瓦斯突出矿井 矿井于1997年8月开工建设 2004年12竣工投产 梁北煤矿区位示意图 1 1矿井概况 梁北煤矿井田东西走向长12km 南北倾向宽4km 面积48km2 地表标高为 325m 105m 地表地形总体上西高东低 主副井口标高 130m 主开采水平标高 550m 矿井采用立井单水平上 下山开拓方式 中央并列与中央分列混合抽出式通风系统 主 副井进风 中央风井和东风井回风 目前 矿井生产采区为11采区 准备接替的采区分别为21采区和32采区 1 1矿井概况 梁北煤矿采掘工程平面示意图 1 2矿井开采条件 梁北煤矿主采二叠纪山西组底部二1煤层 有煤与瓦斯突出危险性 为典型的豫西 三软 煤层 煤尘具有爆炸危险性 具有埋藏深 煤质松软 透气性差 地应力大 地温高等特点 1 煤层走向96 104 厚度0 10 9m 煤厚变异系数为13 6 平均4 2m 倾角8 15 2 井田内煤层埋藏在 290至 800m水平之间 当前 正在回采的11071采面埋深657m 3 煤层瓦斯含量4 91 13 97m3 t 瓦斯压力0 6 3 65MPa 4 煤层普氏硬度系数为0 15 0 25 透气性系数为0 0011 0 0454m2 MPa d 1 5 实测11采区最大主应力18 4 21 8MPa 最大主应力方向为101 109 其水平应力远大于垂直应力 侧压系数为1 82 1 97 1 3矿井历史上瓦斯灾害情况 1 1999年建井期间 在石门揭煤过程中曾先后发生两次煤与瓦斯突出事故 最大突出煤量600t 瓦斯涌出量5万m3 2 2013年矿井瓦斯相对涌出量21 57m3 t 绝对涌出量28 94m3 t 近几年矿井瓦斯及二氧化碳涌出量情况如下 2 防突治理理念及技术路线 三软 单一厚煤层煤与瓦斯突出防治技术 2 1防突治理理念与目标 2 2防突治理工作态度 2 3主要保障措施 2 4防突治理方法沿革与技术路线 2 防突治理理念及技术路线 2 1防突治理理念与目标 防突治理理念 没有治不了的瓦斯 只有不到位的意识 没有治不住的突出 只有不到位的钻孔 没有防不住的超限 只有不到位的措施防突治理目标 突出煤层转化为非突出煤层 高瓦斯工作面转化为低瓦斯工作面 杜绝突出事故 矿井瓦斯 零超限 2 2防突治理工作态度 四真两不怕 四真 真关心 真担心 真用心 真较真 两不怕 不怕费事 不怕投入 2 3主要保障措施 坚定一个信念 煤与瓦斯突出是可防 可治 可控 树立第一的思想 防突工作是各项工作的第一要务 安全生产的第一道工序 监督检查的第一道关卡 坚持 双不 原则 不掘突出头 不采突出面 完善三个系统 完善矿井通风系统 瓦斯抽采系统 监测监控系统 抓好五个落实 落实瓦斯治理措施 落实防突工程量 落实瓦斯抽采量 落实打钻抽放队伍 落实齐抓共管责任 2 4防突治理方法沿革与发展 1 现场方面 2004 2009年 主要采取 卸压槽瓦斯排放孔 巷帮挂耳抽放 局部防突措施 2008年6月开始施工第1条区域措施工程巷 11141机巷底抽巷 2009年开始着手瓦斯抽采利用技术调研与落实工作 同年12月东风井2 500kw瓦斯发电机组并网发电 2010年 2014年底抽巷区域防突措施研究推广应用 并趋于成熟 2 4防突治理方法沿革与发展 2 科研方面 2007 2012年与中煤科工集团重庆研究院合作开展 梁北煤矿二1煤层瓦斯灾害综合治理技术研究 2009年6月学习引进试验了 底抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯 的区域防突方法 2010年5月开始自主研究试验了 水力扩孔防喷增透技术 之后逐步确定了 多种多轮 区域防突技术措施体系 2011年与中国矿业大学合作开展 瓦斯与应力耦合动力灾害预防技术研究 解决了地质变化带与孤岛高应力工作面安全回采难题 2 4防突技术路线 地质先行 区域治理穿层增透 抽采利用查清异常 多轮验证措施到位 达标生产 2 4防突技术路线 地质条件普查分析 三维勘探 优化工程设计指导区域区域钻孔施工 利用区域措施钻孔探明的地质环境条件 采取针对性防突治理措施 地质先行 2 4防突技术路线 从底抽巷向突出煤层施工穿层钻孔 区域增透抽采措施 区域消除突出危险 不掘突出头 不采突出面 区域治理 2 4防突技术路线 区域防突治理工作流程图 2 4防突治理技术路线 梁北煤矿采掘工作面防突技术措施 掘进工作面1 采用 底抽巷穿层钻孔扩孔增透区域措施 顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯 的双轮区域防突措施 2 利用底抽巷向回采巷道施工区域措施 穿层预抽瓦斯钻孔后 及时进行水力扩孔增透预抽煤巷条带瓦斯 3 区域措施检验合格后 进入煤巷顺槽掘进 期间 有针对性的采取补充顺层措施钻孔 2 4防突治理技术路线 梁北煤矿采掘工作面防突技术措施 采煤工作面1 采用 底抽巷穿层钻孔扩孔增透区域措施 工作面顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯 扇形卸压钻孔抽采工作面动压区瓦斯 多轮次综合区域防突措施 2 区域措施效果检验合格后 回采期间沿工作面推进方向每25米进行一次复检验证 煤层赋存条件变化带区沿推进方向每12米 沿倾向间隔30米取样测定残存瓦斯含量 增大回采安全系数 3 防突措施实例 三软 单一厚煤层煤与瓦斯突出防治技术 3 防突措施实例 3 1防突措施实例工作面概况 3 2防突措施实例 3 3防突措施实施具体做法 3 4防突措施落实管理办法 3 1防突措施实例工作面概况 1 11141工作面概况 11141工作面位于11采区第六区段 地面标高 112m 115m 东至11采区上山保护煤柱 西至柿园山正断层 上部为11101未采工作面 下部为东轨道大巷保护煤柱 11141工作面风巷 机巷和切眼均沿二1煤层顶板布置 风 机巷巷道方位为294 风巷走向长1263米 机巷走向长1251米 11141风 机巷采用12 工字钢对棚 锚索支护 净断面积为14 42 棚距0 7m 锚索规格 18 9mm 10m 工作面煤层底板下18 20m层位中布置有一条贯穿整个采面条带的11141工作面底抽巷 相对于机巷内错布置 平距30米 11141工作面煤层赋存比较稳定 地质构造相对简单 煤层倾向175 196 走向85 106 煤层倾角10 12 30 工作面倾斜长138m 埋深590米 煤层平均瓦斯含量为10 03m3 t 瓦斯压力为1 53MPa 坚固性系数f为0 15 0 25 破坏类型为 为突出煤层 3 1防突措施实例工作面概况 11141工作面巷道布置平面示意图 1 11141机巷掘进工作面区域防突措施底抽巷穿层钻孔终孔间排距为6 6m 采用平行孔布置方式 钻孔直径 94mm 控制巷道轮廓线外15m范围 穿层钻孔穿透煤层全厚后 退至见煤点上行水力扩孔 钻孔平均穿煤长度6 3米 单孔平均扩煤量7t 扩孔卸压增透后预抽煤层瓦斯量大增 3 2防突措施实例 3 2防突措施实例 2 11141采煤工作面区域防突措施 采用 底抽巷穿层钻孔扩孔增透 顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯 综合区域防突措施 高地应力高瓦斯区和构造带内辅助采用了采煤工作面动压区 扇形卸压抽采钻孔 防突措施 形成立体网格钻孔预抽全煤厚措施 达到 卸压均衡 抽采充分 的技术要求 3 2防突措施实例 3 2防突措施实例 底抽巷穿层钻孔扩孔增透区域措施平面布置图 3 2防突措施实例 11141工作面顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯沿工作面风巷下帮 机巷上帮施工顺层预抽钻孔 钻孔孔径 94mm 孔间距1 4m 下行孔平均75m 上行孔平均80m 工作面内钻孔重叠至少15m 消除了空白带 3 2防突措施实例 工作面扇形卸压钻孔 强化抽采措施在工作面风 机巷内施工钻场 在钻场内布置扇形卸压钻孔 对动压区及以外煤体进行二次卸压抽采瓦斯 同时利用扇形钻孔取样复检 对于复检指标相对高的区段再次采取底抽巷穿层钻孔二次扩孔进行二次区域措施治理 3 2防突措施实例 采煤工作面前方扇形卸压钻孔施工平面示意图 3 2防突措施实例 采煤工作面前方扇形卸压钻孔施工平面布置局部图 3 2防突措施实例 各类抽采钻孔封孔工方式 穿层钻孔 采用了PD材料注浆封孔方式 封孔区位为3 18米段封孔长度为15米 抽放管规格为 50mm 4m 长度20米 顺层钻孔 采用了聚氨酯封孔方式 封孔区位为7 15米段 封孔长度为8米 抽放管规格为 32mm 3m聚乙烯管 长度18m 目前 穿层钻孔和顺层钻孔封孔正在试验 两堵一注 带压封孔方式 3 2防突措施实例 顺层孔 两堵一注 封孔结构示意图 3 2防突措施实例 上行孔 下行孔 穿层钻孔封孔结构示意图 3 2防突措施实例 3 3防突措施落实管理办法 实践中 梁北矿为了进一步提高开采安全系数 减少采掘工作面风排瓦斯量 避免采掘作业期间瓦斯超限 矿井建立了 5 6 7 区域防突指标体系 5 指沿空掘进煤巷区域预测指标 煤层残余瓦斯含量临界值为5m t 残余瓦斯压力临界值为0 5MPa 6 指采掘工作面顺层区域防突措施效果检验指标 煤层残余瓦斯含量临界值为6m t 残余瓦斯压力临界值为0 6MPa 7 指底抽巷区域防突措施效果检验指标 煤层残余瓦斯含量临界值为7m t 残余瓦斯压力临界值为0 7MPa 高标准建立 5 6 7 区域防突指标体系 3 3防突措施实施具体做法 为确实做到 不掘突出头 不采突出面 梁北矿根据煤层松软 瓦斯压力高 透气性差 瓦斯不易抽采的特点 按优先顺序 实施了 多种区域防突措施并用 多轮大量打钻 综合区域防突措施 虽然这些措施施工周期长 占用人员多 费用高 但矿井不怕投入 不怕费事 坚持防突效果不达标准不罢休 有效消除了突出危险性 高标准建立 5 6 7 区域防突指标体系 3 3防突措施实施具体做法 提高打钻装备水平 增加抽采钻孔深度 一是将前期投用的ZDY1900S型煤矿用全液压坑道钻机全部更换为ZDY4000S型煤矿用全液压坑道钻机 目前 全矿井共有液压钻机80台 每班同时开机台数在35 40台 计划新装备5台新型履带式液压钻机 进一步优化打钻设备 提高打钻效率 3 3防突措施实施具体做法 提高打钻装备水平 增加抽采钻孔深度 3 3防突措施实施具体做法 二是将以前使用的圆钻杆 螺旋钻杆更换为便于排粉的 73mm三棱钻杆 三是改造矿井压风系统 提高了采掘工作面打钻压风风压 风量 风压由原来的使用压力0 45MPa提高至0 65MPa左右 通过以上改进和应用 顺层钻孔 穿层钻孔等单孔孔深及成孔率均明显提高 保证了钻孔打到设计深度 满足了区域防突钻孔施工要求 提高打钻装备水平 增加抽采钻孔深度 3 3防突措施实施具体做法 创新钻孔 防喷 技术 保证水力扩孔施工安全 梁北煤矿在施工穿层水力扩孔期间 钻孔喷孔率达到90 以上 冲击力大 严重影响了钻孔的正常施工 为解决这一问题 我矿自行研制了防喷孔装置 保证了钻孔施工安全 具体由孔口三通 伸缩式连接管 大容积防喷箱 规格为 0 8m 9m 组成 该装备具有防喷超限 防火灭火 防尘和水 煤 瓦斯三相分离抽排处理功能 底抽巷穿层钻孔扩孔施工现场示意图 3 3防突措施实施具体做法 3 4防突措施落实管理办法 严加管理 确保防突效果检验指标真实 可靠 一 区域措施效果检验时 由区队正职或技术员现场跟班取样 通防区安排持证效果检验工现场解吸测定 特殊地点由通风科派人现场跟班监督取样 保证取样真实性 有效性 二 区域效果检验钻孔必须在指定位置施工 指定位置取样 为保证取样点准确无误 施工时 要求效果检验工及现场跟班人员准确标定钻孔参数 记录钻进进度 3 4防突措施落实管理办法 严加管理 确保防突效果检验指标的可靠性 三 为了既快又准地测定有关技术数据 矿井建立了自己的瓦斯实验室 区域措施效果指标的检验 由通风科专业技术人员亲自操作 严格按照检测设备操作规程进行测定 3 4防突措施落实管理办法 严格管理 确保防突效果检验指标的可靠性 四 区域措施完成后 由总工程师组织有关部门和人员进行消突评价 将施工成果与钻孔设计参数进行对比 凡施工钻孔与设计要求不相符的 一律视为废孔 并再次补孔 直至施工钻孔与设计相符之后 再进行区域措施效果检验 检验指标合格的 方可按程序核批认定消突结论 3 4防突措施落实管理办法 严加管理 确保防突效果检验指标的可靠性 五 区域措施效果评价合格后 在采掘过程中 每隔12m进行1次取样复检 加大频次监测前方煤体瓦斯残存含量 及时捕捉异常点 有针对性的指导采取补充措施 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 一 通过加强组织领导抓落实 矿长是矿井防突工作第一责任人 总工程师全面负责防突技术工作 矿井成立了以矿长为组长 总工程师为副组长的 防突工作领导小组 设有专职防突矿长1名 通防副总2名 地测副总1名 通风科 通防区负责防突技术业务考核和现场监督管理工作 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 二 通过加强防突钻孔施工质量抓落实 在防突钻孔施工过程中严格执行干部跟班 多方联合验收和 三确认一抽检 钻孔参数管理制度 验收时采取 专人旁站监督 逐台逐根喊话验尺 等验收方式 对于防突措施工程弄虚作假者一律重罚 严惩 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 三 通过加强对瓦斯异常期的管理抓落实 坚持瓦斯异常报告 跟踪分析制度 重点做好采掘工作面条件变化与异常时期的瓦斯防治与管理工作 制定了 风流瓦斯浓度0 5 报警 0 7 断电 0 8 超限 和 采掘工作面风流瓦斯浓度达到0 45 立即停止采掘作业 的瓦斯预警管理制度 做到超前防范 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 四 通过加大奖罚力度抓落实 为保证底抽巷工程和钻孔施工计划的顺利完成 实行旬通报 月考核分析制度 按月度 季度 年度分阶段进行重奖重罚 五 通过提高有关区队真抓实干积极性抓落实 在区域措施工程施工中 为了提高巷道单进水平和鼓励钻机手 多打钻 打长孔 结合施工特点实行 等级队和优秀钻手 钻探能手 评比活动 对达到指标的先进区队和个人进行表彰和工资加价奖励 3 4防突措施落实管理办法 狠抓落实 保证各项防突措施落实到位 月度优秀钻手 钻探能手评定嘉奖通报 3 4防突措施落实管理办法 其它措施落实保证机制 一 实现矿井采掘区队正职 技术员和机关科室副科以上人员防突跟班制度 区队正职每月防突措施施工跟班不少于8个 区队技术员每月防突跟班不少于10个 机关科室正科级防突跟班每月不少于3个 通风科 通防区正职不少于5个 机关副科级防突跟班每月不少于6个 3 4防突措施落实管理办法 二 由通风科组织瓦斯日分析 周剖析 月总结专题会 对瓦斯情况进行跟踪管理 重点做好变化与异常分析 修订或补充措施进行防范与治理 每月28日由矿长 总工程师组织召开防突专题会议 研究 布置防突工作 进行危险源辨识 明确管理重点 解决防突管理中存在的问题 其它措施落实保证机制 3 4防突措施落实管理办法 三 严格执行 五项管理 和 五必严禁 工作制度 五项管理 防突措施施工区队正职或技术员现场跟班 防突措施和效果检验联合签字确认验收 防突措施和效果检验超前距足够 瓦斯异常信息汇报分析 重点