试验区防突抽放设计

（三）现场管理现场管理是煤矿安全生产的重要环节，再好的制度、措施、方法都要靠现场去落实，如果现场管理出现漏洞或流于形式，则难以控制事故的发生。1、加强防突措施的施工管理在突出矿井中，有些突出是采取了防突措施后发生的，究其原因，大部分是未按措施要求或执行措施打折扣或弄虚作假造成的，因此必须加强施工管理，如：（1）加强防突措施人员的职业道德教育和技术技能培训；（2）在有突出危险的掘进和回采工作面进口处显著位置，由防突考察组挂牌告示该工作面采取的防突措施及要点（钻孔数、钻孔深度、开孔位置等），当班预测或效果检验的结果，允许的安全进尺等信息，以便职工监督，避免违章冒险施工。（3）加强钻孔施工过程的安全防护，防止打钻突出伤人事故。钻孔施工严格按照钻机操作规程作业；钻孔施工地点前方一定范围内，必须进行可靠支护和对煤壁进行严密背护；钻孔施工时，人员不能正对钻孔工作，防止瓦斯喷出伤人；加强打钻地点的瓦斯检查，严禁瓦斯超限作业；注意观测瓦斯突出征兆，有异常情况，应及时撤人等。（4）建立防突工程（指预测或效果检验、实施防突措施、施工抽放钻孔等）检查、验收、奖惩制度。钻机施工前，由防突机构派人按设计参数进行现场精确定孔，钻孔施工人员按现场标定参数施工；施工过程中，矿管理人员不定期进行监督检查和抽查，直到发现问题，及时处理；工程完工后，矿总工程师组织有关部门进行现场验收，验收以设计和上级规定标准进行，不合格，需重新施工并对相关责任人进行处罚直至开除出矿。（5）在钻孔施工过程中，若遇地质构造，钻孔打不到设计要求或遇钻孔喷孔、卡钻、顶钻严重时，应立即停止作业，向调度室汇报，听候处理。（6）若因煤层赋存条件变化，钻孔参数需要调整时，现场人员提出后，原设计人员应到施工现场勘测，提出修改设计，报矿总工程师批准后执行。（7）对预抽钻孔未控制的地带和预抽未达到效果的地带，应进行补打钻孔预抽或采掘过程中采取局部防突措施，以达到全面消除突出危险的目的。（8）采掘队严格按照允许进度进行作业，严禁超采超掘。（9）对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。2、加强瓦斯地质工作突出矿井中现场瓦斯地质工作极为重要。采掘工作面开工前，必须附有地质说明书；提前预测预报工作点前方可能出现的地质构造和瓦斯涌出情况；采掘活动过程中，发现煤层赋存、煤结构情况和瓦斯浓度发生变化时，地质人员及时下井进行资料收集和分析，制定并采取相应技术安全措施。所有突出煤层外的掘进巷道（包括钻场等）距离突出煤层的最小法向距离小于10m时（在地质构造破坏带小于20m时），必须边探边掘，确保最小法向距离不小于5m。（1）地质测量部门与防突机构、通风部门共同编制矿井瓦斯地质图，图中标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量等资料，作为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据。（2）地质测量部门在采掘工作面距离未保护区边缘50m前，编制临近未保护区通知单，并报矿技术负责人审批后交有关采掘区（队）。（3）突出煤层顶、底板岩巷掘进时，地质测量部门提前进行地质预测，掌握施工动态和围岩变化情况，及时验证提供的地质资料，并定期通报给煤矿防突机构和采掘区（队）；遇有较大变化时，随时通报。3、加强放炮管理从国内发生突出的情况分析，80%的突出是放炮诱导的，因此放炮管理是防突工作的重要一环。（1）矿井采掘作业规程中，要对爆破参数进行专门设计且编制爆破说明书，对炮眼数量、孔径、孔距、孔深、角度、装药结构、装药量及质量、联线、起爆等加以规定。另对炮前撤人、停电、设岗、炮后撤岗、送电汇报等要有明确规定；（2）要求工作面现场瓦斯员、班组长严密观察瓦斯、煤层及突出预兆，有异常及时停工撤人，向矿调度汇报，听候处理；（3）残炮、瞎炮的处理按《规程》有关规定执行。4、加强突出汇报、调度和报批工作制度管理人员到各自工作地点后，除了观察了解、解决本职工作范围的问题外，还要注意观察记录工作地点的地质、瓦斯情况；作业人员在工作中发现有突出预兆或煤层发生变化时及时向矿调度汇报，必要时应及时撤出人员。突出煤层采掘工作面每班必须设专职瓦斯检查工并随时检查瓦斯；发现有突出预兆时，瓦斯检查工有权停止作业，协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出，并报告矿调度室。在突出煤层中，专职爆破工必须固定在同一工作面工作。矿调度室对重点防突头面要有专门重点调度记录，内容保留这些头面的煤层、地质、瓦斯、放炮情况、采掘进度、防突措施内容、测试指标、汇报和领导批示等。矿总工程师对防突措施、防突报告单、异常情况的处理，应坚持“一支笔”审批。在有突出危险的掘进和回采工作面进口处显著位置，由防突部门挂牌告示该工作面采取的防突措施及要点（钻孔数、钻孔深度、开孔位置等），当班预测或效果检验的结果，允许的安全进尺等信息，以便职工监督，避免违章冒险施工。5、加强防突日常技术管理工作，防患于未然（1）加强矿井通风瓦斯管理，防止瓦斯超限作业和局部瓦斯积聚=1\*GB2⑴凡是有煤与瓦斯突出危险的采掘工作面应保持独立的回风系统，采掘工作面的乏风流必须直接引入采区集中回风巷。如出现两个及其以上采掘工作面回风合流后再进入总风的情况时，应尽量将其分开独立回入总风，并尽可能缩短合流后的回风路线的长度；与回风相连的风门、密闭、风桥、隔风墙等通风设施必须牢固可靠，进回风之间不得留有孔洞，以防突出后瓦斯涌入其他区域。严禁采用不合理的通风方式。矿井必须设置矿井总回风巷、各采区专用回风巷，专用回风巷内只能用于回风。不得用于运输、行人、安设电气设备。巷道掘进坚持每掘必穿，尽量不留盲巷，以免造成瓦斯积聚，留下安全隐患。矿井巷道的风速和瓦斯浓度严格按照《规程》有关规定执行。=2\*GB2⑵回风系统必须畅通，回风断面不得小于《规程》等文件规定要求；加强回风巷的检查和维护，矿井主要管理人员每周不得少于两次进入检查，发现问题及时处理。放炮时工作面回风系统（掘进工作面第一合流点以外的回风流中）不得有矿车或杂物等堆积，以免阻塞通风断面。=3\*GB2⑶掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在放炮时不得有人；=4\*GB2⑷在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m；墙垛厚度不得小于0.8m。在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。=5\*GB2⑸井巷揭穿突出煤层前，具有独立的、可靠的通风系统；=6\*GB2⑹突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷；=7\*GB2⑺在突出煤层中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风；=8\*GB2⑻煤（岩）与瓦斯突出煤层采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器；=9\*GB2⑼突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准；=10\*GB2⑽严禁在井下安设辅助通风机；=11\*GB2⑾突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。=12\*GB2⑿掘进工作面风筒孔的回风侧必须设置逆止门，要求逆止门能全部掩盖风筒孔洞，且超过风筒孔周边不低于20mm，逆止门用厚度不小于20mm的木板加厚度不低于2mm的铁板用铁钉牢固联接而成，然后用铰链与风门墙体连接牢固；=13\*GB2⒀掘进工作面局扇前的正向风门每道都必须在进风侧加横杠（抵门杠），每次放炮前将风门关闭并用横杠抵牢。横杠用直径不小于200mm的木料或工字钢，其两端支点必须牢固；=14\*GB2⒁局部通风机应安设三专两闭锁，安设位置距第一合流点必须大于10m，且不得拉循环风；风筒连接牢固，吊挂平直，确保工作面有效风量达到作业规程设计要求。局部通风机的使用、维护、管理应有专人负责，不得随意停开，并保持常开状态。必须使用“抗静电、阻燃”风筒。风筒出口距迎头不得大于5m；=15\*GB2⒂矿井巷道贯通和排放瓦斯必须有安全技术措施，图文并茂；=16\*GB2⒃坚持湿式作业，防止粉尘飞扬；矿井下煤点、转载点、装载点必须安设防尘喷雾装置，定期清洗（扫）巷道粉尘，防止粉尘堆积；=17\*GB2⒄井下巷道按有关规定安设足够数量的隔爆水袋，定期加水，并按质量标准化要求设置、维护。（2）采掘工作面地质测量工作根据统计资料，大部分突出发生在地质构造处和构造影响范围。因此矿井地质人员要对构造具有超前预见能力，做到有疑必探。当采掘工作面预计距构造50m以前，必须实施钻探措施，探明地质构造和煤层的赋存状态，防止误穿突出煤层。若工作面要穿越构造带，则必须按石门揭穿突出煤层的具体要求采取综合防突技术措施揭煤。巷道掘进期间，要经常搜集瓦斯地质资料，绘制地质图件；工作面回采前要提供该面地质说明书，为工作面回采提供地质保障。（3）电气设备的管理与定期检查井下所有电气设备必须有专人负责检查、维护、检修和调校，并有记录可查。每周应对使用中的防爆电气设备的防爆性能检查不少于2次，杜绝电气失爆。电气设备下井之前，必须进行防爆检查。（4）加强井巷支护，防止因垮落引发突出矿井必须加强巷道的支护和背护，防止空帮空顶；采煤工作面要采用支撑力强的支护方式，控顶面积不能过大，否则，容易造成工作面应力集中；严禁任何两个采掘工作面之间相向作业。严防因垮冒诱发煤与瓦斯突出和采掘应力集中引起突出事故。（5）加强爆破工作管理矿井必须制定严格的放炮管理措施和组织安全技术措施，报矿总工程师审批后，认真贯彻执行，防止放炮事故的发生。（6）及时处理好突出孔洞突出的煤必须及时清理，以防自燃引起瓦斯爆炸。清理突出的煤炭时，应当制定防煤尘、防片帮、防冒顶、防瓦斯超限、防火源的安全技术措施。突出孔洞应当及时充填、封闭严实或者进行支护；当恢复采掘作业时，应当在其附近30m范围内加强支护。（7）采取安全防护措施突出煤层的任何区域的任何工作面进行揭煤和采掘作业前，必须采取安全防护措施。突出矿井的入井人员必须随身携带隔离式自救器。九、抽放系统根据相关要求，煤巷掘进时，顺层长钻孔控制条带的瓦斯抽采率应达到43%，按照钻孔控制走向范围60m、倾斜宽35m、煤厚1.66m，瓦斯含量13.92m3/t、抽采时间6d计算，瓦斯抽采量平均应为3.2m3/min；顺煤层长钻孔成孔工艺技术工作完成后，需要将施工的钻孔进行立即封孔接抽，钻孔控制范围为走向长度为1500m、倾斜宽90m、煤层厚度1.66、煤层瓦斯含量13.92、抽放时间暂按250d计，计算得到瓦斯抽放量平均值为16.4m3/min；穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯防突技术钻孔控制范围为走向长度为3000（一）瓦斯管径计算根据瓦斯抽采管服务的范围和所负担抽采量的大小，瓦斯抽采管路直径D一般采用下式计算选择：式中：Q——抽采管内混合瓦斯抽采量，m3/min；V——抽采管内气体平均流速，一般为5～15m3D——瓦斯管内径，m。按照大管径流速取大值、小管径流速取小值，管路系统较长者流速取小值、管路系统较短者流速取大值的原则选取经济流速，为安全起见，计算抽采管径的瓦斯流量按最大规模3.2m3/min、抽采瓦斯浓度按30%计算，计算结果见表9.1表9.1抽采管径计算表施工地点管路名称纯瓦斯流量（m3/min）瓦斯浓度（%）混合瓦斯流量（m3/min）气体流速（m/s）管材内径（m）煤巷顺槽抽采管3.23010.6120.13710201机轨巷抽采管8.23027.34120.187底板抽放巷抽采管4.13013.67120.156（二）抽采管材的选择和管径的确定综合考虑安全、运输、安装等情况，抽采管路选用直径为D315聚乙烯瓦斯管。（三）抽采管路阻力损失计算1、直管阻力损失计算直管阻力损失按下式计算：式中：H——阻力损失，Pa；L——直管长度，m；Q——瓦斯流量，m3/h；D——管道内径，cm；K0——系数，查表；Δ——混合瓦斯气体的相对密度，查表。抽采管路阻力损失计算应选择抽采系统服务年限内一条最长的抽采管路进行计算，根据提供的试验区开拓布置，工作面走向最长为1800m，底板抽放巷走向长度1300m，按此抽采管路长度计算管道直管阻力损失，其结果见表9.2。从表中可以看出：抽采管路系统的直管总阻力损失H直总=表9.2抽采管路直管阻力损失计算表管路名称D（cm）L（m）Q（m3/h）K0ΔH（Pa）主管25180022760.710.86611429主管2513008200.710.86610722、局部阻力损失计算管路局部阻力损失按直管阻力损失的10%计算，则抽采管路系统的局部阻力损失为：H局总1＝H直总1×0.10＝11429×0.10＝1143PaH局总2＝H直总2×0.10＝1072×0.10＝107Pa3、总阻力损失计算H总=H直总+H局总1＝11429＋1143＝12572PaH总=H直总+H局总2＝1027＋107＝1134Pa（四）抽采设备选型计算1、瓦斯泵流量计算瓦斯泵流量应能满足抽采瓦斯系统服务年限内最大抽采量的需要。瓦斯泵流量按下式计算：矿井瓦斯泵容量的计算，包括两项内容：一是流量的计算，二是压力的计算。根据计算出来的流量和压力，可选择所需要的瓦斯泵。A、瓦斯泵流量可按式计算：式中：——泵的额定流量，m3/min；——服务期内的最大瓦斯抽采纯量；——泵入口处的瓦斯浓度，30%；——泵的机械效率，取80%；——瓦斯抽采综合系数，=1.2。瓦斯抽采规模为37.94、13.67m3=189.7m3/min=68.35m3/min2、瓦斯泵压力计算瓦斯泵压力，必须能克服抽采管网系统总阻力损失和保证钻孔有足够的负压，以及能满足泵出口正压之需求。瓦斯泵压力按下式计算：式中：H泵——瓦斯泵的压力，Pa；H总——抽采管路总阻力损失，Pa；H孔——抽采管口负压，Pa，取13000Pa；H正——瓦斯泵出口正压，Pa，取3500Pa；K——备用系数，取K=1.15。代入上式计算瓦斯泵的压力为：PaPa工作面顺槽泵入口的绝对压力：88000-33432.8=54568Pa（地面抽采泵站的大气压力为88000Pa）；工作面顺槽泵入口的绝对压力：88000-20279.1=67720Pa（地面抽采泵站的大气压力为88000Pa）。实际取泵入口的绝对压力为70KPa。3、瓦斯抽采泵选型根据上述计算分析，查有关厂家的真空泵曲线，即可确定抽采泵的型号。因目前我国的真空泵曲线都是按工况状态下的流量绘制的，所以还需按下式把标准状态下的抽采流量换算成工况状态下的流量。式中：H泵工——工况状态下的瓦斯泵流量，m3/min；Q泵——标准状态下的瓦斯流量，m3/min；P0——标准大气压力（P0=101325），Pa；P——瓦斯泵入口绝对压力，Pa；T——瓦斯泵入口瓦斯的绝对温度（T=273+t），K；T0——按瓦斯抽采行业标准规定的标准状态绝对温度，（T0=273+20），K；t——瓦斯泵入口瓦斯的温度，℃；取瓦斯泵入口温度t=20℃，则：m3/minm3/min目前，矿井已建立了井下抽采系统及地面永久抽采泵站，并且前期在工作面顺槽已铺设了直径为315mm的抽采管，接入井下六联巷抽采泵站（两台2BE1-303，抽采能力60m3/min）进行抽采，在C2煤层绕道联络巷内还布置一台抽采泵站（两台2BE1-303，抽采能力60m3/min）。设计拟利用现有井下抽采系统，在试验工作面各顺槽及C2煤层胶运铺设DN31