第五章局部综合防突

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第五章 局部综合防突防突规定要求,有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件,制定区域综合防突措施和局部综合防突出措施。局部综合防突措施中的“局部”与区域综合防突措施中的“区域”相对应,其内容包括工作面突出危险的预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验和安全防护措施四项内容,通称为局部“四位一体” 的综合防突措施。在实施过程中,局部“四位一体”综合防突措施所包括的四项内容并非一定要实施,但其中工作面安全防护措施是必须的。第一节 工作面突出危险性预测一、工作面突出危险性预测的主要任务工作面突出危险预测(以下简称工作面预测)是预测工作面煤体的突出危险性,包括石门和立井、斜井揭煤工作面、煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测等。工作面突出危险性预测的对象是采掘工作面。预测工作要随着采掘工作的推进而经常进行,并贯穿回采、掘进和循环当中,其任务主要有以下3点:(1)预先确定工作面附近煤体有无突出危险性,采掘工作是否进入突出危险带,以便采取防突措施。(2)在突出危险带采掘时,对工作面突出危险性进行不断检查,发现突出危险时能及时撤出人员。(3)确定工作面是否通过突出危险带。二、突出危险工作面和无突出危险工作面的综合防突要求防突规定规定,采掘工作面经工作预测后划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。由于工作面突出危险性预测关系到工作人员的人身安全,所以对未进行工作面预测的采掘工作面应视为突出危险工作面,以确保安全。(一)突出危险工作面的综合防突要求(1)突出危险工作面必须采取工作面防突措施,并进行措施效果检验。经检验证实措施有效后,即判定为无突出危险工作面;当措施无效时,仍为突出危险工作面,必须采取补充防突措施,并再次进行措施效果检验,直到措施有效。(2)每次当工作面防突措施施工完成后,应当绘制工作面防突措施竣工图。(3)当工作面预测或措施效果检验为突出危险工作时,必须采取或补充工作面防突措施,直到经措施效果检验为无突出危险工作面。(二)无突出危险工作面的综合防突要求(1)无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和采煤工作面应保留的最小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为:煤巷掘进工作面5m,采煤工作面3m;在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距,但煤巷掘进工作面不小于7m,采煤工作面不小于5m。(2)在经工作面预测或措施效果检验为无突出危险工作面时,可掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作位置,再采取用工作面预测的方法进行最后验证。若经验证仍为无突出危险工作面时,则在采取安全防护措施的条件下采用远距离爆破揭穿煤层;否则,必须采取或补充工作面防突措施。(3)在实施局部综合防突措施的煤巷掘进工作面和采煤工作面,若预测指标为无突出危险,则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时,方可确定为无突出危险工作面,并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业;否则,还要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。三、工作面预测的方法和指标对于各类工作面,除防突规定载明应该或可以采用的工作面预测方法外,其他新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行;要试验前,应当由煤矿企业技术负责人批准。应针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件来试验确定工作面预测的敏感指标和临界值,并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验应由具有突出危险性鉴定资质的单位进行,在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。在主要采用敏感指标进行工作面预测的同时,可以根据实际条件测定一些辅助指标(如瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量动态变化、声发射、电磁辐射、钻屑温度、煤体温度等),采用物探、钻探等手段探测前方地质构造,观察分析工作面揭露的地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象,实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断。工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象主要有以下方面:(1)煤层的构造破坏带,包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等;(2)煤层赋存条件急剧变化;(3)采掘应力叠加;(4)工作面出现喷孔、顶钻等动力现象;(5)工作面出现明显的突出预兆。在突出煤层,当出现上述第(4)、(5)情况时,应判定为突出危险工作面;当有上述第(1)、(2)、(3)情况时,除已经实施了工作面防突措施的以外,应视为突出危险工作面并实施相关措施。四、石门揭煤工作面的突出危险性预测石门揭煤工作面突出危险性预测应当选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标或其他经试验证实效的方法进行。立井、斜井揭煤工作的突出危险性预测按照石门揭煤工作面的各项要求和方法执行。(1)采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,应当由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔测定煤层瓦斯压力。近距离煤层的层间距小于5m或层间岩破碎时,应当测定各煤层的综合瓦斯压力。测压钻孔在每米煤孔采一个煤样测定煤的坚固性系数f,把每个钻孔中坚固性系数最小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度p,则此值及所有钻孔中测定的最小坚固性系数值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系数值。综合指标DK的计算分式为0.0075HD=f-3(p-0.74) (1)pK= f (2)式中D工作面突出危险性的D综合指标; K工作面突出危险性的K综合指标;H煤层深度,m;P煤层瓦斯压力,取各个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值,MPa;p软争层煤的瓦斯放散初速度;f软分层煤的坚固性系数。各煤层石门揭煤工作面突出预测综合指标D、K的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表9-1所列的临界值进行预测。表5-1石门揭煤工作面突出危险性预测综合指标D、K参考临界值综合指标D综合指标K其他煤种无烟煤0.252015当测定的综合指标D、K都小于临界值或者指标K小于临界值且式(1)中两括号内的计算值都为负值时,若未发现他异常情况,该工作面即为无突出危险工作面;否则,判定为突出危险工作面。(2)采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面空出危险性时,由工作面向煤层和适当位置至少打3个钻孔。在钻孔进到煤层时圭,每钻进1m采集一次孔口排出的粒径13mm的煤钻屑,测定瓦斯解吸指标K1或h2值。测定时,应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表9-2中所列的指标临界值预测突出危险性。表5-2钻屑瓦斯解吸指标预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样h2指标临界值/paK1指标临界值/mL(gmin)-1干煤样2000.5湿煤样1600.4如果所有实测的指标值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面为无突出危险工作面;否则,为突出危险工作面。五、煤巷掘进工作面的突出危险性预测预测煤巷掘进工作面的突出危险性可采用的方法有钻屑指标法、复合指标法、R值指标法和其他试验证实有效的方法。(1)采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾煤层至少施工2个直径42m、孔深810m钻孔,测定钻屑瓦斯解吸指标的钻屑量。钻孔应尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻也点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m段的全部钻屑量S,每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或h2值。各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表9-3的临界值确定工作面的突出危险性。表5-3钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标的参考临界值钻屑瓦斯解析指标h2/pa钻屑瓦斯解析指标K1/mL(gmin)-1钻屑量S(kgm-1)(Lm-1)2000.565.4如果实测得到S、K1或h2的所有值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面预测为无突出危险工作面;否则,为突出危险工作面。(2)采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应当向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当尽量在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处,终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为1.0m。各煤层采用复合指法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表9-4的临界值进行预测。表5-4复合指法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值钻孔瓦斯涌出初速度q/(Lmin-1)钻屑量S(kgm-1)(Lm-1)565.4如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面预测为无突出危险工作面;否则,为突出危险工作面。(3)采用R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜层至少施工2个直径42mm、孔深810m的钻孔,测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。钻孔应当可能布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外24m处。钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S,并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。测定钻孔瓦斯涌出初速度时,测量室的长度为1.0m。根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和最大钻孔瓦斯涌出初速度qmax按式(3)计算各孔的R值:R=(Smax1.8)(qmax4) (3)式中:Smax每个钻孔沿孔长的最大钻屑量,L/m;qmax每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度,L/min;判定各煤岐煤巷掘进工作面突出危险性的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按以下指标进行预测:当所有钻孔的R6且东发现其他异常情况时,该工作面可预测为无突出危险工作面;否则,判定为突出危险工作面。六、采煤工作面的突出危险性预测对采煤工作面的突出危险性预测,可参照煤巷掘进工作面预测方法进行。但应沿采煤工作面每隔1015m布置一个预测钻孔,深度510m,除此之外的各项操作等均与煤巷掘进工作面突出危险性预测相同。判定采煤工作面突出危险的各指标临界值根据试验考察确定,在确定前可参照煤巷掘进工作面突出危险性预测的临界值。第二节 工作面防突措施工作面防突措施是针对经工作面预测尚有突出危险的局部煤层实施的防突措施。其有效作用范围一般仅限于当前工作面周围的较小区域。工作面防突措施不同于区域防突措施,它的作用在于使工作面前工作面周围的较小区域。一、石门和立井揭煤工作面防突措施石门揭煤工作面的防突措施包括预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施。立井揭煤工作面可以选用上述措施中除水力冲孔以外的各项措施。金属骨架、煤体固化措施,应当在采用了其他防突措施并检验有效后方可在揭开煤层前实施。斜井揭煤工作面的防突措施应当参考石门揭煤工作面防突措施进行。对所实施的防突措施都必须进行实际考察,得出符合本矿井实际条件的有关参数。根据工作面岩层情况,实施工作面防突措施时要求揭煤工作面与突出煤层间的最小法向距离为:预抽瓦斯、排放钻孔及水力冲孔均为5m,金属骨架、煤体固化措施为2m。当井巷断面较大、岩石破碎程度较高时,还应适当加大距离。(1)石门和立井揭煤工作面采用预抽瓦斯、排放钻孔防突措施时,钻孔直径一般为75120mm。石门揭煤工作面钻孔的控制范围是:石门的两侧和上部轮廓线外至少5m,下部至少3m。立井揭煤工作面钻孔控制范围是:近水平、缓倾斜、倾斜煤层为井筒四周轮廓线外至少5m;急倾斜煤层沿走向两侧及沿倾斜上部轮廓线外至少5m,下部轮廓线外至少3m。钻孔的孔底间距应根据实际考察情况确定。揭煤工作面施工的钻孔应当尽可能穿透煤层全厚。当不能一次打穿煤层全厚时,可分段施工,但第一次实施的钻孔穿煤长度不得小于15m,且进入煤层掘进时,必须至少留有5m的超前距离(掘进到煤层顶或底板时不在此限)。预抽瓦斯和排放钻孔在揭穿煤层之前应当保持自然排放或抽采状态。(2)水力冲孔措施一般适用于打钻时具有自喷(喷煤、喷瓦斯)现象的煤层。石门揭煤工作面采用水力冲孔防突措施时,钻孔应到少控制自揭煤巷道至轮廓线外35m的煤层,冲孔顺序为先冲对角孔后冲边上孔,最后冲中间孔。水压视煤层的软硬程度而定。石门全断面冲出的总煤量(t)数值不得小于煤层厚度(m)乘以20。若有钻孔冲出的煤量较少时,应在该孔周围补孔。(3)石门和立井揭煤工作面金属骨架措施一般在石门上部和两侧或立井周边外0.51.0m范围内布置骨架孔。骨架钻孔应穿过煤层并进入煤层顶(底)板至少0.5m,当钻孔不能一次施工至煤层顶板时,则进入煤层的深度不应小于15m。钻孔间距一般不大于0.3m,对于松软煤层要架两排金属骨架,钻孔间距应小于0.2m。骨架材料可选用8kg/m的钢轨、型钢或直径不小于50mm钢管,其伸出孔外端用金属框架支撑或砌入碹内。插入骨架材料后,应向孔内灌注水泥砂浆等不燃性固化材料。揭开煤层后,严禁拆除金属骨架。(4)石门和立井揭煤工作面煤体固化措施适用于松软煤层,用以增加工作面周围煤体的强度。向煤体注入固化材料的钻孔应施工至煤层顶板0.5m以上,一般钻孔间距不大于0.5m,钻孔位于巷道轮廓线外0.52.0m的范围内,根据需要也可以巷道轮廓线外布置多排环状钻孔。当钻孔不能一次施工至煤层顶板时,则进入煤层的深度不应小于10m。各钻孔应当在孔口封堵牢固后方可向孔内注入固化材料。可以根据注入压力升高的情况或注入量决定是否停止注入。固化操作时,所有人员不得正对孔口。在巷道四周环状固化钻孔外侧的煤体中,预抽或排放瓦斯钻孔自固化作业到完成揭煤前应保持抽采或自然排放状态;否则,应打一定数量的排放瓦斯钻孔。从固化完成到揭煤结束的时间超过5天时,必须重新进行工作面突出危险性预测或措施效果检验。二、煤巷掘进工作面防突措施有突出危险的煤巷掘进工作面应当优先选用超前钻孔(包括超前预抽瓦斯钻孔、超前排放钻孔)防突措施。如果采用松动爆破、水力冲孔、水力疏松或其他工作面防突措施时,必须经试验考察确认防突效果有效后方可使用。前探支架措施应当配合其他措施一起使用。下山掘进时,不得选用水力冲孔、水力疏松措施。煤巷掘进工作面在地质构造破坏带或煤层赋存条件急剧变化处不能按原措施设计要求实施时,必须打钻孔查明煤层赋存条件,然后采用直径为4275mm的钻孔排放瓦斯。若突出煤层煤巷掘进工作面前方遇到落差超过煤层厚度的断层,应按石门揭煤的措施执行。(1)煤巷掘进工作面采用超前钻孔作为工作面防突措施时,应当符合下列要求:巷道两侧轮廓线外钻孔的最小控制范围:近水平、缓倾斜煤层5m,倾斜、急倾斜煤层上帮7m、下帮3m。当煤层厚度大于巷道高度时,在垂直煤层方向上的巷道上部煤层控制范围不小于7m,巷道下部煤层控制范围不小于3m。钻孔在控制范围内应当均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。预抽钻孔或超前排放钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效抽放或排放半径确定。钻孔直径应当根据煤层赋存条件、地质构造和瓦斯情况确定,一般为75120mm的钻孔,其钻孔直径超过120mm时,必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施。煤层赋存状态发生变化时,及时探明情况,再重新确定超前钻孔的参数。钻孔施工前,加强工作面支护,打好迎面支架,背好工作面煤壁。(2)煤巷掘进工作面采用松动爆破防突措施时,应当符合下列要求:松动爆破钻孔的孔径一般为42mm,孔深不得小于8m。松动爆破应至少控制到巷道轮廓线外3m的范围。孔数根据松动爆破的有效影响半径确定。松动爆破的有效影响半径通过实测确定。松动爆破孔的装药长度为孔长减去5.56m。松动爆破按远距离爆破的要求执行。(3)煤巷掘进工作面水力冲孔措施应当符合下列要求:在厚度不超过4m的突出煤层,按扇形布置至少5个孔,在地质构造破坏带或煤层较厚进,适当增加孔数。孔底间距控制在3m左右,孔深通常为2025m,冲孔钻孔前掘进工作面的距离不得小于5m。冲孔孔道沿软分层前进。冲孔前,掘进工作面必须架设迎面支架,并用木板和立柱背紧背牢,对冲孔地点的巷道支架必须检查和加固。冲孔后或暂停冲孔时,退出钻杆,并将导管内的煤冲洗出来,以防止煤、水、瓦斯突然喷出伤人。(4)煤巷掘进工作面水力疏松措施应当符合下列要求:沿工作面间隔一定距离打浅孔,钻孔与工作面推进方向一致,然后利用封孔器封孔,向钻孔内注入高压水。注水参数应根据煤层性质合理选择。如未实测确定,可参考如下参数:钻孔间距4.0m,孔径4250mm,孔长6.010m,封孔24m,注水压力1315MPa,注水时以煤壁已出水或注水压力下降30%后方可停止注水。水力疏松后的允许推进度,一般不宜超过封孔浓度,其孔间距不超过注水有效半径的2倍。单孔注水时间不低于9min。若提前漏水,则在邻近钻孔2.0m左右处补打注水钻孔。(5)前探支架可用于松软煤层的平巷工作面。一般是向工作面前方打钻孔,孔内插入钢管或钢轨,其长度可按两次掘进循环的长度再加0.5m,每掘进一次打一排钻孔,形成两排钻孔交替前进,钻孔间距为0.20.3m。三、采煤工作面防突措施采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔、预抽瓦斯、松动爆破 、注水湿润煤体或其他经试验实有效的防突措施。根据采煤工作面的特点,采煤工作面的防突措施通常可分为两类:一类是直接在采煤工作面内采取的措施,如超前排放钻孔、预抽瓦斯、松动爆破 、注水湿润煤体等,通常沿工作面布置措施钻孔,钻孔一般顺煤层成单排布置,孔间距根据实际情况而定,一般大于1m,钻孔浓度不小于5m,但由于是直接在工作面内实施防突措施,因而措施的控制范围一般较小,效果也较差;另一类是在采煤工作面的平巷中沿煤层采用的防突措施,如排放瓦斯钻孔、预抽瓦斯、长钻孔控制卸压爆破等,其特点是在平巷中沿煤层倾斜方向布置钻孔,可以预先在工作面前方使煤层卸压和排放瓦斯,对采煤工作的影响小、防突范围大、措施效果好,但在突出煤层中打长钻较为困难。(1)预抽瓦斯是在采煤工作面,打若干排(或圈)抽放瓦斯钻孔,然后对抽放钻孔进行封孔,并使钻孔与瓦斯抽放管道系统相连接,借助于机械真空泵所造成的负压,抽取煤层中的瓦斯。超前排放钻孔措施是在工作面前方煤体打一定数量的钻孔,并始终保持钻孔有一定的超前距,使工作面前方煤体卸压,排放瓦斯,达到减弱和防止突出。采煤工作面采用超前排放钻孔和预抽瓦斯作为工作面防突措施时,钻孔直径一般为75120mm,钻孔在控制范围内应当均匀布置,在煤层的软分层中可适当增加钻孔数;超前排放钻孔和预抽钻孔的孔数、孔底间距等应当根据钻孔的有效排放或抽放半径确定。(2)采煤工作面的松动爆破防突措施适用于煤质较硬、围岩稳定性较好的煤层。松动爆破孔间距根据实际情况确定,一般为23m,孔深不小于5m,水炮泥封孔长度不得小于1m。应当适当控制装药量,以免孔口煤壁垮塌。松动爆破时,应当按远距离爆破的要求执行。起爆采用串并联方式。为了防止拒爆或装药达不到设计位置,钻孔必须打直,孔壁要光滑,还应用竹片或其他不燃物质,将火药捆接成1m长的特殊药包,以利装药。为了提高深孔松动爆破的防突效果,还可以在爆破孔的两侧和中间打一些不装药的排放钻孔,以扩大爆破的自由面和增加瓦斯排放通道。(3)采煤工作面浅孔注水湿润煤体措施可用于煤质较硬的突出煤层。注水孔间距根据实际情况确定,孔深不小于4m,向煤体注水压力不得低于8MPa,煤层的单位注水量应不小于0.020.04m3/t。当发现水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时,即可停止注水。在长壁采煤工作面中,煤层注水钻孔垂直于工作面布置。上、上循环的钻孔应错开,即下循环的注水钻孔要打在上循环两个注水钻孔之间。缓倾斜煤层采煤机的机窝处,钻孔要打在距隅角1m处,并向煤体方向倾斜5 7,钻孔数仍按其有效影响半径布置。急倾斜煤层的倒台阶采煤工作面,在台阶的隅角1m处布置一个钻孔,其余钻孔按有效影响半径布置,台阶隅角1m处的钻孔与煤层走向呈5 7的仰角。煤层具有多分层时,注水钻孔应打在最硬的分层中;若岩石将煤层分为2个分层时,应在最厚的分层布孔或两层都布置注水钻孔。四、工作面揭煤作业的综合防突措施(1)石门和立井、斜井揭穿突出煤层前,必须准确控制煤层层位,掌握煤层的赋存位置、形态。在揭煤工作面掘进至距离层最小法向距离10m之前,应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)板不小于0.5m的前探取芯钻孔,并详细记录岩芯资料。当需要测定瓦斯压力时,前探钻孔可用作测定钻孔;若二者不能共用时,则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底(顶)板岩石致密性等情况。(2)石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业。揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计,报煤矿企业技术负责人批准。揭煤作业应当由具有相应技术能力的专业队伍施工,并按照下列作业程序进行:探明揭煤工作面和煤层的相对位置;在与煤层保持适当距离的位置进行工作面预测(或区域验证);工作面预测(或区域验证)有突出危险时,采取工作面防突措施;实施工作面措施效果检验;掘进至远距离爆破揭穿煤层前的工作面位置,采用工作面预测或措施效果检验的方法进行最后验证;采取安全防护措施并用远距离爆破揭开或穿过煤层;在岩石巷道与煤层连接处加强支护。(3)石门和立井、斜井揭煤工作面的突出危险性预测必须在距突出煤层最小法向距离5m(地质构造复杂、岩石破碎的区域,应适当加大法向距离)前进行。石门和立井、斜井工作面从掘进至距突出煤层的最小法向距离5m开始,必须采用物探或钻探手段边探边掘,保证工作面到煤层的最小法向距离不小于远距离爆破揭开突出煤层前要求的最小距离。采用远距离爆破揭开突出煤层时,要求石门、斜井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是:急倾斜煤层2m,其他煤层1.5m。要求立井揭煤工作面与煤层间的最小法向距离是:急倾斜煤层1.5m,其他煤层2m。如果岩石松软、破碎,还应适当增加法向距离。(4)在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后,若未能一次揭穿至煤层顶(底)板,则仍应当按照远距离爆破的要求执行,直到完成揭煤作业全过程。(5)当石门或立井、斜井揭穿厚度小于0.3m的突出煤层时,可直接用远距离爆破方式揭穿煤层。五、工作面专项防突设计揭煤作业前应编制揭煤的专项防突设计,并报煤矿企业技术负责人批准。石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计至少应当包括下列主要内容:(1)石门和立井、斜井揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置的基本情况;(2)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;(3)控制突出煤层层位、准确确定安全岩柱厚度的措施,测定煤层瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案;(4)揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标,预测及检验钻孔布置等。(5)工作面防突措施;(6)安全防护措施及组织管理措施;(7)加强过煤层段巷道的支护及其他措施。煤巷掘进和采煤工作面的专项防突设计应当至少包括下列内容:(1)煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域巷道布置的基本情况;(2)建立安全可靠的独立通风系统及加强控制通风风流设施的措施;(3)工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法、指标以及预测、效果检验钻孔布置等。(4)防突措施的选取及施工设计;(5)安全防护措施;(6)组织管理措施。矿井各煤层采用的煤巷掘进工作面和采煤工作面各种局部防突措施的效果和参数等都要经实际考察确定。第三节、工作面措施效果检验一、工作面防突措施效果检验的内容在实施钻孔法防突措施效果检验时,分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置,并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。工作面防突措施效果检验必须包括以下两部分内容:(1)检查所实施的工作面防突措施是否达到了设计要求和满足有关的规章、标准等,并了解、收集工作面及实施措施的相关情况、突出预兆等(包括喷孔、卡钻等),作为措施效果检验报告的内容之一,用于综合分析判断。(2)各检验指标的测定情况及主要数据。在实施钻孔法防突措施效果检验时,为了避开措施孔有效范围产生的影响,尽可能使效果检验指标准确,分布在工作面各部位的检验钻孔应布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置,并远离周围各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施钻孔保持等距离。在地质构造复杂地带应根据情况适当增加检验钻孔。二、石门和其他揭煤工作面防突措施效果检验对石门和其他揭煤工作面进行防突措施效果检验时,应当选择防突规定第七十二条所列的钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法,且所有用钻孔方式检验的方法中检验孔数均不得少于5个,分别位于石门的上部、中部、下部和两侧。如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,且未发现其他异常情况,则措施有效;反之,判定为措施无效。三、煤巷掘进工作面防突措施效果检验(1)煤巷掘进工作面执行防突措施后,应当选择如检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下,同时工作面未发现如钻孔喷孔、顶钻等动力现象或突出预兆等异常情况,则措施有效;反之,判定为措施无效。必须重新实施防突措施,并再次进行效果检验,直到措施有效为止。(3)当检验结果措施有效时,若检验孔与防突措施钻孔向巷道掘进方向的投影长度(简称投影孔深)相等,则可在留足防突措施超前距(见防突规定第六十条)并采取安全防护措施的条件下掘进。当检验孔的投影孔深小于防突措施钻孔时,则应当在留足所需的防突措施超前距并同时保留有至少2m检验孔投影孔深超前距的条件下,采取安全防护措施后实施掘进作业。四、采煤工作面防突措施效果检验(1)对采煤工作面防突措施效果的检验应当参照采煤工作面突出危险性预测的方法和指标实施。但应当沿采煤工作面每隔1015m布置一个检验钻孔,深度应当小于或等于防突措施钻孔。(2)如要采煤工作面检验指标均小于指标临界值,且未发现其他异常情况,则措施有效;否则,判定为措施无效。(3)采煤工作面前方的应力集中区一般从工作面前方13m处开始,距工作面13m之内的煤层牌卸压状态,具有阻挡煤与瓦斯突出的作用,为打钻等作业提供了安全屏障。当检验结果措施有效时,若检验孔与防突措施钻孔深度相等,则可在留足防突措施超前距(见防突规定第六十条)并采取安全防护措施的条件下回采。当检验孔的深度小于防突措施钻孔时,则应当在留足所需的离突措施超有距并同时保留有2m检验孔超前距的条件下,采取安全防护措施后实施回采作业。第四节、安全防护措施在执行了突出危险性预测、防治突出措施和措施效果检验后,正常情况下,工作面是安全可靠的。但由于形成突出的因素随机性很大,还有可能由于施工水平、仪器误差、工作人员的知识水平、责任心等一系列因素、发生误判。为此,必须有安全防护措施,以避免意外发生的突出造成人员伤亡。安全防护措施可体现在三个层面:一是尽量减少工作人员在落煤时与工作面的接触时间,主要措施有远距离发爆等;二是突出后工作人员应有的一套完整的生命保证系统,主要有避难所、避难窗、隔离式自救器、压负自救装置和急救袋等;三是突出后防止灾害扩大装置,主要有反向风门、挡栏等。一、采区避难所的设置和使用避难所是供现场工作人员在井下遇到事故无法撤退时用于躲避待救的设施,分为永久避难所和临时避难所两种。永久避难所事先构筑在井底车场附近、采掘工作面附近或发爆地点;临时避难所是利用可利用的独头巷道、硐室临时修建和。临时避难所的设置应机动灵活,修筑方便。如果正确使用,临时避难所往往能发挥很好的救护作用。有突出煤层的采区必须设置采区避难所。避难所的位置应当根据实际情况确定。避难所应当符合下列要求:(1)避难所设置向外开启的隔离门,隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不得低于2m,深度满足扩散通风的要求,长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定,但至少能满足15人避难,且每人使用面积不得少于0.5m2,避难所内支护保持良好,并设有与矿(井)调度室直通电话。(2)避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施,人均供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时,设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴。(3)避难所内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器。二、反向风门的设置和使用(1)反向风门是防止突出时与其逆流进入风道而设置的通风设施。在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风测,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,以隔断突出物流动到进风侧和控制突出时的与其沿回风道进入回风系统。平时人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢,固定于开启状态,否则一旦发生突出,由于突出气流的作用,工作面的作业人员将无法打开反向风门,很难逃生。工作面爆破和无人时,反向风门必须关闭,以防止突出的灾害气体进入进风流。(2)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。(3)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。通过反向风墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等,必须设有逆向隔断装置。(4)人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面爆破和无人时,反向风门必须关闭。三、防护档栏的安设为降低爆破诱发突出的强度,可根据情况的炮掘工作面安设挡栏。在炮掘工作面设立的挡栏,可以用金属、矸石或木垛等构成。金属挡栏一般是由槽钢排列成的方格框架为0.4m,槽钢彼此用卡环固定,使用时在迎工作面的框架上再辅上金属网,然后用木支柱将框架撑成45的斜面。一组挡栏通常由两架组成,间距为68m。可根据预计的突出强度在设计中确定挡栏距工作面的距离。四、远距离爆破安全防护设施(1)井巷揭穿突出煤层和突出煤层的炮掘、炮采工作面必须采取远距离爆破安全防护措施。(2)石门揭煤采用远距离爆破时,必须制定包括爆破地点、避灾路线及停电、撤人和警戒范围等的专项措施。(3)在矿井尚未构成全风压通风的建井初期,在石门揭穿有突出危险煤层的全部作业过程中,与此石门有关的其他工作面必须停止工作。在实施揭穿突出煤层的远距离爆破时,井下全部人员必须撤至地面,井下必须全部断电,立井口附近地面20m范围内或斜井口前方50m、两侧20m范围内严禁有任何火源。(4)煤巷掘进工作面采用远距离爆破时,爆破地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难所内,爆破地点距工作面的距离由矿技术负责人根据曾经发生的最大突出强度等具体情况确定,但不得小于300m;采煤工作面爆破地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定。但不得小于100m。(5)远距离爆破时,回风系统必须停电、撤人。爆破后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定,但不得小于30min。五、工作面避难所或压风自救系统的设置和使用(1)突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。工作面避难所是供采掘工作面现场工作人员在井下遇到事故无法撤退躲避待救的设施;压风自救装置是一种固定在生产场所附近的固定自救装置,它的气源来自生产动力系统压缩空气管路纱统,主要保障现场工作人员遇到事故时供给空气,防止出现窒息事故。应根据具体情况设置其中之一或混合设置,但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。(2)工作面避难所应当设在采掘工作面附近和爆破工操纵爆破的地点。根据具体条件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应当能够满足工作面最多作业人数时的避难要求,其他要求与采区避难所相同。(3)压风自救系统应当达到下列要求:压风自救装置安装在掘进工作面巷道和采煤工作面巷道内的压缩空气管道上。在以下每个地点都应至少设置一组压岁自救装置:距采掘工作面2540m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中,应根据实际情况增加设置。每组压风自救装置应供58人使用,人均压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。复习思考题一、单选题1、无突出危险工作面,在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距,但煤巷掘进工作面不小于( )。A.2m B.5m C.7m2、采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,应由工作面向煤层的适当位置至少打( )个钻孔测定煤层与其压力P。A.3 B.5 C.6二、多选题1、石门揭煤工作面的防突措施包括( )。A.预抽瓦斯B.排放钻孔C.水力冲孔D.金属骨架2、采煤工作面可采用的工作面防突措施有( )。A.超前排放瓦斯B.预抽瓦斯C.松动爆破D.注水湿润煤体三、判断题1、煤巷掘进工作面水力疏松后的允许推进度,一般不定超过封孔深度,其孔间距不超过注水有效半径的两倍。( )2、对预制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。( )3、在煤巷掘进工作面对无突出危险区进行区域验证时,在工作面进入该区域立即连续进行至少1次区域验证。( )4、如果煤巷掘进工作面措施效果检验指标均小于指标临界值,且未发现其他异常情况,则措施有效。( )5、对采煤工作面防突措施效果的检验应当参照掘进工作面突出危险性预测的方法和指标实施。( )四、简答题1、防突规定对远距离爆破的安全有哪些要求?2、简述煤巷掘进工作面防突措施效果检验。
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