工作面上顺槽掘进防突安全技术措施.doc

工作面上顺槽掘进防突安全技术措施一、工程概况B101工作面上顺槽位于-800m水平后一采区，巷道东邻-675回风大巷，北接-650石门，南邻〔-717至-675〕边界回风上山。该巷以西及上方均为未采区。B101工作面上顺槽制定沿B2煤层顶板掘进，方位174°3′，巷道走向平距646.1m，标高-647.3m～-664.3m，倾角0°～15°。依据B2煤层底板等高线图〔三维地震勘探〕及底抽巷内钻孔施工资料，区域内B2煤层主要呈黑色，条痕为棕黑色，玻璃光泽，主要由亮煤组成，夹少量镜煤、暗煤及丝炭透镜体或薄层，质松软，能搓成粉末，强度低，牢固性系数一般小于0.5。煤层结构简单，局部为复杂结构。该掘进区域B2煤层为1/3焦煤，发热量〔Qb，ad〕平均24.25MJ/kg，水分〔Mad〕平均0.94%，灰分(Ad)含量平均17.54%，挥发分〔Vdaf〕平均为24.98%，磷(Pd)含量小于0.0042%，硫分〔St,d〕含量0.44%，真相对密度〔TRD〕1.50，煤层的粘结指数〔GRI〕平均为80。B101上顺槽掘进采纳综掘工艺，锚网索支护，过地质异常带采纳U型钢+锚网索支护。二、瓦斯地质概况1、煤层顶底板状况该掘进区段B2煤层顶板由下向上依次为粉砂岩、细砂岩、中砂岩，厚度分别为0～6.4m、3.0m、18.0m左右。其中粉砂岩，灰黑色，裂隙不发育，较坚硬，层理不显然，含植物根部化石；细砂岩，灰色，层理发育，质坚硬，有较厚泥岩夹层；中砂岩，以浅灰白色为主，灰白色、浅灰绿色次之，矿物成分以石英为主，长石次之，泥钙质胶结，具有斜层理及未充填斜交裂隙。B2煤层直接底板由上至下为泥岩、中砂岩，厚度分别为0～1.0m、16.0m左右。泥岩，灰色，含植物化石。中砂岩，灰色，裂隙不发育，坚硬，成分以长石、石英为主，斜层理，缓波状斜层理，局部发育垂直裂隙，泥质充填。2、地质构造依据B102上下顺槽、-650石门实际揭露、-675回风大巷探煤孔及首采区三维地震勘探报告提供的B2煤层底板等高线图综合分析，猜测该巷自开门位置向前施工至约210.0m处，B2煤会受褶曲影响，煤层走向方向上煤层倾角起伏较大，褶曲影响范围比较大；该处为应力集中区，到时巷道应强化支护；褶曲带可能积聚瓦斯或围岩破碎，给掘进施工带来一定的安全风险。煤层顶板以上1.5m范围内存在滑动构造，滑动层面一定范围内围岩破碎。掘进区域内无岩浆岩侵入。3、煤层瓦斯状况依据B101上顺槽底抽巷钻孔施工期间收集的瓦斯资料，掘进范围内B2煤层瓦斯压力在0.5～0.9MPa，瓦斯含量6.0～8.2m3/t，其中最大值出现在距开门口210m左右处。至2021年7月，第一评价单元经预抽后区域内瓦斯压力降至0.2MPa，瓦斯含量降至4.05m3/t。估计掘进期间巷道内风排瓦斯涌出量0.6～1.0m3/min，回风瓦斯浓度0.1～0.15%。三、区域综合防突措施依据河南理工大学对金黄庄矿井B2煤层特别危险性鉴定结果，B2煤层为特别煤层，此掘进区段按特别危险区管理。巷道采纳穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，钻孔控制到巷道两帮轮廓线外15m范围内的所有煤体，钻孔终孔点按不大于10m×5m间距布置〔巷道轴线方向×巷道轴垂线方向〕。该区域采纳分单元预抽评价，直接测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量进行效果检验。区域效果检验合格后在采用安全防护措施的前提下进行掘进作业。巷道掘进过程中，执行工作面循环猜测〔效检〕，假设猜测〔效检〕指标超标则执行局部综合防突措施。〔一〕区域防突措施B101工作面上顺槽掘进前采纳穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施使待掘区段达到消除特别危险的目的。1、穿层钻孔在B101工作面上顺槽底抽巷〔-675m回风大巷〕内施工，钻孔控制到巷道两帮轮廓线外15m范围内的所有煤体，钻孔终孔点按不大于10m×5m间距布置〔巷道轴线方向×巷道轴垂线方向〕。2、钻孔孔径94mm，执行“打一，封一，合一〞，采纳全程下套管、注水泥浆封孔。下套管时，最里段为3根1吋PVC花管，花管里段加防堵锥头，最外段为2根1吋半PVC实管及1根1吋半铁管，中间段使用1吋PVC实管连接。3、钻孔封孔后及时进行合茬抽采，孔口抽采负压不小于13KPa，并进行了抽采自动计量。〔二〕区域防突措施效果检验及区域验证1、巷道采纳分单元预抽效果评价，B101上顺槽共分为四个计量评价单元，单元瓦斯预抽率≥35%后，进行区域措施效果检验。效果检验点按每30m布置一个，采纳直接测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力的方法进行预抽效果检验。至2021年7月，第一评价单元完成了效果检验工作，共布置4个效果检验点；其他单元效果检验工作正在进行。单元瓦斯预抽率计算如下：单元预抽率(η)＝[单元瓦斯抽采量/单元瓦斯储量]×100％其中：单元瓦斯抽采量为钻孔合茬抽采后累计