学位论文-—王峰煤矿揭煤组织设计.doc
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1、 工 作 面 瓦 斯 检 查 牌 板 地 点 日 期 年 月 日 班 次检查次数 工 作 面 回 风 流检查时间 检查人CH4CO2混合气体CH4CO2混合气体 0 点班第一 次第二 次第三 次 8点班第一 次第二 次第三 次 4点班第一 次第二 次第三 次 韩城矿业公司王峰煤矿 主斜井揭煤施工组织设计 施工地点 : 施工单位 : 单位负责人: 技术负责人: 编 制 人 : 编制日期 : 目 录第一章 工程概况3第二章 煤层位置及瓦斯情况3第三章 井筒揭煤防突措施工艺流程6第四章 远距离放炮24第五章 辅助系统改造和管理29第六章 劳动组织29第七章 安全技术措施31第一章 工程概况一、矿井概
2、况陕西陕煤韩城矿业有限公司王峰煤矿设计生产能力4.00Mt/a,采取斜、立井开拓。工程位于韩城矿区东北端深部,行政区划隶属于陕西省韩城市王峰、枣庄、林源三乡管辖。主斜井井口坐标:X=3950467.000,Y=19458631.893,Z=+470.000(底板),倾角-6,方位角2923433;工程量为3100m(其中,钢筋砼碹支护长度20m;表土及风化松软段钢格栅+网+喷支护长度约40m;锚网喷支护的井筒基岩段2250m)。王峰煤矿主斜井筒净径5.6m,井高4.7m,井口标高+470m。采用锚、网、索喷支护。第一标段3100m。 根据泊江海子矿井风井井筒检查孔钻孔柱状图可知井筒施工将穿过3
3、个煤层,煤层为:黑色,条痕褐黑色,以暗煤为主,亮煤次之,含少量丝炭,及镜煤条带,局部夹镜煤透镜体,弱沥青光泽,性脆,易碎,较软,半暗淡型煤,与下伏岩层明显接触。煤层瓦斯含量较低,属低瓦斯矿井。掘进工作面施工至551.8m处将首先揭露3-1煤,其后将3-1下煤、3-2煤层,根据有关规定,为风井揭煤施工安全生产起见,特制定本措施指导施工。第二章 煤层位置及瓦斯情况1、所揭煤岩层赋存状况依据泊江海子矿风井揭3煤地质说明书,预计3-1煤顶板深度551.8m,煤层厚度为0.7m,3-1下煤顶板深度为563.0m,煤层厚度为0.95m,3-2煤顶板深度569m,煤层厚度0.3m。所揭煤(岩)层为向北西倾斜
4、的单斜构造,倾向N3040 W,地层倾角13,地层产状沿走向及倾向均有一定变化,但变化不大(见表1)。3-1煤顶板为粉砂岩,厚度1.80m,灰色,块状,以石英为主,少为岩、煤屑,泥质胶结,下部含较多植物化石;底板为泥岩,厚度0.5m,深灰黑色,块状,参差状断口,含较多植物化石及煤屑,具有一组滑面,质软。3-1下煤顶板粉砂岩,厚度0.9m,灰色,以石英为主,含少量长石及岩屑,局部有植物茎叶化石及煤屑,泥质胶结,微含水。底板为砂质泥岩,厚度3.05m,灰色,块状,平坦状,参差状断口,夹粉砂条带,上部含少量煤屑及植物化石碎片,较软;3-2煤顶板为粉砂岩,厚度2.0m,灰色,以石英为主,少为长石及岩,
5、煤屑,夹薄层砂质泥岩,泥质胶结,与下伏岩层明显接触。底板为细粒砂岩,厚度3.7m,灰白色,以石英为主,长石次之,含少量岩,煤屑,次圆状,分选较好,泥质胶结,微含水,具微斜层理。风井3-1、3-1下以及3-2煤层层位主要有风井、副井、主井三个检查孔资料,通过测井解释控制,控制程度较高。我单位施工时该矿井按高瓦斯矿井进行管理。附:图1 风井煤系地层柱状图2、构造及水文地质情况本井筒所揭3煤(岩)层区域为一单斜构造,无断层、褶曲等地质构造。依据勘探地质资料,煤层顶部有一弱含水层,井筒掘砌预计涌水量8.0m3/h。3、煤层瓦斯含量据井田地质勘探资料:3-1煤层CH4含量0.000.04 ml/g ,平
6、均0.01 ml/g自燃瓦斯成分0.007.51%,平均3.47%。3-1下煤层CH4含量由于钻孔测定少煤层CH4含量为0ml/g ,自燃瓦斯成分3.47%。根据防治煤与瓦斯突出规定要求,将对风井揭3-1、3-1下煤执行局部综合防突措施,对3-2煤执行接远距离放炮直接揭穿。图1 风井煤系地层柱状图第三章 井筒揭煤防突措施工艺流程我们本着“安全第一、预防为主”的原则,按照矿方提供的揭煤设计,揭煤施工按探煤瓦斯排放放炮揭煤的顺序进行。附:图2揭煤防突措施工艺流程一、揭煤前准备1、成立风井揭煤领导小组组 长: 陈志文副组长: 孙 建 李朝敬 邵长华 孙 斌 成 员:揭煤相关职能部门分管负责人以及工程
7、技术人员 揭煤领导小组成员跟班期间负责风井井筒揭煤期间有关措施的落实、警戒的设置以及对通风、送电、撤人等情况进行监督,处理有关问题。2、揭煤前,由项目经理组织调度站、技术股、机电队、施工队、安调站等一起对揭煤区域的通风系统、机电设备、监控、通信系统等进行一次全面的检查,针对查出的问题,必须指定人员限期解决,否则,不准施工。3、放炮由揭煤小组组长或小组成员统一指挥,响炮前由小组成员检查警戒、撤人、停电等措施执行情况,无误后,方可下达放炮命令。4、各部门责任 1)技术股负责防突设计、措施在现场的落实,以及工程质量的监督管理。负责记录有关揭煤情况的汇报,及时反馈到相关领导、通知揭煤领导小组成员跟班;
8、负责通知远距离放炮时揭煤区域停送电。2)机电队:负责揭煤期间供电系统的安全检查,杜绝失爆失保现象的发生。3)安调站督促各项措施在现场的落实、整改情况。与相关单位共同验收措施钻孔、前探钻孔。负责揭煤期间的统一协调调度,传达揭煤领导小组的指令,即使向揭煤领导小组汇报现场信息以及监控探头的维护、调试,确保断电灵敏可靠。4)地质员负责突出危险性预测,防突资料的收集及瓦斯管理等。负责与安检处共同对地质钻孔进行验收,并收集地质钻孔资料,掌握揭煤距离及构造情况,及时提供地质及测量资料。5、揭煤工序安排 井筒掘进至累深541.8m(即距3-1煤层顶板法距10m)时,施工3个前探钻孔以确定煤(岩)层位,并至少有
9、两个全孔取芯。钻孔深入3-2煤底板不少于0.5m。在井筒掘进至累深546.8m(即距3-1煤层顶板法距5m)时,对3-1煤层进行工作面突出危险性预测:若预测为突出危险工作面,则采取局部综合防突措施;若预测为无突出危险工作面,则采取安全防护措施施工至3-1煤层顶板法距3m位置(井筒深度548.8m)。掘砌至3-1煤层顶板法距3m位置时,采用K1、D值再次对工作面进行验证:若验证无突出危险,执行揭煤远距离爆破安全技术措施。若验证有突出危险,将采取排放措施和水力冲孔措施,确认无突出危险时,方可执行揭煤安全技术措施远距离放炮揭穿3-1煤。在井筒掘至累深558.0m(即距3-1下煤层顶板法距5m)时,对
10、3-1下煤进行工作面突出危险性预测:若预测为突出危险工作面,则采取局部综合防突措施;若预测为无突出危险工作面,则采取安全防护措施施工至3-1下煤层顶板法距3m位置(井筒深度560.0m)。掘至3-1下煤层顶板法距3m位置时,采用K1、D值再次对工作面进行验证:若验证无效,则补充工作面防突措施;若验证仍然有效,则执行远距离放炮揭穿3-1下煤。掘至距3-2煤顶板3m位置时(井筒深度566m),直接采取远距离放炮揭穿该煤层。 图2 揭煤防突措施工艺流程图探明煤层层位与赋存状况(法距10m)工作面预测(法距5m)指标超限指标不超限工作面综合防突措施工作面效果检验指标超限指标不超限采用K1、D值验证(法
11、距3m)指标超限指标不超限执行远距离放炮揭穿煤层二、局部综合防突措施1、探明煤层层位为了探明下方煤层层位,在井筒工作面距3-1煤法距10.0m处(即井深541.8m)施工三个前探钻孔,其中1#、2#为全孔取芯,前探钻孔穿过煤层底板不得小于0.5m。具体参数见下表:图3 风井前探钻孔示意图风井揭3-1煤层前探钻孔参数孔号方位角()倾角()见3-1煤 (m)止3-1煤 (m)1 0 7010.210.92 907010.110.83 2707010.311.0前探钻孔施工过程中地质人员现场跟班,详细记录钻孔开孔位置、见煤深度、止煤深度及孔深,并根据钻孔岩芯资料,分别绘制每个孔的柱状图及预计的煤层岩
12、柱状图、地质剖面图、所揭煤层底板等高线图。2、工作面预测预报在工作面分别掘砌到距3-1、3-1下煤层顶板法距5m(井筒深度分别为546.8m、558m)前,各施工3个预测孔,采用综合指标法(D、K值)和钻屑瓦斯解析指标法K1值进行工作面预测,并取煤样化验3-1煤层的p、f、K、a、b值,计算D、K值,预测卸压煤层的突出危险性。根据预测指标及取煤样化验情况,确定煤层是否具有突出危险:若指标及煤样化验结果均未超标则视为工作面无突出危险,采取安全防护措施施工至距煤层顶板法距3m位置;若法距5m处预测指标或煤样化验有超标的,则必须采取工作面消突措施。钻孔穿透煤层全厚进入煤层底板不小于0.5m。钻探过程
13、中要注意观察是否有顶钻、卡钻、喷煤,喷瓦斯等现象,并做好如下工作:1、钻孔施工时详细记录煤层的准确位置和厚度,推算煤层倾角和倾向,顶底板岩性、地质构造等情况。并做好素描图。2、设技术员和专职安全员观察钻机钻进情况,准确确定煤层实际位置和安全检查。3、探煤前及时检效井下瓦电、风电闭锁系统,确保瓦斯浓度到达0.8井下全部停电。检查入井电气设备完好情况,使之保证完好,不完好的设备必须拆除更换。 4、探煤时瓦检员在井下随时检测瓦斯浓度,确保瓦斯浓度达到1.2%以上时能够及时撤人。5、对煤进行肉眼鉴别。3、工作面防突措施采取工作面施工排放钻孔措施,钻孔终孔间距为2m,并控制到井筒轮廓线外5m以上的煤体。
14、三、防突系统1、通风系统凿井期间,井筒内布置一趟800mm胶质风筒(10m/节),两台FBD-No6.3/218.5KW型对旋风机(其中一台备用,采用双风机、双电源能够自动切换)向工作面进行压入式通风。单台风机风量为296543m3/min,风压为15035073pa,高效风量为425m3/min,井筒最大通风距离按630m,工作面最多按25人计算。1、风量验算1、按人数计算:Q1=1.24N=1.2425=120m3/min式中:Q1掘进工作面实际需要的风量,m3/min。 N掘进工作面同时工作的最多人数,取N=25人。2、按炸药量计算Q2=7.8/t =669.83m3/min。式中:Q2
15、-爆破后工作面所需风量,m3/min。 t-爆破后井筒通风时间,30min A-井筒全断面爆破的炸药量,307.8 S-井筒净横截面积,45.36m2 K-淋水系数,K取0.3 L- 井筒炮烟稀释安区距离,L=300m3、通风机最大风量Qmax=Q21.2=669.831.2=803.8m3/min4、由于采取双风机通风,因此单风机Q单= Qmax/2=803.8/2=401.9m3/min5 单台风机压入式通风风压验算H=RQ2Q高效=41.586.77.08=1972.39Pa式中: H-压入式风机全压,Pa R-胶质风筒风阻,R=RmRzRc=6.56.3+0.38+0.25=41.58
16、Pas2/m3Q2-工作面所需风量,Q2=401.9m3/min=6.7m3/sQ高效-通风机高效风量,Q高效=425m3/min=7.08m3/s由上述计算得知,所选压入式通风系统满足井筒施工用风需要。揭煤期间局扇必须设专职局扇司机看管,且局扇司机必须是电工。5)通风设施及风流路线(见通风系统图)新风:地面局扇风筒迎头乏风:迎头风井井筒地面2、供电系统1) 揭煤区域内主要电气设备揭煤头电气设备:照明综保 信号设备。回风流电气设备:风井地面井口20m范围内非本安型电气设备。2)局扇供电电源:揭煤掘进头设置2台218.5kW局扇(一主一备),局扇电源分别接风电、瓦斯电、闭锁 “三专”线路,局扇开
17、关采用双电源自动切换开关。3)其他供电电源动力电源从变电所供电。 井筒内照明监控信号由集控室信号照明综合供电。 风井井口20m范围内电气设备集控室馈电开关供电。4)电气管理加强电气设备检查维修,揭煤期间使用的电气设备必须台台完好,供电线路绝缘良好,电气保护灵敏可靠。揭煤期间,施工单位每天必须有专职电工对揭煤掘进面电气设备防爆性能进行检查维修,相关单位每天必须有专职电工对回风流电气设备防爆性能进行检查维修,杜绝电气设备失爆、失保。揭煤期间,必须有专职电工对局扇自动切换开关试验一次,挂牌留名,并记录。揭煤期间,机电队每天必须有专职电工对风电闭锁和瓦斯电闭锁试验一次,并记录。揭煤期间,机电队每天负责
18、对井口及井下馈电开关进行漏电试验,并记录。揭煤期间,局扇安排专职局扇司机。严禁带电检修及带电移挪电气设备及电缆。严格停送电制度:检修或移挪电气设备或电缆前,必须切断电源。检查瓦斯,在其周围风流中瓦斯浓度低于0.8%时,用与电源电压相适应的验电笔检验,检验无电后,方可进行导体对地放电,切断电源时开关手把必须闭锁,并挂停电牌。5)揭煤停、送电管理揭煤期间,机电队安排固定熟练电工,熟悉此范围内的供电系统电气设备和停电范围内需停电的电气设备、人员,并负责电气设备停送电。机电队安排固定熟练电工负责 风井变电所内高低压开关柜 停送电。 保供工区安排固定熟练电工负责35KV变电所6KV馈电开关 停送电。电工
19、班长负责风井井口地面20m范围内电气设备停送电。6)安全措施负责停送电单位要派专职电工操作,并熟悉馈电开关性能及供电系统。停送电操作必须听从揭煤领导小组现场负责人指挥,严禁擅自操作。停送电操作后及时向现场负责人及调度所汇报,并悬挂停电牌。停送电要认真核对开关编号,防止误操作。7)揭煤区域供电设计动力电源取自变电所井下专用变电器。局扇电源取自变电所专用 “三专”变压器,容量均为 351KW.动力电源采用 MY325116 电缆,载流量113A,工作面负荷为3KW能满足施工要求。局扇电缆采 MY350125电缆,载流量 175 A,局扇负荷60 KW满足施工要求馈电开关整定计算:局扇过流整定为1.
20、2倍 I=P/(Vcos)= 60(1.7320.380.76)=120A 120A1.2=144A 过流整定为144A附图:风井井筒井下供电系统图3、监测监控系统在距风井井筒工作面小于5m范围内设置甲烷传感器T1;在风井井筒上口向下1015m处设置甲烷传感器T2及CO传感器;T1、T2探头断电开关为:集控室80开关。主要切断220Kw井下照明、井下主副信号、主副翻矸台、内齿轮绞车、主井盖门、地面主副钩信号、地面井口照明等。因井口至绞车房之间的信号电源和井盖门控制按钮及井盖门绞车在井口20m范围之内,一旦断电,会造成工作面人员无法撤离、提升机紧急制动、井盖门打不开等后果,所以在地面增设风动绞车
21、打开井盖门,并在井下及井口信号房与绞车房之间增设本安型信号进行联络,绞车房增设T2探头同步显示预警装置,一旦T2探头接近报警点,迅速起动本安信号。T1、T2断电范围及其断电值如下表: 表5探头报警浓度断电浓度断电范围复电浓度T11.01.5风井井筒内及井口20m范围内全部非本质安全型电气设备电源1.0T20.80.8风井井筒内及井口20m范围内全部非本质安全型电气设备电源0.8四、安全防护措施1、远距离放炮为安全揭穿3-1煤,揭煤期间采取远距离放炮安全防护措施,执行范围为:在风井迎头距3-1煤顶板法距3m至3-2煤底板法距2.0m止全过程。1)放炮基地:风井井口20m范围以外(兼救护基地)。2
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