神火集團梁北礦防突治理情況匯報.ppt

河南神火集團梁北煤礦二O一四年七月,“三軟”單一厚煤層煤與瓦斯突出防治技術(shù),1梁北煤礦概況2防突治理理念及技術(shù)路線3防突措施實例4防突工作取得的效果,匯報主要內(nèi)容,1,梁北煤礦概況,“三軟”單一厚煤層煤與瓦斯突出防治技術(shù),1.1礦井概況,梁北煤礦位于河南省禹州市城南7km，是河南神火集團于2004年豫西整合的第一對礦井，設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t/a，屬于煤與瓦斯突出礦井。礦井于1997年8月開工建設(shè)，2004年12竣工投產(chǎn)。,梁北煤礦區(qū)位示意圖,1.1礦井概況,梁北煤礦井田東西走向長12km，南北傾向?qū)?km，面積48km2，地表標高為+325m+105m，地表地形總體上西高東低，主副井口標高+130m，主開采水平標高-550m。礦井采用立井單水平上、下山開拓方式，中央并列與中央分列混合抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。主、副井進風(fēng)，中央風(fēng)井和東風(fēng)井回風(fēng)。目前，礦井生產(chǎn)采區(qū)為11采區(qū)，準備接替的采區(qū)分別為21采區(qū)和32采區(qū)。,1.1礦井概況,梁北煤礦采掘工程平面示意圖,1.2礦井開采條件,梁北煤礦主采二疊紀山西組底部二1煤層，有煤與瓦斯突出危險性，為典型的豫西“三軟”煤層，煤塵具有爆炸危險性，具有埋藏深、煤質(zhì)松軟、透氣性差、地應(yīng)力大、地溫高等特點。1、煤層走向96-104，厚度0-10.9m，煤厚變異系數(shù)為13.6%，平均4.2m，傾角8-15；2、井田內(nèi)煤層埋藏在-290至-800m水平之間。當前,正在回采的11071采面埋深657m；3、煤層瓦斯含量4.91-13.97m3/t，瓦斯壓力0.6-3.65MPa；4、煤層普氏硬度系數(shù)為0.15-0.25，透氣性系數(shù)為0.0011-0.0454m2（MPad）-1；5、實測11采區(qū)最大主應(yīng)力18.421.8MPa，最大主應(yīng)力方向為101109，其水平應(yīng)力遠大于垂直應(yīng)力，側(cè)壓系數(shù)為1.821.97。,1.3礦井歷史上瓦斯災(zāi)害情況,1、1999年建井期間，在石門揭煤過程中曾先后發(fā)生兩次煤與瓦斯突出事故，最大突出煤量600t，瓦斯涌出量5萬m3。2、2013年礦井瓦斯相對涌出量21.57m3/t，絕對涌出量28.94m3/t。近幾年礦井瓦斯及二氧化碳涌出量情況如下：,2,防突治理理念及技術(shù)路線,“三軟”單一厚煤層煤與瓦斯突出防治技術(shù),2.1防突治理理念與目標2.2防突治理工作態(tài)度2.3主要保障措施2.4防突治理方法沿革與技術(shù)路線,2.防突治理理念及技術(shù)路線,2.1防突治理理念與目標,防突治理理念沒有治不了的瓦斯，只有不到位的意識沒有治不住的突出，只有不到位的鉆孔沒有防不住的超限，只有不到位的措施防突治理目標突出煤層轉(zhuǎn)化為非突出煤層高瓦斯工作面轉(zhuǎn)化為低瓦斯工作面杜絕突出事故礦井瓦斯“零超限”,2.2防突治理工作態(tài)度,“四真兩不怕”四真:真關(guān)心、真擔心、真用心、真較真兩不怕:不怕費事、不怕投入,2.3主要保障措施：,堅定一個信念：煤與瓦斯突出是可防、可治、可控。樹立第一的思想：防突工作是各項工作的第一要務(wù)，安全生產(chǎn)的第一道工序，監(jiān)督檢查的第一道關(guān)卡。堅持“雙不”原則：不掘突出頭、不采突出面完善三個系統(tǒng)：完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯抽采系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。抓好五個落實：落實瓦斯治理措施、落實防突工程量、落實瓦斯抽采量、落實打鉆抽放隊伍、落實齊抓共管責(zé)任。,2.4防突治理方法沿革與發(fā)展,1.現(xiàn)場方面2004-2009年，主要采取“卸壓槽瓦斯排放孔+巷幫掛耳抽放”局部防突措施；2008年6月開始施工第1條區(qū)域措施工程巷11141機巷底抽巷；2009年開始著手瓦斯抽采利用技術(shù)調(diào)研與落實工作，同年12月東風(fēng)井2500kw瓦斯發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電；2010年-2014年底抽巷區(qū)域防突措施研究推廣應(yīng)用，并趨于成熟。,2.4防突治理方法沿革與發(fā)展,2.科研方面20072012年與中煤科工集團重慶研究院合作開展梁北煤礦二1煤層瓦斯災(zāi)害綜合治理技術(shù)研究2009年6月學(xué)習(xí)引進試驗了“底抽巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯”的區(qū)域防突方法2010年5月開始自主研究試驗了“水力擴孔防噴增透技術(shù)”，之后逐步確定了“多種多輪”區(qū)域防突技術(shù)措施體系2011年與中國礦業(yè)大學(xué)合作開展瓦斯與應(yīng)力耦合動力災(zāi)害預(yù)防技術(shù)研究，解決了地質(zhì)變化帶與孤島高應(yīng)力工作面安全回采難題。,2.4防突技術(shù)路線,地質(zhì)先行、區(qū)域治理穿層增透、抽采利用查清異常、多輪驗證措施到位、達標生產(chǎn),2.4防突技術(shù)路線,地質(zhì)條件普查分析,三維勘探,優(yōu)化工程設(shè)計指導(dǎo)區(qū)域區(qū)域鉆孔施工,利用區(qū)域措施鉆孔探明的地質(zhì)環(huán)境條件,采取針對性防突治理措施,地質(zhì)先行,2.4防突技術(shù)路線,從底抽巷向突出煤層施工穿層鉆孔,區(qū)域增透抽采措施,區(qū)域消除突出危險,不掘突出頭、不采突出面,區(qū)域治理,2.4防突技術(shù)路線,區(qū)域防突治理工作流程圖,2.4防突治理技術(shù)路線,梁北煤礦采掘工作面防突技術(shù)措施掘進工作面1、采用“底抽巷穿層鉆孔擴孔增透區(qū)域措施”“順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯”的雙輪區(qū)域防突措施。2、利用底抽巷向回采巷道施工區(qū)域措施：穿層預(yù)抽瓦斯鉆孔后，及時進行水力擴孔增透預(yù)抽煤巷條帶瓦斯。3、區(qū)域措施檢驗合格后，進入煤巷順槽掘進。期間，有針對性的采取補充順層措施鉆孔。,2.4防突治理技術(shù)路線,梁北煤礦采掘工作面防突技術(shù)措施采煤工作面1、采用“底抽巷穿層鉆孔擴孔增透區(qū)域措施工作面順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯扇形卸壓鉆孔抽采工作面動壓區(qū)瓦斯”多輪次綜合區(qū)域防突措施。2、區(qū)域措施效果檢驗合格后，回采期間沿工作面推進方向每25米進行一次復(fù)檢驗證。煤層賦存條件變化帶區(qū)沿推進方向每12米，沿傾向間隔30米取樣測定殘存瓦斯含量，增大回采安全系數(shù)。,3,防突措施實例,“三軟”單一厚煤層煤與瓦斯突出防治技術(shù),3.防突措施實例,3.1防突措施實例工作面概況3.2防突措施實例3.3防突措施實施具體做法3.4防突措施落實管理辦法,3.1防突措施實例工作面概況,1、11141工作面概況11141工作面位于11采區(qū)第六區(qū)段，地面標高+112m+115m，東至11采區(qū)上山保護煤柱，西至柿園山正斷層，上部為11101未采工作面，下部為東軌道大巷保護煤柱。11141工作面風(fēng)巷、機巷和切眼均沿二1煤層頂板布置，風(fēng)、機巷巷道方位為294，風(fēng)巷走向長1263米，機巷走向長1251米。11141風(fēng)、機巷采用12#工字鋼對棚+錨索支護，凈斷面積為14.42，棚距0.7m，錨索規(guī)格18.9mm10m。工作面煤層底板下1820m層位中布置有一條貫穿整個采面條帶的11141工作面底抽巷，相對于機巷內(nèi)錯布置，平距30米。,11141工作面煤層賦存比較穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。煤層傾向175196，走向85106，煤層傾角101230。工作面傾斜長138m，埋深590米，煤層平均瓦斯含量為10.03m3/t，瓦斯壓力為1.53MPa，堅固性系數(shù)f為0.150.25，破壞類型為、，為突出煤層。,3.1防突措施實例工作面概況,11141工作面巷道布置平面示意圖,1、11141機巷掘進工作面區(qū)域防突措施底抽巷穿層鉆孔終孔間排距為66m，采用平行孔布置方式，鉆孔直徑94mm，控制巷道輪廓線外15m范圍。穿層鉆孔穿透煤層全厚后，退至見煤點上行水力擴孔，鉆孔平均穿煤長度6.3米，單孔平均擴煤量7t，擴孔卸壓增透后預(yù)抽煤層瓦斯量大增。,3.2防突措施實例,3.2防突措施實例,2、11141采煤工作面區(qū)域防突措施采用“底抽巷穿層鉆孔擴孔增透順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯”綜合區(qū)域防突措施。高地應(yīng)力高瓦斯區(qū)和構(gòu)造帶內(nèi)輔助采用了采煤工作面動壓區(qū)“扇形卸壓抽采鉆孔”防突措施。形成立體網(wǎng)格鉆孔預(yù)抽全煤厚措施，達到“卸壓均衡、抽采充分”的技術(shù)要求。,3.2防突措施實例,3.2防突措施實例,底抽巷穿層鉆孔擴孔增透區(qū)域措施平面布置圖,3.2防突措施實例,11141工作面順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯沿工作面風(fēng)巷下幫、機巷上幫施工順層預(yù)抽鉆孔，鉆孔孔徑94mm，孔間距1.4m，下行孔平均75m，上行孔平均80m，工作面內(nèi)鉆孔重疊至少15m，消除了空白帶。,3.2防突措施實例,工作面扇形卸壓鉆孔強化抽采措施在工作面風(fēng)、機巷內(nèi)施工鉆場，在鉆場內(nèi)布置扇形卸壓鉆孔，對動壓區(qū)及以外煤體進行二次卸壓抽采瓦斯。同時利用扇形鉆孔取樣復(fù)檢，對于復(fù)檢指標相對高的區(qū)段再次采取底抽巷穿層鉆孔二次擴孔進行二次區(qū)域措施治理。,3.2防突措施實例,采煤工作面前方扇形卸壓鉆孔施工平面示意圖,3.2防突措施實例,采煤工作面前方扇形卸壓鉆孔施工平面布置局部圖,3.2防突措施實例,各類抽采鉆孔封孔工方式穿層鉆孔：采用了PD材料注漿封孔方式，封孔區(qū)位為3-18米段封孔長度為15米，抽放管規(guī)格為50mm4m，長度20米。順層鉆孔：采用了聚氨酯封孔方式，封孔區(qū)位為7-15米段，封孔長度為8米，抽放管規(guī)格為32mm3m聚乙烯管，長度18m。目前，穿層鉆孔和順層鉆孔封孔正在試驗“兩堵一注”帶壓封孔方式。,3.2防突措施實例,順層孔“兩堵一注”封孔結(jié)構(gòu)示意圖,3.2防突措施實例,上行孔,下行孔,穿層鉆孔封孔結(jié)構(gòu)示意圖,3.2防突措施實例,3.3防突措施落實管理辦法,實踐中，梁北礦為了進一步提高開采安全系數(shù)，減少采掘工作面風(fēng)排瓦斯量，避免采掘作業(yè)期間瓦斯超限，礦井建立了“5、6、7”區(qū)域防突指標體系?！?”指沿空掘進煤巷區(qū)域預(yù)測指標：煤層殘余瓦斯含量臨界值為5m/t、殘余瓦斯壓力臨界值為0.5MPa。“6”指采掘工作面順層區(qū)域防突措施效果檢驗指標：煤層殘余瓦斯含量臨界值為6m/t、殘余瓦斯壓力臨界值為0.6MPa?！?”指底抽巷區(qū)域防突措施效果檢驗指標：煤層殘余瓦斯含量臨界值為7m/t、殘余瓦斯壓力臨界值為0.7MPa。,高標準建立“5、6、7”區(qū)域防突指標體系,3.3防突措施實施具體做法,為確實做到“不掘突出頭、不采突出面”，梁北礦根據(jù)煤層松軟、瓦斯壓力高、透氣性差、瓦斯不易抽采的特點，按優(yōu)先順序，實施了“多種區(qū)域防突措施并用、多輪大量打鉆”綜合區(qū)域防突措施。雖然這些措施施工周期長、占用人員多，費用高，但礦井不怕投入、不怕費事，堅持防突效果不達標準不罷休，有效消除了突出危險性。,高標準建立“5、6、7”區(qū)域防突指標體系,3.3防突措施實施具體做法,提高打鉆裝備水平，增加抽采鉆孔深度,一是將前期投用的ZDY1900S型煤礦用全液壓坑道鉆機全部更換為ZDY4000S型煤礦用全液壓坑道鉆機。目前，全礦井共有液壓鉆機80臺，每班同時開機臺數(shù)在3540臺。計劃新裝備5臺新型履帶式液壓鉆機，進一步優(yōu)化打鉆設(shè)備，提高打鉆效率。,3.3防突措施實施具體做法,提高打鉆裝備水平，增加抽采鉆孔深度,3.3防突措施實施具體做法,二是將以前使用的圓鉆桿、螺旋鉆桿更換為便于排粉的73mm三棱鉆桿。三是改造礦井壓風(fēng)系統(tǒng)，提高了采掘工作面打鉆壓風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量，風(fēng)壓由原來的使用壓力0.45MPa提高至0.65MPa左右。通過以上改進和應(yīng)用，順層鉆孔、穿層鉆孔等單孔孔深及成孔率均明顯提高。保證了鉆孔打到設(shè)計深度，滿足了區(qū)域防突鉆孔施工要求,提高打鉆裝備水平，增加抽采鉆孔深度,3.3防突措施實施具體做法,創(chuàng)新鉆孔“防噴”技術(shù)，保證水力擴孔施工安全,梁北煤礦在施工穿層水力擴孔期間，鉆孔噴孔率達到90%以上，沖擊力大，嚴重影響了鉆孔的正常施工，為解決這一問題，我礦自行研制了防噴孔裝置，保證了鉆孔施工安全。具體由孔口三通、伸縮式連接管、大容積防噴箱（規(guī)格為0.8m9m）組成，該裝備具有防噴超限、防火滅火、防塵和水、煤、瓦斯三相分離抽排處理功能。,底抽巷穿層鉆孔擴孔施工現(xiàn)場示意圖,3.3防突措施實施具體做法,3.4防突措施落實管理辦法,嚴加管理，確保防突效果檢驗指標真實、可靠,一、區(qū)域措施效果檢驗時，由區(qū)隊正職或技術(shù)員現(xiàn)場跟班取樣，通防區(qū)安排持證效果檢驗工現(xiàn)場解吸測定，特殊地點由通風(fēng)科派人現(xiàn)場跟班監(jiān)督取樣，保證取樣真實性、有效性。二、區(qū)域效果檢驗鉆孔必須在指定位置施工、指定位置取樣。為保證取樣點準確無誤，施工時，要求效果檢驗工及現(xiàn)場跟班人員準確標定鉆孔參數(shù)，記錄鉆進進度。,3.4防突措施落實管理辦法,嚴加管理，確保防突效果檢驗指標的可靠性,三、為了既快又準地測定有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，礦井建立了自己的瓦斯實驗室。區(qū)域措施效果指標的檢驗，由通風(fēng)科專業(yè)技術(shù)人員親自操作，嚴格按照檢測設(shè)備操作規(guī)程進行測定。,3.4防突措施落實管理辦法,嚴格管理，確保防突效果檢驗指標的可靠性,四、區(qū)域措施完成后，由總工程師組織有關(guān)部門和人員進行消突評價。將施工成果與鉆孔設(shè)計參數(shù)進行對比。凡施工鉆孔與設(shè)計要求不相符的，一律視為廢孔，并再次補孔。直至施工鉆孔與設(shè)計相符之后，再進行區(qū)域措施效果檢驗。檢驗指標合格的，方可按程序核批認定消突結(jié)論。,3.4防突措施落實管理辦法,嚴加管理，確保防突效果檢驗指標的可靠性,五、區(qū)域措施效果評價合格后，在采掘過程中，每隔12m進行1次取樣復(fù)檢，加大頻次監(jiān)測前方煤體瓦斯殘存含量，及時捕捉異常點，有針對性的指導(dǎo)采取補充措施。,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,一、通過加強組織領(lǐng)導(dǎo)抓落實。礦長是礦井防突工作第一責(zé)任人，總工程師全面負責(zé)防突技術(shù)工作，礦井成立了以礦長為組長、總工程師為副組長的“防突工作領(lǐng)導(dǎo)小組”，設(shè)有專職防突礦長1名、通防副總2名、地測副總1名，通風(fēng)科、通防區(qū)負責(zé)防突技術(shù)業(yè)務(wù)考核和現(xiàn)場監(jiān)督管理工作。,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,二、通過加強防突鉆孔施工質(zhì)量抓落實。在防突鉆孔施工過程中嚴格執(zhí)行干部跟班、多方聯(lián)合驗收和“三確認一抽檢”鉆孔參數(shù)管理制度。驗收時采取“專人旁站監(jiān)督”、“逐臺逐根喊話驗尺”等驗收方式。對于防突措施工程弄虛作假者一律重罰、嚴懲。,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,三、通過加強對瓦斯異常期的管理抓落實。堅持瓦斯異常報告、跟蹤分析制度，重點做好采掘工作面條件變化與異常時期的瓦斯防治與管理工作。制定了“風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.5%報警，0.7%斷電，0.8%超限”和“采掘工作面風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_到0.45%立即停止采掘作業(yè)”的瓦斯預(yù)警管理制度，做到超前防范。,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,四、通過加大獎罰力度抓落實。為保證底抽巷工程和鉆孔施工計劃的順利完成，實行旬通報、月考核分析制度，按月度、季度、年度分階段進行重獎重罰。五、通過提高有關(guān)區(qū)隊真抓實干積極性抓落實。在區(qū)域措施工程施工中，為了提高巷道單進水平和鼓勵鉆機手“多打鉆、打長孔”，結(jié)合施工特點實行“等級隊和優(yōu)秀鉆手、鉆探能手”評比活動，對達到指標的先進區(qū)隊和個人進行表彰和工資加價獎勵。,3.4防突措施落實管理辦法,狠抓落實，保證各項防突措施落實到位,月度優(yōu)秀鉆手、鉆探能手評定嘉獎通報,3.4防突措施落實管理辦法,其它措施落實保證機制,一、實現(xiàn)礦井采掘區(qū)隊正職、技術(shù)員和機關(guān)科室副科以上人員防突跟班制度。區(qū)隊正職每月防突措施施工跟班不少于8個，區(qū)隊技術(shù)員每月防突跟班不少于10個。機關(guān)科室正科級防突跟班每月不少于3個，通風(fēng)科、通防區(qū)正職不少于5個，機關(guān)副科級防突跟班每月不少于6個。,3.4防突措施落實管理辦法,二、由通風(fēng)科組織瓦斯日分析、周剖析、月總結(jié)專題會，對瓦斯情況進行跟蹤管理，重點做好變化與異常分析，修訂或補充措施進行防范與治理。每月28日由礦長、總工程師組織召開防突專題會議，研究、布置防突工作，進行危險源辨識，明確管理重點，解決防突管理中存在的問題。,其它措施落實保證機制,3.4防突措施落實管理辦法,三、嚴格執(zhí)行“五項管理”和“五必嚴禁”工作制度五項管理防突措施施工區(qū)隊正職或技術(shù)員現(xiàn)場跟班防突措施和效果檢驗聯(lián)合簽字確認驗收防突措施和效果檢驗超前距足夠瓦斯異常信息匯報分析