煤与瓦斯突出安全防护措施的技术研究

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:修跃红1 蒋军明2
[导读]
        平煤八矿综采五队  河南平顶山  467000
        在煤矿井下突出矿井生产的过程中,揭开煤层或在突出危险煤层进行采掘活动时,除了要采取预测预报,防突措施、效果检验外,还要采取安全防护措施,即“四位一体”的综合防突措施。
        一、震动爆破,
        专指石门揭煤而言,是诱导突出的一种手段。实施震动爆破时应符合以下要求:
        1.要求一次全断面揭穿或揭开煤层。
        (1)对急倾斜煤层和倾斜厚煤层必须一次全断面揭穿煤层
        震动爆破(2)对急倾斜煤层和倾斜中厚、厚煤层一次全断面揭人煤层深度不小于1.3m。(3)对缓倾斜煤层应一次全断面揭开岩柱。(4)如果震动爆破未能按要求揭穿煤层,在掘进剩余部分必须按震动爆破要求爆破作业。震动爆破未崩开石门
        全断面和煤层时,继续爆破仍须按震动爆破有关规定执行,必须加强支护,设专人检查瓦斯及观察突出预兆;在作业中如发现突出预兆,工作人员应立即撤到安全地点。(5)煤层特厚或倾角过小不能一次揭开煤层全厚时,在掘进剩余部分时,应采取抽放瓦斯、排放瓦斯、水力冲孔等防突措施,并遵守下列规定:①采取抽放瓦斯、排放瓦斯、水力冲孔之前必须加强巷道及迎面支护,巷道支架背严背实后,方可进行作业,作业时必须采取保护工作面人员安全的措施。②震动爆破前,对所有钻孔和在煤体中形成的空洞都要严密封闭孔口,孔内注满水或以黄土充实。
        2.震动爆破必须编制措施专门设计,并符合下列要求:
        (1)专门设计必须经矿总工程师批准后,报矿务局备案
        (2)震动爆破炮眼数为正常掘进炮眼数目的2-3倍,或每平方米4-5个确定,槽眼辅助眼为4~8个。
        (3)震动爆破炮眼布置根据断面和岩性确定。一般应遵守以下原则:顶部密度小,
        底部密度大;中间密度小,两侧密度大,岩眼和煤眼交错排列。
        (4)震动爆破的炸药消耗最应按照正常掘进量的1.5-2倍。
        另外打穿煤层的炮眼和岩石应分段装药,并用长0.25m炮泥隔开。
        (5)所有炮眼都在炸药和封泥间隙间装1-2个水炮泥、封泥必须密实地装至孔口
        (6)震动爆破必须采用铜脚线的毫秒雷管,最后一段的延期时间不得超过130ms、
        不得跳段使用。电雷管使用前、必须进行导通试验。电雷管的连接可采用串联、串并联或,但必须保证通过每一电雷管的电流达到引爆电流的2倍。爆破母线必须采用专用电缆并尽可能减少接头,以减少爆破母线电阻。3.石门揭穿煤层震动爆破的相关规定,确定石门揭穿煤层采用震动爆破时,必须遵守下列规定:断开回风系统内所有电气设备电源,并严禁人员通行和作业。在进风侧的巷道中应设两道防爆风门。
        (1)工作面必须有独立回风系统必须保证回风系统畅通无阻,无风量调节门、坚固的反向风门。与该系统相连的风门、密闭、风桥等通风设施必须坚固可靠,防止突出时瓦斯涌人其他区城。
        (2)震动爆破设计中,必须明确规定凿岩爆破参数、爆破地点、反向风门位置、避灾路线及停电、撤人、警界范围等。
        (3)震动爆破由矿总工程师统一指挥,由矿山救护队在指定地点待机。《防治媒与瓦斯突出细则》规定爆破30min后,由救护队员进人工作面检查,根据检查结果确定要不采取恢复送电、通风及排放瓦斯等具体措施。
        二、远距离爆破
        经预测有突出危险的石门工作面,采取防突措施并经效果检验有效后,可采用远距离爆破或震动爆破揭开煤层。
        远距离爆破是指在突出煤层中进行采掘作业时,为保证安全,爆破地点要距采掘工作面较远。远距离爆破与震动爆破的区别在于:震动爆破具有诱导突出的意义;远距离爆破的时间无诱导突出的意义,但能在发生突出时确保人员安全。
        远距离爆破应遵守以下要求:
        (1)爆破地点应设在进风侧的反向风门之外,或避难硐室内,爆破距离由总工程
        师确定。爆破地点应有压风自救系统,爆破员配备自救器。
        (2)远距离爆破时,回风系统的采掘工作面及其他作业地点都必须撤人、停电。爆破30min后,方可进人工作面检在。
        三、反向风门
        反向风门安全保护措施是震动爆破和远距离爆破时必不可少的措施,是为防止突出时逆流进入进风道而设的风门。因此平时反向风门是敞开的,在爆破时关闭。爆破后,矿山救护队和有关人员进人检查时,必须把风门打开顶牢。
        反向风门的设置与构筑必须符合以下要求:
        (1)反向风门必须设在掘进工作面的进风侧,以控制突出时的瓦斯逆流进人进风侧用沙石、混凝土、砖等砌筑。嵌入巷道周边岩石深度可根据岩石性质而定,但不得小于0.2m。
        (2)反向风门每组不少于两道,要求坚固可靠。墙垛厚度不得小于0,8m,
        门框和门可采用坚实术质结构,门框厚度不小于0.1m,门板厚不小于50mm,并加铁皮等材料,两道风门之间距离大于4m。
        (3)爆破时,两道反向风门必须关闭,对通过墙垛的风简必须设隔断装置和防逆风装置,炮破后有关人员进人检查时风门要打开并牢固固定。
        (4)反向风门位置和组数,应根据通风系统和预计突出强度以及巷道围岩性质等因素在设计中明确规定。
        四、挡栏
        挡栏是在发生突出时,为防止破坏或降低破坏程度而设置的,对挡栏的构筑要求如下:(1)可用金属、矸石或木垛等构成。(2)挡栏的构筑可采用多种形式,常用的有金属挡栏、矸石挡栏和木垛挡栏三种,
        金属挡栏是由槽钢排列成方格框架,框架间隔不大于0.4m,槽钢彼此用卡环固定。迎而框架铺上网眼为20mmx20mm的金属网,然后用木支柱将框架撑成45的斜面。矸石堆用大块矸石堆积而成,高度大于2/3巷高。木垛用木料搭建,要坚固、敦实。
        (3)参数要求:挡栏两架为一组,架间距离6-8m。
        五、迎面支架和前探支架
        1,迎面支架,为防止在打钻时,钻孔内的煤,瓦斯喷出伤人、须在钻机和工作面之间架设迎面支架。一般迎面支架用寸板搭起,用牢固立柱支撑,同时加强工作面前支护。迎面支架要用在上山、水平煤巷掘进和水力冲孔时。
        2.前探支架,为防止软煤层、平巷工作面顶板悬煤垮落,要加强顶部支护,此时需打前探支架。前探支架一般是在工作面顶部向前方打钻孔,孔内插人钢轨和钢管,其长度按2倍掘进长度加0.5m计算,每掘进一次打一排钻孔,形成两排钻孔交替前进,孔间距为0.2-0.3m。
        六、压风自救系统及避难所
        《规程》明确规定、井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业时,必须采取避难硐室、压风自救系统等安全防护措施;在突出煤层采掘工作面附近和爆破时人员集中地点必须设置供给压缩空气设施的避难硐室或压风自救系统。其目的就是为了防止突出时涌出的大量瓦斯和喷出的煤粉对人员造成危害
        1.压风自救系统是指空气的各种类型的自救装置、在巷道安设急救袋,在采区巷道和工作面设置自救供风装置等。我国自救系统大多由压风机、管路和压风自救点组成。压风机由井上压风机或井下压风机,压力2~4kg/m3,管路为2寸钢管。压风自救装置供风能力为100L/min。压风自救点主要设置在突出区域内的爆破地点、警戒人员和人员撤离达到地点、进风道有人作业地点及避难所应设压风自救点等。长距离掘进和长距离进回风巷道50m设一个点,每个压风自救点有可供5~8人使用的带阀门的呼吸罩,供每人压缩空气量不少于0.3m3/min。
        参考文献:
        [1]国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程,北京;煤炭工业出版社,2004.
        [2]王省身、矿井灾害防治理论与技术,北京:中国矿业大学出版社,1991.
        [3]运宝珍,等,瓦斯检查工,北京:煤炭工业出版社,1995
        [4]张荣立,何国纬,李锋,等,采矿工程设计手册,北京:煤炭工业出版社
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