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编号：TF-2020-04-03 赵官能源公司 掘进工作面瓦斯治理措施 地 点： 21712运输联络巷 施 工单 位： 通防工区 编 制日 期: 2020年4月 执 行日 期: 2020年4月
一、编制说明 根据《新汶矿业集团有限责任公司关于对赵官能源瓦斯治理方案》文件要求，在掘进迎头施工“一直两斜”探查孔和瓦斯措施孔，为保证施工安全特编制本措施。 二、掘进工作面煤岩层概述 煤7：厚1.0～1.2m，黑色,条痕黑褐色,成分主要为亮煤,镜煤和暗煤,玻璃光泽,阶梯状断口,内生裂隙发育，属半亮型煤，煤种为贫煤，中间夹含黄铁矿结核，容重1.53t/m³。 直接顶泥岩：厚度4～5m，灰黑色,无层理，断口平坦，含凌铁矿结核，硬度系数ｆ=5。 老顶细砂岩：平均厚3～5m，浅灰～灰色,夹线理状及薄层状粉砂岩,断面见叶片化石发育水平,缓波状及波状层理,成分以石英为主,长石次之,含植物化石，钙质胶结，厚层状，裂隙被方解石充填，较坚硬，硬度系数ｆ=6～7。 直接底粉砂岩：平均厚1.2m，深灰色,薄层状，含植物根，下部夹有细砂岩薄层。硬度系数ｆ=4。 老底细粒砂岩：平均厚5m，浅灰色，成分以石英为主,长石次之,含暗色矿物，局部夹有粉砂岩条带及薄层，厚层状，硬度系数ｆ=6～7。 三、瓦斯治理流程 四、钻孔设计 （一）探查孔设计 1.探查孔参数 存在异常时在掘进迎头施工3个（一直两斜）长度60m钻孔，裸孔钻进，斜孔控制巷道轮廓线外5m范围，探查迎头地质构造及瓦斯赋存情况，掘进过程中至少保留10m的探查孔超前距，即掘进50米施工一组探查孔。 表1 21712运输联络巷迎头探查孔设计参数
图1 钻孔主视图 图2 钻孔俯视图 2.选用设备 选用ZQS-100B型潜孔钻机，钻杆直径Φ50㎜，冲击器直径Φ89㎜，钻头直径Φ90㎜。 （二）瓦斯预测 1.实验方法 采用瓦斯含量直接测定法和钻屑法测定法对煤层的瓦斯含量、瓦斯放散初速度△p值(mmHg)等参数进行测定。 2.检测周期 每掘进20m、打钻后、遇地质构造时，对迎头煤层进行取样分析、检测。 3.选用设备 (1)井下：选用ZQS-60/2.4手持式气动钻机施工检测孔，钻杆直径Φ40mm、长度1m，钻头直径Φ42mm，标准煤样筒，井下解吸仪。 (2)井上：实验室DGC参数解吸仪。 4.实验检测孔设计 在掘进工作面迎头煤层中部施工3个检测孔，其中1#钻孔应布置在掘进迎头中部并平行于掘进方向，长度为10m；2#钻孔位于巷道中心线左侧1.5m，与巷道方向左偏15°，长度为10m；3#钻孔位于巷道中心线右侧1.5m，与巷道方向右偏15°，长度为10m。附表2检验孔参数设计表，图3钻孔主视图，图4钻孔俯视图。 表2检验孔参数表
图3 钻孔主视图 图4 钻孔俯视图 5.井上实验分析 瓦斯实验室根据现场实验及室内采样分析得出瓦斯含量、瓦斯放散初速度△p、坚固性系数、K1值、△h2等参数。附表3实验报告单 表3 实验报告单
（三）措施孔设计 1.措施孔参数 当半煤岩巷道瓦斯含量≥8m³/t，在迎头施工措施孔。在掘进迎头煤层中部施工2个孔，在迎头退后1m处两帮各施工钻孔1个，共设计4个钻，钻孔长度设计60m，终孔间距应不大于4m，控制巷道轮廓左右5m。表4 21712运输联络巷瓦斯治理钻孔设计参数，附图5钻孔主视图，图6钻孔俯视图。 表4 21712运输联络巷瓦斯治理措施孔设计参数
图5 钻孔主视图 图6 钻孔俯视图 2.选用设备 选用ZQS-100B型潜孔钻机，钻杆直径Φ50㎜，冲击器直径Φ89㎜，钻头直径Φ90㎜。 3.钻孔验收 钻孔施工完毕后由通防组对负责进行抽查验收。 检查方式：通过现场盯班，验收钻孔中退出的钻杆。 检查标准：钻孔长度与方位、倾角与设计在±1%的偏差以内属于符合标准。 钻孔经验收合格后才可下套管封孔。 4.下套管封孔 利用马丽散、膨胀剂封堵套管里段，套管孔口缠绕麻皮，注浆注入水泥浆，保证封孔长度15m。 5.连孔抽放 （1）抽放泵 采用井上泵进行抽放。 （2）抽采管选择 敷设φ259PE管。 （3）抽放路线 瓦斯抽放线路：钻孔→21712运输联络巷→-415一采运输大巷→-415一采回风巷→一采回风下山→-415东翼回风大巷→地面抽放泵站 6.检测管理 瓦斯泵站内及主管路中通过“四位一体”检测装置实现瓦斯浓度、流量、负压、温度等参数的实时监测。 7.效果验证 通过瓦斯含量测定，当瓦斯含量＜8m³/t时，下达掘进复工通知单，恢复掘进；若无效果，则继续抽采。 五、实验操作安全措施 （一）施工前安全确认 施工前及施工中进行敲帮问顶，并责任到人，及时发现不安全隐患，及时摘除悬矸危岩，确认安全以后，方可进行正常工作。 1.专用工具：采用长度2m的钎子。 2.操作人员：两名。一名为当班安全责任人（机长），一名为经验丰富的老工人。当班机长敲帮问顶，老工人监护。 3.操作程序 （1）敲帮问顶处退路畅通。 （2）敲帮问顶人员站在敲帮问顶地点以外1-1.5m永久支护完整的地点，采用专用工具进行敲帮问顶。监护人员站在敲帮问顶人员侧后方1m处，观察顶板和退路， （3）敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶板后两帮依次进行，敲帮问顶范围内严禁有其它人员进入。 （4）敲帮问顶过程中，顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时，用专用工具顺上方裂隙、层理处，将煤矸撬下。 （二）实验施工 1.实验员在进入掘进迎头前，准备好手持式风钻、煤样筒、井下解吸仪、解析量杯（量程800ml）、秒表、记录单、钎子等工具。 2.施工前确认好手持式气动钻机完好可靠。施工人员逐个连接钻机的管路，确保管子的连接处使用正规的“U”型卡，并插牢固定，在钻机的操控处安装Φ16mm的控风球阀直接掌握供风，使用前进行实运转，保证正常使用。 3.施工人员站位。一人手握钻机、一人托住风管子在钻孔下风口取煤粉。 4.现场取煤样 施工人员用手安装好第一根钻杆，由操作人员打开球阀，供风后开始操作第一根钻杆，然后关闭供风，用专用工具拆卸下钻头连接上第二根钻杆，继续施工，直到施工到第五根钻杆后，开始用煤样罐直接从钻孔处取煤粉，取大约1200g煤粉，取完煤样后迅速关闭煤样罐的阀门。停止打钻退出钻杆，拆卸管子，运出钻机撤到安全地点。 5.现场解析 实验员首先把装满水的解析量杯悬挂到离地1.5米高的位置，用软管与煤样罐连接，保证煤样罐平稳，然后打开煤样罐控制阀门，同时启动秒表计时器，随时查看秒表，每一分钟读一次解析量杯中水位刻度并记录在实验单上，同时记录井下的实际温度、大气压，整个实验过程持续半个小时。 如果解析量杯的水量不足，应读到700ml时关闭煤样罐但秒表正常运行，迅速扒开煤样罐与解析量杯连通的软管，重新装满800ml的水后与煤样罐连通打开截门，记录单按照秒表的实际时间读出的刻度叠加填写。 如果所读的解析数据在650ml时实验员可根据数据值判断瓦斯含量在8m³/t。实验员把数据汇报通防科及相关领导。 6.井上实验室解析 井下解析完毕后立即关闭煤样罐阀门，把煤样罐等实验物品带到井上实验室再进行全面的分析。瓦斯实验室根据现场实验及室内采样分析得出瓦斯含量、瓦斯放散初速度△p、坚固性系数、K1值、△h2等参数。 六、钻探准备措施 1.钻机安装前要检查、整修、加固迎头，防止冒顶掉矸，并清理各种脏杂物，挖好疏水沟。 2.钻机支设： 潜孔钻机支设：清除干净浮煤矸石，整平底板，铺设道木并捣实，一人抬起立柱放在道木中心，第二人立起顶住顶板（顶爪朝上），并扶稳，人工用短钎子紧丝杠，使立柱垂直固定在巷道顶底板之间，并用防倒绳固定在顶板的锚杆上，成“三角”方向固定牢靠。 3.检查机械设备安装质量及安全设备情况，机械传动部分要安装保护罩，调试钻机、检查钻机各传动部分运转正常。 4.经试车合格后，方可开钻。 5.准备好各种材料、配件、各种工具，摆放整齐有序。 6.每班开工前注意事项： （1）每班开钻前，施工人员要穿戴整齐，衣领、衣角、袖口必须扎紧。 （2）迎头及四周顶帮板正常无异常。 （3）迎头瓦斯无异常，浓度不超1%。 （4）钻机各紧固螺丝正常，无松动现场。 （5）水管正常供水，压力正常。 （6）开启运转钻机时，严禁靠近转动部位。 七、钻探施工操作 1.钻孔中的人员站位：施工中操作台要放置到离钻机立柱至少1.5米远的不与钻孔直面的位置，机长与操作人员施工时要尽量在操作台后面，当人员站好位才可施工。 2.开孔打钻：开钻定点时机长打开操作台上的风水球阀，给予少量的供水，操作转动手把，钻头在与岩体的接触面上慢慢转动凿出点的位置，然后操作冲击前进手把继续施工。开孔完成后，要专门敷设铁网固定钻孔周边顶板，固定好顶帮。 3.钻孔钻进：施工中要湿式钻进严禁干打眼。钻孔中，机长要注意钻孔的钻进速度、钻孔的情况，如有塌孔、喷孔现象要放慢钻进速度，冲洗干净钻孔。钻机钻凿时严禁反转，以免钻杆脱扣。正常施工或提钻时，除操作人员外不得靠近孔口，防止孔内喷水、喷矸伤人，变层时，应减速、减压，大水量钻进，防止发生卡钻现象。 4.钻孔埋孔处理：施工中必须经常喷射气水混合物，吹出积存在孔底的岩粉，必要时可提钻冲孔，防止抱钻事故的发生。 5.钻孔施工“两听”、“三看”：钻孔过程中机长不准离开钻机，并做到“两听”、“三看”，即听机器的运转声音，听孔内震动声音；看操作把手震动、给进压力和钻进速度，看压力表及回水情况，看接头情况，发现异常及时停钻处理。处理钻机维修时，必须停钻处理，并且一人监护一人施工，严禁单独作业。 6.安装钻杆：安装的钻杆要完好，丝扣需缠绕3至6圈的麻纰绳，接钻杆时对准丝口。首先把钻杆一头放置到变速箱卡槽内用手拧上几圈，钻杆另一头向右歪斜转动15°，机长打开供风阀门吹出钻杆内的杂物，然后转回钻杆，另一头对好由方叉固定准星卡槽内的钻杆丝头，操作人员轻轻托住钻杆，机长操作转动手把正转，拧紧钻杆，人工担起钻杆抽出档在准星卡槽内的方叉，依次按照要求安装钻杆。 7.拆卸钻杆：拆卸钻杆时，机长要把钻杆接口退至卡槽内，然后操作人员在变速箱卡槽、准星卡槽内各放置一个方叉，然后机长操作转动手把反转卸开钻杆，操作人员首先拿出变速箱卡槽内的方叉，机长操作后退手把，让变速箱退后，人工拿出钻杆，施工中要保证准星卡槽内的方叉牢固，依次拆卸下钻杆。 8.冲孔，退钻，撤除钻机：施工完钻孔，用水冲孔，吹净渣滓，退出钻杆，机长关闭供水、压风截门，把操作台的手把放置到前进的位置释放残余的能量，取出管子接口的U型卡，抽出管子。人员站在跑道上松开防倒绳，然后卸掉固定跑道的卡瓦螺丝2人架住跑道放置到地上。一人扶住立柱，一人松动立柱丝杠，2人慢慢把立柱放倒抬运出。搬运钻机等时人员协调一致，严禁异肩抬扛，要轻拿轻放，防止弹起伤人。 八、钻孔连接 1.管子搬运 (1)人员站位：2人一组，一前一后。 (2)2人抬运Ф259mmPE管直接抬架时人员要相互沟通好，协调作业，轻拿轻放，严禁猛然堆放。上下坡时要有专人扶衬，防止管子歪斜滑落砸伤人。 2.管路安装 (1)人员进入施工地点首先敲帮问顶。 (2)施工前严格执行“皮带停运票制”，确保皮带停止运转。 (3)人员站位：施工人员站在管子两侧，不得站在其滑落方向。 (4)人工安装Ф259mmPE管时，两人托起管子固定在巷道皮带的吊挂绳旁，一人负责安装，管子法兰盘对接，对角安装螺丝。每根管路使用皮带吊挂固定，不得影响单轨吊运行。 (5)安装时，使用梯子，严禁站在皮带上施工。 (6)管路敷设路线：吊挂至皮带吊挂绳外侧，紧贴顶板，不得影响单轨吊运行。 3.软管龙门安装 (1)施工中人员站位：施工人员站在管子前后侧方，不得站在管子正下方及其滑落方向。 (2)登高操作、施工，使用梯子时，要有专人固定梯子，确保梯子平稳、不得歪斜。 (3)使用手拉葫芦吊挂固定。手拉葫芦固定在巷帮的锚杆上，安装备用帽，倒链栓好软管，起吊到设计要求高度，用油丝绳固定好。 (4)软管另一头与管路托平紧固螺丝合茬。 4.管路合茬 (1)施工中人员站位：施工人员站在管子前后侧方，不得站在管子正下方及其滑落方向。 (2)使用手拉葫芦把两管子头拽到一起，管子口对齐，穿好螺丝紧固。 (3)施工中人员严禁敲击螺丝等，防止产生火花。 5.钻孔安装吊挂 (1)钻孔通过2吋软管联接，要求钻孔在上，短节在下方，形成自动淌水，减少积水。 (2)每组的钻孔通过Ф108mm多通与Ф259mmPE管连接。 九、 避灾路线 如施工中异常情况时，要立即停止作业，盯班人员要冷静处理并电话汇报调度室。现场发生灾变时要立即撤离受瓦斯威胁地区的人员。 避水撤离路线： 21712运输联络巷→-415一采运输大巷→一中车场→一采石门→东翼轨道大巷→副井→地面 避火、有害气体撤离路线： 21712运输联络巷→-415一采运输大巷→一中车场（人员无法撤离时，就近躲入一采下部永久避难硐室等待救援）→一采石门→东翼轨道大巷→副井→地面 |
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