副井揭煤施工安全技术措施.docx
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副井揭煤施工安全技术措施
西卓煤矿副井井筒揭煤施工安全技术措施
编制人：
严克兵
陕煤化建二公司西卓项目部
二0一0年五月三日
西卓煤矿副井井筒揭煤施工安全技术措施
一、工程概况：
根据《西卓矿井副立井筒井壁结构井壁纵剖图》和《澄合矿区西卓子井筒检查孔地质报告》提供的地质资料表明，井筒将在累深556.95m处揭露3号煤层，煤层厚度为0.83m，累深599.82m处揭露4号煤厚度1.60m，累深603.90m处揭露5号煤，煤层厚度5.85m。
为保证揭煤安全顺利施工，特编制如下揭煤安全技术措施。
二、编写依据
1、《澄合矿区西卓子井筒检查孔地质报告》；
2、西卓矿井副立井井筒施工组织设计；
3、2010年版《煤矿安全规程》；
4、1995年版《防治煤与瓦斯突出细则》；
5、《西卓矿井主井井筒井壁结构井壁纵剖图》；
三、井筒技术特征
1、西卓煤矿副井井筒设计深度为618.3m,净直径8.2m，其中表土段井筒深度140.3m，基岩段深度478m，荒直径φ9.4m，壁厚600mm。
基岩段井壁为素砼及钢筋砼结构，井窝铺底厚度400mm，井壁砼强度等级为C45。
2、井口绝对标高+741.000m。
四、瓦斯、地质情况及煤层位置
1、根据《澄合矿区西卓子矿井井筒检查孔地质报告》知：
“根据本次检1、检2孔采集瓦斯样化验结果，瓦斯含量1.02～1.33毫升/克daf，瓦斯分带属N2-CH4气带，属高瓦斯类型矿井。
2、地质情况：
根据3个井筒检查孔揭露地层从老到新依次为：
上石炭统太原组（C3t）、下二叠统山西组（P1s）、下二叠统下石盒子组（P1sh）、上二叠统孙家沟组（P2s）、第三系上新统（N2）和第四系中更新统（Q2）。
其构造形态与井田一致，为一倾向北西的单斜构造，产状平缓，倾角一般为4～9°，未发现断层和火成岩侵入。
附：
西卓煤矿副井揭煤段地层地质柱状图，（图1）。
3、煤层位置及特征：
根据甲方提供的《西卓煤矿2#检查孔综合柱状图》和《西卓矿井副井井筒井壁结构井壁纵剖图》，可知西卓矿主井井筒所穿煤层的位置：
煤层在累深597.05m～597.35m处，层厚0.3m。
特征：
黑色，半光亮型，含黄铁矿结核，贝壳状断口；4#煤在累深599.82m～601.42m处，层厚1.6m。
特征：
黑色，上部粉末状，下部小块状断口阶梯状。
5号煤层在累深603.05m～608.9m处，层厚5.85m。
特征：
黑色，半光亮型，条痕黑灰色，呈小块状，粉末状，含黄铁矿结核，夹矸为0.25泥岩结构3.9（0.25）1.7采长3.76（0.20）1.45。
五、揭煤施工
由于副井井筒所穿煤层为该井筒第一次揭开3号、4号、5号煤层，按照《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》，坚持“安全第一，预防为主”为原则，采取先探煤、选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法预测和安设测压表测定瓦斯压力，确定无突出，符合揭煤规定后，放震动炮揭煤。
其具体步骤如下：
（一）探煤
当施工至工作面距上煤层垂距10m，即井深587.355m时停止井筒掘砌施工，根据井筒岩层倾向在工作面打3个探煤钻孔，钻孔布置在井筒中心，距净井壁500mm，打眼采用采用SGZL—ID煤矿用坑道钻机，用φ89mm钻头。
钻孔超过煤层（5号煤）500mm。
从而确切掌握煤层位置、倾角、走向、顶底板情况（附：
探煤钻孔图2）。
钻探过程中要注意观察是否有顶钻、喷煤、喷瓦斯等现象，并做好如下工作：
1、详细记录煤层的准确位置和厚度，推算煤层倾角和倾向，并做好素描图。
2、对煤进行肉眼鉴别
钻打完后要测定瓦斯压力，具体方法如下：
（1）加工两根长度4m镀锌无缝钢管，管径Ф20mm，钢管在圆形挡板处焊一起，带有丝扣接头，作为测压管，钢管在挡板下端分别露出1000mm和500mm，挡板直径Ф45mm，管口封堵并分别在距管端500m长度内钻网孔。
（2）在孔口管麻靠挡板下缠紧纱布插孔内，插入时再将镀锌管接长6m，管在地面分别露出1000mm和500mm，使管底距离煤层顶板500-1000mm，在露出长的一跟管上接压风管，吹净管内积水和粉尘后，在孔内灌入加有硅粉、密实剂和早强剂水泥砂浆封堵，经24小时后在管上端接闸阀和压力表测量压力，并详细记录压力上升与时间的关系，直到压力稳定为止，稳定后的压力即煤层瓦斯压力。
测定压力后，结合其它参数，根据《防治煤与瓦斯突出细则》中的综合指标预测有无突出的可能性。
如无突出即可掘砌施工。
如有突出危险，要打排放孔或采取其它支护等措施。
（二）排放钻孔
1、在探煤确认煤层位置及特征后，继续施工至距离煤层最小垂距5米时，用煤矿用坑道钻机，打2个测压孔，井筒岩层东西面各打一个，方法同前。
测定煤层瓦斯压力P，瓦斯散放初速度△P，测定煤层的坚固性系数f值和瓦斯解吸指标K1值：
（1）若瓦斯压力P＜0.74Mpa且K1＜0.4mL/g·min1/2（湿煤），井筒直接施工至距3煤层垂距3m处。
（2）若瓦斯压力P≥0.74MPa或K1≥0.4mL/g·min1/2（湿煤），必须在副井荒径断面内打直径52mm的排放钻孔，对3煤层瓦斯进行排放，钻孔必须穿透煤层全厚，圈径按1300mm为基础，眼间距不大于1400mm，在控制断面内进行均匀布孔，外圈钻孔底距井筒轮廓线外不小于500mm，并保证孔底间距均匀，孔底超出煤5号煤底板500mm为宜，排放孔离测压孔距离为1.0m左右，打排放钻孔时，先打离测压孔远的,再打近的。
排放钻孔布置见排放钻孔布置图（图3）。
自然排放24小时后，再打钻测定煤层的瓦斯压力P值和瓦斯解吸指标K1值：
①若瓦斯压力P＜0.74Mpa且K1＜0.4mL/g·min1/2（湿煤），采用“短进尺、弱爆破、强支护、快锚喷”施工技术将井筒掘至3煤层垂距2m处。
②若瓦斯压力P≥0.74MPa或K1≥0.4mL/g·min1/2（湿煤），仍有突出危险，则继续排放，直至瓦斯压力P＜0.74Mpa且K1＜0.4mL/g·min1/2（湿煤），预测无突出危险性，方可正常施工至距第一层煤层垂距2m处。
在瓦斯排放期间要分组进行,按井筒“十字”线分四组，一组一组排放，其中一组排放时，其它三组用水泥袋，装上粘土封好口，有利于集中控制排放，利用风筒对着排放孔直接吹散瓦斯，当四组均排放一定时间后，测瓦斯压力。
降至0.74MPa以下时，根据《规范》3.6.5综合分析，确定无突出危险后，转入岩层掘进。
（三）震动性放炮
井筒揭煤前距煤层法距5m、穿煤期间及揭煤后离开该煤层底板5m范围内进行爆破作业，必须使用毫秒雷管、T320型水胶炸药，雷管使用前必须进行导通试验。
当工作面掘进距煤层2m时，采用震动性放炮揭开煤层，并保证一次揭煤成功。
1、爆破器材选用：
雷管选用1、2、3、4、5段毫秒导爆管，脚线长度6.0m,延期时间在110毫秒以内,符合《煤矿安全规程》的规定。
炸药选用T320型煤安型水胶炸药，药卷规格：
Ф45×400×0.8Kg。
2、爆破参数：
（1）布孔原则：
中间密、周围稀、多层分布。
中心打一揭煤自由孔，岩眼、煤眼间隔布置，岩眼深度以距离煤层顶板200mm为准，打入煤层的部分要有炮泥充填。
煤眼要穿过煤层顶板200mm，所有炮眼都在炸药与封口炮泥间装1-2个水炮泥。
（2）装药量：
装药量为正常放炮时装药量的1.5倍。
（3）起爆方式：
联线方式为大串联，在地面使用专用雷管起爆器。
附：
爆破图表
六、过煤层时的临时支护：
揭露煤层时，煤层上、下3m范围内井筒掘进荒半径按4750mm控制，煤层上、下3m永久井壁支护厚度增加为800mm，采用锚网喷联合支护。
锚杆为ф18×1600mm的树脂式锚杆，锚杆间距为800×800mm的梅花型布置方式。
金属网为100×100mm网格，ф6mm钢筋点焊加工，施工时先把金属网放好,再向孔内安装锚杆，最后喷射砼，喷射砼强度C20，喷层厚度50mm，并保证段高控制在2.0m以内。
七、辅助系统
（一）通风系统
1、使用FBD6.3/2×30型矿用防爆对旋式通风机，功率2×30KW。
在揭煤时，工作面风流速度不小于0.25m/s，风机出口风量不低于600m3/min。
2、揭煤前，从井上到工作面详细检查一遍风筒，破损风筒及时更换，同时风筒距工作面不得超过3.0米，以保障有足够新鲜风流进入工作面。
（二）电器设备
1、井上、井下信号系统全部更换成防爆系统。
2、井口、井下、井架上的开关等有明火的非防爆电器设备，全部更换成防爆设备，并安设漏电检测装置。
3、井下电缆全部换成阻燃性橡胶电缆。
4、吊盘向井下传递信号时，用木棒或铜锤敲击。
八、劳动组织及工期安排
（一）、劳动组织
在揭煤预测阶段以矿建队配合打钻，瓦斯参数测定所须仪器仪表、测定操作和参数判定由甲方邀请的大专院校专业人员负责，在揭煤放震动炮和过煤层支护时，以矿建队施工为主，大专院校专业人员、甲方、施工单位技术人员指导。
在整个揭煤过程中，由揭煤领导小组统一指挥，领导小组成员、揭煤工期安排及劳动组织详见附表一、二、三。
西卓煤矿主井筒揭煤领导小组成员表一
序号
姓名
工作单位
职务
组内职务
1
白凤忠
陕煤化建二公司
公司总工程师
组长
2
严克兵
西卓项目部
技术经理
副组长
3
闫福生
西卓项目部
安全经理
组员
4
刘云强
西卓项目部
安监员、技术员
组员
5
成海兵
西卓项目部
生产副经理、队长
组员
6
闫福生
西卓项目部
机电副经理
组员
7
柏建渔
西卓项目部
技术员
组员
8
成俊兵
西卓项目部
副队长
组员
9
成千平
西卓项目部
副队长
组员
（二）、工期安排
西卓矿副井井筒揭煤工期安排表二
序号
工作内容
部位m
时间（天）
备注
1
距煤层10m打两个探煤孔、测压
587.335
2
2
距煤层5m打两个测压孔
552.335
2
3
排放瓦斯
2
根据瓦斯含量变化
4
震动性放炮
1
小计
7
西卓煤矿副井筒揭煤预测阶段劳动组织表三
序号
岗位工种
小班数×每小班人数
同班人数
备注
1
地质钻工
3×2
6
2
辅助操作工
3×4
12
矿建队抽调
3
地测人员
3×1
3
预测定突出危险性
4
通风瓦检
3×1
3
5
机电
3×2
6
6
井上下把钩工
3×2
6
矿建队抽调
7
吊盘井口信号工
3×4
12
8
主副提绞车司机
3×4
12
9
安检员
3×1
3
小计
66
八、安全技术措施
1、建立健全井口规章制度，特别是揭煤措施认真贯彻给参与施工的每一个职工并签字。
2、严格执行井口管理制度、入井须知。
3、严格执行立井施工防坠措施。
4、井下电器设备全部具备防爆性能。
5、加强通风管理工作，在揭煤前认真检查一遍风筒，有破损处及时处理，保证工作面有足够风量。
6、探揭煤时要认真做好各项检查记录，打钻时是否有顶钻、喷煤现象，如有立即停钻汇报，并采取措施。
7、在通过煤层时，如有瓦斯浓度突然增大、煤壁片帮、来压、煤体位移压出、有煤炮声、煤体光泽变暗、煤层层理紊乱等现象时，井下人员要立即升井并及时向井口调度、队长汇报，以便采取相应措施。
8、井底工作面作业时，必须保证有一个吊桶停在工作面，以便必要时能及时提升。
9、打眼、装药、放炮要严格按爆破图表施工，放炮由公司总工程师统一指挥。
10、放炮前，放炮员检查好放炮线、雷管连接线和地面放炮装置，保证母线接牢，起爆系统正常。
11、放炮时必须保持正常通风，放炮后由安全检查人员入井检查无危险后，施工人员方可入井作业。
12、出碴时，加强检查井帮，及时进行临时支护，防止煤体氧化。
13、井口备好临时支护材料。
14、过煤层砌壁时，采用风动振捣棒振捣。
15、吊盘向工作面打击信号时，采用木棒或铜棒进行。
16、加强瓦斯检查工作，做好瓦斯检查记录，如果瓦斯浓度超过1%时，必须撤人停止作业；瓦斯浓度达到1.5%时，立即停止作业，撤出人员，切断工作面一切电源，进行处理。
每班瓦检员必须坚持工作面作业，以便及时发现问题。
17、风筒末端距离工作面不得超过3m，并随时检测瓦斯浓度。
18、作业人员严禁在井下随意拆开矿灯，以免产生火花。
19、井口20m内严禁有明火，并在20m内设好安全警戒，井口内氧气、电焊设备全部移到井口外，井口附近不得进行氧气、电焊工作。
20、井口各操作间要有安全可靠的防护措施。
21、在井口、井下要安设瓦斯报警装置，并要认真调校，使之准确可靠。
22、井下施工人员严禁穿化纤衣服入井。
23、下井工作人员必须配带自救器、矿灯，并学会操作。
24、加强职工培训，揭煤前贯彻安全技术措施并签字，要全部考核合格，否则不得参加此项工作。
25、揭煤前5天，组织安全大检查，检查井下、地面防爆设备、通风系统及材料准备，是否达到《防治煤与瓦斯突出细则》要求，并做好记录。
26、坚持“一炮三检制度”定专人负责、持证上岗。
27、重新贯彻《“一通三防”专项措施》并严格落实。
以上未尽事宜严格按照《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》和《西卓煤矿副井基岩段施工作业规程》执行。
附表：
所需设备及材料表
名称
规格型号
数量
备注
煤矿用坑道钻机
SGZL—ID
1台
瓦斯突出参数仪
WTC
1台
初速度测定装置
IWC-2
1套
测压管
外径15mm
长3m/根
10根
连接方式采用内接式，在测压管上焊接一个托盘，托盘直径为50mm。
铁耙
外径15mm
长3m/根
5根
外接式，前端焊接一个托盘，托盘外径为50mm。
圆环形木垫片
内径20mm
外径75mm
高150mm
根据封孔长度和黄泥个数确定
形状为圆环体
黄泥
内径20mm外径70mm高300mm
根据封孔
长度确定
形状为圆环体
素凝水泥
100Kg
压力表
2个
压力表接头
0～2MPa
2个
连接测压管和压力表
流量计
J2.5
1个
软管
15mm
5m
连接测压管和流量计
生料带
10盘
取样袋
10个
铁丝
50Kg
工具
扳手、管钳、牙钳、斧头等
副井基岩揭煤段爆破图表
基岩揭煤段爆破参数表
序号
炮眼
名称
眼号
眼数（个）
眼深（m）
角度（°）
装药量
起爆顺序
装药结构
联线方式
卷/眼
Kg/
眼
1
掏槽眼
1-6
6
3.0
90
2
2.0
Ⅰ
反
向
连
续
2
掏槽眼
7-15
9
4.4
90
4
4.0
Ⅱ
3
辅助眼
17-33
18
4.2
90
3
3.0
Ⅲ
4
辅助眼
34-60
27
4.2
90
3
3.0
Ⅳ
5
辅助眼
61-101
41
4.2
90
3
3.0
Ⅴ
6
周边眼
102-152
51
4.2
88
3
1.8
ⅤⅠ
合计
152
633
397.8
预期爆破效果
序号
名称
单位
数量
序号
名称
单位
数量
1
炮眼利用率
%
95
6
每米井筒炸药消耗量
Kg/m
99.5
2
每循环进尺
m
4.0
7
每M3实体岩石炸药消耗量
Kg/m3
1.4
3
每循环爆破实体岩石
m3
277.5
8
每M3实体岩石雷管消耗量
个/m3
0.55
4
每循环炸药消耗量
Kg
397.8
9
每米井筒雷管消耗量
个/m
38
5
每循环雷管消耗量
个
152
10
每M3原岩炮眼消耗量
m/m3
2.28
升级会员 