潘北矿副井井筒过8煤安全技术措施.docx
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潘北矿副井井筒过8煤安全技术措施
潘北矿副井井筒过8煤层施工
安全技术措施
一、工程及瓦斯地质概况
1、井筒工程概况
潘北矿副井井筒设计净直径为8.1m，井筒设计总深度为704.2m，冻结段设计深度为387m，采用冻结法施工。
基岩段设计深度317.2，采用地面预注浆法施工,素砼井壁结构。
在基岩段施工中井筒已经顺利揭过13-1、11-2、11-1煤层，揭煤过程中无明显瓦斯涌出，无其它动力现象。
现井筒施工累深665m处，将要揭露8煤层。
为保证施工安全，根据《煤矿安全规程》、《煤与瓦斯突出细则》和《潘北矿副井井筒过8煤层揭煤设计》，编制该安全技术措施。
2、瓦斯地质概况
本矿暂按高瓦斯矿井管理，根据以往地质资料、检查孔资料及实际资料，预计此次要揭露的8煤位于693.8~698.5m，煤层铅直厚度为4.7m，真厚3.6m，地层倾向36，倾角40左右。
顶板为中粗纱岩，底板为砂质泥岩及细纱岩，岩层较稳定。
本段预计涌水量11.93m3/h，已进行过地面预注浆，估计涌水量不大。
地层详见附图（副井井筒探8煤预想剖面图）。
二、探煤、测压、突出危险性预测和排放瓦斯
在工作面距8煤层法距大于10m前，即井筒掘至垂深670.5m时,停止工作面掘进,打三个超前钻孔，钻孔穿过8煤层底板0.5m以上。
并分层取芯将煤样送实验室分析煤层突出危险性指标。
探煤钻孔兼作测压钻孔。
通过钻孔进一步探明煤层位置和产状、厚度、顶板和底板岩性等。
1、探煤、测压钻孔施工
1、1钻孔布置
副井西马头门掘至670.5m时，由专业工程地质人员在巷道掘进工作面标定出探煤兼测压钻孔的位置,即在距副井井筒中心线19m处，打探1在巷道中心线上,打钻俯角为67°的钻孔，探2在面向迎头右帮距巷道荒壁1m正迎头上，打钻仰角为2°的钻孔，探3在面向迎头左帮距巷道中心线4.05m处，打钻俯角为55.7°的钻孔。
探1孔预计深度31m，探2孔预计深度32m，探3孔预计深度35m。
祥见附图。
1、2钻机安装
先清理净马头门内的杂物，并找平。
用四根锚杆将钻机底座固定在底板上,再用四根钢管撑在巷帮和钻机底座之间，使钻机稳固。
钻机生根前，先平行放置两根1600mm×200mm×200mm的方木。
安装完毕，实测钻机位置并记录。
1、3钻孔所需的主要设备及材料一览表
序号
设备名称
型号规格
数量
备注
1
钻机
SGZ-150
1台
2
钻头
ф108
2个
开孔钻头
3
钻头
Ø89mm
2个
取芯钻头
4
钻头
Ø73mm
2个
无芯钻头
5
钻杆
Ø42mm
80根
长为1.0m
1、4钻孔参数
设计施工3个探孔，探1、探2兼测压孔（孔深、位置及有关参数见附图表）。
全钻孔取芯，取芯率要求在岩石中不低于75%，在构造破碎带、煤层中不少于60%。
及时将煤样送试验室。
1、5劳动组织
三八制作业。
每小班人员配置：
钻机司机2人，辅助工4人，信号工1人，看盘工1人，技术员1人，跟班干部1人。
1、6钻孔施工安全措施
（1）、钻机下井前，必须进行防爆及检漏的检查，不合格的严禁下井。
（2）、钻机上、下井必须由专人负责拴牢绑好，悬吊钻机的钢丝绳套的卡子一定要上紧，起吊前必须经检查确认安全无误后方可起吊，钻机上面严禁挂有其它工具及小物品，并且所有设备、设施、机具、材料等运送时，提升绞车必须慢速行驶，下方人员必须撤到另一边，吊盘上必须有专人负责指挥。
（3）、钻机安装时，保证垫木平整牢固，钻机的地锚螺栓必须上齐，丝扣上紧，确保钻机平稳牢固，以防打钻时产生位移。
（4）、每班开钻前，设专人检查钻机是否安全稳固，安全设施、防水、防电、防火、通风设施等是否齐全完好。
钻机安装牢固，钻机电器设备完好，风、水供应正常后方可开钻。
（5）、严禁带手套操作钻机，开始钻进时，用108mm钻头，钻进1m时停止，埋设Ø100mm长度不小于1.1m孔口管（不取芯），孔口管高出底板100mm，然后改用直径89mm取芯钻头钻进。
（6）、打钻时“三不下”（丝扣不合格不下、钻具磨损严重不下、钻杆弯曲严重不下），钻进时，操作人员必须做到“三看”（看钻机压力表、看进尺情况、看孔口返水情况），“两听”（听机器运转声、听孔内震动声）、“一及时”（发现异常情况及时处理）。
（7）、在钻进中，要正确掌握钻机钻速和钻压的关系，严防钻孔偏斜，升降钻具时，必须检查垫叉是否卡牢，一切无误才准卸接钻杆。
同时要时刻监测钻孔内涌出瓦斯的浓度和实际揭露的煤层位置以及各煤层的厚度，并由专人详细作好记录。
（8）、钻进过程中要密切观察钻机运行状况，发现异常应立即停止钻进，查找原因及时处理，钻进中遇松散、破碎的煤（岩）层时，应适当降低转速，减小泵量，并限制进尺时间和进尺长度。
（9）、钻进过程中发现有片帮、来压，特别是钻孔见煤后，有顶钻、喷孔、跨孔、瓦斯异常涌出时，立即停止钻进，但不得拔出钻杆，同时切断电源，停止作业，撤出人员，并迅速向有关部门汇报，采取安全合理措施后，方可继续钻进。
（10）、临时停钻时，要将钻头退离孔底一定距离，防止岩粉卡死钻头及钻杆。
（11）、钻孔距孔底0.5m时，应开水冲孔，待孔口返水后，才能钻进，不准钻干孔。
孔内岩粉多时，应加大水量，延长开水时间，冲净孔底岩粉后方可开孔。
（12）、岩芯管取出提出孔口后，应将孔口盖好，不得用手摸或用眼观看管内岩芯。
（13）、司钻人员要正确填写班报表，做到字迹工整、清晰，记录详细，所取岩芯要按顺序摆放整齐，地质人员及时到钻孔施工现场鉴定岩性。
下钻前及提钻后要丈量钻具长度，校正孔深。
（14）、钻孔施工地点必须悬挂便携式瓦斯检测报警仪，并保证灵敏可靠。
由专职瓦斯检查员对井筒和钻孔内瓦斯浓度进行检测，发现异常情况，向矿调度所及有关部门汇报。
（15）、吊盘水箱储水，电潜泵供钻机用水。
乏水排入井筒或直接排入吊桶。
2、测定瓦斯压力
（1）、测压钻孔结束后立即封孔进行测压。
测压管选择直径4″镀锌无缝钢管，长度分别为31m、32m。
（2）、测压管一端装压力表，另一端在测压室部分开多个小孔，开口部分以上焊上一个直径略小于钻孔直径的小档盘（Ø60mm），档盘上面放两层胶垫圈，将测压管插入测压孔中。
测定瓦斯压力所用压力表必须经检验校核合格后，方可使用。
（3）、用特制粘土柱送入测压钻孔内，一次送0.3m～0.5m，并用堵棍捣实。
（4）、当填塞粘土柱1.0m后，应打入一个长度为0.5m的木塞环，其直径小于钻孔直径10～15mm，即直径为74～79mm。
（5）、孔口段1.0m用快干水泥封堵，或用较硬的湿性粘土封孔，封孔后立即装上压力表（1.5级以上），应确保封孔质量和压力表接头不漏气。
（6）、详细观察两测压孔压力与时间的关系，直至压力表稳定为止，稳定后的压力即为煤层瓦斯压力（表压）。
（7）、测压管切口部分应用铜丝网或小竹片包上，以防煤粉堵住切口。
（8）、测压过程中，要采用专门表格详细作好原始记录，详细观察两个测压孔压力与时间的关系，直到压力表上的读数稳定后，此读数即为测定的煤层瓦斯压力。
（9）、测定瓦斯压力结束后，测压钻孔必须用特制的粘土柱封堵捣实。
3、根据煤样分析和测定的煤层瓦斯压力，采用综合指标D、K值法预测煤层突出危险性。
当出现以下情况之一，则预测工作面有突出危险性。
①P≥0.74Mpa
②D≥0.25且K≥15时。
③各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。
若预测煤层有突出危险，则必须在工作面距8煤法距3m以外（暂定在689.00m位置），对煤层采取以钻孔排放瓦斯为主的防突措施，外圈排放孔终孔位置距井筒轮廓线外不得小于2m。
届时单独编制风井井筒钻孔排放瓦斯施工安全技术措施。
若预测为无突出危险工作面,或经防突措施效果检验确认无突出危险，则在执行安全防护措施条件下,直接采用远距离放炮方法揭开煤层。
四、支护形式
垂深691.00m-678.00m过煤段支护形式：
采用远距离放炮揭开煤层并出矸后，及时架设29U型钢井圈背钢筋网支护井帮，迅速封闭煤层。
每600mm架设一道井圈，每层井圈之间用钢筋钩和夹板连接。
钢筋网网格为ф6×150·150，每片搭接宽度不小于100mm。
掘够一个砌筑段高（3.7m）后，立即以凿井模板砌筑井壁永久支护。
五、安全防护措施
1、局部通风管理
①井筒采用压入式通风，风量计算如下：
a、按工作面最多人数计算：
Q=4N=4×50=200m3/min
N——工作面最多人数，取N=50人。
b、按排除炮烟计算：
Q=
×（（A（SL）2k））1/3=9.46m3/s=504.5m3/min
Q——爆破后工作面所需风量，m3/s
t——排除炮烟时间，井筒取45分钟
A——同时爆破的炸药量，190kg
l——井巷长度，700m
k——淋水系数，k=0.1
S——井筒净断面面积，51.50m2
c、按井筒最低风速验算
根据《煤矿安全规程》有关规定，并结合立井施工揭穿煤层的具体情况，立井掘进的最低风速取0.15m/s，并按下式计算：
Q=60SV
式中：
Q—掘进工作面需风量，m3/min；
S—工作面净断面面积，m2；
V—最低风速，m/s；
井筒采用全断面掘进，净断面面积为51.50m2，代入上式计算得
Q＝60SV＝60×51.50×0.15＝463.5m3/min<504.5m3/min
根据上述计算参数，最大所需风量为504.5m3/min。
主、备用局部通风机选择2×30kw对旋式风机，配Ø800mm高强胶质风筒通风，取井筒百米漏风率为3％，迎头供风量为900×（1-3％×7）＝711m3/min＞504.5m3/min，能够满足通风要求。
②两台局扇（一台使用、一台备用）必须保证一台正常运转,另一台要处于热备状态。
局扇、开关等电气设备管理责任到人,配备司机（值班电工专职管理）并挂牌，不得随意停开。
③风筒吊挂必须整齐，固定牢靠，不得脱节。
揭煤期间，风筒到迎头距离不超过5m。
局扇供电必须做到风电和瓦斯电闭锁。
工作面因停电或其它原因造成停风时，必须及时撤出人员，切断电源。
恢复通风前，必须经测气员检查瓦斯，只有在停风区域内瓦斯浓度不超过1%时，且局扇及其开关处瓦斯浓度不大于0.5%时，才能人工开启局扇。
2、瓦斯管理
①要加强工作面的通风、瓦斯检查和防爆器材的管理，严格执行操作规程和岗位责任制，严禁违反《煤矿安全规程》。
②当掘进工作面回风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，并查明原因及时采取措施。
③对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到0.8%以下时，方可通电启动。
④井筒揭煤施工期间必须设专职测气员，随时检查瓦斯浓度，如遇异常情况及时停头汇报通风队和调度所。
⑤瓦斯检查要重视通风死角，对井筒内易产生局部瓦斯聚积的地点，如井壁刃脚下、吊盘下及封口盘下等位置，均应设点仔细检查，防止漏检。
⑥瓦斯监测使用KJ91A型安全监测监控系统，T1探头距工作面不大于5m，T2探头距封口盘10～15m。
T1、T2探头参数设定如下表：
探头
报警点
断电点
复电点
断电范围
T1
≥1.0%
≥1.3%
＜1.0%
井筒内及井口20m范围内所有非本质安全型电器设备
T2
≥0.8%
≥0.8%
＜0.8%
井筒内及井口20m范围内所有非本质安全型电器设备
备注
复电方式：
人工复电。
⑦测气员每班要检查并记录井下探头数值，如出现探头值与瓦斯机测值不一致，现场按最大值处理，由通风队负责在一小班内将两种仪器调校准确。
3、电气管理
①井筒及井口20m范围内的电器设备必须是本安型或防爆型，新下井电器设备必须经检查和签发防爆合格证后，方准入井，并按标准化挂牌管理，严禁电气设备失爆失保。
②井下电缆必须是符合《煤矿安全规程》有关规定的阻燃电缆。
③井筒通讯设备采用防爆型或本安型。
④井下动力供电必须采用检漏保护装置，保证检漏保护装置灵敏可靠。
井下照明和信号装置必须具有短路、过载和漏电综合保护。
⑤由施工单位负责指定专人每班对局扇风电、瓦斯电闭锁和备用局扇进行实验，确保完好。
四、远距离放炮
1、钻爆器材的选择
①凿岩机：
采用SJZ-6.7型伞钻配6台YGZ-70型独立旋转式凿岩机。
钻杆：
选用B25mm中空六角钢钻杆，长度4.7m。
钻头：
选用Ø55mm“十”字合金钻头。
②炸药：
选用三级煤矿许用水胶炸药，药卷规格为Ø45×400mm。
雷管：
选用1-5段毫秒延期电雷管。
联线方式：
并联联线方式。
2、爆破参数.
①炮眼深度：
钻眼深度为4.0m。
掏槽眼：
采用一阶直眼掏槽，掏槽眼深4.2m，圈径为1.5m,眼距650mm，布置6个炮眼。
周边眼：
井筒掘进直径为9.1m,炮眼布置圈径为8.9m,眼距为608mm,共布置46个炮眼,眼深4.0m,最小抵抗线为600mm。
辅助眼：
共布置三圈炮眼，第一圈圈径为3.1m,布置12个炮眼,眼深为4.0m,眼间距为759mm；第二圈圈径为4.7m,布置18个炮眼,眼深为4.0m,眼距为785mm；第三圈圈径为6.3m,布置24个炮眼,眼深为4.0m,眼距为798mm；第四圈圈径为7.7m，布置32个炮眼，眼深4.0m，眼距为756mm。
炮眼总数为6+12+18+24+32+46=138个
②每循环炸药消耗量
掏槽眼：
6×2.5=15kg
辅助眼：
（12+18+24+32）×1.5=129kg
周边眼：
46×1=46kg
每循环炸药消耗量：
15+129+46=190kg
③装药结构:
采用正向装药。
3、远距离放炮安全技术措施
⑴、打眼时，岩、煤炮眼的眼位和眼深应该严格按爆破图表施工，并根据围岩情况适当调整。
⑵、探煤孔、测压孔、瓦斯排放孔不得作为炮眼使用，放炮前所有不装药的眼孔要用黄泥等不燃性材料填堵实，填充深度不小于爆破孔浓度的1.5倍。
⑶、不得使用过期或变质的炸药。
一次放炮使用的电雷管，一定是同厂、同期生产的电雷管，使用前应严格对每个电雷管进行导通检查和电阻测定。
⑷、揭煤期间远距离放炮，采用铜脚线1～5段毫秒延期电雷管，电雷管总延期时间不得超过130ms，严禁跳段使用。
⑸、装药前，井下一切电源由专人负责检查、停电，并由放炮员、测气员、调度员分别向矿调度所汇报，在得到矿调度所的同意后方可进行装药工作。
⑹、要严格执行“一炮三检”、“一炮三泥”和“三人联锁”放炮制度，只有检测迎头及20m范围内瓦斯浓度小于1%时，才能装药放炮。
⑺、联线必须由放炮员亲自操作，要使接线清洁并用胶布缠好，联线后必须由放炮员检查确认无误后，才能与母线接线。
爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作只准放炮员一人操作。
⑻、放炮使用大功率放炮器，发爆器的把手、钥匙必须由放炮员随身携带，严禁转交他人，不到爆破通电时，不得将把手或钥匙插入发爆器。
⑼、放炮时，井上、井下工作人员均撤至距井口50m以外，在井口四角至少安设四人警戒。
井下及井口20m以内一切电源由专人负责检查、停电。
⑽、装药应采用正向装药结构，严禁采用反向装药。
、放炮前井筒施工设备都要保护好，吊盘提至距工作面30m以上，井盖门打开。
爆破前，班组长必须清点人数，确认无误后，由放炮员、测气员、调度员分别向矿调度所汇报，放炮员只有接到矿调度所的放炮命令后，先发出放炮警号，至少再等5s，方可起爆。
、当放炮员最后升井后，将所有井盖门打开，待井口房及翻矸台上人员全部撤出井口棚外50m位置后，方可放炮。
爆破后，必须立即将把手或钥匙拔出，摘掉母线并扭结成短路。
、放炮40分钟后，救护队员由井口20m以外逐步向井口检查瓦斯情况（包括冷冻沟槽），直到井口井盖门，当井口井盖门瓦斯含量不超过1.0%，瓦斯自动检测报警系统检测井下瓦斯浓度小于1.0%时，由揭煤领导小组安排救护队配齐用具下井检查，确认无危险，井筒内瓦斯浓度均小于1%，救护队队员上井后，揭煤小组人员及测气员、放炮员再次进入迎头检查后，由揭煤小组值班领导向矿调度所汇报现场情况并请求恢复送电，只有接到矿调度所的恢复送电命令后方可恢复送电，最后施工人员进入施工。
、经检查发现的拒爆、残爆等要严格按《煤矿安全规程》的有关规定进行处理，严禁违章操作、冒险作业。
、恢复工作后，出矸、过煤层、架圈支护、砌壁等各工序施工时，现场均应有专人检查瓦斯，观测工作面围岩以及温度变化情况，如发现工作面围岩特别破碎，片帮或压出，瓦斯浓度忽大忽小，温度突然下降或发出声响等异常现象，应立即停止工作，撤退人员升井。
、每班要有专人负责观察井帮稳定情况.
、下井使用的大、小锤一律改成铜锤。
、施工过程中，两台绞车必须保证正常运转，工作面始终保持一个不摘钩的吊桶，待另一个吊桶下至吊盘或工作面后，这个吊桶才准起钩。
信号、通讯系统应保持畅通，备用信号必须保证完好可靠。
、放炮前后、出矸期间必须进行洒水工作，井下作业人员必须佩戴防尘口罩。
。
4、组织管理
⑴、揭煤前，潘北矿井建设项目部与中煤七十一处共同成立揭煤领导指挥小组。
组长刘林、王敏建；副组长李贵和、李守好、李时杰、冯国权、黄志民；成员：
高文奎、杨晓杰、施安才、王良旭、李传高、李多银、刘杰士、张安福、马景迅、吴修云、赵运生、武善良、陆成河、。
⑵、揭煤期间每次放炮必须由领导小组成员以上人员带队，其他有关部门派人参加，参加人员和单位有潘北项目部：
通风队干部1名，测气员1名，放炮员1名；安检科检查员1名。
中煤七十一处潘北项目部干部1名，电工1名，警戒员4名。
矿山救护队1小队。
⑶、每次揭煤放炮前，由中煤七十一处潘北项目部提前4小时向矿调度所汇报，由矿调度所通知领导小组及有关单位参加人员在通知时间内在风井井口集合并贯彻措施。
⑷、揭开和通过煤层期间，由专业地质人员负责收集资料，并完整地做好原始记录。
5、避灾路线
若在井下遇到紧急危险情况，可以采取以下两种方式升井：
（1）工作人员立即乘坐吊桶，通过井上下信号或机械信号升井。
（2）工作面人员通过绳梯爬到吊盘，通过吊桶或吊盘上的安全梯升井。
6、其他安全技术措施
（1）、潘北项目部生技科在揭煤在调度所悬挂井筒进度图，调度所及时填绘。
（2）、所有施工人员必须戴安全帽，工作服要穿戴整齐，佩戴矿灯和自救器，并能熟练使用。
入井前严禁饮酒及穿化纤衣服，严禁携带烟火等各种引火火源。
（3）、井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，存放在盖严的铁桶内。
用过的棉纱、布头和纸，必须放入盖严的铁桶内，由专人带到地面。
严禁将润滑油、液压油泼洒在井筒内。
（4）、在井筒揭煤施工过程中，应准确掌握煤层位置，在揭开通过时应仔细观察，如炮眼的瓦斯涌出量、打眼时有无异常现象等。
如遇有异常情况应及时报告项目部有关领导，并采取相应对策。
（5）、加强井筒地质工作，随时对照层位、岩性及时修正，避免误揭煤层或距煤层太近而来不及采取措施。
（6）、技术人员应该结合已施工段的井筒地质情况，准确提供突出煤层位置、层位及岩性变化情况。
（7）、揭煤前由领导小组组长带队组织各有关单位人员对揭煤准备工作进行一次全面检查，并对检查发现的问题开专题会落实。
（8）、对施工人员进行一次专门培训，考试合格，持证上岗。
（9）、作业人员必须掌握煤与瓦斯突出前的预兆：
井帮压力增大；煤壁或岩帮破碎、变形、掉渣、煤块崩出；空气变冷，煤质干燥，煤颜色变暗；有煤炮声，煤层层理紊乱；瓦斯浓度变化大；井筒涌水由清变浑；打钻时，出现顶钻、卡钻或喷孔现象等。
（10）、其它未尽事宜严格按《潘北矿副井井筒揭8煤揭煤设计》、《潘北矿副井井筒基岩段施工安全技术措施》及《煤矿安全规程》《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定执行。
四、附图
1、副井8煤层预想剖面图
2、副井揭煤施工工艺流程图
3、副井探测8煤层钻孔布置图。
4、副井瓦斯压力示意图
5、副井8煤排放瓦斯钻孔布置图
6、潘北副井揭8煤爆破图表。
7、潘北副井井口电气设备平面布置图。
8、潘北煤矿副井井筒施工供电系统图。
9、副井通风系统及避灾路线图。
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