山陽煤礦副立井揭煤措施
山陽煤礦副立井探揭煤措施
一、工程概況
山陽煤礦副井井筒全深495.6米，其中表土段180米，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，支護厚度600mm。基巖段315.6米，澆注C40素混凝土，支護厚度600mm。
目前井筒已施工至465m
二、地質(zhì)情況
1、本井田地層
本井田系渭北石炭二疊紀煤田澄合礦區(qū)山陽井田，井田內(nèi)除大峪河、金水溝有零星基巖出露外，其余全部被第三系和第四系黃土覆蓋，據(jù)鉆孔揭露資料，本井田地層由老至新有：中奧陶統(tǒng)峰峰組上段(O2f2)、上石炭統(tǒng)太原組(C3t)、下二迭統(tǒng)山西組(P1s)、下二迭統(tǒng)下石盒子組(P1sh)、上二迭統(tǒng)上石盒子組(P2sh)及第四系(Q2+3)。
2、本井田構(gòu)造
山陽井田位于澄合礦區(qū)中部。其構(gòu)造形態(tài)與礦區(qū)一致，是一走向近東西、向北傾斜具波狀起伏的單斜構(gòu)造。 產(chǎn)狀平緩，傾角一般3- 8°，東部及東北部傾角逐漸增大，不超過20°。沿走向傾向均發(fā)育有次一級的小型褶曲?？辈閰^(qū)內(nèi)經(jīng)勘探未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造，僅在勘查區(qū)東西兩側(cè)有北北東（F22）北東向（F4）的較大斷裂，構(gòu)成本勘查區(qū)的自然邊界?？辈閰^(qū)無火成巖活動。
3、煤層
勘查區(qū)內(nèi)含基本全區(qū)可采煤層一層，為山西組的5號煤。大部可采及局部可采煤層3層，為4、6、10號煤。按其穩(wěn)定程度，5號煤為較穩(wěn)定煤層，4、6、10號煤為不穩(wěn)定煤層。
根據(jù)甲方提供的3號檢查鉆孔資料，井筒穿過4層煤。
4、 瓦斯、煤塵、
（1）、瓦斯
山陽井田勘探時采取了瓦斯樣品。化驗測試結(jié)果顯示：4號煤CH4成分在10～80%的鉆孔有16個，占84.21%；CH4成分＞80%的鉆孔有3個占15.79%；5號煤CH4成分在10～80%的鉆孔有20個，占71.43%；CH4成分＞80%的鉆孔有8個占28.57%。
根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》瓦斯分帶標準（表），本區(qū)4、5號煤層北部（后期開采地段）為沼氣帶，南部（先期開采地段）為氮氣—沼氣帶。均有從北向南瓦斯成分減少的趨勢。4、5號煤層自然瓦斯成分主要為氮氣和甲烷。先期開采地段內(nèi)：4號有效控制深度為313.42～542.50，甲烷最高成分為81.42%，最高含量7.04m1/g.daf； 5號有效控制深度為316.62～546.16，甲烷最高成分為82.03%，最高含量7.74m1/g.daf。結(jié)論該礦井為低瓦斯礦。
（2）、煤塵
本次勘探對區(qū)內(nèi)各煤層做了11個煤塵爆炸性試驗。測試結(jié)果：各煤層的火焰長度5～100mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量35～55%，結(jié)論均為有爆炸性危險。
三、探煤施工方案
根據(jù)檢查孔資料，副井井筒施工分別在垂深473.8～474m處揭露2號煤（煤厚0.2m），在井深476.9m～477.15m處揭露3號煤（煤厚0.25m），在井深483.25m～484.3m處揭露4號煤（煤厚為1.05m），在井深491.9m～494.85 m處揭露5號煤（煤厚2.95 m)。
1、探煤的目的
準確探明2#煤、3#煤、4#煤、5#煤煤層的頂?shù)装鍘r性、厚度、煤質(zhì)、瓦斯壓力、產(chǎn)狀及構(gòu)造情況。
2、探煤施工的方法
（1）、鉆孔布置
在井筒465m處布置探煤鉆孔3個，使用坑道鉆機SGZL—ID按直徑3.7m呈120等分布置，使用φ89mm鉆頭。鉆孔垂直向下，孔深30.5m，要求一次鉆透2#、3#、4#、5#煤。
（2）、鉆孔要求
并隨時觀測鉆進時沖洗出的巖粉情況，并記錄鉆孔深度，用以判斷煤層產(chǎn)狀、厚度及頂?shù)装鍘r性，鉆孔深度應(yīng)穿過煤層全厚進入底板0.5m以下。
打鉆時，施工地點必須設(shè)專職瓦斯檢查員跟班檢查，經(jīng)常檢查作業(yè)地點的瓦斯情況，當鉆孔快接近煤層時每隔30分鐘檢查一次瓦斯，接近和穿過煤層時每隔10分鐘檢查一次，并做好瓦斯檢查記錄，當孔口管周圍瓦斯?jié)舛冗_到 1.0％時應(yīng)立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，進行處理，待瓦斯?jié)舛冉档揭?guī)定范圍時，再進行鉆進。
打鉆時，如出現(xiàn)瓦斯忽大忽小，悶人，煤塵增大，氣味異常，出現(xiàn)卡鉆、頂鉆、噴煤和瓦斯等煤與瓦斯突出預兆，井下所有人員必須立即乘坐吊桶升井，并及時向調(diào)度和值班領(lǐng)導匯報，采取措施進行處理。
（3）、瓦斯壓力測試及突出危險性預測
第一個探煤鉆孔打完后，根據(jù)打鉆過程中對所穿煤層的瓦斯檢測情況，研究決定是否對鉆孔進行瓦斯壓力測試和進行煤與瓦斯突出危險性預測。
3、瓦斯測壓方法和步驟
、清理鉆孔，鉆孔內(nèi)巖粉必須清理干凈。
、安設(shè)測壓管：在測壓孔內(nèi)插入帶有壓力表接頭的紫銅管φ6～8mm，長度7.0m，紫銅管前端放在1寸鑄鐵管內(nèi)（長度300mm），鑄鐵管下端封死，管壁分布φ20mm5～10個，紫銅管前端焊一個直徑略小于鉆孔的園盤，以免煤粉和堵孔材料的堵塞。
、封孔：充填物為水泥砂漿（水泥：砂子＝1:2）并加入水泥重量10％的防裂密實劑,每次充填0.3～0.5m，用炮棍搗實，每堵1.0m，打入一個原木塞，木塞直徑75～80mm，木塞帶有稍大于紫銅管直徑的凹槽以固定紫銅管，打入木塞時應(yīng)保護好紫銅管以防折斷。
、封口后12小時安裝壓力表（0～0.5Mpa，精度1.5級以上）每隔6小時測讀一次壓力，瓦斯壓力連續(xù)兩天穩(wěn)定不變，則測出的瓦斯壓力為煤層原始壓力。
4、煤與瓦斯突出危險性預測
采用鉆屑瓦斯解吸指標法預測突出危險性。在探煤鉆孔鉆進煤層時，用1～3mm的篩子篩分鉆屑，測定其瓦斯解吸指標（△h2或K1）。具體方法參照《防治煤與瓦斯突出細則》第34條。
四、防突措施
如預測有煤與瓦斯突出危險時，采取鉆孔排放法進行瓦斯排放。井筒工作面距煤層最小垂距為3m時，打直徑90mm的排放鉆孔，鉆孔必須穿透煤層全厚，外圈鉆孔超出井筒輪廓線外2m，鉆孔間距1.5～2.0m，視工作面具體情況均勻布置鉆孔。
排放瓦斯同時設(shè)兩個測壓孔進行瓦斯壓力測試，經(jīng)效果檢驗有效后或當瓦斯排放到瓦斯壓力<0.74Mpa時，采用邊探邊掘至煤層頂板往上1.5m處，而后采用震動放炮法揭穿煤層。
五、震動放炮揭煤
1、揭煤方法
通過探眼探明煤層賦存和瓦斯情況，確認無災(zāi)害危險后，采用邊探邊掘，每次打眼前用YT—28風鉆先打3個4.0m深的探眼，當測得瓦斯?jié)舛鹊陀?％時，按正常掘進炮眼布置方法進行放炮掘砌施工，控制每次掘進段高不大于2.5m，當探掘至煤層頂板往上1.5m時，按震動放炮法一次性全斷面揭露煤層。以同樣的方法揭露下部各個煤層。
2、震動放炮設(shè)計
鑿巖采用YT—28型風鉆6臺，配B25mm中空六角鋼成品釬桿，Φ52mm十字形鉆頭打眼，釬桿長4.7m。
要求巖眼深度2.3m，不穿煤層，眼底距煤層留有200mm距離，若炮眼不慎打如煤層，則煤層部分用炮泥或砂子充填，煤眼深度3.5m，
采用煤礦水膠炸藥，藥卷直徑φ45mm，選用6m長腳線，段別分別為1、3、5、段毫秒延期電雷管，隔段使用。放炮母線選用U3×25+1×10電纜，吊盤以下至工作面選用4mm2銅芯母線電纜。
放炮揭煤前，井下所有機電設(shè)備及井口20m以內(nèi)的機電設(shè)備全部切斷電源。所有人員全部撤離到井口50m以外地方，并設(shè)警戒線。
六、安全技術(shù)措施
1、組織領(lǐng)導
項目部領(lǐng)導成立揭煤領(lǐng)導小組，揭煤領(lǐng)導小組成員在整個探揭煤期間，24小時不間斷輪流值班，對所出現(xiàn)問題及時采取措施，組織解決，值班地點在調(diào)度室，同時邀請?zhí)幱嘘P(guān)領(lǐng)導現(xiàn)場協(xié)助指揮。
2、安全培訓
所有參加探、揭煤施工的人員都必須接受防治煤和瓦斯突出知識的安全培訓，熟悉突出征兆，自救和互救基本知識，認真學習《防治煤與瓦斯突出細則》、《煤礦安全規(guī)程》、《山陽煤礦副立井掘砌工程施工組織設(shè)計》和《山陽煤礦副井探煤、揭煤施工作業(yè)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)考試合格方可從事探揭煤工作。
3、通風
目前井筒通風方式是在二層臺位置安設(shè)一臺BDJ58-2№6.0型對旋軸流式局部通風機，功率2×15KW，通過一趟Φ800mm強力膠質(zhì)風筒向工作面供風。
保證風筒吊掛垂直，接頭嚴密，風筒無破口，揭煤前風筒口距工作面距離不得超過5m，保證工作面有足夠的風量，風筒出口風量應(yīng)不小于250m3/min，防止瓦斯聚積，無論何時，都不得無計劃停風，風機必須安裝風電閉鎖裝置，另有1臺局扇備用。
4、供電
目前，副井筒施工采用單回路供電，并備有一臺150千瓦柴油發(fā)電機。探揭煤期間，必須保證井筒正常供電和發(fā)電設(shè)備完好，如遇到意外停電時，立即啟用發(fā)電機發(fā)電，保證風機正常運行，并滿足安全梯提人要求。
5、瓦檢
工作面配備專職瓦檢員，瓦檢員必須在井下交接班，瓦檢員要隨時檢查工作面瓦斯情況。嚴格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人聯(lián)鎖放炮”制度。井下瓦檢人員必須配備光學瓦檢儀和便攜式瓦檢儀。探揭煤前工作面必須安裝瓦斯斷電儀探頭.并按規(guī)定進行設(shè)置。
6、機電設(shè)備
井筒套壁完成后，在進行揭煤前必須完成井架、井筒內(nèi)各用電設(shè)備的防爆改裝工作，嚴禁使用不防爆或失爆電氣設(shè)備。機電設(shè)備必須班班檢查，并做好記錄，失爆設(shè)備要及時更換。主、副提升必須加強檢修確保揭煤期間正常運轉(zhuǎn)。井筒內(nèi)所有機電設(shè)備都必須有漏電保護裝置或安設(shè)綜合保護，并嚴格檢查，保證不漏電、不失爆。
7、放炮掘進
炮眼深度、角度、裝藥量裝藥結(jié)構(gòu)、封泥長度嚴格按爆破圖表執(zhí)行,要求所有炮眼都在炸藥和封泥間裝1～2個水炮泥，封泥都必須密實地裝至孔口。
掘進時，時刻注意底板及井幫情況，發(fā)現(xiàn)底鼓、片幫等地壓情況，立即向領(lǐng)導小組匯報并及時處理。
在煤層中掘進，放炮采用水炮泥，出碴時要灑水。
炮眼中的煤巖粉，必須在裝藥前用掃眼器掃凈。
嚴禁打眼和裝藥平行作業(yè)。
放炮前所有不裝藥孔都必須用炮泥或砂子封嚴。
震動放炮由項目經(jīng)理統(tǒng)一指揮，揭煤工作盡量在八點班進行。。
聯(lián)線工作由熟悉爆破圖表的專人負責，聯(lián)線前要將手洗干凈，保證接頭處良好，聯(lián)線后，由放炮員、班長對連線情況重新檢查一遍，確保聯(lián)線無誤。
放炮時，必須切斷井筒所有電源，井口以井筒為中心20m半徑范圍內(nèi)除風機外嚴禁其它帶電設(shè)備運轉(zhuǎn)，局扇周圍5.0m范圍內(nèi)要經(jīng)常檢查瓦斯。
放炮送電的地點在以井筒為中心25m半徑范圍外進行。
放炮只能一次瞬時送電，如未能起爆，應(yīng)立即切斷電源，15分鐘后方可按規(guī)程要求檢查爆破網(wǎng)絡(luò)。
放炮后首先檢查井口回風流中瓦斯?jié)舛?。只有在瓦斯?jié)舛瘸^高峰值到1%以下時，方可由救護隊員下井進行檢查，邊下邊檢查瓦斯，井筒內(nèi)瓦斯含量超過1%或出現(xiàn)其它異常情況時應(yīng)立即升井。
根據(jù)救護人員檢查結(jié)果，確定恢復送電、通風、排除瓦斯的具體措施。
放炮后經(jīng)檢查確認無問題時，施工人員方可清理固定盤、吊盤及井幫，并在吊盤上向井筒整個斷面內(nèi)噴灑水，以降低井筒內(nèi)煤塵濃度，出矸時工作面煤堆上應(yīng)灑水除塵。
如果震動放炮未能一次揭穿煤層，掘進剩余部分，包括煤層剩余部分及底板下2.0m以內(nèi)時，均必須按照震動放炮的安全要求，進行放炮作業(yè)，并需加強支護，設(shè)專人檢查瓦斯和觀測突出預兆；在在煤層內(nèi)作業(yè)時，必須有一個吊桶在工作面待命，發(fā)現(xiàn)突出征兆，工作人員應(yīng)立即升井撤到安全地點。
對穿過煤層段，采用鋼筋井圈背板臨時支護防止片幫，掘進夠模板高度后，應(yīng)立即進行澆注砼永久支護，掘支段高不得超過2.0m。
從探煤開始，每班必須有專人觀察突出預兆，每一入井人員都必須掌握煤與瓦斯突出預兆知識，出現(xiàn)以下情況之一時井下所有人員必須立即乘坐吊桶升井，并及時向調(diào)度室值班領(lǐng)導匯報采取措施。
煤層層理紊亂，煤軟硬不勻或變軟，煤暗淡無光，傾角和厚度變化，煤由濕變干，煤層頂?shù)装宄霈F(xiàn)斷層、短裂，波狀起伏。
工作面壓力增大，煤壁外鼓，煤巖開裂，片幫、掉碴，煤巖自行剝落，底鼓、鉆孔變形。
瓦斯增大或忽大忽小，悶人，煤塵增大，氣味異常。
打鉆時卡鉆、頂鉆、噴煤和瓦斯。
來壓聲響，煤炮聲、深部巖層爆裂聲。
當井筒停電，停風造成瓦斯超限、恢復送風前，必須嚴格執(zhí)行排放瓦斯安全措施。
8、打鉆施工安全措施
參加打鉆作業(yè)人員必須熟悉施工措施，在作業(yè)前應(yīng)認真貫徹施工措施并簽名，工作中認真負責，聽從班長（鉆機司機）的指揮，新配人員要知道鉆機的一般性能和原理，了解施工地點設(shè)備和設(shè)施狀況，做到心中有數(shù)。
打鉆施工地點必須設(shè)專職瓦斯檢查員跟班檢查，經(jīng)常檢查作業(yè)地點的瓦斯含量情況，當鉆孔快接近煤層時每隔30分鐘檢查一次瓦斯，接近和穿煤層時每隔10分鐘檢查瓦斯一次，并做好瓦斯檢查記錄，當孔口管周圍瓦斯?jié)舛冗_到1.0%時應(yīng)立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，加強通風進行處理，待瓦斯?jié)舛冉档揭?guī)定范圍時再行鉆進。
在鉆進過程中，當鉆頭接近和穿過煤層時應(yīng)放慢鉆進速度，以便搞清煤層的準確距離和層厚，裝卸鉆桿時，精力要集中，鉆機沒有停穩(wěn)之前不得裝卸鉆桿。鉆機司機和裝卸鉆桿人員要配合好，沒有裝卸鉆桿人員的同意不得開機。
新配人員要進行鉆機的原理、性能的培訓學習，掌握其操作要求。
9、所有入井人員都必須配帶隔離式自救器和礦燈，排放瓦斯期間井架周圍設(shè)專人警戒，并嚴格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出細則》、《煤礦安全規(guī)程》、《山陽煤礦副井掘砌工程施工組織設(shè)計》和《山陽煤礦副井施工作業(yè)規(guī)程》以及本措施和井筒施工期間制定的各種補充和專項措施中的有關(guān)規(guī)定。
七、人員組織及工期安排
見附表
