揭露煤層的安全技術措施

揭露煤層的安全技術措施

內(nèi)蒙古太西煤集團蘭山煤業(yè)長溝煤礦位于阿拉善左旗古拉本敖包境內(nèi)，古拉本礦區(qū)二道嶺立新井田19—18號勘探線之間。

太西煤集團蘭山煤業(yè)長溝煤礦地處賀蘭山中部，山勢較陡，溝谷較發(fā)育，地形地貌比較復雜，為典型的山區(qū)地形地貌特征。長溝煤礦主井井口標高為：1994.455米；風井井口標高為：1993.548米；井底標高為：1697.594米。

本礦井的交通主要是以公路對外聯(lián)系，本礦西距烏吉線上的本井火車站65km，西南距盟所在地巴彥浩特鎮(zhèn)48km，北距烏海站9km，東距包蘭線上的西大灘站55km，均有公路相通。以建成的烏海---巴彥浩特1級公路從礦井通過，大大提升了礦井對外的運輸能力。礦井距秦皇島煤港1729km,距天津港1360km，距二連浩特市760km。

本礦內(nèi)無地表徑流，平日無水。由于我礦上界為原通古淖露天煤礦已開采，原來開采后期充填沒有夯實，因此在雨季期間還要做好防水、防洪；另外二道嶺溝內(nèi)常年有溪流，因此雨季時，對長溝煤礦的生產(chǎn)、生活有一定的影響。1.1.5礦井的氣候、氣溫、風向、風速；雨期及降水量、凍結期及凍結深度

℃℃,全年最高氣溫為25℃℃。全年主導風向的為西南風，最大風速為34m/s最大風力為10級以上，年最大降雨量為296.7mm，年最大蒸發(fā)量為2618.7mm，雨季多集中在7—8月份，凍結期為半年，從10月份到第二年4月份，最大凍結深度為1.5m。

礦井出露的地層由老至新：三疊系延長群、侏羅系延安組、延安組、侏羅系安定組、第四系。本礦含煤層形成于中侏羅世，聚煤環(huán)境與大型鄂爾多斯含煤盆地相似，為一套湖泊三角洲沉積，屬大型內(nèi)陸盆地的沉積類型。二道嶺礦區(qū)基本呈—不對稱菱形的復式向斜構造，本礦井有斷層F24，該斷層為正斷層，斷距大約有17米左右。1.3.1煤層〔包括煤層厚度、傾角、含夾石狀況〕

本礦井可采煤層共有三層分別是：二1層上、二1層、二3層；二1層上煤層厚度為：3m，平均傾角為650、二1層5.8m〔內(nèi)含夾矸0.8m，實際煤層厚度為5m〕平均傾角為：650、二3層3.3m〔內(nèi)含夾矸1.3m，實際煤層厚度為2m〕平均傾角為720。煤層基本特征表〔表1〕

煤層名稱煤種煤層傾角〔度〕煤層厚度〔米〕層間距二1上層無煙煤56

二1層無煙煤6519二1層無煙煤72171.3.2、煤質：〔煤種、硬度、爆炸指數(shù)、發(fā)火期〕

煤質屬無煙煤，硬度f=3.5～4，不易自燃。煤塵爆炸指數(shù)試驗樣試驗無爆炸危險性。煤層無自然發(fā)火傾向。

頂、底板節(jié)理比較發(fā)育，直接頂為砂質頁巖。老頂為粉砂巖。直接底為砂質頁巖，老底為中砂巖。1.3.4、估計水文地質〔與老窯及鄰近采空區(qū)關系〕

本煤層及頂?shù)装鍘r層無含水層，水量以地表水從斜井滲漏為主。1776水平上部為原小煤窯的采空區(qū)，應注意地面降水形成洪水灌入井下。F24斷層西翼1700水平～1776水平未采動。無采空區(qū)。1.3.5煤層含瓦斯性、煤塵、自然性、地溫

1〕瓦斯

相對瓦斯涌出量41.22m3/噸，絕對瓦斯涌出量為39.03m3/min.，屬于高瓦斯礦井，瓦斯對礦井的生產(chǎn)安全威脅較大，抓好通風與瓦斯管理是本礦井生產(chǎn)所面臨的頭等大事。

瓦斯實測最大值一覽表2

煤層項目二1上層二1層二3層孔號191919標高+1776+1742+1700瓦斯含量%

瓦斯成份%

水平瓦斯含量表3

煤層深度二1上層二1層二3層1700水平

1742水平

1776水平

2〕煤塵煤塵爆炸指數(shù)小于15%，無爆炸性，但煤塵對人體有害，會導致作業(yè)人員患肺病，所以在掘進過程中必須采用有效的防滅塵措施。3〕煤的自燃狀況

煤層自燃傾向性為Ⅲ類，煤炭為不易自燃煤層。由于煤的變質程度高，含硫低，自燃發(fā)火的傾向性弱，一般不易自燃，但需注意人為的外因火災。

4〕地溫

煤礦內(nèi)無高溫異常的地區(qū)。距1700標高井下溫度為18—20℃；礦區(qū)深部勘查地溫無高溫異?，F(xiàn)象。本礦通風方式簡易采納兩翼對角式通風，及主井進風，總回風井回風，掘進工作面采納局部通風機壓入式通風方式給工作面供風。2、煤與瓦斯特別的地質因素分析

煤〔巖〕與瓦斯特別的發(fā)生是各種自然因素綜合影響的結果。這些因素主要有：地應力〔地層靜壓力、地質構造的殘余力和礦山壓力〕、瓦斯含量和瓦斯壓力、煤的物理性質決定的。礦井的瓦斯特別主要集中在地質構造帶內(nèi)，特別點發(fā)生的位置與地質構造部位有關，比如激烈擠壓的褶皺帶、扭折帶、傾角變化的轉折點、斷層四周等等，這些地質構造部位應力比較集中，由于采掘工程破壞了原始平衡，導致地質構造殘余應力的突然釋放，引起煤與瓦斯特別，因此在施工過程中在石門揭煤層地點選擇中要避開地質構造帶。避免發(fā)生煤與瓦斯特別事故。3、揭煤防突措施工藝流程揭煤防突措施工藝流程圖1

在石門掘進工作面施工到距煤層法線距離10m之前，為了確切得掌握煤層的層位、傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性、地質構造等狀況，制定施工四個穿透煤層全厚且進入底板不小于0.5m的前探鉆孔〔沿巷道走向方向〕，其中一號孔為取芯孔，采納75型或150型鉆機，鉆孔施工時應具體記錄巖心資料。煤層瓦斯壓力測定，鉆孔成孔后必須在30min內(nèi)進行封孔測壓〔封孔長度不得少于12.0m〕，必須在瓦斯壓力值穩(wěn)定之后〔瓦斯壓力穩(wěn)定時間不得少于48小時〕可拆表。在取芯時，采集軟分層煤樣2kg左右，每個孔取一份，送通風實驗室，測定煤的瓦斯放散初速度指標〔p值〕和煤的牢固性系數(shù)〔f值〕。〔1〕因掘鑿斷面較大，為了防止誤揭煤層，保證猜測可靠。在石門工作面掘進至法線距離距煤層3m處停止掘進，應打4個穿透煤層全厚的鉆孔，石門中央布置上、下向各一個，見煤點在石門掘鑿斷面兩側輪廓線以外2m范圍布置2個?！?〕每個鉆孔猜測兩次，既在鉆孔進入煤層中部和穿透煤層底板時各1次?！?〕鉆孔直徑ф50mm，為避免鉆孔積水，采納干式鉆進，壓風排渣。鉆機采納75型或150型鉆機?！?〕測定鉆孔瓦斯涌出初速度qm值，采納撫順分院研制的多級壓差流量計及專用膠囊封孔器?！?〕封孔、測量全過程要求在成孔后2min內(nèi)完成，封孔后測量室長度為煤層厚度的1/2或煤層厚度相等?！?〕在打鉆過程中測得的最大值確定有無危險?！?〕取4個鉆孔中測得的最大值確定有無危險。因該煤層處于帷幕注漿控制范圍段高內(nèi)，帷幕注漿后〔注漿壓力達20Mpa〕至使巖體原始應力重新分布，對煤層瓦斯的影響有待進一步考證，且該礦區(qū)目前尚無明確的研究指標，故按《特別細則》中規(guī)定的臨界值執(zhí)行。綜合指標D＞0.25K＞15單項指標qm＞4.0L/min(vr=20~30%)4、揭煤防突措施鑒于本礦石門為井田內(nèi)首次揭穿煤層，且揭煤深度達約300m，且煤層厚度2.3m，為安全起見，本制定依據(jù)猜測參數(shù)而定，如果猜測值大于臨界值，采納排放鉆孔配合深孔松動爆破為主要防突措施?！?〕既施工排放鉆孔，鉆孔一次打穿煤層全厚?！?〕鉆孔直徑75mm，鉆孔間距0.6m×0.6m，在控制范圍內(nèi)均勻布孔，終孔距離平均2m，鉆孔數(shù)目依據(jù)其掘鑿斷面積19.2m2，鉆孔數(shù)目49個?！?〕為加快煤層瓦斯排放，可采納松動爆破為輔助措施?！?〕因巷道斷面較大，為節(jié)約打鉆時間，安排2臺鉆機〔75型或150型〕同時施工?！?〕為保證施工質量，施工單位必須嚴格按制定施工，施工過程中，應嚴格控制見煤深度、鉆孔深度，噴孔狀況及實際鉆孔參數(shù)，以確定煤層位置、產(chǎn)狀和有無地質構造。并依據(jù)實際鉆孔參數(shù)，重新作圖，假設控制范圍不夠或鉆孔間距過大，應及時補充鉆孔?！?〕建立安全可靠的獨立通風系統(tǒng)，在建井初期，礦井尚未構成全風壓通風時，在石門揭穿特別煤層的全部作業(yè)過程中，與此石門有關的其他工作面都必須停止工作。〔4〕從打前探鉆孔開始，為提防意外揭開煤層使瓦斯噴出或發(fā)生瓦斯特別，必須保證通風機對回風石門工作面不間斷供風，〔風量不少于500m3/min〕打鉆時應常常檢測瓦斯?jié)舛?，假設打鉆時有噴孔，使風流中瓦斯?jié)舛瘸蓿柰Ｖ棺鳂I(yè)，將所有施工人員撤離工作面，切斷工作面范圍內(nèi)除扇風機以外所有電源?！?〕應指定專人強化現(xiàn)場觀測，并檢查工作面有無異常，如發(fā)現(xiàn)異常應馬上停止作業(yè)，工作面人員撤離至安全地帶?！?〕作業(yè)人員必須攜帶本安型礦燈和隔離式自救器?！?〕工作面安裝瓦斯遙測儀，1號探頭懸掛在迎頭5m處，2號探頭懸掛在回風流中，報警值為0.8%，斷電值為1.5%，斷電范圍為回風石門掘進工作面除扇風機以外所有電源?！?〕在整個揭煤過程中，必須安排專職瓦斯檢查員隨時測定瓦斯?jié)舛炔⒆龊糜涗?。依?jù)2號探頭及回風量所測數(shù)據(jù)計算瓦斯排放量，以分析瓦斯排放效果。4.4、措施效果檢驗鉆孔排放瓦斯充分卸壓后，在3m巖柱外向煤層打4個檢查孔，檢查孔位于排放孔之間，且距排放孔距離不得小于0.5m。防突措施效果檢驗的工藝及指標采納鉆孔瓦斯涌出初速度法，當檢驗的指標低于特別危險臨界值，防突措施有效。否則，說明煤層特別危險尚未消除，尚需采用補救措施，如補打排放孔或增加排放時間等，直至特別危險完全消失。5、安全措施為了減少因措施效果檢驗失誤或其他不可預見的原因而發(fā)生的特別所造成的災害，以及為了減少因瓦斯超限引起的瓦斯爆炸事故，在石門揭煤整個施工階段都必須認真采用以下安全措施.6通風〔1〕通風采納壓入式通風〔2〕工作面必須裝備經(jīng)矯正的瓦斯自動檢測報警斷電儀。在井下作業(yè)的班〔組〕長、放炮員及工程技術人員必須攜帶便攜式瓦斯檢測報警儀?！?〕當風流中瓦斯?jié)舛瘸^1%時，應停止打眼放炮；瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，工作面應停止一切工作，全部人員撤至安全地點?！?〕井下工作面工作人員必須佩帶隔離式自救器?！?〕在采用防突措施并經(jīng)效果檢驗確認無特別危險，經(jīng)總工程師批準后，可采納遠距離震動放炮揭穿煤層?！?〕必須采納煤礦安全炸藥和煤礦許用銅腳線電雷管，且不準摻混使用不同廠家生產(chǎn)或不同品種的電雷管。〔3〕全斷面一次裝藥，一次放炮，放炮母線采納現(xiàn)石門施工放炮專用電纜，放炮必須采納大功率電容式發(fā)爆器〔功率一次起爆150發(fā)以上〕引爆。〔4〕必須采納正向爆破，嚴禁反向爆破?！?〕放炮工作必須由專職放炮員擔任，放炮員、班組長、瓦斯檢查員必須在現(xiàn)場執(zhí)行“一炮三檢制〞和“三人連鎖放炮〞。〔6〕炮眼長度及封孔長度必須符合《煤礦安全規(guī)程》。〔7〕放炮地點必須設在風門以外處，全部工作人員撤出風門以外處，放炮時停止回風石門范圍內(nèi)一切作業(yè)，礦井內(nèi)嚴禁有任何火源及不防爆的機電設備?！?〕放炮前30s停風，放炮后應馬上恢復通風?！?〕處理工作面瞎炮，殘炮按《煤礦安全規(guī)程》。〔10〕在整個揭煤過程中應配備一救護小隊在地面值班，以應急救護之用。〔11〕在整個揭煤過程中，進入工作面的所有工作人員必須攜帶隔離式自救器，并嚴禁穿化纖服裝和戴電子表?！?2〕井下應設臨時避難所，避難所內(nèi)必須設有壓風自救設施和與調(diào)度直通的?！?3〕在整個揭煤過程中，礦方應明確1名領導在現(xiàn)場指揮組織實施?！?4〕未盡事宜，按《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定執(zhí)行?！?〕臨時支護過煤段施工時〔煤層頂板2m到穿過底板2m處垂直距離〕，視煤巖體破碎狀況而定。采納錨噴掛網(wǎng)〔錨桿長1800m，噴厚100mm混凝土〕，或采納U型棚作為臨時支護?！?〕永久支護過煤段施工時，永久支護制定為：。6.4其它事宜，按《煤礦安全規(guī)程》防治煤與瓦斯特別細則執(zhí)行。7、延期特別的防治延期特別無論少見，但在石門類巷道揭