某礦4區(qū)-170石門(mén)揭煤措
一、突出危險(xiǎn)性分析
1、4-4區(qū)-170m石門(mén)位于礦井南翼四水平的四采區(qū),鉆孔揭露煤層走向?yàn)镹5°E ,煤層傾角65°,煤層厚度2.8m。無(wú)明顯的斷層構(gòu)造,煤層賦存狀態(tài)基本穩(wěn)定。無(wú)構(gòu)造影響。根據(jù)瓦斯壓力梯度和瓦斯含量梯度推算出,該石門(mén)的瓦斯壓力為3.46MPa,瓦斯含量為:14.5m3/t,具有一定的突出危險(xiǎn)性。
2、在預(yù)測(cè)石門(mén)煤層突出危險(xiǎn)時(shí),預(yù)測(cè)參數(shù)超標(biāo)。
3、應(yīng)力分析
(1)、該石門(mén)受黑漆巖扭轉(zhuǎn)構(gòu)造影響,存在一定的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力;(2)、揭開(kāi)煤層后,煤體在其自重應(yīng)力作用下,有向下垮冒的可能。
4、相鄰石門(mén)揭煤情況
其相鄰4-6區(qū)-250m石門(mén)、5-2區(qū)-310m 石門(mén)揭煤采用預(yù)抽鉆孔、用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法檢驗(yàn)、馬麗散加固煤體、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破等措施安全揭開(kāi)了煤層;相鄰4-4區(qū)-185m石門(mén)、-125m石門(mén)、-115m石門(mén),都采用大直徑排放鉆孔后,用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法檢驗(yàn),采用金屬骨架后,全斷面遠(yuǎn)距離爆破安全揭開(kāi)了該煤層。(相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表)
地 點(diǎn) 排放孔后實(shí)測(cè)參數(shù) 采 取 的 措 施 揭煤效果
4-4區(qū)-125m石門(mén)揭4號(hào)煤層 △h2:180Pa 排放孔、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破 安全揭開(kāi)煤層
4-4區(qū)-115m石門(mén)揭4號(hào)煤層 △h2:120Pa 排放孔、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破
4-4區(qū)-185m石門(mén)揭4號(hào)煤層 △h2:140Pa 排放孔、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破
4-6區(qū)-250m 石門(mén)揭4#煤層 △h2:120Pa 預(yù)處理孔、馬麗散加固煤層、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破
4-2區(qū)-310m石門(mén)揭4#煤層 △h2:140Pa 預(yù)處理孔、馬麗散加固煤層、金屬骨架、遠(yuǎn)距離爆破。
綜合上述,4-4區(qū)-170m石門(mén)4號(hào)煤層揭煤具有一定的突出危險(xiǎn)性。
二、措施實(shí)施情況
自2005年11月份以來(lái),在該石門(mén)工作面相繼實(shí)施了地質(zhì)孔、預(yù)測(cè)孔、預(yù)處理孔、檢驗(yàn)孔、馬麗散孔、金屬骨架孔措施。鉆孔在層面上的控制范圍(單孔排放半徑在內(nèi)):巷頂5.3m,巷底3.2m,北幫4m,南幫4m,控制面積123.5 m2,控制煤量520噸。
1、地質(zhì)孔
2005年12月份在掘至距2號(hào)煤層處停頭,向4號(hào)煤層施工了3個(gè)地質(zhì)探孔,施工過(guò)程中未出現(xiàn)噴孔、卡鉆等異?,F(xiàn)象。
2、突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)
2006年1月,在工作面掘至距4號(hào)煤層6.7m 時(shí),向4號(hào)層施工了4個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔。采用鉆屑指標(biāo)法對(duì)工作面的突出危險(xiǎn)性進(jìn)行了預(yù)測(cè),其中2號(hào)孔參數(shù)超標(biāo),鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2達(dá)到160Pa(濕煤樣),表明該工作面具有一定的突出危險(xiǎn)性。
3、預(yù)處理措施
(1)、抽排鉆孔施工
石門(mén)工作面掘至3號(hào)煤層(距4號(hào)煤層底板6.7 m垂直巖柱)處停頭,共施工了42個(gè)Φ75mm的抽排孔(見(jiàn)竣工圖)。抽排孔施工時(shí)間: 2005年11月至2006年6月,其中有2個(gè)孔發(fā)生程度不等的瓦斯噴孔現(xiàn)象,打孔回風(fēng)瓦斯0.17%~0.34%。
(2)、瓦斯抽排情況
抽放時(shí)間: 2006年2月至2006年5月,共計(jì)69天,平均負(fù)壓14KPa,平均流量0.0083m3/min,累計(jì)抽放量826m3。打孔及未抽放期間瓦斯排放160天,累計(jì)排放瓦斯量量3145m3。共計(jì)抽排瓦斯量3971m 3,噸煤瓦斯抽排量7.5m3,抽出率51.5%。
4、效果檢驗(yàn)
在該石門(mén)實(shí)施抽排措施結(jié)束后,前后實(shí)施了3次防突效果檢驗(yàn)措施。2006年2月在3號(hào)煤層處(即施工排放孔工作面)打了4個(gè)檢驗(yàn)孔,測(cè)得檢驗(yàn)參數(shù)Δh2最大為100Pa,最小為80aP,打孔時(shí)回風(fēng)瓦斯0.18%~0.34%。2006年3月施工了5個(gè)檢驗(yàn)孔,測(cè)得檢驗(yàn)參數(shù)Δh2最大為140Pa,最小為40aP,打孔時(shí)回風(fēng)瓦斯0.14%~0.3%。2006年6月~7月施工了5個(gè)檢驗(yàn)孔,測(cè)得檢驗(yàn)參數(shù)Δh2最大為40Pa,最小為20aP,回風(fēng)瓦斯0.2%。施工鉆孔時(shí)無(wú)動(dòng)力現(xiàn)象。
5、馬麗散加固煤體
共施工Φ75mm馬麗散注料孔11個(gè)(見(jiàn)竣工圖)。為增強(qiáng)支撐力,注料孔進(jìn)入煤層頂板1m,在馬麗散注料管中插入Φ16mm的螺紋鋼,以形成馬麗散骨架。共注入馬麗散825㎏;
5、骨架孔
為了增大防止煤層垮冒的保險(xiǎn)系數(shù),施工了7個(gè)∮108mm金屬骨架孔,采用15㎏/m鋼軌作為金屬骨架(見(jiàn)竣工圖)。
綜上所述,4-4區(qū)-170m石門(mén)4號(hào)煤層經(jīng)采取抽排預(yù)處理措施、馬麗散加固煤層措施、金屬骨架措施和3次措施效果檢驗(yàn)表明,實(shí)施的抽排預(yù)處理措施已基本達(dá)到消突目的,故采取全斷面遠(yuǎn)距離爆破措施揭開(kāi)該煤層。
三、遠(yuǎn)距離爆破措施
該石門(mén)實(shí)施完金屬骨架孔后,由掘進(jìn)隊(duì)邊探邊掘至4號(hào)煤層底板2m最短垂直巖柱時(shí),開(kāi)始施工揭煤遠(yuǎn)距離爆破炮孔。采用Φ108mm鉆頭在工作面斷面上施工9個(gè)三排自由面孔,用Φ75mm和Φ42mm鉆頭施工炮孔,全斷面遠(yuǎn)距離爆破一次揭開(kāi)4號(hào)煤層。放炮時(shí),采取4-4區(qū)、4-6區(qū)全部停電、撤人,救護(hù)隊(duì)員現(xiàn)場(chǎng)值班等安全措施。遠(yuǎn)距離爆破選用三級(jí)煤礦許用乳化炸藥,1-5段毫秒電雷管,電雷管要求用測(cè)試儀精選,阻值控制在5Ω左右,誤差不超過(guò)±0.2Ω。
四、通風(fēng)系統(tǒng)
該石門(mén)揭煤時(shí)必須形成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng),-170m南大巷進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置兩道牢固可靠的正反向風(fēng)門(mén),風(fēng)機(jī)安設(shè)在-185m 石門(mén)的新鮮風(fēng)流中,新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送至工作面,回風(fēng)經(jīng)工作面→-170m回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷→4-4區(qū)回風(fēng)上山→+210m南大巷→+210m八字口→硐室回風(fēng)上山→芭蕉灣風(fēng)井→主扇抽出地面(詳見(jiàn)通系統(tǒng)示意圖)。
五、 全技術(shù)措施
1、炮孔施工:
1)采用150型液壓鉆機(jī)配Φ75mm的鉆頭施工工作面下部?jī)膳排诳?,其余炮孔用風(fēng)錘配Φ42mm的鉆頭施工。施工過(guò)程中必須堅(jiān)持使用便攜式瓦斯報(bào)警儀,隨時(shí)監(jiān)測(cè)工作面瓦斯涌出情況,發(fā)現(xiàn)瓦斯超限立即停止打鉆,嚴(yán)禁瓦斯超限作業(yè)。
2)炮孔必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行施工,每施工一個(gè)孔必須按編號(hào)、實(shí)測(cè)孔深、方位、傾角,并作好打鉆過(guò)程中異常情況記錄。
3)施工中必須隨時(shí)進(jìn)行敲邦問(wèn)頂,每班必須有人負(fù)責(zé)施工安全。打鉆過(guò)程中,任何人不得正對(duì)鉆孔,防止鉆孔見(jiàn)煤時(shí)噴孔傷人。
2、裝藥聯(lián)線(xiàn):
1) 裝藥前必須檢查每個(gè)炮孔的情況,用壓風(fēng)將孔內(nèi)的煤巖粉吹干凈,并填塞底泥,發(fā)現(xiàn)炮孔變形或堵塞,應(yīng)將炮孔清理符合要求后,才能進(jìn)行裝藥工作。
2)裝藥前,檢查工作面20m范圍內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋_(dá)到1%及其以上時(shí)嚴(yán)禁裝藥。
3)所有炸藥不得有變質(zhì)現(xiàn)象,雷管腳線(xiàn)不夠長(zhǎng)時(shí)用膠質(zhì)銅芯線(xiàn)按要求接長(zhǎng),并用黑膠布包好,防止發(fā)生短路。
4)裝藥時(shí),必須做到炸藥、雷管、炮眼與設(shè)計(jì)三對(duì)號(hào),炮眼內(nèi)藥卷要求正向裝藥,煤孔與巖孔應(yīng)分段裝藥,用炮泥隔開(kāi),炮眼孔口剩余部分用炮泥填滿(mǎn),封泥長(zhǎng)度不得少于1.0m,且每個(gè)炮眼必須按規(guī)定裝底泥和水炮泥。
5)裝藥完畢后,先檢查所有炮孔裝藥情況再聯(lián)線(xiàn);聯(lián)線(xiàn)時(shí)每個(gè)雷管腳線(xiàn)必須用砂布擦試干凈,每個(gè)炮眼內(nèi)的雷管及炮眼間雷管均采用大串聯(lián)方式聯(lián)接。在母線(xiàn)聯(lián)通前,先檢查母線(xiàn)電阻,待撤人完畢后,再與工作面雷管相聯(lián),在放炮掩護(hù)點(diǎn)檢查總電阻。
6)放炮母線(xiàn)敷設(shè):工作面→-170m石門(mén)→-185m石門(mén)→4-4區(qū)軌道上山→-250南大巷4-4區(qū)放煤絞車(chē)處。母線(xiàn)敷好后,兩端線(xiàn)頭必須扭結(jié)成短路。
7)聯(lián)好線(xiàn)后,撤出工作面全部人員,將靠近工作面的風(fēng)、水管掩護(hù)好,關(guān)閉-170m石門(mén)的反向風(fēng)門(mén)。
3、放炮:
1)在確認(rèn)各指定地點(diǎn)崗哨設(shè)好、人員搜索完畢、通風(fēng)系統(tǒng)正常、設(shè)施完好、線(xiàn)路符合要求后,將所有現(xiàn)場(chǎng)人員撤至放炮掩護(hù)點(diǎn),有現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人向地面總指揮匯報(bào)裝藥、聯(lián)線(xiàn)、撤人、瓦斯等情況后,由地面總指揮下令方能放炮。
2)救護(hù)隊(duì)員在放炮掩護(hù)點(diǎn)待機(jī);放炮半小時(shí)后,由救護(hù)隊(duì)員帶機(jī)進(jìn)入工作面檢查,并將現(xiàn)場(chǎng)情況向地面總指揮匯報(bào),然后按要求送風(fēng)排放工作面瓦斯。放炮后24小時(shí)后恢復(fù)作業(yè)。放炮后,若有異常情況必須聽(tīng)從總指揮的指令進(jìn)行處理。
3)該工作面進(jìn)行清理作業(yè)時(shí),首先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂,清找懸矸,然后進(jìn)行灑水防塵和支護(hù)工作,檢查并處理殘瞎炮,人工裝矸。
4)放炮掩護(hù)點(diǎn):南大巷4-4區(qū)-250m石門(mén)以北20m處。
5)停電范圍: 4-4區(qū)、4-6區(qū)所有電器設(shè)備的電源。
6)撤人范圍:4-4區(qū)、4-6區(qū)所有人員;
7)站崗點(diǎn):a:±0m南大巷與4-4區(qū)軌道上山上絞車(chē)房交叉口;b: 4-4區(qū)-250m石門(mén)以北20m處; c:+210m主石門(mén)充電峒室入口以西20m ;d:+210m北大巷兩道風(fēng)門(mén)以北20m ; e:芭蕉灣抽風(fēng)機(jī)房防爆門(mén)外。+210m水平南大巷、4-4區(qū)、4-6區(qū)回風(fēng)上山、+210m至芭蕉彎回風(fēng)上山設(shè)為禁區(qū)。
4、其它安全技術(shù)措施:
1)為降低放炮的破壞強(qiáng)度,放炮以前由掘進(jìn)隊(duì)在-170 m石門(mén)工作面后方10-20m設(shè)置一道擋欄設(shè)施。擋欄用溜槽欄板、排花和金屬摩擦支柱(或木支柱)等構(gòu)成。擋欄由金屬支柱(或木支柱)斜撐成45°的斜面排列成一字型框架,用鐵絲將溜槽欄板迎工作面方向固定在金屬摩擦支柱(或木支柱)上,溜槽欄板距巷道兩幫要求留出一定空隙,再用金屬摩擦支柱(或木支柱)將整個(gè)擋欄框架支柱頂牢。(金屬擋欄見(jiàn)圖)
2)搜索撤人工作應(yīng)在放炮前1小時(shí)完成。
3)放炮前后,要保證該石門(mén)水管有水,并備齊一定長(zhǎng)度的膠管(以到達(dá)工作面位置為宜),作灑水防塵和該工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)滅火之用。
4)放炮時(shí)必須進(jìn)行風(fēng)水噴霧防塵,裝矸時(shí)必須灑水防塵、沖洗巖幫,并注意有否帶出未爆的雷管、炸藥。
5)該石門(mén)必須按規(guī)定安設(shè)瓦斯斷電報(bào)警儀,隨時(shí)監(jiān)測(cè)工作面瓦斯涌出情況,嚴(yán)禁無(wú)風(fēng)、微風(fēng)和瓦斯超限作業(yè)。
6)施工時(shí)發(fā)生瓦斯涌出異常,有突出預(yù)兆時(shí)人員的避災(zāi)路線(xiàn):工作面→4-4區(qū)-170m石門(mén)→4-4-185m石門(mén)→4-4區(qū)軌道上山→-250m南大巷→-250m主石門(mén)→-250m人車(chē)→±0m人車(chē)→地面。
六、組織措施
1)礦成立石門(mén)揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組。組長(zhǎng):礦總工程師,副組長(zhǎng):通瓦副總,成員:由安全副總、生產(chǎn)技術(shù)部、安全監(jiān)察部、調(diào)度室、施工隊(duì)、通風(fēng)隊(duì)、瓦斯隊(duì)、機(jī)電隊(duì)組成,領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)指揮、平衡、協(xié)調(diào)該石門(mén)揭煤期間的各項(xiàng)工作。
2)放炮前一天由礦總工程師組織通瓦管理部、生產(chǎn)技術(shù)部、安全監(jiān)察部、調(diào)度室、供應(yīng)煤質(zhì)部、機(jī)電隊(duì)、施工隊(duì)、通風(fēng)隊(duì)、瓦斯隊(duì)學(xué)習(xí)揭煤措施,落實(shí)有關(guān)人員職責(zé),安排具體撤人、站崗、放炮工作。
3)揭煤當(dāng)天組織領(lǐng)導(dǎo):地面總指揮:礦總工程師,井下現(xiàn)場(chǎng)指揮:通風(fēng)副總或安全副總,其它各部門(mén)協(xié)助。