揭露煤层的安全技术措施

揭露煤层的安全技术措施

内蒙古太西煤集团兰山煤业长沟煤矿位于阿拉善左旗古拉本敖包境内，古拉本矿区二道岭立新井田19—18号勘探线之间。

太西煤集团兰山煤业长沟煤矿地处贺兰山中部，山势较陡，沟谷较发育，地形地貌比较复杂，为典型的山区地形地貌特征。长沟煤矿主井井口标高为：1994.455米；风井井口标高为：1993.548米；井底标高为：1697.594米。

本矿井的交通主要是以公路对外联系，本矿西距乌吉线上的本井火车站65km，西南距盟所在地巴彦浩特镇48km，北距乌海站9km，东距包兰线上的西大滩站55km，均有公路相通。以建成的乌海---巴彦浩特1级公路从矿井通过，大大提升了矿井对外的运输能力。矿井距秦皇岛煤港1729km,距天津港1360km，距二连浩特市760km。

本矿内无地表径流，平日无水。由于我矿上界为原通古淖露天煤矿已开采，原来开采后期充填没有夯实，因此在雨季期间还要做好防水、防洪；另外二道岭沟内常年有溪流，因此雨季时，对长沟煤矿的生产、生活有一定的影响。1.1.5矿井的气候、气温、风向、风速；雨期及降水量、冻结期及冻结深度

℃℃,全年最高气温为25℃℃。全年主导风向的为西南风，最大风速为34m/s最大风力为10级以上，年最大降雨量为296.7mm，年最大蒸发量为2618.7mm，雨季多集中在7—8月份，冻结期为半年，从10月份到第二年4月份，最大冻结深度为1.5m。

矿井出露的地层由老至新：三叠系延长群、侏罗系延安组、延安组、侏罗系安定组、第四系。本矿含煤层形成于中侏罗世，聚煤环境与大型鄂尔多斯含煤盆地相似，为一套湖泊三角洲沉积，属大型内陆盆地的沉积类型。二道岭矿区基本呈—不对称菱形的复式向斜构造，本矿井有断层F24，该断层为正断层，断距大约有17米左右。1.3.1煤层〔包括煤层厚度、倾角、含夹石状况〕

本矿井可采煤层共有三层分别是：二1层上、二1层、二3层；二1层上煤层厚度为：3m，平均倾角为650、二1层5.8m〔内含夹矸0.8m，实际煤层厚度为5m〕平均倾角为：650、二3层3.3m〔内含夹矸1.3m，实际煤层厚度为2m〕平均倾角为720。煤层基本特征表〔表1〕

煤层名称煤种煤层倾角〔度〕煤层厚度〔米〕层间距二1上层无烟煤56

二1层无烟煤6519二1层无烟煤72171.3.2、煤质：〔煤种、硬度、爆炸指数、发火期〕

煤质属无烟煤，硬度f=3.5～4，不易自燃。煤尘爆炸指数试验样试验无爆炸危险性。煤层无自然发火倾向。

顶、底板节理比较发育，直接顶为砂质页岩。老顶为粉砂岩。直接底为砂质页岩，老底为中砂岩。1.3.4、估计水文地质〔与老窑及邻近采空区关系〕

本煤层及顶底板岩层无含水层，水量以地表水从斜井渗漏为主。1776水平上部为原小煤窑的采空区，应注意地面降水形成洪水灌入井下。F24断层西翼1700水平～1776水平未采动。无采空区。1.3.5煤层含瓦斯性、煤尘、自然性、地温

1〕瓦斯

相对瓦斯涌出量41.22m3/吨，绝对瓦斯涌出量为39.03m3/min.，属于高瓦斯矿井，瓦斯对矿井的生产安全威胁较大，抓好通风与瓦斯管理是本矿井生产所面临的头等大事。

瓦斯实测最大值一览表2

煤层项目二1上层二1层二3层孔号191919标高+1776+1742+1700瓦斯含量%

瓦斯成份%

水平瓦斯含量表3

煤层深度二1上层二1层二3层1700水平

1742水平

1776水平

2〕煤尘煤尘爆炸指数小于15%，无爆炸性，但煤尘对人体有害，会导致作业人员患肺病，所以在掘进过程中必须采用有效的防灭尘措施。3〕煤的自燃状况

煤层自燃倾向性为Ⅲ类，煤炭为不易自燃煤层。由于煤的变质程度高，含硫低，自燃发火的倾向性弱，一般不易自燃，但需注意人为的外因火灾。

4〕地温

煤矿内无高温异常的地区。距1700标高井下温度为18—20℃；矿区深部勘查地温无高温异常现象。本矿通风方式简易采纳两翼对角式通风，及主井进风，总回风井回风，掘进工作面采纳局部通风机压入式通风方式给工作面供风。2、煤与瓦斯特别的地质因素分析

煤〔岩〕与瓦斯特别的发生是各种自然因素综合影响的结果。这些因素主要有：地应力〔地层静压力、地质构造的残余力和矿山压力〕、瓦斯含量和瓦斯压力、煤的物理性质决定的。矿井的瓦斯特别主要集中在地质构造带内，特别点发生的位置与地质构造部位有关，比如激烈挤压的褶皱带、扭折带、倾角变化的转折点、断层四周等等，这些地质构造部位应力比较集中，由于采掘工程破坏了原始平衡，导致地质构造残余应力的突然释放，引起煤与瓦斯特别，因此在施工过程中在石门揭煤层地点选择中要避开地质构造带。避免发生煤与瓦斯特别事故。3、揭煤防突措施工艺流程揭煤防突措施工艺流程图1

在石门掘进工作面施工到距煤层法线距离10m之前，为了确切得掌握煤层的层位、倾角、厚度、顶底板岩性、地质构造等状况，制定施工四个穿透煤层全厚且进入底板不小于0.5m的前探钻孔〔沿巷道走向方向〕，其中一号孔为取芯孔，采纳75型或150型钻机，钻孔施工时应具体记录岩心资料。煤层瓦斯压力测定，钻孔成孔后必须在30min内进行封孔测压〔封孔长度不得少于12.0m〕，必须在瓦斯压力值稳定之后〔瓦斯压力稳定时间不得少于48小时〕可拆表。在取芯时，采集软分层煤样2kg左右，每个孔取一份，送通风实验室，测定煤的瓦斯放散初速度指标〔p值〕和煤的牢固性系数〔f值〕。〔1〕因掘凿断面较大，为了防止误揭煤层，保证猜测可靠。在石门工作面掘进至法线距离距煤层3m处停止掘进，应打4个穿透煤层全厚的钻孔，石门中央布置上、下向各一个，见煤点在石门掘凿断面两侧轮廓线以外2m范围布置2个。〔2〕每个钻孔猜测两次，既在钻孔进入煤层中部和穿透煤层底板时各1次。〔3〕钻孔直径ф50mm，为避免钻孔积水，采纳干式钻进，压风排渣。钻机采纳75型或150型钻机。〔4〕测定钻孔瓦斯涌出初速度qm值，采纳抚顺分院研制的多级压差流量计及专用胶囊封孔器。〔5〕封孔、测量全过程要求在成孔后2min内完成，封孔后测量室长度为煤层厚度的1/2或煤层厚度相等。〔6〕在打钻过程中测得的最大值确定有无危险。〔7〕取4个钻孔中测得的最大值确定有无危险。因该煤层处于帷幕注浆控制范围段高内，帷幕注浆后〔注浆压力达20Mpa〕至使岩体原始应力重新分布，对煤层瓦斯的影响有待进一步考证，且该矿区目前尚无明确的研究指标，故按《特别细则》中规定的临界值执行。综合指标D＞0.25K＞15单项指标qm＞4.0L/min(vr=20~30%)4、揭煤防突措施鉴于本矿石门为井田内首次揭穿煤层，且揭煤深度达约300m，且煤层厚度2.3m，为安全起见，本制定依据猜测参数而定，如果猜测值大于临界值，采纳排放钻孔配合深孔松动爆破为主要防突措施。〔1〕既施工排放钻孔，钻孔一次打穿煤层全厚。〔2〕钻孔直径75mm，钻孔间距0.6m×0.6m，在控制范围内均匀布孔，终孔距离平均2m，钻孔数目依据其掘凿断面积19.2m2，钻孔数目49个。〔3〕为加快煤层瓦斯排放，可采纳松动爆破为辅助措施。〔1〕因巷道断面较大，为节约打钻时间，安排2台钻机〔75型或150型〕同时施工。〔2〕为保证施工质量，施工单位必须严格按制定施工，施工过程中，应严格控制见煤深度、钻孔深度，喷孔状况及实际钻孔参数，以确定煤层位置、产状和有无地质构造。并依据实际钻孔参数，重新作图，假设控制范围不够或钻孔间距过大，应及时补充钻孔。〔3〕建立安全可靠的独立通风系统，在建井初期，矿井尚未构成全风压通风时，在石门揭穿特别煤层的全部作业过程中，与此石门有关的其他工作面都必须停止工作。〔4〕从打前探钻孔开始，为提防意外揭开煤层使瓦斯喷出或发生瓦斯特别，必须保证通风机对回风石门工作面不间断供风，〔风量不少于500m3/min〕打钻时应常常检测瓦斯浓度，假设打钻时有喷孔，使风流中瓦斯浓度超限，需停止作业，将所有施工人员撤离工作面，切断工作面范围内除扇风机以外所有电源。〔5〕应指定专人强化现场观测，并检查工作面有无异常，如发现异常应马上停止作业，工作面人员撤离至安全地带。〔6〕作业人员必须携带本安型矿灯和隔离式自救器。〔7〕工作面安装瓦斯遥测仪，1号探头悬挂在迎头5m处，2号探头悬挂在回风流中，报警值为0.8%，断电值为1.5%，断电范围为回风石门掘进工作面除扇风机以外所有电源。〔8〕在整个揭煤过程中，必须安排专职瓦斯检查员随时测定瓦斯浓度并做好记录。依据2号探头及回风量所测数据计算瓦斯排放量，以分析瓦斯排放效果。4.4、措施效果检验钻孔排放瓦斯充分卸压后，在3m岩柱外向煤层打4个检查孔，检查孔位于排放孔之间，且距排放孔距离不得小于0.5m。防突措施效果检验的工艺及指标采纳钻孔瓦斯涌出初速度法，当检验的指标低于特别危险临界值，防突措施有效。否则，说明煤层特别危险尚未消除，尚需采用补救措施，如补打排放孔或增加排放时间等，直至特别危险完全消失。5、安全措施为了减少因措施效果检验失误或其他不可预见的原因而发生的特别所造成的灾害，以及为了减少因瓦斯超限引起的瓦斯爆炸事故，在石门揭煤整个施工阶段都必须认真采用以下安全措施.6通风〔1〕通风采纳压入式通风〔2〕工作面必须装备经矫正的瓦斯自动检测报警断电仪。在井下作业的班〔组〕长、放炮员及工程技术人员必须携带便携式瓦斯检测报警仪。〔3〕当风流中瓦斯浓度超过1%时，应停止打眼放炮；瓦斯浓度达到1.5%时，工作面应停止一切工作，全部人员撤至安全地点。〔4〕井下工作面工作人员必须佩带隔离式自救器。〔1〕在采用防突措施并经效果检验确认无特别危险，经总工程师批准后，可采纳远距离震动放炮揭穿煤层。〔2〕必须采纳煤矿安全炸药和煤矿许用铜脚线电雷管，且不准掺混使用不同厂家生产或不同品种的电雷管。〔3〕全断面一次装药，一次放炮，放炮母线采纳现石门施工放炮专用电缆，放炮必须采纳大功率电容式发爆器〔功率一次起爆150发以上〕引爆。〔4〕必须采纳正向爆破，严禁反向爆破。〔5〕放炮工作必须由专职放炮员担任，放炮员、班组长、瓦斯检查员必须在现场执行“一炮三检制〞和“三人连锁放炮〞。〔6〕炮眼长度及封孔长度必须符合《煤矿安全规程》。〔7〕放炮地点必须设在风门以外处，全部工作人员撤出风门以外处，放炮时停止回风石门范围内一切作业，矿井内严禁有任何火源及不防爆的机电设备。〔8〕放炮前30s停风，放炮后应马上恢复通风。〔9〕处理工作面瞎炮，残炮按《煤矿安全规程》。〔10〕在整个揭煤过程中应配备一救护小队在地面值班，以应急救护之用。〔11〕在整个揭煤过程中，进入工作面的所有工作人员必须携带隔离式自救器，并严禁穿化纤服装和戴电子表。〔12〕井下应设临时避难所，避难所内必须设有压风自救设施和与调度直通的。〔13〕在整个揭煤过程中，矿方应明确1名领导在现场指挥组织实施。〔14〕未尽事宜，按《煤矿安全规程》有关规定执行。〔1〕临时支护过煤段施工时〔煤层顶板2m到穿过底板2m处垂直距离〕，视煤岩体破碎状况而定。采纳锚喷挂网〔锚杆长1800m，喷厚100mm混凝土〕，或采纳U型棚作为临时支护。〔2〕永久支护过煤段施工时，永久支护制定为：。6.4其它事宜，按《煤矿安全规程》防治煤与瓦斯特别细则执行。7、延期特别的防治延期特别无论少见，但在石门类巷道揭