回风井井筒揭煤施工安全技术措施.docx
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回风井井筒揭煤施工安全技术措施
回风井井筒揭煤施工安全技术措施
一、工程与地质概况
不连沟矿井隶属内蒙古蒙泰煤业有限责任公司,位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗东部,行政隶属准格尔旗大路乡,隔黄河北与托可托县为邻,东与清水河县相望。
不连沟矿井由沈阳设计研究院设计,矿井设计生产能力为1000万吨/年,采用主、副平硐、两立风井混合开拓,单水平盘区式开采。
其中回风井净直径6.0m,井深396.0m,井口设计标高为+1273.0m。
根据不连沟煤矿检4号钻孔柱状图所揭露的地层,井筒自上而下为第四系上更新统马兰组、第三系上新统、白系下统志丹群、二叠系下统山西组、石炭系上统太原组地层。
本次探、揭煤层属于太原组6上煤层和6煤层,根据检4号钻孔柱状图可知两煤层之间为深灰黑色的炭质泥岩,其下部泥岩较厚含植物碎片,泥岩厚度为6.7m。
6上煤层厚1.8m,预计见煤深度为374.926m;6煤层厚21.9m,预计见煤深度为383.426m。
煤质以暗煤为主,夹有少量亮煤,属暗淡型煤,沥青光泽。
(附图1:
6上煤层和6煤层及顶底板岩层地质柱状图)
二、矿井瓦斯情况
根据井田详查勘探中采集煤层钻孔瓦斯样统计分析,勘查区6号煤层自然瓦斯成份甲烷0.43-1.03%,二氧化碳为0-5.96%,氮气94.04-99.41%,为低瓦斯矿。
瓦斯成分则以n2为主,属二氧化碳-氮气带。
三、井筒探、揭煤层施工方法
《不连沟煤矿井筒检查孔勘查报告》提供的资料,不连沟煤矿为低瓦斯矿井,瓦斯成分则以n2为主,属二氧化碳-氮气带,从检3到检4号孔的瓦斯情况分析,本矿井煤层的ch4含量非常低。
本矿井周边的矿井均为低瓦斯矿井,根据矿井地质情况,回风井井筒所穿过的煤层为低瓦斯,矿井地质条件属简单型。
针对地质情况,揭煤层时为了安全起见,施工时坚持“安全第一,预防为主”的原则,采取先钻探煤、然后用光学瓦检仪检测探孔内的瓦斯含量,并在钻探过程中观察孔内的气体涌出情况,对探孔施工情况和瓦斯涌出情况进行分析,判定符合揭煤规定后,施工到煤层顶板上2m左右时采用震动放炮一次揭露煤层。
1、钻探煤层有两种方案:
采用qkz-100潜孔钻机,配φ60mm×1.0m的钻杆和φ90mm的钻头打探煤眼。
1.1当井筒工作面掘进到距被揭煤层顶板最小法距10m时,停止掘进,潜孔钻机在井筒工作面上打2个超前钻孔,探明煤层的准确位置,施工前必须完成下列准备工作。
①探、揭煤施工前必须对井上下以及井口周围20m进行一次全面大检查,对查出的不安全隐患立即整改后,方可实施探揭煤施工。
②探、揭煤施工时,井筒的通风必须实行双机双电源,完善风电、瓦斯电闭锁。
保持井筒的正常通风。
③井口棚及井下各种机电设备必须防爆,各种保护(特别是漏电保护装置)安全可靠。
1.2探煤孔具体施工如下:
当井筒施工至工作面距6上煤层垂距10m,即井深366.45m时停止井筒掘砌施工,根据井筒岩层倾向在工作面打2个探煤钻孔,钻孔布置在井筒中心,利用主提钩头将潜孔钻机下放到迎头。
下放钻机前先将钻孔位置用风镐找平,用风锤在工作面打四个600mm深的眼,用800mm长的螺纹钢锚杆配合加工好的槽钢将潜孔钻机的底座固定好,便可以上钻杆进行探眼。
6上煤层和6煤层之间为6.7m,可以用潜孔钻机一次钻探,进入6煤层10m。
在钻探过程中要注意观察是否有顶钻、喷煤、喷瓦斯等现象,探孔打好后瓦检员用光学瓦斯检测仪检测探孔内的瓦斯含量,并做好记录。
如果打钻过程中无异常现象,孔内瓦斯含量低且无明显涌出,即可判定煤层的瓦斯低无突出危险,可正常组织揭煤施工。
四、在6#煤层中施工
从检4号孔资料来看6#煤层层厚为21.9m,井筒与总回风巷连接处硐室和井底水窝都在6#煤层中施工。
施工过程中每个班的跟班班队长都必须携带便携式瓦检仪,检测工作面的瓦斯情况。
工作面打眼时必须打一个超前探孔,装药前瓦检员必须用光学瓦斯检测仪检测超前探孔的瓦斯含量,在工作面瓦斯浓度小于1%时才能进行装药连线放炮。
五、探孔测压及瓦斯排放
在钻探过程中如果出现顶钻、喷煤、喷瓦斯等现象时,可采用潜孔钻机将探孔穿透6煤大于10m的深度。
打钻终孔后立即封孔测压,测定煤层的ch4压力。
具体方法如下:
(1)加工一根长度3.0m镀锌无缝钢管,管径ф20mm,钢管与圆形挡板焊一起,带有丝扣接头,作为测压管。
钢管在挡板下端露出1.0m并开出一些小孔,挡板直径ф80mm。
(2)管口露出工作面0.5m,在孔内先加入1.0m深的粘土,捣实后灌入加有速凝剂的水泥砂浆封堵,在管子上端接闸阀和压力表经24小时后测量压力,并详细记录压力上升与时间的关系,直到压力稳定为止,稳定后的压力即煤层瓦斯压力。
若瓦斯压力p<0.74mpa,煤层无突出危险,可正常组织揭煤施工。
若瓦斯压力p≥0.74mpa,如有突出危险,要打排放孔排放瓦斯。
眼间距不大于1000mm,在控制断面内进行均匀布孔,外圈钻孔底距井筒轮廓线外不小于1500mm,排放孔穿透6煤深度大于10m,排放孔离测压孔距离为1.0m左右,打排放钻孔时,先打离测压孔远的,再打近的。
排放钻孔布置见排放钻孔布置图(图3)。
自然排放24小时后,再测定煤层的瓦斯压力p值,当瓦斯压力p<0.74mpa时,确定无突出危险后,正常组织揭煤施工。
六、过煤层时的临时支护
过煤层时,若煤岩破碎可采用锚网喷联合支护。
掘进荒径按3550mm控制,锚杆为管缝式锚杆,锚杆间距为800×800mm的梅花型布置方式。
金属网为150×150mm网格,采用ф6mm钢筋进行加工。
施工时先把金属网放好,再向孔内安装锚杆,必要时进行喷射砼支护,喷射砼强度c20,喷层厚度50mm。
七、震动性放炮
当工作面掘进距煤层2m时,采用震动性放炮揭开煤层,并保证一次揭煤成功。
1、爆破器材选用:
雷管选用1到5段毫秒延期电雷管,脚线长度6.0m,延期时间在130毫秒以内,符合《煤矿安全规程》的规定。
炸药选用煤矿许用安全型炸药。
2、爆破参数:
(1)布孔原则:
中间密、周围稀、多层分布。
岩眼、煤眼间隔布置,岩眼深度以距离煤层顶板200mm为准,打入煤层的部分要有炮泥充填。
煤眼要穿过煤层顶板500mm,所有炮眼都在炸药与封口炮泥间装2个水炮泥。
(2)装药量:
装药量为正常放炮时装药量。
正向装药。
(3)起爆方式:
和井筒基岩段相同。
附:
爆破图表
八、防煤尘
6号煤层的煤尘具有爆炸性,在施工中除了加强通风外,爆破后要对工作面进行撒水降尘。
利用伞钻凿眼时,在吊盘上安装除尘器,以降低煤尘浓度。
九、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,通过井上下信号或铜锤发出信号升井。
(2)若井下停电,工作面人员通过绳梯爬至吊盘,通过吊盘上的安全梯升井。
十、辅助系统
(一)通风系统
1、风机选择fd-1n06对旋式风机两台,一台工作,一台备用。
功率2×30kw。
在揭煤时,工作面风流速度不小于0.25m/s,风机出口风量不低于500m3/min。
2、揭煤前,从井上到工作面详细检查一遍风筒,破损风筒及时更换,同时风筒距工作面不得超过6.0米,以保障有足够新鲜风流进入工作面。
(二)电器设备
1、井上、井下信号系统一律为防爆系统。
2、井口、井下、井架上的刀闸开关应为防爆设备。
3、井下电缆全部使用阻燃性橡胶电缆。
十一、劳动组织
(一)、劳动组织
在整个揭煤过程中,由揭煤领导小组统一指挥,领导小组成员、劳动组织详见表一、二。
不连沟煤矿回风井井筒揭煤领导小组成员表一
序号姓名工作单位职务组内职务1陈兆凤二处不连沟项目部项目部经理组长2潘孝艺二处不连沟项目部技术副经理副组长3孙业东二处不连沟项目部安全副经理成员4李光沛二处不连沟安监站安全特派员成员5翟国庆二处不连沟项目部生产副经理成员6李军强二处不连沟项目部工程组长成员7吴满意二处不连沟项目部204队队长成员不连沟煤矿回风井井筒揭煤预测阶段劳动组织表二
序号
岗位工种
小班数×每小班人数
圆班人数
备注
1
钻工
6
6
2
辅助操作工
3×4
12
3
通风瓦检
3×1
3
4
机电修
3×2
6
5
井上下把钩工
3×4
12
6
吊盘井口信号工
3×4
12
7
提升绞车司机
3×2
6
8
安检员
3×1
3
小计
60十二、安全技术措施
1、认真执行贯彻“一通三防”管理制度,特别是揭煤措施要认真贯彻给参与施工的每一个职工并签字,考核。
2、严格执行井口各项管理制度。
3、严格执行立井施工防坠措施。
4、井下电器设备全部具备防爆性能。
5、加强通风管理工作,在揭煤前认真检查一遍风筒,有破损处及时处理,保证工作面有足够风量。
6、探揭煤时要认真做好各项检查记录,打钻时是否有顶钻、喷煤现象,如有立即停钻汇报,并采取措施。
7、在通过煤层时,如有瓦斯浓度突然增大、煤壁片帮、来压、煤体位移压出、有煤炮声、煤体光泽变暗、煤层层理紊乱等现象时,井下人员要立即升井并及时向井口调度、队长汇报,以便采取相应措施。
8、打眼、装药、放炮要严格按爆破图表施工,放炮严格执行“三人连锁”和“一炮三检”制度。
9、放炮前,放炮员检查好放炮线、雷管连接线和地面放炮装置,保证母线接牢,起爆系统正常。
10、放炮后,必须通风30分钟后,瓦斯检查人员测井口回风口风流的瓦斯浓度低于0.5%时方可和班组长安全检查人员入井检查瓦斯浓度,确定瓦斯浓度低于1%时其他人员方可入井作业。
11、出碴时,加强检查井帮,及时进行临时支护。
12、井口备好临时支护材料。
13、过煤层砌壁时,采用风动振捣棒振捣。
14、瓦斯检查员必须跟班作业,做好瓦斯检查记录,如果工作面瓦斯浓度超过1%时,必须停止作业;瓦斯浓度达到1.5%时,立即停止作业,撤出人员,切断工作面一切电源,进行处理。
15、加强通风管理,禁止随意停开风机,风筒末端要接到吊盘以下。
16、井下作业人员带好备用矿灯,矿灯在井下不得随意拆开,以免产生火花。
17、井口20m内严禁有明火,并在20m内设好安全警戒,井口附近不得进行氧气、电焊工作。
18、井口各操作间要有安全可靠的防护措施,放炮时人员撤至井口棚以外的安全地点。
19、在井口、井下要安设瓦斯报警装置,并要认真调校,使之准确可靠。
20、井下施工人员严禁穿化纤衣服入井。
21、下井工作人员必须配带自救器、矿灯,并学会操作。
22、加强职工培训,揭煤前贯彻安全技术措施并签字,要全部考核合格,否则不得参加此项工作。
23、揭煤前5天,组织安全大检查,检查井下、地面防爆设备、通风系统及材料准备。
24、加强干部带班作业,每班应有副队长以上干部跟班,并按规定配备便携式瓦检仪。
25、工程技术人员揭煤、测瓦斯时应跟班作业掌握现场第一手资料并做好相关记录。
本措施编制依据:
1、《不连沟煤矿进、回风立井井筒及相关硐室掘砌施工组织设计》
2、《煤矿安全规程》
3、《煤矿建设安全规程》(1997年版)
4、《不连沟煤矿井筒检查孔勘查报告》
5、《检4号钻孔柱状图》
6、《防治煤与瓦斯突出细则》
煤层段预期爆破效果
表7-1
序号爆破指标单位数量1炮眼利用率%902掘进断面m238.53每循环进尺m3.64每循环爆破实体岩石量m3138.65每循环炸药消耗量kg1406单位原岩炸药消耗量kg/m31.017每循环雷管消耗量个808单位原岩雷管消耗量个/m30.589每循环炮眼长度m441.6过煤层段爆破参数表
表7-2
炮眼
名称炮眼
序号炮眼
数目圈径
(m)眼深
(m)眼距(mm)倾角
(度)装药量起爆
顺序延期时间(ms)雷管
段别卷/眼kg/圈掏槽眼1-661.64.2800902118.9ⅰ1辅助眼一7-20143.24.0700901837.8ⅱ3辅助眼二21-42225.34.0700901239.6ⅲ5周边眼43-78366.94.060087843.2ⅲ5合计78140备注:
采用煤矿许用乳化炸药。
φ35mm药卷,长200mm,药卷重0.15kg/卷。
毫秒延期电雷管起爆。
注:
本爆破图表仅供参考,施工中应根据实际揭露的煤的硬度进行。
揭煤层预期爆破效果
表7-3
序号爆破指标单位数量1炮眼利用率%902掘进断面m238.4653每循环进尺m3.64每循环爆破实体岩石量m3138.55每循环炸药消耗量kg1896单位原岩炸药消耗量kg/m31.367每循环雷管消耗量个988单位原岩雷管消耗量个/m30.79每循环炮眼长度m193揭煤层爆破参数表
表7-4
炮眼
名称炮眼
序号炮眼
数目圈径
(m)眼深
(m)眼距(mm)倾角
(度)装药量起爆
顺序延期时间(ms)雷管
段别卷/眼kg/圈掏槽眼1-661.62.580090519ⅰ1辅助眼一7-19132.92.069090433ⅱ3辅助眼二20-39204.32.067090450ⅱ3辅助眼三40-65265.82.070090349ⅲ5周边眼66-95306.92.055090238ⅲ5合计95189备注:
采用煤矿许用乳化炸药。
φ45mm药卷,长300mm,药卷重0.63kg/卷。
毫秒延期电雷管起爆。
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