井底車場及硐室掘進揭煤專項設計及安全技術措施

井底車場及硐室掘進揭煤專項設計及安全技術措施

坪上煤業有限公司井底車場及硐室掘進過程中將揭露4#煤層，為確保揭煤工作安全順利進行，特製定以下安全技術措施：

第一部分 工程概況

一、施工概況

井底車場及硐室全長431m，自東軌四橫川向上13m沿3#煤底板開口，以千分之三坡度下山掘進。

井底車場及硐室（預計揭煤段）采用預留光爆層的施工作業方式（即先裝藥爆破掏槽眼、輔助眼，再根據光爆層層厚取決於周邊眼裝藥量，然後爆破），采用半圓拱形斷麵，錨杆、網、作為臨時支護，料石砌镟做永久支護。斷麵淨寬3300mm，淨高3250mm，毛斷麵麵積12.17m2。料石牆厚度為350mm,淨斷麵麵積為9.55m2。

二、預揭煤層情況

據山西煤炭地質114勘察院2009年11月繪製的“山西晉煤集團坪上煤業有限公司坪上井田資源整合礦井地質報告地層綜合柱狀圖”顯示（詳見附圖），4#煤位於3#煤下方，3#煤底板距4#煤底板3.73m，4#煤處於深灰、灰黑色泥岩中。從柱狀圖中按比例量得4#煤層厚度約300mm，實際厚度應通過施工探煤鑽孔測得。

根據現場實測井下車場施工區域3#煤煤層傾角為6.5°，以3#煤層和4#煤層賦存穩定為基礎，推算出井下車場掘進至30m處可揭露4#煤層。

第二部分 揭煤組織管理

一、領導組織

成立以下揭煤領導小組，指揮、落實揭露4#煤層工作：

組 長：籌備處主任

副組長：總工程師及各副主任、副井長

成 員：通風科、調度室、安監科、生產科、機電科、溫州隊負責人

二、職責劃分

（一）揭煤領導組負責牽頭落實揭煤各項措施。遠距離爆破作業時，分管通風的礦領導現場指揮，組織實施遠距離爆破揭煤措施。

（二）生產科牽頭揭煤總體工作。並提供4#煤層的地質情況，組織審批作業規程，安排揭煤隊組按本措施和作業規程進行施工。

（三）通風科負責揭煤期間的瓦斯和防突管理的技術指導，負責收集、整理並上報相關數據，監督防護措施到位情況和各種鑽孔的施工情況。

（四）機電科負責保證揭煤工作麵監測監控裝備和通訊設備到位，井下電氣設備完好，對揭煤工作麵和揭煤回風係統要重點檢查，杜絕失爆現象，並做好檢查記錄。負責遠距離爆破期間停送電工作。

（五）安監科負責監督檢查本次揭煤措施的落實情況，負責井口警戒、人員清點工作。

（六）調度室負責整個揭煤過程的調度協調、記錄工作，負責協調井下和井上的聯絡，保障揭煤工作順利進行。

（七）抽放隊負責施工探煤鑽孔和措施鑽孔，做好詳細的鑽孔參數記錄。

（八）揭煤施工隊伍負責按照本措施及作業規程進行施工，安裝、管理揭煤工作麵、爆破地點的各項安全防護措施。

第三部分 揭煤工作安排

一、揭煤工作流程

注：1、由於車場開口處底板距4#煤層頂板法向距僅為3.43（3.73-0.3）m，小於實施區域防突措施的7m和實施局部防突措施的5m；故選擇執行區域防突措施，邊探邊掘至工作麵底板距4#煤層頂板法向距離1.5m處，采用鑽屑指標法進行驗證，驗證超標時再執行工作麵防突措施。

2、以下各項措施中所述法向距離的確定，均通過防突預測鑽機向下施工垂直鑽孔測得。

二、揭煤區域防突措施

（一）探煤、區域預測鑽孔

在車場開口處，沿車場軸線向4#煤層施工三個探煤鑽孔，控製煤層層位，掌握煤層的賦存位置、形態。鑽孔施工參數見下表：

探煤鑽孔參數表

孔號 孔徑

（mm） 距左幫

（mm） 距底板

（mm） 方位角

（°） 傾角

（°） 終孔深度

（m）

1# 94 800 800 300° 0.17° 42

2# 94 1750 1200 300° 0.17° 45

3# 94 2700 1500 300° 0.17° 48

探煤鑽孔見煤後，退出鑽杆，更換取芯鑽杆，取芯1m後，重新更換普通鑽杆繼續鑽進。

4#煤層在車場軸線方向上的斜長通過取芯管中的煤樣確定，若斜長超過取芯長度（1m），則通過取芯長度加取芯後鑽進煤深確定，最後通過三角函數計算出4#煤層在車場揭煤段的厚度。

4#煤層厚度小於0.3m時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作麵底板距4#煤層頂板法向距離1.5m處，遠距離爆破揭開煤層；4#煤層厚度達到或超過0.3m時，對取出的煤芯進行原始瓦斯含量測定，測出的瓦斯含量≥8m3/t時，必須向4#煤層實施預抽瓦斯的區域防突措施；測出的瓦斯含量＜8m3/t時，邊探邊掘至工作麵底板距4#煤頂板法向距離1.5m處，采用鑽屑指標法進行驗證（工作麵突出危險性預測）。

（二）區域防突措施

4#煤層原始瓦斯含量超標時，要執行穿層預抽瓦斯的區域防突措施：

按鑽孔在預揭煤層中3m抽放半徑考慮，利用MK-5型鑽機在工作麵施工25個鑽孔，直徑94mm，五花眼布置，在4#煤層位置應控製整個車場輪廓線外12m，終孔點超前4#煤層5m。

若鑽孔施工過程中有噴孔現象，應采用“先封後打”先施工邊鑽孔，最後施工中間孔。

每施工完一個鑽孔，要及時接入抽放係統，保證孔口負壓不低於13KPa，每周測定一次鑽孔參數，並做好記錄。

通風科應根據現場實際情況另行製定專門的鑽孔設計。

（三）區域措施效果檢驗

經檢測所有鑽孔孔內瓦斯濃度均已降至20%以下後，進行區域措施效果檢驗。效果檢驗前，必須提前三個班拆除措施鑽孔。若拆除後，措施孔出現噴孔，必須重新接管進行抽放，認定區域防突措施無效；若沒有噴孔現象，則采取以下方法進行防突措施效果檢驗：

在工作麵向4#煤層施工四個檢驗孔，檢驗孔應布置在措施孔密度較小、孔間距較大、預抽時間較短的位置。所有檢驗孔深度均應超前被檢驗煤層2m。

下麵列出區域措施效果檢驗孔參數，施工角度應根據實探的煤層法向距離確定。

效果檢驗鑽孔參數表

孔號 孔 徑

（mm） 開孔位置 終孔位置

距左幫

（mm） 距底板

（mm） 距左幫

（m） 距底板

（m）

1# 94 1750 1500 1.75 12

2# 94 800 1200 左偏11 1.7

3# 94 2700 1200 右偏6 1.7

4# 94 1750 800 1.75 1.7

測出的殘存瓦斯含量≥8m3/t時，必須重新實施預抽瓦斯的區域防突措施，重新進行效果檢驗，直到效果檢驗有效；測出的殘存瓦斯含量＜8m3/t時，邊探邊掘至工作麵底板距4#煤頂板法向距離1.5m處，采用鑽屑指標法進行驗證。

（四）區域驗證

區域驗證方法與局部防突措施中的工作麵預測方法相同。

三、揭煤局部防突措施

（一）工作麵預測

采用鑽屑指標法測定K1值進行工作麵突出危險性預測，具體方法如下：

在工作麵施工三個預測鑽孔，1#鑽孔距左幫0.5m，外偏斜井軸線7°～11°；2#鑽孔位於巷道中部，與車場軸線平行布置；3#鑽孔距右幫0.5m，外偏斜井軸線7°～11°。三個預測鑽孔距底板均為0.5m，鑽孔在主斜井軸線上的投影深均為22m，1#、3#鑽孔的終孔點位於巷道輪廓線外2-4m。

每個預測鑽孔從見煤點開始每鑽進0.5m測定一次K1值，三個孔K1值的最大數據為最終預測數據。

當預測數據K1＜0.5 ml/（g·min1/2）時，采取安全防護措施，實施遠距離爆破揭煤；當K1≥0.5 ml/（g·min1/2）時，必須采取工作麵防突措施，並進行效果檢驗。

若預測鑽孔施工過程中，幹打眼無法鑽進時， 應采用濕式鑽進，執行濕式煤樣K1值＜0.4ml/（g·min1/2）為無突出危險性的標準。

（二）工作麵防突措施

工作麵預測數據超標時，采取預抽瓦斯的工作麵防突措施。

按鑽孔在預揭煤層中3m抽放半徑考慮，利用MK-5型鑽機在工作麵施工8個鑽孔，直徑94mm，終孔點應控製整個車場輪廓線外5m，終孔點超前有突出危險性的預揭煤層5m。



若鑽孔施工過程中有噴孔現象，應采用“先封後打”先施工邊鑽孔，最後施工中間孔。

每施工完一個鑽孔，要及時接入抽放係統，保證孔口負壓不低於13KPa，每周測定一次鑽孔參數，並做好記錄。

通風科應根據現場實際情況另行製定專門的鑽孔設計。

（三）工作麵防突措施效果檢驗

工作麵防突措施效果檢驗方法同工作麵防突預測方法，均采用鑽屑指標法，但檢驗孔數量應布置5個，見下圖：



每個效果檢驗鑽孔從見煤點開始每鑽進0.5m測定一次K1值，五個孔K1值的最大數據為最終預測數據。

當效果檢驗數據K1＜0.5 ml/（g·min1/2）時，采取安全防護措施，實施遠距離爆破揭煤；當K1≥0.5 ml/（g·min1/2）時，必須重新采取工作麵防突措施，重新進行效果檢驗，直到效果檢驗有效。

若效果檢驗鑽孔施工過程中，幹打眼無法鑽進時，應采用濕式鑽進，執行濕式煤樣K1值＜0.4 ml/（g·min1/2）為效果檢驗有效的標準。

（四）安全防護措施

1、通風係統

揭露4#煤層期間設計風量500m3/min，采用2*30KW局部通風機向工作麵供風，實現三專兩閉鎖和雙風機雙電源自動切換。風筒出風口距迎頭距離不大於5m，中部裝設防逆流裝置，防止瓦斯逆流進入局扇。

遠距離爆破前，采取小風量供風的措施，保持一級風機運轉，並進行調節，保證風量在250--300 m3/min。揭穿煤層並經現場檢查正常後，恢複二級風機運轉。

進風係統：主斜井→東軌→局扇風筒→車場工作麵

回風係統：車場工作麵→東軌→東軌皮十二橫川→東回→東回皮十一橫川 東 回→回風二石門 回風立井

東二回 回風一石門

2、瓦斯管理

⑴揭煤工作麵應設置專職瓦斯檢查工，認真檢查揭煤工作麵及回風流中的瓦斯情況，並熟悉突出預兆及避災路線，嚴格執行現場交接班。

⑵揭煤工作麵或回風流瓦斯濃度達到0.5%時，必須立即停止作業，切斷揭煤工作麵及回風流所有非本質安全型電器設備電源，在礦領導現場指揮下查明原因進行處理；當瓦斯濃度達到1.0%時，揭煤工作麵的所有人員必須撤至東翼皮帶巷避難硐室，由負責現場指揮的礦領導向調度室彙報後，製定措施進行處理。

⑶對因瓦斯超限、積聚而切斷電源的電氣設備，必須在揭煤工作麵、回風流及電氣設備附近10m範圍內瓦斯濃度降到0.5%以下時，方可恢複供電。

⑷局部通風機因故停止運轉，必須查清原因，進行處理。在恢複通風前，必須檢查瓦斯，隻有停風區中瓦斯濃度不超過1.0%和二氧化碳濃度不超過1.5%，且局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時，方可人工啟動局部通風機。否則，必須按排放瓦斯措施進行排放。

3、安全監測

揭煤工作麵和回風流應同時懸掛瓦斯傳感器和瓦斯便攜儀，安設標準如下：

⑴工作麵探頭距迎頭3-5米,距巷頂不大於300毫米,距巷幫不小於200毫米。

報警點：≥1.0% 斷電點：≥1.5% 複電點：＜1.0%

斷電範圍：揭煤工作麵及回風係統內所有非本質安全型電氣設備電源。

⑵回風流探頭距全風壓風流混合處10米～15米，距巷頂不大於300毫米,距巷幫不小於200毫米。

報警點：≥1.0% 斷電點：≥1.0% 複電點：＜1.0%

斷電範圍：揭煤工作麵及回風係統內所有非本質安全型電氣設備電源。

4、電氣管理

⑴揭煤期間，包機單位必須每班認真檢查揭煤工作麵及回風係統內所有電氣設備完好情況，杜絕失爆現象，並有記錄可查，機電科進行監督。

⑵遠距離揭煤爆破期間，整個井下除局部通風機、通訊、監測係統正常運行外，其餘動力電源必須全部停電並閉鎖，包括副井乘人猴車。

⑶停送電工作嚴格按照《停送電管理製度》執行。

5、頂、幫管理

⑴揭煤前，必須對揭煤工作麵迎頭10m範圍內加強支護，確保支護可靠。

⑵揭開或揭穿煤層後，必須及時進行支護，嚴禁空頂、空幫作業。

⑶揭煤期間嚴禁使用風鎬落煤。

6、隔爆水棚

⑴在東軌巷車場巷道開口處前後50m各安裝一組隔爆水棚。

⑵水棚集中吊掛，水量不少於200L/m2，排間距為1.2m，棚區長度不小於20m，水袋邊與巷幫、頂板之間的距離不小於0.1m，水袋底部與頂板之間的距離不大於1.6m，距巷道軌麵不小於1.8m。

7、壓風自救

⑴在距工作麵25米處車場巷道內設置兩組壓風自救裝置，噴嘴數量不少於16個；放炮地點安裝一組，噴嘴數量不少於8個。

⑵壓風自救裝置應安設在井下壓風管路上，其壓縮空氣供給量每人不少於0.1m3/min。

⑶壓風自救裝置安裝高度要求：披肩下端距底板300㎜～500㎜，吊掛平穩，手把麵向人體且平行於巷道。

四、遠距離爆破措施

（一）爆破器材的規定

1、在爆破時必須使用FD200D（A）型發爆器，由爆破工專人保管。爆破必須采用銅腳線的毫秒電雷管串、並聯起爆，雷管總延期時間不得超過130毫秒，嚴禁跳段使用。

2、揭煤前通風科要將發爆器徹底檢查、測試，達到標準才準使用。

3、電雷管使用前由專人逐個測試其性能，保證導通和電阻基本相等。不符合規定時，嚴禁使用。電雷管的連接必須使通過每一雷管的電流達到其引爆電流的2倍，雷管腳線要互相扭緊。

4、爆破母線用麻繩懸掛在沒有敷設電纜、管路的巷幫。母線入井前，必須對其電阻進行測試。爆破網路連接完畢後，必須進行網路全電阻測試，發現問題，及時處理。

5、放炮采用的煤礦許用三級乳化炸藥、煤礦許用毫秒延期電雷管不得過期、失效和變質。

（二）放炮前的準備工作

1、必須按本措施要求，消除預揭煤層突出危險，且核實工作麵底板距預揭煤層頂板留有1.5m最小法向安全距後，方可施工爆破炮眼。

2、在整個揭煤過程中，通風科必須設置專職瓦檢員、專職放炮員，不準隨便換人。

3、所有入井人員都必須攜帶隔離式自救器。

4、專職瓦檢員嚴格檢查工作麵及其回風流中瓦斯濃度，瓦斯濃度超過0.5%禁止作業。

5、在打炮眼時，若發現底鼓、響煤炮等瓦斯突出預兆時，必須立即停止工作，切斷工作麵所有非本質安全型電氣設備電源，將所有人員撤至東皮避難硐室，並立即向調度室彙報。

6、爆破炮眼打成之後，要用壓風將炮眼內的煤岩粉吹淨，並用木塞將炮眼口塞住，防止掉入雜物，影響裝藥質量。

7、嚴格按照作業規程要求使用水炮泥，不裝水炮泥不得進行爆破。

8、爆破前由工作麵班長安排專人對爆破地點20m範圍內進行灑水滅塵，爆破時防塵水幕必須打開。

9、爆破前所有不裝藥的孔洞必須用黃泥或其它不燃性材料充填，充填深度不得小於最大炮眼深度的 1.5倍。

10、爆破前，現場指揮的礦領導要組織人員詳細檢查工作麵局部通風設施、隔爆設施、瓦斯傳感器等安全設施的完好情況。當班電工認真檢查電氣設備停電閉鎖情況，確認閉鎖後向現場指揮的礦領導彙報。

（三）放炮過程

1、遠距離爆破定在交接班時間。連接母線前，井下除爆破人員、瓦檢工、安檢工、電工和現場指揮的礦領導五人外，與揭煤無關的其他人員必須全部撤離上井，接班人員均在井口五十米外等候，由安監科在舊主井口、副井口、甩車場、回風井口五十米設好警戒並清點人數，與燈房、自救器房記錄核對確認除揭煤的五人外，其他人員全部上井後，向調度室彙報，由調度室向井下現場指揮的礦領導下達可以開始爆破的指令。

2、放炮嚴格執行“一炮四檢”和“三人聯鎖放炮”製度。

3、揭煤爆破必須采用全斷麵一次起爆。

4、放炮地點：放炮地點設在副井底躲避硐室內（距揭煤地點300m），並應配備壓風自救係統和直通調度室的電話。

5、放炮時，參加揭煤的人員必須在放炮地點靜侯，不得隨意走動，嚴禁進入揭煤工作麵回風係統。

（四）放炮後

1、爆破40分鍾後，瓦檢工、安檢工首先認真檢查揭煤工作麵及回風係統瓦斯濃度和一氧化碳濃度，確認瓦斯濃度低於0.5%、一氧化碳濃度低於0.0024%後，由現場指揮的礦領導帶領瓦檢工、安檢工、爆破工進入現場驗炮。發現拒爆、殘爆等異常情況時，必須立即彙報調度室，請示領導組組長後，由現場指揮的礦領導安排專人按《煤礦安全規程》規定進行處理。

2、放炮後經檢查無異常情況時，及時進行巷道清理和支護，防止頂板掉渣、片幫傷人，防止煤體垮落引起煤與瓦斯突出事故。

3、未全斷麵揭開煤層或未全部揭穿煤層時，繼續執行遠距離爆破措施。

4、經檢查如無異常情況時，由現場指揮的礦領導向調度室彙報。調度室下達恢複正常命令後，方可解除井口警戒，人員入井正常接班。

五、避災和救援

（一）煤與瓦斯突出預兆

1、有聲預兆

煤體發出劈啪聲、鞭炮聲、機槍聲、悶雷聲，以及氣體穿過含水裂縫時的吱吱聲。

2、無聲預兆

煤層結構構造方麵：煤層層理紊亂，煤變軟、變暗淡、無光澤，煤層幹燥和煤塵增大，煤層受擠壓褶曲、變粉碎、厚度變大，傾角變陡。

地壓顯現方麵：壓力增大使支架變形，煤壁外鼓、片幫、掉渣，頂板出現冒頂、斷裂，底板出現鼓起，炮眼變形裝不進藥，打鑽夾鑽、頂鑽等。

其他方麵：瓦斯湧出異常、忽大忽小，煤塵增大，空氣氣味異常、悶人，煤溫或氣溫降低或升高。

（二）避災

1、正常作業時煤與瓦斯突出事故、水、火、瓦斯、煤塵、頂板事故的避災路線均為：工作麵—東軌—東軌皮1#橫川—東皮—主、副井聯絡橫川—副井—地麵

2、遠距離爆破時煤與瓦斯突出事故、水、火、瓦斯、煤塵、頂板事故的避災路線均為：放炮地點—副井—地麵

3、進入揭煤工作麵的所有人員必須接受防突專業知識培訓，熟悉突出預兆、安全防護措施及避災路線（見附圖）。進入工作麵的所有人員都必須隨身攜帶隔離式自救器並會正確使用。一旦發生突出事故，要迅速打開自救器，按避災路線撤離現場。避災路線受阻或遇其它異常時立即進入壓風自救係統等待救援。

（三）應急救援

發生煤與瓦斯突出事故後，啟動2009年12月30日頒布的《寺河北區瓦斯抽放工程井煤與瓦斯突出事故專項應急預案》，迅速展開救援。

發生瓦斯煤塵事故後，啟動2009年12月30日頒布的《寺河北區瓦斯抽放工程井瓦斯煤塵事故專項應急預案》，迅速展開救援。

井下兩個地點以上同時發生瓦斯超限、積聚或一處（及以上）瓦斯濃度達到3%時，全井下和主井、副井、甩車場口50m範圍內、回風立井口20m範圍內必須停掉所有非本質安全型電氣設備電源，采取措施進行處理。

六、其它

（一）參加揭煤的所有人員必須認真學習本措施，揭煤施工隊伍要進行全員培訓，全員考試，考試合格方可上崗。

（二）本揭煤措施未盡事宜執行《煤礦安全規程》、《防治煤與瓦斯突出規定》相關規定。