風井井筒揭2-1煤層組施工安全技術措施
一、工程概況
色連二號礦井風井井筒設計深度364m，淨直徑7.6m，掘進荒徑8.9m。井筒目前采用人工挖刷配合挖掘機掘進施工，掘進斷麵62.2m2，采用段高3.6m模板一掘一砌的作業方式施工。
風井井壁采用鋼筋混凝土支護，表土段、基岩段支護厚度均為650mm，混凝土強度等級分別為C30、C40。過煤段井筒井壁采用單層鋼筋混凝土支護,砼強度等級為C40。截止2012年9月17日風井井筒已施工井深至237.8m，根據前探孔資料，預計施工至累深246.5m位置將見2-1煤層組見第一層煤。因2-1下煤層與上麵兩層煤層間距均小於5m，故對2-1三層煤進行聯合揭煤，為了安全揭過該煤層組，特編製該施工安全技術措施。編製依據：
1、《回風立井揭2-1煤層組地質說明書》。
3、《風井井筒預測地質柱狀圖》
4、已批準的《風井井筒及相關硐室掘砌工程施工組織設計》。
5、《煤礦井巷工程質量檢驗評定標準》(MT5009-94)。
6、《防治煤與瓦斯突出細則》煤安字【1995】第30號。
二、地質、煤層、瓦斯情況
1、所揭煤(岩)層地質狀況 (見地質說明書)
(1)地質構 造及水文地質情況。
根據勘探報告資料及井筒檢查孔資料03manbetx ，該區域地質構造簡單，施工中無構造影響。根據井筒上部實際揭露地質資料及井筒檢查孔抽水試驗資料03manbetx ，主要充水水源為頂板砂岩裂隙水，在裂隙發育處，有淋滴水現象，正常湧水量0～5m3/h ，最大可達20m3/h。
(2)瓦斯地質概況
本區域據6號煤層鑽孔瓦斯測試成果知，甲烷(CH4)含量為0.00～0.03ml/g。自然瓦斯成分中甲烷(CH4)在0.00～7.49%，二氧化碳(CO2)0.53～7.69%,氮氣(N2)91.24～98.83%，瓦斯帶分帶屬二氧化碳～氮氣帶。
該區域各煤層瓦斯含量低;各煤層煤塵均具爆炸危險性，爆炸指數在30～50%之間;自燃傾向性為容易自燃～自燃，自燃發火期一般為40～60天。
(3)突出危險性評估
地勘資料無2-1煤層組瓦斯指標樣數據，根據2-2中煤地勘時期瓦斯資料03manbetx ，預測回風井筒2-1煤層組瓦斯壓力P<0.2Mpa，瓦斯含量W<0.03m3/t;同時周邊礦井揭露2煤層組時，無突出及瓦斯災害等情況發生。
2、風井井筒截止至9月17日已施工井深237.8m，距2-1首層煤頂板最小法距9.0m。工作麵已按照揭煤設計的要求，完成前探、測壓、工作麵突出危險性預測工作，並完善了安全防護設施。
三、防突設計執行情況
(一)前探測壓鑽孔
1、在井筒迎頭距2-1煤層組頂板最小法距12.6m(即233.9m)前施工一組共計3個前探孔，對2-1煤層組及岩石賦存情況和構造情況進行探控，準確掌握了煤層賦存情況和構造情況。 所有鑽孔施工過程中均無噴孔、夾鑽、頂鑽等動力現象。
2、所有前探鑽孔均正常施工，成孔完好，具體見表1：
表1 回風立井過2-1煤層組前探(測壓)孔實際參數
孔號 |
孔徑/mm |
方位角/o |
傾角/o |
孔深/m |
備注 |
1﹟ |
75 |
0 |
-75 |
20.5 |
1#、2#、3#孔均兼作測壓孔並穿過2-1煤層組底板0.5m |
2﹟ |
180 |
-90 |
19.5 |
||
3﹟ |
270 |
-51 |
25.2 |
3、根據鑽孔施工見煤情況03manbetx 煤層賦存情況如下：
根據前探鑽孔分析，及時修改完善了煤層賦存和頂底板相關參數，準確控製煤層層位。打鑽位置實際距離首層煤法距12.6m，前方煤岩層狀接近水平，首層煤厚度0.6～1.2m，厚度相對穩定，第二層煤厚度0.4～1.2m，厚度不穩定，與首層煤間距2.0～2.9m;2-1下煤層厚度0.8～1.0m，與第二層煤間距1.2～2.5m。根據鑽孔測壓觀察情況，預計下部細砂岩含水層水量較小，不會影響井筒的正常施工。具體見：
附圖一：回風立井前探2-1煤層組成果圖
(二)預測預報
1、利用法距2-1煤層組12.6m前施工的3個前探孔兼做2-1煤層組測壓孔，鑽孔封孔至2-1煤層組見煤點，測定2-1煤層組瓦斯壓力，其中3#孔控製到井筒輪廓線外15米處。所有測壓孔全部采用“兩堵一注”的方式進行封孔。
2、測壓鑽孔施工過程中未出現任何動力現象。測定2-1煤層組層原始瓦斯壓力，壓力穩定後實測2-1煤層組原始瓦斯壓力最大為0.04Mpa。
3、根據《中煤科工集團重慶研究院》出具的瓦斯含量測定及突出危險性評估初步報告，2-1煤層組實測瓦斯含量為3.652 m³/t， 2-1煤層組在風井區域為無突出危險性煤層。
附回風立井2-1煤層組瓦斯含量測定及突出危險性評估初步報告。
(三)預測結果及過煤方法
基於以上結論：2-1煤層組區域為無突出危險區，2-1煤層組工作麵為無突出危險工作麵，在迎頭距2-1煤層組頂板2m法距時采用鑽屑瓦斯解吸指標K1值進行最後驗證，驗證結果若K1值不超標，采取安全防護措施後執行人工挖掘過2-1煤層組。
(一)通風、供電係統
1、通風係統
(1)選用兩台FBDNo6.3/2×30局扇，一台工作，一台備用，采用壓入式通風方式供風，局扇實行雙電源雙局扇，自動切換。過2-1煤層組期間局扇必須設專職局扇司機，且局扇司機必須是電工。局扇開雙級供風，供風不正常或備扇不能正常工作時，嚴禁進行作業。
通風係統如下：
新鮮風：地麵→局扇→風筒→迎頭
乏 風：迎頭→回風立井井筒→地麵
過煤期間必須安設專人對井筒內風筒進行檢查，發現問題及時整改。
附圖三：回風立井過2-1煤層組通風、監控係統及避災路線圖
2、供電係統
(1)供電係統
①電氣設備主要有風機、井上、下照明、信號及調度絞車、鑽機等。為滿足井下風量要求使用2台FBDNo6.3/2×30局扇供井下通風，正常使用時，一台使用，另一台備用。風機供電滿足“三專”供電方式以及風機自動切換要求，1#主局采用S9-100/6/0.69變壓器供電(6#專用變壓器)，2#主局采用KS9-315/6/0.69變壓器供電。過煤期間井下工作麵及吊盤照明及信號設備、過煤用鑽機;井口照明來自東側穩車群供電;信號係統采用1台BZX-4.0型照明信號綜合保護裝置供電，(詳見回風立井揭2-1煤層組供電係統圖)。
風電瓦斯電閉鎖開關為QBZ-2*120/1140(660)SF (編號為6#)和KBD-400(編號為3#)，斷電範圍為井口調度絞車、井下過煤用鑽機、泵、井下及井口照明打點信號。
風機以及控製設備位於井口北側距井口20米以外。東、西井蓋門用絞車及控製電源均位於井口20米範圍之外，聯絡開關安裝於東穩車群集控室，
②防爆設備管理。井下、井口20米範圍內使用防爆電器(包括井口調度小絞車),並在使用前應由具備資質的電氣設備防爆檢查員檢查其安全性能,取得合格證後方可投入使用。使用中的防爆電氣的防爆性能每天檢查一次, 確保防爆性能良好，過煤期間必須設專人負責檢查、維修和調試,並留有記錄和數據;嚴禁使用性能失爆的電氣設備。加強入井礦燈防爆檢查工作。
③確保保護靈敏可靠。漏電保護試驗必須每天一次, 並作好記錄,由專人管理。局扇必須安排專人看管。過煤前做一次遠端漏電試驗,過煤期間嚴禁做此試驗。過煤期間，風電閉鎖、瓦斯電閉鎖及局扇切換開關自動切換必須每天試驗一次,確保靈活可靠,並留有記錄。井下及井口照明信號選擇照明信號綜合保護裝置供電。過煤期間，每天必須對照明綜保進行實驗，確保其完好，並記錄。
④強化電器設備檢修，過煤所使用的電器設備必須台台完好，供電線路絕緣良好,各種電氣保護靈敏可靠。井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備,包括電纜和電線,非專職或值班電氣人員,不得擅自操作電氣設備。
⑤井筒內鋼絲繩懸吊電纜必須使用卡子卡緊,吊盤上及井口電纜懸掛整潔,開關及各電氣設備擺放整齊,確保清潔衛生。
⑥嚴格停送電製度：檢修或搬遷電器設備、電纜前，必須切斷電源，檢查瓦斯，風流中瓦斯濃度低於0.8%時，再用與電源電壓相適應的驗電筆檢驗;檢驗無電後，方可進行導體對地放電。開關把手在切斷電源時必須閉鎖並懸掛停電牌。
⑦安排專職電工負責過煤期間停、送電。
(2)停送電操作：
②停電後，閉鎖，掛停電牌，設專人看護。
(3)安全措施：
① 井筒施工過煤期間，必須每天對風電閉鎖、瓦斯電閉鎖、局扇自動切換功能試驗一次。
② 停送電工作人員在接到調度及項目部領導值班人員通知後，嚴格執行停、送電管理規定，停電後，進行驗電、放電，停電開關要閉鎖、掛停電牌，並派專人看守。
附圖四：回風立井過2-1煤層組供電係統圖
(二)安全設施
1、監測監控
(1)在距迎頭小於5m範圍內設置甲烷傳感器T1，距井筒回風道口向下10～15m處設置甲烷傳感器T2。
探頭報警及斷電濃度如下:
探頭 |
報警濃度 |
斷電濃度 |
斷電範圍 |
複電濃度 |
T1 |
≥0.5％ |
≥0.8％ |
回風井井筒內及井口20m範圍內所有非本安型電氣設備 |
<0.5％ |
T2 |
≥0.5％ |
≥0.8％ |
<0.5％ |
(2)加強瓦斯探頭的使用維護工作，防止因外力撞擊、淋水等原因造成監控數據失真，確保靈敏可靠。
(3)在距迎頭小於5m處必須懸掛瓦斯便攜儀，報警濃度為≥0.5%，並要做到靈敏可靠。
(4)每隔10天由監控人員對瓦斯探頭進行更換調校。
2、通訊設備
過煤期間，井下設本質安全型礦用電話機，增設一路工作麵至井口的直通電話，以便緊急情況及時彙報。在吊盤與工作麵之間安裝聲光信號，供工作麵與吊盤之間聯係。
(三) 掘進施工
1、過煤範圍
井筒工作麵迎頭距2-1煤層組首層煤頂板最小法距2m開始穿過2-1煤層組至工作麵迎頭距2-1煤層組底板最小法距2m止。
2、岩柱控製
為進一步探明2-1煤層組情況，在井筒迎頭距2-1煤層組頂板法距5m前，每班掘進施工前在迎頭最先預計見煤位置施工不少於2個小直徑(Φ42mm)超前探眼(參數由礦建工程技術部地測專業人員提供),準確控製安全岩柱和距2-1煤層組的法距，確保安全岩柱厚度不小於2m。
3、過2-1煤層組段掘砌、支護
(1)施工方案
采用綜合機械化配套掘砌作業方式施工，使用63挖掘機配破碎錘和B87型風動破碎機施工，挖掘機裝矸。副提升采用JK-4.0×3.5/15.5E絞車、主提升采用2JK-3.6/15.5絞車，各配一套單鉤4.0 m3吊桶提升。采用大段高(段高3.6m)一掘一砌作業方式。
施工流程為：鑿岩→出矸→紮筋→立模→澆築砼
井壁采用MJY型整體金屬模板立模澆築，段高3.6m，一掘一砌;砼由商品混凝土攪拌站提供，3.0m³及2 m³底卸式吊桶運至吊盤，用妥善安置在吊盤上的溜灰管放砼對稱入模。噴漿料由3.0 m³底卸式吊桶運至工作麵，現拌現用。
(2)支護方案
過煤層段井壁采用現澆單層鋼筋混凝土支護。井幫圍岩較差，易片幫時，采用錨網或錨網噴臨時支護管理幫部。鋼筋混凝土支護：鋼筋為HRB400級鋼筋，環筋Φ20@200mm，縱筋Φ18@250mm，豎筋采用直螺紋套筒連接，環筋綁紮連接，搭接長度560mm(28d)，井壁鋼筋搭接接頭麵積百分率≤25℅，壁厚650mm，混凝土強度等級C40。臨時支護：錨杆采用Φ20×1800mm樹脂錨杆，錨杆托盤100×100×8mm鋼板，錨杆按梅花形狀布置，間排距800×800mm，錨固劑為Z2350型1卷/孔，金屬網為8#鐵絲編製而成，網孔50×50mm，網片規格1.0×10.0m，網片搭接150mm;噴混凝土厚100mm，噴混凝土強度等級C20。
(3)支護工藝
①錨杆網支護
支護設備：錨杆采用YT—28風鑽及MQB-50手持式氣動幫錨機打眼
錨杆眼施工工藝
a、打眼前，必須清除幫部浮矸危岩。
b、根據設計要求，使用紅漆標出錨杆位置。
c、打眼方向應垂直於井幫，不得打穿皮眼或沿順層麵或裂隙縫打眼。
d、錨杆眼的深度、間排距及布置形式要符合設計規定。打眼時應在釺子上做好標誌，嚴格按錨杆長度打眼。
e、打眼的順序，應按由上至下的順序依次進行。
f、開風鑽時，應先開風後給水，停機時先停水後停風。
g、采用風鑽打眼時，風壓應控製在0.4～0.65MPa，水壓應控製在0.6～1.2 MPa。
②錨杆安裝工藝
a、安裝前，應將眼內的積水、岩粉用壓風吹掃幹淨。對錨杆眼，錨杆的質量進行檢查，發現不符合設計規定的要進行處理。
b、按規定數量放入樹脂錨固劑(2個)，把樹脂錨固劑送入眼底，把錨杆插入錨杆眼內，使錨杆頂住樹脂錨固劑，外端頭套上專用攪拌器。
c、用風鑽卡住專用攪拌器旋轉將錨杆旋入樹脂錨固劑，對錨固劑進行攪拌，直至錨杆達到設計深度，攪拌時間為30～40s。
d、安裝15min後上好托盤，並用扳手將螺母擰緊。
e、錨杆外露≤50mm，托盤要與岩麵接觸嚴實，禁止在托盤上墊木頭、石塊或多加托盤。
f、對於錨杆托盤不能緊貼岩麵，造成錨杆失效的，必須在其附近300mm範圍內補打錨杆。
g、網片搭接150mm，用12#鐵絲每隔300mm連接一道，金屬網應緊貼岩麵。
h、錨杆安裝要做到構件齊全，安裝到位。
i、錨杆的擰緊扭矩不小於100N.m，抗拔力>50KN。
(4)物料上下安全技術措施
①噴漿機使用4根長1.5m的4分鋼絲繩鎖扣配5T卸扣對稱懸掛打運。打運前要使用卸扣將鋼絲繩與鉤頭保險繩鎖牢。
②使用3m3底卸式吊桶下放噴漿料前，要認真檢查吊桶，清除吊桶底座上粘著的砂石，確保吊桶保險銷插牢後方可打運。
③其他使用吊桶下放的物料嚴禁超出罐沿，如物料較長，超出罐沿部分應使用鐵絲在罐梁上綁紮牢固。
④上、下材料時嚴格按《回風立井長材打運專項措施》執行。
掘砌施工的其他未盡事宜按《回風立井基岩段掘砌作業01manbetx 》執行。
(四)其他管理措施、規定
1、瓦斯管理
局扇距井口不小於20m，並指定專人看管，嚴禁隨意停送電，局扇因故停止運轉時，必須立即停止迎頭工作，切斷電源、撤出人員到地麵;風筒接頭要嚴密，風筒吊掛要牢固，嚴防風筒脫節墜落。風筒嚴禁跑漏風，風筒口距迎頭不大於5m。
過煤期間，安設專職測氣員，隨時檢查瓦斯變化情況，當發現瓦斯湧出忽大忽小、有煤炮聲等突出預兆時，要及時撤出人員、並及時向礦調度彙報。
瓦斯檢查要重點檢查通風死角，對井筒內易產生局部瓦斯積聚地點，如井壁刃腳下、模板內、吊盤下、及封口盤下等應仔細檢查，防止漏檢。
2、防塵管理
(1)出煤、矸時必須設專人灑水，嚴禁煤(岩)塵飛揚。
(2)迎頭施工人員佩戴防塵口罩，做好個人防護。
(3)采用濕式打眼。
3、井幫管理
煤層揭露後，根據實際揭露的岩層情況，如岩幫破碎，易片幫時，找幫後必須及時按要求進行臨時支護支護。如井幫有較大的集中出水點時，必須采取措施進行處理，保證混凝土澆築質量。
5、安全防護措施
(1)入井人員必須佩戴自救器和礦燈，自救器要能熟練使用，熟悉突出預兆。
(2)井口20m範圍內禁止使用明火、吸煙、電氣焊。加強入井檢查製度，嚴禁攜帶煙草、點火物品，嚴禁穿化纖衣服入井和帶電子表下井。
(3)井下不得以敲擊、砸打作為信號，需要時使用氣喇叭。
(4)過煤期間，按照規定對壓風自救裝置進行維護，確保正常使用。
(5)過煤施工中，兩台絞車必須保證安全運轉，工作麵始終保持一個不摘鉤的吊桶，待另一個吊桶下至工作麵後，工作麵不摘鉤的吊桶才準起鉤。信號應保證準確、暢通。
(6)出矸時，必須灑水滅塵，以有效降低煤塵擴散，井下施工人員必須佩戴防塵口罩，搞好個人防護。
(7)過煤期間，嚴格執行項目部領導跟班製度，現場指揮;交接班要有詳細記錄，遇到變化立即彙報調度及礦調度室。
(8)在施工中應仔細觀察鑽孔的瓦斯湧出量、打眼時有無異常現象等。如遇有異常情況應及時彙報，並采取相應對策。
(9)過煤期間，施工超前鑽孔前必須向礦調度彙報，礦調度通知地質人員查看鑽孔見煤(岩)情況，施工前礦調度通知揭煤小組跟班人員現場跟班。
(10)過煤的過程中，若出現瓦斯異常情況，井筒內斷電後，人員需要升井時，使用工作麵或吊盤上的本安型信號與地麵信號室及值班電工聯係，本安信號失效後，用本安電話聯係，操作井蓋門小絞車將井蓋門打開，然後用電話通知絞車房將吊桶由井下提升至井口，確保人員安全升井。若絞車出現故障，人員可通過安全梯升井，操作步驟同上。
(11)過煤前，必須對所有參與揭煤人員進行防突知識培訓，經考核合格後方可參與過煤工作，同時對過煤施工人員進行措施貫徹，方準上崗。特殊工種必須持證上崗，嚴禁脫崗、串崗。
(12)突出預兆：岩層破碎、岩幫崩落或壓出、地壓加大、煤層層理紊亂、傾角煤厚急變、瓦斯忽大忽小、溫度迅速下降或升高、煤體出現劈裂聲及悶雷聲、響煤炮聲、打鑽噴孔等異常現象。
(13)過煤期間，井底及井口20m範圍內嚴禁燒焊作業。
(14)其他涉及揭煤事項仍執行《煤礦安全01manbetx 》、《防治煤與瓦斯突出細則》、《色連二號礦井施工組織設計》及《色連二號礦井揭2-1煤層組防突設計》中的相關規定。
(五)避災
避災路線(水災、火災、瓦斯、煤塵災害)：
工作麵→吊桶→地麵;
工作麵→軟梯→吊盤→安全梯→地麵;
吊盤設軟梯，在過煤期間要緊跟工作麵，並要保證能正常使用，確保在發生災變時該路線暢通。
五、組織管理機構
項目部成立揭煤領導指揮小組，加強對揭煤工作的組織管理。揭煤前由領導小組組長帶隊，組織相關人員對揭煤準備工作進行一次全麵檢查，並對檢查發現的問題召開專題會議落實解決。揭煤期間，必須有領導小組副組長以上領導現場值班。領導小組組織機構如下：
組 長：
副組長：
成 員：
六、相關圖紙
(一)回風立井前探2-1煤層組成果圖
(二)2-1煤層組頂底板岩性綜合柱狀圖
(三)回風立井過2-1煤層組通風、監控及避災路線圖
(四)回風立井過2-1煤層組供電係統圖
