石门揭煤步骤及措施

石门揭煤步骤及措施（共3篇）

石门揭煤步骤及措施 篇1

贵州省六盘水市

盘

县 西冲镇德昌

煤矿

1537回风石门揭煤措施

掘进工作面名称:

1537回风石门

编

制

人 :

黄

江

矿

长:

编

制

日

期

二○○八年一月二十六日

矿

长：生产矿长：安 全 员：电

工：

会审意见

规程措施会审领导小组：

安全矿长：

技术负责：

瓦 检 员：

施工单位：

作业人员学习签名

组织者：

****年**月**日

1537回风石门揭煤安全技术措施

一、概况

1、本矿井为高瓦斯矿井，1537回风石门揭露煤层为7#煤层,煤层倾角30°,煤层相对瓦斯涌出量为15.3m3/t（二○○七年度）。掘进过程中，实施探放水措施时,钻孔探穿煤层,煤层厚度4m,有瓦斯喷孔顶钻现象。2、1537回风石门巷道位于矿区范围西翼，处于7#煤层底板岩层中，巷道标高为+1568m，巷道围岩主要为粉砂岩、细纱岩、泥岩组成。巷道采用工字钢金属梯形支护,支护间距为1m,毛断面为4.62m。

3、工作面采用局扇压入式通风，回风风流流经路线：工作面→1537回风上山→总回风巷→风井→地面

二、防治突出安全技术措施

（一）、突出危险性预测

地质人员必须认真做好该巷道的地质素描及地质预测预报工作，掘进工作面距7#煤层7m（法向垂距距5m）时，工作面停止掘进,采用液压钻机打两个穿透煤层全厚测压孔,测定瓦斯压力和瓦斯解吸指标，只有中k1く0.4且△Η2く160pa（湿煤），证明本巷道石门揭煤无突出危险性；反之证明有突出危险性，必须采取进一步的防突卸压措施。测压孔布置见附图一

（二）、防治煤与瓦斯突出措施

预测本巷道石门揭煤有突出危险性，必须采取液压钻打孔排放瓦斯卸压措施，防治石门揭煤发生煤与瓦斯突出。排放瓦斯钻孔布置见附图二

（三）防突措施的效果检验

采取卸压措施后，必须进行效果检验，效检方法采用煤钻屑解吸指标法。具体方法如下：

1、用地质钻或液压钻打2个直径为Φ75毫米的钻孔，效检孔必须位于措施孔之间。

2、钻孔见煤后，每打1米收集全部钻屑量测定重量，并取粒径为1-3毫米的煤样装入MD-2型煤钻屑解吸仪中测定钻屑解吸指标。

3、只有k1く0.4且△h2く160Pa，证明本巷道无突出危险性；反之证明有突出危险性，必须采取进一步的防突措施，无突出危险性后,方可掘进作业。

三、远距离震动放炮揭开煤层安全措施

1、加强领导，矿成立本次揭煤领导小组。小组成员由矿长、总工程师，生产、安全副矿长，安全员、瓦斯检查员等组成。由矿长任组长，全面指挥本次揭煤工作。

2、掘进工作面距7#煤层7m（法向垂距5m）时,为了防止误穿7#煤层,在掘进工作面顶底部用3.5m钢钎各打三个小直径（φ42mm）超前孔,超前距离2m,确定煤层层位,保证岩柱厚度不小于2m（法向垂距2m）。

3、掘进工作面距7#煤层2m（法向垂距1.5m）时,掘进工作面应停止前进,实施震动爆破。为能一次性全断面揭开煤层，工作面要刷成斜面，刷斜面时，技术人员要现场跟班指导，保证安全。

4、震动性放炮必须按爆破图表施工，打眼装药连线工作由掘进工作面作业人员完成，当班班长负责。打揭煤眼时，由技术人员现场布孔指导，同时准确掌握各炮眼的见煤深度、瓦斯涌出等情况。装药连线严格爆破图表执行（爆破图表见爆破说明书）。

5、启爆地点:暗斜井绞车房，采用MBD-200型放炮器启爆。撤人警戒范围:1537回风石门、1074运输巷及其回风系统,站岗地点:暗斜井绞车房、风井口（地面）、1505回风上山落位。撤人、站岗指定专人负责，放炮工作指定持有放炮合格证的放炮员负责，启爆地点有专职瓦斯检查员检查瓦斯。

6、装药连线工作、撤人工作、站岗人员到岗后，必须报告揭煤组长。组长待揭煤准备工作完成后，下达断电启爆命令，接到命令后,值勤班电工切断警戒范围内电气设备的电源，放炮员方可启爆。

7、起爆60分钟后，瓦斯检查员、放炮员进入该工作面察看情况，并将情况及时电告组长。组长根据所掌握的情况，经过检查、确认无异常情况后，组长才能发出井下恢复送电命令和撤除警戒及复工命令。

8、石门揭开煤层后，工作面复工及过煤门措施根据现场勘察情况另行研究补充措施，其它按该工作面作业规程执行。

石门揭煤步骤及措施 篇2

煤与瓦斯突出是多种因素控制的复杂的矿井动力现象[1,2,3]。它能在很短的时间内, 喷出大量的瓦斯及碎煤, 在煤体中形成特殊的空洞, 并形成一定的动力效应, 煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一[4]。我国是世界上发生煤与瓦斯突出最严重的国家之一, 累计突出次数约占世界40%以上[5]。45户重点监控的国有煤矿企业的415处矿井中, 高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井234对, 占56.4%;煤与瓦斯突出矿井142对, 占34.2%;特大型煤与瓦斯突出矿井33对, 占8.0%[6]。统计数据表明[7], 10 a来全国国有煤矿瓦斯爆炸事故有68%发生在井下掘进工作面, 而对于掘进工作面而言, 虽然煤层平巷突出次数最多, 约占突出总数的45%左右, 但是石门揭穿煤层突出强度最大, 平均强度为586.1 t, 为总平均强度的6.55倍, 且80%以上的特大型突出均发生在石门揭煤时[4]。因此, 安全高效的揭穿突出危险煤层, 是煤与瓦斯突出矿井避免重特大事故的基础和保障。而深井大断面强突出煤层多石门联合揭穿煤层, 更是一项技术性强、工艺复杂、危险程度高的难题。现以淮南矿业集团谢一矿望峰岗井深部强突出煤层多石门联合揭煤为例, 对石门揭煤两级“四位一体”, 尤其是区域性防突措施的实施, 进行进一步探讨和总结, 以形成类似条件下石门揭穿突出煤层的成功典范。

1 工程概况

淮南矿业集团谢一矿1952年投产, 设计生产能力0.3 Mt/a。由于资源即将枯竭矿井老化, 2005年与望峰岗深部井合并后设计生产能力5.0 Mt/a。谢一矿于1979年定为煤与瓦斯突出矿井, 突出煤层为C15, C13, B11b, B9b, B4b, 其中C13, B11b为强突出煤层。历年来共发生煤与瓦斯突出事故58次, 且在望峰岗井建井过程发生了我国有历史记录以来最大的立井揭煤 (揭穿C13煤层) 煤与瓦斯突出, 造成重大经济损失和人员伤亡。随着矿井开采深度的增加, 矿山压力越来越大, 瓦斯涌出量急剧上升, 煤与瓦斯突出危险性不断增强, 严重阻碍了矿井的开拓延伸。

谢一矿望峰岗井-817 m一组三条主门 (轨道、运输、回风) 是矿井深部一水平 (-820 m) 北部采区的主要功能巷道和关键开拓生根系统。其中, 轨道、运输石门设计由C15顶板分别穿过C13、B11b、B9、B8、B7、B6直至B4底板;回风石门设计由C13底板分别穿过B11b、B9、B8、B7、B6直至B4底板。目前, 轨道、运输石门距离C13煤法距6 m位置停头封闭。

而C13煤层为强突出煤层, 煤层厚度6 m, 倾角20°, -817 m C13煤层瓦斯含量为17 m3/t、轨道石门实测C13煤瓦斯压力4.6 MPa, Δp=12、f=0.28;另外, -780 m C13底板巷内施工穿层钻孔喷孔现象严重, -790 m出煤石门施工穿层钻孔时, 发生强烈喷孔。

2 防治揭煤突出的难点及对策

2.1 防治的难点

(1) 煤层突出危险性大。C13煤层为强突出煤层, 实测瓦斯压力4.6 MPa、瓦斯含量17 m3/t、Δp=12、f=0.28。

(2) 揭煤作业范围广。C13煤层厚度6 m, 倾角20°, 石门巷道由距煤层顶板法距5 m到穿过煤层进入底板法距2 m的揭煤作业范围理论值均大于60 m。

(3) 联合揭煤影响程度高。-817 m轨道石门、运输石门设计断面分别为20 m2、23 m2, 巷道掘进过程动压大, 掘后矿压显现剧烈, 而两石门有效间距小 (30 m) , 且揭煤作业范围广, 循环进尺频繁, 致使两条石门巷道揭煤过程相互影响严重。

(4) 揭煤区域应力状态复杂。该石门揭C13煤层巷道段距地表垂深在850 m左右, 且处于一个剧烈的褶皱变化带, 区域内次生断层、褶皱、节理较发育, 附近50 m范围内分布有FY-001、F13-4断层, 地应力和构造应力分布复杂。

2.2 防治的对策

揭煤区域C13煤层突出危险性大, 应力状态复杂, 揭煤作业范围广, 联合揭煤影响程度高, 传统的石门揭煤消突方法难以从根本上实现安全揭煤。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》[8]的相关要求以及现场工程实践经验, 针对深井强突出煤层多石门联合揭煤, 提出区域防突措施先行、局部防突措施补充的两级“四位一体”综合防突措施, 实现突出煤层的本质消突。

对于本次揭煤, 作为揭煤防突主要措施的区域性措施, 在不具备保护层开采的情况下, 主要是施工大面积穿层钻孔预抽煤层瓦斯。然而, 由于采用多石门联合揭煤, 揭煤区域范围大, 巷道迎头施工措施钻孔控制范围有限, 且施工下向钻孔穿透C13强突煤层难度大, 喷孔严重, 安全威胁大。基于此, 特提出强突出煤层闭合环形底板巷区域预抽消突法, 保证区域性防突措施的实现。

3 闭合环形底板巷区域预抽消突措施

3.1 区域控制范围确定

根据《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求, 对于缓倾斜煤层穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施, 应控制巷道轮廓线外12 m。同时, 考虑到本次石门揭煤区域的实际瓦斯地质及工程条件, 确定区域控制煤体范围为:石门巷道两帮30 m、上下各15 m (垂距) 。区域消突控制范围分别如图1、2所示。

3.2 环形闭合巷道布置

如图1所示, 在C13煤层底板中, 距离C13煤层法距16～17 m, 于标高-823 m和-845 m施工两条C13煤层底板抽采巷, 构建-817～-823 m、-823～-845 m回风联巷, 与-804～-960 m C13底板回风上山形成C13煤层揭煤区闭合环形底板巷。主要优点:

(1) 构成全负压通风系统, 避免独头巷道施工强突煤层穿层孔, 更有利于保证施工安全。

(2) 多水平底板抽采巷联合预抽消突, 有效扩大措施控制区域范围。

(3) 避免了下向及近水平孔, 降低了措施钻孔施工的难度, 保证了钻孔施工质量和控制效果。

(4) 构建环形闭合底板巷, 极大的增加了措施钻孔施工的空间, 实现了多台钻机平行作业, 降低了区域消突钻孔施工时间, 提高了揭煤效率。

3.3 预抽措施钻孔设计

本着便于施工和保证卸压效果的原则, 在环形闭合底板巷避免布置下向孔、少布置近水平孔, 开孔间距0.4 m×0.4 m, 终孔间距3 m×3 m。同时, 在石门巷道过煤关键区域, 通过上下两条底板巷, 叠加布置穿层措施孔, 形成立体网格交差钻孔布置形成, 最大限度的降低煤层瓦斯含量和应力程度。预抽措施钻孔布置如图2所示, 共布置钻孔数量2 277个, 总钻孔量7.16万m。

4 主要结论

石门揭煤是矿井防突的重点和难点, 揭煤防突已不是单一的技术措施, 而是一套完整的综合防治突出的系统工程。其中, 作为主要防突措施的区域性措施, 是揭煤防突乃至一切突出防治工作的基础, 有效的推进区域性防突措施的实施, 是推进突出矿井安全生产的前提和最有效保障。

淮南矿业集团谢一矿, 就C13强突煤层-817 m多石门联合揭煤, 通过构建环形闭合底板巷, 成功实施了大面积预抽穿层钻孔区域性措施, 实现了在石门揭煤时以区域治理措施为主、局部治理措施为辅的防突战略手段, 成为深井强突出煤层多石门联合揭煤区域防突措施实施典范。

参考文献

[1]郭德勇, 韩德馨, 王新义.煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用[J].北京科技大学学报, 2002, 24 (6)

[2]Shepherd J, Rixon L K, Griffiths L.Outbursts and geological structure in coal mines:A review[J].Int JRock Mech Min Sci Geomeh Abstr, 1981, 18 (4)

[3]Guo D Y, Song G T, Ku M X.Research on coal structure indices to coal and gas outbursts in Pingdingshan Mine Area[J].J Coal Sci Eng, 2002, 8 (1)

[4]于不凡.煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册 (修订版) [M].北京:煤炭工业出版社, 2005

[5]李北平.重庆地区煤与瓦斯突出特征及其地质影响因素分析[J].矿业安全与环保, 2007, 6 (3)

[6]国家安全生产监督管理局/国家煤矿安全监察局.煤矿安全技术“专家会诊”资料汇编[A], 2005

[7]于不凡, 王佑安.煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2000

石门揭煤步骤及措施 篇3

关键词：前探钻孔揭煤远距离爆破

1.矿井基本情况

安阳大众煤业有限责任公司煤矿区位于安阳市北西30km，行政隶属安阳县铜冶镇管辖，大众矿主采煤层为二1煤层，以往曾多次发生过煤与瓦斯突出，据钻孔煤芯和生产矿井资料，该区二1煤层为呈粉状、鳞片状、粒状产出，块煤较少，为松软煤层，放散速度快，取样瓦斯含量高。二1煤层为高瓦斯煤层，属煤与瓦斯突出矿井。煤体坚固性较差，孔隙率高，从钻孔煤层瓦斯解吸情况看，其解析度快，煤尘爆炸指数9.21%至13.43%不具爆炸性，煤层无自燃现象。大众煤矿瓦斯成分高，含量大，属高沼气带范围，从瓦斯成分和瓦斯含量的分布判断，该煤层具有煤与瓦斯突出危险。

2.揭煤地点介绍

11011上顺槽揭煤巷布置在煤层底板中，掘进岩层为泥岩和砂质泥岩，岩层层理清晰，经打钻探明前方无大的地质构造和积水。11011上顺槽揭煤巷开口于11011上底板抽放巷SD3测点向前8m处，方位按11011上底板抽放巷180°原方位掘进，坡度为17°，锚网喷支护本次施工段煤层顶板自上而下依次为：砂岩、砂质泥岩，砂岩以石英长石为主，厚约43.7m；砂质泥岩由灰色到浅灰色，层面含大量植物径部化石，层面含白云母碎片、厚约7.66m；煤层直接底是泥岩，黑色，裂隙充填黄铁矿薄膜，富含炭质，遇水易膨胀。11011上底板抽放巷在掘进期间，由河南理工大学对该处煤层进行瓦斯参数测定结果表明：二1煤层原始瓦斯含量在0.29-12.9m3/t。

3.揭煤方案设计

根据11011上顺槽揭煤巷前探钻孔成果图及预想巷道布置图可知：前方穿层巷道无构造，煤层稳定，厚度4m。揭煤巷开口处距二1煤层法向距离22.8m，掘进方位180°，掘进坡度17°，掘进79.7m后变平，平巷掘进18m后在坡头平巷距变坡点10m处以方位124°掘进平巷24.2m进入11011工作面上顺槽设计位置。11011上顺槽揭煤巷自开口位置已掘进至45m，根据23.6m处前探钻孔打钻成果图可知，巷道在该处距煤层法向距离12.1m。本次揭煤采用导硐法，当11011上顺槽揭煤巷掘进至距煤层法向距离1.5m处，沿煤层倾斜向下以13°的坡度掘1个宽3m，深9m（最小8.7m），高3m的导硐，用来布置炮眼，防止崩落顶部三角煤，揭露煤层面积为S=3×3=9m2

本次共设计炮眼70个，其中岩眼28个，煤眼42个，孔深1.3m～2.5m，装药量378卷，共75.8kg。按照炮眼布置图布孔，打眼用风钻打眼，孔径为42mm，打眼时煤岩眼交错相间，岩眼应距煤层0.1m至0.2m，不得透煤，如已见煤，应在炮眼底填满0.2m的炮泥。煤眼穿煤1m。全断面一次起爆；揭煤时只准一次装药，一次放炮，打眼与装药严禁平行进行，放炮前必须用炮泥将所有炮眼填实封满。炮眼深为1.3m-2.5m，需准备4m长炮棍三根，用安全等级不低于三级的煤矿许用乳化炸药，毫秒延期电雷管（延期时间不超过130ms），装药前要将炮眼内煤、岩粉清理干净。装药严格按照设计装药量和雷管数量进行，装药为连续型装药，然后全部用炮泥将余眼填满，在装药过程中，前头只准五个人操作。分两组进行装药，其余人员撤至安全地点，联线工作由放炮员一人操作，连好线后，经现场跟班矿领导检查无误，方可撤离工作地点。雷管脚线不够长时，应加长脚线，加长时，必须用砂纸将线头去油、去锈，连好后，再用绝缘胶布包好，所有炮眼装满后雷管脚线必须短接。揭煤时采用远距离爆破，一次揭开煤层（11011上顺槽）。

揭煤时所用的放炮电缆必须经过验算，通电检查，确保网路畅通。对放炮炸药和雷管事先要严格检查，并在地面模拟爆破雷管。

（1）电缆铺设路线及长度

13采区永久避难硐室→13采区南翼运输大巷→11011运料行人斜巷→11011上底板抽放巷→11011上顺槽揭煤巷。

（2）连线方式：

共装雷管140发，按深眼和浅眼分为2组，孔内2个雷管并联，组内串联。

（3）根据爆破图表，共装雷管140发，分为2组，雷管电阻为8.5Ω（其中包括加长脚线电阻，按每个雷管2m加长线计算，截面积为0.1mm2（1×10-7m2），则加长脚线电阻为：R=ρ1/s=1×10-7×2/10-7=2Ω。雷管电阻为6.5Ω）。

由串并联电路的规律可得雷管总电阻为：R雷=（8.5/2）×70=297.5Ω。

1.5m2电缆电阻为15.68Ω/Km，从13采区永久避难硐室至11011上顺槽揭煤巷距离按900m计算，所以R母=15.68/1000×900=14.1Ω。

则爆破网络电阻：

R总=R雷（含脚线电阻）+R母=297.5+14.1=311.6Ω

操作放炮地点为13采区永久避难硐室，起爆瞬间电压为（3000-4000）V，则电缆瞬间最小电流为：

Imin=E/R=3000/311.6=9.63A

根据电流串并联关系可知：串联I=I1=I2 ，并联I=I1+I2，并联电流与电阻成反比：I1/I2=R2/R1；本次揭煤分2组起爆，由以上公式计算Ⅰ组（孔与孔）雷管的电流值为9.62A，Ⅱ组雷管（孔内）的电流值为4.81A。每个雷管的准爆电流值为2A（小于设计计算电流），所以可以起爆，经过计算预选放炮母线电缆能够满足要求。

4.揭煤结果

采取远距离爆破揭开或穿过煤层时应遵循如下原则：应尽量一次全断面揭开或穿过煤层。当不能一次全断面或穿过煤层时，在揭开或穿过其余部分时，应严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》中的局部综合防突措施的要求进行掘进作业。

在掘进前后还必须严格执行如下安全技术措施：

（1）在煤岩层交接段30m范围内必须加强巷道支护，打好迎面支架，背好工作面，防止顶板掉渣、片帮伤人，防止煤体垮落引起煤与瓦斯突出事故。

（2）及时续接风筒，保证风筒出风口距迎头不大于5m。

（3）在掘进前必须进行工作面突出危险性预测，若预测为突出危险工作面，必须采取小直径超前排放钻孔措施，经效果检验为无突出危险时，在采取安全防护措施的条件下进行掘进作业。

（4）在掘进过程中，若发现异常情况，应立即撤人、停电、并关好正反向风门，并向矿调度室及有关领导汇报，听候指示。