顾北主井井筒揭煤措施

顾北矿井主井井筒远距离震动放炮揭

13-1、13-1下煤层施工安全技术措施

第一章概况

一、工程概况

顾北矿井主井井筒基岩段深181.9m，依据预计地质柱状图可知，在井筒累深531.65m～535.05m、536.45m～537.15m分别见13-1和13-1下煤层。目前井筒已施工至累深m，再向下施工m将揭露13-1煤层，因本矿井为高瓦斯矿井，且首次揭煤，为确保安全，特制定本措施。二、地质、水文概况

根据主井检查孔综合柱状图：煤13-1，黑色，块状及粉末状，暗煤为主，夹量煤条带，属半暗～半亮型，煤层厚3.4m，煤层产状：E 7°S，< 5º～６º；直接顶为灰色泥岩，泥质结构，层内含植物化石碎片，岩性较脆易碎，夹0.3m厚煤线，老顶为浅灰色中细砂岩与灰色砂质泥岩互层，以中细砂岩为主，底板为1.4m的灰色泥岩，内含植物化石碎片，其下依次为0.7m厚13-1下煤、4.9m 厚泥岩，0.6m厚煤线和6.35m砂质泥岩；13-1煤上部累深503.85m～517.35m段为井筒第一含水层，该含水层高角度裂隙发育，含水以静储量为主，未注浆前，涌水量为35.6m3/h 。

顾北矿井为高瓦斯矿井，该井筒基岩段施工前经地面预注浆堵水，注浆只对岩帽488m～498m和基岩段498m～550m段注浆。通过地面预注浆形成的注浆帷幕封闭了瓦斯补给源，改变了煤与瓦斯的原生状态，对煤层可以起到封堵瓦斯通道、增加强度、提高煤的坚固系数，以达到降低突出危险指标；在井筒揭穿突出危险煤层时，加固区的煤体可以有效地阻止外部煤体向井筒中心移动，同样亦可阻止原始煤体瓦斯向

井筒中心流动，从而大大减轻煤与瓦斯突出的危险性。但该矿是首次揭露13-1煤，必须采取“突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施”等“四位一体”的综合防治突出措施。

三、前探钻孔、测压孔

1.前探孔

根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，在工作面距13-1煤层法距10m外，即井筒施工至521m处停头，打了两个前探钻孔，深度为19.6m 和17.8m，探明了煤层赋存情况，在累深526.43m处见13-1煤，并及时取13-1煤样，将煤样送到顾北项目部指定试验室进行化验K、△P、f 值等有关突出危险性参数，经化验知f=0.63，⊿p＝６。K=

2.测压

根据实际情况，为加快施工速度，减少工序转换，利用前探钻孔兼作测压孔，进行瓦斯压力测定，测得实际瓦斯压力为0.65Mpa。

3.预测煤层突出危险性

根据取样化验、测得钻孔实际瓦斯压力，利用综合指标法预测工作面煤层突出危险性。

选取公式：

D=（0.0075H/f-3）(P-0.74)

其中：H——见煤深度，取526.43m

f——煤层坚固性系数，取0.63

P煤层瓦斯压力，取0.65Mpa

经计算：D=(0.0075×526.43/0.63-3)(0.65-0.74)

=-0.29

K=△P/f

其中：△P——煤层放散初速度，取6

f——煤层坚固性系数，取0.63

经计算：K=9.52

式中△P、f均由实验室化验给出，H为掘进深度，P为两测压孔实测瓦斯压力最大值。

根据以上计算结果，K=9.52≤15和D=-0.29≤0.25且P=0.65Mpa≤0.74Mpa，工作面煤层无突出危险性，直接采用远距离震动放炮方法揭开煤层。

当预测指标出现下述情况之一，为有突出危险：

●P≥0.74Mpa。

●K≥15且D≥0.25。

●打钻、施工过程中出现喷孔、顶钻等动力现象。

煤层为突出危险性煤层，要采取防突措施：在工作面距煤层最小垂距3m时，即井筒掘砌至累深528.43m处施工卸压排放钻孔。

四、卸压排放钻孔

1、卸压排放钻孔

确定该煤层为突出危险煤层时，必须首先采取打钻孔排放瓦斯的防治煤与瓦斯突出措施。

1）、卸压排放钻孔在井筒工作面呈锥台形均匀布孔，外圈孔终孔超出井筒轮廓线外的距离不得小于3m，钻孔间距1.5～2.0m，均匀布置，钻孔一次性穿过13-1下煤层0.5m。

●排放孔与测压孔见煤点的距离不小于1m。

●采用伞钻加长钻杆施工卸压排放钻孔。

●卸压排放钻孔布置如图。

2、排放效果的检验

●卸压排放钻孔施工完毕，取煤样化验。

●仍按工作面突出危险性预测方法预测煤层的突出危险性。

根据取样化验、测压结果，经防突效果检测，只有工作面无突出危险时，方可采取远距离放炮方法揭穿煤层；如经防突效果检验，该煤层仍有突出危险时，必须由总工程师召集有关人员，重新制定其它防治煤与瓦斯突出措施，经实施并经效果检验符合防突要求后，方可采用远距离放炮方法揭穿煤层。

第二章过煤层掘砌措施

一、方案选择：

远距离震动放炮揭穿煤层后，安全通过煤层是一个重要问题，过煤层的技术原则是使煤层暴露时间短，以避免延期突出的发生，采用锚网喷方法封闭煤层，即段高够一个凿井模板段高后，立即砌筑井壁。

若煤岩条件好，可不作锚网喷临时支护，采取快速施工直接通过煤层。

二、具体工艺：

1、远距离震动放炮揭开煤层并出矸后，应立即分段打锚杆挂金属网喷射混泥土快速封闭煤层，够段高后即以凿井模板砌筑井壁。

2、远距离震动放炮揭开煤层1.0m，出矸暴露煤层0.5m时，即在井壁上打锚杆、分片分段挂金属网，并立即喷射混凝土封闭煤层。

3、当煤当煤层较松软时，可用抓岩机直接抓煤装桶，运出井筒，如较硬，采用松动爆破法掘进，松动爆破仍按照远距离震动爆破的规定执行。

4、当掘出1.0m煤层后，如果煤层井壁松软、不好打锚杆时，只能用扎丝与上段金属网连好，再喷射混凝土。依次够一个凿井模板段高时，立即砌筑井壁。

5、锚杆为φ18×1800mm树脂锚杆，间排距﹫800×800mm，金属网规格用 6mm钢筋制成，规格1.0×2.2m，网格100×100mm，喷射混凝土标号为C20（配比为水泥：砂：瓜子片=1：2：2），喷射混凝土厚度不小于50mm。因煤层松软荒径扩大，临时支护厚度不计入井壁厚度。

6、用锚网喷短段掘砌过煤层，直至通过煤13-1下底板2.0m,揭煤工作即告结束。

第三章通风系统及瓦斯管理

一、通风系统

1、风量计算

根据《淮南矿业集团生产矿井风量计算细则》计算如下：

①、按工作面同时工作最多人数计算：

Q=4N=4×40=160m3/min

Q——风量，m3/min；

N——工作面同时工作最多人数，取40

②、按瓦斯绝对涌出量计算：

Q=100qk=100×5×1.15=575 m3/min