主斜井井筒揭4#煤層安全技術措施
一、工程概況
1、井筒布置
新田礦主斜井井筒總長1448.536ｍ，井口座標為x=3000128.500；y=35608679.
300；標高h=1234.000（軌面）；巷道方位角為340°，巷道坡度為-14°45′，設計斷面為直牆半圓拱形，淨寬4.4ｍ，淨高3.
8ｍ，淨斷面積為14.6ｍ2。
2、煤層及煤層頂底板
4#煤層為全區可採煤層，煤層厚1.24~5.83m，平均2.
79m，全部可採，屬較穩定偏穩定型煤層，是本區的主採煤層。煤層結構較簡單，含夾矸0~3層，多為0~1層，東、西兩端夾矸層數增多（2層）夾矸為泥岩、炭質泥岩，厚度0.08~0.
68m。煤層頂板一般為泥質粉砂岩，區域性為泥岩或粉砂岩，底板為泥岩，富含植物根部化石。
3、構造說明
新田井田位於黔西向斜北西翼近軸部地帶，區內構造形態為次一級緩傾斜褶曲。地層總體走向ne，傾向以nw和se為主，區域性地段**折端附近）為sw或ne。地層傾角較緩，一般為5-10 o；斷層附近傾角常變陡，區域性可達10-21 o。
井田內，次一級褶曲和斷層均有發育，構造複雜型別為中等。4#煤層的富煤帶在201-302-b405-j402-502孔一線，呈ne向條帶狀，煤厚一般3~4m。由該帶向nw和se，煤層均逐漸變薄。
煤層總體呈單斜構造賦存，煤層走向60o～80o，傾角8o～10o，平均8o左右。無大的斷裂構造，構造條件較簡單。
4、瓦斯及煤塵
根據《貴州省黔西縣新田井田煤炭勘探地質報告》，本礦井瓦斯取樣鑽孔共19個，經測定4#煤層原煤瓦斯含量為8.82~23.99m3/t，平均為14.
55m3/t。4號煤層常夾軟煤分層（呈粉未狀），在勘探過程中，部分鑽孔（如308、j301、j302、b406等）鑽進至4號煤層時，發生過瓦斯湧出、軟煤分層（粉煤）「噴瀉」、垮塌及頂鑽具現象，井下瓦斯壓力較大，因此按煤與瓦斯突出設計。
根據《貴州省黔西縣新田井田煤炭勘探地質報告》，井田內共採煤塵**樣41件。試驗結果，其火焰長度及岩粉均為「0」，全區均屬無**性煤層。
5、巷道支護形式
根據地質資料，巷道頂板岩層基本穩定，壓力不大，巷道設計直牆半圓拱形，錨網噴支護，噴厚度120mm。若遇到破碎帶，採用錨網+架棚噴射混凝土支護。
二、新田煤礦井筒揭煤總體技術方案
按照新田煤礦三條井筒掘進進度及地層編錄和地質**，主斜井將比其它兩個井筒提前揭煤，先對主斜井進行揭煤施工，採用穿層鑽孔預抽揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施，順利揭煤進入煤層，完成主井揭煤工作，副、風井施工到位後，以主斜井揭煤探明的地質資料、瓦斯和煤塵情況以及揭煤經驗為依據，進行下一步副、風井的揭煤工作。
本方案優點：由於採取從主斜井先進行揭煤工作，提前探明地質、水文地質、構造地質狀況及4#煤層產狀、瓦斯含量、瓦斯壓力大小、突出危險性大小等，為下一步副、風井的揭煤工作提供了切實可靠的資料，提高了下一步揭煤工作的安全性和揭煤施工速度。
三、礦井揭煤工作面和煤層相對位置及煤層突出危險性**
主斜井在施工過程中嚴格按照「逢掘必探，先探後掘」的原則進行超前探測，在條件允許的情況下還可採取物探進行探測，在超前探測後，視揭煤點附近20m範圍的地質構造複雜程度確定煤層層位控制方案，如岩石條件破碎、地質構造複雜時，在工作面掘進至距煤層法距20m時布置5個層位控制取芯鑽孔，準確掌握煤層厚度、傾角變化、地質構造和瓦斯情況；如岩石條件簡單、構造單一，工作面掘至煤層頂板法線距離10m時，布置3個（1#、3#、5#孔）煤岩層層位控制取芯鑽孔和2個（2#、4#孔）煤岩層層位控制不取芯鑽孔，並穿透煤層底板0.5m，準確掌握井筒工作面與煤層之間的空間關係及瓦斯含量和檢驗煤層突出的係數（5個探孔即作為探煤鑽孔又作為測壓鑽孔）。
1、主斜井掘進施工距4#煤層頂板10m時，停止掘進，施工5個前探孔確定4#煤層的相對位置，每個鑽孔孔口管上安裝高壓閥門聯通壓力表兼做測壓鑽孔對4#煤層瓦斯壓力進行測定，詳細記錄測壓資料。打鑽過程中觀察是否出現突出預兆現象，記錄臺帳要詳細並上報通防部和有關部門，同時開展新田煤礦煤層突出危險性鑑定工作。
只有當瓦斯壓力＜0.74mp、瓦斯含量＜8m3/t、煤層堅固性係數f＞0.5、以及打鑽過程中均無明顯突出預兆現象發生時為無突出危險性煤層，反之則為突出危險性煤層。
2、若**煤層有突出危險性，在工作面距煤層頂板法線距離10~7m過程中，邊掘邊探，確保在工作面掘進至煤層頂板法線距離為7m時，停止施工作業，採取區域防突措施（穿層鑽孔預抽揭煤區域煤層瓦斯），經效果檢驗區域防突措施有效，井筒可以進行掘進施工，當井筒距離煤層法線距離為1.5m時，採取遠距離放炮措施直接揭開煤層。
3、若**煤層無突出危險，邊掘邊探，施工掘進至距煤層頂板法線距離5m處時，進行工作面突出危險性驗證，當驗證為無突出危險區後，井筒可掘進至距離煤層法線距離為1.5m，採取遠距離放炮措施揭開煤層。
附圖1：法距10m鑽孔布置圖
四、礦井揭煤前準備及保障工作
1、已與業主單位聯合成立通防機構，目前通防管理人員4人、防突隊員工7人，並對防突隊員制定專門培訓計畫，完善通防管理機構及提高人員素質。
2、新田煤礦已於2023年12月底安裝好瓦斯自動監測監控系統，確保24h對工作面瓦斯情況的有效監測監控。
3、礦井揭煤前，區域性通風機風筒全部檢修一遍，統一吊掛，統一採用直徑800mm的風筒，揭煤工作面區域性通風機功率為2×30kw。同時完成主通風系統的安裝，並能正常投入使用，形成全負壓通風系統。
4、2023年7月，礦井完成安裝永久瓦斯抽放系統，在揭煤前利用永久瓦斯抽放系統（執行一台抽放幫浦），對揭煤點瓦斯進行抽放；或利用臨時移動抽放幫浦（30~43m3/min），揭煤前在地面安裝抽放幫浦和抽放管路，對揭煤點瓦斯進行抽放，並在抽放管路上安裝瓦斯抽放引數計量裝置（混合量、濃度、溫度、負壓），便於計算煤層瓦斯的抽出量。同時有專人在移動抽放幫浦旁24小時值班，確保移動瓦斯抽放幫浦正常執行。
5、礦井2023年7月已安裝好壓風自救系統，在壓風管上安裝好壓風自救系統（正常掘進時在停人車處安裝一組，揭煤作業時距工作面20～40m安裝一組，每組壓風自救系統內由4分鍍鋅管及開關、壓風自救袋組成，可供15人使用）、對壓風管路系統進行一次全面檢修，確保正常使用。
6、揭煤時對井下及井口20m範圍內的所有機電裝置、設施進行防爆檢查，凡不符合規定的全部撤換，整改到位。
7、揭煤前檢查完善通風、防塵、防火設施，確保正常使用。
8、新田煤礦已購置各類型號防突鑽機4臺（另已計畫再購置6臺），揭煤前完成md-2煤鑽屑瓦斯解析儀、wtc防突儀、瓦檢儀、放炮器的檢測、除錯工作，並由通防部專人負責。
9、揭煤前準備好過煤地段所需的所有支護材料，揭煤所需的隔離式自救器等各類物資。
10、揭煤前明確標示出避災線路。
11、揭煤前對參予揭煤工作的全體員工進行揭煤措施培訓考試，為加強對揭煤工作的領導，做到責任到人、分工負責，事事有人管，確保揭煤工作安全順利進行。
五、主斜井揭煤預抽瓦斯措施
主斜井井筒掘進至1315m處（掘進工作面距離煤層頂板法線距離7m處）停止施工，距離掘進工作面2m處施工右幫鑽場、距離掘進工作面9m處施工左幫鑽場，利用左、右鑽場和工作面進行井筒揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施。
瓦斯抽放鑽孔技術引數的確定：
鑽場規格：深×寬×高=4m×4.4m×3m，左幫鑽場共布置抽放孔38個、工作面布置鑽孔62個、右幫鑽場布置鑽孔38個，共施工138個抽放鑽孔；提前預留5個鑽孔位置，在抽放瓦斯後施工作為抽放效果檢查孔，鑽孔終孔位置以穿透煤層全厚並進入岩層0.
5m以上為標準，孔徑95mm，封孔壓力為瓦斯壓力的5倍。
終孔點控制範圍：巷道輪廓線外12m、終孔位置在揭煤區域煤層內網狀均勻布置（3m×3m）。借鑑周邊礦井煤層引數，設計抽放半徑為1.
5m。各個鑽孔引數詳見附圖2、附圖3及表1、表2。
附圖2、附圖3：預抽瓦斯排放孔布置圖
附表（1、2）鑽場設計鑽孔設計引數
六、主斜井揭煤區域煤層區域防突措施檢驗
對主斜井揭煤區域進行瓦斯預抽消突措施一定時間後，對防突措施進行效果檢驗，共施工5個效果檢驗孔，分別位於揭煤預抽區域內的上部、中部、兩側和下部。
（1）檢驗方法：
採用鑽屑（瓦斯解析）指標法對井筒揭煤防突措施進行檢驗，檢驗指標有：k1、△h2和鑽屑量s。
（2）檢驗結果及採取措施：
當k1≥0.5、△h2≥200pa、s≥6kg和打鑽過程中有明顯突出預兆時，預抽揭煤區域防突效果無效，必須採取補打鑽孔繼續對揭煤區域進行抽放，直至檢驗指標低於參考臨界值，方可進行揭煤施工，並採取「邊探邊掘」的掘進方式，可以掘進施工至距離煤層頂板法線距離5m處，停止施工並對揭煤區域進行防突效果驗證。
當k1＜0.5、△h2＜200pa、s＜6kg以及打鑽過程無明顯突出預兆時，開始進行掘進施工，並採取「邊掘邊探」的掘進方式，可以掘進施工至距離煤層頂板法線距離5m處，停止施工並對揭煤工作面進行防突效果**。
七、主斜井揭煤工作面突出危險性**
採取穿層鑽孔預抽揭煤區域煤層瓦斯防突措施，經區域防突措施檢驗有效後，施工至距離煤層頂板法距5m、3m、1.5m處時，每次由工作面向煤層施工4個鑽孔，分別位於巷道輪廓線上部1個鑽孔、中部2個鑽孔和下部1個鑽孔，測定工作面前方煤層的k1和鑽屑量s兩個突出危險性指標，當k1≥0.5、s≥6kg時，為突出危險性工作面，必須採取區域性綜合防突措施（煤層瓦斯預抽/排放），直至區域性防突措施檢驗有效，方可繼續掘進施工；當k1＜0.
5、s＜6kg時為無突出危險性工作面，可以繼續掘進施工。施工掘進直至距離煤層頂板法線距離1.5m處，並進行最後一次工作面突出危險性**，經**為無突出危險性後，進行遠距離爆破揭開4#煤層。
附圖4：法距5m危險性**孔布置圖
附圖5：法距3m危險性**孔布置圖
附圖6：法距1.5m危險性**孔布置圖
八、煤層預抽瓦斯鑽孔實施的具體要求
（1）實施抽放鑽孔一定要在新田煤礦統一指導思想下組織施工，安檢員、專職瓦檢員及工程部人員現場監督驗收。
（2）鑽孔施工時嚴格按設計要求開孔施工，鑽孔方位、角度誤差不超過±10，施工人員和現場跟班人員必須詳細做好現場記錄，下班後及時匯報相關人員，並及時到區隊長辦公室把當班的施工情況（包括孔號，方位，傾角，孔深，見煤，過煤情況，當班工程量等）填寫記錄清楚。
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