許家院煤礦四水平繞道車場過5#煤層施工
安全技術
措施編制:生產技術科
2023年5月2日
會審意見
會審單位及人員簽字
許家院煤礦繞道車場過5#煤層
施工安全技術措施
許家院煤礦連續幾年鑑定為低瓦斯礦井，2023年礦井瓦斯等級鑑定，結果為最大相對湧出量為8.31m3/t，最大絕對瓦斯湧出量為0.63m3/min，最大相對二氧化碳湧出量為5.
59m3/t，最大絕對瓦斯湧出量為0.35m3/min，認定結論為煤礦屬低瓦斯礦井，同時不具有煤與瓦斯突出危險性。根據《煤礦安全安全規程》和《防治煤與瓦斯突出規定》的相關要求，結合許家院煤礦礦壓大等特點，特編制過5#煤層施工安全技術措施。
一、工程及地質概況
根據許家院煤礦有關地質資料，c5煤層：由南向北，由西至東有增厚趨勢。直接頂板和底板都為泥岩，底板泥岩之下為一層厚1.
0m左右的粉砂岩或菱鐵質砂岩，較硬。上距煤系頂界39～45m，一般42m。距頂板上5m處有一層厚約0.
10m炭質泥岩（區域性為煤線）外，距頂板5～10m處區域性夾砂岩透鏡體一層，其餘基本為黑色泥岩、含炭質泥岩或菱鐵質泥岩，岩性單一，基本不含煤。c5煤層在礦區見煤工程點16個，趙家灣探礦區見煤工程點2個，煤厚1.30～2.
02m，一般厚1.80～1.90m，結構單一，層位穩定，厚度及灰份變化不大，為穩定煤層。
煤層中含似層狀，透鏡狀黃鐵礦結核（0.02×0.20×0.
20m3），且集中分布於頂部或底部，易在採煤過程中手選剔除。原煤水分（mad）：0.
50～1.19%，平均0.76%，水分較低；原煤灰分（ad）：
3.12～9.52%，平均6.
22%，屬低灰煤；浮煤揮發分（vdaf）：5.11～8.
16%，平均5.79%，屬較低揮發分。固定碳fcad（%）89.
73—89.92%。因受成煤期後，構造應力的影響，煤層中存在三組解理，致使開採出的原煤呈小顆粒狀（1～5mm），體重1.
40t/m3。2023年6月曾委託煤炭科學研究總院重慶分院對c5煤層進行了煤塵**性鑑定和自燃傾向性等級鑑定，鑑定結論為c5煤層無煤塵**性，自燃傾向性分類為三類（不易自燃）。根據對區內鄰近礦井調查，本區均未發生煤塵**和煤的自燃現象。
二、過5＃煤層施工前的準備工作
1、安裝並除錯好瓦斯自動監測系統，對工作面瓦斯濃度進行24h監測，確保工作面瓦斯濃度不超限。
2、所有機電裝置、管路必須全部檢修，不符合防爆要求必須全部更換。
3、檢查安裝通風、防塵、防火、灑水等系統。
4、明確標出避災路線
三、過5＃煤層的施工順序
1、根據地質資料，推算5＃煤層的具體位置。
2、打探煤鑽孔，準確確定5＃煤層的位置。
3、測定煤層瓦斯壓力及**工作面突出的危險性。
4、施工排放瓦斯孔，進行瓦斯排放，並進行效果檢驗，排放不行時，再進行抽放，並進行效果檢驗，直至達到防突要求。
5、遠距離放炮過5＃煤層。
6、支護：距煤層法線距離5m（水平距離10m）時，在超前導管（間距為300mm）的掩護下，縮小工字鋼間距以加強圍岩控制。
四、過煤的防突方案與施工方法
（一）施工方案：
根據許家院礦地質報告提供的資料，5#煤層不是突出煤層，且瓦斯含量不高，但為新開拓的水平且延深超過了50m，因此必須制定切實可行的施工方案：
1、煤層貯存情況的**與實測：地質人員依據許家院煤礦地質報告、巷道實際過露的頂底板地質和標高情況，掌握進度，及時提供工作面距5#煤層的準確位置，嚴防誤穿煤層。
2、為確保施工安全，在繞道車場預計距離5#煤層20m按過煤進行管理，並在地質變化開始用地質鑽機打2個30m長的長探孔。短探孔採用5m的風鑽釺，原則上每個掘進迴圈在巷道底板兩邊各布1個孔、中間均勻布2個孔，共4個短探孔，4個短探孔的方位角原則上按巷道方位角，傾角布置：左右兩個邊孔按巷道傾角，中間兩個孔分別按-5度、5度打。
探到煤後另行設計增加短探孔。短探孔探到煤後必須停止掘進，增加探鑽孔探明5#煤層的瓦斯賦存等情況。採用以下措施，防止瓦斯突出事故發生。
當掘進工作面距5#煤層底板的法線距離10m時，停掘，用鑽機施工兩個探煤鑽孔，穿透煤層全厚，且進入底板不小於1m，並詳細記錄岩芯資料，從而確切提供煤層與工作面的距離及煤層厚度、傾角、走向、頂（底）板岩性、地質構造等煤層賦存情況的資料，並在工作面距5#煤層頂板的法線距離5m時再次用鑽機施工四個探煤鑽孔探煤、測定瓦斯壓力和k1值。
3、測得煤層瓦斯壓力後，如果壓力小於0.74mpa、k1值小於0.5，則採用遠距離放炮方式過開5#煤層，如果壓力大於0.
74mpa，則採用自然排放措施，檢測效果達到防突要求後，再遠距離放炮過煤。
（二）施工方法：
1、探煤：
探明巷道掘進工作面與5#煤層的相對位置。
為了全面準確掌握工作面與5#煤層之間的岩柱厚度，當其巷道工作面掘進至距離5#煤層垂距（巷道頂板至5#煤層頂板的法線距離）為10m時，停止掘進，在巷道中心方向位置往上5°的角度和巷道方向及往下5°的角度打三個探孔，確定5#煤層的傾角、傾向、厚度、瓦斯濃度等引數及5#煤層在巷道頂板的位置。在工作面距5#煤層垂直距離（巷道底板至5#煤層頂板的法線距離）為5m時，沿巷道中線方向打三個探孔，傾角為往上10°、水平、水平往下10°打探孔，確定5#煤層在巷道工作面前方的準確位置及預報5#煤層突出危險性。所用鑽桿直徑為φ42mm，鑽頭為φ115mm，鑽孔深度為穿透5#煤層進入底板1m。
在打鑽過程中應注意認真做好如下工作：
（1）詳細記錄鑽孔所穿過的岩層、煤層的厚度及頂（底）板岩性，地質構造等情況，並通過綜合分析，推算出5#煤層的準確位置及5#煤層的產狀三要素。
（2）注意觀察並記錄瓦斯湧出情況，在鑽進工作中，是否有頂鑽、夾鑽、噴孔等異常現象，如發現上述情況時不應停鑽，可繼續開動馬達，使其空轉或慢速鑽進。
（3）鑽機與孔口之間設定防護擋板，作業人員就站在擋板後面，防止被突出的煤、巖打傷。
2、測定煤層瓦斯壓力及**工作面突出危險性
探明煤層位置後，工作面可繼續往前掘進，當工作面掘至距5＃煤層垂距5m時，利用短探孔測定煤層的瓦斯壓力，如果測定的瓦斯壓力大於0.74mpa，k1值大於0.5，說明工作面有突出危險性，則需繼續進行瓦斯排放，直至工作面安全為止。
測定煤層與瓦斯壓力採用粘土測定法，其具體步驟如下：
（1）在測壓鑽孔內插有配有壓力表接頭的紫銅管，管經φ8mm，長度10m，插入時，紫銅管底端彎2～3圈，圈徑為70～74mm為宜，紫銅管底部要插入煤層的中下部。
（2）把特製的柱狀粘土（經炮泥壓制成型的炮泥）送入鑽孔內，柱狀粘土距末端0.5m，每送入0.3～0.5m用堵棍搗實（第一段炮泥要用硬塑料包好，以免封入紫銅管口）。
（3）每堵1m，粘土柱即打入乙個木塞，木塞直徑小於鑽孔直徑15mm，打入木塞時應保護好紫銅管，以防折斷。
（4）在距孔口1m時，用水泥砂漿封堵，待砼凝固24h後，即安上壓力表測壓，並詳細記錄壓力上公升與時間關係，直到壓力穩定為止，穩定後壓力即為煤層壓力。
3、防突措施：
（1）煤層原始壓力小於0.74mpa、k1值小於0.5，巷道可繼續掘進支護，工作面距5#煤層法線距離為5m時，開始加強支護，即在超前導管掩護下，縮小棚間距（棚子中對中為500mm），必要時發碹復合支護。
（2）超前支護：為保證工作面施工安全可靠，採用φ42×3000mm無縫鋼管作超前支護，並在鋼管內灌注砂漿，布置方式：沿巷道輪廓線以外50mm外，導管按300mm間距布置。
(3)當工作面施工至距5＃煤層垂距5m時停止掘進，先打鑽孔排放瓦斯（目的是要一定範圍內形成卸壓區，減少煤與瓦斯突出危險危險性），再進行效果檢驗。如果排放效果達不到，則重新加密補打排放孔，必要時抽放瓦斯，直到無突出危險性止。**抽放區域無危險時，巷道再掘進到巷道底板與煤層底板法線距離2m時，停止掘進。
再測定一次k1值，如果k1<0.5時，可打眼遠距離放炮揭開5＃煤層。
4、過煤前的準備工作
（1）提前再壓風管上安裝好壓風自救系統，距工作面25m內安裝三組，供過煤遠距離炮時急用，每組壓風自救系統由10根φ25鋼管及開關、風筒布罩組成，可供8人使用。
（2）完善通風設施，保證工作面正常供風量不少於200m3/min。
（3）鑽眼工人同地質和礦建技術人員協助安裝好鑽機，嚴格按照鑽孔布置圖打眼，確保鑽孔方位、角度、深度符合要求，鑽眼順序：首先在工作面底部和兩側打三個孔，兼作探煤孔，預報其孔的見煤孔深，三個探放孔先從巷道兩幫開始打，其順序為幫、底、幫，第乙個探放孔打好後，裝上壓力表再打另外兩個。然後先上後下先左後右施工其餘鑽孔，並觀察壓力表衰變情況，最後待瓦斯排放一定時間後再施工效果檢驗孔。
5、瓦斯排放措施效果驗證
（1）鑽孔施工完後，讓瓦斯自然排放一星期，再用鑽屑指標驗證排放效果。
（2）鑽屑指標驗證步驟
a、檢驗標準：當k1<0.5時允許掘進，但迎頭底板距煤層法線距離為1.5m時，用震動炮過開2＃煤層。
b、方法：擬採用鑽屑解吸指標法，工作面排放瓦斯一定時間後，沿巷道中心布置三個φ89mm效果檢驗孔，根據《防治煤與瓦斯突出細則》附錄四的方法取出鑽屑，利用wtc-2型突出**儀測定k1值，測得k1值小於標準的k1值時，則排放措施有效，反之，排放措施無效。
c、措施無效時，工作面必須重新採取防突鑽機直徑89mm的大鑽桿加密鑽孔方法排放瓦斯，必要時採用鑽孔抽放措施，再進行效果檢驗，直至檢驗證明措施有效後，方可遠距離放炮揭露5＃煤層。見過露5＃煤層施工流程圖。
6、遠距離放炮
經檢驗工作面無突出危險性後，工作面掘進距5＃煤層最小垂距2m時，採用遠距離放炮措施過露煤層：
a、鑽巖工具：yt-28鑿岩機，煤層內用電煤鑽。
b、工作面要求：因5＃煤層傾角較大，按照《防止煤與瓦斯突出規定》第65條要求：遠距離揭開煤層後，若未能一次揭穿煤層頂板，則仍按遠距離爆破的要求執行，直至完成揭煤作業全過程。
c、炮眼布置原則
採取多打眼原則，進入煤層後用煤電鑽打眼，眼底必須超過5＃煤層保持80cm距離為準。
d、裝藥
1）採用正向裝藥，裝藥量為正常放炮時單位裝藥量的1.5倍。
2）裝藥前，首先必須清除炮眼內的巖粉，再用木質炮棍將藥捲輕輕推入，不得衝撞或倒實，炮眼內各藥卷必須彼此密接。
3）所有炮眼在炸藥和封口炮泥間裝2個水泥炮，炮泥封口長度按《煤礦安全規程》炮眼深度超過2.5m時，封泥長度不得小於1m。
e、火工產品材料的的選擇：
遠距離放炮採用煤礦3級許用炸藥。
炸藥規格：φ32mm×300mm×150g。雷管：
採用煤礦許用毫秒延期電雷管，段數為1、2、3、4段，電雷管不得跳段使用，1—4段雷管延期時間在130毫秒以內（最後一段期時間為110毫秒）符合《煤礦安全規程》延期時間不超過130毫秒的規定，並要在地面做導電性能檢測，單個雷管電阻超過4ω的不准使用。
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