大灣煤礦11#煤層
掘進工作面深孔爆破治理瓦斯技術
實施方案
水城礦業（集團）有限責任公司大灣煤礦
二 oo七年二月
前言為了探索大灣煤礦11#煤層掘進工作面瓦斯災害治理方法，降低11#煤層掘進過程中的突出危險，提高掘進工作面單進，利用深孔爆破技術在11#煤層掘進工作面前方煤體內進行爆破，改變煤體原始應力分布，增大煤層的透氣性，使煤層內賦存的大量吸附瓦斯變為游離瓦斯，讓煤體瓦斯得以快速釋放，再輔助以抽放措施，從而達到治理瓦斯的目的。為此，需要在大灣煤礦井下11#煤層掘進工作面進行深孔爆破治理瓦斯技術試驗研究，由於該專案還處於試驗階段，試驗過程中難免存在突出危險以及有悖於部分管理規定的部分條款，特制定出如下實施方案及安全技術措施。
1．礦井通風瓦斯情況
大灣煤礦設計生產能力為90萬t/a，礦井通風方式為分割槽抽出式，2023年對通風系統進行了改造，改造後礦井主要通風機型號為bdk54-8-no.30，電機功率為2×560kw，根據2023年瓦斯等級鑑定結果，礦井絕對瓦斯湧出量為86.08m3/min，相對瓦斯湧出量為40.
71 m3/t，至2023年12月為止礦井已發生17次煤與瓦斯突出及多次瓦斯動力現象，屬於煤與瓦斯突出礦井。根據礦井設計說明書中的推算，各煤層一水平平均瓦斯含量為11.82m3/t，瓦斯壓力為2.
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2．主要研究內容
大灣礦11#煤層掘進工作面預抽瓦斯防突技術研究。包括掘進工作面深孔爆破鑽孔布置和爆破引數、掘進工作面深孔爆破後預抽防突效果。
3．試驗研究地點的選擇
結合大灣煤礦的開拓部署情況，經與礦相關人員研究，決定首先在11#煤層的111101機巷掘進工作面進行試驗研究，然後根據在111101機巷的試驗效果逐步在11103機巷、111108機巷應力集中區、111108切眼以及其它有突出危險的掘進工作面進行推廣使用。
4．111101機巷的瓦斯地質情況
111101機巷掘進工程量約為270m，巷道掘進方位為25゜。該工作面位於大灣煤礦一採區西翼，p6勘探線西側，工作面對應地表為木礦輕便鐵路（距工作面最近平距19m）和木沖溝小河（距工作面最近平距34m），該工作面上部有兩座民房，距工作面平距20m，需要搬遷，111101機巷對應上部2#煤層沒有開採，111101機巷全部處於未解放範圍，處於一採區向斜軸部，煤層較厚，又有fb22號正斷層斜交，瓦斯湧出量大。
5．基本引數測定方法
在111101掘進工作面迎頭用zyg-150型鑽機，直徑為65mm的鑽頭施工炮眼，試驗分9個迴圈進行，第1、2迴圈每次施工乙個炮眼，第3、4迴圈每次施工兩個炮眼，第5、6迴圈每次施工三個炮眼，第7、8、9迴圈根據前面的試驗效果對效果較好的迴圈進行驗證，並根據實際情況適當調整爆破引數。每迴圈爆破前，在巷道兩幫分別布置3~5個引數測試鑽孔，鑽孔終孔位置在爆破炮眼前方10m範圍以外，運用測試鑽孔現場實測爆破前後瓦斯抽放引數，在現場引數測定的基礎上，通過分析、考察得出防突校果。
5.1基本引數測定
引數測試鑽孔布置設計（祥見111101機巷超前預抽鑽孔設計圖）
鑽孔引數：鑽孔開孔直徑為108 mm，鑽進5m後換成直徑為65mm的鑽頭施工到位。鑽孔施工：
鑽孔施工應嚴格按設計鑽孔引數進行，並保證鑽孔平直、孔形完整，施工中，應準確記錄鑽孔引數、鑽孔在煤層中的長度，以及鑽孔開孔時間及結束時間。打鑽前要制定專門打鑽安全技術措施，現場必須懸掛鑽孔施工圖，井上、下必須有原始記錄本。各孔嚴格按表1所示格式詳細記錄鑽孔引數。
表 1 測試鑽孔施工引數記錄表
封孔：提高封孔質量是確保鑽孔準確測定煤層瓦斯引數的重要因素。為了提高封孔質量，確定採用注漿幫浦進行注漿封孔，並不小於5m。
封孔管可用φ50mm鐵管連線而成，前端的第一根鐵管在管壁上鑽一定數量的小眼，並用鐵網包裹，將管的前端頭塞住，以免送入鑽孔時進入雜物，堵塞鐵管。水泥漿應新增一定比例的膨脹劑，以免凝固後產生裂縫。根據封孔深度確定膨脹不收縮水泥的使用量。
在按一定比例配製好封孔水泥漿後，用注漿幫浦一次連續將封孔水泥漿注入鑽孔內。注漿幫浦的能力應能使水泥漿達到要求的深度。鑽孔施工完後，應及時進行鑽孔封孔工作。
每個鑽孔必須使用閘閥控制，並且每個鑽孔安裝孔板流量計。
引數測定
各鑽孔在封孔後每天觀測和記錄引數一次。每次深孔爆破完24小時內每隔2小時測定一次鑽孔引數，深孔爆破完24小時以後每天測定一次鑽孔引數。每次爆破前施工炮眼時進行一次防突效果檢驗，爆破完以後進行一次防突效果檢驗（附爆破後防突效果檢驗孔布置圖）。
5.2試驗裝置和材料準備
為了使掘進工作面深孔爆破後基本引數測定工作能夠順利進行，需要事先準備好試驗所需的材料和裝置。測試鑽孔施工和基本引數測定試驗所需的裝置、裝置及工具見表2所示。
表2 引數測定試驗所需的裝置、裝置及工具一覽表
其它所需材料根據實際實際情況配備。
6．深孔爆破炮眼布置及引數
6.1炮眼布置及引數（詳見附圖和附表）
炮眼布置完裝藥、連線後必須對炮眼用水泥漿進行封孔，封孔管選用直徑ф25mm的雙抗塑料管，封孔深度不小於3m，封孔時把放炮線用4分膠套管保護好，膠管用木塞或黃泥封堵，減少漏氣。
表3 深孔爆破所需的裝置、材料及工具一覽表
其它所需材料根據實際實際情況配備。
7． 深孔爆破防突試驗
7.1深孔爆破前後抽放計量
分別在深孔爆破前後選擇的幾個單孔抽放量等抽放引數進行準確計量，考察不同抽放間距的鑽孔抽放量隨著時間的變化，確定深孔爆破後預定抽放範圍內達到防突目的的合理間距。具體是：每迴圈選3~5個鑽孔進行單孔計量；分別採用2寸孔板進行測量，考察不同鑽孔引數的抽放流量、負壓、壓差、瓦斯濃度等引數，並有閘門控制。
7.2防突效果檢驗引數考察
在 111101機巷施工爆破孔時，每施工2m對k1值進行一次測定，爆破後再次進行防突效果檢驗，效果檢驗孔檢驗總深度不小於40m，根據測定的k1值的變化情況，結合測試鑽孔的其它引數合理推算出深孔爆破後合理的防突保護範圍。
在採用以上試驗完成後，再進行掘進工作面正常爆破與深孔爆破同時起爆試驗，，再按照上述試驗方法進行效果考察。
8．試驗研究安全技術措施
8.1成立試驗研究領導小組
組長：馬安雄
副組長：徐廷奎、姚建平、羅大賢、沈中標、浦峰、崔建
成員：張家文、孫華雲、馬其祥、陳文鴻、肖成忠、鄧武亮、梁濤、馮會傑、相關單位管理人員
8.2嚴格執行安全防護措施
建立壓風自救系統
壓風自救系統安設在壓縮空氣管路上，並在巷道中每隔50m各設一組壓風自救系統，其中在距迎頭25~40m的巷道內必須設定一組壓風自救系統，另外在起爆點位置安設一組壓風自救系統，每組壓風自救系統至少供5～8個人使用，壓縮空氣供給量每人不得小於0.1m3/min。
攜帶自救器
所有入井人員必須配帶自救器，並熟知自救器的使用方法。
遠距離放炮
堅持「一炮三檢」和「三人連鎖」放炮制度。每次放炮前掘進工作面及其回風系統必須停電撤人，並在與回風系統相通的巷道設定警戒，起爆點設在1＃崗位置。
放炮前，瓦檢員檢查工作面及回風流中瓦斯濃度並匯報礦排程室和通風值班室，由通風值班室通知監測中心室當班值班員觀察監測螢幕上瓦斯變化情況，監測中心室當班值班員做好記錄。監測中心室當班值班員要隨時觀察爆破後瓦斯情況，如爆破後瓦斯濃度異常，監測中心當班值班員立即打**通知通風工區值班室，通風工區值班員匯報通風工區值班幹部，值班幹部接到通知後，立即匯報試驗研究領導小組，試驗研究領導小組組織人員察看現場，分析原因，採取措施，進行處理。
放炮時撤人、設崗及停電（見通風系統及放炮設崗示意圖）。
1＃崗(兼起爆點)位置：專用回風平巷西端，職責：阻止人員東行風門進入專用回風平巷；
2＃崗位置：11w07集運巷與1547專用回風巷交叉口位置，職責：阻止人員進入1547專用回風巷；
3＃崗位置：11e11#層（1#）聯絡巷風門外（靠11e11#層集中軌巷側），職責：阻止人員通過風門進入11e11#層集中軌巷；
4＃崗位置：11e底車場風門外，職責：阻止人員進入11e回風斜巷；
5＃崗位置：11e上車場，職責：阻止人向下進入11e回風斜巷。
停電範圍：111101機巷、111101軌巷、111101腰巷、專用回風平巷、11e11#層集中軌巷、專用回風繞道、11e回風斜巷、11e上車場絞車、1547專用回風巷、專用回風上山、總回風上山。
撤崗送電。爆破30min後，當班瓦檢員通過監控分站顯示屏察看瓦斯濃度，只有監測分站顯示屏顯示瓦斯濃度不超過規定時，當班瓦檢員、當班班排長、安檢員進入工作面檢查瓦斯濃度經瓦檢員檢查，掘進工作面回風流中瓦斯濃度小於0.8％時，瓦檢員匯報礦排程室和通風值班室，排程室通知現場安檢員撤崗，但不能恢復掘進工作面送電，每次鬆動爆破後，工作面4小時內不准作業。
建立完善防突正反向風門及防逆流設施
每次放炮前，由掘進工區當班班排長負責用沙袋堵上專用回風平巷正反向防突風門的水溝，並且檢查機車修理庫防逆流擋板完好情況以及專用回風平巷正反向風門的關閉情況，由當班瓦檢員負責監督檢查。
1振興煤礦南11掘進工作面作業規程
編號 掘2012 1號 南231工作面回採巷道掘進 施工負責人 總工程師 朱建峰 礦長 曾光漢 編制 李文科 批准日期 2012年2月5日 執行日期 2012年2月5日 會審意見 會審單位及人員簽字 礦長 曾光漢2012年2月6日 總工程師 朱建峰2012年2月6日 生產礦長 顏小可2012年2月6...
突出煤層掘進工作面專項防突設計
一 工作面概況 簡要說明掘進工作面設計長度 開採深度 開採煤層 煤層厚度 煤岩層產狀 地質構造。二 工作面瓦斯情況 鄰近工作面瓦斯情況，本工作面瓦斯壓力 瓦斯含量等瓦斯引數，區域突出危險性 及其它需要說明的事項等。三 工作面通風系統設計 區域性通風機通風風量計算 風機選型 風筒直徑確定。四 抽採系統...
掘進工作面排放孔影響半徑考察
河南煤業化工集團 鶴煤十礦掘進工作面排放孔影響半徑說明 總工程師 鶴煤十礦 2009年1月10日 鶴煤十礦掘進工作面排放孔影響半徑說明 煤層注水的應用對採煤工作面的安全生產有著重要意義。工作面注水的關鍵是結合煤層條件，確定合理的注水工藝和引數，現結合鶴煤十礦1202中工作面的具體條件，進行了注水試驗...