一、工程概况
回风立井井筒全深165m,净径Φ7.0m,净断面38.5m2,井口设计标高+1540m。井筒表土段深度为40m,基岩段深度为125m,截止2013年4月2日,井筒已施工至累深64.8m。
根据煤矿回风立井井筒检查孔钻孔柱状图可知,井筒施工穿过地层首揭煤层为2-1中煤,根据《内蒙古自治区东胜煤田铜匠川矿区井田煤炭资源储量核实报告》,该煤层为黑色、条痕褐黑色,以暗煤为主,亮煤次之,含少量丝碳及黄铁矿薄膜,块状,节理裂隙发育,半暗淡型煤。
预计井筒施工至93m处将遇该煤层顶板,根据回风立井检查孔资料,目前风井工作面距2-1煤层顶板法距为28m,煤层厚度为1.67m。为了保证回风立井安全揭开2-1中煤层,特制定本安全技术措施。
1、所揭煤岩层赋存状况
煤层顶板为0.76m砂质泥岩、1.27m中砂岩,底板为1.5m砂质泥岩、0.5m细砂岩。
2、瓦斯地质情况
根据《内蒙古自治区东胜煤田铜匠川矿区井田煤炭资源储量核实报告》,井田瓦斯含量低,井田范围内煤层CH4含量为0.00~0.03ml/g·燃。自然瓦斯成分中CH4在0.00~6.24%之间,瓦斯分带为二氧化碳--氮气带。据铜匠川详查报告,煤层自然瓦斯成分中CH4最高达42.2%,瓦斯分带为氮气--沼气带。
该煤层属于自燃-容易自燃型,易发生煤尘爆炸。
三、2-1中煤层突出危险性分析
根据《内蒙古自治区东胜煤田铜匠川矿区井田煤炭资源储量核实报告》提供的钻孔瓦斯测定成果表(见下表)可知,回风立井揭穿的2-1中煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。
钻孔瓦斯测定成果表
钻孔号 | 采样深度 | 工业分析(%) | 瓦斯含量 (ml/g·燃) | 自燃瓦斯成分(%) |
Mad | Ad | Vdaf | CH4 | CO2 | C2—C6 | N2 | CH4 | CO2 | C2—C6 | N2 |
TB46 | 163m | 11.77 | 12.03 | 31.40 | 0 | 0.32 | 0 | 5.13 | 0.01 | 11.1 | 0 | 88.89 |
为安全起见,此次揭煤仍执行前探孔、工作面突出危险性预测等工作面局部综合防突措施。
四、揭煤程序及安全技术措施
揭煤程序
1、控制煤层层位,掌握煤层的赋存位置、形态
根据《防突规定》要求:当井筒掘进接近累深83m(标高1457.1m,即距2-1中煤层顶板法距10m)时,需要施工3个前探钻孔以确定煤(岩)层位,并至少有两个全孔取芯。钻孔深入2-1中煤层底板不少于0.5m,以探清煤层层位,掌握煤层的赋存位置、形态。见附图1
孔号 | 孔深(m) | 孔径 | 方位角 | 开孔标高 | 开孔、终孔位置 |
1# | 11.7 | 100mm | 0 | +1457.1m | 开孔距井壁1m,终孔落在井筒外3m处 |
2# | 11.7 | 100mm | 120 | +1457.1m | 开孔距井壁1m,终孔落在井筒外3m处 |
3# | 11.7 | 100mm | 240 | +1457.1m | 开孔距井壁1m,终孔落在井筒外3m处 |
备注:每个孔需钻进煤层底板0.5m,如煤层倾角较大,孔深会大于11.7m |
井筒前探钻孔参数表
2、工作面突出危险性预测
在距离2-1中煤层法距5m位置进行工作面突出危险性预测,预测方法采用钻屑指标法。预测钻孔共施工三个,直径为42mm,中心一个孔,两侧各一个孔。工作面突出危险性预测钻孔布置见图2。在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1~3mm的煤钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1值。
钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性临界值
煤样 | | K1指标临界值(mL/g• ) |
干煤样 | | 0.5 |
湿煤样 | | 0.4 |
如果所有实测的指标值K1均小于临界值,并且未发现其他异常情况(如喷孔、卡钻等),则该工作面为无突出危险工作面,采用远距离爆破直接揭煤。否则,为突出危险工作面,采取局部防突措施。
3、工作面防突措施
当预测工作面具有突出危险性时,需要采取局部消突措施,待井筒向下施工至距2-1中煤层法距5米时,施工排放瓦斯钻孔,钻孔直径75mm,钻孔控制到井筒轮廓线外5m,孔底超过煤层底板500mm,钻孔落底间距3米(考虑到煤层的透气性较好)。共布置瓦斯排放孔38个,具体布置见图3所示。
4、防突措施效果检验
(1)工作面防突措施在实施过程中必须安排管技人员跟班,掌握钻孔施工是否达到设计要求,并了解、收集工作面突出预兆等(包括喷孔、卡钻等)。效果检验孔布置见图4所示。
(2)采用钻屑瓦斯解吸指标法进行措施效果检验。方法与工作面突出危险性预测方法相同。
5、安全防护措施
1)、入井人员必须携带自救器和矿灯,自救器要能熟练使用,熟悉突出预兆(包括有声预兆如煤炮声、支架劈裂声、闷雷声、打钻喷煤喷瓦斯等,无声预兆如压力增大、片帮掉渣、打钻顶钻等,其它预兆如瓦斯涌出异常、忽大忽小,煤尘增大,空气气味异常、空气变冷或变热等)
2)、井口20m内禁止使用明火、吸烟、电气焊。加强入井检查制度,严禁携带烟草、点火物品,严禁穿化纤衣服入井和带电子表下井。
3)、出矸时,必须洒水灭尘,以有效降低煤尘扩散,井下施工人员必须携带防尘口罩,搞好个人防护。
4)、井下如需敲击、砸打,必须使用铜锤,装卸物品要轻拿轻放,以防撞击产生火花。
5)、揭煤施工中,一台绞车必须保证安全运转,工作面始终保持一个吊桶,信号应保证准确、畅通。