回风立井井筒15-3煤揭煤施工安全技术措施

1山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司回风立井15-3#煤层揭煤安全技术措施第一章概述一、编写依据（1）山西潞安环能地质勘探大队提供的井筒检查孔综合柱状图附图1：井筒井检孔综合柱状图（2）《山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司回风立井井筒平、剖、断面图》（3）《山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》（4）《山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司回风立井井筒施工组织设计》（5）《山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司进、回风立井安全揭煤防突技术方案》（6）《煤矿安全规程》（7）《防治煤与瓦斯突出规定》二、工程概况山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司位于左权县境内。回风立井井筒设计净直径φ7m，设计井筒深度238m，回风立井井筒中心坐标为：X=4104424.840、Y=19708836.770、Z=+1208.000，支护形式：表土段及风化基岩段井壁采用双层钢筋混凝土支护，支护厚度为1000mm，基岩段采用素砼/钢筋砼支护，井壁厚度500mm/600mm，混凝土强度等级为C30。根据潞安环能地质勘探大队提供的《回风立井井检孔钻孔柱状图》显示，回风立井在垂深207.85～213.5m（永久锁口标高＋1208.00m，相对标高±0.000m）位置时将揭露15-3#煤层，煤厚5.65m目前已施工到距离15-3#煤层上67.05m位置（垂深140.8m,绝对标高+1067.2m）。为保证安全顺利穿过15-3#煤层，特编制本揭煤安全技术措施，以指导揭煤施工。2回风立井井筒技术特征见下表1-1三、重大危险因素辨识表1-2序号活动／产品／工作危害因素危害结果控制措施1班前会没有开班前会下井人员失误操作伤亡必须参加班前会身体状况不佳下井人员失误操作导致伤害严禁下井穿化纤衣服下井产生火花引发火灾严禁下井不按规定发送信号人员伤亡、设备损坏严格执行操作规程2电气设备电气火灾人员伤亡、设备损坏杜绝电器设备起火电气设备失爆引起火灾伤人杜绝电器设备失爆3通风无风或风量不足有害气体超限及时恢复通风4井下有害气体燃烧、爆炸伤人、设备损坏加强通风有害气体涌出异常伤人、设备损坏及时检侧预防5爆破作业用瓦斯释放孔做炮孔点燃瓦斯严禁用瓦斯释放孔做炮孔6超前管理未执行先探后掘有害气体涌出严格执行先探后掘7煤与瓦斯突出瓦斯爆炸人员造成伤亡严格执行本措施破坏通风系统造成人员窒息伤亡加强通风设施的维护8打钻钻机未固定好钻机摇摆伤人固定牢固操作人员站在钻机后方顶钻伤人严格执行操作规程钻机未固定好钻孔窜位固定牢固9瓦电、风电闭锁监控系统失灵瓦斯超限或工作面无风情况下不能及时断电及时检修10封口盘、吊盘、模板杂物未清扫干净、工器具未生根牢固杂物、工器具坠落伤人每班按排专人负责清扫干净，工器具生根牢固名称单位数量井口位置Xm4104424.840Ym19708836.770井口标高m+1208.000设计净直径m7设计净断面m238.47表土深度m28.5井筒深度m238311测定瓦斯参数数据误差偏大采取防突措施不符合规定测定人员严格执行操作规程12绞车保护装置失灵造成人员伤亡每班按排专人负责检查、维护、试验13远距离爆破作业警戒未做好无关人员进入造成人员伤亡专人负责警戒放炮误揭煤层下层煤层保护距离不足严格控制放炮进尺14揭煤流程未按揭煤流程施工防突措施不到位严格按照流程施工15施工作业施工人员不熟悉突出预兆瓦斯突出、人员伤亡严格贯彻突出预兆四、矿井地质概况1.矿井地质概况井田位于山西断隆沁水台凹沁县凹陷的中东部，其东侧为太行山断拱。出露地层由东向西依次由老至新，主要为上太古界五台超群石咀群金刚库组（桐峪组）；上中元古界长城系常州沟组、串岭购组；下古生界寒武系奥陶系；上古生界石炭系、二叠系；中生界三叠系及第四系等。井田所在区域的西部以走向NE的相互平行的褶皱为主，以石厘向斜为代表。东部以走向NNE的断裂为主，具代表性的为走向NNE的高平断裂带斜贯其中。五里堠煤矿位于沁水煤田中东部武乡五区普查范围内，本区含煤地层有石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）；二叠系下统山西组（P1s）及下石盒子组（P1x）。其中太原组、山西组含有主要可采煤层；本溪组、下石盒子组含1－2层薄煤层，均为不可采煤层。2.煤层赋存特征据经查资料，15-3#煤层钻孔瓦斯含量较大，为13.89ml/g可燃质，考虑到15-3#煤层厚度达到5.65m，所以15-3#煤层在井筒揭煤过程中要严格按照煤层特征来管理。15-3#煤层标高+994.5m～+1000.15m（相对标高-207.85m～-213.5m）：415-3#煤层上部为砂岩：井深-194.65m～-207.85，层厚13.2m，灰白色，中粒砂状结构，含暗色矿物；15-3#煤层下部为砂岩：井深-213.5m～-214.5，层厚1m，黑灰色，产少量植物化石碎片。根据已揭露岩层以及预测15-3#煤层为东西走向，倾角约10º左右。3.煤层瓦斯情况目前已揭煤层瓦斯情况：根据井检孔资料以及井筒施工实际情况，5#煤层以上未揭露任何煤层。回风井分别在井深80.8m、113.5m、125.45m、127.5m、129.4m、141.6m、152.8m、172.0m、186.35m处揭露5#、6#、7#、8-1#、8-2#、9#、11#、13#、14#煤层，进风井目前已经揭露15-3#煤层。各煤层具体揭煤情况见下表。煤层编号煤厚（mm）瓦斯含量(m3/t)瓦斯压力(MPa)5m处K1最大值2m处K1最大值远距离放炮揭煤时间放炮30分钟后CH4(%)放炮30分钟后CO(ppm)5#7504.06530.0330.020.075月3日20：18076#7004.3050.0360.020.035月29日9：28047#6003.42570.0460.010.126月3日9：560.0428-1#4503.10020.0290.020.056月4日18：150.0328-2#4503.13650.0320.030.039#7503.74000.0670.190.136月9日8：210.0217.511#9503.63650.0530.170.236月28日19：260213#4504.00490.0730.130.187月6日20:550214#5503.73670.0520.090.107月18日18:0000进风井15-3#48005.17690.030.250.117月18日16:09004.水文地质情况根据潞安环能地质勘探大队提供的井筒检查孔综合柱状图和终孔报告，钻孔揭露资料、简易水文资料及盐化测井成果等，将基岩含水层划分为2个含水5层；即：①碎屑岩类裂隙含水层组；②碎屑岩、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组。①碎屑岩类裂隙含水层组：碎屑岩含水岩组主要指上、下石盒子组及山西组地层中的砂岩含水层。k8砂岩具斜交裂隙，方解石薄膜充填，裂隙面铁质浸染。厚度3.50m，砂岩为中粒，成分以长石、石英为主，根据简易水文观测，消耗量无明显变化，故富水性较弱，而且透水性又不好，因而对煤层开采影响不大。k7砂岩含水层，为中粒，长石、石英砂岩，厚4.15m。为山西组底界，距离太原组煤层距离又远，间距11.45m，故而对太原组煤层的开采影响亦较小。一般地讲，其对山西组煤层的开采无大影响。②碎屑岩、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组太原组k5砂岩含水层以及k4、k3、k2石灰岩含水层即属该类含水层。k5砂岩含水层，岩性为中粒长石，厚2.05m，根据简易水文观测，消耗量无明显变化，富水性较弱。k4、k3、k2三层石灰岩裂隙岩溶含水层，k4灰岩厚3.30m；k3灰岩厚3.30m；k2灰岩厚6.00m。k4、k3石灰岩具不规则裂隙，方解石脉充填，根据简易水文观测，消耗量无明显变化，富水性较差，k2灰岩具不规则裂隙，180.00～180.10m掉钻，简易水文观测水位下降至126.00m左右。k2石灰岩含水层对太原组15号煤层开采较有影响，望施工过程中引起注意。回风井打地质钻期间，在井筒垂深165.65m、180m处分别遇K3、K2石灰岩，出现涌水现象，根据现场实际测量，单孔涌水量分别为33m3/h、31m3/h（钻孔75mm），井筒涌水量为118.7m3/h。目前正在注浆施工，如注浆效果良好，在揭煤段施工中，井筒将不会出现涌水现象。6第二章揭煤技术措施一、揭煤流程（具体流程见下图）揭煤防突工艺流程示意图无危险有危险无效有效无效有效有危险超前地质孔（l20m），根据岩性及地质分析，确定煤层层位距煤层不小于10m，前探孔+测压孔，精探煤层赋存状况，测定煤层瓦斯压力(P)或含量(W)，初步预测煤层突出危险性距煤层垂距5m处，预测煤层突出危险性（区域验证）边预测边探边掘至距煤层安全垂距最小处（远距离爆破位置）防突措施效果检验补充防突措施补充措施效果检验安全防护措施远距离爆破揭煤加强支护继续采取防突措施直至穿透煤层进入煤层底板进入煤系地层无危险实施局部防突措施距煤层垂距7m前实施区域防突措施有效无危险有危险区域防突措施效果检验无效采用工作面预测方法进行最后验证71.在距煤层法向距离20m处对煤层进行超前预探，初步掌握煤层层位及产状，防止误揭煤层；2.在掘进到距煤层法向距离10m前再次进行超前钻探，进一步掌握煤层层位及产状，并测定煤层瓦斯压力及含量，对所揭煤层突出危险性进行初步预评价；3.若在距离煤层法向距离10m之前，预测煤层具有突出危险性，则在距离煤层法向距离7m前，对煤层采取区域综合防突措施，直到措施有效。4.若在距离煤层法向距离10m时预测煤层无突出危险性或采取区域防突措施有效后，掘进至距离煤层法向距离5m时，对煤层采用工作面预测方法进行区域验证。5.在距离煤层法向距离5m时区域验证煤层具有突出危险，则立即采取局部综合防突措施，直到措施检验有效。6.在距离煤层法向距离5m时区域验证煤层无突出危险或采区局部防突措施效果检验有效后，掘进至远距离爆破揭煤位置采用工作面预测方法进行最后验证。7.在掘进至远距离爆破揭煤位置2m时进行最后验证，若煤层具有突出危险性，则采取补充防突措施，直到措施检验有效。8.在掘进至远距离爆破揭煤位置2m时进行最后验证，若煤层无突出危险性或采取补充防突措施效果检验有效后，实施远距离爆破揭煤。二、区域综合防突措施在距煤层法向距离20m处对煤层进行超前预探，利用QZJ-100B型风动潜孔钻机施工2个超前钻孔，初步掌握煤层层位及产状及钻孔涌水情况。超前钻孔参数表表2-1孔号孔径（㎜）钻孔圈径（mm）见煤深度（m）终孔深度（m）钻孔与井筒中心线夹角（°）方位角175660022.5m见15-3#煤28.652990°275660023.6m见15-3#煤29.7526270°附图2：距离15-3#煤层20m时前探钻孔布置示意图81.区域突出危险性预测1.1预测方法根据掘探一体化施工钻孔资料分析，该段无地质构造复杂、岩石破碎的区域。在井筒掘砌至垂深197.85m（距离15-3#煤层10m）时停止掘进施工,利用QZJ-100B型风动潜孔钻机施工6个超前钻孔（控制到井筒轮廓线外8m处）探明工作面和15-3#煤层赋存情况及相对位置。钻孔孔径为130mm、75mm，其中一个从井筒中央垂直向下打钻，另外五个从井筒周围向煤层打钻，钻孔应穿透15-3#煤层底板0.5m。其中1#、2#、3#、4#钻孔作为测压孔对15-3#煤层瓦斯压力进行测试，应按照测压要求进行施工。严格按照揭煤措施进行探煤工作，并保证前探钻孔质量，准确控制煤层层位，防止误揭煤层，若发现断层、褶曲或煤岩层产状异常等，必须增加控制钻孔数量。详细记录每一钻孔实际施工过程中的数据，并对探煤情况对控制范围进行反算，保证探煤孔控制在立井轮廓线外8m处。若施工中存在其他因素影响需调整好开孔位置时，应根据实际开孔情况对钻孔参数进行修正。利用煤层瓦斯压力、DGC瓦斯含量直接测定装置测定瓦斯含量、瓦斯放散初速度值（△P）、煤的坚固性系数（f）和钻屑解析指标（△h2、k1）来预测是否具有突出危险性，区域预测有突出危险时采取区域防突措施。详见超前钻孔设计参