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1、申南凹煤礦接替井主井井筒過1#煤上及1#煤下揭煤施工組織設計1 概況1.1 礦井及井筒概況申南凹煤礦接替井為改擴建礦井，位于山西省鄉寧縣東北約15公里，礦井設計生產能力為120萬噸/年，主井、副井、回風立井位于同一個工業廣場內，均采用立井開拓，普通鑿井法施工。副井井筒設計凈5m，井筒設計總深度為610.5m，主井井口設計永久標高為+1325.0m。永久鎖口段設計為8米，采用雙層鋼筋砼井壁支護，壁厚800mm，砼強度等級為C35；井筒基巖段采用普通鑿井法施工，井壁結構為素混凝土,砼井壁厚度為450mm，混凝土強度等級為C35。主立井井筒已施工至井筒垂深約565m處，并即將揭穿1#煤。為確保施工安2、全及施工質量，根據煤礦安全規程、防治煤與瓦斯突出規定等有關規定，特編制申南凹煤礦接替井主井井筒過1#煤揭煤施工組織設計。1.2 井筒地質、瓦斯概況1.2.1 地質概況根據山西鄉寧縣申南凹焦煤有限公司井筒檢查孔地質報告及其附件和主立井預想柱狀圖等提供的地質資料，副井井筒鑿井期間穿過的地層有新到老主要有：第四系中上更新統（Q2），三疊系下統劉家溝組（T1I）、和尚溝組（T1h），二疊系下統山西組（P1s）、下石盒子組（P1x）、上統上石盒子組（P2s）、石千峰組（P2sh），石炭系中統本溪組（C2b）、上統太原組(C3t)和奧陶系中統峰峰組（O2f）。井筒區地層走向北東，傾向西，平均傾角約520左3、右。根據主立井預想柱狀圖可知：1#煤上位于井筒垂深約568.5m577.8m，煤層厚度約為4.85m，其中夾矸厚度為0.9m，頂板巖性為細砂巖，底板巖性為泥巖。詳見附圖：副井井筒2#煤預想地質剖面圖1.2.2 瓦斯概況根據該礦礦井地質報告資料：晉煤安發【2007】2030號文，申南凹焦煤有限公司瓦斯等級鑒定結果，瓦斯相對涌出量為2.06m3/t，絕對涌出量為2.18m3/min，二氧化碳相對涌出量為1.03m3/t，絕對涌出量為1.52m3/min，為低瓦斯礦井。根據山西地寶能源有限公司提供的山西鄉寧縣申南凹焦煤有限公司井筒檢查孔地質報告顯示：主申-1號鉆孔測定2號煤層CH4含量為1.49cm4、3/g，CO2含量為0.72cm3/g；自然瓦斯成分CH4為41.40%，CO2為8.74%。副申-2號鉆孔測定2號煤層CH4含量為1.60cm3/g，CO2含量為0.1cm3/g；自然瓦斯成分CH4為30.11%，CO2為3.07%。1.3 工藝流程井筒揭2#煤施工工藝流程參見副井井筒揭2#煤施工工藝流程圖，揭煤施工工序參見副井井筒揭2#煤施工工序圖。2 前探鉆孔設計 為準確掌握煤層賦存情況，根據防治煤與瓦斯突出規定要求，在工作面距2#煤層頂板法距大于10M前，即井筒掘進至井筒垂深597.05M前停止掘進，打兩個超前鉆孔進一步探明煤層位置，并取芯將煤樣送試驗室分析煤層突出危險性指標。鉆孔穿過5、2#煤層并進入2#煤層底板下法距0.5M以上，一次性探明2#煤層賦存狀況。 根據前探鉆孔資料，確定煤層層位、深度、厚度、頂板和底板巖性等煤層賦存狀況，并繪制鉆孔柱狀圖。3 測壓利用2個探煤孔兼作測壓孔測定2#煤層瓦斯壓力，煤層瓦斯壓力測定方法為：測壓管選擇4鍍鋅管，測1孔長度為15.68m，測2孔長度為16.74m。測壓管一端裝壓力表，另一端在測壓室部分開幾個切口，切口部分以上焊上一個直徑略小于鉆孔直徑的小檔盤，檔盤上面放兩層膠墊圈，將測壓管插入測壓孔中。用特制粘土柱送入測壓鉆孔內，一次送0.3m0.5m，并用堵棍搗實。當填粘土柱1.0m后，應打入一個0.5m長的木塞環，其直徑略小于鉆孔直徑16、015mm。孔口段1.0m用快干水泥封堵，或用較硬的濕性粘土封孔，封孔后立即裝上壓力表（1.5級以上），應確保封孔質量和壓力表接頭不漏氣。詳細觀察兩測壓孔壓力與時間的關系，直至壓力表穩定為止，穩定后的壓力即為煤層瓦斯壓力（表壓）。測壓管切口部分用銅絲網或小竹片包上，以防煤粉堵住切口。瓦斯壓力測定鉆孔連續鉆進并立即封孔測壓，封孔材料采用快硬快干水泥。測壓過程中，設計專門表格詳細做好原始記錄，重點觀測煤層瓦斯壓力與時間的關系，不同時間瓦斯壓力上升的情況。4 工作面突出危險性預測對煤層突出危險性預測方法為：利用超前探煤孔測定煤層瓦斯壓力，在鉆孔見煤時，每孔取一個煤樣，測定煤的瓦斯壓力P、煤的堅固性系7、數f、瓦斯放散初速度p，并計算D、K值，當D、K值和瓦斯壓力屬以下情況之一時，預測工作面有突出危險性。 P0.74Mpa； D0.25且K15時； 各類鉆孔施工過程中有吸鉆、頂鉆、噴孔等動力現象。預測為無突出危險性工作面，在執行安全防護措施條件下，可直接采用遠距離放炮方法揭開煤層。當預測為突出危險性工作面，則實施以鉆孔排放瓦斯為主的防突措施。5 防突措施若預測為突出危險性工作面，必須先采取鉆孔卸壓、排放瓦斯的防突措施。卸壓、排放瓦斯鉆孔按留3.05.0m巖柱進行設計。由于井筒按每4.5m一模進行掘砌，所以當工作面施工至距2#煤層頂板法距3.0m5.0m巖柱時，開始停頭施工排放鉆孔，鉆孔在井筒工8、作面呈錐臺形均勻布孔，孔徑為=75mm，周邊排放終孔應在距井幫外2.0m處的煤層底板下，鉆孔穿透煤層全厚。詳見附圖：副井井筒2#煤層排放瓦斯鉆孔布置圖6 防突措施的效果檢驗設計排放瓦斯鉆孔全部施工完畢后，排放瓦斯至少一個小班，然后取煤樣化驗、分析。按上述工作面突出危險性預測方法對防突措施效果進行檢驗。根據取煤樣化驗結果，當煤層無突出危險時，可采用遠距離放炮揭穿煤層；如預測該煤層仍具有突出危險性時，采用補打排放瓦斯鉆孔或增加排放瓦斯時間等防突措施，直至效果檢驗符合防突要求，方可采用遠距離放炮方法揭開煤層。7 確定安全巖柱厚度措施根據防治煤與瓦斯突出規定中的規定，經預測或防突效果檢驗煤層無突出危險9、后，在工作面距煤層頂板法距2M處，開始采用遠距離放炮方法揭開煤層，采取以下措施確保安全巖柱厚度。 在井筒施工過程中，地質人員經常了解、準確掌握煤巖層位置，并利用前探鉆孔和排放孔，掌握煤層的準確位置。 從工作面距煤層頂板法距5M處開始，每次在打炮眼前，在工作面底板東北、西北、東南和西南四個方位，垂直煤層方向各打一個超前探孔，深度3米以上。任何一個探孔見煤后，立即停止掘進，匯報揭煤指揮小組，立即組織相關人員進行分析，確保揭煤安全巖柱厚度大于 2m。8 過煤層支護形式揭煤放炮前應將井筒砼井壁永久支護緊跟至工作面，揭煤范圍段采用錨網噴+雙層鋼筋砼聯合支護，揭開煤層并出矸后，臨時支護夠一個段高，立即進行10、永久支護，然后繼續進尺，直至通過煤層并進入煤層底板下法距2.0M位置為止。過煤段支護形式根據井筒實際揭露圍巖情況確定，如果圍巖破碎，采用以上支護形式；若井幫圍巖較穩定，則采用雙層鋼筋砼支護。9 安全防護措施9.1局部通風管理9.1.1 通風設計井筒采用壓入式通風，風量計算如下：a、按工作面最多人數計算：Q=4N=450=200m3/minN工作面最多人數，取N=50人。b、按排除炮煙計算：Q=A(SL)2k1/3=9.65m3/s=579m3/minQ爆破后工作面所需風量，m3/st排除炮煙時間，井筒取40分鐘A同時爆破的炸藥量，312kgl井巷長度，615.5mk淋水系數，k=0.6S井筒凈11、斷面面積，38.47m2c、井筒最低風速驗算根據煤礦安全規程有關規定，并結合立井施工揭穿煤層的具體情況，立井掘進的最低風速取0.15m/s，并按下式計算：Q=60SV式中：Q 掘進工作面需風量，m3/min； S 井筒凈斷面面積，m2； V 最低風速，m/s；井筒凈斷面面積為38.47m2，代入上式計算得：Q60SV6038.470.15346.23m3/mind、按瓦斯涌出量計算：Q=100kq=10022.18=436m3/min式中：Q 掘進工作面實際需風量，m3/min；q 掘進工作面的瓦斯絕對涌出量，m3/min；k 掘進工作面的通風系數，一般取k=1.52.0；根據上述計算，工作面12、所需風量為579m3/min。副井配備230kw對旋軸流式局部通風機，配一趟800mm高強膠質風筒通風，取井筒百米漏風率為1，迎頭供風量為650（1-16.155）610m3/min579m3/min，能夠滿足通風要求。9.1.2 局扇管理兩臺局扇（一臺使用、一臺備用）必須保證一臺正常運轉,另一臺要處于熱備狀態。局扇、開關等電氣設備管理責任到人,配備司機（值班電工專職管理）并掛牌，不得隨意停開。風筒吊掛必須整齊，固定牢靠，不得脫節。揭煤期間，風筒到迎頭距離不超過5m。局扇供電必須做到“三專兩閉鎖”。工作面因停電或其它原因造成停風時，必須及時撤出人員，切斷電源。恢復通風前，必須經測氣員檢查瓦斯，13、只有在停風區域內瓦斯濃度不超過1%時，且局扇及其開關處瓦斯濃度不大于0.5%時，才能人工開啟局扇。9.2 電氣管理井筒內及井口20m范圍內的電器設備必須是本質安全型或防爆型，并按標準化掛牌管理。 井下使用的電纜必須是符合煤礦安全規程有關規定的阻燃電纜。 井筒通訊及信號設備全部采用本質安全型。 井下動力供電必須采用檢漏保護裝置，保證檢漏保護裝置靈敏可靠；井下照明和信號裝置必須具有短路、過載和漏電綜合保護。 由施工單位負責指定專人對局扇風電、瓦斯電閉鎖和備用局扇班班進行試驗，確保完好。9.3 遠距離放炮安全措施 打眼時，巖、煤炮眼的眼位和眼深應嚴格按爆破圖表施工，并根據圍巖和見煤情況適當調整。 探14、測孔不得作為炮眼使用，放炮前所有不裝藥的眼孔要用黃泥、黃砂等不燃性材料填堵實，排放孔可用水炮泥封堵，孔口留0.4m0.5m用炮泥封堵并搗實，以起到爆破自由面的作用。 不得使用過期或變質的炸藥。一次放炮使用的電雷管，一定是同廠、同期生產的電雷管，使用前應嚴格對每個電雷管進行導通檢查和電阻測定，退庫存放再次使用前必須做二次導通試驗。 揭煤期間，遠距離放炮采用6m銅腳線15段毫秒延期電雷管，電雷管總延期時間不得超過130ms，嚴禁跳段使用。 裝藥前，井下一切電源由施工單位參加揭煤的專職電工負責檢查、停電，并由放炮員、測氣員、調度員分別向揭煤指揮小組匯報，在得到揭煤指揮小組的同意后方可進行裝藥工作。 15、要嚴格執行“一炮三檢”和“三人聯鎖”放炮制度，只有檢測迎頭及爆破地點附近20m以內瓦斯濃度小于1.0%時，才能裝藥放炮。 聯線必須由放炮員親自操作，要使接線清潔并用膠布纏好，聯線后必須由放炮員檢查確認無誤后，才能與母線接線。爆破母線連接腳線、檢查線路和通電工作只準放炮員一人操作。 雷管和母線聯線前必須處于短路狀態。使用大功率放炮器時，發爆器的把手、鑰匙必須由放炮員隨身攜帶，嚴禁轉交他人，不到爆破通電時，不得將把手或鑰匙插入發爆器。 裝藥應采用正向裝藥結構，嚴禁采用反向裝藥。 放炮前由施工單位跟班領導小組成員負責將井筒施工設備都保護好，吊盤提至距工作面30m以上，負責清點人數，把所有井蓋門打開，16、把井口房及翻矸臺上人員全部撤出井口棚外50m位置后，在井口附近20m以外四角至少安設四人警戒。將井口20m以內一切電源由專人負責檢查、停電。 放炮員最后升井，由放炮員、測氣員、調度員分別向揭煤指揮小組組長匯報，負責警戒和停電的負責人也要向揭煤指揮小組組長匯報，由施工單位跟班隊長最后向揭煤指揮小組匯報，放炮員只有接到現場指揮的放炮命令后，方可放炮。 放炮員接到放炮命令后，先發出放炮警號，至少再等5s，方可起爆。爆破后，須立即將把手或鑰匙拔出，摘掉母線并扭結成短路。 放炮40分鐘后，救護隊員由井口20m以外逐步向井口檢查瓦斯情況，直到井口井蓋門，當井口井蓋門瓦斯含量不超過1.0%，瓦斯自動檢測報警17、系統檢測井下瓦斯濃度小于1.0%時，由揭煤領導小組安排救護隊配齊用具下井檢查，確認井下無危險，井筒內瓦斯濃度均小于1.0%，救護隊隊員上井后，測氣員、放炮員再次進入迎頭檢查后，由揭煤小組值班成員向揭煤指揮小組組長匯報現場情況并請求恢復送電，只有接到揭煤指揮小組的恢復送電命令后方可恢復送電，最后施工人員進入井底工作面施工。 瞎炮、殘炮處理，必須嚴格按煤礦安全規程的有關規定執行。9.4 瓦斯管理 要加強工作面的通風、瓦斯檢查和防爆器材的管理，嚴格執行操作規程和崗位責任制，嚴禁違反煤礦安全規程的相關規定。 當掘進工作面回風流中瓦斯濃度超過1.0%或二氧化碳濃度超過1.5%時，必須停止工作，切斷電源，18、撤出人員，并查明原因及時采取措施處理。 對因瓦斯濃度超過規定被切斷電源的電氣設備，必須在瓦斯濃度降到1.0%以下時，方可通電啟動。 井筒揭煤施工期間必須設專職測氣員，隨時檢查瓦斯濃度，如遇異常情況有權停止井下一切作業，并指揮人員及時升井。 瓦斯檢查要重視通風死角，對井筒內易產生局部瓦斯聚積的地點，如井壁刃腳下、吊盤下及封口盤下等位置，均應設點仔細檢查，防止漏檢。 瓦斯監測使用KJ91A型安全監測監控系統， T1探頭距工作面不大于5m，T2探頭距封口盤1015m。T1、T2探頭參數設定如下表。因瓦斯超限或故障出現斷電，必須采用人工送電。探頭甲烷傳感器設置地點報警濃度斷電濃度復電濃度斷電范圍T1距19、工作面5m1.0% CH41.5% CH41.0% CH4井筒內及井口20m范圍內所有非本質安全型電器設備T2距井口10m15m1.0% CH41.0% CH41.0% CH4 測氣員每班要檢查并記錄井下探頭數值，如出現探頭值與瓦斯監測儀測值不一致，現場按最大值處理，由施工單位負責在一小班內將兩種儀器調校準確。9.5 防塵、防火管理必須采取濕式打眼，放炮前后必須灑水灑透，出矸期間要根據矸石潮濕及粉塵情況及時補灑水。打眼、出矸等有粉塵產生的施工工序，作業人員必須佩戴防塵口罩。嚴格入井檢身制度，嚴禁穿化纖衣物、戴電子表、帶手機下井。礦燈在井下任何人不得隨意拆卸。揭煤期間使用的大、小錘一律改成銅錘。20、9.6 異常情況處置與避災自救參加打鉆探煤、揭煤的作業人員必須掌握煤與瓦斯突出前的預兆：井幫壓力增大 ；煤壁或巖幫破碎、變形、掉渣、煤塊崩出；空氣變冷，煤質干燥，煤體變暗；有煤炮聲，煤層層理紊亂；瓦斯濃度變化大；井筒涌水由清變渾；打鉆時，出現頂鉆、卡鉆或噴孔現象等。在出矸、砌壁、打眼等工序施工時，現場均應設專人負責觀察工作面圍巖和井幫穩定情況，有專職瓦斯員檢查瓦斯及溫度變化情況，如發現工作面圍巖特別破碎，片幫或壓出，瓦斯濃度忽大忽小，溫度驟降或發出聲響等突出預兆異常現象，應立即停止工作，撤退人員升井，及時報告揭煤指揮小組，采取相應措施。 下井人員一律佩戴隔離式自救器和礦燈，否則不準下井。若在井21、下遇到緊急危險情況，作業人員可以立即乘坐吊桶，通過井上下信號升井。9.7 組織管理保障措施揭煤前，由申南凹焦煤有限公司與河南煤炭建設集團共同成立揭煤領導指揮小組。組長：李志成、丁天堂小組成員：申南凹焦煤有限公司各部門負責人和河南煤建鄉寧煤礦項目部各部門負責人。揭煤期間每次放炮必須由領導小組成員以上人員帶隊，其它有關部門派人參加，參加單位和人員有瓦斯檢查員1名，放炮員1名，安全檢查員1名，電工1名，警戒員4名，礦山救護隊1小分隊。每次揭煤放炮前，由河南煤建鄉寧煤礦項目部提前1小時向揭煤指揮小組匯報，由揭煤指揮小組通知各有關單位參加人員在通知時間內在副井井口集合并貫徹措施。揭開和通過煤層期間，礦技22、術科和河南煤建鄉寧煤礦項目部必須安排地質人員共同負責收集資料，并完整地做好原始記錄。揭煤前由領導小組組長帶隊組織各有關單位人員對揭煤準備工作進行一次全面檢查，并對檢查發現的問題開專題會落實。揭煤前，對參加揭煤人員進行一次防突專門培訓，參加揭煤人員必須經考試合格，持證上崗。9.8 其它有關措施揭煤放炮必須按遠距離放炮措施一次性完全揭開煤層。揭煤期間，井下和井口電話由施工單位安排專人24小時監守，保證通訊暢通。施工過程中，兩臺絞車必須保證正常運轉，工作面始終保持一個不摘鉤的吊桶，待另一個吊桶下至吊盤或工作面后，這個吊桶才準起鉤。信號、通訊系統應保持暢通。本設計編制依據1、煤礦安全規程（2010版）2、山西鄉寧縣申南凹焦煤有限公司井筒檢查孔地質報告3、山西鄉寧縣申南凹焦煤有限公司井筒檢查孔地質報告附件4、副立井預想柱狀圖5、防治煤與瓦斯突出規定附圖：1、副井井筒2#煤層預想地質剖面圖2、井筒揭煤施工工藝流程圖3、副井井筒揭2#煤施工工序圖4、副井井筒揭2#煤探煤兼測壓孔平、剖面布置圖5、測定瓦斯壓力封孔方法示意圖6、副井井筒揭2#煤爆破圖表7、副井鑿井供電系統圖8、副井通風系統及避災路線圖14