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新田煤礦副斜井揭煤技術(shù)實踐研究

文檔作者：王建李寧文檔來源： 1．河南理工大學(xué)礦山開發(fā)設(shè)計研究所 2．河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院，		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月30日
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煤礦現(xiàn)代化 2014年第4期 總第121期
新田煤礦副斜井揭煤技術(shù)實踐研究
王建-，李寧z
(1．河南理工大學(xué)礦山開發(fā)設(shè)計研究所，河南焦作454000；2．河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院，河南焦作454003)
摘要貴州省新田煤礦區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層瓦斯壓力和含量較大，在其副斜井井筒穿過4號煤
層時，根據(jù)礦井的實際情況以及相關(guān)規(guī)程，制定了一系列切實可行的防突措施和安全防護工作，起到
了良好的防突效果，安全完成了揭煤任務(wù)，對類似的工程施工具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞斜井；揭煤；防突措施；安全防護
中圖分類號：TD262．1+2 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0797(2014)04—0097—04
目前，我國是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的國家
之一，井筒揭煤具有突出強度大、涌出瓦斯量多、拋出
煤量大等特點，因此防突工作難度大、任務(wù)重、耗時
長，做好礦井井筒揭煤防突工作十分重要【 ]。斜井揭
煤在技術(shù)和工藝方面雖與立井有相同之處，但也有其
特殊性，而且斜井揭煤可以借鑒的經(jīng)驗和資料又相對
較少，故必須從施工工藝、技術(shù)方案、安全防護等各個
方面從嚴(yán)把關(guān)，做好斜井揭煤施工安全工作。本文以
新田煤礦副斜井揭煤時的綜合防突技術(shù)進行了研究，
總結(jié)出了適合該礦突出煤層斜井揭煤方案，對今后的
斜井揭煤工作提供了借鑒和指導(dǎo) 。
1 工程概況
新田煤礦首采的4號煤層為全區(qū)可采煤層，煤
層厚1．24～5．83m，平均2．79m，屬較穩(wěn)定偏穩(wěn)定型煤
層。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，含夾矸0-3層，多為泥巖和炭
質(zhì)泥巖，厚度0．08～0．68m。根據(jù)《貴州省黔西縣新田
井田煤炭勘探地質(zhì)報告》，經(jīng)測定4號煤層火焰長度
及巖粉均為“0”，全區(qū)均屬無爆炸性煤層，原煤瓦斯
含量為8．82～23．99m3／t，平均為14．55m3／t。在勘探過程
中，部分鉆孔發(fā)生了瓦斯涌出、頂鉆等現(xiàn)象，井下瓦
斯壓力較大，并且臨近礦井北側(cè)8kin化窩煤礦已經(jīng)
發(fā)生過三次瓦斯爆炸事故，因此4號煤層按煤與瓦
斯突出煤層設(shè)計。
新田煤礦目前有三條井筒(主斜井、回風(fēng)斜井、
副斜井)面臨揭煤任務(wù)，副斜井井口標(biāo)高+1234m，井
筒傾角17。30 ，采用半圓拱形斷面，斷面凈寬
4．8m，凈斷面17．2m ，斜長1235m，按照掘進進度，副
斜井將提前揭煤。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細則》及
《煤炭安全規(guī)程》要求，確定了以預(yù)測預(yù)報、防治突
出、效果檢驗和安全防護為主的“四位一體”揭煤防
突施工方案
2 副斜井揭煤技術(shù)實施方案與措施
2．1 副斜井揭煤區(qū)域防突措施
副斜井巷道掘進至1206．8m處(掘進T作面距
離煤層頂板法線距離7m處)停止施工，距離掘進工
作面2m處施工右?guī)豌@場、9．5m處施工左幫鉆場，利
用左、右鉆場和工作面進行井筒揭煤區(qū)域煤層瓦斯
區(qū)域防突措施。
瓦斯抽放鉆孔技術(shù)參數(shù)：① 鉆場規(guī)格：深×長×
高=4×3×2．8m，左幫鉆場共布置抽放孔38個、工作
面布置鉆孔60個、右?guī)豌@場布置鉆孑L 43個，共計施
工141個抽放鉆孔，鉆孔終孑L位置以穿透煤層全厚
并進入巖層0．5m以上為標(biāo)準(zhǔn)，孔徑94mm，封孔長度
6m；②終孔點控制范圍：巷道輪廓線外12m、終孔位
置在揭煤區(qū)域內(nèi)網(wǎng)狀均勻布置(3m×3m)。借鑒周邊
礦井煤層參數(shù)，設(shè)計抽放半徑為1．5m。
蘧
圖1 副斜井揭煤抽放鉆孑L布置示意圖
2．2 副斜井揭煤區(qū)域防突措施檢驗
對副斜井揭煤區(qū)域進行瓦斯預(yù)抽消突措施一定
時間后，對防突措施進行效果檢驗，共施工4個效果
檢驗孔，分別位于揭煤預(yù)抽區(qū)域內(nèi)的上部、中部和兩
側(cè)，其中中部的一個檢驗孔位于揭煤預(yù)抽區(qū)域內(nèi)距
邊緣lm處。檢驗孔布置詳見圖2所示。
(1)檢驗方法：采用鉆屑(瓦斯解析)指標(biāo)法對井
筒揭煤防突措施進行檢驗，檢驗指標(biāo)有：K，、△h 和
鉆屑量S。
(2)檢驗結(jié)果及采取措施：① 當(dāng)K。／>0．5、△h ≥
200Pa、S≥6kg和打鉆過程中有明顯突出預(yù)兆時，預(yù)抽
· 97 ·
煤礦現(xiàn)代化 2014年第4期 總第121期
揭煤區(qū)域防突效果無效，必須采取補打鉆孔繼續(xù)對揭
煤區(qū)域進行抽放，直至檢驗指標(biāo)低于參考臨界值，方
可進行揭煤施工，并采取“邊探邊掘”的掘進方式，可
以掘進施工至距離煤層頂板法線距離5m處，停止施
工并對揭煤區(qū)域進行防突效果驗證。② 當(dāng)K．<0．5、
Ah <200Pa、S<6kg以及打鉆過程無明顯突出預(yù)兆
時，開始進行掘進施工，并采取“邊掘邊探”的掘進方
式，可以掘進施工至距離煤層頂板法線距離5m處，停
止施工并對揭煤工作面 進行防突效果預(yù)測。
圖2 昌U斜井防突措施效果檢驗孔布置圖
2．3 副斜井揭煤工作面突出危險性預(yù)測
采取穿層鉆孑L預(yù)抽揭煤區(qū)域煤層瓦斯防突措
施，經(jīng)區(qū)域防突措施檢驗有效后，施工至距離煤層頂
板5m、3m、1．5m處時，每次由工作面向煤層施工5
個鉆孔，分別位于巷道輪廓線下部、中部(2個鉆孔)
和上部(2個鉆孔)，測定工作面前方煤層的K 和鉆
屑量s兩個突出危險性指標(biāo)，當(dāng)K ≥0．5、S≥6kg時
為突出危險性工作面，必須采取局部綜合防突措施
(煤層瓦斯預(yù)抽／排放)，直至局部防突措施檢驗有
效。方可繼續(xù)掘進施工；當(dāng)K <0．5、S<6kg時為無突
出危險性工作面，可以繼續(xù)掘進施工。施工掘進直至
距離煤層頂板法線距離1．5m處，并進行最后一次工
作面突出危險性預(yù)測，經(jīng)預(yù)測為無突出危險性后，進
行遠距離爆破揭開4號煤層。鉆孔詳情見圖3。
· 98 ·
圖3 副斜井揭煤工作面預(yù)測孑L布置圖
3 揭煤效果評價
經(jīng)區(qū)域防突措施效檢得出最高殘余瓦斯含量為
5．43m ／t、最高殘余瓦斯壓力為0．21 MPa，瓦斯抽放率
43％左右，證明區(qū)域防突措施有效。防突措施有效
后，施工至距離煤層頂板5m、3m處時，分別用鉆屑
指標(biāo)法進行了揭煤工作面突出危險性效果檢驗，指
標(biāo)均低于臨界值。施工至距離煤層頂板法線距離
1．5m處，用鉆屑指標(biāo)法進行了最后驗證，證實無突出
危險性，然后采用遠距離放炮一次性揭穿了煤層。
4 安全防護措施
4．1 礦井揭煤前準(zhǔn)備工作
(1)成立專門的通防機構(gòu)并配置通防專業(yè)人員，
完善通防管理機構(gòu)。
(2)完善瓦斯自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，確保24h對工
作面瓦斯情況進行有效監(jiān)測監(jiān)控。
(3)揭煤前，更換局部通風(fēng)機風(fēng)簡直徑(1000mm
替換現(xiàn)800mm直徑的風(fēng)筒)，揭煤工作面局部通風(fēng)
機功率為2 X 30kW。同時完成主通風(fēng)系統(tǒng)的安裝，并
能正常投入使用，形成全負壓通風(fēng)系統(tǒng)。
(4)礦井已安裝永久瓦斯抽放系統(tǒng)并結(jié)合井下
臨時移動抽放泵(30～43m3／min)對揭煤點瓦斯進行抽
放，并在抽放管路上安裝瓦斯抽放參數(shù)計量裝置(混
合量、濃度、溫度、負壓)，便于計算煤層瓦斯的抽出
量。同時安排專人在井下移動抽放泵旁24h值班，確
保移動瓦斯抽放泵正常運行。
(5)完善壓風(fēng)自救系統(tǒng)(距工作面30m安裝一
組，在人車等候硐室內(nèi)安裝一組，每組壓風(fēng)自救系統(tǒng)
內(nèi)由八根4分鍍鋅管及開關(guān)、壓風(fēng)自救袋組成，可供
八人使用)，對風(fēng)水管路系統(tǒng)進行一次全面檢修，確
保正常使用。
(6)揭煤時對井下及井口20m范圍內(nèi)的所有機
電設(shè)備、設(shè)施進行防爆檢查，凡不符合規(guī)定的全部撤
換，整改到位。
(7)揭煤前檢查完善通風(fēng)、防塵、防火設(shè)施，確保
正常使用。
(8)揭煤前準(zhǔn)備好過煤地段所需的所有支護材
料，揭煤所需的隔離式自救器等各類物資。
(9)揭煤前明確標(biāo)示出避災(zāi)線路。
(10)揭煤前對參予揭煤工作的全體員工進行揭
煤措施培訓(xùn)考試，為加強對揭煤工作的領(lǐng)導(dǎo)，做到責(zé)
任到人、分工負責(zé)，事事有人管，確保揭煤工作安全
順利進行。
4．2 副斜井揭煤遠距離爆破安全防護措施
4．2．1 爆破方案
煤礦現(xiàn)代化 2014年第4期 總第121期
副斜井掘進工作面施工至距煤層最小垂距1．5m
時，經(jīng)最后一次預(yù)測為無突出危險性后，布置巖層
孔、煤層孔，采用遠距離爆破揭開4號煤層，每次爆
破進度為lm，若未能一次揭開煤層，則繼續(xù)采取遠
距離爆破的措施執(zhí)行，直至完成揭煤作業(yè)全過程。揭
煤工作面炮眼詳見圖4所示。
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圖4 副斜井揭煤工作面炮眼布置三視圖
(1)炮眼布置：①副斜井揭煤斷面炮眼數(shù)為75
個，炮眼參數(shù)如見表1所示。②在裝炸藥前必須用黃
泥堵塞，堵塞長度以進入巖石段20em為標(biāo)準(zhǔn)，其布
置仍然按照巷道掘進爆破方式進行。
(2)雷管消耗量：雷管消耗量為炮眼總數(shù)。
(3)水炮泥及炮泥的填充：炮眼未裝藥部分及其
它鉆孔必須用水炮泥和黃泥填滿封實，每個炮眼使
用水炮泥數(shù)量不少于2個。
表1 揭煤工作面炮眼布置參數(shù)表
(4)爆破勞動組織安排。爆破揭煤施工嚴(yán)格執(zhí)行
“
一炮三檢”和“三人連鎖”制度，井口警戒點每次放
炮必須有安檢員一名、瓦檢員一名、放炮員一名、跟
班領(lǐng)導(dǎo)一名。安檢員負責(zé)主、副井口半徑50m內(nèi)無人
出入及火源出現(xiàn)，做好拉線警戒工作；跟班領(lǐng)導(dǎo)負責(zé)
現(xiàn)場監(jiān)督管理，有什么情況及時匯報礦調(diào)度；在爆破
期間救護隊現(xiàn)場待命，確保異常情況出現(xiàn)時能立即
處理。
4-3 其他安全防護技術(shù)措施
4．3．1 煤層預(yù)抽瓦斯鉆孔實施的具體要求
(1)抽放鉆孔由通防部防突隊施工，安檢員、專
職瓦檢員及工程部人員現(xiàn)場監(jiān)督驗收。
(2)鉆孔施工時嚴(yán)格按設(shè)計要求開孔施工，鉆孔
方位、角度誤差不超過±1。，施工人員和現(xiàn)場跟班
人員必須詳細做好現(xiàn)場記錄，下班后及時匯報相關(guān)
人員，并及時到通防部把當(dāng)班的施工情況(包括孑L
號、方位、傾角、孔深、見煤、過煤情況、當(dāng)班工程量
等)填寫記錄清楚。
(3)打鉆過程中，若遇噴孔、夾鉆、頂鉆等情況，
不能硬打，應(yīng)暫時停鉆，待卸壓一段時間后再打。當(dāng)
突出預(yù)兆明顯時，立即停電撤人，并向通防部及礦調(diào)
度室匯報。
(4)在孔口附近確因卸鉆桿困難必須敲打時，必
須使用銅錘以免出現(xiàn)火花。打鉆時應(yīng)灑水降塵，打鉆
點附近必須有水管和消防器材，一旦發(fā)生明火必須
立即滅火。
(5)打鉆順序為從中間到兩邊或從一邊到另一
邊，嚴(yán)禁先打兩邊孑L再打中間孔，以防應(yīng)力集中誘導(dǎo)
突出。
4．3．2 其他安全技術(shù)具體要求
(1)在實施遠距離爆破時，井下人員必須全部撤
出至地面，主副井口50m半徑內(nèi)嚴(yán)禁有任何火源及
電氣焊作業(yè)，不得有人員出入。
(2)所有參加揭煤施工人員必須佩帶合格的隔
離式自救器并會使用，現(xiàn)場跟班隊長、班組長、電鉗
工、其他管理人員必須佩帶便攜式瓦檢儀。
(3)雷管采用銅腳線的毫秒雷管，最后一段的延
期時間不得超過130ms，并不得跳段使用。同時，火
工品管理部門應(yīng)對電雷管進行導(dǎo)通試驗，不合格電
雷管嚴(yán)禁出庫使用。
(4)采用專用放炮母線進行爆破工作，揭煤放炮
用不小于1．5ram 的信號電纜，中間接頭必須使用接
線盒，嚴(yán)禁使用舊的或有接頭的放炮母線。
(5)遠距離放炮揭煤工程由礦總工程師現(xiàn)場統(tǒng)
一指揮，救護隊在放炮地點待命，放炮工作結(jié)束至少
30min后，由救護隊主要負責(zé)人帶領(lǐng)救護隊員進入揭
煤井筒巖巷段掘進工作面檢查爆破質(zhì)量情況。救護隊
人員檢查工作面安全情況確認(rèn)無安全隱患后揭煤工
作面和其它地點的作業(yè)人員方可進入工作面作業(yè)。
(6)遠距離放炮若未一次全斷面揭開煤層，在掘
進剩余部分期間，嚴(yán)格按揭煤遠距離爆破措施執(zhí)行，
并由專職瓦檢員檢查瓦斯和觀察突出預(yù)兆，在施工
期間如發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆，瓦檢員立即將所有工作人員
撤至安全地點，同時匯報通防部、礦調(diào)度室，采取切
實可靠措施后，方可恢復(fù)正常掘進。
5 結(jié)束語
(下轉(zhuǎn)第103頁)
· 99 ·
煤礦現(xiàn)代化 2014年第4期 總第121期
支架關(guān)鍵參數(shù)進行確定，最終選定ZY2400／5．5／12掩
護式液壓支架。
參考文獻：
【l】宋振騏．實用礦山壓力控制．徐 1,I【M】．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)
出版社．1988．
【2]徐廷甫，王建國，楊純?nèi)A，李洪．0．8m以下極薄煤層綜合機
械化開采實踐『J1．煤，2012，(1)：28—29．
[3]潘立友，王彥倫，王春秋，等．采場支架圍巖關(guān)系與應(yīng)用『M]．
中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008．
[4]陳炎光，錢嗚高．中國煤礦采礦圍巖控制[M】．徐州：中國礦
業(yè)大學(xué)出版社．1994．
[51姜福興．采場頂板控制設(shè)計及其專家系統(tǒng)lM】．徐州：中IXl
礦業(yè)大學(xué)出版社，1995．
[6]張開智，郭周克，李洪，等．高檔普采工作面堅硬頂板控制
與實踐【J1_煤炭科學(xué)技術(shù)，2003，31(3)：4-6—57．
作者簡介
仝志宏(1970一)，男，工程師，畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院礦山機
械專業(yè)。工作于山西焦煤西山煤電集團公司屯蘭礦，從事煤礦
機電管理及技術(shù)工作。
(收稿曰期：2014—6—6)
Support Selection Calculation of fully mechanized mining face at ultra thin seam
Tong Zhigong
(Shanxi Coking Coal Xishan Coal and Electricity Group Tai Yuan，Shah Xi 303200)
Abstract：Roof control is very important for thin seam mining．The support strength of the mining area hilS[ensure complete roof,and more
importantly，must control substantial roof subsidence and maximize the efective mining area at the ultra thin seam．The Support is hyperbolic
CHIVe related to the smTounding roc，that means as the support strength increases，the roof subsidence decreases，however，when the support—
ing strength increases to a certain extent，there exists a subsidence increase limit，therefore，the increased supporting strength will lead to in—
creased support weight and thickness，which in turn decrease the effective space in the ultra thin seam．Therefore，the study of the quantitative
relationship between support and SmTounding rock under specific engineering geological conditions，to determine the extent of permitted roof
deformation and the control over roof subsidence is a very important topic for fully mechanized mining at ultra thin seam．
Keywords：thin seams；fully—mechanized mining；support selection；roof control
(上接第99頁)
通過對新田煤礦副斜井井筒揭煤過程中的綜合
瓦斯防突技術(shù)的分析總結(jié)，較好地解決了新田煤礦
的斜井揭煤防突工作。實踐證明了，井筒揭煤施T前
必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆劳淮胧龊?
充分的準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場落實“四位一體”綜合防突措
施是關(guān)鍵，確保了揭煤工作的安全進行。所采用的綜
合防突治理措施、施工工藝和各項安全措施均起到
了良好的作用，為今后類似條件的揭煤工作、保證安
全生產(chǎn)積累了經(jīng)驗。
參考文獻：
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出版社．1986．
[2】俞啟香．礦井瓦斯防治[M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，
1990．
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業(yè)大學(xué)出版社，1996．
14J練友紅，鄧濤，董鋼鋒．復(fù)雜地質(zhì)條件近水平煤層石門揭煤
瓦斯防治技術(shù)研究[J1．礦業(yè)安全與環(huán)保，2010，35(1)：
85—88．
[5]張鐵崗．礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，
2001．
【6】李建銘．煤與瓦斯突出防治手4b~-[M]．徐州I：中國礦業(yè)大學(xué)出
版社．2006．
作者簡介
王建，河南輝縣人，本科，2009年畢業(yè)于河南理工大學(xué)
采礦專業(yè)，現(xiàn)工作于河南理工大學(xué)礦山開發(fā)設(shè)計研究所，主
要從事建井、礦井設(shè)計和礦井通防等工作。
(收稿日期：2014—5—7)
Research on coal uncovering technology practices at auxiliary inclined shaft of Xin Tian Coal Mine
Wang Jian ，Li Ning2
(1．Coal Mine Development and Design Institute．Henan Polytechnic University，Jiaozuo，Henan 454000；
2 Wan Fang Science＆Technology Institute，Henan Polytechnic University，Jiaozuo，Henan 454003)
Abstract：Xin Tian Coal Mine of Gui Zhou Province is characterized of complex regional geological structure，high gas pressure and content at
the coal seam．In light of this real circumstance and relevant regulation，a series of practical outburst prevention measures and security work
has been taken when auxiliary inclined shaft passing through No．4 coal seam，lead to sound prevention efect and safe coal uncovering，pre—
senting certain reference for similar project construction．
Keywords：inclined shaft；coal uncovering；outburst prevention measures；safe prevention
· 103·

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