回風(fēng)立井揭煤技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

秦玉明　王海濤

摘 要：針對龍煤鶴崗分公司興山煤礦回風(fēng)立井施工揭煤技術(shù)問題，龍煤礦山建設(shè)有限公司承建煤礦回風(fēng)立井井筒及相關(guān)巷道工程施工。公司嚴(yán)格按照國家相關(guān)法律法規(guī)要求，本著貫徹執(zhí)行國家及本行業(yè)部門有關(guān)建設(shè)方針和技術(shù)政策，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，充分利用本企業(yè)的施工能力和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提高礦井建設(shè)的綜合效益，依據(jù)圖紙在確保安全和工程質(zhì)量的前提下，合理安排施工順序及工程進(jìn)度，最終順利圓滿地完成了施工任務(wù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

關(guān)鍵詞：回風(fēng)立井 煤層揭煤 抽放鉆孔

中圖分類號：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0036-02

煤礦巷道揭煤施工是一項(xiàng)十分危險而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，特別是立井井筒揭煤工程[1-2]，由于揭煤過程中煤與瓦斯突出強(qiáng)度大、突出量多、涉及范圍廣，極易造成嚴(yán)重破環(huán)，給礦井帶來人員和財產(chǎn)損失。因此，在立井揭煤施工中要嚴(yán)格根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等相關(guān)法律法規(guī)，對具有煤與瓦斯突出危險性的區(qū)域進(jìn)行揭煤作業(yè)。必須嚴(yán)格按照揭煤相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計和施工，確保安全平穩(wěn)施工。

1 工程概況

興山煤礦地理位置位于鶴崗礦區(qū)最北端，該井田位于鶴崗煤田最北端，構(gòu)造總的規(guī)律，構(gòu)造形跡在空間的展布，低序次的構(gòu)造特征都與煤田構(gòu)造規(guī)律有其成生聯(lián)系。原煤的灰份在10.8%～7.43%之間，揮發(fā)份在32.65%～9.37%之間，發(fā)熱量都在23.56～5.66MJ之間。屬于特低硫、低磷、高發(fā)熱量、高揮發(fā)份。煤礦回風(fēng)立井井筒設(shè)計井深426.163m，掘進(jìn)直徑為7.8m，凈直徑為7.0m，井壁結(jié)構(gòu)為澆筑混凝土，井壁厚度400mm，混凝土強(qiáng)度等級C30。圍巖破碎時，采用錨網(wǎng)噴臨時支護(hù)，掘進(jìn)直徑為8.0m，噴砼強(qiáng)度C15，噴厚100mm，由龍煤礦山建設(shè)有限工程公司負(fù)責(zé)施工。

2 局部綜合防突措施

局部綜合防突措施包括四個方面：工作面突出危險性預(yù)測、工作面防突措施、工作面措施效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施[3-6]。

2.1 工作面突出危險性預(yù)測

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》和興山煤礦防突實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法及瓦斯含量進(jìn)行突出危險性檢測。在工作面施工超前鉆孔，鉆進(jìn)到煤層時每鉆進(jìn)1m采集一次孔口排除的粒徑1～3mm的煤鉆屑，在-1m標(biāo)高處檢測結(jié)果：Δh2濕煤樣指標(biāo)最大值160Pa，瓦斯含量w=7.97m3/t。在-4.5m標(biāo)高再次取樣檢測結(jié)果：Δh2濕煤樣指標(biāo)最大值170Pa，瓦斯含量w=8.68m3/t。并且在施工超前鉆時發(fā)生噴孔、頂鉆現(xiàn)象，根據(jù)相關(guān)規(guī)定認(rèn)定該煤層有突出危險性。

2.2 工作面防突措施

（1）抽放鉆孔設(shè)計。

采取卸壓抽放鉆孔防突措施，穿層抽放鉆孔，抽放鉆孔最小控制范圍應(yīng)當(dāng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m，開孔間距不大于0.8m，其鉆孔終孔穿透煤層底板1.0m，鉆孔終孔間距按不大于5.0m布置，鉆孔直徑?90mm，工作面布置4圈鉆孔，共計64個鉆孔。

（2）施工要求。

①施工鉆孔前先在井底工作面澆筑0.5m厚的砼將工作面超平。砼強(qiáng)度C30，水泥采用P.C32.5水泥；砂采用中砂。

②鉆孔開孔使用Φ120mm鉆頭，開孔10m后更換Φ90mm鉆頭施工（若不足10m見煤，則在見煤點(diǎn)更換Φ90mm鉆頭）。鉆孔施工應(yīng)保證鉆孔平直、孔形完整，應(yīng)準(zhǔn)確記錄鉆孔長度、鉆孔開始見煤長度及鉆孔在煤層中的長度，開孔時間、見煤時間及鉆畢時間。施工過程中，應(yīng)認(rèn)真觀測返水情況，鉆進(jìn)速度，確認(rèn)有無含水層、構(gòu)造等，并隨時驗(yàn)證煤層的變化情況。

③為防止塌孔影響鉆孔抽放效果，每個鉆孔施工完畢后，按鉆孔施工長度全長安設(shè)防塌孔套管，套管露出孔口0.3m。

④封孔采用封孔泵，封孔管選用2根Φ21.25mm鋼管，2m/根，兩側(cè)車扣，用管箍連接。注漿管長度10.5m，返漿管長度0.5m。

⑤每個鉆孔封孔后，用4寸吸水管將防塌孔套管與氣水分離器相連接，連接處打管卡子，并按設(shè)計孔號在吸水管上安裝標(biāo)志牌。

（3）鉆孔管理。

瓦檢員負(fù)責(zé)每班檢查所有鉆孔內(nèi)的瓦斯情況，并真實(shí)詳細(xì)記錄，發(fā)現(xiàn)瓦斯變化異常及時反饋到防突部門。為防止鉆孔內(nèi)積水影響抽放效果，每班必須用壓風(fēng)，將所有鉆孔吹孔一次，將孔內(nèi)積水吹凈。

2.3 防突措施效果檢驗(yàn)

采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法，在工作面布置4個效果檢驗(yàn)鉆孔。開孔位置距第四圈鉆孔0.4m，終孔位置距第四圈鉆孔控制輪廓線0.5m，終孔長度超過煤層底板1m。經(jīng)計算，全部鉆孔施工完畢后，需抽放30天能將煤層瓦斯含量抽放至5m3/t以下。

鉆孔抽放30d后，再施工效果檢驗(yàn)鉆孔，如果所有效果檢驗(yàn)鉆孔測得的各項(xiàng)指標(biāo)都小于臨界值，將所有抽放鉆孔用水泥漿全長封堵，再將效果檢驗(yàn)孔安裝壓力表，每天觀察記錄煤層瓦斯壓力變化情況，封孔測壓15d，如瓦斯壓力小于0.5MPa，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面，可以施工至距煤層法向距離2m，重新用鉆屑瓦斯指標(biāo)法再次進(jìn)行效果檢驗(yàn)，若檢測指標(biāo)值小于臨界值，則無突出危險性，可以進(jìn)行揭煤工作；否則，必須重新制定工作面防突措施，直到經(jīng)驗(yàn)證為無突出危險性后方能進(jìn)行揭煤工作。

2.4 揭煤安全防護(hù)措施

（1）打探眼措施。

揭煤期間（據(jù)煤層頂板法向距離5m到穿過煤層底板2m），每循環(huán)打眼深度小于2m。施工前進(jìn)炮眼前，必須在工作面施工5個5m探眼，探眼1布置在井筒正中，探眼方向-90°，探眼2、3、4、5布置在井筒井壁四周，探眼角度-75°。每次打完探眼后，由瓦檢員檢查探眼內(nèi)瓦斯?jié)舛燃巴咚箘恿ΜF(xiàn)象，若有動力現(xiàn)象，立即停止作業(yè)，將所有人員撤至地面，及時匯報礦調(diào)度及工區(qū)調(diào)度，等待處理。探眼不準(zhǔn)作炮眼使用，若探眼內(nèi)無異常情況，方可放炮前進(jìn)。

（2）安設(shè)金屬骨架。

揭煤施工期間，每循環(huán)施工完5m探眼后，在井壁施工金屬骨架（采用注漿錨桿），防止煤層片幫，注漿錨桿長度2m，間距1.5m，每排17根。施工角度-60°。

3 遠(yuǎn)距離爆破安全措施

采用“一掘一支，兩掘一澆筑”。施工炮眼長度2.2m，循環(huán)進(jìn)尺1.8m，共爆破14次穿過煤層。采用錨網(wǎng)噴作為臨時支護(hù)，每次澆筑混凝土穿過煤層。

4 撤人及放炮警戒要求

爆破前，由當(dāng)班班長親自帶領(lǐng)井下所有人員升井，安排專人設(shè)崗警戒，清空井筒內(nèi)及井筒20m范圍內(nèi)的所有人員后再返回放炮地點(diǎn)。井筒內(nèi)及井筒20m范圍內(nèi)禁止有明火作業(yè)，50m內(nèi)禁止人員靠近。放炮前，當(dāng)班班長親自通知各處警戒人員。揭煤爆破期間，井筒內(nèi)及井筒周圍20m范圍內(nèi)的所有電氣設(shè)備必須斷電。

5 解除警戒

揭煤放炮期間（距煤層頂板法向距離5m至穿過煤層底板2m），每次放完炮1h以后，并且炮煙排凈后，由礦山救護(hù)隊人員進(jìn)入工作面檢查，檢查工作面瓦斯、煤層揭露、支護(hù)等狀況及風(fēng)筒是否完好，在工作面CH4濃度不超過1%，回風(fēng)流中CH4濃度不超過0.8%，井筒內(nèi)C02濃度不超過0.5%，沒有發(fā)生突出、突出預(yù)兆和異常現(xiàn)象，通風(fēng)系統(tǒng)正常的情況下，方可解除警戒，施工人員才能進(jìn)入井筒內(nèi)作業(yè)。

6 結(jié)語

龍煤礦山建設(shè)公司在鶴崗興山煤礦回風(fēng)立井煤層揭煤施工期間進(jìn)行了詳細(xì)的防突專項(xiàng)設(shè)計與制度管理，嚴(yán)格按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》執(zhí)行。先區(qū)域措施后局部措施、區(qū)域措施為主、局部措施為輔的防突理念。采用區(qū)域穿層鉆孔預(yù)抽井筒揭煤區(qū)域。有效解決了井筒揭煤區(qū)域瓦斯壓力高、瓦斯含量大的問題。此次揭煤嚴(yán)格控制抽放鉆孔孔間距，鉆孔布置合理，預(yù)抽效果好，大幅降低井筒揭煤期間煤與瓦斯突出危險，保證了安全快速揭煤。保證了新采區(qū)工程按設(shè)計施工，保證了接續(xù)工作，同時也為建井處揭露回風(fēng)立井煤層積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)，該工作面防治煤與瓦斯突出治理的方法及效果對其它回風(fēng)立井揭煤工作面在今后的防突工作中，具有指導(dǎo)及借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙彬.東大礦回風(fēng)立井揭煤防突技術(shù)實(shí)踐[J].煤炭技術(shù)， 2017，36（2）：171-172.

[2] 范曉剛.立井揭穿突出厚煤層若干問題的探討[J].煤炭技術(shù)， 2016， 35（8）：207-208.

[3] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[Z].2016.

[4] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定讀本[Z].2016.

[5] 張子敏.瓦斯地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[6] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[Z].2016.