千米深井揭煤技術(shù)

孫多潤(rùn) 王俊峰 呂朝暉

國(guó)投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

千米深井揭煤技術(shù)

孫多潤(rùn) 王俊峰 呂朝暉

國(guó)投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

以口孜東礦-967m材料庫(kù)通道揭13～1煤層為例，對(duì)千米深井揭煤過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究，探討了千米深井條件下揭煤的合理工藝，并取得了顯著的效果，對(duì)類似條件下揭煤具有一定的參考價(jià)值。

千米深井；邊探邊掘；揭煤

1 概況

口孜東礦工廣標(biāo)高+27m，該礦-967m水平材料庫(kù)通道自撥門口向前施工115m后距13～1煤層頂板法距8m，再向前掘進(jìn)30m距13～1煤層頂板法距5m，進(jìn)入揭煤程序。向前掘進(jìn)距13～1煤層法距2.7m處111304探巷撥門，探巷以20°方位角向北施工，然后在111304探巷內(nèi)揭開13～1煤層，揭煤段標(biāo)高預(yù)計(jì)為-965m，從巷道底板揭露煤層頂板，巷道揭開煤層后，到巷道頂板距煤層底板最小法向距離2m位置揭煤結(jié)束。

13～1 煤層傾角為東傾2°～7°，煤層厚度約4m～5m，13～1煤層頂板以灰色～深灰色砂質(zhì)泥巖、中～細(xì)砂巖和粉砂巖為主，并夾有薄煤層，從整體上來說，13～1煤層頂?shù)装鍘r性變化較大，巖層厚度不夠穩(wěn)定，偽頂為泥巖、薄煤層；直接頂為中～細(xì)砂巖，粉砂巖，砂質(zhì)泥巖，厚度4m～7.5m；老頂為砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖，厚度4.5m～16m。

2 巷道斷面及瓦斯情況

-967m材料庫(kù)通道斷面形狀為斜墻拱形斷面，錨網(wǎng)索噴支護(hù)時(shí)凈寬×凈高=5500×4230mm。111304工作面探巷斷面形狀為斜墻拱形斷面，錨網(wǎng)索噴支護(hù)時(shí)凈寬×凈高=6400×5080mm。在頂板完整無漏冒時(shí)采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)；巷道圍巖破碎、頂板易漏冒時(shí)，采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)后，及時(shí)套架U型棚支護(hù)。

-967m材料庫(kù)通道在距煤層頂板法距8m時(shí)，進(jìn)行了區(qū)域預(yù)測(cè)，所測(cè)瓦斯壓力為0.48MPa，瓦斯含量為4.8m3/t；同時(shí)實(shí)施了區(qū)域綜合防突措施，施工了66個(gè)瓦斯預(yù)抽鉆孔，進(jìn)行了瓦斯預(yù)抽，通過效果檢驗(yàn)得知，瓦斯壓力降低到0.3MPa，瓦斯含量為3m3/t以下，滿足殘余瓦斯壓力PC＜0.74MPa、殘余瓦斯含量WC＜8m3/t以及檢驗(yàn)鉆孔施工過程中無噴孔、頂鉆等其他異常現(xiàn)象，認(rèn)為措施有效。

在法距5m時(shí)實(shí)施區(qū)域驗(yàn)證，通過驗(yàn)證，石門揭煤工作面為無突出危險(xiǎn)，在采取安全防護(hù)措施后，-967m材料庫(kù)通向前進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。

3 -967m材料庫(kù)通道揭13～1煤層程序

3.1 -967m材料庫(kù)通道揭13～1煤層程序

揭煤流程:法距5m進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證為無突出危險(xiǎn)或采取工作面防突措施并經(jīng)效果檢驗(yàn)有效時(shí)，采用前探孔邊探邊掘，直至到遠(yuǎn)距離爆破揭穿煤層前的工作面位置（最小法向距離2m）→必須采用K1（Δh2）值進(jìn)行最后驗(yàn)證（檢驗(yàn)），檢驗(yàn)指標(biāo)超標(biāo)，采取局部防突補(bǔ)充措施，直至檢驗(yàn)有效→巷道底板距13～1煤層頂板最小法向距離2m（構(gòu)造帶3m）起，至揭穿煤層進(jìn)入底板最小法向距離2m止，必須執(zhí)行工作面循環(huán)檢驗(yàn)（預(yù)測(cè)），并實(shí)施以遠(yuǎn)距離爆破為主的安全防護(hù)措施→如果首次揭煤的遠(yuǎn)距離爆破未能一次揭穿煤層，則繼續(xù)按照揭煤的安全技術(shù)措施“過煤門”，直到巷道頂板距煤層底板法向距離2m以上。

3.2 揭13～1煤層工藝流程

在巷道距揭煤層最小法向距離5m開始，必須邊探邊掘，保證工作面到煤層的最小法向距離不小于遠(yuǎn)距離爆破揭開煤層前要求的2m（如果巖石松軟、破碎，最小法向距離增加至3m）。

當(dāng)掘進(jìn)至巷道底板距13-1煤法距5.0m時(shí)，為了防止誤揭煤層，每循環(huán)進(jìn)尺前在迎頭底板施工二個(gè)深度為5.0m的超前探眼，以準(zhǔn)確測(cè)定煤層位置，確保保護(hù)巖柱厚度不小于2m（法距），探眼見煤后及時(shí)匯報(bào)礦調(diào)度及有關(guān)職能部門。

當(dāng)掘至巷道底板距13～1煤層頂板法距2m時(shí)（如果巖石松軟、破碎，最小法向距離增加至3m）。采用遠(yuǎn)距離爆破揭煤，直至巷道完全揭開13～1煤，且之后沿煤層施工。遠(yuǎn)距離爆破后，采用綜掘機(jī)掘刷幫成形出貨。

4 揭13～1煤層時(shí)采取的安全防護(hù)措施

4.1 頂板安全措施

（1）錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)，必須由外向里逐排打齊頂板錨桿。拱部逐排打齊13根頂部錨桿。方可進(jìn)行下一排的施工；錨桿不得沿層面、裂隙面布置，嚴(yán)禁穿皮。每班接班后必須及時(shí)將迎頭10m內(nèi)松動(dòng)的錨桿墊板上緊上牢。

（2）錨桿、錨索墊板必須緊固，構(gòu)件齊全，錨桿螺母必須用風(fēng)動(dòng)扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿墊板緊貼巖面，未接觸部分必須楔緊墊實(shí)，不得松動(dòng)。

（3）正確使用好超前支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁在空頂區(qū)作業(yè)。

（4）在工作面頂板破碎及地質(zhì)構(gòu)造帶或壓力異常區(qū)，錨桿支護(hù)無效時(shí)，經(jīng)相關(guān)部門鑒定后應(yīng)及時(shí)改變?yōu)榧芘镏ёo(hù)。

（5）對(duì)錨桿（索）支護(hù)巷道應(yīng)定期進(jìn)行檢查，對(duì)頂、幫失效的錨（索）桿應(yīng)及時(shí)在旁邊重新補(bǔ)打合格，對(duì)松動(dòng)的螺母應(yīng)及時(shí)緊，松動(dòng)的錨索鎖具要及時(shí)補(bǔ)壓。

（6）必須時(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)巷道支護(hù)狀況，對(duì)出現(xiàn)斷錨、斷索、退索、支架變形嚴(yán)重及圍巖異常等地點(diǎn)，必須及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)，要遵循由外向里、先頂后幫的進(jìn)行處理，確保安全。

（7）巷道頂板過斷層、破碎帶等巖性條件差時(shí)必須向迎頭頂板方向超前打鋼筋作為超前支護(hù)，錨網(wǎng)索一次支護(hù)時(shí)超前鋼筋必須在下一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺之前從巷道正頂打好，起到超前控頂?shù)淖饔茫徊⒉扇〖用苠^桿、錨索等強(qiáng)化支護(hù)措施，其支護(hù)范圍應(yīng)延伸至巷道正常地點(diǎn)以外5m～10m。

（8）-967m材料庫(kù)通道至111304探巷拔門三岔門處前后各5m范圍內(nèi)采用加密錨索支護(hù)，錨索間排距由正常的1.2×1.2m改為1×1m，每排7根，錨索支護(hù)緊跟迎頭，錨索長(zhǎng)度根據(jù)情況適當(dāng)在6.3m的基礎(chǔ)上加長(zhǎng)，保證錨索生根在巖層中長(zhǎng)度不低于2m。三岔門牛鼻子處要用錨網(wǎng)及鋼帶進(jìn)行包邊處理，并及時(shí)打錨索支護(hù)。爆破前，先緊固迎頭10m內(nèi)的錨桿螺帽。爆破崩壞的錨桿應(yīng)立即補(bǔ)打，崩壞的金屬網(wǎng)應(yīng)立即更換并重新聯(lián)網(wǎng)。

（9）暴露山墻的高度超過2.6m的巷道，自底板起1.5m高度以上的部分必須使用防片幫護(hù)網(wǎng)。

4.2 超前探眼

（1）-967m材料庫(kù)通道掘進(jìn)到距煤層頂板法向距離5m后，采用“邊探邊掘”的方法掘進(jìn)，探5m，掘進(jìn)3m，保持2m的超前距，探測(cè)煤層與巷道的關(guān)系，直到完全穿過13～1煤層。

（2）用風(fēng)錘或錨索機(jī)打探眼，每一循環(huán)打2個(gè)探眼，探眼深度不小于5m。一個(gè)布置在迎頭中部，沿掘進(jìn)方向按水平角度打；一個(gè)探眼布置在迎頭巷道底板處，垂直向下打。

（3）打探眼時(shí)，施工單位要在現(xiàn)場(chǎng)備有探眼記錄本，每次打探眼時(shí)，探眼的施工人員要認(rèn)真地記錄探眼深度、探眼內(nèi)涌水等情況，當(dāng)班瓦斯檢查工要記錄下探眼內(nèi)的瓦斯涌出情況。

（4）準(zhǔn)確掌握并控制煤層的法距，嚴(yán)禁誤揭13～1煤層。

4.3 遠(yuǎn)距離爆破

（1）巷道掘進(jìn)到距煤層法向距離2m時(shí)開始執(zhí)行遠(yuǎn)距離爆破，起爆地點(diǎn)在距爆破地點(diǎn)大于300m全風(fēng)壓通風(fēng)的新鮮風(fēng)流中。

（2）爆破前的警戒撤人工作必須由施工單位隊(duì)長(zhǎng)或技術(shù)員親自帶隊(duì)，并定人、定地點(diǎn)負(fù)責(zé)工作面及回風(fēng)系統(tǒng)清撤人員，安排好警戒。

（3）在起爆地點(diǎn)設(shè)置一部電話，以便爆破揭煤時(shí)協(xié)調(diào)指揮。

（4）回風(fēng)系統(tǒng)人員的清撤:爆破前，回風(fēng)系統(tǒng)中必須停電撤人。每處警戒人員到達(dá)指定位置后，警戒人員必須堅(jiān)守警戒崗位，嚴(yán)格執(zhí)行警戒，在未接到解除警戒命令前，不得擅自離崗，確保回風(fēng)系統(tǒng)巷道內(nèi)沒有人員。

（5）必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用含水炸藥和煤礦許用銅腳線電雷管，使用煤礦許用毫秒延期電雷管時(shí)，不得跳段使用，最后一段的延期時(shí)間不得超過130ms,且不準(zhǔn)摻混使用不同廠家生產(chǎn)或不同品種的電雷管，裝藥前雷管進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)。

5 結(jié)語

口孜東礦-967m材料庫(kù)通道揭13～1煤層的成功，為千米深井的揭煤工程提供了經(jīng)驗(yàn)，通過綜合研究，掌握千米深井揭煤的關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了支護(hù)困難、揭煤復(fù)雜等技術(shù)難題，確保揭煤過程安全、高效。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.026

孫多潤(rùn)（1976— ），男，安徽淮南人，通風(fēng)助理工程師，現(xiàn)為口孜東礦通風(fēng)區(qū)區(qū)長(zhǎng)。