吳寨礦己15-11200機巷揭煤危險性分析及防突安全技術措施的應用

劉文生

（平頂山天安煤業天力有限責任公司，河南 平頂山 467000）

1 引言

我國煤與瓦斯突出礦井約占全部煤礦礦井的17%。到目前為止，強度超過千噸的高強度突出的80%發生在石門揭穿有突出危險煤層的時候，其中最大的一次突出了12780t煤和巖石以及140萬m3左右的瓦斯。可見，石門揭煤存在著很大的危險性，如何防止瓦斯突出具有重要的實際意義。

2 礦井概況

吳寨礦位于河南省平頂山礦區中部，十礦井田的西南部己組煤露頭帶。設計生產能力為45萬t/a，采用立斜井混合開拓，單水平開采，在工業場地內設有主、副、皮帶運輸斜井和一座回風井。根據地表出露和鉆孔揭露，礦區含煤地層為石炭系上統太原組（C2t）、二疊下統山西組（P1s）、下石盒子組（P1x）、上統上石盒子組（P2s）的七煤組（缺失八、九煤組），共7個含煤組（段），總厚570.39米。二疊系下統山西組自下而上劃分為：己組煤、大占砂巖段、香炭砂巖段和小紫泥巖段。本次揭煤為己組煤15號煤層，己組煤段下自山西組底界上至大占砂巖底面，厚約27.7m。煤層走向北西南東，傾向北東，為一單斜構造，煤層傾角為11°左右。局部含泥巖夾矸1～2層，屬不穩定薄煤層及中厚煤層。

3 煤層突出危險性分析

根據河南省煤工業管理局《2008年度國有重點煤礦瓦斯等級鑒定結果的批復》（豫煤安（2008）790號）文件和河南省工業和信息化廳《2009年全省煤礦瓦斯等級鑒定結果的批復》（豫工信（2010）66號）文件，吳寨礦瓦斯鑒定結果：全礦井瓦斯相對涌出量分別為3.53m3/t和5.01m3/t；絕對涌出量2.94m3/min和5.22m3/min；二氧化碳相對涌出量4.81m3/t和5.85 m3/t；絕對涌出量4.01m3/min和6.09m3/min，將吳寨礦確定為低瓦斯礦井。

本次揭煤是在己一采區己15-11200機巷外段從己17皮帶運輸下山開口穿層進入己15煤層。該巷道南臨己15-11200風巷，西臨己15-11200采面，東臨己17皮帶運輸下山，巷道標高：開口-450，終點-426。根據現有回采工作面己15-11180綜采工作面（標高-410）施工情況和瓦斯壓力、2008年吳寨礦突出危險性鑒定報告及己15-11200機巷附近的瓦斯壓力（如表1），吳寨礦己15煤層-420以淺無煤與瓦斯突出危險煤層，可按非突出煤層管理。但為了安全施工，揭煤前進需預測煤層的各項指標，如各項指標不超標，逐步揭穿己15煤層。

表1 吳寨礦己15煤層瓦斯壓力測定結果

4 防突安全技術措施

4.1 突出危險性預測

根據《防治煤與瓦斯突出規定》和公司有關文件要求，結合工作面施工實際情況對該工作面進行突出危險性預測，其指標選值瓦斯解析儀指標（△h2）或瓦斯涌出初速度指標（qm值），其中：

△h2＜200Pa或 qm＜4.5L/min 無危險

△h2＞200Pa或 qm≧4.5L/min 有危險

當工作面預測指標△h2和qm值均不超標時，應采取安全防護措施后允許掘進，當預測指標≧臨界值，必須打瓦斯排放孔進行排放，執行防突措施。

4.2 防治突出技術措施

根據以往揭煤經驗，結合該工作面的施工條件，當經上述預測該煤層確認為突出煤層時，選用ZL-1200型坑道鉆機打瓦斯排放孔，排放孔打完后經校驗為無突出時，采取安全防護措施進行揭煤。

4.3 防突措施的效果檢驗

采用防突措施后，揭煤前進行措施效果檢驗。只有檢驗有效后方可進行揭煤。否則必須采取增加排放鉆口，延長排放時間等補充措施直至校檢合格為止。

（1）揭煤校檢孔布置同預測孔，若校檢不超標，允許揭煤；（2）若校檢超標，在排放孔中間再補打直徑50-75MM的測試孔5個或延長排放時間，直至校檢合格方可進尺。（3）對于己15沒煤層按照上述方法進行突出危險性預測，采取防治突出技術措施，效果檢驗等，直至校檢合格方可進尺。

4.4 揭煤施工

（1）施工方法。

采用普通鉆爆法，YT-28型風鉆打眼，配以22mm六角中空鋼釬，43mm“一字”型合金鉆頭；為減輕放炮震動對巷道煤巖的破壞，采用光爆技術，按照打眼工操作規程，采用定人、定眼位打眼。使用不低于三級煤礦許用安全炸藥，總延時不大于130ms的毫秒延期電雷管；在距工作面煤層10米（垂距）處必須停止施工，用ZL-1200坑道鉆機至少打2個穿過己15煤層的前探鉆孔，探明煤層賦存及瓦斯情況；鉆孔探出煤層后，確定巷道剩余距離，施工期間嚴格控制進度，并班班向調度室匯報，當巷道剩余1.5米（垂距）時采用震動放炮一次揭煤；震動放炮時，回風系統內一切電器設備都必須切斷電源，嚴禁人員作業和通過。

（2）安全措施。

探煤鉆孔必須全部穿透全煤層，并且超過煤層頂板0.5m，同時檢測瓦斯情況，若有異常時，則停止揭煤；

探煤鉆機防爆性能每班要有專職防爆電工進行檢查，發現問題及時處理，嚴禁帶病運轉；打探煤孔和揭煤全過程必須有專職瓦斯檢查員檢查瓦斯并做好記錄；鉆探人員必須認真操作，仔細觀察記錄鉆孔所穿越巖性、煤厚及是否存在構造軟煤，提供瓦斯賦存地質條件狀況，同時，要時刻觀察鉆孔出粉情況，依此來判斷巖性情況是否見煤或穿透煤層；

揭煤需安排專職防爆檢查員對回風系統內的所有電器設備進行檢查，施工隊每班必須安排電工隊巷道內在用電機設備進行防爆檢查，監測隊需對監測系統進行調校，確保靈敏可靠，跟班干部要佩戴便攜式瓦斯報警器，通風隊對工作面局部通風系統進行調整優化。機電隊對井上、井下通訊系統進行檢查，保證井上、井下通訊完好暢通，以便在揭煤期間能及時向調度室匯報，隨時了解揭煤情況。

揭煤時預留1.5m巖柱時，利用風鉆打眼，眼深3m，一次裝藥，一次揭煤。探孔超前工作面距離不少于5m。

放炮裝藥時，必須對工作面的所有探孔用炮泥封實，探孔不得作為炮眼裝藥；

若工作面瓦斯濃度超過0.5%，必須停止作業，人員撤離至安全地點，切斷巷道內一切電源，并立即匯報進行處理，但風機不準停轉。裝藥連線必須有放炮員一人操作，班長協助，并堅持“一炮三檢”和“三人連鎖”的放炮制度

揭煤時采用遠距離震動放炮揭煤，利用大功率放炮起爆，放炮距離不低于300m。放炮揭煤時該巷道內多有人員必須撤離到己17皮帶運輸下山風門以上進風流中，并設警戒人員，巷道內一切用電設施的電源全部切斷；

放震動炮工作面必須具有獨立可靠的通風系統，確保回風流暢通，嚴格執行一次裝藥，一次放炮制度，回風系統內一切電器設備都必須切斷電源，嚴禁人員作業和通過；

若第一次放炮未崩開全斷面巖柱，第二次放炮仍執行震動放炮措施，并加強巷道支護，且經專職瓦斯檢查員檢查瓦斯后方可進行作業；放炮30分鐘后，瓦斯檢查員先在巷道內檢查瓦斯情況，確認有害氣體不超過有關規定時，方可通知其他人員進入；

為防止瓦斯異常涌出，所有回風口必須設專人境界并設聯絡人員，不經聯絡人員通知，不準擅自離開；掘進機應撤至工作面20m處，并加以保護，嚴禁崩壞掘進機；

風機要設專人負責管理，風筒接頭要嚴密，不準有破口漏風現象；每次交接班后，必須對主、副風機自動倒臺實驗，同時風電閉鎖，瓦斯電閉鎖也要進行實驗，確保探、揭、過煤施工中通風安全；

接近煤線或接近地質破壞帶時必須有專職瓦斯檢查工經常檢查瓦斯，發現瓦斯增大或者其他異狀時，必須停止掘進撤出人員，進行處理；

施工過程中，施工隊要指定專人觀山，加強幫頂支護嚴防片幫；加強地質素描，發現異常停止施工，并向公司地測部門匯報；

所有參與揭煤施工人員在工作前要認真學習制定的揭煤作業規程和煤礦安全規程。

5 結語

（1）分析了近兩年揭煤處標高位置以淺的瓦斯狀況以及煤與瓦斯突出危險性，為揭煤工作提供安全保障；

（2）制定揭煤現場安全技術措施，為施工人員提供安全指導，進一步提高揭煤的安全性，同時在揭煤過程中必須嚴格遵守各項規定以保證揭煤的順利實施；

（3）為今后的揭煤工作提供經驗指導。

[1]高瓦斯礦井井筒揭煤突出危險性預測研究《能源技術與管理》,2009年4期.