一采區主、副、回風斜井過老空區施工安全技術措施
一、工程概況
1、礦井概況
（1）礦井概況
英力特集團投資建設的沙巴臺煤礦是在原有小煤礦基礎上改擴建，主要控制沙巴臺煤礦區海拔+1250m～+800m水平之間的煤炭資源。沙巴臺煤礦礦井設計規模90萬噸/年，采用斜井開拓方式，井田內布置三條井筒。
（2）井筒布置及設計特征
主斜井井筒設計總斜長1110m，傾角24°，設計斷面為直墻半圓拱形。凈寬5100mm ,凈高3750mm，凈斷面積16.33 m2。其中表土段及老空區支護采用現澆混凝土，基巖段采用錨網噴聯合支護。
副斜井井筒設計總斜長1020m，傾角24°，設計斷面為直墻半圓拱形。凈寬3600mm ,凈高3200mm，凈斷面積10.13 m2。其中表土段及老空區支護采用現澆混凝土，基巖段采用錨網噴聯合支護。
回風斜井井筒設計總斜長1024m，傾角24°，設計斷面為直墻半圓拱形。，凈寬3600mm，凈高3200mm，掘進斷面積13.98m2。其中表土段及老空區支護采用現澆混凝土，基巖段采用錨網噴聯合支護。
附圖1-1《一采區主、副、風斜井平面圖》
2、巖層及工程地質
施工的三條井筒均沿十煤層施工，十煤層與其上部的九煤層間距為16.60～25.00m，層間距平均19.05m。九煤厚度為0.38—2.93m，平均0.87m，煤層厚度結構簡單，十煤厚度為0.24～1.6m，平均0.58m，十一煤為0.18～1.32m，平均0.72m，十煤與十一煤間有一層夾矸，厚度為0.3～0.6m。小窯基本沿十煤或十一煤布置巷道，回采厚度根據十煤與十一煤間夾矸厚度，可能為一層或兩層同時開采。估計采空區高度為1.5～3.5m。部分區段有頂板冒落造成采空區高度過大也有可能。
沙巴臺礦區工程地質類型屬Ⅲ類Ⅱ型，即層狀巖類中等復雜型礦床。地質構造中等復雜，地層巖性變化較大，巖體結構多為層狀。每層地板巖性較復雜，有砂巖類、灰巖和泥巖類等半堅硬至較軟弱巖石構成，穩定性差至中等，煤層頂、底板抗壓強度較低，局部地段易發生礦山工程地質問題。礦井巖體完整性屬完整性中等的巖體。
根據《沙巴臺煤礦區補充地質勘探報告》中的10’-10’勘探線剖面圖、九煤層和十煤層底板等高線圖顯示，井筒施工區域無較大斷層存在。
附圖1-2《井筒地質預想剖面圖》
3、水文地質
礦井礦床屬以裂隙含水層為主的礦床，直接充水含水層為基巖裂隙水（砂巖裂隙層間含水層），單位涌水量小于0.1l/s.m，富水性弱，補給條件差，水文地質類型屬于以裂隙含水層充水為主、水文地質條件簡單的礦床。采用大井法預算礦井正常涌水量為247.14m3/h，最大涌水量為309-452m3/h。根據補充勘探報告資料，附近淺層礦井單井涌水量均不大于30m3/h。
4、煤層瓦斯、煤塵、自燃情況：通過巖心鉆孔瓦斯樣的采取和測試，確定施工區域處于瓦斯風化帶內，瓦斯屬N2～N2-CH4帶，屬低瓦斯礦井；各煤層均不易自燃，煤塵均有爆炸危險性。
5、礦井通風情況：目前施工的三條井筒均采用局部通風機通風，附近小煤窯均采用局部通風機壓入式通風。
6、工程進展情況：工程與2009年9月開工，目前主井筒施工至90m，副井筒施工至100m，風井筒施工至110m。
二、老空區情況
1、老空區形成、分部情況
井筒施工區域淺層煤開采歷史悠久，由于礦區內煤層基本屬于薄煤層，沒有形成大型礦井，礦區內主要為9萬噸/年以下煤礦，而且分布數量較多。小煤礦開采基本為沿煤層布置巷道，采用房柱式舊法回采，巷道與采空區基本不采取任何支護措施，形成的采空區面積較大。由于小煤礦亂采亂挖，造成采空區分布范圍較廣且沒有任何技術資料，造成老空區位置、大小、瓦斯、積水、回采時間等參數不詳。小煤礦主要開采范圍為1250m水平以上的五煤、七煤、九煤、十煤和十一煤層，影響井筒范圍內目前只有五煤、七煤在開采。
2、老空區探測情況
補充地質勘探報告未對井筒附近老空區進行勘探，僅通過走訪調查確定了老空區大概范圍和積水情況，與實際情況可能存在較大差異。
根據寧夏煤礦設計院提供的《沙巴臺煤礦初步設計安全專篇一采區采掘工程平面圖》（AZ1225-110-1）及英力特煤業公司控制資源范圍推算，九煤老空區積水對一采區主、副、回風斜井施工水害威脅范圍從井口起約565m，十煤和十一煤對三條井筒的影響范圍從井口起約200m。老空區瓦斯積聚情況、煤炭自燃發火、頂板冒落等情況不詳。
3、附近礦井老空區水淹、瓦斯、發火情況不詳。
4、已揭穿老空區情況
目前三條井筒在掘進過程中，均遇到不明老空區，老空區形狀各異，分部無規律，出現在巷道頂部、底板或井筒中，已穿過的老空區未發現積水，瓦斯無異常涌出，未發現煤層自燃發火，老空區頂板離層嚴重，附近煤巖體較為破碎。
5、綜上所述，三條井筒施工的區域存在老空區，可能存在老空區突水、老空區易發生冒頂事故、自然發火和瓦斯有害氣體超限等安全隱患。為此，必須采取措施進行防治，具體步驟見附圖2-1《過老空區工藝流程圖》
三、過老空區探放水方案
（一）防治水原則
井筒施工過程始終堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則，采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。其中對老空區重點采取“疏、排、堵”措施進行防治水。
（二）水害分析
1、正常煤巖層段地下水害分析
根據補充勘探資料，礦區為以裂隙含水層為主的地層，直接充水含水層為基巖裂隙水（砂巖裂隙層間含水層）。根據抽水試驗，基巖裂隙水單位出水
量為0.0036l/s.m～0.0109l/s.m，單位涌水量小于0.1l/s.m，富水性弱，補給條件差，其充水通道為滲入性通道。水文地質類型屬于以裂隙含水層充水為主、水文地質條件簡單的礦床，而且資料顯示附近無明顯地質構造形成充水通道，井筒掘進前方正常段煤巖體無突水可能，可采取前探眼引導防水和排水設備排水措施進行掘進。
2、十層煤水害分析
十層煤沿井筒0-200m范圍有小煤窯采掘活動，已了解到有大量老空區存在，在井筒已揭開的老空區可觀察到井筒120m左右存在積水。因此可以判斷十層煤存在老空水，其傾向范圍可以確定為井筒120m到200m范圍，走向范圍應按原井田左右邊界長度確定，預計水淹區面積為56720m2，按煤層平均厚度1.75m充水計算，老空區總積水量應按大于99260m3考慮。因此井筒在穿越老空區期間，必須進行探放水工作，先探后掘。
3、九層煤水害分析
九煤層沿井筒0-565m范圍有小煤窯采掘活動，現已了解到有大量老空區存在，并存在老空水，其傾向范圍大致確定為井筒120m到565m，走向范圍按原井田左右邊界長度709m，預計水淹面積為315505m2，按煤層平均厚度0.87m充水計算，老空區總積水量應按大于274489m3考慮。因此，在其下方掘進井筒存在嚴重水患，可能造成突水事故。
4、其它水害分析
礦區除谷溝排泄大氣降水形成的短暫洪水外，基本無地表水體。平時僅有少數溝谷溝腦部位存在下降泉排泄基巖裂隙水和礦井排水，水量很小，很快滲、蒸發殆盡。在一般情況下，地表水不會對礦井構成充水威脅。但由于小煤礦井口位置不詳，有可能地表水成為老空區的充水水源。井田東部的小煤礦總排水量174m3/h，均沿溝谷排除區外或消耗于生產，對礦井不構成威脅。
臨近礦井考慮存在防隔水煤柱，其涌水不會對井筒施工區域產生威脅，但也可能存在越界開采對防隔水煤柱的破壞，會造成各礦井老空水的串通，應通過調查進一步確定。
5、綜合以上分析，井筒施工范圍內，存在大量老空積水，位置范圍及水量不清楚，礦井水患類型為老空區積水，其水文地質類型為極復雜類型。考慮九煤層與十煤層平均間隔為19.05m，十煤層采空后其頂板長期下沉垮落，其導水裂隙可達到九煤層，兩層老空區之間的積水可能已經貫通。由于九煤老空區積水量大，因此在十煤層掘進過程中，除進行十煤層探放水外，必須同時考慮九煤層老空區積水，并作為防治水工作的重點，采取探放水措施消除隱患后再進行井筒掘進。
（三）探放水總體方案
首先由礦方采用物探手段，對井田范圍內的老空區進行勘探，確定老空區范圍和井筒附近具體老空區位置，判斷出水淹區范圍，計算積水量，分析水害威脅程度；
然后由礦方恢復九煤層采煤時遺留的井筒，在通風排放瓦斯和加強支護后，進入九煤層探明水淹位置，安設水泵進行老空區超前排水，使老空區水頭位置始終排到掘進頭水平以下10m。這時井筒的施工只考慮十煤層探放水。
若原九煤層遺留井筒垮冒嚴重，無法恢復，造成提前抽排九煤層老空區積水方案無法實施時，則在井筒掘進面實施九煤、十煤探放水鉆孔，詳細探明九煤、十煤老空區具體位置及積水情況。當存在積水時，九煤層采取鉆孔放水降壓，保留安全巖柱后進行井筒掘進；十煤層掘進時采用5m超前探眼引導掘進，邊抽邊掘，使水面始終低于工作面3m（斜距）。
為保證掘進安全，采取分段探放方案，預留足夠安全巖柱后掘進。
（四）十層煤探放水設計
各井筒均沿十煤層掘進，在掘至井筒120m時停止掘進，施工鉆場進行探放水鉆孔施工。探水鉆孔設計采用分段探放水，每循環探放距離為60m，在煤層冒落區內扇形布孔，孔底間距3m，控制巷道左右各20m（幫距），鉆孔直徑75mm。探水超前距為30m，每探放水循環允許掘進30m，邊抽水邊進行掘進，使水面始終低于掘進頭3m（斜距）。十煤層老空區探放水控制范圍為井口120m至200m，可根據具體情況增加探放范圍，以確保安全。探放水區段劃分及鉆孔具體設計詳見：
附圖3-1《十煤層探放水區段劃分示意圖》
附圖3-2《十煤探放水鉆孔布置》
（五）九煤層探放水設計
在掘至井筒120m時停止掘進，施工鉆場對九煤開始進行探放水鉆孔施工。探水鉆孔設計采用分段探放水，每探放水循環探放長度73.1m（傾向距離），允許掘進48.7m，水平超前距為30m。在煤層冒落區內扇形布孔，孔底間距3m，控制巷道左右各20m（幫距），鉆孔直徑75mm，鉆孔應穿透煤層1m。九煤層老空區探放水控制范圍為井口120m至600m，可根據具體情況增加探放范圍，以確保安全。探放水區段劃分及鉆孔具體設計詳見：
附圖3-3《九煤層探放水區段劃分示意圖》
附圖3-4《九煤采空區探測鉆孔設計圖》
四、鉆探施工
（一）施工準備
1、工作面條件
井筒掘進至探水警戒線時，工作面停止掘進，井筒永久支護緊跟工作面，并且在工作面迎頭噴射200mm厚C20混凝土，然后方可布置鉆場進行探放水。
2、搭設鉆機工作平臺
在距工作面1.8m處布設鉆機平臺便于鉆機工作。平臺采用14#工字鋼制作，立柱要生根于巷道底板下300mm，用C25混凝土搗制，平臺上面鋪設60mm厚木板，用8#鉛絲綁扎固定。
3、鉆探設備
（1）鉆機：采用ZLJ-400型煤礦用液壓鉆機1臺。
（2）泥漿泵：采用ZNB/1.5-2.2型泥漿泵1臺。
（3）鉆桿：采用φ42mm防突鉆桿。
（4）鉆頭采用φ75mm金剛石鉆頭，孔口鉆孔采用φ127mm金剛石鉆頭。
（5）孔口管：采用φ108×4 mm無縫鋼管制作，長度5m。
（二）鉆孔布置及鉆機安裝
根據探放水鉆孔設計，由測量人員在工作面標定開口位置和方位角。在平臺上擺設好鉆機，調整鉆機，使鉆桿方位角和仰角與設計一致并對準開口位置，用手動葫蘆、鋼絲繩環子固定鉆機，并用墊木和木楔將鉆機頂柱兩端等部位加固，使其穩固。
（三）開孔施工
1、開孔
開孔孔徑φ127mm，孔深5m，下入φ108mm套管5m作為孔口管，用水泥漿封閉套管外的環狀間隙。空口管外端安裝有法蘭盤、閘閥、壓力表，其耐壓不得低于3MPa（600m處水頭最大靜壓為2.44Mpa），正常段鉆孔直徑φ75mm。孔口管的埋設要按設計的孔位和鉆孔傾角進行埋設。
2、孔口管（套管）固管
將套管下入孔內規定的深度，用鉆桿下入孔底，將配制好的水泥漿（水泥用P.O42.5級，水泥：水=1∶0.6）注入套管外的環狀間隙，至孔口返出水泥漿，凝固36小時后掃孔至孔底，繼續鉆進穿過至設計層位后終孔。
（四）鉆探方案及步驟
1、鉆探方案
采用φ75mm金剛石鉆頭、Φ42mm，L=1.5m防突鉆桿、ZLJ-400型液壓煤礦安全鉆機配合ZNB/1.5-2.2型泥漿泵施工。采用機械回轉、孔底沖洗液鉆進法施工鉆孔，沖洗液使用普通泥漿。
2、施工步驟
1)、根據鉆孔技術參數，由測量人員在工作面進行鉆孔參數標定和復核。施工前由技術員對施工人員進行參數交底。
2)、嚴格按照鉆孔設計要求開孔，調整鉆機位置，使施工的鉆孔方位、傾角、孔口位置符合設計，并在鉆進1m左右時復查鉆孔方位、傾角是否符合設計要求，如不符合，重新開孔，確保施工的鉆孔符合設計要求。
3)、開孔后鉆機開始正常鉆進，在鉆進施工過程中操作人員對鉆機固定部件要經常性緊固，防止鉆機移位，造成鉆孔方位和傾角改變。
4)、建立鉆機施工臺帳，在鉆進過程中，記錄清楚鉆孔的方位、傾角、機高、進尺、巖性及孔內氣體情況等，保證鉆孔施工資料的準確性。
5)、鉆孔施工完畢由驗收員復核鉆孔參數，達到設計要求時，方可通知機長提鉆終孔，進行下一程序。測量人員對鉆孔實際開孔坐標、方位、傾角等進行測定，做好記錄。
6）、專門配備水文工程師，負責簡易水文觀測和其他水文技術工作。
7）、原始記錄要按要求在現場及時、詳細記錄，不得隨意涂改，不得搞回憶錄式記錄。
（五）鉆機操作規程
1、鉆機鉆孔操作前，必須進行調壓試車。試車后接上冷卻器、水鞭與水管。
2、鉆機鉆孔時，根據需要選擇鉆機旋轉速度，鉆機換擋必須在停機狀態下進行。
3、安裝鉆桿和鉆頭操作：動力頭退至機架后端，打開夾持器夾板，將鉆桿旋轉接在水鞭軸上，動力頭旋轉，慢慢前進，當鉆桿前端外螺紋通過夾持器后停機，將鉆頭旋轉接在鉆桿上。
4、開孔操作：修平開孔處的巖層，保證鉆頭接觸平穩。打開供水閥門給冷卻器和水鞭供水，動力頭慢轉，并緩慢推進，當鉆進一定深度且鉆機、鉆具運轉平穩后，方可用正常旋轉和速度鉆進。
5、加接鉆桿操作：鉆機鉆進到鉆桿四方處時停止推進，關閉水便供水閥門。動力頭慢轉，鉆桿上四方對準夾持器卡板時停止旋轉，將卡板卡住鉆桿，再操作動力頭反轉并慢慢后退，當螺紋完全松開后，停止旋轉，可將動力頭正常后退，退至可放入一個鉆桿位置，扳動機架手把，壓縮彈簧，水鞭后退一定距離，放入加接的鉆桿并對準前一個鉆桿中線，松開手把，打開夾持器，打開供水閥門，動力頭正轉前進，即可接上鉆桿，鉆機正常鉆進。
6、拆卸鉆桿:拆卸時動力頭正轉并后退，第二根鉆桿四方對準卡板時停止旋轉，關閉水鞭閥門，將卡板卡住鉆桿，動力頭反轉后退，松開鉆桿一端螺紋，另一端人工卸下。
7、鉆機在鉆進過程中，動力頭禁止反轉。
（六）鉆探施工人員組織
根據巷道設計尺寸，在工作面布置一臺鉆機施工鉆孔，“三•八”制連續作業，每條井筒鉆探施工勞動力組織見下表。
每條井筒鉆探施工勞動力計劃表
工 種 人 數 工 種 人 數 工 種 人 數
班 長 1×3 鉗 工 1×3 地質工程師 1
鉆 工 1×3 電 工 1×3 驗 收 員 1×3
泥漿工 1×3 輔助工 2×3 技 術 員 1
水泵工 1×3 瓦檢員 1×3 信號工 2×3
（七）鉆探期間有害氣體檢測
在鉆孔期間，瓦檢員除進行正常的工作面巡回檢查外，應每班對鉆孔口的瓦斯、CO等有害氣體濃度隨時檢查，如果瓦斯、CO等其它有害氣體濃度超過《煤礦安全規程》有關規定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并及時匯報調度室和相關領導及時處理。
（八）放水
1、在探放水鉆進時，發現煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆眼中水壓、水量突然增大和頂鉆等透水征兆時，應當立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿；應當立即向調度室匯報，派人監測水情。發現情況危急，應當立即撤出所有工作人員到地面，然后采區安全措施，進行處理。
2、當鉆孔接近老空時，預計可能發生瓦斯或者其它有害氣體涌出的，應該設有瓦斯檢查員或者礦山救護隊員在現場值班，隨時檢查空氣成分。如果瓦斯或者其它有害氣體濃度超過有關規定，應當立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告調度室，及時處理。
3、鉆孔放水前，應當估計積水量，并根據排水能力，控制放水流量，防止淹井；放水時，應設有專人監測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，做好記錄。如果水量突然變化，應當及時處理，并立即報告調度室。
（九）施工現場環境管理措施
為了加強施工現場環境管理，節能降耗，保證噪音、廢氣、污水、油污、粉塵和故廢物達標排放處理，創造人性化的人與自然和諧的施工環境。
① 及時清理鉆探現場，確保現場干凈、清潔、整齊，無油污、雜物，工具、鉆具的擺放必須做到整體合理、安全、有序，堅決杜絕使用過程中隨意亂用亂放現象。
② 現場油污的管理：
機械使用過程中造成的漏油、灑油等現象，必須及時按要求清理。
③ 施工人員個人安全防護：
鉆探施工人員必須使用防油污礦工靴、雨衣、工作服、防塵口罩、手套等勞保用品，未使用規定勞保用品者嚴禁上崗施工。
④ 現場工作人員必須佩帶并能正確使用隔離式自救器，熟悉避災路線與避難所的自救設施與情況，確保意外情況下的個人安全防護。
五、過老空區掘砌方案
（一）總體方案
由于主、副、風斜井井筒均為礦井主要巷道，巷道內又設計有皮帶、猴車、軌道、管路、電纜等永久設施，采用繞道方式通過老空區的方式不符合要求，只能采取加強支護強行穿越方式，保證井筒的正常使用和服務年限。根據對老空區的實際情況及對以往穿越老空區成功經驗的借鑒，制定如下方案：
短段掘進，超前探眼探測，地面引爆放炮，排除瓦斯、CO等有害氣體，排除積水，從上向下采用頂柱、木垛護頂，錨網噴加固頂板，片石墻體接頂，澆筑混凝土井壁，特殊區段采用鋼架混凝土加錨索支護。
（二）掘進方案
1、掘進巷道前方老空區探測方法
施工前，首先根據物探結果，在采掘工程平面圖上標明十煤層預計老空區位置。掘進前先沿井筒掘進方向打60m超前探放鉆孔，進一步驗證老空區位置，探測老空區詳細參數，確認無安全隱患后方可掘進，掘進超前段距30m。
在井筒掘進至老空區5m時，每掘進循環開始前先施工5m深超前探眼，以準確判斷老空區位置和檢測老空區積水、瓦斯、發火情況，防止盲目揭開老空區造成事故。若超前探眼內存在承壓積水、高濃度瓦斯和煤層自燃，必須立即停止掘進，采取措施進行處理。
附圖5-1《超前探眼布置圖》
2、爆破參數要求
接近老空區和在老空區掘進時，必須短掘短砌，循環進尺不得超過1.2m，炮眼深度不得超過1.5m，與老空區打通的炮眼不得裝藥，并用炮泥充填嚴實；炮眼布置周邊眼間距不得超過400mm，頂板破碎時加密炮眼，間隔裝藥，減少對圍巖的破壞。炸藥選用煤礦許用二級乳化炸藥，雷管選用毫秒延期電雷管，總延期不得超過130ms，放炮采用礦用發爆器。
3、遠距離放炮規定
在穿老空區期間，必須采取遠距離放炮措施進行放炮，每次放炮前，通知三條井筒所有人員全部撤到地面，在井口設置警戒，放炮員在地面進行放炮。為保證放炮安全，井筒內敷設一趟16mm2礦用橡套電纜作為專用放炮電纜。
（三）支護方案
1、正常段支護方式
在未采煤層（煤柱）中掘進時，先采用錨網噴支護方式進行初期支護，一掘一支，每6m進行一次永久混凝土砌碹，永久支護與初期支護最大距離不超過6m。具體做法是：
炮后先清除頂板活石，然后視頂板情況選點打好臨時掩護帶帽（或前探短梁）液壓支柱，在支柱掩護下邊排水、邊打樹脂錨桿支護，采用∮20×2200mm螺紋鋼樹脂錨桿，每根錨桿充填一節Z2370樹脂藥卷，間排距800×800mm，鋼筋網采用∮6.5mm圓盤條焊制，網格150×150mm，噴射C20混凝土80mm封閉巖石。掘夠6m后支設碹胎澆筑永久井壁。
2、老空區位置高于巷道時的支護設計和施工方法
老空區頂板高于巷道頂板時，應重點做好頂板支護。初期支護采用錨網噴+錨索支護，每3m進行一次永久混凝土支護，若頂板破碎，則每1.5m進行一次混凝土永久支護，具體方法是：
放炮后站在矸石上進行敲幫問頂，打設臨時支柱，然后由近及遠，由中間向兩幫采用錨網索對頂板進行初期支護。錨桿采用∮20×2200mm螺紋鋼樹脂錨桿，間排距800×800mm，每根錨桿充填一節Z2370樹脂藥卷；鋼筋網采用∮6.5mm圓盤條焊制，網格150×150mm；錨索規格為Φ15.24×7000mm錨索，托梁采用12#槽鋼加工，每個托梁長600mm，每根錨索充填四節Z2370樹脂藥卷，錨索間距按照實際需要現場確定，但不得超過2m。錨桿、錨索眼均采用錨桿鉆機施工。錨網索施工完成后，噴射C20混凝土80mm封閉圍巖。
然后進行出矸，出矸過程中采用風泵將兩幫及正前涌水抽入后巷水箱，由臥泵排出地面。出矸后巷道高度允許時，在巷道兩側用1.2m長的圓木或木軌枕搭設木垛，對井幫老空區進行加強支護，木垛間距最大為3m。
掘夠3m后，清理底板浮矸，沿井筒永久支護井壁外側砌筑片石支承側墻，墻厚1000mm，采用M10水泥砂漿砌筑。為了保證墻體不透風，在片石墻體內側再噴漿封閉50mm混凝土，墻體砌筑高度接頂，為防止以后老空區積水量過大對巷道造成水壓威脅，在澆筑井壁時預留2吋鋼管和閘門作為放水管。
然后在片石墻體內側支設碹胎澆筑永久井壁，待澆筑完成后用浮渣充填井壁外側與片石墻體間空隙，穿越老空區過長的區段，做500mm以上碴矸墊層，每隔2m架設一座木垛，以控制老空區頂板的緩慢下沉，保證井壁的安全。
斷面支護設計詳見附圖5-2《過老空區支護斷面圖》
3、老空區位置低于巷道時的支護設計和施工方法
老空區底板底于巷道底板時，應重點做好底板強化支護。炮后臨時支護和初期支護與老空區位置高于巷道支護設計相同。然后進行出矸，出矸過程中采用風泵將兩幫及正前涌水抽入后巷水箱，由臥泵排出地面。在出矸后巷道允許時，在巷道兩側打設木垛，對井幫老空區進行加強支護。
掘夠3m后，將底板浮矸由設計掘進底板位置垂直向下清理500mm，然后砌筑500mm厚片石混凝土強化底板，強化底板寬度超出巷道設計掘進輪廓線以外1.5m，混凝土強度等級為C25。再沿井筒永久支護井壁外側砌筑片石支承側墻，墻厚1000mm，片石支撐墻采用M10水泥砂漿砌筑。為了保證墻體不透風，在片石墻體內側再噴漿封閉50mm，墻體砌筑高度接頂，為防止以后老空區積水量過大對巷道造成水壓威脅，在澆筑井壁時預留2吋鋼管和閘門作為放水管。
然后在片石墻體內側支設碹胎澆筑永久井壁，待澆筑完成后用浮渣充填井壁外側與片石墻體間空隙。
4、特殊情況支護方案
（1）大面積懸空采空區
若井筒穿入大面積采空區，為防止施工中頂板突然下沉造成重大頂板事故，必須首先采用單體液壓支柱從揭穿處向下6m和向兩側3m成排打設進行支護，然后進行錨網噴+錨索聯合支護頂板。初期支護完成后，在巷道掘進輪廓線1m以外，沿傾斜方向按間距3m搭設木垛加強支護。搭設木垛后，回收巷道外側單體液壓支柱，采用片石砂漿在井筒兩側砌筑支撐墻，然后支模板進行巷道永久支護，巷道頂部采用浮渣充填作為緩沖層，并采用木垛接頂，
錨網噴、錨索、片石支撐墻、混凝土支護參數同上。
（2）垮落破碎帶施工
若井筒穿入老空區冒落帶或圍巖破碎帶，必須采取鋼支架管棚超前支護、錨網噴+錨索初期支護、短掘短砌的方法進行施工。支護方法為：
①加強地質預報工作，若前方可能出現破碎帶應及時作出預報，以便提前做好準備工作。
②破碎帶施工以超前預控為要點，采用超前支護或注漿加固的方法，對破碎帶提前加固，防止直接開挖后造成大面積冒落而增大處理難度。
③在遇到破碎斷面前，先采用鋼支架、管棚超前聯合支護。然后采用多打眼、少裝藥松動爆破法進行小斷面掘進，再采用人工風鎬擴刷到設計斷面，短掘短支，掘支段距不大于1m。
④巷道開挖后，在掘進斷面符合設計要求的基礎上，先初噴30-50mm厚的砼及時封閉圍巖，再然后進行錨網索初期支護。最后進行混凝土永久支護。
⑤鋼支架采用11號礦工鋼制作，共分三節，支架間距800mm。管棚采用直徑為38mm的鋼管，長度為2200mm，沿巷道掘進方向拱頂水平打入，布置間距為300～400mm，超前支護距離為1000mm。
⑥若圍巖破碎冒落嚴重時，可在超前管棚支護的基礎上，采用管注方式對破碎圍巖進行注漿加固。對巷道正前頂板及兩幫3m范圍進行加固，然后再進行掘進，注漿采用水泥漿。
⑦若管棚超前支護實施困難，可增加超前錨桿進行支護，錨桿參數同正常錨桿，但位置為緊貼迎頭、向前傾斜30度布置。
⑧其施工順序為：架設鋼支架→管棚超前支護→掘進→初噴→錨網索支護→永久支護。
（3）若探測到老空區底板位于井筒頂板以上10m內，或老空區頂板位于井筒底板以下10m內時，則由建設單位、設計單位根據實際情況確定井筒支護方案，項目部編制補充措施后進行施工。
附圖5-3《超前支護示意圖》
附圖5-4《過老空區破碎帶支護斷面圖》
5、臨時支護方法
放炮通風后由班組長、安檢員、瓦檢員、放炮員先進入工作面檢查瓦斯和放炮情況，敲幫問頂后在工作面打設水壓臨時支柱，臨時支柱采用DWB-30/100輕型單體液壓（臨時）支柱配合專用前探粱對炮后空頂區域進行臨時支護。臨時支柱并排同時使用3根，打設臨時支柱時將鋼筋網按設計搭接要求頂到頂板上，并用鐵絲與已安裝鋼筋網連接牢靠。臨時支柱前探粱不能一次探到工作面迎頭時，應分次向前移動臨時支柱支護頂板。作業人員必須在有臨時支護的頂板下作業，不得空頂作業。炮后最大空頂距不超過2m。
詳見附圖5-5《臨時支護示意圖》
六、過老空區“一通三防”安全措施
(一)過老空區通風安全措施
1、供風系統
采用原有局部通風機壓入式供風，雙風機雙電源，風筒采用抗靜電阻燃風筒，風筒口距工作面距離不大于10m，揭穿老空區時根據情況隨時向前延伸風筒，確保有害氣體不超限。備用風機必須采用不同的電源連續供電，正常情況主局扇供風，備用局扇在主局扇停風后能夠自動切換，保證連續供風。
2、供風制度
風機由當班瓦檢員負責管理，保證風機連續運轉，不得隨意停風。因故必須停風時，必須提出停風申請，制定停風撤人及恢復通風安全措施，經生
產經理、安全經理、項目經理批準后方可停風。恢復通風必須按制定的措施排放瓦斯，嚴禁“一風吹”。若出現故障導致雙風機均無法工作時，瓦檢員必須立即撤出工作面人員，匯報調度，由當班班長負責在井口設置警戒線，嚴禁人員入內。
3、風量測量
項目組安檢組負責風量測量，配備高、中、微速風表各一塊，并進行校正。每十天測定一次局部通風機供風量，保證達到設計供風量，使有害氣體濃度降到允許范圍內。當井筒與老空區貫通后，立即測定井筒風量和風向變化情況。若出現井筒回風增加、減小、風流停滯、風流反向等情況時，必須立即撤出人員，匯報值班經理，分析原因，采取措施進行處理。
4、供風異常情況處理
（1）若炮后觀測到炮煙未正常排出，人員不得入井，通風15分鐘后，應由瓦檢員、班組長、放炮員和安檢組長，攜帶氧氣測定儀、多種氣體檢測儀、光學瓦斯鑒定器從井口逐段向下檢查，查明原因進行處理。
（2）若與老空區貫通后出現回風量增加，必須立即撤出人員，在井口觀測氣體成分，連續觀測30分鐘無異常時，方可入井恢復生產，盡快在貫通點設置臨時風障，使風流恢復正常。期間必須增加瓦斯檢查次數，發現異常立即撤人。同時應對附近礦井通風系統進行調查，查明原因，采取防范措施。
（3）若貫通后回風減少、停滯、反向，說明工作面向老空區漏風嚴重，此時必須連續監測井筒風量，立即在貫通點打設臨時風障減少漏風，維持井筒正常風速，防治瓦斯等有害其它超限。
（二）過老空區防治瓦斯、防治自然發火、防治煤塵措施
1、人員配置
過老空區期間，每條井筒必須每班配備一名專職瓦檢員檢查瓦斯、煤層發火情況和煤塵情況。另配一名專職“一通三防”儀器儀表維護工，負責瓦斯監測、檢測儀器、儀表的維護和校驗。
2、監測、檢測儀表的配置
必須配夠足夠的光學瓦斯鑒定器、多種氣體檢測儀、氧氣濃度測定儀、一氧化碳測定儀、瓦斯斷電儀和瓦斯傳感器，所有使用儀器使用必須進行鑒定合格，并定期校驗，保證儀器準確可靠。
3、有害氣體檢查制度
（1）穿老空區期間，瓦檢員每班至少檢查三次甲烷、二氧化碳濃度和溫度，檢查兩次一氧化碳濃度，一次硫化氫濃度，當風量變化，出現異常氣味時，必須增加檢查次數。每次檢查結果必須通知現場作業班長并簽字認可，然后匯報調度，調度應將匯報情況記入瓦斯管理臺帳。
（2）當放炮后與老空區貫通時，入井工作前必須先由瓦檢員、班組長、放炮員入井檢查瓦斯、頂板、積水情況，無問題后方可允許其它人員進入。檢查時必須從井口向工作面逐步向里檢查，檢查時應檢查CH4、CO2、CO、H2S、O2、溫度等參數，發現異常立即撤出，制定相應措施由礦山救護隊協助進行處理。檢查時3人應保持3m左右的前后距離，依次向前檢查，不得盲目進入。對老空區瓦斯等參數檢查，人員必須站在井筒內，采用探杖伸入老空區采樣，不得直接進入老空區檢測。
（3）停風后恢復通風時必須檢查瓦斯，編制專項排放措施對積聚瓦斯進行控制排放。
（4）當氣溫發生較大變化時、附近井筒停風時，必須要加強瓦斯檢測，防止老空區瓦斯異常涌出造成事故。
（5）對已穿過的老空區封閉段，在巷道上部預埋4mm檢測銅管，每周檢測一次老空區氣體情況。
4、瓦斯異常情況匯報制度
檢測人員發現有害氣體超標、有火區存在、煤塵飛揚等異常情況時，必須立即撤人，同時匯報調度室，調度室應立即匯報值班經理、安全經理和項目經理。值班經理應根據具體情況，立即做出相應的撤人、停電、設置警戒、保持通風、加強瓦斯檢測的命令，嚴防發生安全事故。對嚴重異常情況，應立即匯報項目經理，由項目經理匯報建設單位和公司分管安全副經理。
5、盲巷管理制度
貫通老空區后，局部通風擴散有效通風距離正前按風筒口向前10m、巷道兩側按3m確定為人員安全工作范圍，之外的老空區均按盲巷進行管理。應拉設警戒線，懸掛“老空區內有瓦斯、嚴禁入內”的警示牌，所有人員不得進入老空區。當需要進入老空區觀測時，必須制定專項措施報項目經理審批后方可進入。掘進頭在進行掘砌作業時，靠近水體掘進時，作業人員必須佩戴安全帶，防止意外滑入老空區盲巷內。
穿過的老空區應在井筒內掛牌標識，分段在其下部埋設2吋鋼管并安裝閘門作為放水管，防止已穿過的老空區再度積水后對井筒施工形成威脅；在其上部埋設4mm銅管作為老空區氣體檢測取樣管，以便于觀測老空區瓦斯和發火情況。
6、掘進放炮瓦斯管理
炮眼施工前應先施工超前探眼，若探眼與老空區貫通，則由瓦檢員使用探杖測定老空區瓦斯情況，若氣體承壓且濃度大于3%，必須施工排放鉆孔進行瓦斯卸壓排放，期間必須停止工作，撤出無關人員，進行控制排放直到正常。與老空區打通的炮眼和探眼，放炮前必須用炮泥全長封閉，不得作為炮眼使用。
嚴格執行“一炮三檢”制度，工作面風流中瓦斯濃度大于1%嚴禁裝藥、放炮。實行全斷面一次爆破，若需擴幫放炮時，也必須嚴格執行“一炮三檢”制度，實行遠距離放炮。
7、自然發火觀測
由于該礦井采用房柱式開采，已揭開的老空區大多未完全垮落，加之可能與附近礦井老空區串通，老空區漏風嚴重，可能存在發火隱患，尤其當井筒與老空區貫通后供氧條件發生改變，可能加速煤炭自燃。所以老空區揭開后應加強CO、CO2和風流溫度檢測，無異常時應盡快封閉，支護穿過。
若貫通后發現老空區自燃發火，則由礦山救護隊協助進行老空區封閉，并采用注漿方案對火區進行隔離滅火。
穿過后的老空區也要定期對老空區氣樣進行分析，監測老空區自然發火情況。
七、過老空區施工輔助系統
1、供電系統
采用原有井筒施工供電系統，礦方應盡快形成雙回路永久供電系統到工業廣場。
2、運輸系統
采用原有運輸提升系統，在永久供電系統形成后，人車必須投入使用，瓦斯異常期間，人車或箕斗必須停在工作面，出現險情人員能夠及時撤離
3、壓風系統
采用原礦井壓風系統，壓風系統不得隨意停機，
4、排水系統
老空區施工期間，在工作面20～30m處安設2m3水箱，工作面涌水由兩臺BQF-Ⅱ型風動潛水泵排到水箱，水箱處安設DM-46-50×6臥泵，將涌水通過φ108×4無縫鋼管，直接排出地面。為保證連續排水，工作面備用兩臺風動潛水泵，備用一臺DM-46-50×6臥泵。探放水期間排水系統最大排水能力為46m3/h，所以對老空區放水必須控制排放，防止淹井。當老空區積水量較大，為加快速度，可根據具體情況增加臥泵和管路，同時將水泵安設到井底直接排水。
5、安全監測系統
三條井筒分別安設一套瓦斯斷電儀，在工作面和后巷安設瓦斯傳感器，連續監測瓦斯濃度。瓦斯濃度超過1%時報警，并自動切斷井筒所有電氣設備供電，聽到報警后，所有工作人員必須撤出井口，待處理后瓦斯濃度小于1%才能人工恢復供電。
每班工作面掛設CO報警儀，CO濃度超過0.0024%時報警，所有人員撤出至地面，匯報調度室或相關領導，待按照規定進行處理濃度低于0.0024%時人員方可進入工作面作業。
風機裝設風電閉鎖，停風時自動切斷動力電源，在工作面停風的情況下所有人員撤出井口。
帶班隊長、班組長、安檢員、電鉗工及其它零散人員下井配備便攜式瓦斯報警器隨時檢查瓦斯。
6、通信系統
井筒工作面內設置一臺直通地面調度室電話，遇有緊急情況及時匯報。
八、過老空區施工組織措施
由于施工的三條斜井筒，均布置在淺部已采掘的老空區中，老空區沒有詳細的水文地質資料，老孔區積水量預計很大，給施工帶來重大安全隱患，施工人員必須從思想高度重視防治水工作，開展防治水知識學習，提高整體防治水水平。
為了確保安全過老空區，預防頂板、透水、有害氣體、火災等事故的發生，項目部已成立過老空區、防治水安全領導小組，制訂了崗位職責和防治水管理制度，以加強防治水領導工作；同時領導小組要做好與建設單位的防治水協調工作，以便在附近礦井水文條件、 “一通三防”條件發生變化，供電系統不穩定以及附近礦井發生事故事故時，能夠及時得到通知，防治發生事故。領導小組設置情況，相關崗位職責及管理制度見附件《甘肅煤炭第一工程有限責任公司寧夏沙巴臺項目部發[2010] 13號文》。
九、其它安全措施
（一）鉆孔施工安全措施
1、鉆探人員必須進行安全知識培訓，掌握突水預兆及避災路線，考試合格后方可持證上崗，嚴禁無證上崗。
2、操作人員使用鉆機前必須經過培訓，并詳細閱讀過ZLJ-400型煤礦用液壓鉆機使用說明書。
3、操作人員隨身衣服合身并束緊，以免纏上鉆機的運動部件而對肢體造成損傷，操作時要精力集中。
4、鉆機必須在地面試運轉，機械性能完好后方可入井，固定鉆機必須要牢固可靠。每次開鉆前要進行試運轉檢查。鉆具在使用前必須嚴格仔細檢查鉆頭、巖芯管、鉆桿等，如有絲扣損壞、彎曲或管壁變薄超過規定者嚴禁使用。鉆機嚴禁在無人照顧的情況下運轉。
5、鉆孔施工前必須先施工安裝孔口管。
6、鉆機啟動前必須使推進壓力處于零位，慢速轉動，先供水待孔口回水后再啟動鉆機，逐漸加大推進壓力，加速鉆進，但鉆具余尺較多時，嚴禁開快車，以免損壞鉆具，威脅人身安全。
7、所有現場人員要分工明確，加接或者拆卸鉆桿時，操作鉆機人員必須在側面操作，不得正對孔口，禁止用身體接觸鉆機，鉆具接頭必須用力擰緊，在管鉗未取開的情況下，嚴禁開車，以防傷人。拆卸鉆具時嚴禁開倒車。
8、操作人員要3人以上，其中1人負責電源和鉆機操作并隨時掌握鉆機變化，如有異常立即停機并切斷電源。1人負責卡齒輪器操作，1人配合裝卸鉆桿和水管，安裝鉆桿時必須等鉆機完全停止轉動后，方可進行安裝。當螺絲緊固及鉆桿裝好人員離開后，確認后方可啟動鉆機進行鉆進，全體人員要統一聽從班長指揮。
9、鉆進時主軸上下卡瓦螺絲必須擰緊，松緊上下卡瓦螺絲時，必須切斷電源，并使主軸處于懸空狀態，以免頂鉆或主軸傳動帶著扳手打傷人員，同時現場所有人員都要注意衣服不要被轉動部分纏住，避免發生危險。掌握好鉆機供水情況，并派專人密切注視孔口水量的變化，發現孔口水量變小或無水，應立即停鉆分析異常原因（a孔內地質原因；b孔內鉆具故障；c孔外供水系統等），確保巖粉排出，以防卡鉆、燒鉆、埋鉆和磨損鉆頭。嚴格執行開鉆先供水，停鉆再停水。
10、鉆頭最大推進壓力不得超過60kg/cm2，鉆機電機溫度不得超過60℃，如超過時應立即停鉆降溫（嚴禁電器部分涌水降溫），不得盲目操作，防止燒壞電機。
11、鉆機電機必須采取保護措施，不得淋水受潮。
12、開鉆前和鉆進時，都必須牢記給鉆機及時加油，以免磨損鉆機和減低鉆進速度，鉆機運轉時，如發現故障，供水不能中斷。
13、鉆進速度很慢或過快時，應及時分析原因，應檢查鉆具或更換鉆頭，應控制速度，加大供水，防止埋鉆。
14、每次鉆進出現異常時，應及時準確丈量余尺，計算孔深，以便準確查清具體位置及原因。
15、認真做好鉆進記錄，及時維護鉆機，每班必須對孔深、鉆具全長、余尺、鉆孔瓦斯、涌水量等情況及巖、煤名稱記錄準確，并向下班交代清楚。
16、每班設專職瓦斯檢查員，堅持在工作面隨時檢查瓦斯情況。
17、鉆探時必須有一名電工跟班，打鉆現場必須配備便攜式CH4、CO、O2報警儀。
18、鉆機運轉過程中有異常的響聲、振動、發熱及漏油情況，應立即停鉆檢查。
19、鉆進時當孔進入中深部后，推進鉆具要慢速掃孔至孔底后，再正常鉆進。
20、鉆進過程中，應派專人密切注視孔口回水情況，若發現工作面煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔出水，瓦斯突然增大，以致頂鉆等異常時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿，及時向井口調度室匯報，并隨時檢測瓦斯情況，如情況危急時，應立即切斷電源，撤出所有人員。
21、鉆孔探到老空水后，由技術組觀測水壓、水質、水量。打鉆期間排水管和水泵接通，見水后確認安全后拔出鉆桿，關閉閘閥后用高壓軟管將閘閥和排水管接通，打開閘閥自流排水至臨時水倉，啟動水泵進行排水。
22、井下鉆場必須配備4臺合格的滅火器材。
23、井下鉆場必須安設能通往地面調度室的電話，確保暢通。
24、鉆場平臺應清理干凈，保持整齊有序，平臺應設置上下人員的木梯和扶手。
（二）突水預兆與避災
突水預兆：
1、工作面頂底板顯現壓力增大，出現折梁斷柱、頂板下沉或底臌，煤層變潮濕、松軟，煤幫出現滴水、淋水現象，且滴、淋水由小變大明顯，有時煤幫出現鐵銹色水跡，這是一般的透（突）水征兆。
2、礦壓增大，發生片幫及底臌，工作面氣溫降低，有時可聞到水的“嘶嘶”聲或刺耳水聲，這時工作面底板巖溶含水層的突水征兆。
3、突水部位發潮，滴水、淋水逐漸增大，仔細觀察可發現水中含有少量細沙，水色時清時混，總的趨勢是水量、砂量逐漸增大，直至出現大量潰水、潰沙，這是煤層頂底板松散空隙含水層的突水征兆。
4、井下滴水、淋水并含有大量H2S氣體，或呈酸性，突水水勢迅猛，水流速度快，這是老空區積水區的透水征兆。
以上突水征兆，在具體透（突）水過程中并不一定全部表現出來，應當細心觀察，認真分析判斷，做到有備無患，一旦出現預兆，必須立即停止作業，采取措施，報告調度室發出報警，撤出所有威脅地點的人員，包括相鄰兩條井筒的施工人員。當出現極端天氣時，必須停止井下工作，撤出人員。
當工作面發生透水、瓦斯異常涌出等災害事故時，所有作業人員應立即撤出工作面到安全地點。
避災路線：工作面→斜井井筒→地面。
（三）水害應急救援預案
為了有效地控制和處理重大水災事故，最大限度地減少事故造成的人員傷亡和財產損失，根據《煤礦防治水規定》及有關法律、法規及規定，結合井下施工，制定水害應急救援預案。預案詳見附件。
十、防治水設備、儀器、儀表投入計劃
詳見附表10-1《防治水主要設備及工器具表》
本措施未詳之處，嚴格按《主、副、風斜井施工作業規程》、《煤礦安全規程》、《煤礦防治水規定》中相關規定執行，本措施中與《煤礦安全規程》、《煤礦防治水規定》有沖突的地方，按照規定執行。
