新主斜井正掘揭4#、5#煤專項設計及安全技術措施
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通 風 科：
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調 度 室：
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機 電 科：
新主斜井正掘揭4#、5#煤
坪上煤業有限公司新主斜井正掘過程中將揭露4#、5#煤層，為確保揭煤工作安全順利進行，特制定以下安全技術措施：
第一部分 工程概況
一、施工概況
新主斜井反掘停掘后，現由新主斜井聯絡橫川與新主斜井交叉點沿主斜井軸線掘進，開口時沿3#煤煤層(3#煤層厚度約6m)頂板以下1.5m處沿新主斜井軸線正掘100m，正掘過程中將依次揭露4#煤層、5#煤層。從新主斜井正掘開口處至穿過4#、5#煤層2m為揭煤作業期間，揭煤期間通風系統示意圖附后。
新主斜井正掘采用掘支單行、一次成巷的作業方式，掘進采用爆破法。半圓拱形斷面，毛寬5.3m，凈寬5.0m，毛高4.65m，凈高4.5m，毛斷面面積21.63m2，凈斷面面積19.81m2。方位角22°54′19″，傾角-23°。采用錨網噴聯合支護形式，錨桿采用Φ20×2000mm的樹脂錨桿，三花布置，錨桿間、排距均為800mm。金屬網采用Φ6.0mm鋼筋編制而成的經緯網，網片規格為：長×寬=2米×1米。噴射混凝土強度不低于C20，厚度150mm。
二、預揭煤層情況
據山西煤炭地質114勘察院2009年11月繪制的“山西晉煤集團坪上煤業有限公司坪上井田資源整合礦井地質報告地層綜合柱狀圖”顯示(詳見附圖)，4#煤位于3#煤下方，3#煤底板距4#煤底板3.73m，4#煤處于深灰、灰黑色泥巖中;5#煤位于4#煤下方，5#煤底板距4#煤底板約6.6m，處于深灰色砂質泥巖中。從柱狀圖中按比例量得4#煤層厚度約300mm，5#煤層厚度約500mm，實際厚度應通過施工探煤鉆孔測得。
第二部分 揭煤組織管理
一、領導組織
成立以下揭煤領導組，指揮、落實揭露4#、5#煤層工作：
組 長：籌備處主任
副組長：總工程師及各副主任、副井長
成 員：通風科、調度室、安監科、生產科、機電科、河南隊負責人
二、職責劃分
1、揭煤領導組負責牽頭落實揭煤各項措施。遠距離爆破作業時，分管通風的礦領導現場指揮，組織實施遠距離爆破揭煤措施。
2、生產科牽頭揭煤總體工作。并提供4#、5#煤層的地質情況，組織審批作業規程，安排揭煤隊組按本措施和作業規程進行施工。
3、通風科負責揭煤期間的瓦斯和防突管理的技術指導，負責收集、整理并上報相關數據，監督防護措施到位情況和各種鉆孔的施工情況。
4、機電科負責保證揭煤工作面監測監控裝備和通訊設備到位，井下電氣設備完好，對揭煤工作面和揭煤回風系統要重點檢查，杜絕失爆現象，并做好檢查記錄。負責遠距離爆破期間停送電工作。
5、安監科負責監督檢查本次揭煤措施的落實情況，負責井口警戒、人員清點工作。
6、調度室負責整個揭煤過程的調度協調、記錄工作，負責協調井下和井上的聯絡，保障揭煤工作順利進行。
7、揭煤施工隊伍負責按照本措施及作業規程進行施工，安裝、管理揭煤工作面、爆破地點的各項安全防護措施。
第三部分 揭煤工作安排
一、揭煤工作流程
注：以下各項措施中所述法向距離的確定，均通過防突預測鉆機向下施工垂直鉆孔測得。
二、揭煤區域防突措施
(一)探煤、區域預測鉆孔
在新主斜井正掘施工開口處，沿新主斜井軸線向4#、5#煤層施工三個探煤鉆孔，控制煤層層位，掌握煤層的賦存位置、形態。鉆孔施工參數見下表：
探煤鉆孔參數表
孔號孔徑
(mm)距左幫
(mm)距底板
(mm)方位角
(°)傾角
(°)終孔深度
(m)
1#9480080022°54′19″-2336
2#942650120022°54′19″-2337
3#944500150022°54′19″-2338
探煤鉆孔見煤后，退出鉆桿，更換取芯鉆桿，取芯1m后，重新更換普通鉆桿繼續鉆進。
預揭煤層在主斜井軸線方向上的斜長通過取芯管中的煤樣確定，若斜長超過取芯長度(1m)，則通過取芯長度加取芯后鉆進煤深確定，最后通過三角函數計算出預揭煤層在主斜井正掘揭煤段的厚度。
預揭煤層厚度小于0.3m時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離1.5m處，遠距離爆破揭開煤層;預揭煤層厚度達到或超過0.3m時，對取出的煤芯進行原始瓦斯含量測定，測出的瓦斯含量≥8m3/t時，必須向4#煤層同時實施預抽瓦斯的區域防突措施;測出的瓦斯含量<8m3/t時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離5m處，進行工作面防突預測，執行工作面防突措施。
(二)區域防突措施
預揭煤層原始瓦斯含量超標時，要執行穿層預抽瓦斯的區域防突措施：
按鉆孔在預揭煤層中3m抽放半徑考慮，利用MK-5型鉆機在工作面施工26個鉆孔，直徑94mm，五花眼布置，在4#、5#煤層位置應控制整個斜井輪廓線外12m，終孔點超前4#、5#煤層5m。
若鉆孔施工過程中有噴孔現象，應采用“先封后打”先施工邊鉆孔，最后施工中間孔。
每施工完一個鉆孔，要及時接入抽放系統，保證孔口負壓不低于13KPa，每周測定一次鉆孔參數，并做好記錄。
通風科應根據現場實際情況另行制定專門的鉆孔設計。
(三)區域措施效果檢驗
經檢測所有鉆孔孔內瓦斯濃度均已降至20%以下后，進行區域措施效果檢驗。效果檢驗前，必須提前三個班拆除措施鉆孔。若拆除后，措施孔出現噴孔，必須重新接管進行抽放，認定區域防突措施無效;若沒有噴孔現象，則采取以下方法進行防突措施效果檢驗：
在工作面向4#煤層施工四個檢驗孔，檢驗孔應布置在措施孔密度較小、孔間距較大、預抽時間較短的位置。5#煤層的檢驗孔可布置在4#煤層檢驗孔的旁邊。所有檢驗孔深度均應超前被檢驗煤層2m。
下面列出區域措施效果檢驗孔參數，施工角度應根據實探的煤層法向距離確定。
效果檢驗鉆孔參數表
孔號孔 徑
(mm)開孔位置終孔位置
距左幫
(mm)距底板
(mm)距左幫
(m)距底板
(m)
1#94265015002.6512
2#948001200左偏112.5
3#9445001200右偏102.5
4#94265080026502.5
測出的殘存瓦斯含量≥8m3/t時，必須重新實施預抽瓦斯的區域防突措施，重新進行效果檢驗，直到效果檢驗有效;測出的殘存瓦斯含量<8m3/t時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離5m處，進行工作面防突預測，執行工作面防突措施。
(四)區域驗證
區域驗證方法與局部防突措施中的工作面預測方法相同。
三、揭煤局部防突措施
(一)工作面預測
區域預測4#、5#煤層原始瓦斯含量小于8m3/t或執行區域防突措施并經效果檢驗殘存含量小于8m3/t后，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離5m的位置，采用鉆屑指標法測定K1值進行工作面突出危險性預測，具體方法如下：
在工作面施工三個預測鉆孔，1#鉆孔距左幫0.5m，外偏斜井軸線8°～14°;2#鉆孔位于巷道中部，與斜井軸線平行布置;3#鉆孔距右幫0.5m，外偏斜井軸線8°～14°。三個預測鉆孔距底板均為0.5m，鉆孔在主斜井軸線上的投影深均為18m，1#、3#鉆孔的終孔點位于巷道輪廓線外2-4m。
每個預測鉆孔從見煤點開始每鉆進0.5m測定一次K1值，三個孔K1值的最大數據為最終預測數據。
當預測數據K1<0.5 ml/(g·min1/2)時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離1.5m處;當K1≥0.5 ml/(g·min1/2)時，必須采取工作面防突措施，并進行效果檢驗。
若預測鉆孔施工過程中，干打眼無法鉆進時， 應采用濕式鉆進，執行濕式煤樣K1值<0.4ml/(g·min1/2)為無突出危險性的標準。
(二)工作面防突措施
工作面預測數據超標時，采取預抽瓦斯的工作面防突措施。
按鉆孔在預揭煤層中3m抽放半徑考慮，利用MK-5型鉆機在工作面施工16個鉆孔，直徑94mm，終孔點應控制整個斜井輪廓線外5m，終孔點超前有突出危險性的預揭煤層5m。
若鉆孔施工過程中有噴孔現象，應采用“先封后打”先施工邊鉆孔，最后施工中間孔。
每施工完一個鉆孔，要及時接入抽放系統，保證孔口負壓不低于13KPa，每周測定一次鉆孔參數，并做好記錄。
通風科應根據現場實際情況另行制定專門的鉆孔設計。
(三)工作面防突措施效果檢驗
工作面防突措施效果檢驗方法同工作面防突預測方法，均采用鉆屑指標法。但檢驗孔數量應布置5個。
在工作面施工五個效果檢驗鉆孔，1#鉆孔距左幫0.5m，距底板1.2m，外偏斜井軸線8°～13°，1#鉆孔在主斜井軸線上的投影深為19m;2#鉆孔位于巷道中部，距底板3.5m，與斜井軸線平行布置，2#鉆孔在主斜井軸線上的投影深為25m;3#鉆孔位于巷道中部，距底板2.3m，與斜井軸線平行布置，3#鉆孔在主斜井軸線上的投影深為22m;4#鉆孔位于巷道中部，距底板1.2m，與斜井軸線平行布置，4#鉆孔在主斜井軸線上的投影深為19m;5#鉆孔距右幫0.5m，距底板1.2m，外偏斜井軸線8°～13°，5#鉆孔在主斜井軸線上的投影深為19m。1#、5#鉆孔的終孔點位于巷道輪廓線外2-4m。
每個效果檢驗鉆孔從見煤點開始每鉆進0.5m測定一次K1值，五個孔K1值的最大數據為最終預測數據。
當效果檢驗數據K1<0.5 ml/(g·min1/2)時，采取安全防護措施，邊探邊掘至工作面底板距預揭煤層頂板法向距離1.5m處;當K1≥0.5 ml/(g·min1/2)時，必須重新采取工作面防突措施，重新進行效果檢驗，直到效果檢驗有效。
若效果檢驗鉆孔施工過程中，干打眼無法鉆進時，應采用濕式鉆進，執行濕式煤樣K1值<0.4 ml/(g·min1/2)為效果檢驗有效的標準。
(四)安全防護措施
1、通風系統
揭露4#、5#煤層期間設計風量500m3/min，采用2*30KW局部通風機向工作面供風，實現三專兩閉鎖和雙風機雙電源自動切換。風筒出風口距迎頭距離不大于5m，中部裝設防逆流裝置，防止瓦斯逆流進入局扇。
遠距離爆破前，采取小風量供風的措施，保持一級風機運轉，并利用整流器進行調節，保證風量在250--300 m3/min。揭穿煤層并經現場檢查正常后，恢復二級風機運轉。
進風系統：副斜井→副斜井井底平段→局扇→風筒→工作面
回風系統：工作面→新主斜井→新主斜井聯絡巷→西翼軌道巷→西軌皮十橫川→西翼皮帶巷→西回皮九橫川→西翼回風巷→回風一石門(西二石門)→回風立井
工作面→新主斜井→新主斜井聯絡巷→西翼軌道巷→西軌皮十橫川→西翼皮帶巷→西回皮九橫川→西翼回風巷→一二回九橫川→西二回風巷→西一二回橫川→回風一石門(西二石門)→回風立井
2、瓦斯管理
⑴揭煤工作面應設置專職瓦斯檢查工，認真檢查揭煤工作面及回風流中的瓦斯情況，并熟悉突出預兆及避災路線，嚴格執行現場交接班。
⑵揭煤工作面或回風流瓦斯濃度達到0.5%時，必須立即停止作業，切斷揭煤工作面及回風流所有非本質安全型電器設備電源，在分管通風的礦領導現場指揮下查明原因進行處理;當瓦斯濃度達到1.0%時，揭煤工作面的所有人員必須撤至副井底平段，由負責現場指揮的礦領導向調度室匯報后，制定措施進行處理。
⑶恢復電氣設備供電前，必須在揭煤工作面、回風流及電氣設備附近10m范圍內瓦斯濃度降到0.5%以下時，方可恢復供電。
⑷局部通風機因故停止運轉，必須查清原因，進行處理。在恢復通風前，必須檢查瓦斯，只有停風區中瓦斯濃度不超過1.0%和二氧化碳濃度不超過1.5%，且局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時，方可人工啟動局部通風機。否則，必須按排放瓦斯措施進行排放。
3、安全監測
揭煤工作面和回風流應同時懸掛瓦斯傳感器和瓦斯便攜儀，安設標準如下：
⑴工作面探頭距迎頭3-5米,距巷頂不大于300毫米,距巷幫不小于200毫米。
報警點：≥1.0% 斷電點：≥1.5% 復電點：<1.0%
斷電范圍：揭煤工作面及回風系統內所有非本質安全型電氣設備電源。
⑵回風流探頭距全風壓風流混合處10米～15米，距巷頂不大于300毫米,距巷幫不小于200毫米。
報警點：≥1.0% 斷電點：≥1.0% 復電點：<1.0%
斷電范圍：揭煤工作面及回風系統內所有非本質安全型電氣設備電源。
4、電氣管理
⑴揭煤期間，包機單位必須每班認真檢查揭煤工作面及回風系統內所有電氣設備完好情況，杜絕失爆現象，并有記錄可查，機電科進行監督。
⑵遠距離揭煤爆破期間，斜井井口中50m、立井井口20m范圍內電器設備必須全部停電并閉鎖，井下除局部通風機、通訊、監測系統正常運行外，其余動力電源必須全部停電并閉鎖，包括副井乘人猴車。
5、頂、幫管理
⑴揭煤前，必須對揭煤工作面迎頭10m范圍內加強支護，確保支護可靠。
⑵揭開或揭穿煤層后，必須及時進行支護，嚴禁空頂、空幫作業。
⑶揭煤期間嚴禁使用風鎬落煤，嚴禁使用耙巖機裝煤、運煤。
6、隔爆水棚
⑴在主斜井聯絡巷距入口20m處安裝隔爆水棚。
⑵水棚集中吊掛，水量不少于200L/m2，排間距為1.2-3m，棚區長度不小于20m，水袋邊與巷幫、頂板之間的距離不小于0.1m，水袋底部與頂板之間的距離不大于1.6m，距巷道軌面不小于1.8m。
7、壓風自救
⑴在距工作面25～40米處的新主斜井聯絡巷內、副斜井平段處分別設置兩組壓風自救裝置，每處數量不少于15個;主斜井聯絡巷入口處安裝一組，放炮地點亦安裝一組，每組不少于8個。
⑵壓風自救裝置應安設在井下壓風管路上，其壓縮空氣供給量每人不少于0.1m3/min。
⑶壓風自救裝置安裝高度要求：披肩下端距底板300㎜～500㎜，吊掛平穩，手把面向人體且平行于巷道。
四、遠距離爆破措施
(一)爆破器材的規定
1、在爆破時必須使用FD200D(A)型發爆器，由爆破工專人保管。爆破必須采用銅腳線的毫秒電雷管串、并聯起爆，雷管總延期時間不得超過130毫秒，嚴禁跳段使用。
2、揭煤前通風科要將發爆器徹底檢查、測試，達到標準才準使用。
3、電雷管使用前由專人逐個測試其性能，保證導通和電阻基本相等。不符合規定時，嚴禁使用。電雷管的連接必須使通過每一雷管的電流達到其引爆電流的2倍，雷管腳線要互相扭緊。
4、爆破母線用麻繩懸掛在沒有敷設電纜、管路的巷幫。母線入井前，必須對其電阻進行測試。爆破網路連接完畢后，必須進行網路全電阻測試，發現問題，及時處理。
5、放炮采用的煤礦許用三級乳化炸藥、煤礦許用毫秒延期電雷管不得過期、失效和變質。
(二)放炮前的準備工作
1、必須按本措施要求，消除預揭煤層突出危險，且核實工作面底板距預揭煤層頂板留有1.5m最小法向安全距后，方可施工爆破炮眼。
2、在整個揭煤過程中，通風科必須設置專職瓦檢員、專職放炮員，不準隨便換人。
3、所有入井人員都必須攜帶隔離式自救器。
4、專職瓦檢員嚴格檢查工作面及其回風流中瓦斯濃度，瓦斯濃度超過0.5%禁止作業。
5、在打炮眼時，若發現底鼓、響煤炮等瓦斯突出預兆時，必須立即停止工作，切斷工作面所有非本質安全型電氣設備電源，將所有人員撤至副井底安有壓風自救裝置處，并立即向調度室匯報。
6、爆破炮眼打成之后，要用壓風將炮眼內的煤巖粉吹凈，并用木塞將炮眼口塞住，防止掉入雜物，影響裝藥質量。
7、嚴格按照作業規程要求使用水炮泥，不裝水炮泥不得進行爆破。
8、爆破前由工作面班長安排專人對爆破地點20m范圍內進行灑水滅塵，爆破時防塵水幕必須打開。
9、爆破前所有不裝藥的孔洞必須用黃泥或其它不燃性材料充填，充填深度不得小于最大炮眼深度的 1.5倍。
10、爆破前，現場指揮的礦領導要組織人員詳細檢查工作面局部通風設施、隔爆設施、瓦斯傳感器等安全設施的完好情況。當班電工認真檢查電氣設備停電閉鎖情況，確認閉鎖后向現場指揮的礦領導匯報。
(三)放炮過程
1、遠距離爆破定在交接班時間。連接母線前，井下除爆破人員、瓦檢工、安檢工、電工和現場指揮的礦領導五人外，與揭煤無關的其他人員必須全部撤離上井，接班人員均在井口五十米外等候，由安監科在舊主井口、副井口、甩車場、回風井口五十米設好警戒并清點人數，與燈房、自救器房記錄核對確認除揭煤的五人外，其他人員全部上井后，向調度室匯報，由調度室向井下現場指揮的礦領導下達可以開始爆破的指令。
2、放炮嚴格執行“一炮四檢”和“三人聯鎖放炮”制度。
3、揭煤爆破必須采用全斷面一次起爆。
4、放炮地點：放炮地點設在舊主井底向上150m處的躲避硐室內(距揭煤地點320m)，并應配備壓風自救系統和直通調度室的電話。
5、放炮時，參加揭煤的人員必須在放炮地點靜侯，不得隨意走動，嚴禁進入揭煤工作面回風系統。
(四)放炮后
1、爆破40分鐘后，瓦檢工、安檢工首先認真檢查揭煤工作面及回風系統瓦斯濃度和一氧化碳濃度，確認瓦斯濃度低于0.5%、一氧化碳濃度低于0.0024%后，由現場指揮的礦領導帶領瓦檢工、安檢工、爆破工進入現場驗炮。發現拒爆、殘爆等異常情況時，必須立即匯報調度室，請示領導組組長后，由現場指揮的礦領導安排專人按《煤礦安全規程》規定進行處理。
2、放炮后經檢查無異常情況時，及時進行巷道清理和支護，防止頂板掉渣、片幫傷人，防止煤體垮落引起煤與瓦斯突出事故。
3、未全斷面揭開煤層或未全部揭穿煤層時，繼續執行遠距離爆破措施。
4、經檢查如無異常情況時，由現場指揮的礦領導向調度室匯報。調度室下達恢復正常命令后，方可解除井口警戒，人員入井正常接班。
五、避災和救援
(一)煤與瓦斯突出預兆
1、有聲預兆
煤體發出噼啪聲、鞭炮聲、機槍聲、悶雷聲，以及氣體穿過含水裂縫時的吱吱聲。
2、無聲預兆
煤層結構構造方面：煤層層理紊亂，煤變軟、變暗淡、無光澤，煤層干燥和煤塵增大，煤層受擠壓褶曲、變粉碎、厚度變大，傾角變陡。
地壓顯現方面：壓力增大使支架變形，煤壁外鼓、片幫、掉渣，頂板出現冒頂、斷裂，底板出現鼓起，炮眼變形裝不進藥，打鉆夾鉆、頂鉆等。
其他方面：瓦斯涌出異常、忽大忽小，煤塵增大，空氣氣味異常、悶人，煤溫或氣溫降低或升高。
(二)避災
1、正常作業時煤與瓦斯突出事故、水、火、瓦斯、煤塵、頂板事故的避災路線均為：工作面—主斜井聯絡巷—副井—地面
2、遠距離爆破時煤與瓦斯突出事故、水、火、瓦斯、煤塵、頂板事故的避災路線均為：放炮地點—舊主井—地面
3、進入揭煤工作面的所有人員必須接受防突專業知識培訓，熟悉突出預兆、安全防護措施及避災路線(見附圖)。進入工作面的所有人員都必須隨身攜帶隔離式自救器并會正確使用。一旦發生突出事故，要迅速打開自救器，按避災路線撤離現場。避災路線受阻或遇其它異常時立即進入壓風自救系統等待救援。
(三)應急救援
發生煤與瓦斯突出事故后，啟動2009年12月30日頒布的《寺河北區瓦斯抽放工程井煤與瓦斯突出事故專項應急預案》，迅速展開救援。
發生瓦斯煤塵事故后，啟動2009年12月30日頒布的《寺河北區瓦斯抽放工程井瓦斯煤塵事故專項應急預案》，迅速展開救援。
六、其它
(一)參加揭煤的所有人員必須認真學習本措施，揭煤施工隊伍要進行全員培訓，全員考試，考試合格方可上崗。
(二)本揭煤措施未盡事宜執行《煤礦安全規程》、《防治煤與瓦斯突出規定》和《山西晉煤集團坪上煤業新主斜井延伸掘進作業規程》相關規定。
