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1、处理+820mA5综采面采空区悬顶安全技术措施前 言目前，西沟煤焦有限责任公司煤矿按照15万t/a改扩建初步设计安全专篇的设计要求和矿井开采现状，首采面布置在+770水平一采区东翼+795mA7煤层已回采并封闭，现在开采接替采面暨A5首分层综采面+820mA5东翼综采工作面，采煤方法为水平分层综采放顶煤采煤法。该工作面长度为28m，工作面支护采用轻型液压支架，工作面端头支护采用矿用端头支架，超前支护30m采用一字铰接梁配单体液压支柱，其中前20m采取双排支护，后10m采取单排支护。由于该工作面上部为仓储采煤法采空区，为了确保工作面顺利快速推进，防止工作面后方采空区出现较大面积的悬顶现象，按照综
2、放工作面回采技术工艺和要求，必须对该工作面顶板进行强制预裂爆破，即对+820mA5东翼综采面顶煤实施深孔松动预裂爆破、顶板实施强制爆破迫使其经矿山压力破坏后，随着采面回采推进，顶板自然垮落充填采空区。2004年12月，西沟煤焦公司委托西安科技大学能源学院对我矿5#煤层水平分段综放开采进行科研论证，且编制了阜康市西沟煤焦有限责任公司煤矿5#煤层水平分段综放开采可行性论证报告。2008年西沟煤焦公司二号井煤矿事先按照此论证报告进行开采中大槽，取得成功。为此，我矿现按照西科大编制的可行性论证报告，借鉴西沟二矿中大槽水平分段综放开采成功经验，按照本矿A5煤层倾向、顶板软化系数等而制定此方案，但在实施过
3、程中必须根据工作面试验区段的具体煤层赋存条件和试验效果及时地修改完善深孔预裂爆破实施方案。另外，A5煤层在回采推进过程中，工作面架后必须留设3米厚的浮煤，并对采空区进行注浆，黄泥浆充填厚度不小于1米，既防止采空区发生煤炭自燃又可充当采空区底板垫层。一、工作面基本条件：西沟煤焦有限责任公司煤矿位于新疆昌吉回族自治州阜康市上房沟乡区内，井田地处博格达峰北麓的低山丘陵地带，地面标高为1025-1222米，相对高差197米。5号煤层为主要可采煤层之一，煤层较稳定，结构简单，层位稳定，煤层可采厚度2228m，平均可采真厚26m。煤层顶板为细砂岩、粉砂岩和泥岩，底板为泥岩、炭质泥质。煤岩力学参数见下表。5
4、#煤层岩石物理力学性质试验成果表编号岩石名称单向抗压强度（MPa）天然状态单项抗拉强度（MPa）天然状态直剪切强度（MPa）软化系数饱和状态干燥状态A5顶粉砂岩17.622.0A5底细砂岩27.0A5采面属于综放工作面，上部老空区积水较大，火烧区煤岩层的含水量比较丰富，工作面开采前已进行了采前探放水，水量得到一定排泄，现在还存在微量流水现象。二、技术要求：1、在+820mA3东翼措施巷即相对应综采面采空，综采面煤壁以东12米32米区段，间隔3米布置一组炮孔，每组炮孔布置5个单孔，以扇形形式布置，炮孔方位均垂直A5煤层，按照不同倾角向上布置；每个炮孔进入顶板岩层的厚度为20米，沿A5顶板倾向方向
5、终孔间距5米,封孔长度20米，详见炮眼参数及装药量说明表。通过以上方式对该区段内未垮落的顶煤和A5顶板进行强制预裂爆破，炮孔的最小抵抗线不小于3米，以此处理综采面采空区大面积悬顶现象，同时为A5下分段放顶煤创造良好条件，剩余悬顶区段待下分段采面回采前进行强制放顶。顶板深孔爆破炮眼参数及装药量说明表序号炮眼地点孔号方 位倾 角孔 深装药量封孔长度1.+820mA5东翼综采面回风巷1#NE177976.3m143kg25m2.2#NE1771277.5m145kg25m3.3#NE1771580.9m147.9kg25m4.4#NE1771881.7m150.9kg25m5.5#NE1772182
6、.9m154.5kg25m2、顶板深孔预裂爆破使用的炸药选用煤矿许用乳化炸药，其爆速大于3000m/s。特制成直径60mm、长度350mm的特形药卷，每卷重1kg，装药线密度为3kg/m。按照装药不耦合系数1.25计算，装药孔的直径为75mm，对应的钻孔钻头直径不小于75mm；雷管选用煤矿许用1-5段毫秒延期雷管，雷管延期爆破时间不大于130毫秒。炮眼装药结构采用不偶合连续装药结构，即每15节炸药段安装一个引药引爆，每个引药安装两个雷管，每个炮眼所有引药必须利用煤矿许用放炮母线串联，装药及起爆方式为正向起爆方式。炮眼封泥选用较潮湿的黄土和专用封孔水泥，其中孔口以内3米区段采用水泥封堵，其他封孔
7、区段采用黄土进行封堵炮孔（装药结构图详见附图1）。附图1 装药结构及封孔结构 三、安全措施：1) 所有炮眼实行“打孔编号、挂牌”和“爆破摘牌、消耗”管理，由安全科负责做好记录并存档。2) 炮眼连线方式为串联，每次最多起爆一组炮眼，起爆地点设置在+845水平车场进风侧。3) 放炮母线分为两个区段：炮眼爆破地点30米区域使用煤矿许用铜芯放炮母线，炮眼爆破地点30米至+845水平车场起爆地点使用放炮专用阻燃线缆。4) 机电科负责敷设一趟放炮专用阻燃电缆，且电缆敷设严禁与风水管路及其它线缆混交；放炮铜芯母线由放炮员负责悬挂且在放炮期间随放随收，严禁与其他管线混交。5) 专用阻燃线缆两端分别固定在自制加
8、工的专用铁盒内，铁盒内镶嵌木盒并上锁管理，铁盒锁钥匙由跟班队长负责保管，防止装药连线期间，电缆产生静电而发生意外事故。6) 采面炮眼雷管脚线必须采取串联方式连接，连线前测试放炮专用电缆的电阻绝缘值和通电情况。7) 放炮前，检查工作面、进风与回风端头及采面上隅角气体且确保其浓度符合规程规定，撤出井下所有与放炮无关联人员至地面，经检身工清点人数核准后，汇报调度监控中心加强井下气体监测监控，再由值班调度员电话通知当班班长“升井人员已清点，核准无误”后，班长方可下达起爆命令，由放炮员实施起爆。8) 放炮前，瓦检员对采面及采面进回风巷进行彻底洒水灭尘，严禁出现煤尘飞扬等现象。9) 放炮前，停止采面及其回
9、风流所有非本安电源，并通知调度室；瓦检员及时汇报放炮前后气体检测情况，班组长及时汇报放炮警戒设置情况。10) 放炮前，瓦检员检查放炮地点20米以内风流中、支架间、底板处瓦斯浓度小于1%，方可放炮作业。11) 放炮前，调度室记录好起爆时间/班次、此次起爆相关人员（跟班队长、放炮员、瓦检员、安全员、值班电工）、当班升入井人员、放炮前后采面及其回风巷气体检查情况、放炮警戒设置情况等内容。12) 放炮前，将采面的电话与矿调度室的电话拨号联通，指派专人进行监听爆破效果及采空区动静情况。13) 放炮前，人车司机将人车停放在+845水平人车停放点，便于人员升井。14) 放炮波及范围内的电缆、管线等必须全部用
10、皮带掩盖，防止被炮崩损坏。15) 放炮时必须严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。16) 采面炮眼起爆过程中，监测工时时重点监测综采工作面、采面进回风端头、+845水平西回风巷、+897水平集中回风巷和总回风地点的瓦斯和一氧化碳等变化情况；若放炮不响或拒爆时，严格按煤矿安全规程第341、342条执行。17) 放炮后，地面监控井下气体等情况30分钟及以上，待起爆点监听电话无异常声响，地面监控主机显示采面及其回风流中气体正常，方可采面勘察爆破效果，对采面及采面进、回风巷进行洒水灭尘。18) 放炮后，放炮员必须使用发爆器检验所有起爆的炮眼是否存在拒爆现象，一切正常无误后，方可恢复正常作业。四.
11、其他注意事项：1) 顶板强制放顶炮眼在顶煤预裂爆破之前进行起爆并超前顶煤预裂界线10米；打眼和装药时，必须由采煤技术员与安全员负责现场检验炮孔施工相关技术参数，装药量、封孔长度等事项，认真作好记录，同时对炮眼时行编号、挂牌管理。2) 调度室负责做好强制放顶专项记录或台账并存档。3) 放炮员和安全员必须归属安全科直管，瓦检员归属通风科直管，迫使“三员人员”与采煤区队相互制约、监督，确保顶板强制放顶安全可靠，达到预期效果。4) 在采面进、回风端头安装一台防爆电话，确保井上下信息联络顺畅、可靠；保证压风自救装置、供水施救装置、隔爆设施、通风设施完好，各种管线畅通完好。5) 采面的安全监控系统完好，传
12、感器的安装位置、数量及种类必须符合AQ1029-2007相关规定，确保采面监控有效，实时掌握采面、采面端头隅角及采空区气体变化情况。6) 作业前，对工作面支护、巷道顶板、有毒有害气体、通风设施等情况进行全面检查，确认安全条件符合作业要求后，方可进入作业点进行施工。7) 每班必须由跟班队长现场指挥，随时检查工作面、工作面上隅角及其回风端头处瓦斯、一氧化碳浓度；当作业地点气体浓度超标、采空区出现严重垮落或异常声响等险情时，立即停止作业，所有人员撤到新鲜风流处，汇报调度室，采取相应措施做进一步处理。8) 采面进、回风巷内严禁存放矿车、杂物，确保安全出口畅通，保证行人、运料方便。9) 采面前溜及皮带机
13、等设备严禁出现失爆现象，确保设备各种保护、声光信号齐全有效且严禁随意甩掉各种保护不用。10) 必须保证雷管与放炮母线的联结质量。只有在起爆前才能将雷管连接到母线上，连接雷管必须由经过专职放炮员操作，连接好后必须仔细检查，确保雷管与放炮母线平行且密切接触。11) 放炮员连线前，值班电工必须将专制起爆电源控制开关的电源断开、闭锁并看守，防止误操作造成意外事故。12) 必须特别注意保证封孔质量。炮孔的封堵长度应根据现场实际情况，按照岩体抗爆力稍大于装药破岩能力的匹配关系进行及时调整，以尽快得出适合采面具体条件的炮孔封堵长度。13) 采用了电雷管引爆引药再引爆炸药的引爆方式。在装药时应按要求制作引药，
14、雷管与引药绑扎结实，每节引药内安装2发雷管，1节引药最多引爆14节炸药且孔口3米使用水泥封孔。14) 关于施工工艺略，但是应特别注意爆破影响区域的巷道加强支护问题；顶板深孔预裂爆破施工前，必须在采面运输端头和回风端头搞好超前支护。15) 若采面推进过程中遇特殊情况，根据现场实际情况另行制定专项措施。16) 其他未叙事项均按煤矿安全规程、操作规程及+820mA5东翼综采面采煤作业规程等有关规定执行。五、避灾路线1.避瓦斯（煤尘）爆炸、火灾及顶板事故路线：作业地点+820mA5东翼运输巷+820m中部车场轨道上山轨道上山上部车场+845水平运输巷+845水平车场副斜井地面。2.避水灾等事故路线同上。附图2：顶板深孔预裂爆破炮眼布置图
