冷泉矿副井井筒揭煤施工

　　关键词　煤与瓦斯突出　揭煤施工　震动放炮

1　工程概况

　　冷泉矿副井井筒设计净直径φ6.0m，全深747.5m。其中基岩段502.5m，涌水量270m³/h，采用地面预注浆法施工，注浆孔布置6个，圈径φ10m，注浆深度238～737m，采用粘土水泥浆液，浆液有效扩散距离为7m。
　　根据副井检查孔综合柱状图、副井井筒检查钻地质报告和副井1号、4号注浆孔电测井资料进行推测，副井井筒所穿过的2₁煤层位于二叠系下统山西组地层底部，其底板标高为-595.0m(井深744.5m)，顶板标高-588.5m(井深738.0m)，煤层厚度6.5m，真厚4.98m，倾角40～44°，倾向140～155°。

2　揭煤措施

　　冷泉矿井属高瓦斯矿井，并且具有煤与瓦斯突出危险。副井井筒揭煤时要采取安全可靠的措施慎重进行。

2.1　揭煤准备
　　从井口周围20m以内到井底，除吊泵和转水站卧泵电机采取断电措施外，其它机电设施包括照明、打点器、电缆接头、开关等相应改为隔爆照明灯、防爆通讯信号器、防爆接线盒、防爆开关。通风改为28kW风机配φ800mm胶皮风筒，保证把足够的新鲜风流送至工作面。在井口安装2台瓦斯自动检测报警仪，探头分别安放在井下吊盘、转水站和井口固定盘。

2.2　防突措施
　　煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，其主要动力是瓦斯压力。井筒中必须将这种动力释放，才能安全揭煤。经比较，确定副井井筒采取钻孔排放瓦斯措施防治煤与瓦斯突出，然后用震动放炮方法揭开煤层。

2.3　揭煤工艺设计
　　当井筒掘至724.0m时，选用TXU-75型地质钻机，φ73mm钻头和φ42mm钻杆，沿煤层倾向靠近井筒荒壁打2个φ75mm的垂直探孔，其深度超过煤层0.5m，观察并记录煤层准确位置、厚度、色泽、块度或粒度，推算煤层倾角倾向，观察地面预注浆效果，测定一次瓦斯压力。根据观察和数据确定煤层有无突出危险，如无突出危险，则继续正常掘进，采用震动放炮方法揭煤；如有突出危险，则在距煤层垂距5.0m时，沿走向打2个φ75mm穿过煤层全厚的测压钻孔，在测定瓦斯压力的同时打排放钻孔，钻孔落底位置要均匀，外圈钻孔超出井筒荒断面外的距离不小于2.0m，钻孔间距取2.0m，其与测压孔间距大于1.0m，当瓦斯排放到其压力小于等于1.0MPa时转入正常掘进。距煤层垂距2.0m，采用长5.0m铜脚线，段号1～4段的毫秒延期电雷管，三级煤矿安全水胶炸药及自制放炮器进行震动爆破揭煤施工，炮眼布置示意见图1，爆破参数见表1。剩余的部分岩柱可采用小炮掘进。

3　揭煤施工

　　冷泉副井2₁煤层实测地质柱状见图2。在井深719.5m位置打2个铅垂探煤钻孔，其参数及探测结果见表2。由表2可见，瓦斯压力小于0.1MPa，因此，判断2₁煤层无突出危险，按基岩段爆破方法(在荒径φ7.1m断面内，布置掏槽眼1圈，眼数7个，圈径为φ1.80m；辅助眼2圈，眼数分别为10个和17个，圈径分别为φ3.40m和φ5.00m；周边眼1圈，眼数38个，圈径φ6.60m；周边辅助眼1圈，眼数37个，圈径φ7.06m。周边辅助眼深1.5m，其余为3.0m。共计炮眼数109个，装药193.8kg)掘喷至井深735m位置，然后按震动爆破方法进行揭煤施工。
　　过煤层时，由于煤质特别松软，煤层顶板破碎，用大抓、风镐掘进，临时支护采用木桩、背板、金属网、井圈、锚杆和喷射混凝土联合支护，即先打木桩(间隔500mm×500mm)，后上背板、挂金属网、打φ29mm×1 600mm缝管式锚杆(间排距500mm×500mm)，再架设φ7.0m的槽钢井圈(间距500mm)，最后喷射厚度100mm的C30混凝土。临时支护段高为1.0m。

图1　揭煤震动爆破炮眼布置示意

表1　副井井筒揭煤爆破参数