一 概況
1、工程概況
新安礦16采區(qū)回風立井絞車房聯(lián)絡巷設計長度62.52m，絞車房聯(lián)系巷在16采區(qū)總回風巷9m處開口，與總回風巷夾角50°，先施工10m平巷，再以-24.66°的傾角下山掘進51.52m。根據(jù)已有鉆孔資料，二1煤層在變坡點以下垂直距離約10m，預計下山掘進約24m時將揭開二1煤層，煤層傾角為煤層傾角7～12°。16采區(qū)回風立井絞車房聯(lián)系巷設計采用直墻半圓拱斷面，巷道凈寬為2.6m，凈高度2.6m，墻高1.3 m，基礎100mm，采用錨網(wǎng)噴支護，噴厚100mm，使用22mm*1.6m錨桿,間排距700x700mm；遇煤采用U型鋼棚支護，過煤層段巷道長度約8m。新安礦16采區(qū)回風立井絞車房聯(lián)系巷平面圖見附圖1。
2、地質概況
⑴地質構造
新安礦16采區(qū)回風立井二1煤層頂板30m范圍內的巖性自上而下為①砂質泥巖，淺灰色，含植物化石，中夾泥巖及細粒砂巖薄層，平均厚約7.7m；②中粒砂巖，淺深灰色薄層狀，成分以石英、長石為主，暗色礦物次之，含泥質包體，含白云母片、植物化石及少量黃鐵礦結核，斜層理發(fā)育，硅質膠結，局部為粗粒砂巖，平均厚約21.2m；③砂質泥巖，深灰、灰黑色，含植物化石及黃鐵礦結核，平均厚約1.6m。二1煤層直接底板為細粒砂巖，局部為砂質泥巖。
⑵瓦斯地質情況
二1煤層呈灰黑色粉末狀，以亮煤為主，含少量暗煤，含黃鐵礦結核，局部夾薄層泥巖或炭質泥巖，揭煤點二1煤厚約3.3米。
根據(jù)河南理工大學提供的義馬煤業(yè)集團股份有限公司新安煤礦16采區(qū)防突設計，可知16采區(qū)瓦斯含量如下表2.1，由于數(shù)據(jù)較少另選臨近測點值作參考，見表2.2 結合河南理工大學（2009年12月）《義煤集團公司新安煤礦瓦斯地質規(guī)律研究及煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預測》研究報告，16采區(qū)劃分煤層瓦斯含量煤與瓦斯突出危險性的臨界值為8.0m3/t，對應煤層底板標高+50m，16采區(qū)上山區(qū)域為非突出危險區(qū)，下山區(qū)域為突出危險險區(qū)。
二 通風系統(tǒng)與局部通風
1、風機位置
揭煤工作面采用局部通風機壓入式通風，通風機安裝在回風立井井口。（見通風系統(tǒng)圖）
2、風機型號及供風量
揭煤工作面采用一趟Φ600mm風筒通風，風機型號選用FBD№5.6? 2×18.5型局部通風機。
3、通風路線
新鮮風流：局部通風機→回風立井進風→總回風巷→揭煤工作面
乏風流：揭煤工作面→總回風巷→回風立井回風→地面。
通風系統(tǒng)如附圖2所示。
三 揭煤設計
1、工藝流程
距煤層垂距10米探煤層賦存情況→距煤層垂距5米進行突出危險性預測→距煤層垂距3米停止施工→掘進工作面施工排放鉆孔并進行瓦斯排放→計算瓦斯排放率（>30%）→掘進至巷道底板距二1煤層頂板法距2m位置→施工5m長導硐→防突效果檢驗→落底0.5米，保持1.5米的安全巖柱厚度→按震動放炮爆破圖表施工炮眼→裝藥聯(lián)線放震動炮揭開煤層。
2、揭煤工作面突出危險性預測
在揭煤工作面距煤層法線距離10m（地質構造復雜、巖石破碎的區(qū)域20m）之外，至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂（底）板0.5m的前探鉆孔，掌握煤層賦存條件、地質構造、瓦斯情況等。揭煤工作面掘至距煤層法線距離5～10m范圍內，必須選定合適地點采煤層原始瓦斯壓力和鉆屑解吸指標法進行突出危險性預測。
預測鉆孔布置如圖3所示，在工作面底板位置布置三個，鉆孔直徑75mm，應盡可能布置在軟分層中，鉆孔角度見附圖。
⑵、瓦斯排放
①控制范圍內瓦斯儲量為:長×寬×厚×密度×噸煤瓦斯含量=20m×18.6m×3.3m×1.46 m3×9.8m3/噸=17565m3。按預排率不得小于30%，應預排瓦斯量為： 17565×0.3= 5270m3。
②排放時間：根據(jù)瓦斯排放濃度情況確定效檢時間(至少排放48小時），當單孔瓦斯?jié)舛刃∮?%時，計算煤層瓦斯預排率，當預排率大于30%（0.26萬m3），方可掘進。
③排放過程中每班測定一次揭煤工作面瓦斯?jié)舛龋嬎阃咚古欧帕考袄塾嬃?。排放總量每天測定一次，計算累計排放量。
4、效果檢驗
揭煤放炮前的防突措施效果檢驗方法采用鉆屑瓦斯解吸指標法、鉆孔瓦斯涌出初速度法，同時計算瓦斯排放率和殘存瓦斯含量，排放率必須大于30%，且殘存瓦斯含量必須降至始突瓦斯含量（8m3/min）以下。
(1)效檢孔的布置采用倒三角形布孔，用大功率煤電鉆（風鉆）在掘進工作面打4個鉆孔，工作面中間孔布置在措施孔之間，其它三個孔位于工作面下部和兩側，終孔位置位于措施孔的邊緣線上。效果檢驗鉆孔布置如附圖5。效果檢驗鉆孔布置參數(shù)如表3.3。
經(jīng)效果檢驗后，表3.4中任何一指標不超臨界值時，措施有效;任何一個指標超臨界值，措施無效，需重新采取措施。
3、震動放炮設計
揭煤工作面經(jīng)突出危險性效果檢驗無突出危險后，在揭煤導硐內挖底，使安全巖柱由2 m縮小至1.5m，其內布置炮孔進行震動爆破揭煤。為保證揭煤地點的一次爆破，經(jīng)對短導硐震動爆破揭煤技術參數(shù)進行優(yōu)化，確定采用瞬時大功率起爆方式，保證有效爆破。揭煤地點炸藥聯(lián)線方式：采用單孔一雷管，全網(wǎng)絡大串聯(lián)一次全面爆破。
3.1炮眼布置
根據(jù)揭煤工作面的巷道斷面和巖性，本次揭煤爆破炮眼采用穿巖煤眼V字型階梯狀布置，每平方米爆破斷面的炮眼數(shù)目按4.6個左右確定，根據(jù)導硐爆破面積S=3.2×4.5=14.4m2，布置炮眼67個。為提高爆破效果，炮眼分區(qū)布置，炮眼均朝向迎頭方向與水平面呈69°傾斜布置，施工巖炮眼時用YTP-28鑿巖機直接打成，煤眼先用鑿巖機配合直徑42mm的釬頭打成巖眼，后用煤電鉆(鉆頭為直徑42mm)套成孔。施工中巖眼若打穿煤層，在裝藥前必須充填入不小于200mm的黃泥。為保證炮眼的裝藥質量，每施工一個炮眼后，及時下放一根護孔管或木塞，防止雜物掉入孔內。裝藥時，認真對每一個鉆孔進行清理，保證藥管裝入到位。爆破炮眼布置見附圖6，炮眼參數(shù)及表3.5。
3.2爆破器材
（1）雷管使用銅腳線毫秒延期雷管，全電阻4.1±0.1Ω。掏槽后第一區(qū)和第二區(qū)的巖眼起爆，第二區(qū)煤眼和第三區(qū)巖眼其次起爆，第三區(qū)煤眼最后起爆，眼深為1.3至2.7m，在裝藥時要考慮殉爆距離故需要腳線長為3m的雷管。
炸藥選取2號巖石乳化炸藥，藥卷直徑38mm；根據(jù)巖巷掘進經(jīng)驗，揭煤單位炸藥消耗量按照正常掘進量的1.5倍確定。
（2）在震動爆破時必須使用專用發(fā)爆器，由專人保管，發(fā)爆器采用FD200Z型，引爆能力200發(fā)，允許最大負載電阻1220歐。
（3）電雷管使用前由專人在地面逐個測試其性能，保證導通和電阻值誤差小于0.1。不符合規(guī)定的嚴禁入井使用。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，并用絕緣膠布包裹。揭煤前由揭煤指揮部要在地面選擇合適場所進行爆破網(wǎng)路雷管模擬爆破試驗，以驗證爆破網(wǎng)路設計的可靠性和發(fā)爆器的使用性能。
（4）爆破母線采用專用電纜，并靠幫懸掛，與其它電纜間距不小于300mm，母線入井前，必須對其電阻進行測試。爆破網(wǎng)路連接完畢后，必須進行網(wǎng)路全電阻測試，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。
（5）放炮采用的水膠炸藥不得過期、失效和變質。
3.3爆破網(wǎng)絡計算
整個爆破網(wǎng)絡采用大串聯(lián)方式。分別計算放炮電纜、雷管和連線接觸電阻，放炮母線采用銅芯小電纜，長度約1000m,銅芯截面積不小于4mm2,串聯(lián)爆破網(wǎng)路電阻計算：
R總=R1+R2+R3
式中：
R總—整個爆破網(wǎng)路電阻，Ω；
R1—雷管總電阻，單個雷管電阻取最大值4.2Ω；
R1=4.2×67=281.4Ω
R2—放炮母線電阻，Ω；
R2=ρL/S=0.017×1000×2/4=8.5Ω
ρ —所用放炮母線的每米電阻率，Ω；
L—放炮母線的長度，m；
S—放炮母線的銅芯截面積，mm2
R3—聯(lián)線接觸電阻，一個接觸點電阻取1Ω
R3=（67+3）×1=70Ω
則R總=281.4+8.5+70=359.9Ω
R總小于FD200Z型發(fā)爆器最大負載電阻1220歐。發(fā)爆器的引燃沖量大于8.7ms，發(fā)爆器可滿足要求。
4安全技術措施
4.1打眼
（1）嚴格按照打眼工操作規(guī)程進行操作，嚴格按照爆破圖表設計的炮眼參數(shù)（炮眼角度，位置、深度等）進行打眼。
（2）打眼前，要認真檢查鑿巖機與風水管路的連接裝置，確保連接牢固可靠。
（3）打眼前，必須清理好導硐巷道底板，清凈浮碴，并用紅（白）漆標出眼位（煤眼用紅漆，巖眼用白漆）。
（4）打眼時，施工單位必須安排項目經(jīng)理現(xiàn)場跟班。
（5）嚴格控制炮孔深度，預先在釬桿上做好標記，以防巖眼打穿煤層。
（6）打眼時，必須由里往外逐個施工，每施工完一個炮眼要用木塞將炮眼口堵住，防止雜物掉入眼內，影響裝藥質量。
（7）在打炮眼時，若發(fā)現(xiàn)底鼓、響煤炮等瓦斯突出預兆時，必須立即停止作業(yè)，切斷工作面所有電氣設備電源，所有人員撤至井口。并立即向礦調度室匯報。
4.2裝藥
（1）揭煤前，揭煤指揮部要在地面選擇合適場所進行爆破網(wǎng)路雷管模擬爆破試驗，保證爆破網(wǎng)絡設計的可靠性和發(fā)爆性。
（2）電雷管使用前由專人在地面逐個測試其性能，保證導通和電阻值誤差小于0.1Ω。不符合規(guī)定的嚴禁入井使用。
（3）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。
（4）裝藥前，必須切斷工作面除風機以外的所有電器設備的電源。裝藥時，除放炮員及班組長外，其余人員全部撤出。
（5）裝藥前要認真檢查瓦斯情況，瓦斯?jié)舛冉档揭?guī)定值（1%）以下時方可進行裝藥，瓦斯超限嚴禁裝藥。
（6）炮眼封孔必須采用炮泥封孔，封泥長度符合《煤礦安全規(guī)程》第三百二十九條規(guī)定，并充填密實。
（7）裝藥時，認真對每一個鉆孔進行清理，保證藥管裝入到位。
（8）必須采用正向裝藥，裝配引藥工作由放炮員進行，引藥不準提前制作，裝一個眼制一個引藥，不準用電雷管或金屬物品代替木錐扎眼，電雷管必須由藥卷的頂部裝入，且必須全部插入藥卷內，嚴禁將電雷管斜插在藥卷中部或捆在藥卷外。裝配引藥必須在頂板完好和無金屬導體、電氣設備的地方進行。雷管與炸藥的聚能穴在同一直線上，并都朝向孔底。
（9）放炮員在裝藥前、放炮前必須對每個電雷管和整個爆破網(wǎng)路做導通試驗，只有在每個電雷管和整個爆破網(wǎng)路都導通的情況下，才準放炮。
（10）放炮員在連線時，每個接頭都必須扭緊扭牢，整個爆破網(wǎng)路裸露部分和接頭，都必須用砂布打磨掉氧化層后再扭接，并用膠布包嚴。
（11）放炮員在完成裝藥連線之后，最后離開，由瓦檢員和安檢員共同監(jiān)督。至放炮地點后，向揭煤指揮部匯報，在沒有接到揭煤指揮部放炮命令前不準放炮。
（12）裝藥時，要嚴格按照震動放炮爆破圖表規(guī)定的裝藥量進行裝藥，炮眼外段封滿炮泥，并按規(guī)定在炸藥與封泥間裝1個水炮泥。
（13）裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴禁電雷管腳線、爆破母線與運輸設備、電氣設備以及采掘機械等導電體相接觸。
（14）爆破前，爆破母線外端必須扭結成短路，并安排專人看管。
（15）連線后，要測定爆破網(wǎng)絡總電阻值，至起爆點后，要測定整個爆破網(wǎng)絡電阻值，出現(xiàn)異常時，必須查清原因，否則禁止起爆。
4.3爆破
放炮地點：放炮地點設在立井井口40～50m處。
（2）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，爆破前兩道水幕必須打開。
（3）放炮前必須認真檢查瓦斯情況，瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%，否則必須先加強通風處理瓦斯，當瓦斯?jié)舛冉档?%以下時，放炮員方可撤離工作面，進行起爆。
（4）未能一次全斷面揭開4煤層時，繼續(xù)放炮需按照揭煤放炮有關規(guī)定執(zhí)行。
（5）放炮時必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人聯(lián)鎖放炮”制度。
（6）所有炮眼最小抵抗線不得小于300mm，否則嚴禁放炮。
（7）揭煤爆破必須采用全斷面一次起爆，炮后至少兩小時后，揭煤指揮部根據(jù)情況，決定救護隊員是否進入揭煤工作面?zhèn)刹楸魄闆r、通風設施情況以及巷道等其它情況。
(8)救護隊員進入揭煤工作面?zhèn)刹楝F(xiàn)場情況，只準檢查不準有任何作業(yè)。在恢復掘進前瓦檢員、救護隊員必須進入工作面檢查瓦斯，若無異常方可恢復施工；否則必須嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》第129條及141條規(guī)定制定瓦斯排放措施排放瓦斯。48小時后揭煤點可進行清理。清理前必須進行安全檢查，敲幫問頂、鑿掉頂、幫活矸，防止頂板掉渣，片幫傷人；防止煤體垮落引起瓦斯超限事故。
(9)恢復掘進后進行作業(yè)時要安排專人檢查工作面是否有突出預兆，發(fā)現(xiàn)異常立即停電撤人。
(10)進行掘進作業(yè)前要檢查工作面是否有拒爆炮眼，發(fā)現(xiàn)拒爆時要嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》第342條關于拒爆處理的有關規(guī)定進行處理。并要在班組長的指導下進行。處理拒爆時不得進行其它與處理拒爆無關的工作。
4.4撤人斷電范圍
（1）放炮時井下工作人員必須全部升井。
（2）震動炮放炮當班，必須在風井井口20m范圍內設置警戒，嚴禁煙火和人員進入。
（3）放炮前，必須切斷井下所有工作面（除風機和風機控制系統(tǒng)以外）的所有電器設備電源。
（4）裝藥連線工作完畢后，確認停電撤人，警戒全部落實到位。
（5）各項準備工作全部到位后，斷電人員、巡查人員、放炮員必須向揭煤指揮部指揮長報告爆破各項準備工作落實情況，并在揭煤震動炮準備工作驗收表格上簽名，揭煤指揮部指揮長根據(jù)匯報情況，確認各項措施落實到位，無異常情況時，由指揮長下達放炮命令，方可放炮。
4.5其它
（1）放炮地點必須安裝一組（15個）壓風自救裝置和一部直通礦調度室的電話，并要保持通訊暢通。
（2）揭煤前必須對揭煤工作面的通風系統(tǒng)及局部通風進行一次全面檢查，保證在揭煤期間整個通風系統(tǒng)風流暢通，同時在揭煤過程中回風系統(tǒng)內嚴禁有人作業(yè)和通行。
（3）放炮前，放炮員撤離前必須將揭煤工作面水幕打開。
（4）放炮采用的毫秒延期電雷管必須是同一廠家同一型號同一批次的，嚴禁使用過期、失效和變質炸藥。
（5）揭煤前通風部要將放炮器徹底檢查、測試，達到標準才準使用。
（6）在整個揭煤過程中，必須設置專職瓦檢員和放炮員，無特殊情況不準隨便換人。
（7）放炮前由施工單位負責在斜巷內設置兩道擋攔，擋攔采用木垛構成，間距8m，且第一道距揭煤工作面10m,木垛必須用扒釘連接牢固，并接頂接幫。以減緩發(fā)生突出時的突出強度。
（8）救護隊員進入檢查時，至少要三人同行，并佩帶好氧氣呼吸器，小心行動，注意觀察，另外派一組（三人以上）救護隊員在井口等待接應，檢查過程中嚴格按有關救護規(guī)程規(guī)定執(zhí)行，檢查后應立即將檢查結果向揭煤指揮部匯報，揭煤指揮部可根據(jù)情況，決定是否撤崗、取消警戒和恢復送電等正常工作。
（9）爆破母線入井前，必須對其電阻進行測試。合格后方可下井。爆破母線由施工單位在巷道幫部適當位置懸掛固定，與其它電纜間距不小于300mm。
（10）放炮時，必須至少有6名救護隊員配帶氧氣呼吸器在地面待命。
（11）現(xiàn)場施工牌板必須標注避難位置及避災路線。所有人員必須熟悉避災路線，避災路線所經(jīng)過的岔道口應設置醒目的方向指示牌，以保證避災人員安全快速撤退。避災路線見附圖3所示。
（12）爆破前由班長安排專人對爆破地點20m范圍內巷道進行灑水滅塵。
（13）加強機電管理，施工單位每班安排專職電工檢查機電設備防爆性能，確保防爆、完好；機電部每天安排專職防爆檢查員對揭煤點機電設備檢查一遍，杜絕失爆現(xiàn)象。
（14）揭煤放炮前，各單位要認真組織職工學習本措施，并按規(guī)定進行簽名后報安全檢查部。
（15）揭煤前通知集團公司有關部門，對揭煤各項準備工作進行驗收，驗收合格經(jīng)允許后，方可進行揭煤。
五 5組織管理
揭煤前，成立揭煤指揮部：
指 揮 長：魯龍欣
副指揮長：余九林? ?艾燦標? ?李改現(xiàn)? ?薛春雷
石志利? ?余戰(zhàn)武
成? ? 員：? ?張慶學 趙玉善 王增峰 邱軍委? 劉開封 艾 浩 陳玉發(fā) 李坤龍
樊建立 喬新濤 武紅舉 陳小車
（1）震動放炮時，必須有揭煤指揮部成員現(xiàn)場指揮，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。揭煤時，指揮部成員必須在調度室或辦公室。
（2）揭煤前要由班組長組織有關部門人員對現(xiàn)場進行全面的檢查，落實各項工作準備情況。
（3）揭煤期間配置專職瓦檢員、放炮員、局扇司機、專職電工及警戒人員，并要求人員穩(wěn)定，實行現(xiàn)場交接班制度。
（4）項目部技術組必須準確掌握二1煤層的產(chǎn)狀、結構及頂?shù)装鍘r性，并負責及時繪制成圖報有關部門，為揭煤工作提供可靠的地質數(shù)據(jù)。
（5）施工隊負責施工各類鉆孔，施工時必須要有詳細的鉆孔參數(shù)記錄并匯總成表報調度室備案。
（6）電工班負責瓦斯探頭的安裝，維護和調校工作，保證探頭靈敏可靠，并把信息及時反饋到調度室。
（7）項目部技術組負責突出危險性參數(shù)指標的測定、整理、收集和管理工作，負責施工隊鉆孔施工時監(jiān)督管理工作。
（8）電工班負責監(jiān)督檢查電氣設備的完好情況，防止失爆，并做好每次的檢查記錄。
（9）調度室負責鉆孔施工過程中的調度指揮、記錄工作；負責協(xié)調井下和井上的聯(lián)絡，保障施工的順利進行。
（10）項目部安全檢查員負責本次揭煤防突措施實施的監(jiān)督檢查工作。
（11）揭煤工作面安裝專用電話，直通調度室，并保證通訊暢通。
（12）揭煤及穿煤放炮必須有揭煤指揮部的一名成員帶隊，負責安排專人檢查通風系統(tǒng)設施是否完好，警戒布置是否到位，停電撤人及放炮工作。
（13）揭煤前必須由礦方進行驗收合格后，方可報集團公司。
（14）揭煤前必須建立可靠的通風系統(tǒng)。
（15）揭煤后要觀測CH4情況，如CH4濃度超過3%指揮部人員撤人。
