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煤层东翼超前预爆破的安全技术措施
    一、工作面概况

    +600水平43#煤层东翼综采工作面位于副井以东，制定走向长度2927米，回采走向长度为2740m，停采线位于187m，制定阶段高度20米，实际平均段高16米，工作面平均宽度40m。工作面配备液压支架24架〔其中本架20副，端头架1组〔2架〕、过渡架2副〕。工作面上部777m至2176m，对应地表大洪沟公路保护煤柱露天解压坑，2597m-2927m对应地表原铁厂沟井筒保护煤柱解压坑；东部为铁厂沟河保护煤柱，西部为+600水平43#煤层西翼采空区，南部为43#煤层顶板，北部为43#煤层底板和+600水平45#煤层东翼采空区。地表为荒山丘陵，无公路、河流及建筑设施。
    +600水平43#煤层东翼综采工作面推动49米时，发现6#液压支架架顶出现明火，于2021年10月25日封闭，密闭位置在2380m处〔以副井东帮为基准〕工作面封闭后，矿采纳了综合防灭火措施，采纳井下密闭内注氮、联合地面向井下打孔灌注黄土复合胶体、液氮及注水。通过连续采样分析说明目前工作面气体成分及密闭内外压差较稳定。2021年3月4日进行探险，经侦察后，目前工作面状况合格，在工作面2852米位置实施压缩密闭，目标各项指标条件满足恢复工作面生产。

工作面位置：工作面位于副井以东2927米
工作面东部：为铁厂沟河。
工作面南部：为43#煤层顶板。
工作面西部：为+600水平43#煤层西翼采空区
    工作面北部：为+600水平45#煤层采空区。
工作面上部：为+620水平东冀43#煤层东翼采空区。
3.煤层赋存状态与构造：
43#煤层总的走向为N67°，在局部呈波浪状变化，变化在0—5°之间，倾向158°，倾角42—46°；煤层厚度较稳定；煤层结构较简单，夹矸厚度不稳定，矸石厚度多在1米以下，夹矸岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩及炭质泥岩。
4.煤层厚度、煤层倾角：
煤层厚度变化较大，呈东厚西薄趋势，在东部水平厚度达46米，向西逐渐变薄，最薄处水平厚度为30米；煤层倾角43°-47°。
5.直接顶的岩性和厚度：
直接顶主要为粉砂岩，厚度3～5米。岩性特征：灰色，深灰色，含薄层细砂岩，层理节理发育，泥钙质胶结。
6.煤层的物理机械性质和结构：
43#煤层颜色为黑色，有沥青、油脂及弱玻璃光泽，煤易碎，破碎后呈粉末状；煤岩类型以光亮型、半光亮型为主，半暗型次之；煤岩特征方面一般凝胶化组分含量为1.2，无机质含量为7.0。
7.煤层底板的岩性：
煤层底板主要为炭质泥岩。岩性特征：灰黑、灰褐色，薄层状，泥质胶结。
8.瓦斯、自燃发火、煤尘爆炸指数等对放顶煤的影响：
³/t，最大绝对瓦斯涌出量为19.32 m³/min；最大相对二氧化碳涌出量为7.40 m³/t，最大绝对二氧化碳涌出量为28.84 m³/min。依据煤层自燃倾性鉴定报告43#煤层易发火，自燃倾向为二级，发火期为3--6个月，属易自燃煤层；依据煤尘爆炸危险性测定, 煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为38.4%。
    二、工作面超前预爆破方案
依据《煤矿安全规程》第六十八条规定：采纳预裂爆破对坚硬顶板或者坚硬顶煤进行弱化处理时，应在工作面未采动区进行，并制定专门的安全技术措施。严禁在工作面内采纳乳化炸药爆破方法处理顶煤、顶板及卡在放煤口的大块煤〔矸〕。依据我矿实际状况，结合其它煤矿实施的经验，编制顺槽超前预裂爆破方案。
1．超前预裂爆破方式
距现工作面煤壁10—15米的超前顺槽(北巷)垂直于煤层走向，由北向南布置φ110mm扇形爆破孔，进行顶煤超前工作面正向爆破的方式,即从工作面架顶爆破移到北巷提前爆破。

从东往西距工作面煤壁10—15米的超前顺槽(北巷)垂直于煤层走向，由北向南布置φ110mm扇形爆破孔，炮孔爆破覆盖整个综采工作面。炮孔施工在工作面北巷每组布置7个炮孔，为了便于钻孔施工和保证爆破效果，排距制定为4米。
3.超前预裂爆破孔施工方式 ：附+600水平45#煤层东翼工作面超前预爆破孔布置图。
采纳5.5KW液压水钻、KHYD40型岩石电钻和波兰液压钻机在轨道巷向煤层顶底板方向布孔。

   〔1〕爆破孔排距4m,由东向西每隔4m布置一排。
   〔2〕爆破孔间距:每排的炮孔间距为0.5m,每排7个炮孔,在同一个截面布置。
   〔3〕爆破孔长度、角度、爆破孔装药长度、封孔长度、空孔长度:详见超前预爆破孔布置图。
   〔4〕爆破孔炮头、雷管数:每个炮孔3个炮头,每个炮头2发雷管。    
   〔5〕工作面护顶煤厚3.5m,爆破孔终端距在+620水平。
   〔6〕距工作面煤壁10—15米爆破。

采纳装药车装药,炸药为乳胶基质,每个炮孔3个炮头,每个炮头2发瞬发延期电雷管。

采纳黄土和玛丽散封孔,封孔必必需严实，封孔长度不小于6米，关于碰到局部顶板破碎地段可依据实际状况做调整，适当加长封泥长度。

孔内并联,孔外串联,即孔内每个炮头2发雷管并联,孔外炮线串联连接。

〔1〕起爆方式:采纳MFB-100型发爆器起爆,每排布置7个炮孔，为了便于钻孔施工和保证爆破效果，起爆顺序由底板向顶板分组起爆，1#-3#爆破孔为一组,4#-5#孔为一组,6#-7#孔为一组起爆。起爆范围在轨道巷超前支护段距工作面煤壁10-15m内。
    三、工作面超前预爆破工艺流程
预裂爆破工作布置→准备(准备工具、材料、设备并进行支护、设备检查)→强化预裂爆破孔段支护→施工超前预裂爆破孔→回撤工具、设备、物料→装孔→爆破。
1.预裂爆破工作布置工序:方案交底→落实学习→布置施工工作
⑴由矿主管技术科把预裂爆破方案向采区交底并布置预裂爆破实施工作。
⑵由采区组织学习落实预裂爆破方案,使作业人员了解掌握预裂爆破工艺、工序、参数、标准、措施
⑶采区每班班前会必必需由技术员和值班队长认真安排预裂爆破工作,讲清讲透交待清楚。
2.准备工序:配备工具、材料、设备→检查
⑴准备好所必需的工具、材料、设备,并在超前预裂爆破打孔处按标准化要求分类码放整齐,收拾干净打孔四周的杂物、浮煤浮矸
⑵检查支护和设备是否完好,发现问题马上处理好。支护和设备不完好不准打孔作业。
3.强化预裂爆破孔段支护:采纳液压单体强化支护,或对原先失效单体重新补液或改换,必必需先支护后作业,必必需支护有效可靠。
4.施工超前预裂爆破孔工艺:测设孔位→剪网口→稳钻→上钻头钻杆→试机→钻进→退钻杆→回撤钻机钻杆。
⑴由采区技术员在现场依据预裂爆破方案测设标定预裂爆破孔位置。
⑵按标定的孔位剪网,剪网口尺寸为25*25cm,并挖干净网口的活煤活矸。
⑶稳钻,按预裂爆破孔方位角度把打孔钻机稳定在打孔的位置,用测角仪实测,直到符合规定值。钻机必必需牢固可靠。
⑷上钻头上钻杆,必必需停机上,严禁开机上,钻头钻杆上牢固。
⑸开机试机空转一次,发现问题马上停机处理。
⑹开机钻,进按钻机操作规程操作。
⑺退钻杆,必必需停机人工退钻杆,退下的钻杆必必需码放整齐,严禁乱扔乱放不得影响行人。
⑻回撤钻机钻杆,每孔打完后马上停电把钻机钻杆搬运到下一个孔位置施工。
5.回撤工具、设备、物料工艺
当每排孔打完后,及时回撤工具、设备、物料,搬运到下一排爆破孔处分类放整齐。
6.装孔工艺:检查瓦斯→验孔→制作引药→装药→封孔→收，即打完一排孔及时装完一排孔,严禁打孔装药同时进行,采纳装药车装乳胶基质炸药,使用煤矿许可毫秒延期电雷管。
⑴检查瓦斯,装孔前先由瓦斯检查员检查瓦斯,瓦斯超限不准装孔作业。
⑵验孔,装药前先验孔,检查孔内的温度、孔深、角度、方向, 计算装药量确认无误后方可进行装药,检查装药工具及作业环境,作业环境四周气体是否正常,顶板与帮是否完好,装药地点是否有障碍物,检查炮杆子是否完好,根数是否够量,装孔前先清理干净孔内的残渣,准备好装孔的工具和炸药及炮泥。
⑶制作引药,必必需避开带电导体和设备,在支护完好处制作引药, 禁止在带电物体四周制作引药。必必需先将雷管脚线短路,用绝缘胶布包好,每个引药装两发电雷管,从筒状炸药雷管孔插入并用雷管脚线缠绕紧,制作完毕后应由专人看管。
⑷装药，采纳装药车装乳胶基质炸药，每孔装3两个引药,6发雷管。严格按照制定装药量进行装药,不得随意增减装药量。炮眼内发现异常、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、温度骤高骤低等状况,不得装药,炮眼内煤、岩粉没有清除干净,不得装药,发现炮眼缩小、坍塌或有裂缝,不得装药。没有合乎质量和数量要求的封泥,不得装药。未检查瓦斯,或装药地点四周20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,不得装药。
⑸封孔,采纳人工装黄土炮泥和玛丽散封孔,把黄土装入塑料袋中填满填实,把口封好,每孔炮泥长度不得小于6米,炮泥捣紧，然后用2-3袋玛丽散强化封孔质量。封泥时要防止母线挤断或挤破线皮造成短路或拒爆。严禁用可燃物材料做炮泥严禁用煤粉、块状材料做炮泥。
⑹收尾,母线另一端应先进行短接用绝缘胶布包缠紧,将包好母线放入孔内储存好。填写装孔记录,记录好现场的装药量,孔深、孔径、孔数、雷管的使用量,记录装药时间、地点、封泥量。清扫装药现场,清理工具及垃圾。恢复装药现场的标准化工作。装药各种器具归位,在工作面现场盘点炸药与雷管的数量,严格按清退制度将火工品送回炸药库与库工核实。
7.爆破工艺:检查瓦斯→强化支护→导通测试→连线→撤人设警岗→接线→起爆。依据采区进度或采区通知进行爆破,采纳正向爆破,距工作面煤壁10-15米时进行起爆爆破。连线方式为孔内并联,孔与孔之间串联,起爆方式为发爆器起爆。
⑴检查瓦斯,起爆前必必需由专职瓦斯检查员检查瓦斯未检查瓦斯,或装药地点四周20m以内风流中瓦斯浓度达到1％时,严禁起爆。
⑵强化支护,工作面液压支架支护到位,护帮板伸出紧贴煤壁,对 端头支护和两巷超前支护单体重新升压,爆破点20米内打单体进行双排支护。
⑶导通测试,由专职爆破员进行对雷管母线和起爆线用专用仪表或发爆器测试,发现问题马上处理。
⑷连线,采纳孔内并联,孔与控串联方式连线。
⑸撤人设警岗,指定专人包区域撤人,把本工作面和影响区域的人员全部撤出到进风巷起爆点外,起爆点距爆破点距离不得小于200米,指定专人包区域在起爆安全距离外所有进入爆破点的通道口设警岗。
 ⑹接线,接线前盘点确认人员去向后,由爆破员接线。
     ⑺起爆,起爆前必必需用 向矿调度汇报请示,待接到调度室起 爆指令后,确认无问题时进行起爆。起爆15分钟后,从进风巷进入爆破地点和工作面检查瓦斯、支护、巷道、工作面垮冒状况,并收掉起爆线,发现问题马上组织处理,无问题后恢复采面生产作业。
    四、超前预爆破安全技术措施
依据作业现场危险源辨识进行风险评估。
任务描述：

1
实施工艺前准备工作
2
钻孔前准备
3
钻孔
4
运药
5
装药
6
人工封孔
7
爆破前顶板检查
8
爆破
9
爆破后检查