底板瓦斯抽放巷聚能爆破方案.doc

大平煤矿21081底板抽放巷穿层钻孔
聚能爆破增透方案

防 突 科
八月二十七日

21081底板抽放巷穿层钻孔
聚能爆破增透方案

目前，根据21081底板抽放巷巷帮钻场内施工的穿层钻孔预抽情况及21中四车场煤巷掘进期间预测指标情况，为进一步增强区域消突效果，提高21081底板抽放巷穿层钻孔抽放效果，实现21061下付巷安全、快速掘进，经研究决定在21081底板抽放巷进行穿层钻孔聚能爆破实验。为保证聚能爆破实验工作安全有序的进行，特制定如下技术方案：
一、巷道概况
21081底板抽放巷地面标高+266m～+312m，工作面标高-95m～-35m，地表位置处在工业广场，关庙沟以南，石道河以西，地面起伏较大，西低东高，北低南高；井下位置北接21轨道下山、21专回等两条下山，南至21采区边界。
21081底板抽放巷设计巷道长度520m，实际掘进534m，采用11m2锚喷支护，每30m布置一个抽放钻场，高3.2m，宽3.6m，深4m，共施工10个抽放钻场。该巷自2023年12月开始施工钻场穿层抽放钻孔，截至2023年7月底，共施工抽放钻孔357个，其中1#、2#、3#、4#、5#钻场各35个，6#、7#、9#钻场各49个，10#钻场以里施工巷帮钻孔35个。钻场最上及最下排钻孔终孔位置在21061下付巷沿煤层倾向方向上下各15m位置。钻孔见煤平均岩孔长度为35m，平均穿煤长度为10m，钻孔总进尺为11007m，其中岩孔7567m，煤孔3440m。2023年2月份开始联网抽放，12寸孔板流量计平均瓦斯浓度11%，平均混合流量为15m3/min，截至2023年7月，共抽放瓦斯纯量440043.84m3。
二、组织措施
2.1、为保证实验工作的安全顺利进行，特成立21081底板瓦斯抽放巷穿层钻孔聚能爆破实验领导小组：
组 长：秦法秋
副组长：吴明森 孟凡新 郑治国 刘际宏 王建伟
成 员：秦俊宾 汪须堂 王盈州 宋瑞敏 陈 浩
李永生 王海乾 李江锋 景保华 贾长松
张伊辉 王卫峰
2.2、领导小组职责：
2.2.1由领导小组负责组织人员编制和修改《21081底板瓦斯抽放巷穿层钻孔聚能爆破实验方案》，并组织人员现场实行。
2.2.2在现场执行方案过程中，负责派人到现场跟班指导，保证实验施工的安全性。
2.2.3负责收集资料，对比分析采用措施前、后煤层透气性、钻场内钻孔瓦斯抽放浓度及流量的变化情况，并归纳分析、总结实验的效果。
2.2.4根据实验情况由领导小组人员组织编制实验阶段性总结报告，以修改完善实验方案。
2.2.5负责协调解决实验过程中的物资供应及相关问题。
三、聚能爆破方案
3.1聚能药包结构
3.1.1实验采用双面对称线性聚能装药结构为研究对象,详见剖面图1。

3.1.2每节药卷长200mm，装药直径40mm，聚能槽选用楔形，聚能槽长13mm左右，厚度1mm，楔形槽顶角85°～95，套管为定制的直径40mm，厚度1.5mmPVC管。
200mm
楔形聚能槽
85°～95°
13mm

图2 线性聚能槽结构图
3.2实验材料
3.2.1炸药选型：乳化炸药。单卷炸药参数：长200mm，直径40mm左右，重量0.22kg。
3.2.2雷管选型：选用1段煤矿许可瞬发电雷管，额定值≤6.0欧，选用阻值4.0-4.2欧。
3.2.3深孔预裂管选型，直径40mm抗静电PVC管（m）。
3.2.4放炮母线采用2×1.5mm2电缆；长脚线采用2×0.5mm2胶质线。
3.2.5水泥、沙浆（kg）。（详见如下材料明细表）
聚能爆破材料明细表
序号
材料名称
规格
单孔数量
总用量
1
炸药
Kg
11.25
200
2
雷管
（4.0-4.2Ω）发
16
260
3
放炮母线
（2*1.5mm2）m

300
4
胶质线
（2*0.5mm2）m
30
200
5
双抗PVC管
（Φ40mm*2023）m
16
300
6
铝箔三角条
m
16
300
7
镀锌钢管
（Φ10mm*3000）m
36
580
8
塑料管
（Φ10mm）m
2
40
9
透明胶带
8#
1
16
10
聚氨酯
Kg
2
40
11
防水电胶带
卷
1
16
12
水泥
T
0.125
2.0
13
砂子
T
0.1
1.5
14
炮土
T
0.125
2.0
3.3爆破施工方案
3.3.1 钻孔施工：在施工聚能爆破孔前，先观测巷帮钻场内预抽钻孔瓦斯流量和瓦斯浓度情况。然后，按设计规定施工爆破钻孔，聚能爆破炮眼采用液压钻机、ф75mm钻头施工，炮眼打好后及时将炮眼内的煤粉清除干净。
3.3.2聚能爆破执行方案：分别在21081底板抽放巷钻场两侧5m处向21061工作面下巷布置位置施工直径75mm穿层爆破孔进行聚能爆破实验，实验钻孔设计参数见表1，钻孔布置见图3，一方面，在3#钻场两侧施工爆破孔A1、A2，之后根据A1 、A2爆破孔的效果再拟定其他钻场间的爆破孔A3、A4、A5 、A6····A16的实行方案。爆破效果的考察是运用巷帮钻场内施工的穿层钻孔上安装的孔板流量计进行观测爆破前后瓦斯抽采参数。
表1 爆破孔设计参数

编号
开孔位置
水平夹角（度）
倾角（度）
预计岩孔长
（m）
预计煤孔长
（m）
A1
3#钻场以外5m
垂直巷帮
19
29
15
A2
3#钻场以里5m
垂直巷帮
19
29
14
A3
4#钻场以外5m
垂直巷帮
20
30
15
A4
4#钻场以里5m
垂直巷帮
21
30
14
A5
5#钻场以外5m
垂直巷帮
23
30
10
A6
5#钻场以里5m
垂直巷帮
24
31
13
A7
6#钻场以外5m
垂直巷帮
31
32
11
A8
6#钻场以里5m
垂直巷帮
32
33
11
A9
7#钻场以外5m
垂直巷帮
33
33
11
A10
7#钻场以里5m
垂直巷帮
34
34
10
A11
8#钻场以外5m
垂直巷帮
35
34
8
A12
8#钻场以里5m
垂直巷帮
34
34
8
A13
9#钻场以外5m
垂直巷帮
36
34
9
A14
9#钻场以里5m
垂直巷帮
40
36
9
A15
10#钻场以外5m
垂直巷帮
46
40
10
A16
10#钻场以里5m
垂直巷帮
50
43
11

3.4装药
3.4.1聚能爆破实验地点所用炸药，由救护队负责安排救护队员进行运送，保证炸药运送安全。
3.4.2爆破段孔深为该钻孔的穿煤长度减去2m，剩余的未装药部分所有封孔，考虑个别钻孔穿煤段较长，规定装药段长度最长不得超过10m。
3.4.3爆破钻孔施工完毕后，要及时进行装药工作。装药前，保证孔内无煤粉堆积，若有煤粉堆积必须用压风管清除炮眼内煤粉；
3.4.4装药方法：采用深孔预裂管装药，炸药卷与炸药卷之间必须彼此接触，所有预裂管捆绑在一根10号铁丝上，引出孔口，捆好预裂管并连线后，依次送入炮孔，直达孔底。最后一根PVC管的顶推连接着4分探杆的前端。装药方法见图4。
3.4.5联线：深孔预裂管内的2个雷管并联连接，联线工作由实验领导小组安排专人现场跟班，并由通风队安排专职放炮员进行连线作业，每个接头必须用绝缘胶布包扎，脚线与放炮母线的接头及放炮母线必须悬空吊挂，避开淋水和其他导电体。
3.5封孔
3.5.1封孔的方法：如图5所示采用水泥、沙浆进行封孔。用Φ10mm镀锌钢管做成的探杆将预裂管推顶到预定深度时停止顶推，此时在钻孔孔口安装Φ10mm塑料管作为注浆管，同时将Φ10mm镀锌钢管固定作为回浆管使用，并采用聚氨脂对孔口封堵，封孔段长度为0.5m。待聚氨酯封孔剂起作用后，开始向孔内注浆，当回浆管出现返浆时要立即把注浆管和回浆管口部封实，然后采用炮土将钻孔口部填实。

3.6起爆
3.6.1现场引爆器材选择：选用MFD-200型发爆器（或MFB—150型）引爆能力200发，脉冲电压峰值2800伏，允许最大负载电阻1220欧。起爆器测量爆破网路电阻值，发爆器准爆能力应远远大于爆破网路电阻。
3.6.2引爆方法：每个预裂管由双电雷管并联同时引爆；引爆方式为正向引爆。电雷管连接方式为串并联，预裂管之间的连接方式为串联，每个预裂管中的电雷管为并联。根据实际情况，可选择两个爆破孔并联，同时引爆。
3.7增透效果考察
3.7.1考察方法：钻孔抽采参数对比，即爆破前后，钻孔抽采参数的对比。
3.7.2爆破前预先测定爆破孔前后钻孔抽放参数，爆后根据瓦斯浓度测3～7天数据，瓦斯浓度衰减呈现有规可循状况时，可适当延长测量时间。
3.7.3测定参数：瓦斯浓度、流量相关参数。
四、安全技术措施
4.1钻孔施工安全技术措施
4.1.1聚能爆破孔要严格按照设计规定施工，抽探队要安排副队长以上人员进行跟班，并携带相关的量具现场把握钻孔施工参数，保证施工质量。
4.1.2打钻地点必须保证支护完好，顶帮锚喷体无片帮、脱层现象，同时在施工期间要注意观测支护情况，保证施工安全。
4.1.3固定钻机要稳牢，防止钻机运营过程中，因钻机位置变化，影响钻孔施工质量。
4.1.4钻机回风侧1.0m范围内要悬挂一台瓦斯便携仪，监测钻孔施工期间瓦斯浓度，瓦斯便携仪报警时要立即停钻。
4.1.5施工钻孔过程中，瓦斯检查员要加强对打钻地点附近钻场及其巷道内的瓦斯进行检查，当瓦斯浓度达成1%时，停止作业，达成1.5%时，立即停止作业、撤出人员、切断电源，并向矿调度中心报告。
4.1.6钻工上岗前，必须衣帽整齐，袖口、衣扣扣好，严禁戴手套，防止钻机绞人；打钻过程中，操作人员要精力集中，做到操作稳准，接（卸）钻杆时，要注意安全，严防钻机绞人，工具伤人。
4.1.7机电方面严格执行《煤矿安全规程》第445、446、447条的规定。即：
第445条 井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。
检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时，再用与电源电压相适应的验电笔检查；检查无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。
第446条 操作井下电气设备应遵守下列规定：
（一）非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。
第447条 容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。
4.1.8钻孔施工时，每隔5m钻机要空转（或后退）2-3min，尽量向外多排钻粉，便于装药、封孔；成孔后起钻时，要放慢速度，不准停风。
4.1.9每个钻孔施工时，钻机负责人必须在现场做好钻孔原始参数记录（涉及：开口位置、倾角、施工深度及施工时的异常情况等），并及时向防突科报告。
4.2 装药安全技术措施
4.2.1装药工作必须固定人员，参与装药工作的人员要分工明确，各负其责，互相配合，共同协作。
4.2.2认真执行“一炮三检”瓦斯管理制度，严禁瓦斯超限作业。
4.2.3聚能爆破必须保证导线连接可靠。装药结束封孔前要进行测试网络电阻，若不符合起爆条件时严禁封孔。
4.2.4聚能爆破孔钻孔完毕后，要及时进行装药工作，装药前，保证孔内无煤粉堆积，若有煤粉堆积，必须用压风管清除炮眼内煤粉。
4.2.5预裂管要捆绑结实，并固定在一根10号铁丝上，引出炮眼口，防止装药时出现故障。严格执行图3附注。
4.2.6装炸药时，要缓慢进行，装药人员要互相配合好，严防折断或损伤脚线，导致拒爆。
4.2.7使用的电雷管必须通过测试，阻值在4.0-4.2Ω之间，雷管角线与2×1.5m㎡角线连接时，要用细砂布打磨每个线头，用绝缘胶布包扎好每个接头，并把接头牢牢固定在预裂管末端，防止装药时，损坏角线或抽出电雷管。
4.2.8装药过程中，若出现煤粉（块）堵塞炮眼装药不到底时，要拉出预裂管（炸药），然后用压风清除。不能清除时，该孔不得装药。
4.3 封孔安全技术措施
4.3.1由抽探队负责按规定连接注浆管路，管路连接处要有防脱装置，严防注浆管滑脱伤人。注浆时，水：水泥：砂子的质量比为2：4：3。
4.3.2用聚氨酯固定注浆管及回浆管时要细心操作，严防损坏放炮脚线。
4.3.3每次注浆封孔作业前（后），要及时把注浆泵及其注浆连接管路清理干净。
4.4 起爆安全技术措施
4.4.1聚能爆破钻孔爆破前钻孔内浆液必须充足凝固，注浆后凝固时间不得低于48小时，否则不能进行起爆。
4.4.2放炮母线与角线连接必须由专职放炮员进行，每个线头必须用细砂布打磨，接头用绝缘胶布包好，并悬空挂好。
4.4.3放炮器要使用固定放炮器，每次放炮前必须更换新电池，保证发爆能力。
4.4.4放炮前，要用导通表进行整个电爆网路的导通测试。每次放炮前，放炮母线线头要用细砂布打磨，与放炮器接线柱连接时，要接触完全，并压紧。
4.4.5严格执行“三人连锁”放炮制度。连线前，放炮母线必须扭结短路。放炮母线的敷设必须指定专人负责，并避开淋水和导电体。接头部位必须使用两通，不准有明接头。
4.4.6放炮前，必须切断21081底板抽放巷、21中三车场、21中四车场及21皮带下山巷内所有非本质安全型电器设备电源。
4.4.7放炮前，21081底板瓦斯抽放巷、21中三车场、21中四四车场及21皮带下山作业人员必须所有撤到作业地点反向风门以外进风流中A、B、C、D位置（撤人警戒位置详见附图），其中A位置为聚能爆破的放炮操作位置。进行警戒时，规定每条撤人路线上由施工地点现场负责人安排专人把口警戒，并由各作业地点安检员负责确认各地点人员撤离及把口警戒情况，警戒人员未接到撤岗告知不能擅自离开；放炮员接到所有撤人、警戒完毕告知后方可进行放炮作业。
4.4.8放炮前必须与矿调度室联系，确认回风系统内无人员时方可放炮。
4.4.9放炮器充电要充足，放电要果断，严禁二次拧放炮器。放炮器放电后，要立即取下放炮母线，并扭结短路。
4.4.10放炮后15分钟，由放炮员使用导通表进行导通实验，拟定炸药是否爆炸。放炮后30分钟，且回风侧瓦斯浓度小于1%时，方可进入人员检查爆破安全情况，确认无疑常时可恢复21中三车场、21中四车场及21皮带下山等地点的掘进作业。
4.5 解决拒爆安全技术措施
4.5.1由于连线不良导致的拒爆，重新连线爆破。
4.5.2因装药不良、引爆故障导致的拒爆。由防突科根据拒爆孔施工参数，标注在比例尺1：500的工作面平、剖面图上，标清具体位置和钻孔各参数，一式两份，交给地测科一份，当掘进工作面掘进至距拒爆孔30m时，由防突科和地测科联合下达《拒爆解决告知书》，告知总工程师、通风科、安全质量监察科、煤巷队、通风队及相关科室，由矿总工程师组织有关人员和单位编制《拒爆解决安全技术措施》，并认真贯彻执行。
4.5.3拒爆孔未解决之前，严禁在该孔周边20m范围内进行打钻施工。
4.5.4拒爆孔外漏角线要扭结短路，用自粘绝缘胶带包好悬空吊挂在孔口。
4.5.5拒爆孔孔口要悬挂醒目的志牌，内容涉及：孔深、方向、角度、装药量、装药长度、施工人、装药人、装药日期等，并有醒目的“危险”字样；由安检员负责定期检查牌板，保持清洁、醒目。
4.6 其它安全技术措施
4.6.1通风科要加强聚能爆破地点通风系统、通风设施管理，保证实验地点有足够的风量。
4.6.2瓦斯检查员要加强实验地点瓦斯检查工作，严禁瓦斯超限作业。
4.6.3抽探队机电维修工要加强实验地点电气设备管理工作，保证设备完好，杜绝电气失爆。
4.6.4通风科负责在爆破地点回风侧安装一台瓦斯传感器，瓦斯浓度报警、断电值为0.7%，断电范围为巷道内所有非本质安全型电气设备，并做好平常调试、标校工作，保证可靠运营。
4.6.5防突科负责把每个抽采聚能爆破孔施工参数、爆破参数及施工日期，标注在比例尺1：500的工作面平、剖面图上备案。
4.6.6施工地点由抽探队安装一组供5-8人使用的压风自救装置，供风量不得小于0.1m3/min。
4.6.7使用的炸药、电雷管要进行认真检查，严禁使用过期、失效、变质爆破材料。
4.6.8每次聚能爆破工作结束后，抽探队要设专人检查、维护爆破影响范围内的每个抽放孔，以防聚能爆破时破坏抽放孔，导致漏气。
4.6.9所有参与聚能爆破实验工作的人员，都必须认真学习《21081底板抽放巷聚能爆破增透方案》，并考试合格。
4.7 火灾和瓦斯事故避灾路线：
4.7.1在21081底板瓦斯抽放巷3# 、4#、5#、6#钻场施工期间避灾路线：事故地点—21081底板瓦斯抽放巷—21中四车场—21轨道下山—21轨道联巷—西大巷—副井底—平地。
4.7.2在21081底板瓦斯抽放巷7# 、8#、9#、10#钻场施工期间避灾路线：事故地点—21081底板瓦斯抽放巷—21081底板瓦斯抽放巷联巷—21岩石下山—21岩石下山上平台联巷—西大巷—副井底—平地。