一、?工程與地質(zhì)概況
??????? 不連溝礦井隸屬內(nèi)蒙古蒙泰煤業(yè)有限責(zé)任公司，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗東部，行政隸屬準(zhǔn)格爾旗大路鄉(xiāng)，隔黃河北與托可托縣為鄰，東與清水河縣相望。不連溝礦井由沈陽設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1000萬噸/年，采用主、副平硐、兩立風(fēng)井混合開拓，單水平盤區(qū)式開采。其中進(jìn)風(fēng)井凈直徑6.0m，井深411.0m，井口設(shè)計(jì)標(biāo)高為+1273.5 m。
??????? 根據(jù)不連溝煤礦檢4號鉆孔柱狀圖所揭露的地層，井筒自上而下為第四系上更新統(tǒng)馬蘭組、第三系上新統(tǒng)、白系下統(tǒng)志丹群、二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組地層。
??????? 本次探、揭煤層屬于太原組6上煤層和6煤層，根據(jù)檢4號鉆孔柱狀圖可知兩煤層之間為深灰黑色的炭質(zhì)泥巖，其下部泥巖較厚含植物碎片，泥巖厚度為6.7m。 6上煤層厚1.8m，見煤深度為375.43m； 6煤層厚21.9m，見煤深度為384.96m。煤質(zhì)以暗煤為主，夾有少量亮煤，屬暗淡型煤，瀝青光澤。（附圖1：6上煤層和6煤層及頂?shù)装鍘r層地質(zhì)柱狀圖）
??????? 二、礦井瓦斯情況
??????? 根據(jù)井田詳查勘探中采集煤層鉆孔瓦斯樣統(tǒng)計(jì)分析，勘查區(qū)6號煤層自然瓦斯成份甲烷0.43-1.03%，二氧化碳為0-5.96%，氮?dú)?4.04-99.41%，為低瓦斯礦。瓦斯成分則以N2為主，屬二氧化碳-氮?dú)鈳А?br /> ??????? 三、井筒探、揭煤層施工方法
??????? 《不連溝煤礦井筒檢查孔勘查報(bào)告》提供的資料，不連溝煤礦為低瓦斯礦井，瓦斯成分則以N2為主，屬二氧化碳-氮?dú)鈳В瑥臋z3到檢4號孔的瓦斯情況分析，本礦井煤層的CH4含量非常低。本礦井周邊的礦井均為低瓦斯礦井，根據(jù)礦井地質(zhì)情況，進(jìn)風(fēng)井井筒所穿過的煤層為低瓦斯，礦井地質(zhì)條件屬簡單型。針對地質(zhì)情況，揭煤層時(shí)為了安全起見，施工時(shí)堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的原則，采取先鉆探煤、然后用光學(xué)瓦檢儀檢測探孔內(nèi)的瓦斯含量，并在鉆探過程中觀察孔內(nèi)的氣體涌出情況，對探孔施工情況和瓦斯涌出情況進(jìn)行分析，判定符合揭煤規(guī)定后，施工到煤層頂板上2m左右時(shí)采用震動(dòng)放炮一次揭露煤層。
??????? 1、鉆探煤層有兩種方案：
??????? ⑴采用FJD-6G型傘型鉆架，配6臺(tái)YGZ70型鑿巖機(jī)，用φ25mm中空六角鋼釬桿加工接長鉆桿（配φ55mm十字合金鋼鉆頭）打探煤眼。
??????? ⑵采用QKZ-100潛孔鉆機(jī)，配φ60mm×1.0m的鉆桿和φ90mm的鉆頭打探煤眼。
??????? 1.1當(dāng)井筒工作面掘進(jìn)到距被揭煤層頂板最小法距10m時(shí)，停止掘進(jìn)，利用傘鉆（潛孔鉆機(jī)）在井筒工作面上均勻打2個(gè)超前鉆孔，探明煤層的準(zhǔn)確位置，施工前必須完成下列準(zhǔn)備工作。
??????? ①探、揭煤施工前必須對井上下以及井口周圍20m進(jìn)行一次全面大檢查，對查出的不安全隱患立即整改后，方可實(shí)施探揭煤施工。
??????? ②探、揭煤施工時(shí)，井筒的通風(fēng)必須實(shí)行雙機(jī)雙電源，完善風(fēng)電、瓦斯電閉鎖。保持井筒的正常通風(fēng)。
??????? ③井口棚及井下各種機(jī)電設(shè)備必須防爆，各種保護(hù)（特別是漏電保護(hù)裝置）安全可靠。
??????? ④必須建立瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。
??????? 1.2探煤孔具體施工如下：
??????? ㈠利用傘鉆探煤
??????? 當(dāng)井筒施工至工作面距6上煤層垂距10m，即井深366.45m時(shí)停止井筒掘砌施工，根據(jù)井筒巖層傾向在工作面打2個(gè)探煤鉆孔，鉆孔布置在井筒中心，打眼采用FJD-6G型傘型鉆架，配6臺(tái)YGZ70型鑿巖機(jī)、φ25mm中空六角鋼釬桿（加工兩根接長釬桿）和φ55mm十字合金鋼鉆頭打眼。鉆孔超過煤層（6上煤層）500mm。探明煤層的準(zhǔn)確位置。在鉆探過程中要注意觀察是否有頂鉆、噴煤、噴瓦斯等現(xiàn)象，探孔打好后瓦檢員用光學(xué)瓦斯檢測儀檢測探孔內(nèi)的瓦斯含量，并做好記錄。如果打鉆過程中無異常現(xiàn)象，孔內(nèi)瓦斯含量低且無明顯涌出，即可判定煤層的瓦斯低無突出危險(xiǎn)，可正常進(jìn)行施工。
??????? 從打探煤眼開始每次掘進(jìn)打眼時(shí)，都要施工2個(gè)超前探煤眼，并檢測探眼的瓦斯情況。待施工到6上煤層頂板上2m左右時(shí)，打眼后除檢查探煤眼的瓦斯情況外，還要檢查打入煤層的炮眼的瓦斯情況，如果瓦斯情況正常，且工作面瓦斯?jié)舛刃∮?%，方可裝藥采用震動(dòng)放炮一次揭開煤層。揭煤施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”，探煤眼在放炮前用不燃性材料封實(shí)。
??????? 6上煤層和6煤層之間為6.7m，在井筒穿過6上煤層進(jìn)入炭質(zhì)泥巖施工時(shí)，采用同探、揭6上煤層的方法施工6#煤層，探明煤層瓦斯賦存情況和地質(zhì)情況。
??????? 如果工作面瓦斯?jié)舛瘸^1%時(shí)，必須停止作業(yè)；瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%時(shí)，立即停止作業(yè)，撤出人員，切斷工作面一切電源，加強(qiáng)通風(fēng)，進(jìn)行處理。
??????? ㈡利用潛孔鉆機(jī)探煤
??????? 當(dāng)井筒施工至工作面距6上煤層垂距10m，即井深366.45m時(shí)停止井筒掘砌施工，根據(jù)井筒巖層傾向在工作面打2個(gè)探煤鉆孔，鉆孔布置在井筒中心，利用主提鉤頭將潛孔鉆機(jī)下放到迎頭。下放鉆機(jī)前先將鉆孔位置用風(fēng)鎬找平，用風(fēng)錘在工作面打四個(gè)600mm深的眼，用800mm長的螺紋鋼錨桿配合加工好的槽鋼將潛孔鉆機(jī)的底座固定好，便可以上鉆桿進(jìn)行探眼。6上煤層和6煤層之間為6.7m，可以用潛孔鉆機(jī)一次鉆探，進(jìn)入6煤層10m。在鉆探過程中要注意觀察是否有頂鉆、噴煤、噴瓦斯等現(xiàn)象，探孔打好后瓦檢員用光學(xué)瓦斯檢測儀檢測探孔內(nèi)的瓦斯含量，并做好記錄。如果打鉆過程中無異常現(xiàn)象，孔內(nèi)瓦斯含量低且無明顯涌出，即可判定煤層的瓦斯低無突出危險(xiǎn)，可正常組織揭煤施工。
??????? 四、在6#煤層中施工
??????? 從檢4號孔資料來看6#煤層層厚為21.9m，井筒與總進(jìn)風(fēng)巷連接處硐室和井底水窩都在6#煤層中施工。施工過程中每個(gè)班的跟班班隊(duì)長都必須攜帶便攜式瓦檢儀，檢測工作面的瓦斯情況。工作面打眼時(shí)必須打一個(gè)超前探孔，裝藥前瓦檢員必須用光學(xué)瓦斯檢測儀檢測超前探孔的瓦斯含量，在工作面瓦斯?jié)舛刃∮?%時(shí)才能進(jìn)行裝藥連線放炮。
??????? 五、探孔測壓及瓦斯排放
??????? 在鉆探過程中如果出現(xiàn)頂鉆、噴煤、噴瓦斯等現(xiàn)象時(shí)，可采用潛孔鉆機(jī)將探孔穿透6煤大于10m的深度。打鉆終孔后立即封孔測壓，測定煤層的CH4壓力。
??????? 具體方法如下：
??????? （1）加工一根長度3.0m鍍鋅無縫鋼管，管徑Ф20mm，鋼管與圓形擋板焊一起，帶有絲扣接頭，作為測壓管。鋼管在擋板下端露出1.0m并開出一些小孔，擋板直徑Ф80 mm。
??????? （2）管口露出工作面0.5m，在孔內(nèi)先加入1.0m深的粘土，搗實(shí)后灌入加有速凝劑的水泥砂漿封堵，在管子上端接閘閥和壓力表經(jīng)24小時(shí)后測量壓力，并詳細(xì)記錄壓力上升與時(shí)間的關(guān)系，直到壓力穩(wěn)定為止，穩(wěn)定后的壓力即煤層瓦斯壓力。
??????? 若瓦斯壓力P＜0.74Mpa，煤層無突出危險(xiǎn)，可正常組織揭煤施工。若瓦斯壓力P≥0.74MPa，如有突出危險(xiǎn)，要打排放孔排放瓦斯。眼間距不大于1000mm，在控制斷面內(nèi)進(jìn)行均勻布孔，外圈鉆孔底距井筒輪廓線外不小于1500mm，排放孔穿透6煤深度大于10m，排放孔離測壓孔距離為1.0m左右，打排放鉆孔時(shí)，先打離測壓孔遠(yuǎn)的,再打近的。排放鉆孔布置見排放鉆孔布置圖（圖3）。自然排放24小時(shí)后，再測定煤層的瓦斯壓力P值，當(dāng)瓦斯壓力P＜0.74Mpa時(shí)，確定無突出危險(xiǎn)后，正常組織揭煤施工。
??????? 六、過煤層時(shí)的臨時(shí)支護(hù)
??????? 過煤層時(shí)，若煤巖破碎可采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)。掘進(jìn)荒徑按3550mm控制，錨桿為管縫式錨桿，錨桿間距為800×800mm的梅花型布置方式。金屬網(wǎng)為150×150mm網(wǎng)格，采用ф6mm鋼筋進(jìn)行加工。施工時(shí)先把金屬網(wǎng)放好,再向孔內(nèi)安裝錨桿，必要時(shí)進(jìn)行噴射砼支護(hù)，噴射砼強(qiáng)度C20，噴層厚度50mm。
??????? 七、震動(dòng)性放炮
??????? 當(dāng)工作面掘進(jìn)距煤層2m時(shí)，采用震動(dòng)性放炮揭開煤層，并保證一次揭煤成功。
??????? 1、爆破器材選用：
??????? 雷管選用1到5段毫秒延期電雷管，腳線長度6.0m,延期時(shí)間在130毫秒以內(nèi),符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。炸藥選用煤礦許用安全型炸藥。
??????? 2、爆破參數(shù)：
??????? （1）布孔原則：中間密、周圍稀、多層分布。巖眼、煤眼間隔布置，巖眼深度以距離煤層頂板200mm為準(zhǔn)，打入煤層的部分要有炮泥充填。煤眼要穿過煤層頂板500mm，所有炮眼都在炸藥與封口炮泥間裝2個(gè)水炮泥。
??????? （2）裝藥量：裝藥量為正常放炮時(shí)的裝藥量。正向裝藥。
??????? （3）起爆方式：和井筒基巖段相同。附：爆破圖表