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神木嘉元煤业有限责任公司嘉元煤矿12101综采工作面切眼初次放顶施工设计报告编制单位：编制：时间：2014-04-0112101综采工作面切眼初次放顶施工报告会审表会审时间地点主持人组织单位施工单位编制人参加会审人员科室/单位签字时间会审意见矿长总工程师生产副矿长安全副矿长机电副矿长综合办生产科安检科嘉元煤矿12101综采工作面切眼初次放顶施工报告意见汇总目录一、放顶工作的目的二、地质条件三、12101综采工作面切眼顶板深孔预裂设计四、放顶前的要求五、放顶工作六、安全措施七、强制放顶材料计划表八、《1-2煤12101工作面孔深欲裂爆破施工示意图》九、《1-2煤12101工作面初采强制放顶布置图》1-2煤12101工作面初次放顶设计施工报告一、放顶工作的目的煤矿综采初采切眼强制放顶方案采用深孔预裂爆破，初采时通过对切眼岩石顶板进行深孔预裂爆破工程处理，可以缩短初次来压步距，减少老顶初次来压时的自然冒落面积，降低初次来压的强度和初次来压形成飓风的可能性，以及减小对工作面人员、设备、通风设施的威胁与破坏，达到综采面安全回采的目的。二、地质条件1、矿区地质简介根据《陕西省神木县嘉元煤业有限责任公司煤矿(整合区)勘探报告》所述嘉元煤矿地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区，榆神府浅埋区，神木县Z71整合区。位于陕北侏罗纪煤田榆神府找煤勘探区的东北角，陕蒙交界处，矿区地层总体为北西缓倾的单斜构造，倾角1°左右，坡降一般5-17‰。矿区没有岩浆活动，在279和ZS5号钻孔之间的活鸡兔沟南侧无名小沟内有一走向NW～SE，断面倾向SW，倾角约70，断距5m的小断层。嘉元煤矿矿区含煤地层为中下侏罗统延安组上层，含煤地层产状平缓，呈近水平产出，无岩浆岩侵入，构造复杂程度属简单类型。地表地形起伏较大，区域性沟谷较发育，为侵蚀性丘陵及风成砂丘陵地貌特征。无论是从盆地成因还是盆地现在保存状态来说，中生界(代)Pz侏罗系（纪）J中统延安组上层都是侏罗系聚煤盆地和含煤地层的基底。本矿主采1-2煤层埋藏在侏罗系地层中，1-2煤层属于浅埋藏、基岩较薄的近水平煤层，煤层的赋存条件好，顶板属中等稳定型。覆盖厚度175.35～195.63m，平均覆盖厚度185.49米。地层总体形态呈走向NNE，倾向NWW的单斜构造。从煤层底板等线图上可以看出，整合区呈“马鞍”状起伏。总的趋势为轴向NE的马鞍型构造。马鞍型构造轴向为近NE，NE部倾角为1.5°，WS部倾角为1.4°；两翼近NW向，NW方向倾角为1.3°，ES方向倾角1.8°。受断层F1的影响，F1断层南部地段为一极为平缓的单斜构造，轴向近NE，倾向角小于1°，ZS9号钻孔上覆岩石约153.29米，直接顶为中粒砂岩，灰白色，主要成分以石英为主，长石次之，分选中等，钙泥胶结，夹有镜煤条带，层面富集炭屑，可见黄铁矿结核。12101综采工作面长250米，切眼处直接顶厚度18.20米，老顶为灰白色，主要成分以石英为主、长石和云母次之，分选中等，次圆状，泥质胶结夹有镜煤条带，局部见有泥质包体，直罗组底界。中砂岩和细砂岩或砂质泥岩，灰白色或白色，波状层理。见距工作面开切眼最近的《ZS9号钻孔柱状图》。三、12101综采工作面切眼顶板深孔预裂设计1、基本原则以破坏顶板的完整性为前提，对初次来压期间的顶板实施有效控制，使其尽早垮落;根据直接顶、老顶的厚度和施工条件的限制设计放顶方案，尽可能使其符合顶板岩层断裂失稳运动；充分利用矿压显现规律，为顶板控制服务；顶板处理高度的确定，应满足冒落岩石充满或基本充满采空区，对上覆岩层起支撑或垫层作用。同时，破坏老顶的完整性，使上覆岩层较易垮落，从而减弱了顶板垮落的冲击强度。2、炮眼布置12101工作面切眼强制放顶采用深孔预裂爆破，炮眼布置在距切眼副帮2.5米处，孔间距10m，呈“一”字型分布，共布置25个炮眼，炮眼总长度为892.5m，其中孔深35m的24个，垂深为20.07m，倾角为35º。孔深17.5m的1个，垂深为10.03m，方位角142º,倾角为35º。炮眼布置见《1-2煤12101工作面炮眼布置图》。3、爆破设计说明1.为了避免初次来压对工作面支架造成巨大的冲击载荷,提前破坏顶板的完整性,使其尽早垮落,减小初次来压的矿压显现强度,减缓初次来压对支架的破坏作用，决定在切眼中部250m的范围内进行深孔预裂爆破放顶，孔长35m，垂深20.07m。2．预期效果在第一爆破孔爆破后，机尾一号支架至五号支架后方顶板水平10m的范围垂直向上的2.32m中粒砂岩和9.38m炭质泥岩沿开切眼，平行向下垮落并为第二爆破孔掏槽。瞬时第二爆破孔爆破、第三爆破孔爆破、第四爆破孔爆破直到第二十五爆破孔爆破，支架后垂直向上20m内泥岩安照爆破顺序依次垮落。使上层18.20m中粒砂岩层悬空，在地压应力的作用下向下弯曲、变形、断裂形成破碎铰接弯曲带下沉，随着采煤工作面的向前推移，直接顶从工作面至开切眼的跨度不断增大，其弯曲下沉也不断增加，当跨度超过一定距离时，直接顶就不能支撑强大的地压压力，沿工作面长度方向垮落，垮落长度超过工作面的50%时就是直接顶初次来压。由于我们提前强制爆破放顶，使直接顶的初次来压时间缩短、压力减小不具有毁坏性。另外岩石具有破碎膨胀的性质，当直接顶垮落的厚度大于等于采高的2-4倍，直接顶垮落后就能把采空区空间填满。随着基本顶岩层的弯曲下沉与断裂，基本顶得到采空区直接顶破碎岩石的支撑，因而基本顶弯曲下沉与断裂幅度小，对采煤工作面影响也很小，采煤工作面基本感受不到基本顶的压力。3.炮眼中心线距切眼副帮2.5m处,孔间距为10m,呈一字形分布,共有25个。炮眼采用全液压钻机施工,钻头采用φ94mm合金钢钻头,成孔直径φ=100mm。施工炮眼时必须严格遵守该钻机操作及维护规程。4.炸药采用水胶炸药，药包规格为φ70×500mm，雷管采用煤矿许用毫秒延期电雷管，联线方式为串联，起爆方式采用延期雷管导爆索起爆，起爆器型号为MFB-200型。装药系数为0.75，每米炮眼装药量为3.4Kg,炮泥装填系数为0.2,炮泥采用粘土制作；因孔较深难免摩擦阻力过大装不到位，孔余留系数0.05，但炮泥一定要封严实。5.炮眼采用连续偶合方式装药,并采用双雷管,导爆索引爆,其中导爆索两端均延伸至炮眼底部,并用木塞固定。导爆索采用雷管引爆,两个雷管与孔外外露导爆索采用并联连接,放炮母线采用铜芯放炮线，必须绝缘良好,并且悬空吊挂；6.在工作面设备安装完毕,工作面推进4.5-5.5米左右，一次性将25个孔装药,（药卷提前装入PVC塑料管内）装药前必须清净炮眼,装药用φ70×3000mm的木制炮棍将药筒装入炮孔内，同时准备好逆止片和封口木塞防止药筒下滑。根据炮孔长度确定导爆索长度，导爆索只能用快刀切割，严禁冲击挤压，药筒要推至孔底，装紧装实，炮泥要充填密实，待工作面装药完毕再拉一次支架后放炮。由于炮眼多，孔眼较深落矸较多，为防止飓风，先从机尾掏槽眼开始起爆，可以提高爆破效果，保障作业安全。7.放炮采用段发雷管引爆导爆索。导爆索的连接：将同一炮眼两个雷管并联，然后在同母线进行串联。由于炮眼内装药较大，故要求警戒距离和放炮安全距离不小于200m。8.严格按照设计要求施工炮眼，并采取湿式打眼，（炮眼已经成形）；装药和放炮前必须切断工作面及两顺槽所有电器设备电源。9.放炮前必须对工作面和回风顺槽及整个回风系统内的煤尘进行彻底清洗，装药和放炮前必须对工作面和回风顺槽及放炮地点的瓦斯和煤尘浓度进行检测，如不符合放炮要求，严禁装药放炮。炸药雷管和导爆索装运执行《煤矿安全规程》第286～290条的有关规定；10.放炮前工作面及顺槽内所有检修工和辅助装药人员必须撤到距工作面1200m外的一采区辅运巷进风巷道顶板安全的地点，在每次爆破后检查12101回风顺槽和1-2煤南回风大巷风桥设施是否完好，用电话及时汇报调度室；炮烟经过的回风系统内所有人员必须撤出并设警戒，放炮人员必须在距放炮地点200m安全距离以外的进风顺槽躲避处进行放炮工作，井下放炮严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”；“一炮三检制”是装药前、爆破前、爆破后瓦检员都要检测爆破地点附近20米以内风流中甲烷浓度不超过1.0%；“三人连锁放炮制”指爆破前，爆破员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，下达放炮命令，并检查其他安全状况合格，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检查员，瓦斯检查员经检查瓦斯浓度符合安全规定后，将自己携带的放炮牌交给爆破员，爆破员发出放炮口哨进行爆破，爆破后三牌各归原主。11.放炮前工作面所有支架必须处于完好工作状态，各种阀组、液压缸、乳化液管及接头等必须完好，支架拉成一条直线，并要接顶良好，支撑力要求达到初撑力，通风风量和超前支护必须符合作业规程要求，否则不得放炮；12.整个放炮工作结束以后，检查通风设施和通风风量满足作业规程要求，有害气体和粉尘浓度经检测符合《煤矿安全规程》要求时，人员方可进入工作地点正常作业；13.矿成立放炮领导小组，统一协调指挥放炮工作；以上未尽事宜均按《煤矿安全规程》有关规定执行；四、放顶前准备1、通风要求：⑴由于初采期间顶板还没有跨落，造成了液压支架后部大量漏风。为了保证工作面的通过风量，在机头第1#架支架与煤帮之间及机尾第145#架支架与煤帮之间设置挡风帘，以减小采空区漏风。⑵要保证达到本矿12101综采工作面作业规程中所规定的12101综采工作面需要正常风量1319m3/min。2、工程质量为了初次放顶的安全生产，工作面生产时须沿底板推进，顶煤应根据切眼顶煤厚度900mm至少留设200～300mm。采煤机司机必须具有高度责任心和认真负责的工作态度，严禁割底、割顶，确保工作面的工程质量达到“三直两平”的要求。3、液压支架的支护状态放顶前，必须加强工作面各设备的检修工作，确保各设备处于完好状态。必须保证液压支架支护状态良好，各种阀组、液压缸、乳化液管及接头等必须完好，接顶严密，初撑力必须达到额定工作阻力80％的要求。及时移架，以利于顶板维护，支架成一条直线。超前支护必须符合本作业规程中有关要求，做好必要的防护措施，否则不得放炮。4、采煤机的停放位置初次放顶期间，采煤机停在机头处，并将滚筒降至底板。5、放顶装药，在装药组织上一定要严谨、细致，防止挤坏导爆索，封泥一定要密实，以提高爆破效果。6、炮工要按相关规定的要求提前分组装好爆破药筒；生产技术科组织人员在地面上进行井下装药前的准备工作，装药时，安通科须派专人监管火工品，严防丢失。7、炮工在装药前、装药过程中、运输过程中要有相关部门派专人盯管。运送炸药、导爆索及雷管的车底板要用木板衬垫，雷管、炸药必须分开单独运输。运送前必须通知调度室，由调度统一安排，避开人员集中上下井时间。装运过程必须有安监人员现场监控。保证装药质量及火工品的安全。五、装药工作12101综采工作面初放时的炮眼布置、装药、联线等工序必须严格按照天地科技嘉元项目部编制的《嘉元煤矿12101综采工作面初次放顶安全技术措施》要求进行。1、在工作面设备安装前，生产技术科已经安排综掘队严格按照《嘉元煤矿12101综采工作面切眼顶板深孔预裂爆破炮眼施工示意图》要求将炮眼打好，并在煤壁上清晰标出预裂爆破孔的位置编号。2、工作面安装完毕联合试运转推进过程中，带班矿领导和区队长必须密切观察顶板变化情况，等工作面推进到，支架后方达到设计要求宽度时，工作面停止推进，同时支架升紧达到初撑力后，开始进行装药工作，带班矿主要负责人、生产技术科、安通科人员现场监管，以保证装药质量及爆破效果。3、井下炮眼装药由副队长以上区队长带队组织班组长和本班人员进行装药并由相关的职能部门现场监督；装药不能与割煤平行作业，装药前必须有现场带班矿级负责人和安全员观察顶板，组织人员对工作范围内的顶板进行敲帮问顶，发现问题及时处理，保证作业人员的安全。4、往炮眼装药过程中，作业人员要求齐心协力，同时用力向上顶推，装药PVC管要与炮眼方向一致，避免PVC管折断，中途停顿时要防止药管从炮眼中溜出伤人，炮眼封水炮泥一定要封实，封口木楔要钉紧。5、水胶炸药、雷管及导爆索安装、运输按