一、重大危險源及有害因素辨識重大危險源及有害因素辨識表

二、礦井位置及工作面概況2.1礦井位置及工作面概況2.1.1礦井位置山西潞安集團左權佳瑞煤業(yè)有限公司北部與山西潞安集團左權阜生煤業(yè)有限公司相接、南部與山西左權突堤梅園煤業(yè)有限公司相臨，西邊為公共煤田(詳見(jiàn)圖2-1)，無(wú)越界開(kāi)采。

圖2-1山西潞安集團左權佳瑞煤業(yè)有限公司相鄰煤礦關(guān)系圖

2.1.2工作面概況及支護特征15101工作面地面位置距中央回風(fēng)立井井口西南550米左右。井下東面為+980水平軌道大巷、+980水平回風(fēng)大巷;西面未采;北面未采;南面為一采區專(zhuān)用回風(fēng)下山、一采區集中軌道下山、一采區集中膠帶下山、一采區集中回風(fēng)下山。具體工作面布置如圖2-2所示。

圖2-2 15101綜采放頂煤工作面巷道布置圖

15101綜采放頂煤工作面設計為雙U型通風(fēng)系統，順槽巷道分別為進(jìn)風(fēng)順槽、膠帶順槽、軌道順槽、回風(fēng)順槽、工作面切眼為內切眼、外切眼，外加高抽巷。其中進(jìn)風(fēng)順槽沿煤層頂板掘進(jìn)。膠帶順槽、軌道順槽、內切眼均沿煤層底板掘進(jìn)?；仫L(fēng)順槽、外切眼為底板巖巷。所有巷道為錨網(wǎng)加錨索支護。進(jìn)風(fēng)順槽、膠帶順槽、軌道順槽幫每排布置4根Φ20×L2000mm高強度螺紋鋼錨桿，頂板每排布置5根Φ20×L2400mm高強度螺紋鋼錨桿，兩幫及頂板均布置有鋼筋托梁?；仫L(fēng)順槽和外切眼兩幫每排布置2根Φ20×L2000mm的高強度螺紋鋼錨桿，拱部每排布置5根Φ20×L2400mm高強度螺紋鋼錨桿支護，兩幫及拱部均布置有鋼筋托梁。內切眼老塘幫每排布置4根Φ20×L2000mm高強度螺紋鋼錨桿，頂板布置10根Φ20×L2400mm高強度螺紋鋼錨桿，回采幫每排布置2根Φ18×L1800mm玻璃鋼錨桿支護，頂部和老塘幫布置有鋼筋托梁?；仫L(fēng)順槽和外切眼兩幫每排布置2根Φ20×L2000mm的高強度螺紋鋼錨桿，拱部每排布置5根Φ20×L2400mm高強度螺紋鋼錨桿支護，兩幫及拱部均布置有鋼筋托梁。錨索為MS-φ18.9-1-7300mm，配套使用300×300×16mm的拱形鋼托盤(pán)。高抽巷沿14號層掘進(jìn)，幫部每排布置2根Φ20×L2000mm高強度螺紋鋼錨桿，頂板布置3根Φ20×L2400mm高強度螺紋鋼錨桿，頂部布置有鋼筋托梁。各巷道支護狀況見(jiàn)表2-1所示。

表2-1 15101綜采放頂工作面各巷道支護情況表

2.2地質(zhì)概況2.2.1煤層情況井田內僅15號可采,其它均為不可采的薄煤層或煤線(xiàn)，現將15號煤層特征敘述如下：15號煤層，俗稱(chēng)“丈八煤”，位于太原組下段中下部,上距K2灰巖10.79～13.49m,平均為11.68m。煤層層位極其穩定,全井田分布,井田內12個(gè)鉆孔中均見(jiàn)此煤層,厚度5.00～8.57m,平均6.62m ,可采系數100%,是本井田唯一的可采煤層, 煤層結構較簡(jiǎn)單,含夾矸0-3層，一般1層，單層夾矸最厚可達0.37m。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為粉砂巖，底板一般為泥巖。該煤層為穩定的全井田可采煤層。15101工作面開(kāi)采煤層屬太原組下部的15#煤層，賦存穩定，煤厚變異較小，平均厚度6.33m，煤層傾角-4°～+3°，煤層結構較復雜。煤體以黑色、塊狀為主，粒狀次之，內夾黃鐵礦，呈團塊狀，煤質(zhì)為貧煤。普氏硬度系數f=3～5。

2.2.2頂底板情況15號煤層頂板：直接頂板：巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部相變?yōu)榉凵皫r及細粒砂巖。屬于不穩定～中等穩定頂板。砂質(zhì)泥巖：灰黑色，厚層狀，厚度5.65-10.50m，視密度2707kg/m3,含水率1.00%,自然抗壓強度為17.1-19.7MPa，平均為18.4;抗拉強度為1.24-1.85MPa，平均為1.54MPa，屬軟巖。

老頂：一般為石灰巖。石灰巖：灰色,中厚層狀,厚度5.00-7.85m,視密度2707kg/m3，含水率0.04%，自然抗壓強度為32.0-36.4MPa，平均為34.2MPa，抗拉強度為2.26-2.74MPa，平均為2.51MPa，屬中硬巖石。

15號煤層底板，直接底板：巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖。

砂質(zhì)泥巖：深灰色、灰黑色,厚度2.40-5.50m，視密度2712kg/m3,含水率0.74%,自然抗壓強度為10.9-14.7MPa,平均為12.8MPa，抗拉強度為0.26-0.74MPa，平均為0.53MPa，屬軟巖。

老底：主要為中、細粒砂巖。

細粒砂巖：灰色,中厚層狀,厚度1.10-6.75m。結合其它鉆孔資料，屬中等堅硬-堅硬巖石。15101工作面煤層及頂底板巖層綜合柱狀如圖2-3所示。

圖2-3 工作面煤層及頂底板綜合柱狀圖

2.2.3區域地質(zhì)構造山西潞安集團左權佳瑞煤業(yè)有限公司總體構造為一東高西低的單斜，在此基礎上發(fā)育次一級的向斜、背斜。地層傾角均小于15°。

經(jīng)三維地震勘探有小的斷層存在，本區內發(fā)現有兩條大于20m的斷層，且均位于井田邊界附近;其余10條均為小于20m的斷層。均為正斷層。

根據三維地震勘探結果，井下采煤時(shí)在井田東南角發(fā)現有4個(gè)大小不等的陷落柱(本礦區東部)，經(jīng)三維地震勘探，有陷落柱存在，共計大小不等26個(gè)。

15101工作面總體地勢東部高，西部低，局部地方底板可能出現起伏變化，煤層傾角在-11°～0°，在向斜及背斜轉折端會(huì )造成煤層及頂板裂隙發(fā)育，巖層破碎。

根根據三維地震資料顯示，回采過(guò)程中不會(huì )遇到大的地質(zhì)構造，但局部區域巖層存在起伏變化，且可能受到兩個(gè)與軌道順槽相距23m左右的X11、X12陷落柱的影響，存在小型牽引斷層。

2.2.4 地質(zhì)及水文地質(zhì)情況該工作面為一采區首采工作面，工作面煤層直接充水含水層為太原組巖溶裂隙含水層，該含水層賦水性一般較弱。15101工作面回采范圍內地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，局部地方底板出現起伏變化，形成小型向斜及背斜構造，在向斜及背斜轉折端會(huì )造成煤層及頂板裂隙發(fā)育，回采至該處時(shí)可能會(huì )出現涌水增大現象，向斜軸部在回采過(guò)程中還會(huì )形成積水區。我礦井奧灰水位為:+823-+825m，本工作面開(kāi)采最低標高為+923m，故目前不涉及承壓開(kāi)采。X11和X12陷落柱經(jīng)鉆探驗證不導水，高抽巷在掘進(jìn)至F3斷層時(shí)，不導水。在回采過(guò)程中，由于頂板自然脫落，造成裂隙發(fā)育，預計會(huì )破壞頂板K2、K3、K4三層含水層，但這三層含水層賦水性都較弱，且已經(jīng)打設頂板疏放水孔，及時(shí)完善排水設施保證正?；夭?。根據電法勘探顯示，15101工作面內無(wú)富水區域，15101工作面回采初期為了保證工作面正?；夭?，工作面內應加強排水設施管理，加強工作面排水能力，預防因頂板突然垮落，造成工作面涌水量增大而影響正?；夭?。根據地質(zhì)資料了解,15101工作面正常涌水量為10m3/h，最大涌水量15m3/h。

2.3瓦斯、煤層及自燃發(fā)火等情況2.3.1礦井瓦斯情況井田內15號煤層甲烷含量較高，根據本井田煤層的埋藏深度及鄰區生產(chǎn)礦井的瓦斯資料推測，本井田15號煤層為高瓦斯。

2.3.2煤塵爆炸危險性根據山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對山西左權佳瑞煤業(yè)有限責任公司風(fēng)井278米處采樣后進(jìn)行的煤塵爆炸性試驗，本次施工在佳瑞煤業(yè)井下工作面和補-1號孔采取的15號煤層煤樣由山西省煤炭地質(zhì)研究所進(jìn)行了煤塵爆炸性試驗，結果表明15號煤層煤塵有爆炸性危險。

2.3.3煤的自燃傾向性根據山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對山西左權佳瑞煤業(yè)有限責任公司風(fēng)井278米處采樣后進(jìn)行的自燃傾向性性試驗，本次施工在佳瑞煤業(yè)井下工作面和補-1號孔采取的15號煤層煤樣由山西省煤炭地質(zhì)研究所進(jìn)行了煤的自燃傾向性檢測，從檢測結果看，15號煤層自燃傾向等級為Ⅱ類(lèi)，屬Ⅱ類(lèi)自燃煤層。綜上所述，本井田15號煤層屬自燃煤層。

2.4采煤方法及回采工藝15101工作面采用傾斜長(cháng)壁后退式綜合機械化低位放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。工作面采用MG300/730-WD雙滾筒采煤機，采煤機截深0.80m;前、后運輸設備均采用SGZ-764/630型可彎曲刮板輸送機。工作面排頭(尾)架為ZTA6500-19.5/34型;中間架為ZF4800-17/32型;采用全部垮落法管理采空區;工作面走向長(cháng)度(切眼長(cháng))150m，工作面傾斜長(cháng)452-464m，工作面采高3.0±0.1m，放煤高度3.33m，循環(huán)進(jìn)度0.8m，放煤步距為0.8m，即“一采一放”為一個(gè)循環(huán)。

表2-2 15101綜采放頂煤工作面主要參數表

2.5工作面主要設備2.5.1工作面支架(一)放頂煤液壓支架(中間架)為ZF4800/17/32型，數量96架，布置于15101綜采放頂煤工作面切眼。

主要技術(shù)特征：

1、 型號 ZF4800/17/32

2、 支撐高度 1700~3200mm

3、 工作阻力 4800KN

4、 支架寬度 1420~1590mm

5、 立柱 單伸縮機械加長(cháng)(4根)

6、 支護強度 0.65Mpa

7、 立柱缸徑 Φ200mm

8、 立柱柱徑 Φ185mm

9、 支架操作方式 本架操縱

10、支架型式 四柱支撐掩護式低位放

11、泵站壓力 31.5Mpa

12、推移步距 800mm

13、支架中心距 1500mm

14、行程(前后立柱 ) 870/630mm

15、初撐力 3958KN

16、底板平均比壓 1.79Mpa

(二)、端頭(尾)支架：ZTA6500/19.5/34型，數量6架，布置于切眼。

主要技術(shù)特征：

1、 型號 ZTA6500/19.5/34

2、 支撐高度 1950~3400mm

3、 工作阻力 6500KN

4、 支架寬度 1520～1690 mm

5、 立柱 雙伸縮機械加長(cháng)(4根)

6、 支護強度 0.75Mpa

7、 立柱缸徑 Φ250/Φ180mm

8、 立柱柱徑 Φ235/Φ160mm

9、 支架操作方式 本架操縱

10、支架型式 四柱支撐掩護式低位放ax

11、泵站壓力 31.5Mpa

12、推移步距 800mm

13、支架中心距 1500mm

14、行程 1435mm

15、初撐力 6184KN

16、底板平均比壓 1.80MPa

2.5.2工作面其他主要設備表2-3 15101綜采放頂煤工作面配套設備技術(shù)特征表

2.6 工程概況15101綜采放頂煤工作面目前已安裝完畢，根據集團公司相關(guān)文件及主體礦要求，以及礦上安排，需要在初采前對頂板進(jìn)行預裂。根據工作面現場(chǎng)情況首先把支架前移，然后將尾梁收回，將尾梁上方的頂網(wǎng)按打眼位置要求剪開(kāi)，在后溜上方距切眼北幫0.5—1.2m處頂板進(jìn)行打預裂爆破孔、所有炮孔施工完畢后，然后進(jìn)行裝藥深孔爆破作業(yè)，最終達到頂板預裂要求。

三、頂板弱化處理方案3.1 主要設計參數根據理論計算和實(shí)踐經(jīng)驗結合工作面開(kāi)采情況，15101工作面初采前頂板預裂主要設計參數如下：

(1)頂板處理高度：開(kāi)切眼頂板處理高度13.5m，端頭最大垂直高度15.5m;

(2)孔徑75mm;

(3)炸藥密度：1194.265kg/m3;

(4)炸藥爆速：2800m/s;

(5)徑向裝藥不耦合系數：1.25;

(6)破碎區半徑為0.39～0.84m;

(7)裂隙區半徑為1.63～3.28m;

(8)孔距：4～6.0m;

(9)炮孔角度(水平仰角)：29～70°;

(10)封泥長(cháng)度：不小于炮孔長(cháng)度的20%～30%;

(11)抵抗線(xiàn)：大于4.8m。

3.2初始方案設計3.2.1炮孔布置工作面共施工炮孔27個(gè)，施工炮眼總長(cháng)591.1 m。其中：

(1)切眼爆破炮孔布置，150m長(cháng)的切眼共布置21個(gè)炮孔：

炮孔編號分別用數字：1、2、3、4、5、6、……20、21表示。炮孔軸線(xiàn)方向與切眼軸線(xiàn)方向平行，炮孔仰角如圖(炮孔仰角指炮孔與頂板之間的夾角)。其中1、2、3、4、5、6、……20、21炮孔均距開(kāi)切眼外幫0.5m～1.2m處頂板打眼(考慮頂板錨桿、錨索位置，可在次范圍內調整)，切眼切斷爆破中施工炮眼總長(cháng)456.72m。

(2)順槽破炮孔布置

①軌道順槽炮孔2個(gè)(用軌A、軌B表示)。其中：

軌A、軌B炮孔在軌順內幫布置，孔口均距切眼內幫7m;軌A孔口順槽頂板0m，軌B孔口距順槽頂板1m;炮孔軸線(xiàn)方向均與軌順軸線(xiàn)方向垂直，炮孔仰角分別為46°和37°(炮孔仰角指炮孔與頂板之間的夾角);炮孔長(cháng)分別為21.57m、25.00m。

②膠帶順槽炮孔4個(gè)(用膠1、膠2、膠A、膠B表示)。其中：

膠1、膠2炮孔孔口距運巷外幫0.3-0.7m，距切眼內幫的距離分別為7.5m、10.5m。炮孔軸線(xiàn)方向與膠順軸線(xiàn)方向平行，仰角分別為44°和50°(炮孔仰角指炮孔與頂板之間的夾角)。炮孔長(cháng)分別為20.9m、20.34m;

膠A、膠B炮孔在巷道內幫布置，孔口均距切眼內幫7m;運A孔口距巷道頂板0m，運B孔口距巷道頂板1m;炮孔軸線(xiàn)方向均與運巷軸線(xiàn)方向垂直，炮孔仰角分別為46°和37°(炮孔仰角指炮孔與頂板之間的夾角);炮孔長(cháng)分別為21.57m、25.00m。

工作面設計炮孔參數與裝藥量見(jiàn)表3-1所示。炮眼布置見(jiàn)附圖所示。

表3-1 15101綜采放頂煤工作面設計炮孔參數與裝藥量

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四、施工機具和火工用品4.1鉆孔施工機具工作面炮孔鉆機采用ZLJ-350煤礦用坑道鉆機3臺(即通常叫150鉆機，圖4-1，也可用采用ZYJ-270/170鉆機，圖4-2，或礦上已有鉆機，不管何種型號完成炮孔即可)。并配備Φ42mm鉆桿(長(cháng)1.5m鉆桿55根;長(cháng)1.0m鉆桿20根)，金剛石鉆頭10個(gè)，直徑75mm。預計此鉆機鉆進(jìn)15號煤層頂板砂巖速度為4～6m/h，頂板石灰巖鉆進(jìn)速度為2～3m/h。

4.2炮泥制作機具PN-A型炮泥機2臺(如圖4-3)，炮泥規格Φ60mm×200m，用沙子與黃土制作。

圖4-1 ZLJ-350電動(dòng)鉆機 圖4-2 ZYJ-270/170鉆機

圖4-3 PN-A型炮泥機

4.3火工用品種類(lèi)炸藥：爆破所用炸藥為三級煤礦許用乳化炸藥，藥卷規格為Φ60×500mm，1.5±0.3kg/卷。

雷管：雷管為煤礦許用8#毫秒延期電雷管。

導爆索：導爆索采用煤礦許用導爆索，導爆索是以太安、黑索金炸藥為藥芯、用棉線(xiàn)和塑料編織絲等作包纏物，并以塑料為防潮層組成，規格為Φ6.5±0.3mm，爆速≥6000m/s。深孔爆破爆破裝藥炮棍規格為Φ30×1000mm。所需的設備和火工品如表4-1、4-2匯總。

表4-1 15101綜采放頂煤工作頂板預裂所需設備及材料一覽表

4.4其它工具及材料預裂爆破需要用的其它工具及材料見(jiàn)表4-2所示

表4-2 爆破施工時(shí)所需其他工具

五、炸藥運輸工藝每個(gè)小班使用火工用品前，綜采隊根據當班使用量提前開(kāi)出火工用品領(lǐng)料單，經(jīng)生產(chǎn)技術(shù)部相關(guān)人員簽字，綜采隊爆破工直接到地面爆破材料庫領(lǐng)取，在保衛部、生產(chǎn)技術(shù)部、安監部人員的陪同下用人力運送到15101綜采工作面爆破警戒線(xiàn)以外的安全地點(diǎn)，由綜采隊派專(zhuān)職人員負責專(zhuān)門(mén)看管，爆破地點(diǎn)需要時(shí)，人工運送到裝藥地點(diǎn)。

六、巷道通風(fēng)15101工作面板預裂爆破作業(yè)必須采用全壓式巷道通風(fēng)。根據AQ1056-2008《煤礦通風(fēng)能力核定標準》每千克炸藥(三級煤礦許用)供風(fēng)量不小于25m3/min;

如果一次起爆一個(gè)孔最大炸藥量為54kg。計算可得工作面需要配風(fēng)量為：Q=25×A=25×54=1350 m3/min

式中 ：A—一次起爆炸藥量最大為54kg。

預裂爆破前要對工作面風(fēng)量進(jìn)行實(shí)測，風(fēng)量不足時(shí)進(jìn)行調風(fēng)以達要求。

七、作業(yè)程序、施工工藝、施工方法7.1作業(yè)程序抽采隊根據炮眼設計先行施工炮孔，炮孔施工完畢后，根據工作面現場(chǎng)條件，在條件具備的時(shí)候由綜采隊在太原理工大學(xué)指導下執行預裂爆破工作。

7.2鉆孔施工工藝7.2.1鉆孔施工勞動(dòng)組織1、兩臺鉆機，三班作業(yè)。

2、跟班隊干或班組長(cháng)1名，負責作業(yè)現場(chǎng)安全及該措施的執行。

3、每臺鉆機每班配備打鉆人員3名，負責鉆孔的施工。

7.2.2鉆孔施工機具參數打鉆選用ZDY-3200S型液壓鉆機，鉆機功率為37KW，額定工作電壓1140V，所用開(kāi)關(guān)為QBZ-120型礦用隔爆開(kāi)關(guān)，鉆桿φ73mm×1500mm，鉆頭使用φ75mm金鋼石復合片鉆頭，鉆機重2040kg。

7.2.3打鉆供電、供水、排水系統鉆機供電：鉆機電源由15101軌道順槽絞車(chē)開(kāi)關(guān)上引出。上級電源由電機車(chē)修理間臨時(shí)采區變電所高開(kāi)引出，通過(guò)15101工作面出煤巷3#移動(dòng)變電站1140V電源供電。

打鉆供水：打鉆用水由15101工作面軌道順槽靜壓水管路就近引出

打鉆排水：15101工作面切眼臨時(shí)水坑排至15101工作面膠帶順槽臨時(shí)水倉，由15101工作面膠帶排水系統排出。

7.2.4 鉆孔參數共施工鉆孔27個(gè)，分別用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、膠1、膠2、膠A、膠B、軌A、軌B表示，需施工鉆孔591.10米。開(kāi)孔位置為切眼頂板，距切眼老塘幫0.5-1.2m。鉆孔具體參數見(jiàn)附表7-1。

表7-1 15101綜采放頂煤工作面頂板預裂鉆孔參數表

7.2.5 鉆孔施工順序及編號管理鉆孔施工過(guò)程中要編號并掛牌，注明鉆孔相關(guān)參數，嚴格按照施工順序進(jìn)行施工，確保鉆孔深度及角度符合設計要求，從軌道順槽方面向膠帶順槽方向傾斜施工，分別用軌A、軌B 、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、膠1、膠2、膠A、膠B表示。

7.2.6作業(yè)步驟7.2.6.1鉆機安裝⑴ 在地面將鉆機、鉆桿、開(kāi)關(guān)及其它器材仔細檢查，確認完好合格，經(jīng)調試正常后方可裝車(chē)下井，運輸到15101工作面軌道順槽距切眼7米處。

⑵ 鉆機等器材裝車(chē)由地面嚴格按照運輸管理規定運到施工地點(diǎn)。

⑶ 作業(yè)前，抽采隊要提前與綜采隊取得聯(lián)系以便配合進(jìn)行打鉆作業(yè)。

⑷ 將作業(yè)現場(chǎng)清理平整，根據作業(yè)要求鋪設數層道木，道木之間要用8#雙股鉛絲捆綁牢固。