40108工作面启封、回撤方案
陕西彬长郭家河矿业有限公司40108工作面启封、回撤方案
陕西彬长郭家河矿业有限公司
二〇一六年十二月二十五日
目录
一、成立启封、回撤领导小组 (1)
二、封闭区基本情况 (3)
1、工作面概况 (3)
2、封闭区设备情况 (3)
3、剩余工程量 (4)
4、封闭前采空区气体情况 (4)
5、封闭区闭墙情况 (4)
三、启封条件 (5)
四、启封方案 (6)
（一）第一阶段：启封前准备工作 (10)
（二）第二阶段：启封及排放瓦斯 (18)
（三）第三阶段：启封后其他工作 (21)
五、回撤方案 (22)
（一）回撤通道施工方案 (22)
（二）设备回撤方案 (25)
（三）回撤期间“一通三防”管理措施 (26)
（四）回撤期间防治水管理措施 (28)
六、启封、回撤期间应急处臵预案 (30)
（一）成立领导小组 (30)
（二）应急处臵预案 (32)
七、启封、回撤期间安全技术措施 (36)
40108工作面启封、回撤方案
2016年12月6日，40108综放工作面由于采空区CO异常，组织进行了封闭。为了保证工作面启封及安全顺利回撤，特制定本方案。
一、成立启封、回撤领导小组
为了确保40108工作面封闭区安全顺利启封，矿业公司成立启封领导小组：
组长：焦小年、樊焕章
副组长：胡增全、贺海鸿、赵华全、冯弘、刘海成、张涛、张成
成员：任军产、袁西亚、汪虎、席国军、刘东
张建军、郝宝利、董甲武、王宁、王西平
苗军林、左冰、郑宜林、魏华、刘非
白天社、关矿生、卢武庄
职责分工：
组长：全面负责40108工作面启封工作。
总工程师：负责组织编制40108工作面启封方案，并负责组织做好工作面密闭墙的启封、瓦斯排放工作。
生产副总经理：负责组织施工队伍，协调做好40108泄水巷起底维护，组织施工消火道和回撤通道。
机电副总经理：负责确保启封回撤期间的相关设备、材料供应、供电、供水，负责工作面设备回撤等工作。
安全副总经理：严格监督落实各项方案措施的实施，确保施工安全。负责做好瓦斯排放期间的现场警戒工作。
财务总监：根据工作面封闭区启封方案要求，提供启封回撤所需要的资金支持。
党委副书记：负责工作面启封回撤期间的后勤保障和医疗急救工作。
通风管理部：负责编制启封方案，负责监督消火道钻孔施工、密闭墙启封和瓦斯排放等工作，并督促做好启封回撤期间的防灭火、瓦斯防治工作。
生产技术部：负责编制40108泄水巷起底维护、编制消火道、回撤通道的设计方案，并监督施工质量。
机电管理部：负责督促做好工作面设备回撤工作；负责工作面启封回撤期间的正常供电、供水等，确保材料、设备供应充足。
调度信息中心：负责启封期间井上下命令传达，协调做好40108工作面启封工作；负责在启封地点以及局部通风机安设位臵各安设电话一部，确保通讯畅通。
地测防治水部：负责督促做好工作面启封期间40108泄水巷排水。
安全监督管理部：负责监督落实启封工作各项措施，确保施工安全。负责排放瓦斯期间的警戒工作。
党群部：负责做好工作面启封回撤期间的宣传报道工作。
综合部、人力资源部：负责做好启封期间的后勤保障和医疗急救工作。
通风队：负责做好启封回撤期间“一通三防”气体检查和束管取样分析，负责40108泄水巷3#联巷闭墙注浆加固和启封回撤期间安全监控系统的安装维护工作。
抽采队：负责施工消火道防灭火钻孔，并根据矿业公司安排，负责实施各项防灭火措施。
综掘二队：负责消火道、回撤通道的施工。
综掘四队：负责40108泄水巷起底维护维护工作。
生产准备队:负责40108工作面及运顺设备的回撤。
矿业公司其他单位根据领导小组安排，按时完成相关工作。
二、封闭区基本情况
1、工作面概况
40108综放工作面回采4号煤层，赋存稳定，厚度6～22.5m。采用分层综采放顶煤采煤法，上分层可采厚度9～13.5m，割煤厚度3.5m。
40108工作面设计长度2047m,可采长度1897m，倾向180m，工作面布臵有四条巷道，即泄水巷、运输巷、回风巷、高抽巷（高抽巷底板与煤层顶板之间15m，岩石巷道）。
2、封闭区设备情况
目前，40108工作面封闭区的主要设备如下表：
表1 40108工作面封闭区设备清单
3、剩余工程量
封闭时工作面正施工回撤通道，回撤通道设计4.0m，已施工0.8m，剩余3.2m未施工。
4、封闭前采空区气体情况
封闭时，77#-78#架观测点（进入采空区19.5m）CO浓度为382ppm，氧气浓度9.14%；上隅角观测点（进入采空区19.6m）94ppm，氧气浓度4.2%。
5、封闭区闭墙情况
12月6日0点班，立即启动了防灭火应急预案，先对运顺、回顺防火门进行了临时封闭；然后在40108运顺、回顺分别构筑一道防爆墙（规格：两侧施工1m预制块墙，中间填充3m黄土）对40108工作面进行了封闭，如图1所示。
图1 40108工作面封闭位置示意图
封闭后采取了注氮气、闭墙注水泥浆封堵、均压等防灭火措施，并利用束管监测及人工观测分析采空区及闭墙内气体情况，专人负责密闭墙日常管理。
三、启封条件
40108工作面封闭区严格按照火区标准进行管理，符合以下5项条件时，方可启封。
1、根据《煤矿安全规程》第279条规定，达到以下条件时方可启封：
①封闭区内的空气温度下降到30℃以下，或者与封闭前该区的日常空气温度相同。
②封闭区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。
③封闭区空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。
④封闭区的出水温度低于25℃，或者与封闭前该区的日常出水温度相同。
⑤上述4项指标持续稳定一个月以上。
2、40108泄水巷维修完成后，并对3#联巷密闭墙进行加固封堵。
3、矿井无重大通风系统调整。
4、402102工作面未进行回采作业。
5、矿业公司已抽调出专门的施工队伍。
四、启封方案
根据封闭区实际，结合矿业公司实际情况，提出以下三个启封方案。
方案一：
①破除运顺防爆墙，排放瓦斯至回顺防爆墙（1天）
②回撤运顺侧设备（6天）③形成运顺侧扩通道系统，并施工回撤通道（36天）④破除回顺防爆墙，在运顺距回撤通道15m施工1m密闭墙（1天）⑤回撤工作面设备（19天）。
施工工期为63天。
回撤通道施工：回撤通道采用综掘一次成型，设计尺寸宽3.2m、高3.5m，断面11.2m2，共计长度为180m。采用锚索联合支护，从运输巷向回风巷施工，通道内铺设40T刮板输送机，运输巷内安装800mm带式输送机形成煤炭运输系统，计划每天掘进5m，预计工期为36天。
图2 方案一示意图
方案二：
①破除回顺防爆墙，排放瓦斯至运顺防爆墙（1天）
②回撤采煤机、前部刮板输送机和104#架（3天）③破除运顺防爆墙，并在运顺距回撤通道10m施工1m密闭墙（1天）④形成回顺侧扩通道系统（铲车配合胶轮车出煤），并施工回撤通道，同时回撤后部溜子（36天）⑤回撤工作面设备，同时回撤运顺侧设备（16天）。
施工工期为57天。
回撤通道施工说明：回撤通道采用综掘一次成型，设计尺寸宽3.2m、高3.5m，断面11.2m2，共计长度为180m。采用锚索联合支护，从回风巷向运输巷施工，在通道内铺设40T 刮板输送机，并通过回风巷胶轮车形成运煤系统，计划每天掘进5m，预计工期为36天。
图3 方案二示意图
方案三：
①破除回顺防爆墙，排放瓦斯至运顺防爆墙，破除运顺防爆墙，形成全负压通风系统（2天）②回撤运顺侧设备（6天）③形成运顺侧扩通道系统，并施工回撤通道（36天），同时回撤采煤机、前后部溜子④运顺距回撤通道15m位臵处施工1m密闭墙，形成运顺、回顺局部通风系统（1天）⑤回撤工作面设备（16天）。
施工工期为61天。
回撤通道施工说明：回撤通道采用综掘一次成型，设计尺寸宽3.2m、高3.5m，断面11.2m2，共计长度为180m，采用锚索联合支护，从运输巷向回风巷施工，通道内铺设40T 刮板输送机，运输巷内安装800mm带式输送机形成煤炭运输系统，计划每天掘进5m，预计工期为36天。
图4 方案三示意图
方案对比：
表2 3种方案优缺点对比
经过对比，确定选用方案二。以下将针对方案二分阶段进行详细安排。
（一）第一阶段：启封前准备工作
1、启封前需做的矿建工程
1.1泄水巷起底维护工作。
40108泄水巷受工作面回采影响，巷道局部顶板下沉较大、底鼓严重、帮部收敛变形，巷道围岩松散，易造成氧化及漏风。根据40108工作面启封回撤需要，需对该巷道进行维护、加固，为施工消火道创造条件，并杜绝向40108工作面采空区漏风，方案如下：
1）泄水巷开口至3#联巷（里程180m-450m段）维护方案如下：
①施工顺序：安设刮板输送机单体临时支护替换木垛起底、扩帮、挑顶锚索支护喷浆。要求由外向，逐架依次进行。
②运煤方式：在巷道内安设一部40T刮板输送机，将煤拉至泄水巷口，采用无轨胶轮车运输。
③临时支护工艺要求：使用单体液压支柱替换巷道木垛，
先施工单体+1.2m铰接顶梁进行临时支护，后拆除木垛并进行刷帮挑顶，待支护完后再进行下一个循环；单体液压支柱柱距为1.2m，根据巷道实际情况，顶板破碎时单体加密施工。
④巷道尺寸：维修后巷道高度不低于3.0m，宽度不小于
3.5m。
⑤永久支护：起底、刷帮后对局部巷道顶板离层、网片
开裂、煤体裸露、帮部裸露超过500mm以上区域施工锚索支护。帮部锚索采用φ15.24×3500mm预应力钢绞线（1×7股），间排距为1000×1000mm，配套使用150×150×12mm托盘、KM15锁具，每根锚索配套使用一支K2360型和一支Z2360型锚固剂锚固；顶部锚索采用φ21.8×7100mm预应力钢绞线（1×19股），间排距为1000×1000mm，锚索配套使用300×300×16mm蝶形托盘、KM22锁具、导向环，每根锚索使用1支K2360型和2支Z2360型锚固剂锚固；网片采用φ6钢筋网，长度为900×1700mm，网孔规格为100×100mm，网片使用双股16#铁丝隔孔相连，即连网间距为200mm。
⑥巷道刷扩、支护完后，对巷道进行喷浆封闭，喷浆厚度为50mm，强度为C25。
2）3#联巷至排水点（里程450-930m段）维护方案：
先更换巷道变形严重木点柱，对帮、顶破碎区进行锚索支护，然后进行喷浆封闭，锚索支护及喷浆参数按照上述方案执行。
3）施工要求
①施工前注意观察巷道支护情况，确保施工安全。
②起底刷帮前，由生产技术部标定巷道中、腰线，起底、刷帮严格按照标定的中、腰线进行施工。
③单体液压支柱必须施工在巷道实底，使用短木板作为柱鞋，单体打设后严格按照要求挂设防倒绳，每班对单体进行补液维护，确保单体支护效果。
④施工木点柱，间距为1000mm，点柱要求使用硬质杂木，柱径不得小于180mm，点柱上端使用木板垫平，增大受力面积，确保受力均匀，打设在巷道实底上，点柱必须楔紧，按要求栓设防倒绳，确保点柱的支护效果。
⑤锚索严格按照《郭家河矿业公司井巷工程验收规范》要求进行施工、验收，Φ15.24锚索张拉至100KN以上，Φ21.8锚索张拉至200KN以上。
⑥将巷道外露较长、影响人员通行的锚索折弯，确保行人安全。
⑦要求喷浆严实，无孔洞、无裂缝。
⑧施工过程中及时将巷道积水排出。
⑨施工单位严格按照维护方案编制安全技术措施，并组织施工人员认真贯彻学习。
4）施工队伍及工期安排
40108泄水巷维护工作由综掘四队负责施工，目前已完成起底100米，预计于2017年2月15日左右完成全部工程。
1.2 3#联巷密闭墙注浆加固。
40108泄水巷维护完毕后，对40108泄水巷3#联巷防爆墙进行注水泥浆加固，在3#联巷闭墙周围施工钻孔15个，孔深2m，孔径Φ42mm，密闭墙周围钻孔开孔位于密闭墙顶部及肩部；3#联巷密闭墙两帮钻孔开孔距底板 1.5m，孔间距1.0m，两侧分别施工钻孔5个。
表3 40108泄水巷3#联巷防爆墙注浆孔具体参数
图5 3#联巷闭墙注浆孔平面图
图6 3#联巷密闭墙注浆孔剖面图
采用气动锚杆钻机施工钻孔。封孔管采用0.5m长钢管，管径为Φ30mm，里段0.3m缠绕麻绳进行封孔，管口安设截止阀。需提前准备泥浆泵、相应的管件、材料。
灌注材料：钻孔施工完毕后灌注水泥浆，确保每个孔注满，注实。
施工队伍及工期安排：由通风队负责施工，预计2017年2月8日开始施工，7天完成。
1.3 施工消火道
①消火道从泄水巷开口施工，施工方位角90°，停采线向外30m位臵处，沿回撤通道顶板向上10m施工，施工至距回顺15m位臵处停止掘进，采用局部通风机通风。
具体开口坐标为X=3891377.916，Y=36495844.178，Z=361.050，开口先按+22°施工44m，再按2°30′施工150m，共计施工长度为194m。
②巷道设计尺寸为高2.5m，宽3.5m，断面为8.75㎡。
③巷道采用锚网索支护：锚杆采用φ22×2500mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为700×800mm矩形布臵，顶部每排布臵5根锚杆，帮部每排布臵6根锚杆，锚杆托板采用Q235钢板，规格为150×150×12mm，每根锚杆使用1支K2360型和1支Z2360型锚固剂共2支锚固，锚杆外露长度10～40mm；网片采用Φ6钢筋网，网幅900×1700mm，网格为100×100mm，搭接长度为100mm，使用16#双股铁丝隔孔相连，绑扎距为200mm；锚索采用1×19股-φ21.8×7100mm钢绞线，间排距
为1400×1600mm，“2-2”布臵方式；每根锚索使用1支K2360和2支Z2360型锚固剂，托盘为300×300×16mm蝶形托盘。
④工期安排：消火道由综掘二队施工，每天计划施工5m，施工工期40天。在消火道内安装40T刮板输送机出煤，并在泄水巷使用胶轮车转煤，形成运煤系统，每天转煤26车。
1.4 防灭火钻孔施工
在消火道布臵3台ZDY-1900S型钻机，向采空区施工36个Ф133mm防灭火钻孔，设计孔深57.5m，方位角0°-8°24′，倾角2°，开孔高度1.0m，孔间距5m；终孔位臵位于支架后方15m，位于支架顶部向上12m，终孔间距5m；采用Φ89mm 套管封孔，封孔深度为57m。钻孔位臵及参数分别如图7和表4所示。钻孔施工完毕后，开始灌注凝胶，在工作面架后形成一道凝胶墙。
图7 消火道防灭火钻孔示意图
表4 防灭火钻孔参数表
工期安排：消火道防灭火钻孔施工预计工期为12天，灌注凝胶工期约为5天，共计17天，此项工作由抽采队负责施工。
2、需准备的其他工作
①启封前，矿业公司组织召开启封专题会，认真学习相关措施，安排停送电人员、警戒人员及注意事项，同时明确启封、排放瓦斯小组成员与救援中心的现场指挥人员，确保启封工作所需物料、设备提前到位。
②通风管理部负责掌握40108工作面闭墙和采空区气体情况，分析气体（CO浓度、氧气浓度和温度等）变化趋势，为启封工作提供数据支撑。
③启封前一周通风队负责对40108运顺、回顺已安设的局部通风机、风筒进行调试检查，风机必须按照“三专两闭锁”、“双风机双电源”要求安设，确保风机自动切换，正常运转。风筒吊挂牢固、风筒接口不漏风。
④启封前由通风管理部组织一次检查，全面检查井下所有通风设施，确保启封前后通风系统的稳定可靠。
⑤启封前由通风队对40108工作面密闭墙以及原40108灌浆巷、回顺密闭墙共6处密闭墙进行仔细检查，无异常情况下再进行启封。
⑥启封前，通风队负责在全风压混合处：40108运顺1#