顶板管理及冲击地压安全技术措施

  来源:安全管理网 
评论:  更新日期:2018年02月12日

第一节  顶板管理
        为认真贯彻落实“安全第一,预防为主”的方针,进一步加强顶板管理工作,规范现场管理,提高工程质量和技术管理水平,杜绝顶板事故的发生,实现我矿安全生产形式持续稳定发展。根据《煤矿安全规程》的有关规定,结合我矿实际,特制定顶板管理专项措施如下:   
        一、顶板管理专项措施工作目标:消灭顶板伤亡事故;力争顶板事故为零。
        二、顶板管理措施及要求:
        1、严格执行有关文件精神,提高采掘工作面支护质量,规范现场管理,提高采掘安全可靠性。
        2、加强采掘工作面生产技术管理。要继续作好采掘工作面优化设计,巷道维修必须有专门经过审批的针对性措施,巷修队伍必须经过专门培训后方可从事巷修工作。
        3、严格执行敲帮问顶制度,采掘工作面必须按作业规程的规定及时支护,严禁空顶作业。
        4、加强采掘工作面巷道管理,始终保持巷道完好。凡发现巷道出现顶部绞架不接顶、背设不实的一定要追究责任,并做出相应的处罚。
        5、加强顶板事故多发地点和工序的日常管理工作。
        6、采煤工作面上下端头、超前支护、工作面煤壁区、放顶区以及放顶、采煤等工序是工作面顶板事故多发区,要加强日常管理。
        7、加强掘进工作面工程质量管理,确保掘进巷道的工程质量,正确使用前探梁、防倒棚装置,严防掘进工作面发生冒顶。
        8、掘进工作面贯通、施工大断面峒室、过老巷、老空、过断层及大断面巷道扩刷等必须有专项措施,并坚持矿、队干跟班。
        9、坚持推广应用先进的技术成果经验,科学管理顶板。
    三、管理的一般措施    
    1、施工单位在施工前必须编制作业规程,并按规定进行审批。矿井生产科负责顶板管理的技术工作。   
     2、矿井技术负责人应每月组织召开一次矿井顶板管理工作分析会,总结经验,吸取教训,研究现状,并提出改善顶板管理的意见、方法、措施。    
    矿井要认真做好顶板岩性观测工作,根据观测资料及顶板岩性和压力显现情况,对所开采煤层的顶板进行分类。并结合顶板的具体条件,确定响应的支护形式及支护参数。    
    4、采煤工作面开采初次放顶、首尾回撤、过老空、过局部破碎带、过断层、过网边、过煤柱等区域时,必须制定安全措施。初次放顶和收尾工作,必须由生产矿长亲自组织,并责成有关人员现场指挥,生产矿长负责解决初次放顶和收尾期间必须的设备、材料,确保初放和收尾工作的顺利进行。    
    5、综采工作面开切眼扩面、支架安装、初次放顶(放煤)、工作面结束前的开采程序及支架回撤必须有针对性的技术组织措施。   
        6、应开展顶板来压和冲击地压的观测工作,根据观测情况编制专门设计和安全措施。矿井应有专人负责冲击地压预测预报和防治工作,认真执行《煤矿安全规程》关于开采有冲击地压危险煤层的规定。                     7、 7、成立顶板鉴定小组,采掘工作面要认真执行“地质预测制”掘进工作面要认真执行“现场鉴定制”,巷修在布置工作任务时,要重点提出防止顶板事故的针对性措施。     
    四、掘进工作面顶板管理    
    1、掘进工作面开口前,必须由工程技术人员根据现场实际制定开口措施。作业前必须维护好开口位置10米范围内的支架,给好抬棚。抬棚的规格及穿梁的规格、数量要在作业规程中明确规定。    
    2、掘进工作面严禁空顶下作业。在爆破前必须加固靠近工作面10米范围内的支护,爆破中破坏的支架必须及时修复,必须检查帮顶,并由外向里逐架进行,爆破后严格执行敲帮问顶制度,必须采取前探支护后方可进入工作面作业。  
    3、在松软的煤、岩层或地质破碎带、断层、采迹等掘进巷道时必须采取前探支护或其它措施。    
    4、根据顶板岩性观测数据选择巷道支护材料,并制定爆破设计,支护材料的规格必须符合《煤矿安全规程》的要求。支架必须按设计要求架设牢固,支架间应设牢固的撑木或拉杆。支架与顶帮之间的空隙必须塞紧背实,巷道冒顶、空顶部分,必须用支护材料接顶。    
    5、掘进工作面临时停工时,巷道支架必须架设到迎头,保持正常通风,并随时对巷道支护变化情况进行检查。临时封闭时,必须对巷道支护进行加固。恢复开工时,必须严格执行开工检查制度,并根据支护变化情况采取相应的措施。    
    6、矿井工程技术人员在贯通前必须做好测量工作,两巷对头贯通相距20米时,其中一个掘进面必须停止作业,并严格执行打探眼制度,准确掌握预透距离及位置,同时对被贯通的支架进行加固。巷道贯通旧巷或老空时必须执行打探眼的制度,并重新制定安全措施。   
     7、掘进工作面遇断层、旧巷、松软破碎顶板等特殊情况时,在作业规程中必须有明确规定的爆破措施。岩石掘进在距煤层10米内要打探眼,并在作业规程中应有探眼设计,边探边掘,探到煤层时要采取加强支护措施。    
    更换巷道支护时,在拆除原支护前必须先备好临时支架,并加固相临近支架。拆除原有支架后,必须及时除掉顶帮活矸并架设永久支护。在倾斜巷道中,必须有防止矸石,物料滚落和支架歪倒的安全措施。      9、 9、采用锚杆、锚喷、锚网等支护形式时必须严格执行《煤矿安全规程》第四十四条规定。   
    五、井巷维修的顶板管理   
    1、矿井在进行巷道维修前必须指定施工安全措施,井筒维修的安全措施必须履行审批手续。   
    2、在拆除原支架(打上临时支护,给好撑木、拉杆等),拆除和架设前必须护好帮顶,防止帮顶漏渣,翻一架给一架,严禁大翻大挑。在一架棚未完成之前不得终止作业。撤换支架的工作要连续进行,如不能连续施工,每次工作结束时必须背实帮顶。   
    3、扩大断面和维修井巷时,必须保证有在发生冒顶堵塞井巷时能撤出人员的安全出口。在独头巷道维修时,必须由外向里逐架进行,严禁维修人员进入维修地点里侧;倾斜巷道维修要由上向下进行;巷道对头维修时两处都必须有安全出口,距离小于20米时停止一处作业。发生冒顶时必须木垛接顶。   
    4、生产采区的巷道有连续3架失效支架或有冒顶危险时,必须立即处理,否则应停止生产。   
    5、独头井巷维修和掘进工作面的后路,必须加强维护。如出现断梁折柱、歪斜、弯曲、片帮、帮顶杆脱落、低矮等情况,必须停止作业,防止发生顶板冒落伤人、堵人事故。
        六、掘进迎头临时支护
      1、掘进工作面施工时不得空顶作业,永久支护前必须有临时支护。临时支护必须具有足够的强度、对顶板有足够的控制力、对现场条件有较好的适应性。
       2、掘进作业规程或施工安全技术措施要对使用的临时支护的方式、操作程序、技术要求等进行规定。
      3、采用的临时支护方式要由矿生产技术部认可。
       4、掘进工作面的循环进尺必须依据现场条件在作业规程中明确规定,永久支护离迎头的距离不得超过一个循环的进尺 。地质条件变化时,应及时补充措施并调整循环进尺的大小。
      5、巷道顶部锚杆施工时应由外向里逐个逐排进行,不得在所有的锚杆眼施工完后再安装锚杆。
        6、采用架棚支护时,应对巷道迎头至少10m的架棚进行整体加固。加固装置必须是刚性材料,并能适应棚距的变化。
        七、巷道交岔点支护
      1、巷道交岔点的位置尽量选在岩性好、地质条件稳定的地点。巷道交岔点要有专门的设计,对支护方式、支护材料、巷道断面等进行规定。
      2、巷道交岔点施工前,要由生产技术部门组织现场会审,根据现场实际情况,编制施工安全技术措施,绘制施工放大图,并向职工传达贯彻。施工结束后,生产技术部门必须组织有关部门按设计要求进行竣工验收,验收合格后,方可正常掘进。
      3、采用锚杆(锚索)对巷道交岔点支护时,要进行顶板离层监测,并在安全技术措施中对支护的技术参数、监测点的布置及监测方法等进行规定。监测中发现支护问题及时采取措施进行处理。
      4、架棚巷道的交岔点采用抬棚支护时,要进行抬棚设计,根据设计对抬棚材料专门加工,抬棚梁和插梁要焊接紧密,抬棚架设后的巷道断面不得小于原巷道断面,并满足运输、行人、通风等所需的安全距离。
    八、生产采区顶板管理                             
    (一)采煤工作面上下顺槽、上下两口的管理    
    1、采煤工作面上下顺槽,必须保证规定的断面和高度,凡有折梁断腿及空帮空顶处必须及时处理,距工作面20米范围内必须有加强支护。    
    2、经常检查采煤工作面上下两口的支护情况,支护方式、支护密度必须符合作业规程的规定,运输机机头部位必须采取加强支护措施;作业的方式方法必须在作业规程中明确规定,综采工作面两端应使用端头支架或增设其他形式的支护,要指定移设运输机头的措施,并指派有经验的工人作业。   
    (二)采煤工作面必须保证一定数量的备用支护材料,其数量、规格、存放地点和管理方法,必须在作业规程中明确规定。开工前班组长必须对工作面进行全面的检查,确认无危险后方可开工。严禁使用折损的坑木,损坏的金属顶梁,失效的摩擦支柱和失效的单体液压支柱,在入井前必须逐根进行压力实验;在工作面回采结束后或使用时间超过8个月必须进行检修,检修后的支柱必须进行压力实验,方可投入使用。       采煤工作面严禁空顶作业。所有支架必须架设牢固,并有防倒柱措施,严禁在浮煤或浮矸上架设支架。工作面的排柱距要在作业规程中明确规定,使用木支护工作面的坑木规格要在作业工程中明确规定,碰倒或损坏的支柱必须立即恢复或更换;综采工作面必须有可靠的防止顶端顶煤冒落和煤壁片帮的措施,移动运输机头、机尾需要拆除支架时必须先架好临时支架。使用摩擦金属支架时,必须使用液压升柱器,初撑力不得小于50KN;单体液压支柱的初撑力,柱径100mm的不得小于90KN;柱径80mm的不得小于60KN。 工作面发生冒顶或超高时,不得给高棚,必须用木垛接顶,严禁空顶。采用金属网方法及要求、连网扣距及顶网破碎冒落漏矸处理方法,都要在作业规程中明确规定。翻打支柱,必须先打后撤,给棚支柱或移综采支架时必须成一直线,支柱、支架必须牢固接顶,木支护工作面要大楔子,顶板破碎是必须加强 支护,刹好顶。如煤层底板松软,支柱钻底时必须采取措施,并在作业规程中说明。     工作面形成后,开切眼巷道内支架必须完成并打好中心支柱,否则不得开采。工作面遇到断层、旧巷、顶板破碎、冒落等情况时,必须采取措施指派专人提前处理。综放及单一长壁放顶煤工作面,遇到顶板(煤)来压、来水、来杂物、来矸石等情况时不准放顶煤,要查明原因,补充修改放顶煤措施。机采工作面应根据工作面长度及顶板情况在作业规程中明确,割顶煤时顶梁要随割随伸前探梁。支设煤壁支柱的距离和回撤煤壁支柱的距离应在作业规程中明确规定。采用综合机械化采煤时必须严格遵守《煤矿安全规程》第六十六条和第六十七条的规定。采煤工作面必须及时回柱放顶,放顶时要保持支架完整。壁式放顶煤工作面根据采放高度在作业规程中明确放煤方法及放煤量,空区内的充填物不准低于工作面顶板,应对放煤量予以控制,放煤口要及时连好以防漏货造成空顶;用垮落法控制顶板时,作业规程中要明确规定回柱放顶的方法和安全措施。顶板悬顶距离超过作业规程规定时,必须停止采煤,采取人工强制放顶措施。采煤工作面因片帮造成最大控顶距超过规定距离时要采取安全措施;
    (三)切眼支护与初次放顶
      工作面切眼要有设计,施工前编制作业规程或施工措施,对切眼的断面、支护方式、支护参数、切眼安装程序及顶板监测方法等进行规定。
    切眼掘进采用锚杆或架棚支护时,必须对顶板的活动情况进行监测、分析,顶板活动异常的必须采取有效措施后方可进行切眼安装、刷大或初放。架棚支护的切眼替料前或工作面切眼刷大前要组织由切眼施工单位、安装单位、扩切眼单位和有关部门参加的现场会审,然后编制施工措施,由相关单位集体审查后方可贯彻执行。回采工作面初放要制定初放措施并成立以生产矿长为组长的初次放顶领导小组。初次放顶前,初次放顶领导小组组长要组织有关人员进行现场会审,在确认现场条件符合放顶要求时方可按措施要求进行初次放顶。初放期间要有安全、生产管理部门的人员现场把关,并有初放记录。初放结束要由初放领导小组认定。单体液压支柱支护的工作面采高超过2.4m或工作面采高大于1.6m、倾角大于15°时,必须在老塘侧架设一趟首尾相接的倾斜架棚,架棚梁使用木料时,应为小头直径不小于20cm的半园木;面内支柱必须有防倒设施。综采放顶煤工作面初放期间的放煤次序、放煤量及对支架工作阻力的要求要在作业规程中明确规定。工作面遇地质变化带、老峒或顶板悬顶过大等特殊情况要补充加强顶板管理的安全技术措施。
     第二节冲击地压安全技术措施
        根据发生冲击地压的成因和机理,防治冲击地压的措施的基本原理有两方面:一是降低应力的集中程度;二是改变煤岩体的物理力学性能,以减弱积聚弹性能的能力和释放速率。
       (一)降低应力的集中
        减弱煤层区域内的矿山压力值的方法有:
         1、超前开采保护层;
         2、无煤柱开采,在采区内不留煤柱和煤体突出部分,禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采;
         3、合理安排开采顺序,避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道,必要时应在岩石或安全层内掘进巷道,禁止工作面对采和追采。
        (二)采用合理的开拓布置和开采方式
        实践表明,合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加,防止冲击地压关系极大。大量实例证明,多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的。不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变,临到煤层开采时,只能采取局部措施,而且耗费很大,效果有限。所以,合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根本性措施。其主要原则是:
         1、开采煤层群时,开拓布置应有利于保护层开采。首先开采无冲击危险或冲击危险小的煤层作为保护层,且优先开采上保护层。例如抚顺、辽源等煤矿,属厚煤层上行水砂充填法开采。作为保护层的第一分层开采都尽量布置在冲击危险性小的煤层中进行。西安矿为了发挥上保护层的作用改变自下而上的分层开采顺序,首先开采顶分层作为保护层,采完顶分层后再反过来自下而上开采其他各分层,甚至改用下行金属网分层假顶全部垮落法开采。
         2、划分井田或采区时,应保证合理的开采顺序,最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。因为煤柱承受的压力很高,特别是岛形或半岛形煤柱,要承受几个方面的叠加应力,最易产生冲击地压。上层遗留的煤柱还会向下传递集中压力,导致下部煤层开采时也易发生冲击地压。统计资料表明:陶庄煤矿回收煤柱时发生的冲击地压占全矿冲击次数的29.8%;唐山煤矿、城子煤矿约占50%。龙风煤矿实际资料抽样分析表明,两侧为采空区的工作面在回采过程中,冲击地压发生次数显著增多。
         3、采区或盘区的采煤工作面应朝一个方向推进,避免相向开采,以免应力叠加。因为相向采煤时上山煤柱逐渐减小,支承压力逐渐增大,很容易引起冲击地压。例如陶庄煤矿272水采区五号上山西翼开采时,在上山附近发生了17次冲击地压。而且相向采煤又要被迫在高压力区中掘进开切眼,造成冲击地压频繁发生(占总次数的60%)。为了改变这种状况,提出实行单翼采区跨上山采煤的办法。并把单区段独立回采的开采程序改为多区段联合开采程序,使回采与掘进工作在不同区段中交替进行,能够实现沿采空区边缘(低应力区)掘进开切眼,避免了往高应力区掘进和维护回采开切眼的弊端。
         4、在地质构造等特殊部位,应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。在向斜和背斜构造区,应从轴部开始回采;在构造盆地应从盆底开始回采;在有断层和采空区的条件下应从断层或采空区附近开始回采的开采程序。龙风煤矿的统计资料表明,采掘工作面接近断层或向斜铀部附近时,冲击地压频度增加强度加大。随机抽样50例,其中与断层有关的36例,占72%,其中有62%的冲击地压发生在工作面接近断层时,只有10%发生在离开断层以后,而且34%的冲击地压发生在工作面接近断层5m~20m的范围内。

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