沖擊地壓安全技術(shù)6篇

第1篇 工作面預防沖擊地壓傾向性安全技術(shù)措施

一、概況3.15工作面為孤島工作面,面長115~13

4 m,地面標高+4

6.1

9 ~+47.07m,井下標高—2

6 3. ~—30

6 m,兩順槽為沿空巷道,回采過程中有弱沖擊地壓傾向性。

二、沖擊地壓主要顯現(xiàn)特征認識:

1、突法性:

沖擊地壓發(fā)生前一般無明顯前兆,沖擊過程短暫,持續(xù)時間幾秒到幾十秒,難以事先準確確定發(fā)生的時間、地點的強度。

2、多樣性:

一般表現(xiàn)為煤爆(煤壁爆裂、小塊拋射)、淺部沖擊(發(fā)生在煤壁2—6m范圍內(nèi),破壞性大)和深部沖擊(發(fā)生在煤體深處),最常見的是煤層沖擊,多數(shù)表現(xiàn)為煤體拋出。

3、破壞性:

造成煤壁片幫、頂板可能有瞬間明顯下沉,但一般并不冒落;

有時底板突然鼓起甚至接頂,常有大量煤塊突然破碎并從煤壁拋出,堵塞巷道,破壞支架。

4、復雜性:

在自然地質(zhì)條件下,采深從200—1000m,地質(zhì)構(gòu)造從簡單道復雜,煤層從薄到厚,傾角從小到大,不論何種生產(chǎn)技術(shù)條件、采煤方法、頂板條件都出現(xiàn)過沖擊地壓。

三、沖擊地壓傾向性評估結(jié)論

山東科技大學在《復雜條件下孤島綜放面安全開采可行性評價》中運用綜合指數(shù)法對315孤島工作面進行沖擊危險性評價,得出綜合指數(shù)為wt=0.42,確定315孤島工作面具有弱沖擊地壓傾向性。

四、工程安全程度評估:

序號

隱患類別

存在的危害

可能導致的

事故

可能性等級

風險級別

會

發(fā)

生

很

可

能

可

能

不

太

可

能

不

可

能

一般

重

大

不

可

承

受

1

頂板

掉煤、矸

傷人

√

√2

人力施工

配合不好

傷人

√

√

3.液壓系統(tǒng)

管路連接密封不好

漏液

√

√

管路連接不牢固

傷人、漏液

√

√

連接管路未執(zhí)行停泵關(guān)截止閥制度

傷人

√

√

4

使用單體支柱

單體支柱不完好

傷人

√

√

單體支柱未采取防滑、防崩措施

崩柱傷人

√

√

五、預防沖擊地壓傾向性安全技術(shù)措施

(一)監(jiān)測預報措施

考慮到煤礦未有沖擊地壓發(fā)生的歷史,且315工作面沖擊地壓為弱沖擊地壓傾向性,對沖擊地壓的監(jiān)測預報采用常規(guī)的礦壓監(jiān)測。

(二)回采過程中礦壓控制措施

1、落實好初次來壓、周期來壓期間現(xiàn)場掛牌和頂板運動規(guī)律素描制度,使每一名職工在作業(yè)前對工作面頂板情況進行了解掌握。

2、在現(xiàn)有支護方式下,提高工作面兩端頭及超前支護范圍的支護強度,根據(jù)現(xiàn)場實際采取增加單體的排數(shù)、縮小單體柱距的方式加強支護,必須保證單體支柱初撐力符合作業(yè)規(guī)程要求。

3、及時檢修泵站、液壓支架,確保支架初撐力。

4、采高控制在2.8±0.1m,過特殊地質(zhì)條件無法保證2.8±0.1m時,必須編制專項措施。

5、減少頂板的懸露范圍和時間,及時處理小冒頂。

割煤后及時移架支護頂板,當工作面小范圍冒頂超過500mm時,應及時裝頂,以免引發(fā)大冒頂。

6、嚴格工程質(zhì)量。

煤機必須割平頂?shù)装?嚴禁出現(xiàn)臺階。

確保工作面做到“三直、兩平、一凈、兩暢通”,發(fā)現(xiàn)前溜子推移不到位時,應安排煤機及時回機,待掃凈溜前浮煤后,再安排支架工推前溜。

7、工作面遇到斷層、老巷或煤層破碎帶出現(xiàn)煤壁片幫和頂板破碎時,必須采取拉移超前支架方法管理頂板。

8、工作面架前煤壁片幫深度超過兩刀進尺以上寬度時,班長必須安排支架工在面前支設臨時單體支柱,拴好防倒板。

臨時單體支柱支設位置必須保證煤機一刀進尺以上寬度,以便采煤機通過。

9、巷道遇到斷層、老巷或煤層破碎帶出現(xiàn)頂板破碎時,必須及時支設貼幫支柱(單體液壓支柱,柱距≤1.0m)或架設工字鋼棚加強支護。

10、工作面頂板周期來壓期間,驗收員必須加強對工作面和巷道工程質(zhì)量的管理,認真填寫支護質(zhì)量檢測表。

各班班長必須安排專人對支架和巷道單體支柱進行二次注液。

11、加強兩順槽日常檢查,發(fā)現(xiàn)以下情況及時進行處理:

(1)發(fā)現(xiàn)巷道鼓幫影響行人道暢通或出口高度<

1.8m時,班長必須及時安排專人擴幫或臥底。

(2)檢查巷幫菱形網(wǎng),發(fā)現(xiàn)網(wǎng)子斷裂、破網(wǎng)或撕網(wǎng)時,需要對巷幫重新補聯(lián)單層菱形網(wǎng),網(wǎng)扣隔扣相聯(lián),每扣擰三圈。

(3)對超前支護外巷道錨網(wǎng)支護要進行檢查,檢查內(nèi)容包括巷道變形量、原支護狀況、頂板離層變化等情況。

當發(fā)現(xiàn)支護失效或不能滿足要求可能危及安全時,必須向礦分管領(lǐng)導和業(yè)務科室匯報,及時采取治理或整改措施。

12、工作面作業(yè)人員嚴禁靠兩順槽沿空側(cè)煤幫及在老巷內(nèi)坐立休息。

13、為防止兩順槽單體支柱受側(cè)壓作用出現(xiàn)變形、斷裂,必須采取以下措施:

(1)更換已變形單體支柱。

(2)及時整改單體支柱,單體支柱距離巷幫應大于100mm。

(3)用風鎬等對單體支柱附近的巷幫進行松動卸壓。

(4)貼幫支柱要拴好防倒鋼管、防崩鋼絲繩或防倒板。

14、各班保證工作面正規(guī)循環(huán),加快工作面推進速度。

附:相關(guān)工種手指口述內(nèi)容

一、采煤機司機

1、開機前

手指口述:各裝置齊全完好,滾筒前后5m無人,符合《煤礦工人技術(shù)操作規(guī)程》要求,可以開機,確認完畢。

2、進入機組5m范圍內(nèi)工作

手指口述:滾筒已摘離合,確認完畢。

3、處理煤機電氣問題

手指口述:電源已 ,確認完畢。

4、停機

手指口述:電源已 ,滾筒已摘離合,確認完畢。

二、液壓支架工

1、移架前

手指口述:支架完好,周圍5m范圍內(nèi)無人,符合《煤礦工人技術(shù)操作規(guī)程》要求,可以移架,確認完畢。

2、移架后

手指口述:支架已移到位,手把打到零位,確認完畢。

3、更換管路、密封、安全閥前

手指口述:高壓截止閥 ,卸壓完畢,可以處理,確認完畢。

三、兩巷維護工

1、聯(lián)網(wǎng)前

手指口述:頂板、煤壁及支護完好,工具齊全、網(wǎng)絲已備好確認完畢。

2、進入機道內(nèi)作業(yè)前

手指口述:急停已拉,確認完畢。

3、聯(lián)網(wǎng)結(jié)束后

手指口述:網(wǎng)的長度符合規(guī)定,網(wǎng)已碼好,網(wǎng)絲已放好,確認完畢。

4、支設單體前

手指口述:單體完好,頂板、煤幫支護完好,可以支設,確認完畢。

5、回撤單體前

手指口述:頂板、煤幫支護完好,退路暢通,可以回撤,確認完畢。

四、乳化液泵站司機

1、開泵前

手指口述:支護完好,設備完好,管路完好,可以開泵,確認完畢。

2、停泵前

手指口述:電門已打零位,確認完畢!水源已 ,確認完畢。

收銀制度

第2篇 預防沖擊地壓事故的安全技術(shù)管理

沖擊地壓是井巷或采場周圍的煤巖體,由于變形能的釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇和猛烈的破壞為特征的動力現(xiàn)象。沖擊地壓發(fā)生時一般沒有明顯的宏觀前兆難于事先準確確定發(fā)生的時間、地點和強度;發(fā)生過程短暫而急劇,像爆炸一樣伴隨著巨大的聲響和強烈的震動;破壞性很大,有時頂板瞬間明顯下沉,但一般不冒落;有時底板突然開裂鼓起,甚至接頂;有時大量煤塊從煤壁拋出,堵塞巷道;有時支架被破壞,造成慘重的人員傷亡和巨大的生產(chǎn)損失事放。1974年10月25日北京礦務局城子礦在回收護巷煤柱,懸頂面積達50萬m2以上時,由于工作而放炮引起沖擊地壓,強度達里氏震級3.4級,地面震中烈度為ⅵ度是迄今為止我國煤礦發(fā)生的最嚴重的沖擊地壓事故之一。

1.預防沖擊地壓的一般要求

(1)超前開采無沖擊地壓或有一般沖擊地壓煤層作為保護層。

(2)開拓巷道及永久硐室應布置在巖層或無沖擊地壓危險的煤層中

(3)采煤工作面應先采向斜軸部或盆地底部,背向斷層、背向采空區(qū)推進避免形成孤島煤柱等應力集中區(qū)。

(4)選擇不留煤柱、少掘巷道、避免大面積懸頂?shù)牟擅悍椒?必須留有煤柱時,煤柱形狀應規(guī)則,不得有銳角處,并將煤柱的位置、尺寸以及影響范圍相應地標在采掘工程圖上。

(5)對無自燃傾向的緩傾斜或傾斜煤層可采用無煤柱護巷在有嚴重沖擊地壓的厚煤層中,所有巷道都應布置在壓力集中圈外。

(6)采區(qū)支護提高支護強度和穩(wěn)定性,并有整體性結(jié)構(gòu);巷道支護應采用帶拉桿背板的可縮性金屬支架,嚴禁采用混凝土支架和金屬剛性支架,在破碎頂板條件下,支架間必須插嚴背實。

(7)采煤工作面應采用垮落法管理頂板,并應選用強力液壓支架或液壓支柱,在采空區(qū)中所有支柱都必須回凈;必須加強上下端頭前方巷道和后方切頂線的支護強度。

(8)開采有沖擊地壓的煤層,必須在回采前進行煤層預注水。

2.防治沖擊地壓的專門措施

在有沖擊地壓的煤層中,回收煤柱、采掘工作面臨近大型地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)或通過其他應力集中區(qū)或石門提開有沖擊地壓的煤層時,掘進工作面距煤層10m以外,或其他有可能發(fā)生嚴重沖擊地壓時,都應采取防治沖擊地壓的專門措施專門措施的內(nèi)容主要有(1)建立沖擊地壓危險的預測預報制度,并規(guī)定煤粉率指數(shù)法、地音法或微展法等預測方法的實施時間、地點、危險指標數(shù)值。

(2)采取煤層卸壓注水、卸壓鉆孔、卸壓爆破(包括超前松動爆破、誘發(fā)爆破)頂板注水或強制放頂?shù)葴p緩應力集中程序的措施,制定施工設計,規(guī)定實施時間、地點,相應的工藝參數(shù)及檢查實施效果的方法。

(3)采取生產(chǎn)技術(shù)措施,此措施應包括:在頂板穩(wěn)定地區(qū)可采用寬巷掘進相向插進的巷道,在相距30m時必須停止其中一個掘進工作面,以免造成嚴重沖擊地壓危險;不使用的巷道應及時封閉報廢;躲炮時間不少于30min,放炮撤人范圍不少于150m;躲炮地點必須在指定的安全地點。

(4)每次沖擊地壓發(fā)生后,必須組織人員到現(xiàn)場進行調(diào)查,記錄好發(fā)生前的征兆、發(fā)生經(jīng)過、有關(guān)數(shù)據(jù)以及破壞情況。恢復工作要制定安全措施停產(chǎn)3天以上的回采面恢復生產(chǎn)的前一班內(nèi),應鑒定沖擊地壓危險程度,以便采取安全措施。

第3篇 綜放工作面沖擊地壓綜合防治安全技術(shù)措施

一、根據(jù)煤炭科學院北京開采所以及中國礦業(yè)大學所做的煤層沖擊傾向性鑒定結(jié)果可知，3煤具有強沖擊性。

二、2109工作面煤層厚度平均8.57m，為厚煤層。厚煤層具有儲存彈性能的條件，容易發(fā)生沖擊地壓。

三、根據(jù)鉆孔資料，2109工作面頂板為堅硬的中粗砂巖，其厚度達21.1m。堅硬頂板容易積聚彈性能，易誘發(fā)沖擊地壓。采深達1120m,預計深部地壓較明顯，且工作面周圍斷層多，構(gòu)造殘余應力也易誘發(fā)沖擊地壓。

四、2109工作面南部隔條帶煤柱與已回采完畢的2108工作面相鄰，北部為落差132m的f14斷層，構(gòu)造應力集中，易誘發(fā)沖擊地壓。

采用微震法和鉆屑法進行監(jiān)測，對于監(jiān)測到的沖擊危險高的區(qū)域，采取相應的防治措施。原規(guī)程要求的電磁輻射監(jiān)測不再使用。

一、微震監(jiān)測

微震預測沖擊地壓危險時，主要采用震動時釋放能量的大小來確定沖擊地壓發(fā)生的危險程度，通過分析，宏觀劃定危險區(qū)域。

二、鉆屑法監(jiān)測

1、監(jiān)測地點：① 自一個周期來壓顯現(xiàn)過程結(jié)束開始，工作面每推進35m，對工作面兩順槽工作面?zhèn)让簬妥怨ぷ髅娉?0～40m范圍內(nèi)進行鉆屑取粉；② 如工作面超前10～40m范圍內(nèi)煤粉量超標或鉆進過程動力顯現(xiàn)異常應根據(jù)各點的監(jiān)測結(jié)果將鉆屑監(jiān)測范圍向上或向下擴展；③ 順槽煤幫沖擊地壓顯現(xiàn)異常區(qū)域和微震監(jiān)測到?jīng)_擊危險性高的地點。

2、監(jiān)測孔布置：鉆孔直徑42mm，孔深13m，間距10m（±0.1 m），孔距底板1.2m（±0.1 m），單排布置，鉆孔方向為平行于煤層，垂直巷幫，見圖1、圖2所示。

3、監(jiān)測內(nèi)容：主要監(jiān)測每米鉆孔的鉆屑量，單位l，另外還需記錄鉆進過程中的卡鉆、吸鉆、孔內(nèi)沖擊等情況，作為檢驗應力集中程度的主要依據(jù)之一。

4、實施方法：用幫錨桿鉆機打監(jiān)測鉆孔，采用卡接式聯(lián)接的麻花鉆桿，每節(jié)長1 m，φ42mm的鉆頭，鉆孔的深度為13 m。用塑料袋收集鉆出的煤粉，用量杯稱量煤粉的體積，每鉆進1m測量1次鉆屑量。用專用表格記錄打眼地點、時間、鉆屑排出量，以及打眼過程中出現(xiàn)的鉆桿跳動、卡鉆、劈裂聲和微沖擊等動力現(xiàn)象。

圖1鉆孔布置縱剖面圖2鉆孔布置橫剖面

5、危險指標：標準鉆粉量是在支承壓力影響帶150m以外測得的煤粉量。測定煤層標準鉆粉量時，鉆孔數(shù)不應少于5孔，并取各孔每米煤粉量的平均值作為標準煤粉量。以標準煤粉量的1.5倍作為臨界煤粉量指標。

如果監(jiān)測到的煤粉量超過臨界指標，或出現(xiàn)卡鉆、吸鉆、異響等動力現(xiàn)象，應認為煤體處于臨界危險狀態(tài)，必須立即采取解危措施。

三、監(jiān)測指標超標的處理

對定點觀測的區(qū)域，如果鉆屑法監(jiān)測處于臨界危險狀態(tài)，必須采取解危措施。在危險區(qū)域原施工的卸壓鉆孔兩側(cè)各每隔2.5m（±0.1m）補打1個鉆孔，孔深20m，直徑110mm。在實施解危措施后，仍然要堅持用兩種監(jiān)測方法進行監(jiān)測，若出現(xiàn)危險狀態(tài)，必須再采取解危措施。

一、鉆孔卸壓

1、在2109工作面兩順槽兩幫進行超前覆蓋式鉆孔卸壓，超前卸壓鉆孔距工作面≮150m。

2、鉆孔參數(shù)：間距5m（±0.1m），孔深20m，直徑110mm。

角度：均沿與水平方向上抬5～10°。

3、鉆孔布置示意圖：

鉆孔布置圖鉆孔布置剖面圖

4、要求：

⑴ 遇巖石見巖為止。

⑵ 對鉆屑量是否異常進行記錄，記錄表于次日上報防沖辦。

⑶ 鉆屑量異常及鉆孔過程中遇有卡鉆、吸鉆等異常動力現(xiàn)象時，及時進行加密處理。加密時鉆孔兩側(cè)各每隔2.5m（±0.1m）補打1個鉆孔，直至鉆進過程無異常為止。

5、施工方法：

施工工具：zqsj-90/2.4a架柱支撐式氣動鉆機、φ76mm卡接式聯(lián)接的麻花鉆桿、φ110mm鉆頭。

⑴ 準備工作：

安裝鉆機前，先將氣管閥門打開，將管路內(nèi)的臟物吹干凈，管接頭要清理干凈，油霧器要裝滿油，氣管要連接好做到連接緊固牢靠。每次鉆孔作業(yè)前，先空運轉(zhuǎn)，檢查馬達旋轉(zhuǎn)、氣腿升降等全部正常，才能開始鉆孔。

⑵ 鉆孔作業(yè)：

①首先根據(jù)鉆孔距離要求，進行定眼。用大剪將妨礙鉆孔的金屬網(wǎng)剪掉。

②接好鉆機，采用人工或配合自行改造的鉆腿進行鉆孔，并逐一加鉆桿直至要求深度。

③鉆孔完畢后，逐一拔出并拆卸鉆桿，將鉆出浮煤清理干凈。

二、煤體注水

根據(jù)防沖要求，2109工作面煤樣分析煤體孔隙率為5.19％，需要煤層注水。

回采面煤層注水前要由通防部門編制注水安全技術(shù)措施。措施中要明確注水方式、鉆孔角度、深度、注水時間、注水量等內(nèi)容。

三、其它安全防范措施

1、人員防范措施

所有進出2109工作面的人員要迅速通過沖擊危險區(qū)域，不得蹲坐休息或逗留。在危險區(qū)域工作的崗位工必須保持站立姿勢，不得倚靠在煤壁及單體支柱上。

沖擊地壓危險區(qū)域設警示牌。

2、材料設備管理

備用材料、設備配件存放在工作面前方150m范圍以外，材料及設備配件等必須上架，小材料集中裝箱管理，材料架及材料箱使用40t鏈條配合吊環(huán)固定在幫錨桿上，巷幫固定采用錨桿螺帽和630溜子鏈環(huán)加工的吊環(huán)上滿絲后固定。移動串車固定采用40t溜子鏈條將串車四角固定在軌道上，并串好螺絲，上滿絲帽。然后每兩個串車之間用40t鏈條固定到非行人側(cè)巷道幫錨桿上，吊環(huán)上滿絲帽。移動變電站、乳化泵、水箱除四角固定外，還需用40t鏈條將設備的上部四角固定到非行人側(cè)巷道頂部錨桿上，并向非人行側(cè)傾斜，吊環(huán)上滿絲。

3、錨索盤綁扎

為防止沖擊地壓發(fā)生時錨索盤崩掉傷及人員，要求對錨索分股破開折彎，使用14#鐵絲綁扎到頂網(wǎng)上。

4、液壓支柱管理

所有單體液壓支柱必須使用大流量三用閥（卸液流量16l/min），支柱工作阻力要求控制在30mpa以內(nèi)。

工作面兩巷所有單體支柱在支護時，支柱穿木鞋（關(guān)門柱除外），防止來壓時支柱折斷傷人。

一、沖擊地壓治理規(guī)定

1、工區(qū)成立沖擊地壓防治工作領(lǐng)導小組，工區(qū)區(qū)長任組長，分管區(qū)長、技術(shù)員任副組長，工區(qū)抽專人成立專門治理隊伍，全面負責沖擊地壓防治管理工作。小組根據(jù)沖擊地壓治理措施，對有沖擊危險的區(qū)域進行取粉監(jiān)測及落實解危措施。

2、從事沖擊地壓防治的專職人員，必須參加沖擊地壓知識培訓，并考試合格，掌握沖擊發(fā)生的原因、條件、沖擊危險監(jiān)測及治理等有關(guān)知識。

3、工區(qū)區(qū)長、主管技術(shù)員分別為現(xiàn)場沖擊地壓防治的行政和技術(shù)負責人，在礦專職防沖人員指導下由工區(qū)治理隊伍實施沖擊危險監(jiān)測（鉆屑取粉），組織實施解危措施，執(zhí)行相關(guān)防護及應急避險規(guī)定等。

4、地測部門負責沖擊危險區(qū)地質(zhì)資料分析，主要包括煤層、頂?shù)装鍘r性、厚度、強度以及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的分析，并按時提供地質(zhì)預測預報。

5、安全監(jiān)察處負責沖擊地壓安全隱患排查治理情況的監(jiān)督和防沖措施的落實。

6、通防部門負責沖擊地壓危險區(qū)域“一通三防”的技術(shù)管理。

7、嚴格執(zhí)行沖擊地壓事故匯報制度，建立沖擊地壓事故檔案。發(fā)生沖擊地壓事故后，必須及時匯報調(diào)度室，調(diào)度室要通知分管領(lǐng)導，由礦組織進行現(xiàn)場調(diào)查分析。

8、打鉆地點出現(xiàn)煤壁突然外鼓、煤壁有連續(xù)爆響、煤炮聲不斷、圍巖活動明顯加劇、支護變形等情況時，必須先將人員撤到安全地點，待壓力穩(wěn)定后，經(jīng)工區(qū)跟班人員和跟班安監(jiān)員檢查，確認無危險后，再進行施工。

二、鉆孔注意事項

1、打鉆工必須認真閱讀《zqsj-90/2.4a架柱支撐式氣動鉆機使用說明書》，熟悉鉆機性能并具備防沖基礎(chǔ)知識，方可上崗作業(yè)。

2、鉆孔前，必須檢查頂板與煤幫的穩(wěn)定情況，頂、幫網(wǎng)撕裂的必須聯(lián)好網(wǎng)后再進行鉆孔。

3、打鉆前要做到“三緊”、“兩不要”，即：袖口、領(lǐng)口、衣角緊，不要戴布、線手套，不要把圍巾露在外面，佩戴防塵口罩。

4、必須按照卸壓鉆孔設計施工，不得擅自改變。

5、金屬網(wǎng)剪下后要及時丟入老空，以免扎傷人員。

6、在鉆腿未獲得有效支撐前嚴禁開機。

7、開眼定位時，鉆桿轉(zhuǎn)速不可過快，當鉆進孔深100mm時，方可逐步加快轉(zhuǎn)速，加大推力，進入正常鉆孔作業(yè)。

8、螺旋鉆桿連接時應牢固，并使用u型卡，防止鉆桿脫節(jié)。

9、有下列情況之一時，應立即停止打鉆，經(jīng)查明原因處理好后，方可繼續(xù)打鉆：

⑴ 出現(xiàn)卡住鉆桿時；

⑵ 鉆機聲音突然不正常時；

⑶ 鉆機鉆桿嚴重震動時。

10、鉆機工作時嚴禁用手接觸鉆桿。

11、鉆孔過程中，把持鉆機人員要握緊鉆機架桿，以免鉆機轉(zhuǎn)動傷人。

12、在軌道順槽施工時，設專人觀察卡軌車運行情況。

① 巷道坡度一致，繩貼軌面運行段，施工人員在距梭車100m前進入躲避硐躲避。

② 巷道起伏較大，繩脫離軌面、易跳繩段，禁止運行期間鉆孔。

13、在皮帶順槽煤柱側(cè)施工時，必須停止皮帶運行并停電閉鎖，將皮帶拉線急停拉緊。

14、嚴禁將帶鉆桿的鉆機隨地亂放，以免誤開機傷人，停機長時間不用時，應將風管閘閥關(guān)閉。

15、打卸壓鉆孔后要全面做好記錄。施工人員要詳細記錄鉆孔位置，鉆進深度和鉆進過程中的動力顯現(xiàn)情況，當出現(xiàn)鉆進時有吸鉆、卡鉆等異常情況時要詳細記錄，以掌握好煤體內(nèi)的應力分布情況。

16、嚴格控制鉆孔的傾角，嚴禁鉆孔底進入頂板或底板。

17、施工完畢后，及時清理現(xiàn)場浮煤，做到工完料凈場地清。

三、其它

1、加強頂板活動規(guī)律的觀測，在周期來壓期間注意防護，并加強支護。

2、在工作面前方150m的范圍內(nèi)盡可能的少留人，人員在此范圍內(nèi)切忌坐下，必須站立。備用材料必須移到距工作面150m以外存放，并用防沖鏈固定，以防沖擊時散落傷人。循環(huán)使用臨時存放的材料，皮帶順槽的放在皮帶里側(cè)，軌道順槽的放在非人行道側(cè)。

3、用鉆屑法取完煤粉后，必須立即對施工地點進行灑水降塵。

4、集控室頂、底必須設海綿墊防范沖擊危險，其厚度不小于80㎜，并保持彈性良好。

四、發(fā)生沖擊地壓時的避災路線：

1、軌道順槽發(fā)生沖擊地壓時，沖擊區(qū)域以上人員沿軌道順槽向上撤離避災，沖擊區(qū)域以下人員沿軌道順槽經(jīng)工作面由皮帶順槽向上撤離避災。

2、皮帶順槽發(fā)生沖擊地壓時，沖擊區(qū)域以上人員沿皮帶順槽向上撤離避災，沖擊區(qū)域以下人員沿皮帶順槽向下經(jīng)工作面由軌道順槽向上撤離避災。

第4篇 頂板管理及沖擊地壓安全技術(shù)措施

第一節(jié)? 頂板管理

為認真貫徹落實“安全第一，預防為主”的方針，進一步加強頂板管理工作，規(guī)范現(xiàn)場管理，提高工程質(zhì)量和技術(shù)管理水平，杜絕頂板事故的發(fā)生，實現(xiàn)我礦安全生產(chǎn)形式持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合我礦實際，特制定頂板管理專項措施如下：

一、頂板管理專項措施工作目標：消滅頂板傷亡事故；力爭頂板事故為零。

二、頂板管理措施及要求：

1、嚴格執(zhí)行有關(guān)文件精神，提高采掘工作面支護質(zhì)量，規(guī)范現(xiàn)場管理，提高采掘安全可靠性。

2、加強采掘工作面生產(chǎn)技術(shù)管理。要繼續(xù)作好采掘工作面優(yōu)化設計，巷道維修必須有專門經(jīng)過審批的針對性措施，巷修隊伍必須經(jīng)過專門培訓后方可從事巷修工作。

3、嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，采掘工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護，嚴禁空頂作業(yè)。

4、加強采掘工作面巷道管理，始終保持巷道完好。凡發(fā)現(xiàn)巷道出現(xiàn)頂部絞架不接頂、背設不實的一定要追究責任，并做出相應的處罰。

5、加強頂板事故多發(fā)地點和工序的日常管理工作。

6、采煤工作面上下端頭、超前支護、工作面煤壁區(qū)、放頂區(qū)以及放頂、采煤等工序是工作面頂板事故多發(fā)區(qū)，要加強日常管理。

7、加強掘進工作面工程質(zhì)量管理，確保掘進巷道的工程質(zhì)量，正確使用前探梁、防倒棚裝置，嚴防掘進工作面發(fā)生冒頂。

8、掘進工作面貫通、施工大斷面峒室、過老巷、老空、過斷層及大斷面巷道擴刷等必須有專項措施，并堅持礦、隊干跟班。

9、堅持推廣應用先進的技術(shù)成果經(jīng)驗，科學管理頂板。

三、管理的一般措施

1、施工單位在施工前必須編制作業(yè)規(guī)程，并按規(guī)定進行審批。礦井生產(chǎn)科負責頂板管理的技術(shù)工作。

2、礦井技術(shù)負責人應每月組織召開一次礦井頂板管理工作分析會，總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓，研究現(xiàn)狀，并提出改善頂板管理的意見、方法、措施。

礦井要認真做好頂板巖性觀測工作，根據(jù)觀測資料及頂板巖性和壓力顯現(xiàn)情況，對所開采煤層的頂板進行分類。并結(jié)合頂板的具體條件，確定響應的支護形式及支護參數(shù)。

4、采煤工作面開采初次放頂、首尾回撤、過老空、過局部破碎帶、過斷層、過網(wǎng)邊、過煤柱等區(qū)域時，必須制定安全措施。初次放頂和收尾工作，必須由生產(chǎn)礦長親自組織，并責成有關(guān)人員現(xiàn)場指揮，生產(chǎn)礦長負責解決初次放頂和收尾期間必須的設備、材料，確保初放和收尾工作的順利進行。

5、綜采工作面開切眼擴面、支架安裝、初次放頂（放煤）、工作面結(jié)束前的開采程序及支架回撤必須有針對性的技術(shù)組織措施。

6、應開展頂板來壓和沖擊地壓的觀測工作，根據(jù)觀測情況編制專門設計和安全措施。礦井應有專人負責沖擊地壓預測預報和防治工作，認真執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于開采有沖擊地壓危險煤層的規(guī)定。???????????????????? 7、 7、成立頂板鑒定小組，采掘工作面要認真執(zhí)行“地質(zhì)預測制”掘進工作面要認真執(zhí)行“現(xiàn)場鑒定制”，巷修在布置工作任務時，要重點提出防止頂板事故的針對性措施。

四、掘進工作面頂板管理

1、掘進工作面開口前，必須由工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實際制定開口措施。作業(yè)前必須維護好開口位置10米范圍內(nèi)的支架，給好抬棚。抬棚的規(guī)格及穿梁的規(guī)格、數(shù)量要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。

2、掘進工作面嚴禁空頂下作業(yè)。在爆破前必須加固靠近工作面10米范圍內(nèi)的支護，爆破中破壞的支架必須及時修復，必須檢查幫頂，并由外向里逐架進行，爆破后嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，必須采取前探支護后方可進入工作面作業(yè)。

3、在松軟的煤、巖層或地質(zhì)破碎帶、斷層、采跡等掘進巷道時必須采取前探支護或其它措施。

4、根據(jù)頂板巖性觀測數(shù)據(jù)選擇巷道支護材料，并制定爆破設計，支護材料的規(guī)格必須符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。支架必須按設計要求架設牢固，支架間應設牢固的撐木或拉桿。支架與頂幫之間的空隙必須塞緊背實，巷道冒頂、空頂部分，必須用支護材料接頂。

5、掘進工作面臨時停工時，巷道支架必須架設到迎頭，保持正常通風，并隨時對巷道支護變化情況進行檢查。臨時封閉時，必須對巷道支護進行加固?；謴烷_工時，必須嚴格執(zhí)行開工檢查制度，并根據(jù)支護變化情況采取相應的措施。

6、礦井工程技術(shù)人員在貫通前必須做好測量工作，兩巷對頭貫通相距20米時，其中一個掘進面必須停止作業(yè)，并嚴格執(zhí)行打探眼制度，準確掌握預透距離及位置，同時對被貫通的支架進行加固。巷道貫通舊巷或老空時必須執(zhí)行打探眼的制度，并重新制定安全措施。

7、掘進工作面遇斷層、舊巷、松軟破碎頂板等特殊情況時，在作業(yè)規(guī)程中必須有明確規(guī)定的爆破措施。巖石掘進在距煤層10米內(nèi)要打探眼，并在作業(yè)規(guī)程中應有探眼設計，邊探邊掘，探到煤層時要采取加強支護措施。

更換巷道支護時，在拆除原支護前必須先備好臨時支架，并加固相臨近支架。拆除原有支架后，必須及時除掉頂幫活矸并架設永久支護。在傾斜巷道中，必須有防止矸石，物料滾落和支架歪倒的安全措施。????? 9、 9、采用錨桿、錨噴、錨網(wǎng)等支護形式時必須嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第四十四條規(guī)定。

五、井巷維修的頂板管理

1、礦井在進行巷道維修前必須指定施工安全措施，井筒維修的安全措施必須履行審批手續(xù)。

2、在拆除原支架（打上臨時支護，給好撐木、拉桿等），拆除和架設前必須護好幫頂，防止幫頂漏渣，翻一架給一架，嚴禁大翻大挑。在一架棚未完成之前不得終止作業(yè)。撤換支架的工作要連續(xù)進行，如不能連續(xù)施工，每次工作結(jié)束時必須背實幫頂。

3、擴大斷面和維修井巷時，必須保證有在發(fā)生冒頂堵塞井巷時能撤出人員的安全出口。在獨頭巷道維修時，必須由外向里逐架進行，嚴禁維修人員進入維修地點里側(cè)；傾斜巷道維修要由上向下進行；巷道對頭維修時兩處都必須有安全出口，距離小于20米時停止一處作業(yè)。發(fā)生冒頂時必須木垛接頂。

4、生產(chǎn)采區(qū)的巷道有連續(xù)3架失效支架或有冒頂危險時，必須立即處理，否則應停止生產(chǎn)。

5、獨頭井巷維修和掘進工作面的后路，必須加強維護。如出現(xiàn)斷梁折柱、歪斜、彎曲、片幫、幫頂桿脫落、低矮等情況，必須停止作業(yè)，防止發(fā)生頂板冒落傷人、堵人事故。

六、掘進迎頭臨時支護

1、掘進工作面施工時不得空頂作業(yè)，永久支護前必須有臨時支護。臨時支護必須具有足夠的強度、對頂板有足夠的控制力、對現(xiàn)場條件有較好的適應性。

2、掘進作業(yè)規(guī)程或施工安全技術(shù)措施要對使用的臨時支護的方式、操作程序、技術(shù)要求等進行規(guī)定。

3、采用的臨時支護方式要由礦生產(chǎn)技術(shù)部認可。

4、掘進工作面的循環(huán)進尺必須依據(jù)現(xiàn)場條件在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，永久支護離迎頭的距離不得超過一個循環(huán)的進尺 。地質(zhì)條件變化時，應及時補充措施并調(diào)整循環(huán)進尺的大小。

5、巷道頂部錨桿施工時應由外向里逐個逐排進行，不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿。

6、采用架棚支護時，應對巷道迎頭至少10m的架棚進行整體加固。加固裝置必須是剛性材料，并能適應棚距的變化。

七、巷道交岔點支護

1、巷道交岔點的位置盡量選在巖性好、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地點。巷道交岔點要有專門的設計，對支護方式、支護材料、巷道斷面等進行規(guī)定。

2、巷道交岔點施工前，要由生產(chǎn)技術(shù)部門組織現(xiàn)場會審，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，編制施工安全技術(shù)措施，繪制施工放大圖，并向職工傳達貫徹。施工結(jié)束后，生產(chǎn)技術(shù)部門必須組織有關(guān)部門按設計要求進行竣工驗收，驗收合格后，方可正常掘進。

3、采用錨桿（錨索）對巷道交岔點支護時，要進行頂板離層監(jiān)測，并在安全技術(shù)措施中對支護的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測點的布置及監(jiān)測方法等進行規(guī)定。監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)支護問題及時采取措施進行處理。

4、架棚巷道的交岔點采用抬棚支護時，要進行抬棚設計，根據(jù)設計對抬棚材料專門加工，抬棚梁和插梁要焊接緊密，抬棚架設后的巷道斷面不得小于原巷道斷面，并滿足運輸、行人、通風等所需的安全距離。

八、生產(chǎn)采區(qū)頂板管理

（一）采煤工作面上下順槽、上下兩口的管理

1、采煤工作面上下順槽，必須保證規(guī)定的斷面和高度，凡有折梁斷腿及空幫空頂處必須及時處理，距工作面20米范圍內(nèi)必須有加強支護。

2、經(jīng)常檢查采煤工作面上下兩口的支護情況，支護方式、支護密度必須符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，運輸機機頭部位必須采取加強支護措施；作業(yè)的方式方法必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，綜采工作面兩端應使用端頭支架或增設其他形式的支護，要指定移設運輸機頭的措施，并指派有經(jīng)驗的工人作業(yè)。

（二）采煤工作面必須保證一定數(shù)量的備用支護材料，其數(shù)量、規(guī)格、存放地點和管理方法，必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。開工前班組長必須對工作面進行全面的檢查，確認無危險后方可開工。嚴禁使用折損的坑木，損壞的金屬頂梁，失效的摩擦支柱和失效的單體液壓支柱，在入井前必須逐根進行壓力實驗；在工作面回采結(jié)束后或使用時間超過8個月必須進行檢修，檢修后的支柱必須進行壓力實驗，方可投入使用。?????? 采煤工作面嚴禁空頂作業(yè)。所有支架必須架設牢固，并有防倒柱措施，嚴禁在浮煤或浮矸上架設支架。工作面的排柱距要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，使用木支護工作面的坑木規(guī)格要在作業(yè)工程中明確規(guī)定，碰倒或損壞的支柱必須立即恢復或更換；綜采工作面必須有可靠的防止頂端頂煤冒落和煤壁片幫的措施，移動運輸機頭、機尾需要拆除支架時必須先架好臨時支架。使用摩擦金屬支架時，必須使用液壓升柱器，初撐力不得小于50kn；單體液壓支柱的初撐力，柱徑100mm的不得小于90kn；柱徑80mm的不得小于60kn。 工作面發(fā)生冒頂或超高時，不得給高棚，必須用木垛接頂，嚴禁空頂。采用金屬網(wǎng)方法及要求、連網(wǎng)扣距及頂網(wǎng)破碎冒落漏矸處理方法，都要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。翻打支柱，必須先打后撤，給棚支柱或移綜采支架時必須成一直線，支柱、支架必須牢固接頂，木支護工作面要大楔子，頂板破碎是必須加強 支護，剎好頂。如煤層底板松軟，支柱鉆底時必須采取措施，并在作業(yè)規(guī)程中說明。???? 工作面形成后，開切眼巷道內(nèi)支架必須完成并打好中心支柱，否則不得開采。工作面遇到斷層、舊巷、頂板破碎、冒落等情況時，必須采取措施指派專人提前處理。綜放及單一長壁放頂煤工作面，遇到頂板（煤）來壓、來水、來雜物、來矸石等情況時不準放頂煤，要查明原因，補充修改放頂煤措施。機采工作面應根據(jù)工作面長度及頂板情況在作業(yè)規(guī)程中明確，割頂煤時頂梁要隨割隨伸前探梁。支設煤壁支柱的距離和回撤煤壁支柱的距離應在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。采用綜合機械化采煤時必須嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》第六十六條和第六十七條的規(guī)定。采煤工作面必須及時回柱放頂，放頂時要保持支架完整。壁式放頂煤工作面根據(jù)采放高度在作業(yè)規(guī)程中明確放煤方法及放煤量，空區(qū)內(nèi)的充填物不準低于工作面頂板，應對放煤量予以控制，放煤口要及時連好以防漏貨造成空頂；用垮落法控制頂板時，作業(yè)規(guī)程中要明確規(guī)定回柱放頂?shù)姆椒ê桶踩胧ｍ敯鍛翼斁嚯x超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時，必須停止采煤，采取人工強制放頂措施。采煤工作面因片幫造成最大控頂距超過規(guī)定距離時要采取安全措施；

（三）切眼支護與初次放頂

工作面切眼要有設計，施工前編制作業(yè)規(guī)程或施工措施，對切眼的斷面、支護方式、支護參數(shù)、切眼安裝程序及頂板監(jiān)測方法等進行規(guī)定。

切眼掘進采用錨桿或架棚支護時，必須對頂板的活動情況進行監(jiān)測、分析，頂板活動異常的必須采取有效措施后方可進行切眼安裝、刷大或初放。架棚支護的切眼替料前或工作面切眼刷大前要組織由切眼施工單位、安裝單位、擴切眼單位和有關(guān)部門參加的現(xiàn)場會審，然后編制施工措施，由相關(guān)單位集體審查后方可貫徹執(zhí)行。回采工作面初放要制定初放措施并成立以生產(chǎn)礦長為組長的初次放頂領(lǐng)導小組。初次放頂前，初次放頂領(lǐng)導小組組長要組織有關(guān)人員進行現(xiàn)場會審，在確認現(xiàn)場條件符合放頂要求時方可按措施要求進行初次放頂。初放期間要有安全、生產(chǎn)管理部門的人員現(xiàn)場把關(guān),并有初放記錄。初放結(jié)束要由初放領(lǐng)導小組認定。單體液壓支柱支護的工作面采高超過2.4m或工作面采高大于1.6m、傾角大于15°時，必須在老塘側(cè)架設一趟首尾相接的傾斜架棚，架棚梁使用木料時，應為小頭直徑不小于20cm的半園木；面內(nèi)支柱必須有防倒設施。綜采放頂煤工作面初放期間的放煤次序、放煤量及對支架工作阻力的要求要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。工作面遇地質(zhì)變化帶、老峒或頂板懸頂過大等特殊情況要補充加強頂板管理的安全技術(shù)措施。

第二節(jié)沖擊地壓安全技術(shù)措施

根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機理，防治沖擊地壓的措施的基本原理有兩方面：一是降低應力的集中程度；二是改變煤巖體的物理力學性能，以減弱積聚彈性能的能力和釋放速率。

（一）降低應力的集中

減弱煤層區(qū)域內(nèi)的礦山壓力值的方法有：

1、超前開采保護層；

2、無煤柱開采，在采區(qū)內(nèi)不留煤柱和煤體突出部分，禁止在鄰近層煤柱的影響范圍內(nèi)開采；

3、合理安排開采順序，避免形成三面采空狀態(tài)的回采區(qū)段或條帶和在采煤工作面前方掘進巷道，必要時應在巖石或安全層內(nèi)掘進巷道，禁止工作面對采和追采。

(二)采用合理的開拓布置和開采方式

實踐表明，合理的開拓布置和開采方式對于避免應力集中和疊加，防止沖擊地壓關(guān)系極大。大量實例證明，多數(shù)沖擊地壓是由于開采技術(shù)不合理而造成的。不正確的開拓開采方式一經(jīng)形成就難于改變，臨到煤層開采時，只能采取局部措施，而且耗費很大，效果有限。所以，合理的開拓布置和開采方式是防治沖擊地壓的根本性措施。其主要原則是：

1、開采煤層群時，開拓布置應有利于保護層開采。首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為保護層，且優(yōu)先開采上保護層。例如撫順、遼源等煤礦，屬厚煤層上行水砂充填法開采。作為保護層的第一分層開采都盡量布置在沖擊危險性小的煤層中進行。西安礦為了發(fā)揮上保護層的作用改變自下而上的分層開采順序，首先開采頂分層作為保護層，采完頂分層后再反過來自下而上開采其他各分層，甚至改用下行金屬網(wǎng)分層假頂全部垮落法開采。

2、劃分井田或采區(qū)時，應保證合理的開采順序，最大限度地避免形成煤柱等應力集中區(qū)。因為煤柱承受的壓力很高，特別是島形或半島形煤柱，要承受幾個方面的疊加應力，最易產(chǎn)生沖擊地壓。上層遺留的煤柱還會向下傳遞集中壓力，導致下部煤層開采時也易發(fā)生沖擊地壓。統(tǒng)計資料表明：陶莊煤礦回收煤柱時發(fā)生的沖擊地壓占全礦沖擊次數(shù)的29.8％；唐山煤礦、城子煤礦約占50％。龍風煤礦實際資料抽樣分析表明，兩側(cè)為采空區(qū)的工作面在回采過程中，沖擊地壓發(fā)生次數(shù)顯著增多。

3、采區(qū)或盤區(qū)的采煤工作面應朝一個方向推進，避免相向開采，以免應力疊加。因為相向采煤時上山煤柱逐漸減小，支承壓力逐漸增大，很容易引起沖擊地壓。例如陶莊煤礦272水采區(qū)五號上山西翼開采時，在上山附近發(fā)生了17次沖擊地壓。而且相向采煤又要被迫在高壓力區(qū)中掘進開切眼，造成沖擊地壓頻繁發(fā)生(占總次數(shù)的60％)。為了改變這種狀況，提出實行單翼采區(qū)跨上山采煤的辦法。并把單區(qū)段獨立回采的開采程序改為多區(qū)段聯(lián)合開采程序，使回采與掘進工作在不同區(qū)段中交替進行，能夠?qū)崿F(xiàn)沿采空區(qū)邊緣(低應力區(qū))掘進開切眼，避免了往高應力區(qū)掘進和維護回采開切眼的弊端。

4、在地質(zhì)構(gòu)造等特殊部位，應采取能避免或減緩應力集中和疊加的開采程序。在向斜和背斜構(gòu)造區(qū)，應從軸部開始回采；在構(gòu)造盆地應從盆底開始回采；在有斷層和采空區(qū)的條件下應從斷層或采空區(qū)附近開始回采的開采程序。龍風煤礦的統(tǒng)計資料表明，采掘工作面接近斷層或向斜鈾部附近時，沖擊地壓頻度增加強度加大。隨機抽樣50例，其中與斷層有關(guān)的36例，占72％，其中有62％的沖擊地壓發(fā)生在工作面接近斷層時，只有10％發(fā)生在離開斷層以后，而且34％的沖擊地壓發(fā)生在工作面接近斷層5m～20m的范圍內(nèi)。

5、有沖擊危險的煤層的開拓或準備巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回風巷應布置在底板巖層或無沖擊危險煤層中，以利于維護和減小沖擊危險?；夭上锏缿M可能避開支承壓力峰值范圍，采用寬巷掘進，少用或不用雙巷或多巷同時平行掘進。對于水采區(qū)的回采開切眼應躲開高應力集中區(qū)，選在采空區(qū)附近的壓力降低區(qū)為好。例如，唐山煤礦十一水平5287 (北)區(qū)發(fā)生的32次沖擊地壓，有12次發(fā)生在回采前的巷道維修過程中，3次發(fā)生在高應力區(qū)新掘巷道時，7次發(fā)生在受采動影響的巷道。硯石臺煤礦沖擊地壓大多數(shù)發(fā)生在支承壓力影響區(qū)的掘進工作面，其中雙巷平行掘進時發(fā)生的次數(shù)最多，占 46.2％。城子煤礦回收八層-250m水平西護巷煤柱的前后兩次經(jīng)驗教訓值得借鑒：1971年回收時按常規(guī)布置方法，造成嚴重的沖擊地壓傷亡事故，被迫停采封閉；時隔近20年后再進行回收時，采用底板集中大巷、分區(qū)小石門進入煤層，以及避開應力峰值送巷、寬巷掘進等開采方式，僅歷時11個月就安全回收該煤柱，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

6、開采有沖擊危險的煤層，應采用不留煤柱垮落法管理頂板的長壁開采方法?；夭删€盡量是直線且有規(guī)律地按正確的開采速度推進。經(jīng)統(tǒng)計，1992年以前，全國發(fā)生沖擊地壓的50余對礦井中，有水采、綜采、分層開采、正規(guī)和非正規(guī)開采方法等多種情況。分析表明，不同的采煤方法，其礦山壓力的分布也不相同。

房柱式等柱式采煤法，由于掘進的巷道多和在采空區(qū)遺留的煤柱多、頂板不能及時充分地垮落，造成支承壓力較高。在工作面前方掘進巷道勢必受到疊加壓力的影響，增加了危險性。

水力采煤法雖然系統(tǒng)簡單、高效，但遺留的煤垛在采空區(qū)形成支撐，頂板不能及時、規(guī)則地垮落，又要經(jīng)常在支承壓力帶開掘水道和槍眼，加之推進速度快，開采強度大，易造成大面積懸頂?shù)奈：?，導致發(fā)生沖擊地壓。所以，水采礦井要改進開采設計。

采用長壁式開采方法，有利于減緩沖擊地壓的危害。

倒臺階采煤法由于工作面不成一直線，在臺階部位形成高應力集中，則易導致發(fā)生沖擊地壓。

硯石臺煤礦在采用走向長壁式采煤法時，沒有發(fā)生過沖擊地壓，僅出現(xiàn)過煤炮聲；而改用倒臺階工作面回采時，經(jīng)常發(fā)生沖擊地壓，且大多數(shù)發(fā)生在臺階上隅角，約占回采時沖擊地壓總次數(shù)的90％，不僅次數(shù)多，而且強度也大，平均每次沖出煤炭 130t以上。

7、頂板管理盡量采用全部垮落法，工作面支架應采用具有整體性和防護能力的可縮性支架。統(tǒng)計表明：采用非正規(guī)采煤法的采區(qū)沖擊地壓次數(shù)多、強度大；水力充填次之；全部垮落法次數(shù)少且強度弱。我國發(fā)生沖擊地壓的煤層其頂板大多又厚又硬，不易垮落。采用注水、爆破等方法，使頂板弱化或垮落，能夠減緩沖擊地壓。在有沖擊地壓的礦井中，有6個采用水砂充填方法管理頂板，并不能避免沖擊地壓的發(fā)生。例如撫順煤礦特厚煤層的頂板，雖為較軟的厚層油母頁巖，采用水砂充填上行分層開采，但第一分層開采時，沖擊地壓仍較嚴重。除煤層性質(zhì)外，厚層油母頁巖老頂?shù)恼w彎曲下沉是造成煤層邊緣的高應力集中的重要因素。根據(jù)撫順、阜新等煤礦沖擊地壓危害情況，傷亡事故主要由于沖擊震動推倒或折斷支架，造成片幫和冒頂傷人。所以沖擊危險工作面必須采取特殊的支護形式，加強支護，提高支架的整體性和穩(wěn)定性。

(三)沖擊地壓的解危措施

在煤層開采中，生產(chǎn)地質(zhì)條件極為復雜。往往由于人們對沖擊地壓發(fā)生條件不能完全掌握，造成開拓布置和開采方式不合理，沒有預先采取防范措施或防范措施不完善，不可避免地形成局部煤層地段的高應力集中和沖擊地壓危險。因此，在煤層開采過程中必須對這些地段進行及時處理，以保證安全生產(chǎn)。這種對已形成沖擊危險或具有潛在沖擊危險地段的處理措施稱為解危措施。它屬于暫時的局部性措施，包括煤層爆破卸壓、鉆孔卸壓和誘發(fā)爆破等。

按照沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件，工作面附近煤層被頂?shù)装寰o緊地夾持著，承受極高的載荷，雖并未破碎，卻積聚大量的變形能。這時煤體和圍巖形成的三軸壓縮應力與礦山壓力處于臨界平衡狀態(tài)。采取的各種卸壓解危措施，正是為了減緩這種臨界狀態(tài)，把夾持狀態(tài)下煤層的側(cè)向約束解除掉，使已形成的局部高壓力分散轉(zhuǎn)移到較廣區(qū)域。由于卸壓措施造成煤體局部破裂，降低了強度，應力重新分布，從而釋放或降低了煤巖體中的彈性能，使工作面前方一定范圍內(nèi)成為安全區(qū)。

1、爆破卸壓

爆破卸壓是指對形成沖擊危險的煤體，用爆破方法減緩其應力集中程度的一種解危措施。實施爆破卸壓應采取深孔爆破方法，孔深應達到支承壓力峰值區(qū)。裝藥位置越靠近峰值區(qū)，炸藥威力越大，爆破解除煤層應力的效果越好。該法適用于頂板比較完整的條件下或作為煤層注水時的輔助措施。

爆破卸壓能同時局部解除沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件，即在有沖擊地壓危險的工作面卸壓和在近煤壁一定寬度的條帶內(nèi)破壞煤的結(jié)構(gòu)(但不落煤)，使它不能積聚彈性能或達不到威脅安全的程度。這樣在工作面前方形成一條卸壓保護帶，隔絕了工作空間處于煤層深處的高應力區(qū)。顯然，從防治沖擊地壓的角度看，應用盡量多的炸藥爆破出盡量寬的保護帶，但實際上要達到這個目的，目前技術(shù)條件還不夠。不過根據(jù)多年的觀測實踐證明，如果能保證在工作面前方和巷道兩幫始終保持一個寬5m～10m的保護帶，就能防止沖擊地壓的危害。

可以采用爆破斷頂?shù)姆椒ㄟM行爆破卸壓，即在待采煤層隔離煤柱一側(cè)的老采空區(qū)內(nèi)，對采空區(qū)頂板內(nèi)造成寬約6m、深約 6m～8m的斷溝，用以削弱采空區(qū)與待采區(qū)之間的頂板連續(xù)性、減小待采煤層開采時的應力集中，以消除沖擊地壓危害。

爆破參數(shù)和施工工藝應按《沖擊地壓煤層安全開采暫行規(guī)定》確定。爆破斷頂措施在門頭溝煤礦的實際使用(見圖2)中取得了一定的成效。在－230m水平二槽煤東區(qū)，有計劃地共斷頂五個已采區(qū)，總長約230m。斷頂前在該區(qū)曾發(fā)生過兩次沖擊地壓，斷頂后則未曾發(fā)生。在斷頂前后進行的圍巖變形觀測和地音監(jiān)測表明，斷頂后圍巖變形和地音指標均大幅度降低，證實了斷頂效果。

爆破卸壓屬于內(nèi)部爆破，主要物理作用是使煤層產(chǎn)生大量裂隙。試驗表明，爆破使炮孔周圍形成破碎區(qū)和裂隙區(qū)，破碎區(qū)遠小于裂隙區(qū)。徑向裂隙穿過切向裂隙，說明徑向裂隙擴展在前，切向裂隙形成在后。炸藥爆炸后，沖擊波首先使煤體破裂。繼之爆破產(chǎn)生氣體進一步使煤體破裂，在氣體壓力作用下，煤體沿徑向移動，形成切向拉應力，產(chǎn)生徑向拉破裂。隨著裂隙的擴展，氣體通過裂隙擴散到煤體中，與煤體產(chǎn)生熱交換。同時，氣體的體積增大，而溫度和壓力下降。當裂隙前端的應力強度因子小于斷裂韌性時，裂隙停止擴展。當壓力小于臨界值時，因原先受壓貯存于煤體中的彈性能釋放，使煤體向炮孔中心移動，在煤體中產(chǎn)生徑向拉伸作用，導致切向破裂。但徑向裂隙的擴展遠大于切向裂隙。造成煤層性質(zhì)變化的主要因素是徑向裂隙。

根據(jù)彈塑性理論，把采煤工作面簡化為平面應變的力學模型。以龍風煤礦采煤工作面為例的計算結(jié)果表明，爆破卸壓使煤壁前方的支承壓力重新分布，應力梯度變小，峰值壓力移往煤體深部7m以遠屈服區(qū)，比爆破前增大近一倍，能量密度明顯減小。

綜上所述，爆破卸壓在煤體中產(chǎn)生大量裂隙，使煤體的力學性質(zhì)發(fā)生變化，彈性模量減小，強度降低，彈性能減少，破壞了沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件。由于煤體內(nèi)裂隙的長度和密度增加，按照失穩(wěn)理論，還具有致穩(wěn)作用和止裂作用，防止了沖擊地壓發(fā)生。

實施爆破卸壓前必須先進行鉆屑法檢測，確認有沖擊危險時才進行爆破卸壓，爆破以后還要用鉆屑法檢查卸壓效果。如果在實施范圍內(nèi)仍有高應力存在，則應進行第二次爆破，直至解除沖擊危險為止。

為了安全生產(chǎn)，通過爆破卸壓在工作面前方和巷道兩幫形成一個有足夠?qū)挾?大于3倍采高)的卸壓保護帶。所以，對巷道兩幫，爆破卸壓的深度應等于保護帶寬度；對采煤工作面，爆破卸壓的深度應等于保護帶寬度加上工作面進度。

爆破孔的孔深取決于卸壓深度。由于孔深藥量多，為保證殉爆可用導爆索連接加強引爆，使藥卷能裝到孔底，可先把藥卷裝在軟管里或用非金屬材料綁扎后進行裝藥。爆破孔布置方式應根據(jù)具體條件確定。通常用煤電鉆打眼，孔徑50mm～55mm，孔間距4m～10m，每孔裝藥量按不超過孔深一半計算，一般為1.5k8～3.5kg。鉆孔不裝藥部分必須填滿水炮泥或黏土炮泥。躲炮距離100m～150m，躲炮時間30min～40min。

門頭溝煤礦、龍鳳煤礦、天池煤礦等都成功地使用爆破卸壓方法，取得良好的效果。

天池煤礦的爆破卸壓參數(shù)為：孔深4m～8m，孔間距3m～6m，孔徑50mm～55mm(用φ42mm鉆頭)，每孔裝藥量1.0kg～3.5kg,瞬發(fā)雷管引爆(6m以上深孔裝兩發(fā)雷管)，炮泥封孔。

龍風煤礦進行爆破卸壓時，用普通煤電鉆打眼，φ42mm鉆頭。按垂直煤壁方式布孔。鉆孔傾向與工作面頂板線一致?？咨?m～６m，孔間距3m～5m。每孔裝藥量1.0kg～1.4kg，黃泥封孔，填滿填實。瞬發(fā)雷管起爆，在孔底藥卷中加一段煤礦安全型導爆索，每次起爆二孔(也可多孔起爆)。

城子煤礦的-250m水平八層西大巷煤柱，由于采取爆破卸壓等措施得當，安全回收全部煤柱，沒有發(fā)生沖擊地壓事故。該煤柱在1971年曾回收過，由于沖擊地壓嚴重，并造成人員傷亡事故而被迫停采封閉。時隔近20年后煤柱已是四面采空的孤立煤柱，再進行回收存在著沖擊地壓和垮頂?shù)膰乐赝{，在回收過程中嚴格執(zhí)行每循環(huán)都進行超前爆破卸壓的措施。開切眼掘進時就開始進行超前爆破卸壓，孔數(shù)3個～4個，孔深4m～5m。采煤工作面沿傾向方向每5m布置一個爆破卸壓孔，孔深為循環(huán)進度的3倍。每孔裝藥量3個～5個藥卷(0.5kg～1.0kg)。卸壓炮眼與工作面落煤炮眼同時起爆，取得較好效果。

2、誘發(fā)爆破

誘發(fā)爆破是在監(jiān)測到有沖擊危險的情況下，利用較多藥量進行爆破，人為地誘發(fā)沖擊地壓，使沖擊地壓發(fā)生在一定的時間和地點，從而避免更大損害的一種解危措施。

實行誘發(fā)爆破必須慎重行事。作為輔助手段，誘發(fā)爆破只有在存在嚴重沖擊危險的情況下，其他方法無效或無法實施時才應用。實施地點多用于煤柱回收時，與鉆屑法檢測孔配合互用?？拙?m～5m，孔深按沖擊危險區(qū)范圍確定?？善叫凶呦蚧騼A斜布置，也可混合布置。一般采用深孔爆破法，鉆大量較長的鉆孔直達高應力帶。采用大藥量、集中裝藥和同時引爆的方法，以便使煤巖體強烈震動，誘發(fā)沖擊地壓，或造成煤體強烈卸壓、釋放能量，把高應力帶移向煤體深部。集中爆破的藥量越多，誘發(fā)沖擊地壓的可能性越大。因為這樣在煤體中造成的動應力就大，動應力疊加在原來存于煤體中的靜應力上的總和越大，超過臨界應力值機會就愈多，就會誘發(fā)沖擊地壓。

實施誘發(fā)爆破應按《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定施工。實施前必須采用鉆屑法確定沖擊危險地點，加固支架，掩護或撤出機械設備及電纜工具等。爆破時必須設專人警戒所有通往爆破地點的通道。躲炮半徑不得小于150m，躲炮時間30min以上。

天池煤礦、門頭溝煤礦等都應用過誘發(fā)爆破。天池煤礦在采掘過程中，特別是回收煤柱時，始終堅持以爆破卸壓為主，誘發(fā)爆破為輔的措施。誘發(fā)爆破參數(shù)視具體情況而定。一般孔徑為 50mm～60mm，孔深6m～8m以上，每孔裝藥量2kg～3kg以上，孔間距2m～3m。炮泥封孔，填滿填實。瞬發(fā)雷管，同時引爆。門頭溝煤礦1980年開始試驗應用誘發(fā)爆破，其鉆孔布置方式在正規(guī)煤柱支撐法工作面為平行煤層走向或傾向布置，孔深為煤柱寬度的3/4。在非正規(guī)工作面如殘柱式回采，視煤柱尺寸進行布置，但孔深均不超過煤柱寬度的3/4。誘發(fā)爆破后要及時回采，不要停留過長時間(不超過一個月)，以防能量重新積聚，產(chǎn)生新的沖擊危險。

誘發(fā)爆破應作為爆破卸壓的輔助手段，用于特殊情況下。其效果是有限的，不能保證按時誘發(fā)，有時一小時后才發(fā)生沖擊地壓。而且大藥量同時引爆，必然造成一定程度的破壞作用。所以要慎重行事，有限度地使用。

3、改變煤層的物理力學性能???? 改變煤層的物理力學性能主要有：高壓注水、放松動炮和鉆孔槽卸壓等方法。

(1)高壓注水是通過注水，人為地在煤巖內(nèi)部造成一系列的弱面，并使其軟化，以降低煤的強度和增加塑性變形量。注水后，煤的濕度平均增加1.0％～2.2％時，可使其單向受壓的塑性變形量增加13.3％～14.5％。

(2)放松動炮，是通過放炮人為地釋放煤體內(nèi)部集中應力區(qū)積聚的能量。在采煤工作面中使用時，一般是在工作面沿走向打 4m～6m深的炮眼，進行松動爆破。它的作用是可以誘發(fā)沖擊地壓和在煤壁前方經(jīng)常保持一個破碎保護帶，使最大支撐壓力轉(zhuǎn)入煤體深處，隨后即便發(fā)生沖擊地壓，對采煤工作面的成脅也大為降低。

(3)鉆孔槽卸壓是用大直徑鉆孔或切割溝槽使煤體松動，以達到卸壓效果。卸載鉆孔的深度一般應穿過應力增高帶，在掘進石門揭開有沖擊危險的煤層時，應距煤層5m～8m處停止掘進，使鉆孔穿透煤層，進行卸壓。

此外，還可依靠選擇最佳采煤方法、回采設備、開采參數(shù)和工作制度等方法，局部降低煤層邊緣的沖擊危險程度。例如，當開采有沖擊危險的單一煤層時，應采用直線式長壁工作面的前進式采煤方法，并在巷道側(cè)不留煤柱。對有沖擊危險的厚煤層，應采用傾斜分層長壁式采煤方法。上分層的開采厚度應當最小。

開采有沖擊危險的煤層時，無論是在采煤工作面還是在掘進工作面中，都應采用支撐力大的可縮性金屬支架。

綜上所述可以認為，在現(xiàn)有技術(shù)水平下對沖擊地壓認真地進行測定和預報工作，并針對具體情況采取有效的防治措施，完全可以消除或大大減少沖擊地壓事故。

四、開采有沖擊地壓煤層時應注意的問題

1、開采有沖擊地壓煤層的礦務局(公司)、煤礦都應有專人負責防治沖擊地壓的工作。應裝備微震、地音監(jiān)測等裝備，進行沖擊地壓預測預報工作。

2、開采有沖擊地壓的煤層，必須編制設計，報礦務局(公司)、礦總工程師批準。有沖擊地壓的煤層中，掘進工作面臨近大型地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)和通過其他集中應力區(qū)以及回收煤柱時，必須制訂措施，報礦總工程師批準。

3、開采有沖擊地壓危險煤層的工作人員，都必須接受有關(guān)防治沖擊地壓基本知識的教育，熟悉沖擊地壓發(fā)生的原因、條件和征兆以及應急措施。防治沖擊地壓的措施中，必須規(guī)定發(fā)生沖擊地壓時的撤人路線。每次發(fā)生沖擊地壓后，必須組織人員到現(xiàn)場進行調(diào)查，記錄好發(fā)生前的征兆、發(fā)生經(jīng)過、有關(guān)數(shù)據(jù)及其破壞情況，并制訂恢復工作的防治措施，報礦務局(公司)、礦總工程師批準。

4、有嚴重沖擊地壓煤層在開拓時，應在巖層或無沖擊地壓的煤層中掘進集中巷道。開采時，在采空區(qū)不得留有煤柱。如果在采空區(qū)留有煤柱，必須將煤柱的位置尺寸以及影響范圍標在采掘工程圖上。永久硐室不得布置在有沖擊地壓的煤層中。

5、開采煤層群時，首先開采無沖擊地壓或弱沖擊地壓煤層作為保護層，開采保護層后，在被保護層中確實受到保護的地區(qū)，可按無沖擊地壓煤層進行采掘工作。在未受保護的地區(qū)，必須采取放頂卸壓、煤層注水、打卸壓鉆孔、超前爆破松動煤體或其他防治措施。

開采有嚴重沖擊地壓的單一煤層和無保護層可采的煤層時，必須采取規(guī)定的防治沖擊地壓的措施。

6、保護層有效范圍的劃定方法和保護層回采的超前距離，應根據(jù)對礦井實際考察的結(jié)果確定。

7、開采有沖擊地壓煤層時，沖擊危險程度和采取措施后的實際效果，都可采用鉆屑法、地音法、微震法或其他方法確定。對有沖擊地壓危險的煤層，可根據(jù)預測預報等實際考察資料和積累的數(shù)據(jù)。劃分煤層的沖擊地壓危險程度等級，以便按其等級制定沖擊地壓的綜合防治措施。

8、對有沖擊地壓的煤層，應根據(jù)頂板巖性掘進寬巷或沿采空區(qū)邊緣掘進巷道，巷道支護應采用可縮性支架，嚴禁采用混凝土、金屬等剛性支架。

9、有嚴重沖擊地壓的厚煤層中，所有巷道都應布置在應力集中圈外。煤巷雙巷掘進時，2條平行巷道之間的煤柱不得小于 8m，聯(lián)絡巷道應與2條平行巷道成直角。

10、開采有沖擊地壓的煤層，應用垮落法控制頂板，并提高切頂支架的工作阻力，采空區(qū)中所有支柱必須回凈。

11、有沖擊地壓的煤層中，在1個或相鄰的2個采區(qū)中，同一煤層的同一分階段，在應力集中的影響范圍內(nèi)，不得布置2個工作面同時相向或向背回采。如果2個工作面相向掘進，在相距30m時，必須停止其中一個掘進工作面，以免引起嚴重沖擊危險；停產(chǎn)3d以上的采煤工作面，恢復生產(chǎn)的前一班，應鑒定沖擊地壓危險程度，以便采取安全措施。

12、嚴重沖擊地壓的煤層中，采掘工作面的爆破撤人距離和爆破后進人工作面的時間，必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。

13、三面或四面被采空區(qū)所包圍的地區(qū)和構(gòu)造應力區(qū)、進行回采和回收煤柱時，必須制訂防治沖擊地壓的安全措施，報礦總工程師批準。

第5篇 頂板管理及沖擊地壓 安全技術(shù)措施

第一節(jié) 頂板管理

為認真貫徹落實“安全第一,預防為主”的方針,進一步加強頂板管理工作,規(guī)范現(xiàn)場管理,提高工程質(zhì)量和技術(shù)管理水平,杜絕頂板事故的發(fā)生,實現(xiàn)我礦安全生產(chǎn)形式持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合我礦實際,特制定頂板管理專項措施如下:

一、頂板管理專項措施工作目標:消滅頂板傷亡事故;力爭頂板事故為零。

二、頂板管理措施及要求:

1、嚴格執(zhí)行有關(guān)文件精神,提高采掘工作面支護質(zhì)量,規(guī)范現(xiàn)場管理,提高采掘安全可靠性。

2、加強采掘工作面生產(chǎn)技術(shù)管理。要繼續(xù)作好采掘工作面優(yōu)化設計,巷道維修必須有專門經(jīng)過審批的針對性措施,巷修隊伍必須經(jīng)過專門培訓后方可從事巷修工作。

3、嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度,采掘工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護,嚴禁空頂作業(yè)。

4、加強采掘工作面巷道管理,始終保持巷道完好。凡發(fā)現(xiàn)巷道出現(xiàn)頂部絞架不接頂、背設不實的一定要追究責任,并做出相應的處罰。

5、加強頂板事故多發(fā)地點和工序的日常管理工作。

6、采煤工作面上下端頭、超前支護、工作面煤壁區(qū)、放頂區(qū)以及放頂、采煤等工序是工作面頂板事故多發(fā)區(qū),要加強日常管理。

7、加強掘進工作面工程質(zhì)量管理,確保掘進巷道的工程質(zhì)量,正確使用前探梁、防倒棚裝置,嚴防掘進工作面發(fā)生冒頂。

8、掘進工作面貫通、施工大斷面峒室、過老巷、老空、過斷層及大斷面巷道擴刷等必須有專項措施,并堅持礦、隊干跟班。

9、堅持推廣應用先進的技術(shù)成果經(jīng)驗,科學管理頂板。

三、管理的一般措施

1、施工單位在施工前必須編制作業(yè)規(guī)程,并按規(guī)定進行審批。礦井生產(chǎn)科負責頂板管理的技術(shù)工作。

2、礦井技術(shù)負責人應每月組織召開一次礦井頂板管理工作分析會,總結(jié)經(jīng)驗,吸取教訓,研究現(xiàn)狀,并提出改善頂板管理的意見、方法、措施。

礦井要認真做好頂板巖性觀測工作,根據(jù)觀測資料及頂板巖性和壓力顯現(xiàn)情況,對所開采煤層的頂板進行分類。并結(jié)合頂板的具體條件,確定響應的支護形式及支護參數(shù)。

4、采煤工作面開采初次放頂、首尾回撤、過老空、過局部破碎帶、過斷層、過網(wǎng)邊、過煤柱等區(qū)域時,必須制定安全措施。初次放頂和收尾工作,必須由生產(chǎn)礦長親自組織,并責成有關(guān)人員現(xiàn)場指揮,生產(chǎn)礦長負責解決初次放頂和收尾期間必須的設備、材料,確保初放和收尾工作的順利進行。

5、綜采工作面開切眼擴面、支架安裝、初次放頂(放煤)、工作面結(jié)束前的開采程序及支架回撤必須有針對性的技術(shù)組織措施。

6、應開展頂板來壓和沖擊地壓的觀測工作,根據(jù)觀測情況編制專門設計和安全措施。礦井應有專人負責沖擊地壓預測預報和防治工作,認真執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于開采有沖擊地壓危險煤層的規(guī)定。 7、 7、成立頂板鑒定小組,采掘工作面要認真執(zhí)行“地質(zhì)預測制”掘進工作面要認真執(zhí)行“現(xiàn)場鑒定制”,巷修在布置工作任務時,要重點提出防止頂板事故的針對性措施。

四、掘進工作面頂板管理

1、掘進工作面開口前,必須由工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實際制定開口措施。作業(yè)前必須維護好開口位置10米范圍內(nèi)的支架,給好抬棚。抬棚的規(guī)格及穿梁的規(guī)格、數(shù)量要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。

2、掘進工作面嚴禁空頂下作業(yè)。在爆破前必須加固靠近工作面10米范圍內(nèi)的支護,爆破中破壞的支架必須及時修復,必須檢查幫頂,并由外向里逐架進行,爆破后嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度,必須采取前探支護后方可進入工作面作業(yè)。

3、在松軟的煤、巖層或地質(zhì)破碎帶、斷層、采跡等掘進巷道時必須采取前探支護或其它措施。

4、根據(jù)頂板巖性觀測數(shù)據(jù)選擇巷道支護材料,并制定爆破設計,支護材料的規(guī)格必須符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。支架必須按設計要求架設牢固,支架間應設牢固的撐木或拉桿。支架與頂幫之間的空隙必須塞緊背實,巷道冒頂、空頂部分,必須用支護材料接頂。

5、掘進工作面臨時停工時,巷道支架必須架設到迎頭,保持正常通風,并隨時對巷道支護變化情況進行檢查。臨時封閉時,必須對巷道支護進行加固?；謴烷_工時,必須嚴格執(zhí)行開工檢查制度,并根據(jù)支護變化情況采取相應的措施。

6、礦井工程技術(shù)人員在貫通前必須做好測量工作,兩巷對頭貫通相距20米時,其中一個掘進面必須停止作業(yè),并嚴格執(zhí)行打探眼制度,準確掌握預透距離及位置,同時對被貫通的支架進行加固。巷道貫通舊巷或老空時必須執(zhí)行打探眼的制度,并重新制定安全措施。

7、掘進工作面遇斷層、舊巷、松軟破碎頂板等特殊情況時,在作業(yè)規(guī)程中必須有明確規(guī)定的爆破措施。巖石掘進在距煤層10米內(nèi)要打探眼,并在作業(yè)規(guī)程中應有探眼設計,邊探邊掘,探到煤層時要采取加強支護措施。

更換巷道支護時,在拆除原支護前必須先備好臨時支架,并加固相臨近支架。拆除原有支架后,必須及時除掉頂幫活矸并架設永久支護。在傾斜巷道中,必須有防止矸石,物料滾落和支架歪倒的安全措施。 9、 9、采用錨桿、錨噴、錨網(wǎng)等支護形式時必須嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第四十四條規(guī)定。

五、井巷維修的頂板管理

1、礦井在進行巷道維修前必須指定施工安全措施,井筒維修的安全措施必須履行審批手續(xù)。

2、在拆除原支架(打上臨時支護,給好撐木、拉桿等),拆除和架設前必須護好幫頂,防止幫頂漏渣,翻一架給一架,嚴禁大翻大挑。在一架棚未完成之前不得終止作業(yè)。撤換支架的工作要連續(xù)進行,如不能連續(xù)施工,每次工作結(jié)束時必須背實幫頂。

3、擴大斷面和維修井巷時,必須保證有在發(fā)生冒頂堵塞井巷時能撤出人員的安全出口。在獨頭巷道維修時,必須由外向里逐架進行,嚴禁維修人員進入維修地點里側(cè);傾斜巷道維修要由上向下進行;巷道對頭維修時兩處都必須有安全出口,距離小于20米時停止一處作業(yè)。發(fā)生冒頂時必須木垛接頂。

4、生產(chǎn)采區(qū)的巷道有連續(xù)3架失效支架或有冒頂危險時,必須立即處理,否則應停止生產(chǎn)。

5、獨頭井巷維修和掘進工作面的后路,必須加強維護。如出現(xiàn)斷梁折柱、歪斜、彎曲、片幫、幫頂桿脫落、低矮等情況,必須停止作業(yè),防止發(fā)生頂板冒落傷人、堵人事故。

六、掘進迎頭臨時支護

1、掘進工作面施工時不得空頂作業(yè),永久支護前必須有臨時支護。臨時支護必須具有足夠的強度、對頂板有足夠的控制力、對現(xiàn)場條件有較好的適應性。

2、掘進作業(yè)規(guī)程或施工安全技術(shù)措施要對使用的臨時支護的方式、操作程序、技術(shù)要求等進行規(guī)定。

3、采用的臨時支護方式要由礦生產(chǎn)技術(shù)部認可。

4、掘進工作面的循環(huán)進尺必須依據(jù)現(xiàn)場條件在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定,永久支護離迎頭的距離不得超過一個循環(huán)的進尺 。地質(zhì)條件變化時,應及時補充措施并調(diào)整循環(huán)進尺的大小。

5、巷道頂部錨桿施工時應由外向里逐個逐排進行,不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿。

6、采用架棚支護時,應對巷道迎頭至少10m的架棚進行整體加固。加固裝置必須是剛性材料,并能適應棚距的變化。

七、巷道交岔點支護

1、巷道交岔點的位置盡量選在巖性好、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地點。巷道交岔點要有專門的設計,對支護方式、支護材料、巷道斷面等進行規(guī)定。

2、巷道交岔點施工前,要由生產(chǎn)技術(shù)部門組織現(xiàn)場會審,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,編制施工安全技術(shù)措施,繪制施工放大圖,并向職工傳達貫徹。施工結(jié)束后,生產(chǎn)技術(shù)部門必須組織有關(guān)部門按設計要求進行竣工驗收,驗收合格后,方可正常掘進。

3、采用錨桿(錨索)對巷道交岔點支護時,要進行頂板離層監(jiān)測,并在安全技術(shù)措施中對支護的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測點的布置及監(jiān)測方法等進行規(guī)定。監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)支護問題及時采取措施進行處理。

4、架棚巷道的交岔點采用抬棚支護時,要進行抬棚設計,根據(jù)設計對抬棚材料專門加工,抬棚梁和插梁要焊接緊密,抬棚架設后的巷道斷面不得小于原巷道斷面,并滿足運輸、行人、通風等所需的安全距離。

八、生產(chǎn)采區(qū)頂板管理

(一)采煤工作面上下順槽、上下兩口的管理

1、采煤工作面上下順槽,必須保證規(guī)定的斷面和高度,凡有折梁斷腿及空幫空頂處必須及時處理,距工作面20米范圍內(nèi)必須有加強支護。

2、經(jīng)常檢查采煤工作面上下兩口的支護情況,支護方式、支護密度必須符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定,運輸機機頭部位必須采取加強支護措施;作業(yè)的方式方法必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定,綜采工作面兩端應使用端頭支架或增設其他形式的支護,要指定移設運輸機頭的措施,并指派有經(jīng)驗的工人作業(yè)。

(二)采煤工作面必須保證一定數(shù)量的備用支護材料,其數(shù)量、規(guī)格、存放地點和管理方法,必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。開工前班組長必須對工作面進行全面的檢查,確認無危險后方可開工。嚴禁使用折損的坑木,損壞的金屬頂梁,失效的摩擦支柱和失效的單體液壓支柱,在入井前必須逐根進行壓力實驗;在工作面回采結(jié)束后或使用時間超過8個月必須進行檢修,檢修后的支柱必須進行壓力實驗,方可投入使用。 采煤工作面嚴禁空頂作業(yè)。所有支架必須架設牢固,并有防倒柱措施,嚴禁在浮煤或浮矸上架設支架。工作面的排柱距要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定,使用木支護工作面的坑木規(guī)格要在作業(yè)工程中明確規(guī)定,碰倒或損壞的支柱必須立即恢復或更換;綜采工作面必須有可靠的防止頂端頂煤冒落和煤壁片幫的措施,移動運輸機頭、機尾需要拆除支架時必須先架好臨時支架。使用摩擦金屬支架時,必須使用液壓升柱器,初撐力不得小于50kn;單體液壓支柱的初撐力,柱徑100mm的不得小于90kn;柱徑80mm的不得小于60kn。 工作面發(fā)生冒頂或超高時,不得給高棚,必須用木垛接頂,嚴禁空頂。采用金屬網(wǎng)方法及要求、連網(wǎng)扣距及頂網(wǎng)破碎冒落漏矸處理方法,都要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。翻打支柱,必須先打后撤,給棚支柱或移綜采支架時必須成一直線,支柱、支架必須牢固接頂,木支護工作面要大楔子,頂板破碎是必須加強 支護,剎好頂。如煤層底板松軟,支柱鉆底時必須采取措施,并在作業(yè)規(guī)程中說明。 工作面形成后,開切眼巷道內(nèi)支架必須完成并打好中心支柱,否則不得開采。工作面遇到斷層、舊巷、頂板破碎、冒落等情況時,必須采取措施指派專人提前處理。綜放及單一長壁放頂煤工作面,遇到頂板(煤)來壓、來水、來雜物、來矸石等情況時不準放頂煤,要查明原因,補充修改放頂煤措施。機采工作面應根據(jù)工作面長度及頂板情況在作業(yè)規(guī)程中明確,割頂煤時頂梁要隨割隨伸前探梁。支設煤壁支柱的距離和回撤煤壁支柱的距離應在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。采用綜合機械化采煤時必須嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》第六十六條和第六十七條的規(guī)定。采煤工作面必須及時回柱放頂,放頂時要保持支架完整。壁式放頂煤工作面根據(jù)采放高度在作業(yè)規(guī)程中明確放煤方法及放煤量,空區(qū)內(nèi)的充填物不準低于工作面頂板,應對放煤量予以控制,放煤口要及時連好以防漏貨造成空頂;用垮落法控制頂板時,作業(yè)規(guī)程中要明確規(guī)定回柱放頂?shù)姆椒ê桶踩胧?。頂板懸頂距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時,必須停止采煤,采取人工強制放頂措施。采煤工作面因片幫造成最大控頂距超過規(guī)定距離時要采取安全措施;

(三)切眼支護與初次放頂

工作面切眼要有設計,施工前編制作業(yè)規(guī)程或施工措施,對切眼的斷面、支護方式、支護參數(shù)、切眼安裝程序及頂板監(jiān)測方法等進行規(guī)定。

切眼掘進采用錨桿或架棚支護時,必須對頂板的活動情況進行監(jiān)測、分析,頂板活動異常的必須采取有效措施后方可進行切眼安裝、刷大或初放。架棚支護的切眼替料前或工作面切眼刷大前要組織由切眼施工單位、安裝單位、擴切眼單位和有關(guān)部門參加的現(xiàn)場會審,然后編制施工措施,由相關(guān)單位集體審查后方可貫徹執(zhí)行。回采工作面初放要制定初放措施并成立以生產(chǎn)礦長為組長的初次放頂領(lǐng)導小組。初次放頂前,初次放頂領(lǐng)導小組組長要組織有關(guān)人員進行現(xiàn)場會審,在確認現(xiàn)場條件符合放頂要求時方可按措施要求進行初次放頂。初放期間要有安全、生產(chǎn)管理部門的人員現(xiàn)場把關(guān),并有初放記錄。初放結(jié)束要由初放領(lǐng)導小組認定。單體液壓支柱支護的工作面采高超過2.4m或工作面采高大于1.6m、傾角大于15°時,必須在老塘側(cè)架設一趟首尾相接的傾斜架棚,架棚梁使用木料時,應為小頭直徑不小于20cm的半園木;面內(nèi)支柱必須有防倒設施。綜采放頂煤工作面初放期間的放煤次序、放煤量及對支架工作阻力的要求要在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。工作面遇地質(zhì)變化帶、老峒或頂板懸頂過大等特殊情況要補充加強頂板管理的安全技術(shù)措施。

第二節(jié)沖擊地壓安全技術(shù)措施

根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機理,防治沖擊地壓的措施的基本原理有兩方面:一是降低應力的集中程度;二是改變煤巖體的物理力學性能,以減弱積聚彈性能的能力和釋放速率。

(一)降低應力的集中

減弱煤層區(qū)域內(nèi)的礦山壓力值的方法有:

1、超前開采保護層;

2、無煤柱開采,在采區(qū)內(nèi)不留煤柱和煤體突出部分,禁止在鄰近層煤柱的影響范圍內(nèi)開采;

3、合理安排開采順序,避免形成三面采空狀態(tài)的回采區(qū)段或條帶和在采煤工作面前方掘進巷道,必要時應在巖石或安全層內(nèi)掘進巷道,禁止工作面對采和追采。

(二)采用合理的開拓布置和開采方式

實踐表明,合理的開拓布置和開采方式對于避免應力集中和疊加,防止沖擊地壓關(guān)系極大。大量實例證明,多數(shù)沖擊地壓是由于開采技術(shù)不合理而造成的。不正確的開拓開采方式一經(jīng)形成就難于改變,臨到煤層開采時,只能采取局部措施,而且耗費很大,效果有限。所以,合理的開拓布置和開采方式是防治沖擊地壓的根本性措施。其主要原則是:

1、開采煤層群時,開拓布置應有利于保護層開采。首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為保護層,且優(yōu)先開采上保護層。例如撫順、遼源等煤礦,屬厚煤層上行水砂充填法開采。作為保護層的第一分層開采都盡量布置在沖擊危險性小的煤層中進行。西安礦為了發(fā)揮上保護層的作用改變自下而上的分層開采順序,首先開采頂分層作為保護層,采完頂分層后再反過來自下而上開采其他各分層,甚至改用下行金屬網(wǎng)分層假頂全部垮落法開采。

2、劃分井田或采區(qū)時,應保證合理的開采順序,最大限度地避免形成煤柱等應力集中區(qū)。因為煤柱承受的壓力很高,特別是島形或半島形煤柱,要承受幾個方面的疊加應力,最易產(chǎn)生沖擊地壓。上層遺留的煤柱還會向下傳遞集中壓力,導致下部煤層開采時也易發(fā)生沖擊地壓。統(tǒng)計資料表明:陶莊煤礦回收煤柱時發(fā)生的沖擊地壓占全礦沖擊次數(shù)的29.8%;唐山煤礦、城子煤礦約占50%。龍風煤礦實際資料抽樣分析表明,兩側(cè)為采空區(qū)的工作面在回采過程中,沖擊地壓發(fā)生次數(shù)顯著增多。

3、采區(qū)或盤區(qū)的采煤工作面應朝一個方向推進,避免相向開采,以免應力疊加。因為相向采煤時上山煤柱逐漸減小,支承壓力逐漸增大,很容易引起沖擊地壓。例如陶莊煤礦272水采區(qū)五號上山西翼開采時,在上山附近發(fā)生了17次沖擊地壓。而且相向采煤又要被迫在高壓力區(qū)中掘進開切眼,造成沖擊地壓頻繁發(fā)生(占總次數(shù)的60%)。為了改變這種狀況,提出實行單翼采區(qū)跨上山采煤的辦法。并把單區(qū)段獨立回采的開采程序改為多區(qū)段聯(lián)合開采程序,使回采與掘進工作在不同區(qū)段中交替進行,能夠?qū)崿F(xiàn)沿采空區(qū)邊緣(低應力區(qū))掘進開切眼,避免了往高應力區(qū)掘進和維護回采開切眼的弊端。

4、在地質(zhì)構(gòu)造等特殊部位,應采取能避免或減緩應力集中和疊加的開采程序。在向斜和背斜構(gòu)造區(qū),應從軸部開始回采;在構(gòu)造盆地應從盆底開始回采;在有斷層和采空區(qū)的條件下應從斷層或采空區(qū)附近開始回采的開采程序。龍風煤礦的統(tǒng)計資料表明,采掘工作面接近斷層或向斜鈾部附近時,沖擊地壓頻度增加強度加大。隨機抽樣50例,其中與斷層有關(guān)的36例,占72%,其中有62%的沖擊地壓發(fā)生在工作面接近斷層時,只有10%發(fā)生在離開斷層以后,而且34%的沖擊地壓發(fā)生在工作面接近斷層5m~20m的范圍內(nèi)。

5、有沖擊危險的煤層的開拓或準備巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回風巷應布置在底板巖層或無沖擊危險煤層中,以利于維護和減小沖擊危險?；夭上锏缿M可能避開支承壓力峰值范圍,采用寬巷掘進,少用或不用雙巷或多巷同時平行掘進。對于水采區(qū)的回采開切眼應躲開高應力集中區(qū),選在采空區(qū)附近的壓力降低區(qū)為好。例如,唐山煤礦十一水平5287 (北)區(qū)發(fā)生的32次沖擊地壓,有12次發(fā)生在回采前的巷道維修過程中,3次發(fā)生在高應力區(qū)新掘巷道時,7次發(fā)生在受采動影響的巷道。硯石臺煤礦沖擊地壓大多數(shù)發(fā)生在支承壓力影響區(qū)的掘進工作面,其中雙巷平行掘進時發(fā)生的次數(shù)最多,占 46.2%。城子煤礦回收八層-250m水平西護巷煤柱的前后兩次經(jīng)驗教訓值得借鑒:1971年回收時按常規(guī)布置方法,造成嚴重的沖擊地壓傷亡事故,被迫停采封閉;時隔近20年后再進行回收時,采用底板集中大巷、分區(qū)小石門進入煤層,以及避開應力峰值送巷、寬巷掘進等開采方式,僅歷時11個月就安全回收該煤柱,取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

6、開采有沖擊危險的煤層,應采用不留煤柱垮落法管理頂板的長壁開采方法?；夭删€盡量是直線且有規(guī)律地按正確的開采速度推進。經(jīng)統(tǒng)計,1992年以前,全國發(fā)生沖擊地壓的50余對礦井中,有水采、綜采、分層開采、正規(guī)和非正規(guī)開采方法等多種情況。分析表明,不同的采煤方法,其礦山壓力的分布也不相同。

房柱式等柱式采煤法,由于掘進的巷道多和在采空區(qū)遺留的煤柱多、頂板不能及時充分地垮落,造成支承壓力較高。在工作面前方掘進巷道勢必受到疊加壓力的影響,增加了危險性。

水力采煤法雖然系統(tǒng)簡單、高效,但遺留的煤垛在采空區(qū)形成支撐,頂板不能及時、規(guī)則地垮落,又要經(jīng)常在支承壓力帶開掘水道和槍眼,加之推進速度快,開采強度大,易造成大面積懸頂?shù)奈：?導致發(fā)生沖擊地壓。所以,水采礦井要改進開采設計。

采用長壁式開采方法,有利于減緩沖擊地壓的危害。

倒臺階采煤法由于工作面不成一直線,在臺階部位形成高應力集中,則易導致發(fā)生沖擊地壓。

硯石臺煤礦在采用走向長壁式采煤法時,沒有發(fā)生過沖擊地壓,僅出現(xiàn)過煤炮聲;而改用倒臺階工作面回采時,經(jīng)常發(fā)生沖擊地壓,且大多數(shù)發(fā)生在臺階上隅角,約占回采時沖擊地壓總次數(shù)的90%,不僅次數(shù)多,而且強度也大,平均每次沖出煤炭 130t以上。

7、頂板管理盡量采用全部垮落法,工作面支架應采用具有整體性和防護能力的可縮性支架。統(tǒng)計表明:采用非正規(guī)采煤法的采區(qū)沖擊地壓次數(shù)多、強度大;水力充填次之;全部垮落法次數(shù)少且強度弱。我國發(fā)生沖擊地壓的煤層其頂板大多又厚又硬,不易垮落。采用注水、爆破等方法,使頂板弱化或垮落,能夠減緩沖擊地壓。在有沖擊地壓的礦井中,有6個采用水砂充填方法管理頂板,并不能避免沖擊地壓的發(fā)生。例如撫順煤礦特厚煤層的頂板,雖為較軟的厚層油母頁巖,采用水砂充填上行分層開采,但第一分層開采時,沖擊地壓仍較嚴重。除煤層性質(zhì)外,厚層油母頁巖老頂?shù)恼w彎曲下沉是造成煤層邊緣的高應力集中的重要因素。根據(jù)撫順、阜新等煤礦沖擊地壓危害情況,傷亡事故主要由于沖擊震動推倒或折斷支架,造成片幫和冒頂傷人。所以沖擊危險工作面必須采取特殊的支護形式,加強支護,提高支架的整體性和穩(wěn)定性。

(三)沖擊地壓的解危措施

在煤層開采中,生產(chǎn)地質(zhì)條件極為復雜。往往由于人們對沖擊地壓發(fā)生條件不能完全掌握,造成開拓布置和開采方式不合理,沒有預先采取防范措施或防范措施不完善,不可避免地形成局部煤層地段的高應力集中和沖擊地壓危險。因此,在煤層開采過程中必須對這些地段進行及時處理,以保證安全生產(chǎn)。這種對已形成沖擊危險或具有潛在沖擊危險地段的處理措施稱為解危措施。它屬于暫時的局部性措施,包括煤層爆破卸壓、鉆孔卸壓和誘發(fā)爆破等。

按照沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件,工作面附近煤層被頂?shù)装寰o緊地夾持著,承受極高的載荷,雖并未破碎,卻積聚大量的變形能。這時煤體和圍巖形成的三軸壓縮應力與礦山壓力處于臨界平衡狀態(tài)。采取的各種卸壓解危措施,正是為了減緩這種臨界狀態(tài),把夾持狀態(tài)下煤層的側(cè)向約束解除掉,使已形成的局部高壓力分散轉(zhuǎn)移到較廣區(qū)域。由于卸壓措施造成煤體局部破裂,降低了強度,應力重新分布,從而釋放或降低了煤巖體中的彈性能,使工作面前方一定范圍內(nèi)成為安全區(qū)。

1、爆破卸壓

爆破卸壓是指對形成沖擊危險的煤體,用爆破方法減緩其應力集中程度的一種解危措施。實施爆破卸壓應采取深孔爆破方法,孔深應達到支承壓力峰值區(qū)。裝藥位置越靠近峰值區(qū),炸藥威力越大,爆破解除煤層應力的效果越好。該法適用于頂板比較完整的條件下或作為煤層注水時的輔助措施。

爆破卸壓能同時局部解除沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件,即在有沖擊地壓危險的工作面卸壓和在近煤壁一定寬度的條帶內(nèi)破壞煤的結(jié)構(gòu)(但不落煤),使它不能積聚彈性能或達不到威脅安全的程度。這樣在工作面前方形成一條卸壓保護帶,隔絕了工作空間處于煤層深處的高應力區(qū)。顯然,從防治沖擊地壓的角度看,應用盡量多的炸藥爆破出盡量寬的保護帶,但實際上要達到這個目的,目前技術(shù)條件還不夠。不過根據(jù)多年的觀測實踐證明,如果能保證在工作面前方和巷道兩幫始終保持一個寬5m~10m的保護帶,就能防止沖擊地壓的危害。

可以采用爆破斷頂?shù)姆椒ㄟM行爆破卸壓,即在待采煤層隔離煤柱一側(cè)的老采空區(qū)內(nèi),對采空區(qū)頂板內(nèi)造成寬約6m、深約 6m~8m的斷溝,用以削弱采空區(qū)與待采區(qū)之間的頂板連續(xù)性、減小待采煤層開采時的應力集中,以消除沖擊地壓危害。

爆破參數(shù)和施工工藝應按《沖擊地壓煤層安全開采暫行規(guī)定》確定。爆破斷頂措施在門頭溝煤礦的實際使用(見圖2)中取得了一定的成效。在-230m水平二槽煤東區(qū),有計劃地共斷頂五個已采區(qū),總長約230m。斷頂前在該區(qū)曾發(fā)生過兩次沖擊地壓,斷頂后則未曾發(fā)生。在斷頂前后進行的圍巖變形觀測和地音監(jiān)測表明,斷頂后圍巖變形和地音指標均大幅度降低,證實了斷頂效果。

爆破卸壓屬于內(nèi)部爆破,主要物理作用是使煤層產(chǎn)生大量裂隙。試驗表明,爆破使炮孔周圍形成破碎區(qū)和裂隙區(qū),破碎區(qū)遠小于裂隙區(qū)。徑向裂隙穿過切向裂隙,說明徑向裂隙擴展在前,切向裂隙形成在后。炸藥爆炸后,沖擊波首先使煤體破裂。繼之爆破產(chǎn)生氣體進一步使煤體破裂,在氣體壓力作用下,煤體沿徑向移動,形成切向拉應力,產(chǎn)生徑向拉破裂。隨著裂隙的擴展,氣體通過裂隙擴散到煤體中,與煤體產(chǎn)生熱交換。同時,氣體的體積增大,而溫度和壓力下降。當裂隙前端的應力強度因子小于斷裂韌性時,裂隙停止擴展。當壓力小于臨界值時,因原先受壓貯存于煤體中的彈性能釋放,使煤體向炮孔中心移動,在煤體中產(chǎn)生徑向拉伸作用,導致切向破裂。但徑向裂隙的擴展遠大于切向裂隙。造成煤層性質(zhì)變化的主要因素是徑向裂隙。

根據(jù)彈塑性理論,把采煤工作面簡化為平面應變的力學模型。以龍風煤礦采煤工作面為例的計算結(jié)果表明,爆破卸壓使煤壁前方的支承壓力重新分布,應力梯度變小,峰值壓力移往煤體深部7m以遠屈服區(qū),比爆破前增大近一倍,能量密度明顯減小。

綜上所述,爆破卸壓在煤體中產(chǎn)生大量裂隙,使煤體的力學性質(zhì)發(fā)生變化,彈性模量減小,強度降低,彈性能減少,破壞了沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件。由于煤體內(nèi)裂隙的長度和密度增加,按照失穩(wěn)理論,還具有致穩(wěn)作用和止裂作用,防止了沖擊地壓發(fā)生。

實施爆破卸壓前必須先進行鉆屑法檢測,確認有沖擊危險時才進行爆破卸壓,爆破以后還要用鉆屑法檢查卸壓效果。如果在實施范圍內(nèi)仍有高應力存在,則應進行第二次爆破,直至解除沖擊危險為止。

為了安全生產(chǎn),通過爆破卸壓在工作面前方和巷道兩幫形成一個有足夠?qū)挾?大于3倍采高)的卸壓保護帶。所以,對巷道兩幫,爆破卸壓的深度應等于保護帶寬度;對采煤工作面,爆破卸壓的深度應等于保護帶寬度加上工作面進度。

爆破孔的孔深取決于卸壓深度。由于孔深藥量多,為保證殉爆可用導爆索連接加強引爆,使藥卷能裝到孔底,可先把藥卷裝在軟管里或用非金屬材料綁扎后進行裝藥。爆破孔布置方式應根據(jù)具體條件確定。通常用煤電鉆打眼,孔徑50mm~55mm,孔間距4m~10m,每孔裝藥量按不超過孔深一半計算,一般為1.5k8~3.5kg。鉆孔不裝藥部分必須填滿水炮泥或黏土炮泥。躲炮距離100m~150m,躲炮時間30min~40min。

門頭溝煤礦、龍鳳煤礦、天池煤礦等都成功地使用爆破卸壓方法,取得良好的效果。

天池煤礦的爆破卸壓參數(shù)為:孔深4m~8m,孔間距3m~6m,孔徑50mm~55mm(用φ42mm鉆頭),每孔裝藥量1.0kg~3.5kg,瞬發(fā)雷管引爆(6m以上深孔裝兩發(fā)雷管),炮泥封孔。

龍風煤礦進行爆破卸壓時,用普通煤電鉆打眼,φ42mm鉆頭。按垂直煤壁方式布孔。鉆孔傾向與工作面頂板線一致?？咨?m~6m,孔間距3m~5m。每孔裝藥量1.0kg~1.4kg,黃泥封孔,填滿填實。瞬發(fā)雷管起爆,在孔底藥卷中加一段煤礦安全型導爆索,每次起爆二孔(也可多孔起爆)。

城子煤礦的-250m水平八層西大巷煤柱,由于采取爆破卸壓等措施得當,安全回收全部煤柱,沒有發(fā)生沖擊地壓事故。該煤柱在1971年曾回收過,由于沖擊地壓嚴重,并造成人員傷亡事故而被迫停采封閉。時隔近20年后煤柱已是四面采空的孤立煤柱,再進行回收存在著沖擊地壓和垮頂?shù)膰乐赝{,在回收過程中嚴格執(zhí)行每循環(huán)都進行超前爆破卸壓的措施。開切眼掘進時就開始進行超前爆破卸壓,孔數(shù)3個~4個,孔深4m~5m。采煤工作面沿傾向方向每5m布置一個爆破卸壓孔,孔深為循環(huán)進度的3倍。每孔裝藥量3個~5個藥卷(0.5kg~1.0kg)。卸壓炮眼與工作面落煤炮眼同時起爆,取得較好效果。

2、誘發(fā)爆破

誘發(fā)爆破是在監(jiān)測到有沖擊危險的情況下,利用較多藥量進行爆破,人為地誘發(fā)沖擊地壓,使沖擊地壓發(fā)生在一定的時間和地點,從而避免更大損害的一種解危措施。

實行誘發(fā)爆破必須慎重行事。作為輔助手段,誘發(fā)爆破只有在存在嚴重沖擊危險的情況下,其他方法無效或無法實施時才應用。實施地點多用于煤柱回收時,與鉆屑法檢測孔配合互用?？拙?m~5m,孔深按沖擊危險區(qū)范圍確定?？善叫凶呦蚧騼A斜布置,也可混合布置。一般采用深孔爆破法,鉆大量較長的鉆孔直達高應力帶。采用大藥量、集中裝藥和同時引爆的方法,以便使煤巖體強烈震動,誘發(fā)沖擊地壓,或造成煤體強烈卸壓、釋放能量,把高應力帶移向煤體深部。集中爆破的藥量越多,誘發(fā)沖擊地壓的可能性越大。因為這樣在煤體中造成的動應力就大,動應力疊加在原來存于煤體中的靜應力上的總和越大,超過臨界應力值機會就愈多,就會誘發(fā)沖擊地壓。

實施誘發(fā)爆破應按《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定施工。實施前必須采用鉆屑法確定沖擊危險地點,加固支架,掩護或撤出機械設備及電纜工具等。爆破時必須設專人警戒所有通往爆破地點的通道。躲炮半徑不得小于150m,躲炮時間30min以上。

天池煤礦、門頭溝煤礦等都應用過誘發(fā)爆破。天池煤礦在采掘過程中,特別是回收煤柱時,始終堅持以爆破卸壓為主,誘發(fā)爆破為輔的措施。誘發(fā)爆破參數(shù)視具體情況而定。一般孔徑為 50mm~60mm,孔深6m~8m以上,每孔裝藥量2kg~3kg以上,孔間距2m~3m。炮泥封孔,填滿填實。瞬發(fā)雷管,同時引爆。門頭溝煤礦1980年開始試驗應用誘發(fā)爆破,其鉆孔布置方式在正規(guī)煤柱支撐法工作面為平行煤層走向或傾向布置,孔深為煤柱寬度的3/4。在非正規(guī)工作面如殘柱式回采,視煤柱尺寸進行布置,但孔深均不超過煤柱寬度的3/4。誘發(fā)爆破后要及時回采,不要停留過長時間(不超過一個月),以防能量重新積聚,產(chǎn)生新的沖擊危險。

誘發(fā)爆破應作為爆破卸壓的輔助手段,用于特殊情況下。其效果是有限的,不能保證按時誘發(fā),有時一小時后才發(fā)生沖擊地壓。而且大藥量同時引爆,必然造成一定程度的破壞作用。所以要慎重行事,有限度地使用。

3、改變煤層的物理力學性能 改變煤層的物理力學性能主要有:高壓注水、放松動炮和鉆孔槽卸壓等方法。

(1)高壓注水是通過注水,人為地在煤巖內(nèi)部造成一系列的弱面,并使其軟化,以降低煤的強度和增加塑性變形量。注水后,煤的濕度平均增加1.0%~2.2%時,可使其單向受壓的塑性變形量增加13.3%~14.5%。

(2)放松動炮,是通過放炮人為地釋放煤體內(nèi)部集中應力區(qū)積聚的能量。在采煤工作面中使用時,一般是在工作面沿走向打 4m~6m深的炮眼,進行松動爆破。它的作用是可以誘發(fā)沖擊地壓和在煤壁前方經(jīng)常保持一個破碎保護帶,使最大支撐壓力轉(zhuǎn)入煤體深處,隨后即便發(fā)生沖擊地壓,對采煤工作面的成脅也大為降低。

(3)鉆孔槽卸壓是用大直徑鉆孔或切割溝槽使煤體松動,以達到卸壓效果。卸載鉆孔的深度一般應穿過應力增高帶,在掘進石門揭開有沖擊危險的煤層時,應距煤層5m~8m處停止掘進,使鉆孔穿透煤層,進行卸壓。

此外,還可依靠選擇最佳采煤方法、回采設備、開采參數(shù)和工作制度等方法,局部降低煤層邊緣的沖擊危險程度。例如,當開采有沖擊危險的單一煤層時,應采用直線式長壁工作面的前進式采煤方法,并在巷道側(cè)不留煤柱。對有沖擊危險的厚煤層,應采用傾斜分層長壁式采煤方法。上分層的開采厚度應當最小。

開采有沖擊危險的煤層時,無論是在采煤工作面還是在掘進工作面中,都應采用支撐力大的可縮性金屬支架。

綜上所述可以認為,在現(xiàn)有技術(shù)水平下對沖擊地壓認真地進行測定和預報工作,并針對具體情況采取有效的防治措施,完全可以消除或大大減少沖擊地壓事故。

四、開采有沖擊地壓煤層時應注意的問題

1、開采有沖擊地壓煤層的礦務局(公司)、煤礦都應有專人負責防治沖擊地壓的工作。應裝備微震、地音監(jiān)測等裝備,進行沖擊地壓預測預報工作。

2、開采有沖擊地壓的煤層,必須編制設計,報礦務局(公司)、礦總工程師批準。有沖擊地壓的煤層中,掘進工作面臨近大型地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)和通過其他集中應力區(qū)以及回收煤柱時,必須制訂措施,報礦總工程師批準。

3、開采有沖擊地壓危險煤層的工作人員,都必須接受有關(guān)防治沖擊地壓基本知識的教育,熟悉沖擊地壓發(fā)生的原因、條件和征兆以及應急措施。防治沖擊地壓的措施中,必須規(guī)定發(fā)生沖擊地壓時的撤人路線。每次發(fā)生沖擊地壓后,必須組織人員到現(xiàn)場進行調(diào)查,記錄好發(fā)生前的征兆、發(fā)生經(jīng)過、有關(guān)數(shù)據(jù)及其破壞情況,并制訂恢復工作的防治措施,報礦務局(公司)、礦總工程師批準。

4、有嚴重沖擊地壓煤層在開拓時,應在巖層或無沖擊地壓的煤層中掘進集中巷道。開采時,在采空區(qū)不得留有煤柱。如果在采空區(qū)留有煤柱,必須將煤柱的位置尺寸以及影響范圍標在采掘工程圖上。永久硐室不得布置在有沖擊地壓的煤層中。

5、開采煤層群時,首先開采無沖擊地壓或弱沖擊地壓煤層作為保護層,開采保護層后,在被保護層中確實受到保護的地區(qū),可按無沖擊地壓煤層進行采掘工作。在未受保護的地區(qū),必須采取放頂卸壓、煤層注水、打卸壓鉆孔、超前爆破松動煤體或其他防治措施。

開采有嚴重沖擊地壓的單一煤層和無保護層可采的煤層時,必須采取規(guī)定的防治沖擊地壓的措施。

6、保護層有效范圍的劃定方法和保護層回采的超前距離,應根據(jù)對礦井實際考察的結(jié)果確定。

7、開采有沖擊地壓煤層時,沖擊危險程度和采取措施后的實際效果,都可采用鉆屑法、地音法、微震法或其他方法確定。對有沖擊地壓危險的煤層,可根據(jù)預測預報等實際考察資料和積累的數(shù)據(jù)。劃分煤層的沖擊地壓危險程度等級,以便按其等級制定沖擊地壓的綜合防治措施。

8、對有沖擊地壓的煤層,應根據(jù)頂板巖性掘進寬巷或沿采空區(qū)邊緣掘進巷道,巷道支護應采用可縮性支架,嚴禁采用混凝土、金屬等剛性支架。

9、有嚴重沖擊地壓的厚煤層中,所有巷道都應布置在應力集中圈外。煤巷雙巷掘進時,2條平行巷道之間的煤柱不得小于 8m,聯(lián)絡巷道應與2條平行巷道成直角。

10、開采有沖擊地壓的煤層,應用垮落法控制頂板,并提高切頂支架的工作阻力,采空區(qū)中所有支柱必須回凈。

11、有沖擊地壓的煤層中,在1個或相鄰的2個采區(qū)中,同一煤層的同一分階段,在應力集中的影響范圍內(nèi),不得布置2個工作面同時相向或向背回采。如果2個工作面相向掘進,在相距30m時,必須停止其中一個掘進工作面,以免引起嚴重沖擊危險;停產(chǎn)3d以上的采煤工作面,恢復生產(chǎn)的前一班,應鑒定沖擊地壓危險程度,以便采取安全措施。

12、嚴重沖擊地壓的煤層中,采掘工作面的爆破撤人距離和爆破后進人工作面的時間,必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。

13、三面或四面被采空區(qū)所包圍的地區(qū)和構(gòu)造應力區(qū)、進行回采和回收煤柱時,必須制訂防治沖擊地壓的安全措施,報礦總工程師批準。

第6篇 回采期間防沖擊地壓安全技術(shù)措施

b1302工作面已安裝完畢，將于近期組織調(diào)試生產(chǎn)。該面處于1302、1303采空區(qū)及官莊二號斷層（落差12-18m）圍成的三角區(qū)域內(nèi)，經(jīng)評估該面具有中等沖擊危險性，根據(jù)沖擊危險指數(shù)不同，將工作面沖擊地壓危險區(qū)分為五個區(qū)域（如附圖），其中，一區(qū)為特重點防沖區(qū)域，二區(qū)、四區(qū)、五區(qū)為重點防沖區(qū)域，三區(qū)為一般防沖區(qū)域。為保證回采期間安全，特編制沖擊地壓監(jiān)測治理方案和安全技術(shù)措施。

一、沖擊地壓監(jiān)測內(nèi)容及方法

1、煤體內(nèi)部應力監(jiān)測

在工作面運順上幫、軌順下幫分別安裝了15個鉆孔應力計，軌順非面?zhèn)葞桶惭b10組鉆孔測力計，用來監(jiān)測煤體內(nèi)部應力的變化情況。鉆孔應力計間距5～10m，孔深4～10m。工作面生產(chǎn)期間，根據(jù)煤體應力變化情況，每1～2天觀測一次，應力變化明顯時觀測頻次適當加密，每天、每班或間隔0.5～2小時觀測一次。

2、煤粉量檢測

工作面開始推進后，在軌順兩幫、運順面?zhèn)让簬统肮ぷ髅婷罕?0m范圍內(nèi)采用鉆屑法進行煤粉量監(jiān)測，每個順槽每幫施工鉆孔不少于5組，根據(jù)煤粉量變化情況，每天或每班監(jiān)測一次。

檢測孔布置：鉆孔直徑42mm，孔深10m，間距10～15m，孔距底板1.2m左右，單排布置，鉆孔方向為平行與煤層，垂直巷幫。

實施方法：采用風動鉆打孔，螺紋式聯(lián)接的麻花鉆桿，每節(jié)長1.0m，φ42mm的鉆頭，用膠結(jié)袋收集鉆出的煤粉，用彈簧秤測量煤粉的重量，每鉆進1m測量1次鉆屑量。采用專用表格記錄打眼地點、時間、鉆屑排出量，同時記錄打眼過程中出現(xiàn)的鉆桿跳動、卡鉆、吸鉆、劈裂聲和微沖擊等動力現(xiàn)象。

用煤粉量判別工作地點沖擊危險性的指標，可參照下表的規(guī)定，結(jié)合實際情況執(zhí)行。在表中所列的鉆孔測量深度內(nèi)，實際鉆粉率達到相應的指標或出現(xiàn)鉆桿卡死等現(xiàn)象，可判別為所測地點有沖擊險。

判別工作地點沖擊危險性的鉆粉率指標

（2）正常煤粉量可在正常應力區(qū)測定

3、巷道圍巖變形觀測

在工作面開始生產(chǎn)以前，以掘進期間圍巖變形觀測基點為基礎(chǔ)，超前工作面30m分別在兩順槽設置6組觀測基點，采用十字布點法布置，間距10m，用測槍測量頂板下沉量和兩幫移近量，每天觀測1次。

4、工作面支架載荷觀測

在工作面第5#、17#、28#、32#、43#、57#支架安裝礦用數(shù)字壓力計（即電腦圓圖）6臺，連續(xù)記錄支架初撐力和循環(huán)末阻力的變化狀態(tài)及大小，以此分析頂板運動規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)強度。

觀測的所有數(shù)據(jù)必須及時進行整理分析，指導工作面生產(chǎn)。

二、沖擊地壓危險治理方案

1、提前實施預防性卸壓措施，工作面生產(chǎn)前在軌順兩幫、運順面?zhèn)葞褪┕?9～110mm鉆孔，鉆孔位置距離底板1.2m，鉆孔長度l＝12m，鉆孔間距5m。

2、超前進行煤層注水，在工作面運順面?zhèn)葞褪┕っ簩幼⑺?，間距15m，孔徑51mm，孔深為面長2/3加15m，封孔深度10m，注水量按使煤體水分增加率達到1％計算單孔注水量。采用靜壓注水的方式，超前工作面20～30m進行注水。詳見煤層注水專項措施。

3、當煤粉量、煤體內(nèi)部應力監(jiān)測到壓力異常的區(qū)域，要及時實施爆破卸壓等方式進行卸壓。具體施工需編制專項放炮卸壓安全技術(shù)措施。

1）爆破鉆孔布置：鉆孔間距為5m，與之前的大直徑卸壓孔和注水孔錯開。

2）鉆孔深度及裝藥方法：炮眼深度選取10-15m。由于孔深藥量多，要用多個雷管連接加強引爆。為使藥卷能裝到孔底，使用pvc塑料管裝藥，塑料管端部用膠帶塞住，采用反向偶合裝藥，鉆孔不裝藥部分必須填實粘土炮泥。

3）裝藥：礦用水膠炸藥，每孔裝藥長6-8m, 封泥長度4-6m，反向裝藥。

4）引藥制作：采用雷管與礦用水膠炸藥一并制作炮頭。每孔雷管并聯(lián)，孔間采用串聯(lián)（采用多孔爆破時）。每孔炮眼內(nèi)的雷管必須使用專用同段位的毫秒延期電雷管。

5）鉆孔數(shù)及要求：

每組爆破鉆孔數(shù)5個，間距5m，鉆孔方向垂直巷幫，炮眼單排布置，距底板1.2m左右。

爆破卸壓后要采用鉆屑法進行監(jiān)測驗證，如仍存在壓力集中異常時，則繼續(xù)在原來的鉆孔之間進行爆破，然后再檢驗效果，直到解除危險為止。

四、沖擊地壓防護安全技術(shù)措施

1.防沖監(jiān)測及解危工作必須按沖擊地壓治理方案及相關(guān)規(guī)定編制專項施工工措施，并組織進行相關(guān)措施的傳達學習。

2.所有在沖擊危險區(qū)域作業(yè)的人員都必須接受有關(guān)沖擊地壓知識的教育，熟悉沖擊地壓發(fā)生的原因、條件、征兆以及應急措施，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)高危異?，F(xiàn)象（煤炮頻繁、突然出現(xiàn)鼓幫鼓底、頂板下沉嚴重）必須立即組織人員撤出，匯報值班和調(diào)度室，并服從防沖管理人員的指揮和安排。

3.施工單位作業(yè)人員到達沖擊危險區(qū)域必須先檢查、后工作。施工前，跟班區(qū)長、當班班(組)長必須認真檢查工作地點及其后路出口的安全情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，支護不完好的必須加固可靠，確保后路暢通。

4、所有人員要隨時注意觀察頂、幫壓力變化情況，當出現(xiàn)沖擊地壓征兆或接到撤離通知時，要及時撤離現(xiàn)場，進入到安全地點。

5、嚴格執(zhí)行敲幫問頂、先支后回制度，敲幫問頂要使用長不小于1.5m的專用工具，嚴禁空頂作業(yè)。

6、加強工作面及兩端頭頂板管理。頂板完整時支架必須達到初撐力，頂板破碎時及時拉移超前支架支護頂板，必要時進行使料維護。

7、單體支柱必須采取可靠的防倒措施，所有的支柱必須聯(lián)繩防倒，不少于兩道，并用雙股12號鐵絲或其它方式將每棵單體支柱與頂網(wǎng)聯(lián)牢。

8、將雜物清理干凈，保持出口的暢通，超前支護區(qū)域內(nèi)禁止存放剛性材料和設備，正在使用的要生根聯(lián)牢。無法外運的設備、管路等，必須有生根措施（使用鋼絲繩或鐵絲固定），且要做到部分擰緊、部分保持松弛狀態(tài)。

9、所有人員必須按規(guī)定使用勞動保護用品，戴好安全帽，工作服、皮帶、礦燈、自救器等配戴整齊。

10、每班安排專人負責巡查巷道頂板情況，發(fā)現(xiàn)頂網(wǎng)、幫網(wǎng)破裂及時進行補聯(lián)。在巷道頂板下沉區(qū)域鋼帶下支設單體支柱進行加強支護。

11、施工物料盡量放在巷道底板底腳處，且碼放整齊，巷幫盡量不放。

12、當發(fā)生沖擊地壓時，所有人員必須選擇最短的路線、最快的速度脫離危險區(qū)域。

具體避災路線為：

工作面→軌道（運輸）順槽→一采區(qū)域聯(lián)巷→-450大巷→十采三橫軌道巷→十采猴車路→井底車場→地面

13、加強沖擊危險區(qū)域氣體監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常，及時匯報。協(xié)助配合其他相關(guān)單位搞好沖擊地壓的監(jiān)測和治理工作。

14.確認具有沖擊危險的區(qū)域必須設置醒目的沖擊地壓警示牌，注明在此區(qū)域作業(yè)人員注意事項，無關(guān)人員嚴禁在該區(qū)域逗留。

15.在沖擊地壓危險區(qū)段進行爆破作業(yè)或鉆孔卸壓作業(yè)時，必須保證躲炮距離和躲炮時間，躲炮半徑不小于150m，躲炮時間不小于30分鐘。

16.當某區(qū)域存在沖擊危險或正在進行解危作業(yè)時，與防沖無關(guān)的人員嚴禁進入該區(qū)域，相關(guān)設備不得運轉(zhuǎn)。

17.解危作業(yè)人員和在沖擊危險區(qū)域作業(yè)人員應時刻注意圍巖運動變化情況，發(fā)現(xiàn)異常立即撤出，并設好警戒，同時將該情況詳細向礦調(diào)度室匯報。

18.沖擊危險區(qū)域的采煤工作面兩側(cè)端頭20組支架范圍割煤、移架時，支護段及端頭三角區(qū)內(nèi)非崗位工作人員嚴禁進入。

19.打鉆地點出現(xiàn)以下情況，先將人員撤到安全地點，待壓力穩(wěn)定后，經(jīng)跟班人員檢查，確認無危險后，再進行煤粉監(jiān)測。

(1)有較大的煤體突出，煤壁突然外鼓。

(2)煤壁有連續(xù)爆響、煤炮聲不斷、圍巖活動明顯加劇。

20、其它未盡事宜，嚴格按安全規(guī)程、作業(yè)規(guī)程及其它相關(guān)規(guī)定措施執(zhí)行。

附圖 ?沖擊地壓排查區(qū)域劃分