浅谈矿井深部开采存在的问题及其对策(1).pdf

1 2 2 童 瞧晨 舛技 2 0 1 1 年 第5 期 浅谈矿井深部开采存在的问题及其对策 冯书杰 ， 赵 丽红， 何会 民 河南煤化 集团鹤 煤公司， 河南 鹤壁4 5 8 0 0 8 摘要河南煤化集团鹤煤公司， 大部分矿井开采已超过5 O年， 正逐步向深部延伸， 原生块段开采逐步向一 8 0 0 m水平延深， 无论是复采还是 深部开采， 客观条件都出现了新的特点， 针对存在的安全问题， 采取了一系列切实可行的安全管理和技术措施， 实现了安全生产。 关键词 复采工作面 深部开采技术措施 安全生产 中图分类号 T D 8 2 3 ． 8 9 文献标识码C 1 复采 工作面 安全 生产存 在 的问题 1 ． 1 水 害 由于鹤煤公司历经多年原生开采， 浅部采空区较 多， 地表产生裂缝 ， 大气降水可能沿裂缝及沿松动的顶 板渗透下来。原生块段开采时所设的防水煤柱能够起 到防突水的作用， 但是由于工作面开采后采空区顶板 垮落， 防水煤柱承受压力大， 煤体松软， 其隔水的作用 较差。从造成上部水源沿煤柱渗透至老空区， 给局部 地段特别是老顺槽创造了积水条件 ， 形成老空水 ， 当复 采工作面与其相沟通时， 就有可能发生突水事故。 1 ． 2顶 板 管理难 鹤煤公司主采煤层为二 1 煤 ， 煤厚平均 8 m， 复采 块段煤层多是原来回采工作面由于地质构造复杂、 断 层较多及七、 八十年代生产技术水平相对落后的原因 遗留下来的煤柱。在煤巷掘进及工作面回采过程 中会 经常遇到断层、 采空 区及老巷道 ， 煤层易 出现松软片 帮， 增加了顶板管理的难度。 1 ． 3 瓦斯局 部 积聚 鹤煤公司复采工作面处于低瓦斯区， 但是复采块 段工作面临近采空区， 老巷较多， 加上受地质和煤层赋 存条件影响， 瓦斯积聚的可能性比较大。 2深部开采存在的安全生产 问题 随矿井开采水平的逐渐下延， 上覆岩层重量大， 形 成的支承压力也较大， 顶板来压时， 巷道容易出现底鼓 现象， 巷道变形严重， 同时瓦斯含量及瓦斯压力逐步增 加， 防突工作压力逐步加大。 3 解决复采工作面安全问题的对策 3 ． 1 防止复采工作面水害 的对策 }收稿 日期 2 0 1 10 2 2 8 作者简介 冯书杰 1 9 7 7一 ， 男， 河南浚县人， 通风与安全工程 师 ， 长期从 事安全 管理工作 。 3 ． 1 ． 1 发生水害的条件及其原 因 复采工作面发生水害的主要原因有水文地质情况 不清， 缺乏必要的图纸资料 ； 采掘工程接近积水区时， 不预先探水放水 ， 违反规程盲 目施工 ； 积水地带位置测 量的资料不全； 采掘工程平面图未及时更新或测量有 误等 。 3 ． 1 ． 2组织措 施 1 组织专人对探水点或淋水地点进行观察 ， 并 记录变化情况， 随时处理异常变化。 2 集中职工进行学习培训， 要求井下职工熟悉 透水预兆， 发现突水征兆时， 立即撤出作业区域人员。 3 制定切实可行 的探水制度， 并坚持“ 预测预 报， 有疑必探， 先探后掘， 先治后采” 的探放水原则。 4 对井田范围内的采空区要详细进行调查 ， 并 将调查资料及时绘进上下对照图中， 详细标明采空区 分布范围和积水数量， 并划出采空区警戒线。 3 ． 1 ． 3技术 措施 1 探水法确定 探放水是解除水害威胁 的最主 要措施。由于复采工作面采空区积水水源往往来 自于 老空水， 故采用分段下行探水法最为合适， 这种探放水 方法可以把高水头的积水分为若干段， 从上而下依次 探放， 每次探放能把水头高度控制在安全限度以内。 2 探水眼的布置 探水 眼的布置必须根据工作 面煤层厚度、 倾角大小、 巷道与顶底板及采空区的关系 是顺槽还是上下山等 具体情况来确定。如煤层在 2 m以下， 倾角较平缓时， 探水眼可以用简单的方法布 置， 即在巷道中间布置一个与顶底板平行的眼， 另外在 两帮各布置一个与煤帮成4 5 。 的眼， 以控制从两帮透水 的可能 ； 在厚煤层中， 如果巷道是沿顶板送时， 则探水 眼布置要探明正前方及两帮有无老空水， 如果巷道是 沿底板掘进时， 探水眼则必须是既要探明正前方 包括 两帮 的情况， 又要探 明前上方 包括两帮 有元老空 水存在 。 3 掌握安全超前距离 根据防治水规定， 探放老 空积水的超前距， 应根据水压、 煤 、 岩层厚度和强度及 安全措施情况确定 ， 最小水平钻距不得小于 3 0 m， 止水 2 0 1 1 年 第5 期 夯撼差 科技 1 2 3 套管长度不得小于 l O m。 4 探 放水 探放水 时必须清理巷道， 挖好排水 沟， 探水钻孔在低洼处时必须配备与探放水量相应的 排水措施， 确保排水管路畅通。测量和防探水人员必 须亲临现场依据设计， 确定主要探水孔位置、 方位、 角 度、 深度及钻孔说明。 3 ． 2 复采工作面的顶板管理对策 3 ． 2 ． 1 组 织措 施 1 成立由矿主要领导为组长的复采工作面顶板 安全管理小组； 2 定期组织有关人员分析每个复采 工作面的初次来压和周期来压时间规律， 并制订出初 次和周期来压的安全技术措施 ； 3 严格放顶作业程 序 ， 落实安全措施 ， 工作面放顶时必须审批， 并 由安监 人员、 区队负责人 到现场跟班盯岗， 落实安全措施； 4 定期 组织顶板专项安全检查， 杜绝空帮、 空顶作 业 ， 每班上班前必须认真检查后路支护情况， 加强后路 维护， 严格按规程作业。 3 ． 2 ． 2技术 措施 1 严格执行“ 敲帮问顶 ” 制度， 班组长要全面检 查 ， 确认安全后方可作业 。 2 重视工作面单体支柱初撑力要求， 放炮前支 柱进行二次补液， 确保初撑力达到 9 0 k N 。 3 工作 面初采时沿顺山方向打一排顺 山棚， 抬 棚材料使用直径 2 0 0 m m、 长度 2 0 0 0 m m两面平 圆木配 单体柱支护， 一梁两柱， 打柱时要挖 l O O m m的柱窝， 抬 棚必须接梁 ， 并 挂好 防倒链 。 4 过煤质松软、 破碎带、 断层和老塘时， 减少装 药量， 必要时手镐落煤， 及时铺网导棚支护顶板。 3 ． 3 复采工作面瓦斯局部积聚的对策 1 制定预防复采工作面瓦斯集聚的安全管理措 施； 2 加强通风系统管理 ， 严禁串联通风和有循环风 现象 ； 3 加强局部通风管理。局部通风机必须有专 人负责 ， 确保风机不间断运转， 一旦风机停风 ， 要立 即 撤出人员 ， 恢复通风后 ， 首先要检查瓦斯浓度 ， 无危险 后方可恢复生产 ； 4 加强工作面风筒管理， 风筒不得 出现气结、 破 口等现象； 5 防止煤巷、 独巷太长， 要按 照局扇的通风能力进行送巷 ， 独巷过长的掘进巷道 ， 要 加强全巷道的瓦斯检查 ， 发现瓦斯集聚地点， 要立即处 理 。 4解决深部开采存在的安全生产问题的对策 4 ． 1 采掘工作面顶板压力大巷道变形严重对策 1 深部开采工作面， 必须根据不同的地质条件 ， 选择最优开采方法， 从而减少支护载荷值。 2 在压力特别大的工作面 ， 可选择改变作业形 式及劳动力组织形式， 以加快回采速度。 3 根据不同的工作面选择不同的支护形式和支 护规格、 缩小 U 3 6棚距。马头门、 井底车场、 变电所、 水 泵房及井底水仓等重要硐室应积极和各大院校合作， 采用先进的特殊支护方式。 4 根据地质资料合理选择开拓巷道布置层位， 以减少回采对开拓巷道的影响， 增加主要巷道的服务 年 限。 4 ． 2 瓦斯 治理及 防突对策 1 提前预抽瓦斯， 达到规定的预抽率。在进一 步抓好本煤层抽放的同时， 下大力气推广应用高位水 平孔抽放、 高抽巷等行之有效的抽放新工艺、 新技术 ， 为采掘工作面瓦斯治理奠定基础。 2 积极采用大直径钻孑 L 排放工作措施 ， 减少落 煤瓦斯涌出量。 3 加强采面上、 下隅角 瓦斯工作管理。采 面上 隅角采取充填物封堵、 导风帘和安设抽出式风机等技 术措施 ； 采面下隅角设置风障和做好下出口超前 ， 减少 采空区漏风， 降低采空区瓦斯涌出量。 4 加强瓦斯监测系统管理， 做到经常检查， 严格 按技术要求标校 ， 确保监测数据准确， 断 电灵敏可靠， 断电范围符合规定。 5 建立 防治瓦斯重点工作面隐患排查制度， 建 立专门的隐患排查及处理台帐。对排查 出的严重瓦斯 问题 ， 矿要成立由生产 掘进 、 安全、 通风防突等部门 人员组成的重点工作面瓦斯治理工作组 ， 落实责任 ， 分 班现场盯岗， 确保安全生产。 6 充分认识 目前及将来瓦斯 问题的客观状况 ， 加强对瓦斯治理办法和措施的不断研究 ， 积极研究推 广防治瓦斯新技术 ， 新工艺， 努力提高瓦斯治理技术水 平， 对矿井安全高效生产创造良好条件。 7 加强防突头面的瓦斯地质工作， 做好现场观 测记录、 上图和分析， 指导工作面采取针对性的技术防 突措施 ， 在煤层变化的地段和遇地质构造等异常情况 下， 要制定采取非常措施， 以确保安全生产。 8 切实落实好防突工作面“ 四位一体” 的综合防 突措施， 从预测、 措施、 效检和安全防护等各个环节落 实人员、 落实责任， 确保各项措施的贯彻执行。 9 必须认真贯彻执行 防治煤与瓦斯突出细则 规定 ， 在采掘工作面遇到地质构造区域、 采掘应力迭加 的区域和发现明显突出预兆等异常情况下， 要直接采 取针对性防突措施 ， 切实做到防范于未然。