新汶矿区深部开采冲击地压全方位管理体系.pdf

Coal Mining Technology ︱356︱2016 年 10 期 新汶矿区深部开采冲击地压全方位管理体系新汶矿区深部开采冲击地压全方位管理体系 李长杰 李眀鑫 尹训涛 山东能源新矿集团通风防尘部，山东 泰安 271219 摘要新汶矿区在多年的防治冲击地压管理上，建立了深部冲击地压安全开采的分级管理体系、全员培训体系、安全技术体系、预测 预报体系、安全防护体系、解危防冲体系、责任追究体系七大全方位冲击地压管理体系，保证了新汶矿区深部煤层的安全开采，取得了较 好的社会效益与显著的经济效益。 关键词冲击地压；新汶；全方位 中图分类号TD82 文献标识码B 文章编号1006-8465（2016）10-0356-02 1 引言 冲击地压是世界范围内煤矿生产中最严重的自然灾害之一，尤 其在超过一定的临界深度时冲击破坏程度更为严重。由于新汶矿区 的开采深度较深，冲击地压成为矿井安全生产的一个严重威胁。新 汶矿区在多年的防治冲击地压技术管理上，建立了七大深部冲击地 压开采管理体系，保证了新汶矿区深部煤层的安全开采。新汶矿区 实现了深部冲击地压的预测与防治，形成了科学有效的预测预报与 防治的决策体系，取得了较好的社会效益与显著的经济效益。 2 分级管理体系 生产（建设）过程中发生过冲击地压的矿井，认定为冲击地压 矿井；未发生冲击地压的矿井，开采煤层、煤层顶底板经鉴定具有 冲击倾向性，并且采掘过程中煤粉量超标、有煤炮或钻孔钻进中有 卡钻、吸钻、异响等动力现象的，均按冲击地压矿井管理。 严重冲击地压煤层管理标准。发生过冲击地压事故；煤或顶底 板岩层具有强冲击地压倾向性；发生过炸帮或一次抛出煤量在 10t 以上的冲击事件；发生过地震震级在 1.5 级以上矿震。 采深超过 600m 矿井的各开采煤层以及冲击地压矿井和按冲击 地压管理的矿井开采新水平、新煤层，必须进行冲击倾向鉴定，报 集团公司审查备案。 3 安全技术体系 3.1 冲击地压防治规划 冲击地压矿井建立防治冲击地压五年规划及年度计划，根据矿 井采掘接续长远规划编制，对冲击地压危险区域进行分析评估，制 定冲击地压防治规划、科技攻关方向。集团公司组织国内专家评审 矿井防冲五年规划。 冲击地压防治五年规划执行期内有较大变化时， 要在编制年度计划时作补充说明， 必要时应重新组织专家技术论证。 3.2 冲击地压矿井开采设计 开采有冲击地压危险煤层时， 必须编制专门防治冲击地压设计； 在编制矿井开拓设计、改扩建（技术改造）设计、水平延深设计必 须有防治冲击地压专篇；采区开采设计方案必须有防治冲击地压的 专项内容；开采严重冲击地压煤层工作面必须编制防冲专项设计， 以上防冲设计及防冲专篇报集团公司审批后执行，按设计落实安全 技术措施和安全设施，经集团公司验收合格后方可生产。冲击地压 矿井开采非严重冲击地压煤层工作面以及采区主要巷道掘进，必须 先进行采掘前冲击地压危险性评价，划定冲击危险区，制定完善的 防冲安全技术措施，由矿总工程师依据集团公司批准的防冲规划及 防冲设计组织编制并负责审批，报集团公司生产技术处备案，并纳 入安全管理重点。 3.3 冲击地压隐患排查管理 受冲击地压威胁的采掘工作面以及以下冲击地压危险区都必须 按 B 级及以上安全隐患进行管理及治理，开采严重冲击地压煤层采 掘工作面遇冲击地压危险区按 A 级隐患进行排查及治理。矿井必须 编制月度防冲隐患排查报告报集团公司审查后实施。 3.4 冲击地压防治专家库 集团公司建立防治冲击地压专家库。防治冲击地压专家库人员 主要由国内从事冲击地压防治技术研究的科研人员、大专院校的教 授，以及具有丰富现场经验的专业人员等矿区内外部专家组成。 4 预测预报体系 集团公司内有矿震的矿井选点安设宽频带数字化矿震监测系 统，形成集团公司矿震监测网络，为冲击地压防治提供依据。冲击 地压矿井必须建立微震监测系统；具有严重冲击地压煤层的矿井还 必须安装应力在线监测系统；集团公司形成冲击地压实时监测预警 平台，做好冲击地压（矿震）预测预报工作。 5 安全防护体系 在有冲击危险的采掘工作面，必须加强个体防护措施，并最大 限度减少施工人员的数量。在有冲击危险区域，必须采取限制人员 通过的措施。具体限制范围必须在作业规程中明确规定。 强化落实冲击危险区作业人员的个体防护措施 1严禁摘掉安 全帽；2不得坐在巷道底板或物料上休息；3不得在以下地点逗 留①巷道高度不够处；②人行道安全间隙不够处；③锚杆失锚或 其它支护薄弱地点；④锚索下方；⑤设备或物料附近；⑥靠近铁质 管路处。 有冲击危险的回采工作面必须加强端头支护和超前支护，提高 上下端头和切顶线的支护强度，加大两巷超前支护范围和强度；顺 槽煤壁向外 150m 范围内，禁止存放刚性材料，正在使用的设备要生 根联牢；支护锚杆、锚索应当采取防崩措施，有冲击危险工作面顺 槽实行封闭管理，封闭管理区内生产期间不得超过 3 人，检修开放 期间 50 米范围内施工人员不得超过 9 人。 6 解危防冲体系 冲击地压危险区开采过程中必须坚持“先解危后开采”的原 则， 按照“监测→落实防冲措施→效果检验→再治理”的基本程序， 及时消除冲击危险隐患。 6.1 钻孔卸压解危 （1）钻孔卸压机具必须满足以下要求扭矩不小于 260 N*M， 钻孔的直径不小于 110mm，其中开采严重冲击地压煤层钻孔直径不 小于 150mm，钻孔深度不小于采（放）高度的 3 倍。 （2）打卸压孔前应当用钻屑法查明压力带的范围和程度。只允 许在低应力区开始施工卸压孔，且要由低应力区向高应力区钻进， 并同时记录每米钻孔的钻屑量、动力现象和特殊情况。 （3）卸压孔的布置方式和参数应根据具体情况，编写专门设计 和措施，经矿总工程师批准后实施。 （4）在高应力区施工卸压钻孔时，必须使用遥控操纵的钻机进 行施工。危险性高的区域可加密钻孔，要注意应力恢复后，必须进 行二次卸压；采用钻孔卸压方法时，要制订防止诱发孔内冲击伤人 的专门安全措施，由矿总工程师批准。 6.2 爆破卸压解危 冲击地压煤层采用煤层爆破处理措施时，应根据实际情况选取 超前松动爆破、卸压爆破和诱发爆破方法，消除或减缓冲击地压危 险。采用爆破卸压时必须按煤层爆破防治冲击地压方法试行技术 规范中的规定，确定合理的爆破参数,编写施工措施,经矿总工程 师批准。 7 责任追究体系 树立“破坏性冲击地压现象（包括震级 1.5 级以上动力现象） 就是事故”的理念，建立健全破坏性冲击地压分级追究制度、追查 汇报制度和分级处理制度，破坏性冲击地压追查处理必须坚持“四 不放过”原则，做到“有震无灾”。 7.1 破坏性冲击地压分级追究制度 发生冲击地压释放能量大于 106J、一次抛出煤量在 10t 以上、 里氏震级在 2 级（含 2 级）以上、巷道 10m 范围内变形大于 200mm 的冲击地压动力现象， 必须由集团公司组织有关处室进行分析追究； 发生冲击地压释放能量大于 105J（含 105J） 、一次抛出煤量在 5t-10t、震级在 1.5 级（含 1.5 级）或巷道 10m 范围内有明显变形 的冲击地压现象，必须由矿长亲自组织分析追究（矿长不在单位时， （下转第 361 页） 煤矿技术 2016 年 10 期︱361︱ 西部煤矿无轨运输液压支架进出罐笼工艺探讨西部煤矿无轨运输液压支架进出罐笼工艺探讨 麻运涛 淮南矿业集团安装工程分公司，安徽 淮南 232001 摘要本文介绍了在西部陕蒙地区随着煤炭开采深度和难度的加大，很多矿井采用立井开采方式，在综采设备安装工程中，超大液压 支架在入井过程进出罐笼成了一项施工难题。很多类似矿井不得不使用支架解体分件入井，从而带来了支架的解体组装工艺，加大施工难 度和安全威胁，本文结合作者所在单位实际，总结出了一套支架一次性整体进出罐笼的施工工艺，很好的解决了整个工程的关键工序，做 到了快速安全施工，对类似矿井液压支架的安装工作有很好的指导作用。 关键词陕蒙地区；立井开采矿井；液压支架；进出罐笼 中图分类号TD82 文献标识码B 文章编号1006-8465（2016）10-0361-01 1 引言 随着西部发展，煤炭开采量加大，新建矿井向深部井发展，立 井开采矿井逐渐增多，因此带来了液压支架入井不能采用无轨胶轮 车一次性运输到工作面，必须通过罐笼运输入井后方可运输到工作 面，因液压支架的超大超重性，很多矿井采用了解体分件入井，在 井底组装硐室组装后再用无轨脚轮车运输到工作面， 施工工艺复杂， 安全威胁大。因此液压支架一次性进出罐成了施工中急切需要解决 的问题，也成为西部煤矿快速搬家倒面工程的关键工艺之一。 淮南矿业集团在内蒙古鄂尔多斯市投资三个煤矿，均为立井开 采式，其中泊江海子首采面设备安装，负责施工的淮南矿业集团安 装分公司大胆创新，设计了一套支架的整体进出罐笼工艺，很好的 解决了液压支架入井这一突出施工难题，同时实现了安全高效，很 有探讨价值。 2 超大支架整体进罐笼工艺难点 泊江海子矿副井罐笼提升能力为 50t，下井液压支架中间架重 量为 49t。按照传统工艺，采用胶轮平车装车后入井则需对支架进 行解体，因胶轮平车自重近 5t，超出了罐笼提升能力，只有将支架 解体分件下井，然后井下设组装硐室，将支架重新组装后，方可运 输到工作面进行安装，施工工艺复杂，安全隐患增加。 3 施工工艺创新要点 为避免支架解体入井环节，经过工艺探讨，决定不使用传统的 胶轮平车入罐，将裸体支架直接卸到罐笼里，实现整体一次性进出 罐笼。 整个施工过程，斗式拖车的车载液压绞车将支架拉入车斗，多 功能车牵引进入罐笼→斗式拖车车载油缸将支架推卸在罐笼保护底 托上→调整支架姿态并固定支架→上行或下行罐笼→还原支架姿 态，斗式拖车的车载液压绞车将支架拉入车斗→多功能车牵引运送 到工作面，斗式拖车车载油缸将支架推卸后返回。 在进出罐笼工艺中，为避免支架与罐笼之间直接摩擦，实现支 架快速脱车、定位，加工制作了一套罐笼底托装置。在罐笼底托的 制作使用时，在确保强度的前提下，严格控制罐笼底托的重量，其 重量控制在 800kg 以下，确保支架重量与罐笼底托重量之和小于罐 笼提升能力。在罐笼底托的制作中增加了限位、定位、缓冲等装置 确保支架快速、准确进罐。 支架罐笼卸车人员进入拖斗内解除绞车钩头连接，将车辆停 罐内指定位置，启动拖车内推移油缸，将支架尾部推出拖车底板合 适 位 置 处 ， 在 支 架 底 座 下 靠 近 尾 部 横 向 放 置 一 根 道 木 （1500*150*150） ，升起拖车底板解除防脱环，缓慢降下底板，将支 架架脚尾部落在道木上，支架落实在道木上后，启动车辆，缓慢开 动车辆将支架逐渐脱车；在支架完全脱车离开拖斗前合适位置，将 2 根道木（1500*150*150）沿支架方向平行放置在支架底座两侧， 继续开动车辆，将支架全部落在三根道木上，车辆驶离支架。车辆 驶离支架后，升起底板放下防脱环，降下拖车底板，使防脱环承受 底板重量，吊臂不再受力。支架姿态调整好以后，将支架固定，将 支架下放到井底。罐笼停稳后，打开罐笼门，将支架降至合适位置， 开始支架装车工作。 支架罐笼装车在副井下口缓慢开动车辆，将支架搬运车停放 在支架架脚处，摘下拖车防脱环，降下拖车底板使之低于支架垫放 在道木上底座高度；缓慢将拖车倒入支架底座下靠近前端垫支道木 下，升起拖车底板连同支架一起升起；取出支架前段的垫支道木， 放下拖车底板；启动拖车自身液压绞车，松绳至支架，用 25t 卸扣 与事先绑在架脚处的双股 40t 锚链连接，启动绞车将支架顺着拖车 底板拖入车内，升起拖车底板放下防脱环，降下拖车底板，使防脱 环承受支架重量，吊臂不再受力；支架装车后，用 40t 锚链配合连 接环，从支架尾梁的后部孔中穿过，与拖车后部的起吊环连接，进 行设备封车。驾驶车辆驶出罐笼后驾驶员踩刹车挂空档、制动档， 将支架降至合适高度，确认车辆符合运输条件，设备完好且车辆运 输方向和车辆两侧无作业人员后将支架运输到工作面进行安装。 4 施工工艺可行性分析 采用该施工工艺，主要是针对解决罐笼的可承载力和摇台的需 用要求，我们通过计算，泊江海孜矿副井摇台承载力 150t，支架在 进罐过程中，罐笼自重 50t支架重量 50t拖斗自重 17t罐笼底托 重量 800kg150t，满足摇台承载要求。 5 经济与安全效益分析 淮南矿业集团在西部投资的三个煤矿，由于受地质条件复杂影 响，谢桥矿、均采用立井开采，而且采用的液压支架型号较大，在液 压支架入井工艺上存在很大难题，通过该项工艺创新，实现了一次性 支架整体进罐笼，创造了 200 多万元的经济效益，无一起微伤及其以 上安全事故，实现了安全高效施工，该工艺有效地解决了该施工工艺 难题，保证了生产矿井的生产接替，为西部陕蒙地区立井开采矿井， 在液压支架整体入井上提供了一套安全、有效的施工工艺。 6 结束语 采用此种罐笼运输方式，解决了立井开采方式矿井超大超高液 压支架一次性进出罐笼这一突出施工难题，避免了支架解体入井， 杜绝了因支架解体及组装带来的安全威胁，节省了工作量，为西部 类似矿井提供了一套切实可行的施工工艺。 参考文献 [1] 煤矿安全规程 2006 年修订版. [2]泊江海子矿 113101 综采工作面设备无轨胶轮车运输、 安装安全技 术措施,淮南矿业集团安装分公司. （上接第 356 页） 由矿总工程师和安监处长联合组织追究） ； 发生冲击地压释放能量大 于 104J，一次抛出煤量在 5t 以下或震级在 1.0 级以下的弱冲击地 压现象，由矿总工程师或安监处长亲自组织分析追究。 7.2 破坏性冲击地压事故追查汇报制度 为规范破坏性冲击地压追查处理程序，破坏冲击地压事故追查 分析必须由矿调度室组织，技术部门安排专人记录追查会议内容， 并及时向集团公司调度室、技术处及安监局汇报。汇报内容主要包 括查清事故经过及基本情况；认真分析事故原因；对事故责任者 提出处理意见；对事故提出针对性防范措施；并形成文字材料。参 加追查处理的人员均要在事故查处报告上签字（组织追查人员必须 签字） ；于次日向集团公司汇报。 参考文献 [1]任勇杰.新汶矿区深部冲击地压防治技术研究[J].山东国土资 源,2007. 作者简介 李长杰，男，1975 年 10 月 15 日出生，毕业于山东科技大学采矿工 程专业，本科学历。现任山东能源新矿集团通风防尘部主任工程师。