1301工作面防治冲击地压安全技术措施Word文档下载推荐.docx
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一、存在主要问题：
二、处理意见：
第一节概况
一、工作面位置
工作面位于工业广场以西偏南，北端距工业广场约700m；
南部至邵集村以北约800m，工作面以东约150m处为文庄村，地表大部为农田，有零星建筑,地表无常年积水。
工作面位于一采区轨道石门以南约60m，南部是焦煤分界线，西部是1303工作面胶带顺槽（正在掘进中）。
工作面位置及井上下关系表1
煤（岩）
名称
3下煤
水平名称
-808m水平
采区名称
一采区
工作面名称
1301工作面
地面
标高（m）
+43.1～+45.1
工作面
-783.2～-865.4
地面位置
工作面位于工业广场西南，距工业广场700～2240m；
南部至邵集村以北约800m处，北部位于玻璃厂西侧，东部有文庄村及零星建筑，地表大部为农田，有季节性河流自西向东从工作面中部穿过；
北部有郭屯煤矿110KV电力线（水郭线）距工作面北端约200m，地表无常年积水。
井下位置及四邻采掘情况
该工作面位于一采区轨道石门以南约60m，南部是焦煤分界线，西部是1303工作面胶带顺槽（正在掘进中）。
走向长（m）
Ⅰ
200
倾向长（m）
80
面积（m2）
可采：
346371
Ⅱ
1577
210
二、煤层赋存情况
根据工作面巷道揭露情况，煤层赋存稳定,厚度0.85～3.58m,平均3.0m；
局部含炭质泥岩，厚0～2m，直接顶为中细砂岩，厚8.0m；
倾角3～16°
，平均12°
，产状变化不大。
煤层情况表表2
煤层情况
煤层总厚（m）
0.85～3.58
煤层结构
简单
煤层倾角（°
）
3～16
3
12
工作面煤层赋存稳定,结构简单,在开采范围内平均厚度3m；
局部有伪顶含夹矸，岩性为炭质泥岩，厚0-2m，直接顶为中细砂岩，厚8.0m；
下距三灰约56.64m。
三、地质构造
工作面地层总体为北高南低，东高西低,受文庄向斜影响，三联巷以南煤层倾角3°
～11°
，其它地段煤层倾角3～8°
；
工作面局部煤层略有起伏。
根据两顺槽掘进中实际揭露情况和三维地震资料，预计1301工作面内无陷落柱构造。
断层构造情况表表3
构造
走向（°
倾向（°
倾角（°
性质
落差（m）
影响回
采程度
DF47
160
250
55
正断层
0.5
有影响
DF46
290
65
6.5
影响较大
DF46-1
182
272
75
1.2
F01-1
190
280
1.0
F01-2
213
303
F01-3
202
292
64
1.5
F01-4
F01-5
185
275
68
3.5
F01-6
181
91
25
2.5
F01-7
180
F01-8
150
240
74
1.4
四、煤层顶底板
3下煤层顶底板情况表表4
煤
层
顶
底
板
情
况
顶底板
情况
岩石名称
厚度（平均）m
岩性特征
老顶
中细砂岩
8.0
灰白色，夹深灰色，薄层状，局部夹薄层灰色细砂岩，水平层理，泥质胶结，硬度较大。
f＞7。
直接顶
中粗砂岩
10
灰白色，以石英长石为主，含云母碎片，上部含黄铁矿散晶，中厚层状，颗粒自上而下渐粗，分选性好，接触式泥质胶结，硬度大。
f＞8。
伪顶
泥岩
0～2
深灰色，块状，发育不均匀，平坦状断口，性脆。
含植物茎叶化石，易风化。
f=4～6。
局部发育。
直接底
砂质泥岩
2.0
深灰色，上部成份较均一，含植物根部化石，下部夹灰色细砂岩薄层，平行层理。
老底
中砂岩
16.0
浅灰至灰白色,主要成分为石英、长石及其它陆降碎屑物质，钙泥质胶结,分选一般,上部颗粒较细。
波状层理、斜层理、浑浊层理、含底栖动物通道，夹深灰色泥岩条带,高角度裂隙发育,方解石脉充充填-未充填,含黄铁矿散晶。
附图一1301工作面地质综合地质柱状图
第二节危险区域的划分
一、工作面冲击地压防治的目的
经北京煤科总院鉴定，我矿3下煤层具有强冲击倾向性，3下煤层顶板具有弱冲击倾向性。
为了防止工作面回采过程中发生冲击地压，确保工作面回采期间的安全，特编制本措施。
二、1301工作面冲击地压危险区域的划分
工作面采取全部垮落法管理顶板，后退式回采。
根据北京科技大学《郭屯煤矿1301工作面冲击地压评告报告》，结合工作面现场情况，综合分析，在以下范围回采过程中有可能引发冲击地压：
①老顶初次来压期间，工作面超前20～100m范围内，形成第一个危险区，该区域具有轻度危险性；
②工作面采空区见方期间（工作面推进180～220m时），受采动及推采速度等因素的影响，较易诱发冲击地压，该区域具有中度危险性；
③工作面推进至距切眼950～1200m，受断层DF46影响，形成应力集中区，可能诱发冲击地压，该区域具有轻度危险性；
④工作面过联络巷时，当工作面与联络巷之间煤柱小于60m后，形成高应力区，易诱发冲击地压，该区域具有轻度危险性。
1301工作面冲击危险影响区表5
危险区编号
进入危险区的推进距离
引起冲击的主要原因
危险程度
1
距切眼40—60m时，工作面前方100米
埋深大、上覆厚硬砂岩的运动及老顶初次断裂
轻度危险区
2
距切眼180—220m时，工作面前方100米
埋深大、上覆多组厚硬岩层运动及工作面见方
中等危险区
距切眼950-1200米
DF46断层，埋深大、采动
4
断层与联络巷相交的20-40m范围
受联络巷影响，形成高应力区
此外，工作面上部坚硬岩层的周期断裂，将增加工作面前方20～100m范围内危险区的危险性，但岩层的周期断裂比初次断裂的能量小得多，因此这一阶段发生灾害性冲击地压的可能性较小，经常会出现煤炮，工作面周期来压期间也应加强对冲击地压危险性的监测。
附：
易发冲击地压范围预测图
附图二1301工作面危险区域平面布置图
第三节冲击地压监测
工作面冲击地压的监测主要采取工作面压力观测、电磁辐射仪监测，钻屑法对电磁辐射仪监测数据异常区域、特殊时期（如顶板初次来压、周期来压）、特殊地点（工作面超前100m、所划定的冲击地压危险区域）进行监测。
一、工作面压力观测
在工作面安设支架在线监测、顶板离层在线监测系统重点对工作面支架阻力及倾角在线监测、巷道顶板离层情况进行监测，及时对工作面顶板来压、超前压力显现进行预报分析。
1、液压支架压力监测
支架工作阻力用KJ-345矿用液压支架压力监测系统连续观测，沿工作面布置21个测区，每测区设2条观测线，观测相邻两个支架同侧支柱。
每个测区包括2架支架，分别在第1、6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72、78、84、90、96、102、108、114、120号支架安设KJ-345型矿用液压支柱压力倾角监测系统的监测分站。
系统自动记录数据。
2、顶板离层观测
在工作面上下顺槽安装KZL-300型巷道顶板离层自动监测报警系统进行观测。
按50m的安装1个顶板离层仪，对顶板离层情况进行在线监测。
3、采场支护质量与顶板动态统计观测
沿工作面方向，每隔10架，进行端面破碎度观测，包括：
煤壁片帮深度（c）、顶板冒落高度（h）、端面距（b）、顶梁第1接顶点距梁端距离（a）及顶板冒落宽度（d）等。
二、电磁辐射仪监测
1、监测地点：
工作面两顺槽超前工作面100m范围内临近工作面的两帮。
每10m布置1个测点，上下两顺槽分别布置10个测点，每个测点监测2分钟。
2、监测时间：
每天进行一次监测，临近所划定的危险区域等特殊情况每班进行一次监测。
3、监测目的：
电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形破裂强度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。
两者相结合监测煤岩体变形破裂的过程。
4、监测方法：
采用监测仪对煤岩体进行多点动态跟踪监测。
随着工作面的推进，监测工作面前方100m范围内的煤岩体电磁辐射及其变化规律，以预测工作面前方煤岩体的冲击地压危险程度。
监测时必须尽可能避开电缆及电器设备、机械设备影响，如确实影响监测效果，所监测范围内的电器设备必须停电。
5、监测分析内容：
①电磁辐射强度值和电磁辐射脉冲数值是否超过临界值。
②电磁辐射强度值和电磁辐射脉冲数值是否有明显增长趋势。
③电磁辐射强度或脉冲数值是否明显由大变小，但一段时间后又突然增大现象。
我矿的电磁辐射强度平均值报警临界值暂定为150，电磁辐射极大值的报警临界值为200，电磁辐射脉冲临界值为1000。
如果出现以上情况之一，说明存在冲击危险，必须立即采用钻屑法进一步验证，如煤粉量超标或打钻过程中出现异常动力现象，必须停止作业，撤出作业人员（解危人员除外），必须进行冲击地压解危工作。
三、钻屑法监测
1监测目的
通过此项监测，及时客观的评价回采工作面两顺槽超前应力范围内的冲击地压危险程度，确定支撑压力带峰值的大小和位置，从而鉴别冲击地压危险程度。
2监测地点及时期
①电磁辐射仪监测数据出现异常地点；
②工作面回采临近所划分出的冲击地压危险区域；
③工作面回采时遇到地质构造变化时。
3施工参数
钻屑法监测采用FIV型气动手持式钻机或ZQSJ-90/2.4A型气动手持式钻机进行施工，钻杆直径为42mm，钻孔深度15m。
在轨道顺槽和胶带顺槽内，距离煤层底板1m左右处（根据底板地质情况而定，可取到1.2m），垂直于巷道壁，平行于煤层。
4施工流程
①选定监测地点，检查顶板及周围支护情况，防止冒顶片帮，清理干净施工地点巷道卫生，以确保施工期间的操作空间和安全间距。
②将钻机与风管连接牢固紧密，不得有漏风现象。
在钻孔下风口安装临时补尘装置。
③安装钻杆及钻头，手持安装好钻杆及钻头的钻机抵靠煤壁，缓慢开启钻机进风手柄，加大两侧进给加力控制好钻机，避免左右前后晃动，保证钻进时为水平钻进；
④打完1m后，将事先准备的胶结袋放在孔口下方，开始收集煤粉；
⑤每钻1m，钻杆要反复钻进和后退，以便于使钻孔内煤粉全部返出。
并更换1个胶结袋，直至钻进15m，共收集14份煤粉；
⑥将煤粉倒入专门的袋中称重并记录，之后倒入筛子中筛选，筛选后倒回胶结袋中，待14个胶结袋中的煤粉筛选完后，称重并记录，筛选和称重可同时进行；
5监测内容
判别工作地点冲击地压危险性的钻屑量指数
钻孔深度/煤层开采厚度
1.5～3
钻粉率指数
2～3
≥4
钻粉率指数=每米实际钻粉量/每米正常钻粉量。
我矿每米正常钻粉量为2.30kg。
如在钻进过程中出现煤粉量超标（钻粉率指数大于上表中对应数值）或钻进过程中出现异常动力现象，可判断该区域具有冲击地压危险性，必须进行冲击地压解危。
在监测时，用专用表格详细记录钻孔深度、每钻进1m的煤粉重量、煤粉粒度指标、钻进过程中的动力效应；
若出现卡钻、吸钻、孔内冲击、煤炮增多等动力现象，再在本孔2～3m左右位置进行验证，经验证确实存在冲击地压危险时，必须立即停止作业，撤出人员，进行解危卸压。
第四节冲击地压预防及解危措施
工作面采取超前施工大直径卸压孔、煤层注水的方法预防冲击地压的发生，对于监测出的危险区域采取减小大直径钻孔间距进行钻孔卸压及爆破卸压的方式进行解危施工。
一、钻孔卸压
1施工方法
钻孔卸压是通过大直径钻孔引起巷道深部围岩（钻孔远端附近围岩）发生结构性破坏,形成一个弱化带,引起巷道周边围岩内的高应力向深部转移,从而使巷道周边附近围岩处于低应力区。
钻孔施工采用ZQJ-300/6型气动架柱式钻机配合Φ90～110mm钻头钻进。
2卸压孔参数
卸压钻孔的主要参数为：
孔深15m，钻孔直径Φ90～110mm。
对于所划定的危险区域，按照一般危险区内孔间距10m，中度危险区内孔间距5m，高度危险区内孔间距3m布置卸压孔，单孔布置，超前钻设，提前预防。
对于监测出异常危险区域。
按照孔间距3m布置卸压孔，监测出冲击地压危险时，应立即进行解危施工。
附图三1301工作面危险区域卸压孔平面布置图
3效果检查
钻孔卸压后监测人员现场要进行效果检查，检查采用钻屑法和电磁辐射仪监测法进行效果检验，检测孔布置在卸压孔左右约2～3m，如果仍存在冲击危险，则进行爆破卸压，直到符合防冲要求。
4注意事项
①钻机安装前，应首先检查、整修设备，钻场顶板及周围支护情况，防止冒顶片帮，应清理干净施工地点巷道卫生。
②钻机采用4棵压柱固定整机，升牢压柱并用钢丝绳连接好柱顶。
③连接管路时应将管路接头清洗干净后方可连接，连接管路时要连接牢靠，各部分不得有漏风现象。
④钻进过程中要随时注意观察各压力表读数的变化，发现异常及时处理。
⑤油雾器中要加足够的润滑油，无油雾喷出时，不得开钻。
⑥钻机工作时严禁用手触摸旋转的钻杆。
二、注水卸压
1、注水参数
①注水方法：
单向长钻孔注水；
②钻孔位置：
1301工作面轨道顺槽；
③钻孔间距：
20m～25m；
④钻孔深度：
60～90m；
⑤钻孔直径：
Φ65mm；
⑥钻孔位置及角度：
孔口距底板1.2m，考虑到巷道的起伏，掌握孔口位置在巷道高度的一半，平行煤层钻孔，钻孔的方位垂直于煤壁；
⑦钻孔布置方式：
第一个钻孔位置从距采煤工作面切眼20m位置，考虑断层的导水性和支护问题，钻孔应距断层带距离不低于20m。
钻孔数量根据工作面的推采情况及现场岩层情况具体确定；
⑧注水时间：
超前工作面60～80m；
⑨注水压力：
6～10MPa。
2、钻孔的施工
钻机采用ZLJ-250型矿用坑道钻机,钻杆采用Φ42mm的中空钻杆及其附属设备。
3、封孔施工
封孔采用注水专用封孔器进行封孔（封孔器直径为Φ65mm），封孔器长度为1.6m，最大承载压力为20MPa。
封孔器的原理是：
封孔器高压直通与注水泵压力水管连通，当注水泵开启后，压力水管压力大于1MPa时，封孔器就迅速膨胀（直径增大长度变小）。
利用橡胶材料的较大磨擦系数所产生的磨擦阻力，将膨胀体的外径紧固在煤层孔壁上，达到有效的封孔目的。
4、注水施工
①采用MZQ-2/15型煤层注水器进行注水；
②注水器运至施工地点，应首先检查煤层注水器的动力耐震压力表、流量计是否完好、灵敏，动力底座上柱塞泵是否有跑、冒、滴、漏等现象。
并对注水泵曲轴箱进行注油润滑；
③参照安装图纸将煤层注水泵和水箱相应的接头用橡胶管一一对应连接牢靠。
开启供水阀门，向水箱内加满水；
④将封孔器、注液枪及煤层注水泵的压力水管连接牢靠，将封孔器放入已钻好的注水孔内，封孔器进入钻孔内的深度应在1m以上；
⑤开启煤层注水泵，打开排气阀门，将煤层注水泵中的空气排净后，关闭排气阀门；
开启注液枪，使封孔器膨胀，并开始注水；
⑥注水时，应缓慢开启注水枪，使注水压力由小到大，逐步增大。
当开启压力为6MPa注水一段时间压力表上升到10MPa左右时，把注液枪手把放松，但不能将手把推到前面的卸压位置，等30秒钟到2分钟左右，等孔内压力下降一部分再进行注水，反复多次，至煤壁挂汗为宜；
⑦注水完毕后，将注液枪下部手把向外推，卸压取出封孔器，进行下一个孔的注水施工。
附图四1301工作面注水孔平面布置示意图
三、爆破卸压
炮眼采用FIV型气动手持式钻机或ZQSJ-90/2.4A型气动手持式钻机、麻花钻杆配合φ42mm钻头施工，炮眼距底板1.5m左右，炮眼角度平行于煤层、垂直于煤帮。
爆破采用FD200DA型发爆器起爆，打一孔装一孔放一孔。
2爆破参数
①爆破孔直径：
φ42mm。
②爆破孔深度：
15m。
③装药量及装药方式：
每孔装药长度一般取6～8m，炸药采用煤矿许用炸药，剩余炮眼长度全部用水炮泥和粘土炮泥封口，装药采用塑料PVC管防护式正向装药，每孔均匀布置3个同段毫秒延期电雷管，孔内并联连线。
④装药、放炮、警戒等严格执行《1301工作面作业规程》中有关规定。
其中解危性卸压爆破执行30分钟的躲炮时间和150m的躲炮距离的规定。
爆破卸压30分钟后爆破工、瓦斯检查工和班组长进入爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护等情况，确认安全后，监测人员方可进入现场进行效果检验，采用钻屑法和电磁辐射仪监测法进行效果检验，钻屑检测孔布置在爆破孔左右大约2～3m，如果检验出仍存在冲击危险，必须继续进行爆破卸压，直至冲击危险解除为止。
第五节劳动组织
1、液压支架压力倾角监测系统和顶板离层监测报警装置为在线实时监测。
2、电磁辐射监测正常监测为每天进行一次；
若正常监测过程中出现异常情况时，则班班进行监测。
3、钻屑法、卸压孔、注水施工根据电磁辐射仪监测及工作面推进情况进行施工，确保施工不滞后影响工作面的推进。
4、施工采用班组长负责制管理。
每班设班长一名，负责现场安全质量工作。
施工期间严格执行交接班制度。
第六节灾害预防及避灾路线
1、现场发现煤炮声突然频繁、煤壁有连续声响、煤壁突然外鼓、有较大的煤体突出、围岩活动明显加剧等现象时，应以最快的速度撤出该区域，并设好警戒，同时将该情况向矿安全生产指挥中心汇报，安全生产指挥中心应立即撤出受危险区域内的所有人员，启动应急预案。
2、发生冲击地压后，现场人员应立即向矿安全生产指挥中心和防冲队汇报，并由安全生产指挥中心按照《郭屯煤矿安全生产事故应急救援预案》，进行事故处理。
3、防冲队及时用电磁辐射仪对冲击地压危险区域进行检测，判断该区域或地段的冲击危险性，如仍存在冲击危险性时，应采取相应措施后，确认无冲击威胁时，方可继续抢险作业。
4、防冲队及时勘查冲击地压事故现场，对冲击地压发生的征兆、发生经过、有关数据及破坏情况进行全面、准确调查分析，填好冲击地压记录和统计表。
5、冲击地压避灾路线：
冲击地压现场进风侧：
1301轨道顺槽→第二中车场→-808m水平轨道石门→井底车场→副井→地面。
冲击地压现场回风侧：
1301胶带顺槽→回风侧处最近的联络巷→1301轨道顺槽→第二中部车场→-808m水平轨道石门→井底车场→副井→地面。
6、处于冲击地压下风侧的人员，撤离时应立即佩戴好自救器。
第七节安全技术措施
一、一般措施
1、所有在该区域作业的人员都必须接受有关冲击地压知识的培训，熟悉冲击地压发生的原因、条件、征兆以及应急措施，现场发现异常现象必须立即撤出，并服从防冲人员和现场安监人员的指挥和安排。
2、施工前，跟班人员、当班班长必须认真检查工作地点及其后路出口的安全情况，发现问题及时处理，支护不完好的必须整改合格、加固可靠；
煤（矸）杂物清理干净，确保后路畅通。
3、施工钻孔前，必须检查施工地点顶帮完好情况，及时找净危矸，当顶板破碎时，应首先进行可靠的支护，确保施工地点的安全。
4、在进行钻屑法检测、钻孔卸压时，打眼前严格执行敲帮问顶制度，施工时严禁人员正对着钻杆操作。
5、施工钻孔时，禁止带手套，人员要把持好钻具，防止电缆或管路缠绕、伤人；
铺设的胶织袋或塑料布等应足够大，确保钻进时所有的煤粉搜集齐全。
6、钻屑法或电磁辐射仪法监测，若发现该区域存在冲击危险时，则必须立即撤出该区域内所有人员（除解危施工人员），采取解危措施，确认无冲击危险后，其他人员方可入内。
7、冲击危险区域内巷道的支护质量、巷道断面等必须达到设计和安全要求，巷道两帮不得码放任何无关物料。
8、解危人员应时刻注意顶板动态变化情况，如发现煤炮声突发频繁、煤壁有连续声响、煤壁突然外鼓、有较大的煤体突出、围岩活动明显加剧等现象时，应以最快的速度撤出该区域，并设好警戒，同时将该情况详细向矿安全生产指挥中心和防冲队值班人员汇报。
9、若工作面停产三天以上，恢复回采前一天必须由防冲队进行煤粉量检测和电磁幅射仪监测，在确认无危险后，方可恢复回采；
回采后的三个工作循环内，防冲队必须加强监测。
10、在冲击地压危险区域两侧悬挂“冲击地压危险区域，禁止人员逗留”警示牌。
11、加强矿压观测，掌握工作面周期来压规律，提前预测来压位置，提前采取防范措施。
12、现场所有人员应配合防冲队监测、解危施工，不得以任何借口妨碍监测解危施工。
13、若该区域发生了冲击地压，防冲队有关人员应及时到现场勘查，记录发生前的征兆、发生经过、有关数据及破坏情况，及时进行分析，并向上级领导汇报。
14、钻孔作业期间施工人员必须戴好防尘口罩，当进行钻屑法监测施工时由于采用干式钻眼,要在钻眼作业下风侧开启水帘等降尘设施，当施工完毕必须对现场进行冲尘。
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