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煤矿掘进多行为协同控制智能决策模型王宏伟1，2，4， 郄晨飞1，2， 付翔1，2， 李进1，4， 王浩然1，3（1. 太原理工大学 山西省煤矿智能装备工程研究中心，山西 太原 030024；2. 太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024；3. 太原理工大学 安全与应急管理工程学院，山西 太原 030024；4. 太原理工大学 机械与运载工程学院，山西 太原 030024）摘要：智能决策支持的掘进多行为协同控制是煤矿掘进工作面智能化的核心之一，掘进多行为协同控制的最优时序规划是智能决策的关键。
针对煤矿掘进多行为控制模式单一、固化、协同作业能力差等问题，设计了一种煤矿掘进多行为协同控制智能决策模型，实现了掘进多行为在最优时序下的协同作业。
首先，提出了掘进多行为协同控制智能决策方法，确定了掘进多行为可行时序规划集和多目标最优时序规划策略；其次，根据掘进现场的规定和工艺要求，确定了掘进动作事件集，通过对事件集中两两动作事件之间时间关系的分析，求出掘进多行为时间关系约束矩阵；然后，根据时间点关系约束矩阵转换方法，将掘进多行为时间关系约束矩阵转换为时间点关系约束矩阵，再求出掘进多行为可行时序规划集；最后，定义不同掘进目标下的求解函数，求得不同掘进目标的最优时序。
实验结果表明，在不同掘进目标下，按照模型决策出的掘进动作最优时序规划结果，掘进机器人可无干涉协同作业，且掘进作业1个工作循环的执行时间与决策模型计算的时间基本一致。
关键词：掘进工作面；协同作业；多行为协同控制；智能决策；最优时序规划；掘进动作事件集中图分类号：TD632 文献标志码：AIntelligent decision-making model of multi-behavior collaborative control in coal mine excavationWANG Hongwei 1,2,4, QIE Chenfei 1,2, FU Xiang 1,2, LI Jin 1,4, WANG Haoran 1,3(1. Center of Shanxi Engineering Research for Coal Mine Intelligent Equipment, Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024, China ； 2. College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024,China ； 3. College of Safety and Emergency Management Engineering, Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024, China ； 4. College of Mechanical and Vehicle Engineering, Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024, China)Abstract : Intelligent decision-making support for multi-behavior collaborative control in coal mine excavation is one of the core functions of the coal mine excavation working face. The optimal time series planning of multi-behavior collaborative control in excavation is the key to intelligent decision-making. In order to solve the problems of single control mode, solidification and poor collaborative operation capability of multi-behavior in coal mine excavation, an intelligent decision-making model of multi-behavior collaborative control in coal mine excavation is designed. It realizes the collaborative operation of multi-behavior in the optimal time series. Firstly,an intelligent decision-making method for excavation multi-behavior collaborative control is proposed. The feasible time series planning set and multi-objective optimal time series planning strategy for excavation multi-收稿日期：2023-05-08；修回日期：2023-06-15；责任编辑：胡娴。
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６１９Ｎｏｖｅｍｂｅｒ．２０２０现 代 矿 业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６１９期２０２０年１１月第１１期 王君杰（１９９１—），男，助理工程师，０３００２２山西省太原市万柏林区。
杜儿坪矿６８３１０回风巷水力压裂切顶卸压技术王君杰１ 王俊虎１ 马新根２ 王小龙１（１．山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿；２．华能煤炭技术研究有限公司） 摘 要 切顶卸压技术已在诸多矿区成功应用，取得了巨大的社会效益，西山煤电集团杜儿坪煤矿作为典型的高瓦斯矿井，采用传统炸药爆破的方式进行巷道顶板岩层预裂爆破会带来很大的安全隐患。
鉴于此，积极试验了水力压裂技术，提出了“低位致裂＋高位弱化”的整体控制思路，并以６８３１０回风巷为工程背景进行试验，现场切顶卸压效果良好。
关键词 高瓦斯矿井 切顶卸压 顶板岩层 水力压裂ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．１１．０１９ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｒｅｓｓｕｒｅＲｅｌｉｅｆｂｙＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ６８３１０ＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎＲｏａｄｗａｙｉｎＤｕ＇ｅｒｐｉｎｇＣｏａｌＭｉｎｅＷＡＮＧＪｕｎｊｉｅ１ ＷＡＮＧＪｕｎｈｕ１ ＭＡＸｉｎｇｅｎ２ ＷＡＮＧＸｉａｏｌｏｎｇ１（１．ＤｕｅｒｐｉｎｇＣｏａｌｉｎＸｉＳｈａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＨｕａｎｅｎｇＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｒｏｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｍａｎｙｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ，ａｎｄｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｈｕｇｅｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．ＤｕｓｈａｎｐｉｎｇＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＸｉｓｈａｎＣｏａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐｉｓａｔｙｐｉｃａｌｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ．Ｇｒｅａｔｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｉｓ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｃｔｉｖｅｌｙｔｅｓｔｅｄ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｃｏｎｔｒｏｌｉｄｅａｏｆ＂ｌｏｗ ｌｅｖｅｌｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ＋ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｗｅａｋｅｎｉｎｇ＂ｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅ６８３１０ｒｅｔｕｒｎａｉｒｌａｎｅａｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｂｙｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇ，ｒｏｏｆｓｔｒａｔａ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ 西山煤电公司杜儿坪煤矿位于山西省太原市万柏林区，于１９５６年正式建矿。
前言为贯彻落实《安全生产法》、《职业病防治法》、《消防法》、《危险化学品安全管理条例》、《生产经营单位安全生产事故事故应急预案编制导则》等法律法规及山西省人民政府办公厅文件晋政办发[2008]89号、山西省安全生产监督管理局晋安监应急字[2008]370号关于印发《山西省安全生产应急预案管理办法》，按照西山煤电集团公司《重大危险源监督管理与应急预警、救援管理实施制度》要求，通过对全矿危险源辨别、分级、风险评价，本着“预防为主，救援为辅”的原则和“确保在事故发生后，能快速、有序、安全地实施救援，最大限度减少人员伤亡和财产损失”的宗旨，结合近年来对事故应急救援预案的演练情况，重新修订完善了本预案。
预案分为事故应急救援综合预案和专项应急救援预案两部分。
西山煤电集团公司杜儿坪矿事故应急救援预案1 总则1.1 编制目的进一步增强应对和防范矿山安全生产事故风险和事故灾难的能力，最大限度地减少事故灾难造成的人员伤亡和财产损失。
1.2 编制依据1.2.1 《中华人民共和国安全生产法》1.2.2 《中华人民共和国职业病防治法》1.2.3 《中华人民共和国消防法》1.2.4 《危险化学品安全管理条例》1.2.5 《突发公共卫生事件应急条例》1.2.6 《民用爆炸物品安全管理条例》1.2.7 《安全生产许可证条例》1.2.8 《煤矿安全规程》1.2.9 《国家安全生产事故灾难应急预案》1.2.10 《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》1.2.11山西省安全生产监督管理局晋安监应急字[2008]370号《山西省安全生产应急预案管理办法》1.3 适用范围本预案适用于杜儿坪矿矿井采、掘矿界内，地面行政区域界址内发生的重大事故。
1.4 应急预案体系杜儿坪矿执行《事故应急救援综合预案》——采区（科）二级单位执行《事故应急救援专项预案》——队组（班组）执行《现场处置预案》。
1.5 应急工作原则1.5.1 以人为本，安全第一事故灾难应急救援工作始终把保障人民群众的生命安全和身体健康放在首位，切实加强应急救援人员的安全防护，最大限度地减少事故灾难造成的伤亡和危害。
杜儿坪矿简介杜儿坪矿隶属山西焦煤西山煤电集团公司，于1956年建矿，井田面积69.7平方公里，可采煤层为1#、2#、3#、6#、7#、8#、9#煤，现主采煤层为2#、3#、8#煤层，煤种主要为瘦煤、贫瘦煤和贫煤，为优质配焦煤和动力煤。
至目前，可采储量4.1亿吨，可采期59年。
杜儿坪矿现有职工6056人，井下生产实行二级管理，有4个综采队、6个机掘队及机电、通风、运输、安装等生产辅助区。
杜儿坪矿年核定生产能力500万吨。
采用平峒—斜井联合开拓方式，以南大巷、北一大巷、北二大巷，三条大巷分割全井田布置盘区生产。
杜儿坪矿属高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为172.9m3/min，相对瓦斯涌出量为20.01m3/t。
全矿有9个进风井、4个回风井，矿井总进风量约31848m3/min 总回风量约32712m3/min，现采煤层均为不易自燃煤层(煤层具有爆炸性，爆炸指数14.30%—17.63%)。
矿井运输采用14吨电机车牵引5吨矿车运输，由采区煤仓运到井底车场卸载站，经主斜井强力皮带运至地面，经浅槽重介选矸车间运至地面筒仓。
副斜井提升方式为双卷筒提升(提升机型号：2JK—3.5×1.7E，主要提升矸石和提放生产所需的设备、材料)；行人斜井主要通过索车提升工作人员（索车为单线循环式两人吊椅索车）；盘区运输主要采用无极绳绞车拉运。
矿井供电全部来自杜儿坪110KV变电站双回路供电，经中部变电站、新华变电站、北石沟变电站、坑口开闭所四个地面变电站，通过进风井或专用电缆井向井下6个盘区变电所供电。
杜儿坪矿水文地质条件为中等，全井田不存在带压开采。
现采区域远离小窑破坏区，盖山厚度较厚。
主要水害类型为局部的上部采空积水及弱含水层的少量顶板裂隙水。
目前矿井正常涌水量206.65m3/h，最大涌水量231.18m3/h。
井下布置有完善的供排水系统（井底车场设有主副水仓两个，主水仓容积2600 m3，副水仓容积1500 m3，安设型号200D-43×4的主水泵7台，铺设φ377mm 排水管路2趟）。
西山煤电集团公司杜儿坪矿
佚名
【期刊名称】《山西焦煤科技》
【年(卷),期】2015(0)12
【摘要】杜儿坪矿位于山西省省会太原市西部的西山煤田东北部,北接西铭矿,南通官地矿、白家庄矿,西邻东曲矿,井田面积69.7km^2.1956年1月1日建矿,隶属于山西焦煤西山煤电集团公司,现有7400余名职工。
矿井储量丰富,可采煤层7层,煤种主要为瘦煤、贫瘦煤和贫煤,为优质配焦煤和动力煤,产品畅销全国20多个地区
和城市。
【总页数】3页(P2-66)
【关键词】杜儿坪矿;西山煤电集团;山西焦煤;井田面积;可采煤层;西铭矿;动力煤;贫煤;煤种;全国煤炭行业
【正文语种】中文
【中图分类】F426.21
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1.梦想在矿山腾飞——记山西焦煤西山煤电杜儿坪矿生产科采煤组组长崔广军 [J],
2.青春，在煤海闪光——记山西焦煤西山煤电集团有限责任公司杜儿坪矿三采区综采三队党支部书记李茂林 [J],
3.浅谈如何加强国有煤炭企业安全文化建设——以西山煤电集团公司杜儿坪矿为例[J], 刘安邦
4.西山煤电集团公司职工医院杜儿坪分院糖尿病患者2010年门诊用药分析 [J],
张晓丽
5.加强新形势下国有企业基层党组织建设——以山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿为例 [J], 张华
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2021年第1期2021年1月液压支架是综采工作面重要的机械设备，主要由底座、立柱、顶梁、推拉千斤顶、操作阀、侧护板、液管、护帮板等部分组成。
目前，中国采用的液压支架主要以乳化液泵及乳化液为动力源，升起支架立柱千斤顶使顶梁与顶板接触并达到设计初撑力，从而起到支护顶板的作用。
但是在实际综采工作面回采过程中，由于液压支架检修维护不到位、操作不规范以及受地质条件影响，液压支架立柱千斤顶经常出现漏液故障，不但缩短了液压支架的使用寿命[1]、增加了液压支架的维修成本，而且液压支架立柱千斤顶漏液后无法达到设计初撑力及工作阻力，降低了液压支架对顶板的支护强度，很容易发生顶板垮落、冒漏等事故。
本文以山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿73903工作面为例，对工作面回采期间ZY5200/19.5/42型支撑掩护式液压支架千斤顶出现的漏液故障进行分析，并采取相应的防治措施，力求保证工作面安全高效回采。
1概述杜儿坪煤矿73903工作面位于南九盘区，一切眼距首次停采线392m ，二切眼距二次停采线332m 。
工作面北邻南九3#煤层皮带巷，东邻73902采空区（相距46m ），西邻73904工作面。
工作面上部为72903和72904工作面采空区，层间距3.20~4.28m 。
73903工作面设计走向长度为724m ，倾向长度为227m ，回采煤层为3#煤层，煤层平均厚度为3.15m ，工作面采用倾斜长壁后退式综合机械化采煤方法。
主要生产工序为：双滚筒采煤机破煤（装煤）→刮板运输机运煤→拉移液压支架支护顶板→推移刮板运输机→采空区处理。
73903工作面回采期间主要采用ZY5200-19.5/42型支撑掩护式液压支架进行顶板支护，工作面共计安装129架支架，支架最大支撑高度为4.2m ，最小支撑高度为1.95m ，立柱活柱总伸缩量为2.25m ，下腔伸缩量为1.2m ，上腔伸缩量为1.05m 。
ZY-5200/19.5/42型支撑掩护式液压支架具体技术参数如表1所示。
中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术及应用张建明【期刊名称】《《化工中间体》》【年(卷),期】2019(000)015【总页数】2页(P85-86)【关键词】中厚煤层; 切顶卸压沿空留巷技术; 应用【作者】张建明【作者单位】山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿山西 030022【正文语种】中文【中图分类】T切顶卸压沿空留巷技术指的是，工作面前，先对待施工巷道实施加固支护，然后开展顶板预爆破定向切缝，从而在一定深度内，切断采空区顶板与这些巷道之间的联系；工作面回采过程中，已实施顶板定向预爆破的巷道逐渐进入采空区，这时用老顶来压，便可以让采空区的顶板断裂、下沉，从而自动成巷；然后预留机巷，并将其当作下一工作面的风巷。
1.切顶卸压沿空留巷技术(1)支护方式在该技术的应用过程中，其保留的巷道通常会遭受掘进、采煤两次采动所带来的巨大影响，导致矿压的出现，根据煤矿矿压显现特征及矿压显现的普遍规律，可选择联合支护方式。
同时，煤矿井下地质条件具有复杂性的特征，并且采场推进过程中会导致上覆岩层赋存状态出现一定的变化，使上覆岩层发生规律运动，基于此，可选择巷内基本支护+巷内加强支护联合动压临时支护的支护方式。
(2)切顶原理切顶卸压主要通过定向预爆破沿空留巷顶板来使一定深度内采空区顶板与预留巷道之间的联系切断，以减少采空区老顶来压的时候给预留巷道带来的负面作用。
其在进行爆破的时候，主要应用双向聚能张拉爆破设备，该设备是一种聚能装置，聚能管是其核心部分。
其是在传统爆破装置基础上有机结合双向聚能拉张成型爆破技术所研发的一种设备，相比较于其他控制爆破技术，双向聚能张拉爆破技术的主要区别在于可以在断裂方向通过借助双向聚能装置进行集中拉应力，并可以利用这一应力来促使岩体断裂。
该装置的优势在于：首先，可以对预定断裂方向上存在的岩石进行预裂爆破；其次，可保障非预定方向上存在的岩体不受影响，从而有利于确保预留巷道顶板的安全性。
(3)力学原理在推进工作面，采空区成为悬顶的前提是坚硬的直接顶首次发生垮落，但其随后会出现周期性的断裂垮落。
杜儿坪矿68305工作面瓦斯分析及治理68305综采工作面位于杜儿坪矿北三十五尺盘区，属于高瓦斯盘区，瓦斯治理难度比较大，工作面采用“U型”通风方式，通过对68305工作面进行瓦斯来源进行分析，采取一些措施降低瓦斯涌出量，达到杜绝工作面瓦斯超限的目的。
标签：高瓦斯；瓦斯治理；瓦斯超限；瓦斯处理1 工作面概况工作面走向长1128m，采长236m，平均采高4.8m，可采储量147万吨。
根据北三盘区已回采的8#煤层及相邻工作面回采期间，结合分源预测法计算结果，预计68305工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为43m3/min，其中风排瓦斯涌出量预计为15m3/min，抽采瓦斯量为28m3/min，抽采率为65.1%。
2 瓦斯来源分析2.1 开采层（包括围岩）瓦斯涌出分析68305工作面所属北三8#煤盘区，原始吨煤瓦斯含量为6.94～10.98m3/t，平均为9.71m3/t。
工作面回采期间，卸压区煤层压力受采动影响重新分布，煤层中瓦斯解吸量增大，致使开采层（包括围岩）瓦斯向工作面涌出量增大。
根据下式计算68305工作面开采层（包括围岩）的相对瓦斯涌出量：q开采=k1×k2×k3×m/M×（Wo-Wc）其中：q开采-回采工作面开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；k1-围岩瓦斯涌出系数，取1.3；k2-工作面丢煤瓦斯涌出系数，取1.09；k3-采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，系数k3按下式确定：k3=（L-2h）/L；L-工作面长度；h-巷道瓦斯预排等值宽度，取12.4m；m-开采层厚度，取各煤层的平均厚度；M-工作面采高，取4.8m；W0-煤层瓦斯含量，取9.71m3/t；Wc-运出矿井后煤的残存瓦斯含量，取2.73m3/t；则开采层相对瓦斯涌出量为：Q开采=k1×k2×k3×m/M×（Wo-Wc）=1.3×1.09×（236-2×12.4）/236×5.28/4.8×（9.71-2.73）=9.78m3/t根据68305工作面日产量为4501t计算，68305工作面开采层（包括围岩）绝对瓦斯涌出量为Q本=9.78×4501÷1440=30.56m3/min。
煤业公司顶板大面积垮落导致瓦斯爆炸重大事故调查报告调查报告事故背景:该煤业公司位于一个煤矿区域，主要从事煤炭开采和生产。
在事故发生前的几个月里，公司一直在开采一块位于矿井最底部的煤矿层，该矿层被认为是有潜力的煤炭资源。
然而，最近的系统性煤层垮落破坏了开采的正常进程，给矿工的生命安全带来了巨大的威胁。
调查过程:对事故的调查我们进行了多个步骤，包括现场勘查、证人访谈和分析等。
我们首先对事故现场进行了详细勘查，确定事故的具体位置和扩展程度。
我们还分析了从事故现场回收的物证和记录的数据，以获取更多的细节。
此外，我们采访了矿工和现场工作者，他们对事故的起因和可能的责任方提供了重要的线索。
调查结果:根据我们的调查，瓦斯爆炸事故是由于顶板大面积垮落引起的。
该事故的根本原因是在煤矿层开采过程中，没有足够的支撑措施，导致了顶板的失稳和垮落。
另外，我们还发现存在许多煤层垮落的预兆，比如地质勘探数据中的异常和矿工的报告，但这些预兆被忽视了。
在事故现场的勘查中，我们还发现了一些关于煤层垮落的主要原因。
首先，这块煤矿层的地质构造特征是不稳定的，存在大量的地质缺陷，如断层和裂缝等。
这些缺陷使得煤层的稳定性受到了巨大威胁。
其次，在开采过程中，没有采取足够的支护措施，如钢架和木架等。
这导致了顶板的直接压力增加，加剧了煤层垮落的风险。
此外，在调查中我们还发现，煤矿公司的安全管理与监管存在一些问题。
首先，矿工的安全意识和培训不足，导致他们在煤矿开采过程中未能及时发现和报告顶板垮落的迹象。
其次，公司没有建立完善的安全管理制度，如定期的安全检查、随机的安全巡视等。
这导致了对煤层垮落的预防和控制措施的缺乏。
建议和措施:基于我们的调查结果，我们推荐煤矿公司采取以下措施以防止类似事故的再次发生：1.加强地质勘探和预测，确保煤层的稳定性。
2.在煤层开采过程中，采取足够的支护措施，如钢架和木架等。
3.建立健全的安全管理制度，包括定期的安全检查、随机的安全巡视等。
山西杜儿坪煤矿大断面全煤巷道掘进支护方案王国明【摘要】随着煤矿地下开采规模和强度日益增加,为确保矿井通风、运输、掘进系统中大型设备的安全运行,煤矿作业断面尺寸逐渐扩大.以杜儿坪煤矿大断面全煤巷道掘进工程为例,为提高巷道掘进效率,借助EBZ260型掘进机,通过将巷道断面分为4个部分,按照不同的掘进顺序,分别设计了2种掘进方案(方案Ⅰ、方案Ⅱ).方案优选结果表明,认为由左下帮脚往右帮脚掘进,再分别对左帮顶和右帮顶进行掘进的技术方案(方案Ⅱ)适用性更强.在此基础上,设计了锚杆锚索联合支护方案.实践表明:巷道掘进支护方案实施后大幅提升了巷道掘进效率,巷道施工作业环境大为改善,施工安全性也得以保障,对于类似矿山巷道掘进施工也有一定的借鉴意义.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(034)006【总页数】3页(P205-207)【关键词】地下开采;巷道掘进;支护方案;方案优选【作者】王国明【作者单位】山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿【正文语种】中文地下开采是我国煤炭开采的主要形式，这对我国煤矿巷道安全管理提出了更为严格的要求。
随着近年来我国煤炭地下开采强度和规模逐渐扩大，巷道断面尺寸也随之不断增大。
为提高巷道掘进施工效率和安全性，有必要结合矿山特殊的生产情况设计出适宜的掘进支护方案。
本研究以山西杜儿坪煤矿为例，对该矿全煤大断面巷道的掘进支护方案进行设计和应用。
1 矿山概况杜儿坪矿位于太原市西部，西山煤田东北部，距太原市五一广场19.8 km。
井田西与西铭矿相连，东南与官地矿接壤，东北以9#煤层露头为界，西南与邢家社普查区相邻。
矿区形态大致为NE—SW走向的长方形，长约10 km，宽约6.48 km，面积约69.7 km2。
矿井绝对瓦斯涌出量为188 m3/min，相对瓦斯涌出量为21m3/t，为高瓦斯矿井。
煤尘爆炸指数为13%～23%，具有爆炸性。
3#煤层自燃倾向性等级为Ⅰ级，属易自燃煤层，2#、8#煤层的自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层。
山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿“11·10”一般顶板事故调查报告2016年11月10日1时50分许，山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿井下68305工作面机轨合一巷发生1起顶板事故，造成1人死亡，直接经济损失147.09万元。
2016年11月16日，太原监察分局根据《安全生产法》、《煤矿安全监察条例》和《煤矿生产安全事故报告和调查处理规定》等法律法规的规定，组织太原市总工会、市公安局和山西焦煤集团监察部等单位人员成立事故联合调查组，并邀请太原市人民检察院参加，对该起事故进行了调查。
事故调查组按照科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效的原则，经过技术分析和调查取证，认定该起事故是责任事故。
现将调查结果报告如下：一、煤矿基本情况（一）山西焦煤集团有限责任公司概况山西焦煤集团有限责任公司（以下简称“山西焦煤集团”）成立于2001年10月，总部位于山西省太原市，注册资金86.38亿元，现有23个子分公司和3个A股上市公司，资产总额2557亿元，职工总数23万人。
企业性质为省属国有重点煤炭集团，主要包括煤、电、焦、化产业，兼营物流贸易、装备制造、金融投资、建筑建材等。
现有煤矿106座，总规模18055万t/a。
2015年原煤产量10535万t。
山西焦煤集团安全生产许可证证号：（晋）MK安许证字〔2016〕GQ001，有效期：2016年9月14日至2019年9月13日。
（二）西山煤电（集团）有限责任公司概况西山煤电(集团)有限责任公司是山西焦煤集团主要子公司，全国主要炼焦煤生产基地，全国首批循环经济试点单位。
其前身为1956年成立的西山矿务局，总部位于太原市西山脚下，现有21座矿井，9座选煤厂，9座发电厂（其中瓦斯发电厂5座），3座焦化厂，以及机电修造、建筑建材、商贸服务等生产经营单位，现有职工8.2万余人，子分公司176个，拥有1个A股上市公司。
西山煤电（集团）有限责任公司安全生产许可证编号：（晋）MK安许证字[2014]GQ008Y1B1，有效期：2014年3月14日至2017年3月13日。
（三）山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿概况杜儿坪煤矿位于太原市万柏林区三岔口街，采矿许可证载明名称山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿，隶属于山西焦煤集团西山煤电（集团）有限责任公司，该矿井田南北宽6.48km，东西长10km，面积为69.7666km²，批准开采2、3、8号煤层，属高瓦斯矿井，水文地质类型中等，目前矿井安全生产许可能力为420万吨/年。
矿井开拓方式为平硐—斜井联合开拓。
矿井划分为二个水平，采用上下山开采。
一水平标高+1117m，采用平硐开拓，目前一水平主要块段已采完。
二水平标高+1010m，采用暗斜井延伸，目前正在开采。
矿井运输系统：主要由上、下水平两部分组成，其中上水平主要由东西平硐、1117大巷、1123大巷组成，主要服务于上水平开采，现已停用。
现生产盘区的原煤、材料设备、人员的运输已集中在下水平。
下水平（1010水平）主要由南大巷、北大巷、北一大巷、北一绕道巷、北二大巷、十五尺大巷、井底车场组成。
矿井供电系统：矿井地面现有35/6kV变电站3座，即中部变电站、新华变电站和北石沟变电站；另有工业场地6kV变电所2座，南峪二号风井场地6kV变电所1座。
井下共有四个中央变电所，分别为前区中央变电所、后区中央变电所、南区中央变电所及北区中央变电所。
矿井通风系统：矿井采用多风井进、回风的混合式通风方式，通风方法为机械抽出式。
有9个进风井：东、西平硐、行人斜井、主、副斜井、西斜井、虎峪风井、牛头嘴风井及北石沟进风井；有4个回风井：中部风井、新华风井、北石沟风井和东斜井。
矿井压风系统：矿井地面空压机采用3台D-100/8-e活塞式空气压缩机，额定排气量100m3/min，压力0.8MPa。
矿井排水系统：+1010水平主排水泵房安装200MD-43×4型耐磨离心式水泵7台，正常工作时2台工作，4台备用，1台检修。
最大涌水时4台工作。
水泵额定排水能力280m3/h，额定扬程172m，配6kV，400kW异步隔爆电动机。
矿井综合防尘系统：井下所有采掘工作面安设捕尘网。
同时井下综掘工作面使用泡沫除尘，综采工作面使用降尘剂。
井下安全避险六大系统：矿井设有安全监测监控、井下人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救、通信联络等“六大系统”。
68305工作面情况：68305工作面位于杜儿坪矿北三8#煤盘区，工作面西北角上部地表是硫磺厂沟的季节性河流，呈东北向通过，中部地表有2个钻孔（87-2号和98-8号），盖山厚度平均463米。
该工作面开采8#煤层，走向长度1123米，倾向长度231米，煤层平均厚度在2.8米—4.8米之间，顶板为石灰岩，致密、坚硬，底板为细砂岩，煤层为不易自燃煤层。
该工作面于2015年10月12日开始安装，2016年1月6日试采，2016年2月18日初步验收，共安装136道支架，采用ZY8000-25／50型掩护式液压支架，其中1#－81#架为三一重工生产，82#－136#架为西山机电总厂生产，最大支撑高度5.0米，最低支撑高度2.5米，采高确定为4.8米，一次采全高。
（四）山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿证照情况矿井证照齐全，且均在有效期限之内。
其中：采矿许可证证号为1000000420043，有效期至2029年8月31日；安全生产许可证证号为（晋）MK安许证字〔2016〕GA001Y3B2，有效期至2019年12月13日；营业执照证号为9114000081008842X2，有效期至2026年12月31日。
杜儿坪煤矿矿长焦治平，持有煤矿主要负责人安全资格证。
二、事故发生前安全管理情况杜儿坪煤矿矿井实行分类分级管理。
对生产单位实行二级管理，矿直接管理调度一、二、三室，调度一、二、三室下设有三个采煤队、五个掘进队，队长、书记为科级编制。
对辅助单位实行三级管理，为矿、科（区）、队建制，设有机电科、运输区、通风区、抽采区、安装区等单位。
还设有安监处，负责全矿日常安全监督和管理工作。
西山煤电(集团)有限责任公司设有生产处、机电处、通风处、地质处、安监局等安全生产管理部门。
山西焦煤集团设立安全监察局、安全生产监督管理局以及生产技术部、机电部、通风部、资源地质部、调度信息中心以及煤矿安全监管五人小组管理局等安全管理机构，负责对各子分公司进行安全监管。
2016年上级领导部门对杜儿坪煤矿共检查117次，共排查各类安全隐患2419条。
其中山西省煤炭厅、监察分局检查2次，问题54条；山西焦煤到矿检查7次，问题196条；西山煤电集团公司到矿检查108次，问题2169条。
所有隐患问题全部进行了“四定”落实。
三、事故经过及抢救情况（一）事故发生时间：2016年11月10日1时50分许。
（二）事故发生地点：68305机轨合一巷距工作面约90m处。
（三）事故经过及报告1．事故经过及抢救过程2016年11月9日丁甲班，综采二队在68305综采工作面作业。
约21时40分接班，“三员两长”进行了开工前全面检查，随后当班开始正常组织生产工作。
当班盯面安全员刘四红到电气系列车控制台汇报完工作后，与控制台电工杨振才一直呆在该处。
11月10日，约0时40分，刘四红与杨振才在控制台处一起吃完班中餐。
饭后，约1时30分左右，刘四红离开控制台。
约2时左右，工作面支架工白双红通过语音系统告诉控制台电工杨振才，说工作面液压管破裂，让其去取备用液压管。
杨振才便起身去取，当行走至系统车1#变压器处时，发现在行人侧有一堆从顶板掉下的矸石，抬头观察顶板情况，发现在变压器上（高约2米）有人被压住，叫了几声，无应答，便慌忙向工作面跑去，并大声呼喊，叫人抢救。
跟班副队长苏世忠听到杨振才的呼喊声，马上跑到1#变压器处，发现刘四红被压在石块（经技术组现场核实，岩石上宽1.1m，下宽0.5m，长1.7m，厚0.08-0.12m。
）下，就立即向安监调度、调度二室调度、矿调度汇报了事故情况，矿调度书记冯卫东要求立即组织抢救。
苏世忠安排本班工人将压在刘四红身上的石块移开，将伤者刘四红从变压器上抬下，呼叫伤者没有反应。
约2时40分，调度二室副主任艾永泰也到达现场，参与抢救。
随后，众人用担架将刘四红抬往大巷，乘车出坑。
与此同时，杜儿坪煤矿启动了应急救援预案，矿调度随即安排井下救护车前往井下北三十五尺斜坡人车场，通知西山总医院杜儿坪分院及院值班人员立即前往井口，并通知所有矿领导及相关部门领导前往井口。
约4时30分伤者升井，现场医务人员进行抢救，发现已无生命体征，确认死亡。
随后，矿长焦治平召开了紧急会议，要求全矿停产整顿，并安排了事故上报。
2．事故报告情况事故发生后，约2点多，综采二队跟班队长苏世忠向值班队长、安监调度、调度二室调度、矿调度汇报了事故情况，矿调度随即电话报告了矿长焦治平、矿党委书记王增良、生产副矿长倪国锋、安全副矿长雷太等相关领导，焦治平安排启动了应急预案，开展抢救。
4时30分左右，经杜儿坪医院大夫诊断确认伤者死亡，4时38分，杜儿坪煤矿将事故上报西山煤电集团公司，并层层上报至山西煤矿安全监察局。
四、事故现场勘查及技术分析（一）事故现场勘查与技术原因分析1.物的不安全状态现场勘查测量事故发生地点顶板冒落区域顶锚支护间、排距分别为1400㎜、2350㎜。
未按作业规程规定支护顶板，顶板岩石离层冒落。
2.人的不安全行为作业规程规定机电设备运行时，严禁所有人员在变压器或减速器上停留或作业。
经询问现场抢救人员，发现死者时，死者头向外平躺在系统车带电运行的3300V变压器上。
人员上到正在运行的变压器上属违章行为。
（二）事故类型该起事故为顶板事故。
五、事故造成的人员伤亡和直接经济损失该事故共造成1人死亡，造成直接经济损失147.09万元。
六、事故原因和性质（一）事故原因1.直接原因安全员违章在正在运行中的变压器上被顶板掉落的岩石砸伤，导致其死亡，是事故发生的直接原因。
2.间接原因（1）安全管理不严不细，人员违章上到正在运行中的变压器上，是事故发生的主要原因。
（2）事故发生地点巷道顶板维护管理工作不细致，是事故发生的重要原因；（二）事故性质经调查和原因分析认定，这是一起责任事故。
七、责任划分与处理建议（一）对事故责任人的处理1.刘四红，男，38岁，群众，杜儿坪煤矿安监处安全员，68305工作面当班安全员。
违反规程规定，擅自上到正在运行的移动变压器顶部，被顶板冒落的岩石砸压致死，对这起事故应负直接责任。
鉴于其本人已在事故中死亡，不予追究责任。
2.杜二虎，男，52岁，中共党员，杜儿坪煤矿调度二室准备二队队长，准备队安全生产第一责任者，负责68305综采工作面两巷超前支护以外巷道的巡视和维护工作。
未及时发现68305机轨巷事故发生处顶板支护与规程不符，对巷道顶板检查不细，对这起事故应负主要责任。
