煤矿过陷落柱措施
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谢桥煤矿13118工作面揭露2#陷落柱及影响区的煤岩特征谢桥煤矿张成摘要:本文简单介绍了谢桥煤矿地质、水文地质条件;介绍了1#、2#陷落柱的概况;重点介绍了13118工作面下顺槽西段揭露的2#陷落柱及其影响带的煤岩层特征;说明了2#陷落柱具有整体塌陷、柱体内部裂隙发育、裂隙较宽和联通性较好等、在煤层中柱体边界清晰、陷落柱影响带较宽等特征;初步分析了陷落柱发育的时间、原因。
1.谢桥煤矿概况谢桥煤矿位于淮北平原西南部,行政区划属安徽省颖上县管辖。
谢桥井田位于淮南煤田潘谢矿区西端。
本区属淮河冲积平原,矿区内地势平坦,标高+24~+25m,井田范围西起F5 断层(即陈桥颍上断层),东至F22断层;北起1煤层隐伏露头线,南止于17-1 煤层-1000m水平等高线及谢桥向斜轴的地面投影线,东西走向长约(-720米以上)为8.5 Km,深部为11.5 Km,倾斜宽4.3 Km,面积约41 Km²。
谢桥矿井共划分为二个水平,上、下山开采。
第一水平标高为-610米,下山到-720米;第二水平标高为-900米,下山到-1000米。
井田原划分为五个采区,即东一、东二、东三、西一、西二采区。
现东三采区-720米以上各煤层由集团公司划给张北矿井;西一、西二采区合并为西翼采区;原东二采区上山挪至八东线与补Ⅲ线之间,东一、东二采区合并为东翼采区。
目前矿井采掘活动主要分布在13-1、11-2、8煤层中,采掘工作面上限标高为-383米,下限标高为-670米,东至F22井田边界断层,西至F5井田边界断层。
2.谢桥井田地质及水文地质概况2.1.地质特征本井田为全隐蔽区,钻探揭露地层有第四系松散层、第三系、二叠系,以及石炭系和奥陶系,主要含煤地层为石炭、二叠系地层。
谢桥井田内有名称的煤层共31层,总厚33.38米,其中可采煤层11层,总厚24.61米,占煤层总厚的74%,可采煤层为17-1、16-1、13-1、11-2、8、7-2、7-1、6、5、4-2、1煤层。
收稿日期:2018 01 24作者简介:温建忠(1968-)ꎬ男ꎬ山西平遥人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿地质工作ꎮdoi:10.3969/j.issn.1005-2798.2018.06.036浅谈煤矿井下陷落柱的危害与处理温建忠(汾西矿业集团高阳煤矿ꎬ山西孝义㊀032306)摘㊀要:文章介绍了可溶性岩层的发育和岩溶陷落柱的成因ꎬ以及陷落柱在煤矿生产过程中的危害ꎬ并结合煤矿井下生产作业活动ꎬ对各种情况下通过陷落柱的处理措施ꎬ进行了详细阐述ꎮ关键词:煤矿ꎻ井下ꎻ陷落柱ꎻ危害ꎻ处理中图分类号:TD771㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2018)06 0083 02㊀㊀陷落柱的分布范围是石灰岩地带ꎬ由于石灰岩属于可溶性岩层ꎬ受夹杂着酸性物质的地下水冲刷时石灰岩就会产生溶洞ꎬ溶洞在侵蚀以及冲刷作用下不断扩大ꎬ上覆的岩层在地质构造力和重力的作用下发生塌陷ꎬ其上覆的煤系地层也随之塌陷ꎬ如此层层向上不断延续就会形成一个柱状的塌陷ꎬ称之为陷落柱ꎮ目前ꎬ业内普遍认同陷落柱是由于岩溶塌陷而形成的观点ꎬ陷落柱的分布具有分区性和分带性ꎮ分区性是指陷落柱发育在石灰岩分布的区域ꎬ分带性是指陷落柱发育在地下河流经的条带上ꎮ由于陷落柱是缓慢逐层形成的ꎬ所以其内部岩石排列混乱ꎬ孔隙较多ꎬ往往成为水和瓦斯的运移通道ꎬ煤矿井下通过陷落柱时曾发生过水灾㊁顶板和瓦斯爆炸事故ꎮ因此ꎬ找出井下陷落柱的特征ꎬ发现陷落柱的内部规律并加以分析ꎬ是消除其危害的必要途径ꎮ1㊀陷落柱的特征陷落柱对煤系地层破坏较大ꎬ故其在揭露前也会有较明显的征兆ꎮ鉴于其较大的危险性ꎬ在出现征兆后ꎬ一定要采取物探以及钻探等手段ꎬ探明其导水性和内部岩石的胶结程度㊁瓦斯涌出量等ꎮ陷落柱揭露前煤层的产状会发生显著的变化ꎬ尤其是煤层的倾角变化较大时ꎬ产状变化程度更大ꎬ常出现间距不大的连续性正断层ꎬ且正断层倾向基本一致ꎬ瓦斯涌出量增大ꎮ因此揭露陷落柱时ꎬ首先要确认其是否导水ꎬ并测定瓦斯涌出量ꎬ而后根据其内外部的形态特征ꎬ采取合理方法通过陷落柱ꎮ在过陷落柱的过程中以及通过陷落柱以后ꎬ都要定期观测其内外部形态变化ꎬ防止滞后出水等情况的发生ꎮ1)㊀陷落柱的外部形态特征ꎮ陷落柱在剖面上呈锥形ꎬ整体上呈现上小下大的形态ꎻ在平面上呈现为近圆形或者椭圆形ꎬ在地表往往表现为一盆状塌陷ꎻ陷落柱与围岩呈锯齿状接触ꎬ界限明显ꎻ陷落柱周围的岩层一般受牵引作用明显ꎬ表现为向柱体的倾斜[1]ꎮ2)㊀陷落柱的内部形态特征ꎮ陷落柱内部岩石岩性杂乱ꎬ但也有一定的规律性ꎮ在同一平面上从柱体中心向外面看ꎬ碎石岩性对称分布ꎬ且碎石均不同程度地倾向柱体中心ꎻ在垂向上ꎬ岩层的塌陷深度与陷落柱的平面面积成正比ꎬ如图1所示ꎮ图1㊀陷落柱的内部形态特征示意2㊀陷落柱的危害陷落柱具有破坏煤系地层的连续性和完整性的特点ꎬ给煤矿井下生产安全带来的危害不可预估ꎬ主要表现在以下几个方面:1)㊀破坏煤层的连续性ꎬ减少了煤炭的开采量ꎮ开掘工作面所遇到的陷落柱ꎬ是由煤层上覆的岩层塌陷而成ꎬ一般情况下柱体内部的煤炭很少ꎬ几乎被碎石填满ꎬ因此俗称为 无炭柱 ꎮ如果井下的陷落柱较多ꎬ则原本被估算为煤炭的该部分区域ꎬ资源储量实际上减少了ꎬ这便增大了煤矿的开采成本ꎬ降低了生产效益ꎮ2)㊀影响采掘作业ꎬ煤矿大多是井工开采ꎬ由38于井下通风和围岩支护等因素的影响ꎬ使得开采过程十分复杂和危险ꎬ而陷落柱的出现无疑更加大了井下作业的危险程度ꎮ例如ꎬ井下的巷道为了减小通风阻力ꎬ一般情况下会尽量保持平直ꎬ而遇到陷落柱后ꎬ为了保持巷道的平直往往会选择直线通过陷落柱ꎬ而陷落柱内部岩石杂碎ꎬ支护难度较大ꎬ这样就必须选择更强的支护方式ꎬ巷道的掘进速度便会减速ꎬ等等ꎮ3)㊀容易造成水害㊁瓦斯事故ꎮ因为陷落柱是由于岩层塌陷所成ꎬ当柱体内部的岩石未完全胶结在一起时ꎬ陷落柱更像是一个能够导通含水层和煤层的通道ꎮ如汾西矿业集团灵石县范围内的煤矿ꎬ在开采下组煤时往往会遇到陷落柱ꎬ而该区域下组煤基本上全部为带压开采ꎬ如果突然揭露导水陷落柱ꎬ采掘工作面就会造成很大的水害威胁ꎬ甚至矿井都会被淹ꎬ使职工的生命安全面临威胁ꎮ3㊀陷落柱危害的处理处理陷落柱危害时ꎬ首先在开采前及开采过程中ꎬ要采用多种手段对煤层进行探测ꎬ这期间应尽量避免揭露会影响采掘生产的含水陷落柱ꎮ根据陷落柱的危害程度不同ꎬ可以采取不同的处理方法ꎮ3.1㊀开掘工作面揭露陷落柱的处理1)㊀矿井的主要大巷揭露陷落柱时ꎬ首先必须探明其是否导水ꎬ测定瓦斯涌出量ꎬ防止水㊁火㊁瓦斯事故的发生ꎬ排除这些危险后制定好严密的支护措施并严格执行ꎬ必要时应采取架棚支护等手段ꎮ2)㊀掘进工作面遇到陷落柱时分以下几种情况处理:①当陷落柱无水害及瓦斯等危险ꎬ内部胶结情况较差时ꎬ可选择绕过陷落柱ꎬ使其留在煤柱当中ꎬ这样既可以避开陷落柱的不利影响ꎬ又能探测陷落柱的大小和范围ꎮ②当陷落柱无水害及瓦斯危险ꎬ内部胶结较好时ꎬ可选择直接通过ꎬ此时要考虑到另外两个问题ꎬ即顶板㊁围岩的支护情况和通过后煤岩层层位的问题ꎮ由于陷落柱是由碎石胶结而成ꎬ受到采动的影响其胶结稳定性会降低ꎬ容易发生冒顶事故ꎬ所以一般情况下开掘巷道在过陷落柱时最好是采用架棚支护ꎮ3.2㊀回采工作面遇陷落柱的处理当回采工作面在回采过程中遇到陷落柱时ꎬ首先要确定陷落柱的大小㊁形状以及位置ꎬ然后根据不同的情况进行处理ꎮ如果陷落柱面积较小ꎬ可采用强行推过的办法直接通过陷落柱ꎻ如果面积较大但是长轴与回采方向大致相同且短轴较短时ꎬ也可以强行推过ꎻ如果面积较大ꎬ严重影响工作面的回采进度以及煤质的情况下ꎬ需要重新开切眼ꎬ在适当的位置采取搬家倒面的办法绕过陷落柱ꎮ3.3㊀特殊情况下陷落柱的处理由于陷落柱在塌陷过程中会对围岩有牵引作用ꎬ会导致围岩层的产状发生显著变化ꎬ如果在通过陷落柱时巷道坡度不合适ꎬ可能导致穿过陷落柱后不能进入正常煤层ꎬ根据经验可采取以下几种方法通过:1)㊀采用钻探方法确定对面的煤层位置ꎮ遇到陷落柱后ꎬ在探测其大小形状时设计的钻孔要考虑一孔多用ꎬ要同时兼做探煤层之用ꎮ根据钻孔的倾角及孔深计算出对面煤层的相对高度ꎬ然后设计合理的坡度即可ꎮ此方法适用于直径较小ꎬ煤层厚度相对较厚的煤层ꎮ2)㊀利用临近巷道煤岩层产状ꎬ推测对面的煤层位置ꎮ在煤层倾角变化程度不大的煤矿井下ꎬ一定范围内的煤岩层产状基本一致ꎬ若揭露陷落柱的巷道临近有已掘巷道ꎬ可根据该巷道的煤岩层产状推测对面煤层的位置ꎮ此方法适用于倾角较稳定的煤层ꎬ可靠程度取决于两巷道的煤柱距离ꎬ距离越短相似程度越高ꎬ越可靠ꎮ3)㊀当巷道一定距离内没有可参考的煤层ꎬ且采用钻探手段没有很好的效果时ꎬ只能凭借经验先掘进一段距离ꎬ一般情况下是在正常的煤层倾角情况下降低5ʎ掘进ꎮ掘进过程中根据观测其内部岩性的对称性㊁倾角变化情况ꎬ推测陷落柱的大小ꎬ并适时采取钻探手段探测ꎮ4㊀结㊀语陷落柱的危害虽然不小ꎬ但是其本身也有很明显的分区性和分带性ꎬ其内外部形态有很明显的特征ꎬ经过观察㊁研究能够很好地预测陷落柱ꎬ从而将危害降到最低ꎮ总而言之ꎬ对于陷落柱最好的办法是规避ꎬ避不开的首先要探明其导水性ꎬ测定瓦斯涌出量ꎬ防止发生水害及瓦斯事故ꎮ参考文献:[1]㊀刘建明.化学注浆加固和复合支护在掘进工作面过陷落柱中的应用[J].矿业装备ꎬ2012(12):118-119.[责任编辑:王伟瑾]482018年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀温建忠:浅谈煤矿井下陷落柱的危害与处理㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷第6期。
煤矿工作面过地质构造管理制度为了进一步加强和规范本队组掘进工作面过地质构造期间的生产技术管理,预防顶板事故,改善生产环境,减少地质构造对生产的影响,不断提高特殊地质条件下的安全高效生产水平,特严格按照《采掘工作面过地质构造管理规定》制定本制度。
第一节基本规定第一条本制度中影响采掘工作面顶板管理的地质构造主要指:陷落柱、断层、褶曲、冲刷、顶板岩性变化段、黄泥构造、顶板破碎段、顶板淋头水段(包括含水构造)。
第二条严格按照我矿负责采掘工作面过构造的生产组织管理。
听从过构造领导组的科学决策,按照研究过构造的技术措施、组织措施,队组要认真落实。
第三条针对地质测量部门对我队所施工头面的地质构造情况的预测预报;队组技术员及时制定对过构造的各项安全技术措施、队组队长负责对安全生产任务的落实以及现场管理。
坚持干部跟班上岗,每班必须有经验丰富的跟班队干在现场严格把关,保证安全和工程质量。
第二节采掘工作面过地质构造评级管理一、评级标准掘进工作面:结合地质构造评级标准和巷道顶板管理难易程度、顶板岩性探测和矿压观测结果,构造区顶板管理的综合评定分为A、B、C三个等级。
A级评定标准:含水构造区、煤巷半煤岩巷过陷落柱、落差2m以上(含2m)的断层和顶板破碎的褶曲,以及过构造前后10米范围的影响区域。
B级评定标准:岩巷过陷落柱、落差2m以下的断层、褶幅大于15°且顶板完整的褶曲、顶板岩性发生变化区域、顶板淋头水段。
C级评定标准:未揭露构造时•,构造牵引区域巷道围岩节理发育、矿压显现明显、煤层松软,以及褶幅小于15。
的顶板完整的褶曲、冲刷区。
掘进工作面地质构造区顶板管理相应等级采取的程序及措施:A级:立即停止作业,对外围10米范围内的顶板加强支护,同时汇报调度,由矿调度下停产通知单并通知生产、地质、安监部门到现场踏勘,研究制定专项安全技术措施,矿分管领导同意后贯彻执行,矿调度下复产通知单后恢复生产。
同时将措施按管辖权限报生产技术部或所属煤炭管理矿生产技术处备案把关。
周边区域隐蔽致灾地质因素普查治理报告煤矿2022年9月28日煤矿及周边区域隐蔽致灾地质因素普查治理报告严格落实2021年9月国家矿山安全监察局下发的《关于全面开展煤矿隐蔽致灾因素普查治理工作的通知》(矿安〔2021〕121号)及《吉林省安委会办公室关于进一步深化煤矿隐蔽致灾因素普查治理工作的通知》的文件精神,认真组织部署道清煤矿隐蔽致灾因素普查治理工作。
通矿公司对道清煤矿隐蔽致灾因素普查工作作出了具体安排部署。
一、工作开展情况(一)积极推进煤矿隐蔽致灾因素普查工作。
道清煤矿把煤矿隐蔽致灾因素作为安全专项整治三年行动及百日攻坚行动的集中攻坚工作任务,以开展安全生产大检查以及专项检查等为手段,推动道清煤矿隐蔽致灾因素普查工作保质保量完成。
(二)高效完成煤矿隐蔽致灾因素普查工作。
道清煤矿高度重视,对照《煤矿安全规程》《煤矿防治水细则》《煤矿地质工作规定》《防治煤与瓦斯突出细则》《煤矿防灭火细则》等规定要求,根据本矿的实际情况,与河北工程大学合作,2022 年1月完成了隐蔽致灾因素普查工作,并形成了报告,形成报告后我矿继续开展隐蔽致灾地质因素普查,并对报告进行补充完善,于2022年6月形成报告。
2022年9月按照《吉林省安委会办公室关于进一步深化煤矿隐蔽致灾因素普查治理工作的通知》的文件精神,进一步深化开展隐蔽致灾因素普查治理工作,查清了道清煤矿隐蔽致灾地质因素,并提出相适应的隐蔽致灾地质因素普查治理措施,为预防和消除煤矿事故提供可靠地质保障。
二、工作成效(一)水文地质致灾因素普查1、采空区致灾因素普查(1)采空区致灾因素普查成果2021年11月,为进一步查清道清煤矿采空区积水情况,本次采空区普查中对道清煤矿做了大地电磁物探,共布置了24条勘探线,共1325个物理点位,测深300-1200m,线距40m、100m,点距10m~50m,勘探区面积共1815168.9m2,本次物探的勘探区中,II、III勘探区富水性较差,未发现富水异常情况。
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底,存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩,由于地下水的长期溶蚀,这些溶洞就愈来愈大,在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用,有些溶洞发生塌陷,覆盖在上面的煤系地层也随之陷落,由于这种塌陷的剖面形态为柱状,所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时,可穿过煤系地层一直通到地表,呈现出特殊的地貌景观,在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱,毫无层次,登高望去,呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常,盆地中乱石林立,充填着不同地层的岩石碎块。
另外,周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲,岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区,由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大,地表陷坑愈陷愈深,甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时,一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形,直径大小不一,最大的直径可达几百米(峰峰二矿),262m(太原西山自家庄矿),320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的,因为溶洞塌陷后,上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大,所以塌陷到一定高度后,整个柱体空间都被填满,这时塌陷作用便告停止,再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3.陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块,棱角显著、形状不一。
排列紊乱,大小混杂。
大的岩块直径可达数米,小的仅几厘米。
岩块与岩块之间,充满着岩粉,煤粉和各色粘土,胶结差,多未成岩。
柱内有的干燥无水,有的有淋水现象。
据统计,瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3 倍。
4.与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状,界限明显。
在接触处,围岩的产状基本正常,接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后,穿过柱体仍可见到原煤层。
煤矿常见隐蔽致灾地质因素对安全生产的影响摘要:中国的矿井多为井工,其开采过程中必然会碰到隐蔽致灾地质问题。
由于相关问题的隐蔽性、时变性、突发性、难探测、难预防等特性,给安全生产带来前所未有的压力。
本文通过对隐蔽致灾地质因素特征、危害的分析提出相应的措施来协助矿井安全生产。
关键词:隐蔽致灾地质因素;地质构造;安全生产1.煤矿生产中常见的隐蔽致灾地质因素及危害为充分认识矿井隐蔽致灾地质因素对矿井的安全影响,切实做到煤矿灾害综合治理超前预防实现源头治理,提升煤矿安全保障能力,必须对矿井的隐蔽致灾地质因素有一个较为全面的认识。
断层、陷落柱、褶皱等均为是常见的隐蔽致灾地质因素。
1.1断层、裂隙断层是地壳受力发生断裂,沿断裂面两侧岩块发生的显著相对位移的构造。
裂隙是岩石受力后断开并沿断裂面无显著位移的断裂构造。
采掘工作面若出现断层或裂隙,会给支护工作和顶板管理带来困难,管理不善还会造成冒顶事故。
而且断层和裂隙更是地下水的贮存场所和导水的良好通道,管理不善容易引起断层透水事故。
1.2陷落柱陷落柱是煤矿当中,由于下伏易溶岩层经过地下水强烈腐蚀,形成大量空洞,从而引起上覆岩层失稳,向溶蚀空间冒落、塌陷所形成的桶状柱体。
其形成大致经历了溶隙、溶孔、溶洞塌陷等过程,其中溶洞形成是核心和先决条件。
煤矿生产中出现陷落柱不利于支护,很可能出现大面积冒顶事故。
主要怕陷落柱和含水层、裂隙水沟通,出现透水事矿。
再者陷落柱意味着出现了无煤区,工作面要跳采即搬家。
硬过陷落柱易出现事故,一般重新布置切眼。
1.3采空区煤矿采空区是指在煤矿作业过程中,将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。
回采作业完成后会留下的采空区,一般采用直接垮落法对进行处理。
时间长了会形成老空积水。
另外造成地面沉降,在地表形成塌陷坑,形成积水,破坏农田。
1.4封闭不良钻孔封闭不良钻孔是典型的由于人类活动所留下的点状垂向导水通道。
按规定,勘探时打的各种钻孔,工作结束后都要按要求封闭。
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底,存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩,由于地下水的长期溶蚀,这些溶洞就愈来愈大,在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用,有些溶洞发生塌陷,覆盖在上面的煤系地层也随之陷落,由于这种塌陷的剖面形态为柱状,所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时,可穿过煤系地层一直通到地表,呈现出特殊的地貌景观,在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱,毫无层次,登高望去,呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常,盆地中乱石林立,充填着不同地层的岩石碎块。
另外,周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲,岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区,由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大,地表陷坑愈陷愈深,甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时,一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形,直径大小不一,最大的直径可达几百米(峰峰二矿),262m(太原西山自家庄矿),320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2. 高度陷落柱的高度是有限的,因为溶洞塌陷后,上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大,所以塌陷到一定高度后,整个柱体空间都被填满,这时塌陷作用便告停止,再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3.陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块,棱角显著、形状不一。
排列紊乱,大小混杂。
大的岩块直径可达数米,小的仅几厘米。
岩块与岩块之间,充满着岩粉,煤粉和各色粘土,胶结差,多未成岩。
柱内有的干燥无水,有的有淋水现象。
据统计,瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3倍。
4.与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状,界限明显。
在接触处,围岩的产状基本正常,接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后,穿过柱体仍可见到原煤层。
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·53·文章编号:2095-6835(2016)09-0053-02煤矿隐蔽致灾因素的危害和防治崔 瑾(山西省煤炭地质资源环境调查院,山西 太原 030000)摘 要:煤矿隐蔽致灾因素主要包括采空区,废弃老窑(井筒)、封闭不良钻孔,断层、裂隙、褶曲,陷落柱,瓦斯富集区,导水裂隙带,地下含水体,井下火区,古河床冲刷带、天窗等不良地质体等。
其特点是具有隐蔽性、时变性和突发性,探测和预防难度大。
因此,加强煤矿隐蔽致灾因素普查尤为重要,是预防煤矿安全事故发生的重要技术手段。
关键词:煤矿;隐蔽致灾因素;采空区;废弃老窑中图分类号:TD77+1 文献标识码:A DOI :10.15913/ki.kjycx.2016.09.053随着我国经济的快速发展和科技水平的不断提高,煤炭在我国经济发展中占据了很重要的地位。
但历年来,因煤矿生产导致的人员伤害事故不断发生。
据不完全统计,在我国的煤矿重大事故中,与地质条件有关的各类事故约占80%,2008—2013年,顶板事故死亡人数最多;而在重大及以上的事故中,瓦斯事故总起数最多,成为重特大事故的主要灾害类型。
因此,国家煤矿安全监察局要求各煤矿建立隐蔽致灾因素普查治理机制,全面普查煤矿隐蔽致灾因素,并强制查明隐蔽致灾因素。
1 采空区的危害及防治 1.1 采空区的危害采空区不仅会影响煤矿采掘设计和工程施工,还会引发突水、瓦斯爆炸、火灾等煤矿事故,是煤矿生产的重大安全隐患。
采空区或与采空区相连的巷道内的积水为采空区积水,其几何形状极不规则,不断推进的采掘工程与这种水体的空间关系错综复杂。
采空区积水的流动规律与地表水流相同,不同于含水层中地下水的渗透。
采掘工程一旦意外接近或揭露,采空区积水便会突然溃出,发生透水事故。
1.2 采空区致灾防治采空区致害的防治可从以下三方面做起:①及时排查、分析本矿的采空区积水情况,定期收集、调查、核实相邻矿井和废弃老窑的情况,并建立台账,深入研究本矿井积水区和矿界最少100 m 范围内相邻矿井的采掘工程平面图,及时修订积水线、积水量、积水上下限标高、探水线和警戒线;②采用物探或化探等方法查清水文条件,然后采取相应的治理措施;③新开拓的采区、采掘工作面要进行水文地质条件分析,地质说明书要阐明受采空区区积水威胁的情况,并制订相应的探放水措施。
煤矿工作面过地质构造管理制度为搞好工作面过地质构造期间的管理工作,确保平安生产,结合生产实际,特制定本制度。
一、工作面遇断层、陷落柱等地质构造及其它特殊情况时,生产技术科根据现场实际制定专项平安技术措施,并及时对措施进行修改补充。
平安科严格检查监督执行情况。
二、严格执行“预测预报,有掘必探,有采必探、先探后掘,先治后采〞的探放水原则和矿压监测预报制度,及时预防处理工作面隐患。
三、过地质构造期间,施工单位负责人严格执行现场跟班制度,负责指挥协调解决生产中出现的问题,抓好顶板管理工作,并及时向调度室汇报。
四、施工前,施工单位必须在工作面巷道内备齐、保持不少于3个工作日的日常物料和应急备料。
五、开工前,施工人员严格执行交接班制度、隐患排查及敲帮问顶制度,及时处理工作面隐患,确认平安后,方可作业。
六、过地质构造时,应加强工作面、上下平安出口的顶帮及端面管理工作,要求顶接实、帮背严,端面距不超过规定控顶距。
支架初撑力不小于25MPa,单体柱初撑力不小于90kN〔11.4MPa〕。
七、处理冒顶、片帮时,应不少于3人作业,一人观顶,两人操作,时刻注意作业附近环境平安状况,严禁空顶作业,发现问题必须立即停止作业及时处理,确认无危险前方可继续作业。
八、爆破施工时,放炮员、瓦斯员、班组长必须严格执行“一炮三检〞和“三人联锁放炮〞制度。
九、放炮员必须执行自联、自放、自带钥匙制度,爆破作业时,必须依照爆破说明书进行爆破,并设好警戒。
十、过地质构造期间出现冒顶、透水、瓦斯爆炸、火灾等平安事故时,班组长应组织带着工作面及沿线所有人员按避灾路线撤退至平安地点,清点人员并及时向调度室汇报。
十一、工作面煤矸要求分装分运,严禁大块矸石进入运煤系统。
十二、本制度自发布之日起执行。
Q-E-S C-GK-ZS-18-2011
93313工作面过陷落柱安全技术措施
施工单位:综采三队
二0一一年八月二十四日
93313工作面过陷落柱安全技术措施
93313工作面回采至距停采线约50米处,揭露陷落柱,该陷落柱预计影响范围为长
轴45m,短轴36m,可能会延伸至工作面停采线位置,为此制定本安全技术措施。
1 工作面概况
工作面现已推进970m,工作面27~40#架揭露一陷落柱,落差2m左右,该段顶板
破碎,工作面无涌水,上隅角瓦斯稳定。
2 技术要求
2.1当回采至该段时,将采高控制在1.9~2.0m左右,确保机组正常通行。
2.2 构造段当岩体较硬时,严禁机组强行通过,采用放震动炮疏松岩体,然后机组
扫矸通过。
2.3 构造段顶板塌矸、煤壁片帮严重时,采用机组单向割煤。
3 施工作业程序及主要工序
检查:人员进入煤帮检查时,首先要停机闭锁查处隐患,进行敲帮问顶,专人观帮
观顶,专人看管支架操作阀,必要时可打贴帮柱护煤壁,并检查瓦斯浓度,只有在确保
安全的情况下方可作业。
打眼:构造段选好位置放震动炮,首先必须闭锁工作溜(不少于两处闭锁),并与
控制台司机联系好,将控制台总开关打到零位,挂停电牌,并派专人看护。如需打底眼
段,用洋镐、锹等工具将煤帮浮煤清出,使用风钻湿式打眼。打眼时,炮眼布置方式为
三花眼(具体炮眼布置根据构造情况而定)。作业时,一人持钻一人观帮观顶,一人扶
好气腿,三人配合好。眼深1.0~1.2m,眼距1.2m(眼深、眼距根据现场情况可调整)。
装药、联线、爆破:装药、联线、爆破前必须检查风流中瓦斯浓度,只有在瓦斯浓
度小于1.0%时,方可进行作业,使用瞬发雷管、乳化炸药,每眼装药量在200~600g
(可根据爆破效果进行调整),装好药后联线(串联),爆破前,要对爆破地点设备挂皮
保护,机组停在爆破地点20米以外,一次装药一次起爆,一次起爆破长度不超过10m。
详见炮眼布置及爆破说明书。
检查:等炮烟吹散后,爆破工、安检工、班组长必须首先巡视爆破地点。如有拒爆、
残爆现象,按《煤矿安全规程》第342条规定执行,同时检查人员要检查爆破地点及周
围顶帮支护瓦斯情况,如空顶过大要先进行控顶支护。
割煤:爆破后或等支护后,采煤机按正常工艺割煤通过,速度控制在2m/min内,
如爆破效果不好时,要重新爆破严禁采煤机强行硬割。割煤时要视顶底板情况控制好采
高,严禁留台阶。
顶溜:按正常工艺顶溜。
移架:要进行超前移架。移架时,要少降快拉擦顶进行。如顶帮破碎严重时要挑板
料控顶和上柱带压移架。
4 安全技术措施
4.1 顶板及支护管理措施
4.1.1 人员进入煤帮作业时,首先必须闭锁工作溜(不少于两个闭锁、坚持谁闭锁
谁解锁),并与控制台司机联系好不得误启动,然后在有经验的老工人监护下进行敲帮
问顶,排查顶帮隐患,(当靠近采煤机作业时,要把采煤机的隔离手把打至零位,并摘
掉滚筒离合手把,并与控制台司机联系将开关打至零位、挂牌),同时该处支架要有专
人看管操纵阀,严禁他人操作,只有在确保安全情况下,人员方可进入煤帮作业。如果
工作范围内有片帮危险或空顶较大时,要用木料和单体柱进行挑棚,维护煤帮或打设丁
字棚。作业时,由班长指挥一名有经验的老工人观帮观顶,支架工操作支架操纵阀,二
人站在侧面有支护的安全地点上板梁勾顶,其余人员备料、递料,并打贴帮柱或戗柱将
煤帮刹实背紧。
4.1.2 由于工作面构造段有一定落差,易出现片帮,机组通过此段时,无关人员要
离开机组滚筒5m以外,支架工拉架过程中,无关人员要离开该支架3m以外,电缆工
要将电缆槽的矸块清理,防止拌坏电缆,严禁任何人将身体任何部位伸至电缆槽上方,
同时要避开平行作业。人员在此处作业时,要时刻注意,防止片帮或输送机窜出煤矸伤
人。
4.1.3 工作面人员通过此段要时刻观帮观顶,防止片帮、掉矸伤人。
4.1.4 支架工在该段移架时,要将工作溜闭锁,防止掉下大块矸拌断链。需要上柱
移架时,必须采用远方操作的方式进行,操作时要注意配合,并升紧支架的前后柱,必
须保证支架接顶严实。
4.1.5 在机组通行该段时,如果煤帮有贴帮柱或丁字棚,必须在顶板帮完好情况下,
方可进入煤帮作业,支架超前移架后把煤帮处的单体柱取回,机组通过后,如该段顶板
还出现破碎、片帮时,恢复该段支护。
4.1.6构造段,要根据前后两端顶板情况,调整采高,随平。
4.1.6 工作面如出现类似的构造仍执行本措施组织生产。
4.2 爆破管理措施
4.2.1 构造段爆破后要及时清理矸石,防止堵塞风流,当爆破后有大块矸块无法
通过机组时,要人工碎块。人工无法破碎时,采用被筒装药爆破。
4.2.2 装药、爆破前,工作面所有电气设备停电闭锁,挂停电牌,并派专人看护。
并对爆破地点支架立柱、周围电缆、照明灯等设备进行挂皮保护。
4.2.3 爆破严格执行“一炮三检”“三人连锁”爆破制度、“四牌”交换制和爆破
安全确认单签字制度,《煤矿安全规程》第七章第三节“井下爆破”315条~342条和公
司、矿爆破规定及公司、矿火工品管理制度。所有人员必须听从爆破员、安检工、班组
长的联合指挥,爆破前班组长要设专人(必须责任心强)在爆破地点两头担任警戒。警
戒时要使用好警戒牌、警戒绳,截人距离:工作面侧不小于35m,拐弯处不小于45m,
崩大块炭、矸时不小于45m,巷道内不小于75m。爆破警戒人员由班长亲自安排,确认
到位后,方可下达起爆命令,爆破员只有接到班长下达的起爆命令后,方可实施爆破。
4.3 施工操作要求
打眼工、爆破工等工种必须持证上岗且严格执行操作规程。
4.4 运输、机电、供排水、监测监控管理
严格执行规定中的有关规定。
4.5 灾害预防及避灾路线
严格执行规程中的有关规定。
4.6 其他方面的要求
其它严格执行《93313回采作业规程》相关规定。
编制:王浩宇 2011.8.24
初审:李本刚 2011.8.24
预审:鲍志辉 2011.8.24
集体审批意见及签字:
使用被筒爆破大块矸炭时,每个被筒只准使用一个电雷管,装药量不准超过450g,
若装药少时,剩余空间用不燃性物充填满,将装好的被筒炸药放置被爆破物体上。
综采三队: 王浩宇 2011.8.24
采煤组:鲍志辉 2011.8.24
调度组:杨旭鹏 2011.8.24
机电部:赵高峰 2011.8.24
通风区:王云波 2011.8.24
监测监控队:崔 兵 2011.8.24
安全部:程 元 2011.8.24
副 总:王秋生 2011.8.24