綜采工作面預(yù)防片幫冒頂安全技術(shù)措施
為保證綜采工作面正規(guī)循環(huán),安全生產(chǎn),防止片幫、冒頂事故的發(fā)生,需對其原理加以分析并針對性的采取相關(guān)安全技術(shù)措施。
現(xiàn)場情況
3372西下綜采工作面位于13水平東翼3石門7煤層,東至3370上山,西至3372老塘,上至3372西中巷,下至3372運(yùn)輸巷。該工作面煤層沉積穩(wěn)定,煤層走向110°~130°,煤層傾角30°~39°,平均35°,總體傾角由西向東逐漸變大,煤層厚度變化在2.6~3.4m之間,平均厚度3m。目前該工作面殘余走向長度114.8m,傾斜長98m。7煤層之上老頂為灰色中砂巖,厚7.8米,抗壓強(qiáng)度為100.8mpa,抗拉強(qiáng)度為5.77mpa,其結(jié)構(gòu)硅質(zhì)膠結(jié),主要成分為石英,含礦化木,云母片明顯;直接頂為深灰色粉砂巖,厚2米,抗壓強(qiáng)度為53.2mpa,抗拉強(qiáng)度為3.31mpa,其結(jié)構(gòu)泥質(zhì)膠結(jié),層節(jié)理發(fā)育,灰色條痕,含植物葉化石,含云母亮星。煤層的普氏硬度系數(shù)f=1.2。
片幫、冒頂基理及原因
工作面煤壁片幫主要是因?yàn)樵诠ぷ髅媲胺街С袎毫ψ饔孟?煤壁發(fā)生垂直和水平變形而脫落的現(xiàn)象。支承壓力的大小與煤壁的支撐能力、煤體內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等有關(guān),也就是與煤體本身的強(qiáng)度有關(guān),煤質(zhì)愈硬,強(qiáng)度愈高支承壓力的峰值愈高,峰值距煤壁的距離愈近,其相應(yīng)的分布范圍愈小;煤質(zhì)愈軟,強(qiáng)度愈低支承壓力的峰值愈低,峰值距煤壁的距離愈遠(yuǎn),其相應(yīng)的分布范圍愈大,這就是硬煤工作面的片幫深度小,片幫率低,而軟煤片幫嚴(yán)重,片幫深度大的原因。而工作面發(fā)生冒頂事故按力學(xué)原因可分為壓垮型、漏冒型與推垮型三大類。壓垮性冒頂是由于垂直于層面的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致的冒頂;漏冒型冒頂是因已破碎頂板沒有得到有效防護(hù)受重力的作用冒落而導(dǎo)致的冒頂;推垮型冒頂則是由平行層面方向的頂板力堆到采場支架而導(dǎo)致的冒頂。在一次冒頂事故中壓、漏、推這三種情況可能綜合出現(xiàn),需抓住主要方面進(jìn)行處理。針對于3372綜采工作面主要以發(fā)生漏冒型冒頂為主。這主要是由于7煤層傾角較大,直接頂又異常破碎(由于原生、構(gòu)造以及采動等原因,在一些煤層的直接頂中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形狀的游離巖塊),采場支護(hù)系統(tǒng)中如果某個地點(diǎn)支護(hù)不及時或支護(hù)失效發(fā)生局部漏冒,則緊鄰局部冒頂?shù)攸c(diǎn)支架上方的碎頂在自然安息角以上部分會在重力作用下冒落,從而使該支架失穩(wěn)傾倒,又使該支架控制的其余碎頂也冒落。這種現(xiàn)象會沿工作面往上逐個支架發(fā)生,造成大面積冒頂事故發(fā)生。
片幫、冒頂征兆
發(fā)生片幫、冒頂事故前,工作面頂板劇烈下沉,由于基本頂?shù)闹芷谛云茢嗍Х€(wěn)運(yùn)動,迫使直接頂壓縮支架而迅速下沉,如3372工作面周期來壓前頂板下沉速度為0-1mm/h;支架載荷突增,由于基本頂斷裂,同時發(fā)生巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn),支架載荷普遍加大,如3372工作面周期來壓前平均支架載荷3948kn/架;瓦斯涌出量出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。
片幫、冒頂事故的影響因素
工作面片幫、冒頂與采煤工序、工作面推進(jìn)速度、煤體的硬度、周期來壓、采高等因素均有一定的關(guān)系。
安全技術(shù)措施
1、工作面?zhèn)涡辈贾?適當(dāng)?shù)恼莆昭鲂苯嵌取Ｓ捎?煤層的傾角在35°左右,工作面傾斜長98m,為防止輸送機(jī)下滑,需仰斜一定的角度加以布置,根據(jù)生產(chǎn)中對這一參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)整,取仰斜角為10~12°,即回風(fēng)巷滯后運(yùn)輸巷8-10m,在這種情況下煤壁片幫及冒頂事故均得到較好控制。
2、合理地布置工作面的采煤工序,采用及時支護(hù)的移架方式。這是由于落煤對頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于控頂距加大,支承壓力疊加和前移,使直接頂迅速下沉的作用。放頂或移架對頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于支撐系統(tǒng)的卸載,直接頂失去平衡,在垮落瞬間對控頂區(qū)頂板產(chǎn)生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放頂在同一地點(diǎn)同時進(jìn)行,減緩頂板活動程度,是改善頂板穩(wěn)定狀況的重要措施,一般錯距不少于10-15m。為減少機(jī)道空頂面積和時間,移架緊跟采煤機(jī)落煤也是改善頂板狀況的一個重要手段。
3、提高工作面的推進(jìn)速度,對改善頂板管理是有利的;
4、用水漲錨桿或木錨桿加固煤壁,提高煤體硬度;
5、提高液壓支架的初撐力,并帶壓移架,以求改善近煤壁處圍巖的應(yīng)力狀態(tài),減小端面頂板的下沉量及減輕煤壁片幫程度。具體的措施是提高支架的初撐力,特別是支架前梁的初撐力,并要求端面冒高不超過300mm,端面距不超過340mm,當(dāng)采高大于2.5~3.0m時,支架應(yīng)帶護(hù)幫裝置,以免煤壁片幫擴(kuò)大無支護(hù)空間,如果碎頂范圍較大,則應(yīng)對破碎直接頂注入樹脂類粘結(jié)劑使其固化,以防止冒頂。
6、嚴(yán)格控制采高,盡量做到不留頂?shù)酌?使支架直接支撐于頂板。實(shí)踐證明,當(dāng)工作面留有頂煤時,往往會由于頂煤的松動和冒落,使支架空頂,從而因支架頂部約束減小而引起支架失穩(wěn)傾倒,因此,當(dāng)頂板出現(xiàn)冒頂時,應(yīng)及時在支架頂部用木料接頂,背嚴(yán)查實(shí),以有效地控制頂板。綜采工作面預(yù)防片幫、冒頂安全技術(shù)措施
篇2:綜采面防片幫冒頂安全技術(shù)措施
一、概述
丁6-22130綜采工作面西至丁組回風(fēng)下山保護(hù)煤柱線,東距礦井邊界41m,北距礦井邊界20m,南部為丁6-22110采空區(qū)(2013年6月回采結(jié)束)。有效走向長930m,傾斜長207m,煤厚0.5-3.6m,煤層傾角10°~15°,相對涌出量為0.37m?/t,絕對涌出量為0.40m?/min。
該采面于2014年9月19日開始初采初放,期間采高控制在2.8m-3.0m,初采初放結(jié)束后采高預(yù)計(jì)控制在3.1m-3.3m,為保障安全生產(chǎn)和職工人身安全,防止生產(chǎn)過程中片幫、冒頂,特制定如下安全措施。
二、安全技術(shù)措施
1、開工前,班組長、驗(yàn)收員必須對工作面頂板、煤壁、支架全面檢查,發(fā)現(xiàn)有片幫危險、支架不接頂現(xiàn)象時,必須徹底處理完畢后再開工。
2、加強(qiáng)工作面工程質(zhì)量管理,泵站壓力不小于30Mpa,支架初撐力不小于24Mpa,不漏液,不竄液、不自動卸載,升起后頂梁要接頂嚴(yán)實(shí)。若支架不接頂要及時上大板、圓木剎頂。調(diào)整好支架狀態(tài),保護(hù)好各管路、閥組及其它部件。確保工作面煤壁和支架都保持直線,防止壓力局部集中前移至煤壁造成片幫、冒頂。
3、割煤時控制好采煤機(jī)速度,嚴(yán)禁超高開采,控制好上漂、下挖,將采高控制在2.8-3.0m(初采初放)、3.1-3.3m(正常回采)以內(nèi),頂?shù)装甯钇?煤壁割齊。傘檐長度及最大突出部分不得超過安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(傘檐長度在1m以上時,最大突出部分不得超過200mm;傘檐長度在1m以下時,最大突出部分不得超過250mm)。
4、在頂板破碎地段堅(jiān)持追機(jī)移架,減少空頂時間。支架工在煤機(jī)上滾筒后2-3架處追機(jī)作業(yè),煤機(jī)司機(jī)要控制好煤機(jī)速度,如支護(hù)不及時,應(yīng)暫停割煤。
5、堅(jiān)持擦頂帶壓快速移架,減少頂板下沉量,保持頂板完整。
6、頂板破碎段必須聯(lián)雙層網(wǎng),網(wǎng)間沿走向搭接長度為網(wǎng)寬的1/2,沿傾向搭接長度為200mm,用扎絲連接成“品”字形,下垂長度不低于1.5m。
7、割煤時司機(jī)應(yīng)站在架間安全地點(diǎn),精力要集中,發(fā)現(xiàn)煤機(jī)前后5m范圍內(nèi)有片幫危險時,必須立即停機(jī)處理,確認(rèn)安全后,再繼續(xù)割煤。如煤壁片幫造成煤塊翻過電纜槽或機(jī)身時,要躲入架間同時發(fā)出喊聲,警示下方人員防止煤塊傷人。
8、割煤時只準(zhǔn)超前前滾筒2~3架將護(hù)幫板收回,煤壁片幫嚴(yán)重處只準(zhǔn)超前1架收回。煤機(jī)過后,支架工要緊跟煤機(jī)將支架護(hù)幫板打開,及時護(hù)住上方頂煤,防止頂煤冒落傷人。
9、支架工要與煤機(jī)司機(jī)相互配合進(jìn)行互保,操作支架時前后2架范圍不得有其它人員,并注意自身安全。在有片幫危險地段要及時移架,人員站在立柱間操作,注意觀察煤幫及頂板狀況。
10、移好的支架必須保證接頂嚴(yán)實(shí),初撐力在24Mpa以上,并將操作手把打到零位。
11、支架護(hù)幫板打開后,必須保證端面距不大于340mm。若端面距大于340mm,必須拉超前架進(jìn)行支護(hù),必要時在支架上方挑木梁或打貼幫柱進(jìn)行維護(hù)。
12、支架工在拉架時要密切觀察頂板、煤幫情況,發(fā)現(xiàn)異常聲響有片幫危險時,必須躲至架間安全位置。清煤工清煤必須滯后支架工10架,防止片幫煤傷人。
13、在過機(jī)頭、機(jī)尾,清理三角區(qū)浮煤時,必須停止并閉鎖運(yùn)輸機(jī),觀察好頂板后方可進(jìn)入作業(yè)區(qū)清煤。所有人員嚴(yán)禁在不安全的地點(diǎn)作業(yè)和休息。
14、發(fā)現(xiàn)上下端頭、安全出口處煤壁或頂板有松動、裂縫或其它異常現(xiàn)象時,必須及時進(jìn)行處理確保安全。
15、在檢修工作面設(shè)備或更換支架護(hù)幫板、煤機(jī)大件等需進(jìn)入煤壁側(cè)作業(yè)時時:⑴必須將采煤機(jī)開到工作面頂板完整、煤壁片幫不嚴(yán)重的地段,停電并閉鎖采煤機(jī)、刮板輸送機(jī),打開采煤機(jī)隔離開關(guān)及離合器。⑵將作業(yè)地點(diǎn)支架護(hù)幫板打出,并使用單體柱配合鋼笆網(wǎng)閉幫,作業(yè)地點(diǎn)前后5架嚴(yán)禁動架并有專人看護(hù)。⑶作業(yè)前,首先進(jìn)行敲幫問頂并使用長度不小于2.5m的長柄工具將煤壁及頂板上活煤清除,確認(rèn)安全后并在有專人觀山的情況下作業(yè)。⑷人員進(jìn)入煤幫側(cè)作業(yè)時執(zhí)行作業(yè)規(guī)程“人員進(jìn)入煤幫側(cè)作業(yè)安全技術(shù)措施”中的規(guī)定。⑸工作結(jié)束后,由現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人檢查作業(yè)地點(diǎn)附近的頂板、煤壁情況,確認(rèn)無問題后,將閉幫柱撤除,最后將支架護(hù)幫板打出,護(hù)實(shí)煤幫。
16、其他未盡事宜嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和審批意見執(zhí)行。
篇3:綜采工作面預(yù)防片幫冒頂安全技術(shù)措施
為保證綜采工作面正規(guī)循環(huán),安全生產(chǎn),防止片幫、冒頂事故的發(fā)生,需對其原理加以分析并針對性的采取相關(guān)安全技術(shù)措施。
現(xiàn)場情況
3372西下綜采工作面位于13水平東翼3石門7煤層,東至3370上山,西至3372老塘,上至3372西中巷,下至3372運(yùn)輸巷。該工作面煤層沉積穩(wěn)定,煤層走向110°~130°,煤層傾角30°~39°,平均35°,總體傾角由西向東逐漸變大,煤層厚度變化在2.6~3.4m之間,平均厚度3m。目前該工作面殘余走向長度114.8m,傾斜長98m。7煤層之上老頂為灰色中砂巖,厚7.8米,抗壓強(qiáng)度為100.8Mpa,抗拉強(qiáng)度為5.77Mpa,其結(jié)構(gòu)硅質(zhì)膠結(jié),主要成分為石英,含礦化木,云母片明顯;直接頂為深灰色粉砂巖,厚2米,抗壓強(qiáng)度為53.2Mpa,抗拉強(qiáng)度為3.31Mpa,其結(jié)構(gòu)泥質(zhì)膠結(jié),層節(jié)理發(fā)育,灰色條痕,含植物葉化石,含云母亮星。煤層的普氏硬度系數(shù)f=1.2。
片幫、冒頂基理及原因
工作面煤壁片幫主要是因?yàn)樵诠ぷ髅媲胺街С袎毫ψ饔孟?煤壁發(fā)生垂直和水平變形而脫落的現(xiàn)象。支承壓力的大小與煤壁的支撐能力、煤體內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等有關(guān),也就是與煤體本身的強(qiáng)度有關(guān),煤質(zhì)愈硬,強(qiáng)度愈高支承壓力的峰值愈高,峰值距煤壁的距離愈近,其相應(yīng)的分布范圍愈小;煤質(zhì)愈軟,強(qiáng)度愈低支承壓力的峰值愈低,峰值距煤壁的距離愈遠(yuǎn),其相應(yīng)的分布范圍愈大,這就是硬煤工作面的片幫深度小,片幫率低,而軟煤片幫嚴(yán)重,片幫深度大的原因。而工作面發(fā)生冒頂事故按力學(xué)原因可分為壓垮型、漏冒型與推垮型三大類。壓垮性冒頂是由于垂直于層面的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致的冒頂;漏冒型冒頂是因已破碎頂板沒有得到有效防護(hù)受重力的作用冒落而導(dǎo)致的冒頂;推垮型冒頂則是由平行層面方向的頂板力堆到采場支架而導(dǎo)致的冒頂。在一次冒頂事故中壓、漏、推這三種情況可能綜合出現(xiàn),需抓住主要方面進(jìn)行處理。針對于3372綜采工作面主要以發(fā)生漏冒型冒頂為主。這主要是由于7煤層傾角較大,直接頂又異常破碎(由于原生、構(gòu)造以及采動等原因,在一些煤層的直接頂中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形狀的游離巖塊),采場支護(hù)系統(tǒng)中如果某個地點(diǎn)支護(hù)不及時或支護(hù)失效發(fā)生局部漏冒,則緊鄰局部冒頂?shù)攸c(diǎn)支架上方的碎頂在自然安息角以上部分會在重力作用下冒落,從而使該支架失穩(wěn)傾倒,又使該支架控制的其余碎頂也冒落。這種現(xiàn)象會沿工作面往上逐個支架發(fā)生,造成大面積冒頂事故發(fā)生。
片幫、冒頂征兆
發(fā)生片幫、冒頂事故前,工作面頂板劇烈下沉,由于基本頂?shù)闹芷谛云茢嗍Х€(wěn)運(yùn)動,迫使直接頂壓縮支架而迅速下沉,如3372工作面周期來壓前頂板下沉速度為0-1mm/h;支架載荷突增,由于基本頂斷裂,同時發(fā)生巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn),支架載荷普遍加大,如3372工作面周期來壓前平均支架載荷3948KN/架;瓦斯涌出量出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。
片幫、冒頂事故的影響因素
工作面片幫、冒頂與采煤工序、工作面推進(jìn)速度、煤體的硬度、周期來壓、采高等因素均有一定的關(guān)系。
安全技術(shù)措施
1、工作面?zhèn)涡辈贾?適當(dāng)?shù)恼莆昭鲂苯嵌取Ｓ捎?煤層的傾角在35°左右,工作面傾斜長98m,為防止輸送機(jī)下滑,需仰斜一定的角度加以布置,根據(jù)生產(chǎn)中對這一參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)整,取仰斜角為10~12°,即回風(fēng)巷滯后運(yùn)輸巷8-10m,在這種情況下煤壁片幫及冒頂事故均得到較好控制。
2、合理地布置工作面的采煤工序,采用及時支護(hù)的移架方式。這是由于落煤對頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于控頂距加大,支承壓力疊加和前移,使直接頂迅速下沉的作用。放頂或移架對頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于支撐系統(tǒng)的卸載,直接頂失去平衡,在垮落瞬間對控頂區(qū)頂板產(chǎn)生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放頂在同一地點(diǎn)同時進(jìn)行,減緩頂板活動程度,是改善頂板穩(wěn)定狀況的重要措施,一般錯距不少于10-15m。為減少機(jī)道空頂面積和時間,移架緊跟采煤機(jī)落煤也是改善頂板狀況的一個重要手段。
3、提高工作面的推進(jìn)速度,對改善頂板管理是有利的;
4、用水漲錨桿或木錨桿加固煤壁,提高煤體硬度;
5、提高液壓支架的初撐力,并帶壓移架,以求改善近煤壁處圍巖的應(yīng)力狀態(tài),減小端面頂板的下沉量及減輕煤壁片幫程度。具體的措施是提高支架的初撐力,特別是支架前梁的初撐力,并要求端面冒高不超過300mm,端面距不超過340mm,當(dāng)采高大于2.5~3.0m時,支架應(yīng)帶護(hù)幫裝置,以免煤壁片幫擴(kuò)大無支護(hù)空間,如果碎頂范圍較大,則應(yīng)對破碎直接頂注入樹脂類粘結(jié)劑使其固化,以防止冒頂。
6、嚴(yán)格控制采高,盡量做到不留頂?shù)酌?使支架直接支撐于頂板。實(shí)踐證明,當(dāng)工作面留有頂煤時,往往會由于頂煤的松動和冒落,使支架空頂,從而因支架頂部約束減小而引起支架失穩(wěn)傾倒,因此,當(dāng)頂板出現(xiàn)冒頂時,應(yīng)及時在支架頂部用木料接頂,背嚴(yán)查實(shí),以有效地控制頂板。綜采工作面預(yù)防片幫、冒頂安全技術(shù)措施