煤矿顶板管理方案

煤矿顶板管理方案煤矿顶板管理方案 第一章概况第一章概况 第一节顶板事故概述顶板事故概述 顶板事故是指在地下开采过程中 顶板意外冒落造成人员伤亡 设备损坏 生 产中发生的事故 顶板事故在煤矿开采过程中占很高的比例 随着支护材料和 技术的更新 顶板事故有所下降 但仍是煤矿生产过程中的主要灾害之一 顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶 按发生冒顶事故原因进行分类 有压垮冒 顶 漏顶型冒顶 推垮型冒顶等 局部冒顶常发生在靠近煤壁 采场上下端头 放顶线附近 在生产过程中 局 部冒顶远大于大型冒顶 约占采煤工作面冒顶事故的 70 以上 危害大 局部 冒顶原因一般有三种 1 直接顶被密集裂隙切割 形成游离岩块 2 采高过大 老顶来压期间 煤壁片帮 扩大了无支护空间 3 顶板破碎或放顶煤开采 第二节地质情况第二节地质情况 星春煤厂法定开采的煤层从上而下有 双龙炭煤层 正炭煤层 臭炭煤层三层 煤 各煤层地质情况如下 一 矿区地层一 矿区地层 区内出露地层由老至新有二叠系上统峨眉山玄武岩 三叠系上统须家河组 侏 罗系下统益门组及中统新村组 少量第四系等 各地层特征由新至老简述如下 一 第四系 q 厚度 0 2 50 m 为坡积 残坡积层 分布于河谷地带 主要为岩块碎屑 砂 土混杂堆积 呈松散状 与下伏地层呈不整合接触 二 侏罗系 j 1 中统新村组 j2x 厚 656 954 m 紫红色泥岩 粉砂质泥岩为主 夹褐红色中 厚层状细 中粒 岩屑长石石英砂岩 基本层序有两类 一类由泥岩 粉砂质泥岩 泥质粉砂岩 构成 泥岩具干裂 虫迹 钙质结核 反映洪泛平原沉积环境 粉砂岩具沙纹 层理 水平层理 反映决口扇沉积环境 另一类由砂岩 粉砂岩 粉砂质泥岩 构成 底含滞留砾石 具大型板状 楔状交错层理 平行层理 沙纹层理 水 平层理 反映河流边滩沉积环境 与下伏益门组呈整合接触 2 下统益门组 j1y 上部为紫红色粉砂质泥岩 泥质粉砂岩 夹黄绿灰色中厚 厚层状岩屑砂岩 含较多钙质结核 砂岩具沙纹层理 平行层理 反映浅湖沉积环境 厚 105 202 m 下部主要为黄灰 绿灰色夹酱紫色泥岩 钙质泥岩 粉砂质泥岩 钙质细砂岩 粉砂岩夹泥灰岩 含姜状钙质结核 具水平层理 为滨湖 浅湖相沉积 厚 49 121 m 与下伏须家河组呈整合接触 三 三叠系上统须家河组 t3xj 区内主要含煤地层 根据岩性特征差异分为三个岩性段 1 须家河组第三段 上段 t3xj3 厚度 160 m 主要由灰 浅灰色中厚 厚层状细砂岩 粉砂岩组成 夹砂质页 岩 页岩及少量炭质页岩 2 须家河组第二段 中段 t3xj2 厚度 400 m 由砂 砂砾岩 粉砂岩砂岩 砂质页岩 页岩 炭质页岩 煤线组 成多个韵律层 中 下部夹煤层 菱铁矿层 为区内主要含煤段 星春煤厂主 采煤层均产于本段中上部 3 须家河组第一段 下段 t3xj1 厚度 150 m 由砂岩 砂砾岩 粉砂岩 砂质页岩 页岩 炭质页岩 煤线组成 约 4 个韵律层 各韵律层间常为冲刷接触 底部为砾岩 砂砾岩 中 上部夹 煤线及菱铁矿层 与下伏地层呈平行不整合接触 四 二叠系上统峨眉山玄武岩组 p2 厚度 150 m 深灰 绿灰色致密状 斑状 杏仁 气孔 状玄武岩 从下往上 斑状 致密状玄武岩减少 杏仁状玄武岩增多 二 矿区构造二 矿区构造 星春煤厂大地构造位置属北西向大相岭构造带西南金坪断裂西侧 宜东向斜东 南段北东翼 该向斜为一开阔的对称向斜 次级构造不甚发育 区内地层呈单 斜产出 倾向南西 倾角 20 28 由地表向深部有逐渐变陡趋势 因此 星春煤矿地质构造复杂程度属简单类型 三 煤层及煤质三 煤层及煤质 区内含煤地层为三叠系上统须家河组第二段 中段 t3xj2 中 上部含 可采煤层 其中全区可采煤层三层 即双龙 正炭 臭炭煤层 各可采煤层特 征见表 1 表表 1 1 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤层厚度 m 煤层结构顶底板岩性 煤层 赋存层 位 纯煤厚 度 平均层间距 夹石层 数 夹石厚 度 顶板底板 稳定性 块段平 均倾角 容重 t m3 双龙炭t3xj2 1 25 1 61 1 381 0 15 0 20 泥岩 粉 砂质泥岩 泥岩 粉 砂质泥岩 较稳定 26 1 50 50 60 正炭 t3xj2 0 25 0 46 0 44 泥岩泥岩不稳定 26 1 50 15 20 臭炭 t3xj2 0 28 0 45 0 41 泥岩泥岩不稳定 26 1 50 1 1 双龙煤层 双龙煤层 赋存于须家河组第二段 t3xj2 中上部 距第三段底界约 30 m 全区可采 复杂结构 煤层厚度 1 40 1 79 m 平均 1 59 m 纯煤厚度 1 25 1 61 m 平均 1 38 m 双龙炭煤层为复杂结构 普遍含 1 层夹矸 厚 0 15 0 20 m 为 薄层状炭质泥岩 煤层顶 底板均为泥岩 粉砂质泥岩 2 2 正炭煤层 正炭煤层 赋存于须家河组第二段 t3xj2 中上部 距上部双龙炭煤层 50 60 m 分布 不稳定 局部可采 煤层厚度 0 25 0 46 m 平均 0 44 m a 剖面线北西侧为 可采区 向南东而逐渐变薄至不可采 结构简单 不含夹矸 煤层顶 底板多 为泥岩 3 3 臭炭煤层 臭炭煤层 赋存于须家河组第二段 t3xj2 中上部 距上部正炭煤层 15 20 m 距第二 段底界约 300 m 分布不稳定 局部可采 煤层厚度 0 28 0 45 m 平均 0 41 m a 剖面线北西侧为可采区 向南东而逐渐变薄至不可采 结构简单 不含夹 矸 煤层顶 底板均为泥岩 第三节顶板管理现状第三节顶板管理现状 1 1 巷道顶板管理现状 巷道顶板管理现状 星春煤厂是省政府批准的整合扩能矿井 目前进入了联合试运转 试生产 阶 段 矿井井巷主要有半煤巷和全岩巷两种 其支护方式有矿用工字钢架棚支护 预制水泥砖砌碹支护 锚杆支护 锚杆网支护 锚杆喷浆支护 锚杆网喷浆支 护 2 2 采面顶板管理现状 采面顶板管理现状 根据设计矿井现布置有双龙煤层 11011 首采工作面和双龙煤层 11012 备采面 11011 采面采用走向长壁采煤法 炮采落煤 支护形式采用 dz16 30 100 型单 体液压支柱配 hdja 1000 型金属铰接顶梁联合支护顶板 排距 走向 1m 柱 距 倾向 0 8m 三 四排 控顶 炮道宽度为 0 2m 最大控顶距为 4 2m 最小控顶距为 3 2m 放顶步距为 1m 密集支柱密度 1 2 根 m 采空区 管理方法为垮落法 11012 备采面开切眼已形成 由于去年 dz16 30 100 型单 体液压支柱未购回 临时采用了木支护 目前 11012 采面下部 30 米已经更换成 dz16 30 100 型单体液压支柱 计划复工后立即将 11012 采面上部 70 米更换成 dz16 30 100 型单体液压支柱 其支护方式与 11011 采面相同 第四节二第四节二 一三年采掘安排计划一三年采掘安排计划 一 在 2013 年 12 月底前完成采面接替 水平接替 瓦斯抽采的掘进工程量 4040m 如下 1 1690m 水平双龙运输巷 370m 2 1724 阶段运输巷 400m 3 11013 采面开切眼 70m 4 1690 臭炭运输巷 520m 5 1690 臭炭运输上山 120m 6 1756 臭炭运输巷 560m 7 1798 臭炭回风巷 600m 8 11021 臭炭煤层 采面开切眼 100m 9 水平接替工程 主巷 石门 联络巷 上部车场 回风石门 回风上山 1300m 二 计划试生产时间为 4 个月 生产原煤 4 5 万吨 11011 采面 三 计划取证后生产原煤 7 5 万吨 11011 11012 采面 第二章顶板管理方案第二章顶板管理方案 第一节顶板管理组织机构第一节顶板管理组织机构 根据相关管理规定 结合我矿矿井的实际情况 我公司召开了顶板管理专题会 议 落实了资金 人员 机构 方案 1 顶板管理领导小组 组长 副组长 成员 2 职责 组长何学良负责顶板管理的全面工作 负责方案实施过程中的相关协调事宜 副组长张光华负责顶板管理方案实施的资金 设备 材料的落实工作 副组长李中文负责带领李克勇 李春强进行顶板管理方案实施过程中相关技术 规程措施的编制 现场实施的技术指导和监督 现场实施情况资料的收集 整 理 总结和上报工作 副组长王清忠负责顶板管理方案的采掘头面 巷道维修现场实施的具体落实工 作 副组长赵衡昌负责顶板管理方案实施的现场督促 检查 隐患排查 整改工作 其它成员按照分工 协助主管领导工作 第二节顶板管理方案制度第二节顶板管理方案制度 1 顶板管理要严格按照 事前预测预报 事中过程控制 事后信息反馈 的理 念 本着防控结合的原则管理顶板 2 矿成立顶板管理领导小组 建立健全顶板管理责任制及奖罚办法 矿总工程 师是矿井顶板管理的技术总负责人 必须抓好技术管理工作 把各项制度 措 施落实到位 生产技术科是顶板管理的业务主管部门 对各项措施进行现场监 督检查 并定期深入现场 探清顶板变化情况 发现问题及时处理 采 掘队 对顶板管理负直接责任 安全矿长 安全科负责本矿顶板管理的监督检查管理 3 各采掘队遇到异常顶板条件时生产技术科必须及时编制安全技术措施并向总 工办汇报 由总工办组织相关领导 安全 调度等相关部门共同研究审定安全 技术措施 各采掘队及时组织实施 生产技术科 安全科不定期对各采掘面的 顶板管理各项措施的落实情况进行检查 4 各掘进巷道 工作面设计时 矿生产技术科及时联系 由生产技术科在每个 工作面开始采掘前二个月提供该工作面的地质及水文地质预测预报资料 为顶 板管理提供详实可靠的地质依据 5 加大顶板管理的技术投入 进一步为支护设计提供科学的依据 一方面要提 高地质勘探程度 加强特殊地质构造条件下的地质预测预报工作 另一方面要 采取先进的管理手段 掌握顶板岩性规律 实现对顶板的事前控制 6 进一步与科研机构合作 对矿井特殊的顶底板及矿压规律进行深入研究 全 面总结掌握适应本矿井的顶板矿压显现规律及控制技术 深入优化矿井工作面 设计 同时对支护设计方案坚决执行会审制度 7 每一工作面回采结束后要对采空区及时进行封闭 8 掘进 回采工作面支护设计 1 每一工作面开工前两个月由地测部门提供掘进工作面地质说明书 说明书 中必须将工作面的煤层 顶底板的地质条件全面阐述清楚 2 支护设计前要进行巷道断面优化 巷道断面形状及尺寸应根据掘进设备 巷道的用途及围岩的物理力学性质进行选择 确定 3 支护设计应采用工程类比法 理论验算法及监测分析法 4 支护设计的依据 工程地质的详细资料 预想地质素描图 详细的围岩类 别分类及围岩特征 相关已掘井巷工程详细状况 5 支护设计的一般原则 优先采用单一锚杆支护方式 锚杆长度不得小于 1 6 米 锚杆的锚固力必须达到 5 吨以上 对于复合顶板或有特殊地质构造顶板编 制专项安全技术措施进行补强支护 对有片帮危险的巷道必须对巷道两帮采用 帮锚杆加托盘进行支护 受二次采动影响的巷道要用帮锚网或帮锚索加槽钢帮 网进行加强帮支护 正帮使用塑料网 6 开拓巷道及服务年限较长的准备巷道在上述支护方式的基础上采用喷砂浆 或混凝土的方式进行补强支护 喷层选择的原则 服务年限 3 年以上的准备巷 道一般采用 30 50mm 厚喷射砂浆 开拓大巷一般采用不小于 50mm 厚喷射混凝土 根据具体情况要加钢带或金属网 7 矿井工作面支护设计由矿生产技术科完成 矿总工程师组织严格审查把关 充分考虑特殊地质条件和施工条件下支护的安全性 保证支护设计科学经济 安全可行 9 敲帮问顶制度 1 对巷道顶板 煤帮进行敲帮问顶是有效防止冒顶和片帮伤人事故的有效措 施 必须严格执行 各采掘工作面敲帮问顶工作由当班工长 班组长负责 安 监员负责监督执行情况 2 敲帮问顶发现问题处理时 要使用工作面配备的敲帮问顶专用工具进行处 理 清理顶帮时由外向里 由高到低 处理人员必须站在顶帮完整的地方 3 采煤工作面接班后必须对上顺槽机尾 50 米前巷道 下顺槽前 50 米巷道进 行敲帮问顶 发现问题能自己处理的使用专用工具立即处理 对无法处理的要 立即采取措施防止事故发生 并及时汇报调度室 由调度通知生产技术科落实 具体的解决方案 对巷道检查后要及时填写班前安全评估记录 4 掘进工作面生产班接班以后必须对上班掘进支护巷道进行敲帮问顶 现场 管理人员负责接班后的敲帮问顶工作 要使用专用工具认真检查 发现问题及 时处理 并填写班前安全评估记录 5 各采掘工作面在打眼前必须进行敲帮问顶 将顶帮活矸及时清理后方可作 业 煤帮不稳定处经处理后 由外往里推进支护 如检查顶板有构造 淋水 顶板不稳定时 要执行特殊顶板支护措施 煤帮有无法处理的裂缝时要打帮锚 杆 6 现场管理人员每班必须要对各采掘工作面巷道顶板 煤帮进行检查 发现 问题要及时处理 对一人无法处理的要与工作面当班带班干部或现场作业人员 共同处理 10 锚索支护管理 1 需施工的锚索 必须由矿生产技术科及时给施工单位下达施工联系书 施 工单位接到施工联系书后 必须按联系书规定的时间 地点及技术参数要求立 即组织施工 保质保量完成施工任务 2 掘进队必须加强锚索施工机具的日常检修 维护及配件 易损件 消耗件 的准备工作 保证所有锚索施工机具均处于完好状态 确保施工任务的完成 3 施工前必须编制施工安全技术措施 经矿领导及相关业务部门审批后 严 格按照规程要求给作业人员贯彻执行 考试合格后方可作业 4 必须保证锚索锚固段锚固在稳定的岩层中 锚索施工必须严格按设计施工 要根据岩性变化及时调整锚索长度和锚固段长度 5 锚索使用的树脂 钢绞线 锁具 托盘必须有出厂检验合格证 无证的严 禁使用 6 作业人员必须有高度的自保 互保意识 绝不允许任何人进入空顶区域下 作业 在施工时严格执行敲帮问顶制度 11 回采工作面顶板事故的预防 1 矿井每年应进行矿压观测工作 认真研究矿山压力的规律 收集详细的资 料 从而为顶底板的管理提供有力的依据 采煤工作面出现压力显著增大时 必须及时采取措施 加强支护 2 加强支柱穿鞋防止支柱钻底工作 主要是在底板软的地段铺设木板梁 以 提高底板的整体性和抗压性 必要时要架设木垛 防止顶板台阶下沉 3 加强工作面支柱的管理 主要是单体液压支柱的失效率要降至规定的标准 以内 加快失效支柱的更换 加大支柱的检修力度 确保工作面使用支柱的支 撑力和备用量 4 工作面初采初放 收尾搬家以及遇到特殊情况时都必须制定专门措施 矿 必须成立领导小组现场指挥工作 加强顶板管理和监测工作 5 采煤工作面作业人员当发现有冒顶预兆时 要立即采取有效措施 架设木 垛或加打支柱 以加强对顶板的支护 如情况危急来不及处理时 应先撤人至 安全地点 并向调度室和有关领导汇报 及时研究制定处理措施 6 采掘工作面开工前 必须依据地质情况编制切实可行的 作业规程 严 格按 作业规程 要求进行工作面的支护管理 提高支护质量 其支护形式 顶板管理方法 回采工艺等要合理可靠 并根据现场情况的实际变化及时进行 补充修改 7 狠抓工程质量 严格动态工序管理 强化监督检查工作 8 在工作过程中随时注意 听和看 工作面的动态 若发现有冒顶预兆 如 有巨大轰隆声 支架突然大量折损或钻底等 立即撤离所有人员到安全地点 待顶板稳定后 再进行处理 9 采煤工作面的支柱要有防倒措施 工作面支柱与底板要全面接触 不准打 在浮煤 浮矸上并沿走向 倾向各成一条线 支架结构要合理 护顶有力 支 柱初撑力 迎山角 柱距 排距 控顶距符合作业规程要求 不符合时 必须 及时处理或整修达到质量合格 安全可靠后 方准进行其它工作 顶梁必须与 顶板密实接触 不得张口 不接顶处用木料背实 局部漏矸 冒顶造成梁上空 时 要用木料在梁上摆成三角形或 井 字型使之接顶背实 若煤壁侧发生小 面积冒顶 冒顶范围不大 用板梁支成正悬臂进行处理 若工作面发生小面积 冒顶 待顶上矸石冒落稳定 由专人看顶 从冒顶区周围 由外向里用点柱和 钢梁控制冒顶区域 同时用板皮 板梁垫实冒顶区 然后进行移柱支护顶板 若发生大面积冒顶 必须根据现场情况制定专门措施进行处理 10 遇顶板坚硬不易跨落 正常回采过程中遇到控顶面积大于规定 2 5m2 范围必须采取强制放顶或采取特殊措施 如戗棚 戗柱 木垛等 必须有可靠的强制放顶措施 并在现场组织实施 11 推广应用新技术 新工艺 新材料时 必须编制专项安全技术措施 并 报生产指挥部批准后实施 12 加强采掘地质预测预报工作 工作面地质条件发生变化时 如过断层 褶曲 破碎带 老巷 采空区及回采工作面初次来压 周期来压等 编制可靠 的加强支护措施并在现场严格实施 13 回采工作面端面距超过规定宽度时 必须及时支设点柱支护 煤壁出现 片帮时 必须及时清理 14 采煤工作面放完炮后 班组长必须首先进入工作地点 检查顶板 支架 煤壁及通风 瓦斯 煤尘 瞎炮 残炮等情况 扶正加固被炮打倒 打歪的支 架 认真由外向里先顶后帮进行敲帮问顶 清除顶帮的醒煤活矸 只有在确认 安全的情况下 方可允许工人进入工作地点进行作业 任何人都必须在有支护 的情况下作业 严禁进入空顶区作业 15 采煤工作面的支护