缓倾斜煤层综采面端头支护安全评估报告

缓倾斜煤层综采面端头支护安全评估报告一、综采面端头支护基本概况（一）工作面地质条件本次评估的缓倾斜煤层综采面位于XX煤矿西翼采区，煤层倾角为8°-12°，平均厚度5.2米，煤层结构简单，含1-2层夹矸，夹矸厚度0.2-0.5米，岩性为泥岩。工作面顶板为中粒砂岩，厚度8-10米，抗压强度65-75MPa，稳定性较好；底板为粉砂岩，厚度4-6米，抗压强度45-55MPa，遇水易软化。工作面走向长度1200米，倾向长度200米，开采深度为450-500米。（二）端头支护设备配置工作面端头采用“液压支架+单体液压支柱+π型钢梁”的联合支护方式。其中，端头液压支架型号为ZZ12000/28/60，共布置2架，支架高度范围2.8-6.0米，工作阻力12000kN，初撑力不低于9600kN。单体液压支柱型号为DW35-250/100，共配备50根，额定工作阻力250kN，初撑力不低于110kN。π型钢梁长度为3.6米，每根梁配合3根单体液压支柱使用。此外，端头还配备了超前支护液压支架，型号为ZT10000/28/55，共布置4架，用于工作面上下顺槽的超前支护，超前支护距离不小于20米。（三）端头支护工艺流程端头支护作业严格按照“先支后回、逐架移设”的原则进行。具体工艺流程如下：割煤前准备：割煤前，检查端头支护设备的完好情况，确保液压系统无泄漏、支柱初撑力符合要求。同时，清理端头区域的浮煤、杂物，为割煤和支护作业创造条件。割煤作业：采煤机割煤至端头位置时，放慢割煤速度，确保端头煤壁平直。割煤过程中，安排专人观察顶板和支护情况，发现问题及时停机处理。移设端头支架：采煤机割煤后，及时移设端头液压支架。移架时，先收回支架护帮板和侧护板，然后操作移架千斤顶，将支架向前移设至规定位置，随后升起支架，达到规定的初撑力。补打单体支柱：移设端头支架后，在支架与顺槽超前支架之间的空顶区域，及时补打单体液压支柱和π型钢梁，确保空顶距离不超过0.3米。补打支柱时，严格按照“一梁三柱”的要求进行布置，支柱初撑力符合规定。回柱放顶：当工作面推进一定距离后，对端头后方的回撤通道进行回柱放顶作业。回柱时，先检查回撤通道的顶板情况，确保安全后，使用回柱器将单体支柱回撤，同时及时回撤π型钢梁，回撤的支柱和钢梁及时运至指定地点进行检修和存放。二、端头支护安全风险识别（一）顶板安全风险顶板冒顶风险：由于端头区域是工作面与顺槽的交汇部位，顶板应力集中，且受采煤机割煤、支架移设等动压影响，顶板容易出现破碎、离层现象，若支护不及时或支护强度不足，极易发生顶板冒顶事故。特别是当工作面遇到地质构造，如断层、褶曲等，顶板稳定性进一步降低，冒顶风险显著增加。顶板下沉量超标风险：端头液压支架初撑力不足或支架工作阻力达不到设计要求，会导致顶板下沉量超标，影响工作面的正常推进。此外，顶板岩石强度较低、煤层厚度变化较大等因素也会加剧顶板下沉，严重时可能导致支架压死、设备损坏等事故。（二）支护设备安全风险液压系统泄漏风险：端头支护设备的液压系统长期在高压、重载环境下运行，液压管路、接头等部位容易出现磨损、老化，导致液压油泄漏。液压系统泄漏不仅会降低支架的初撑力和工作阻力，影响支护效果，还可能引发火灾、人员滑倒等安全事故。单体支柱失效风险：单体液压支柱在使用过程中，若操作不当或维护不及时，容易出现支柱弯曲、漏液、活柱缩量超标等失效现象。单体支柱失效后，无法有效支撑顶板，会增加顶板冒顶的风险。此外，支柱回收时若操作不当，还可能发生支柱弹出伤人事故。（三）作业人员安全风险高处坠落风险：端头区域的顺槽高度一般在3-4米，作业人员在进行支架移设、支柱补打等作业时，需要登高操作，若未佩戴安全带或登高设施不牢固，容易发生高处坠落事故。物体打击风险：在端头支护作业过程中，采煤机割煤、支架移设、支柱回撤等工序可能会导致煤块、矸石、钢梁等物体掉落，若作业人员未佩戴安全帽或站位不当，容易受到物体打击伤害。机械伤害风险：端头支护设备的液压千斤顶、输送机刮板等运动部件，在运行过程中若防护装置不完善或作业人员违规操作，容易造成机械伤害事故。例如，移架时若人员进入架间，可能会被支架挤伤；输送机运转时若人员接触刮板，可能会被卷入输送机。（四）环境安全风险瓦斯超限风险：缓倾斜煤层综采面端头区域是瓦斯涌出的主要部位之一，特别是当工作面推进至地质构造带或煤层厚度变化较大区域时，瓦斯涌出量会显著增加。若通风系统不完善、风量不足或瓦斯监测监控系统失效，容易导致瓦斯超限，引发瓦斯爆炸事故。顶板淋水风险：当工作面顶板存在含水层或裂隙水时，端头区域可能会出现顶板淋水现象。顶板淋水不仅会使底板泥化，影响设备的正常运行，还会降低支柱的初撑力，增加顶板冒顶的风险。此外，淋水还会导致作业环境潮湿，增加人员滑倒、触电等事故的发生概率。三、端头支护安全评估指标体系构建（一）评估指标选取原则科学性原则：评估指标的选取应基于端头支护的实际情况，充分考虑地质条件、设备性能、作业工艺等因素，确保评估结果能够真实反映端头支护的安全状况。系统性原则：评估指标体系应涵盖顶板安全、支护设备安全、作业人员安全、环境安全等多个方面，形成一个完整的系统，全面评估端头支护的安全风险。可操作性原则：评估指标应具有明确的定义和量化标准，便于现场数据的采集和分析。同时，评估方法应简单易行，便于现场管理人员和作业人员掌握和应用。动态性原则：端头支护的安全状况是动态变化的，评估指标体系应能够及时反映端头支护的变化情况，为安全管理提供实时的决策依据。（二）评估指标体系内容根据上述选取原则，构建缓倾斜煤层综采面端头支护安全评估指标体系，具体内容如下：|一级指标|二级指标|三级指标|量化标准||----|----|----|----||顶板安全|顶板稳定性|顶板离层值|顶板离层仪监测值不超过20mm||||顶板下沉量|顶板下沉量不超过100mm/月||||端面距|端面距不超过340mm||支护设备安全|液压支架性能|支架初撑力|初撑力不低于设计值的80%||||支架工作阻力|工作阻力不低于设计值的90%||||液压系统泄漏率|液压系统泄漏率不超过5%|||单体支柱性能|支柱初撑力|初撑力不低于110kN||||支柱完好率|支柱完好率不低于95%||||支柱活柱缩量|活柱缩量不超过50mm/班||作业人员安全|人员操作规范|持证上岗率|特种作业人员持证上岗率100%||||操作合格率|作业人员操作合格率不低于90%||||安全防护用品佩戴率|安全防护用品佩戴率100%||环境安全|瓦斯治理|瓦斯浓度|瓦斯浓度不超过0.8%||||通风风量|通风风量不低于设计值的90%||||瓦斯监测监控系统完好率|瓦斯监测监控系统完好率100%|||顶板淋水治理|淋水量|淋水量不超过5m³/h||||排水系统完好率|排水系统完好率100%|（三）评估指标权重确定采用层次分析法（AHP）确定各评估指标的权重。首先，邀请煤矿安全管理专家、工程技术人员和现场作业人员组成评估小组，对各指标的相对重要性进行两两比较，构建判断矩阵。然后，通过计算判断矩阵的特征向量和最大特征值，确定各指标的权重。最后，对判断矩阵进行一致性检验，确保权重分配的合理性。经过计算，各一级指标的权重如下：顶板安全（0.35）、支护设备安全（0.30）、作业人员安全（0.20）、环境安全（0.15）。各二级指标和三级指标的权重在此基础上进一步细化确定。四、端头支护安全评估方法与过程（一）评估方法选择本次评估采用综合指数法，结合层次分析法确定的指标权重，对端头支护的安全状况进行综合评估。综合指数法是一种将多个指标转化为一个综合指数的评估方法，能够直观地反映端头支护的整体安全水平。具体计算公式如下：$S=\sum_{i=1}^{n}W_i\timesC_i$其中，$S$为综合安全指数，$W_i$为第$i$个指标的权重，$C_i$为第$i$个指标的实际得分，$n$为评估指标的数量。（二）现场数据采集为确保评估结果的准确性，评估小组于2026年4月15日-4月20日对该综采面端头支护进行了现场数据采集。采集内容包括顶板离层值、顶板下沉量、端面距、支架初撑力、支柱完好率、瓦斯浓度等指标。数据采集过程中，严格按照相关标准和规范进行操作，确保数据的真实性和可靠性。例如，顶板离层值采用顶板离层仪进行监测，每2小时记录一次数据；支架初撑力采用液压压力计进行测量，每架支架测量3个点，取平均值作为支架的初撑力；支柱完好率通过现场检查的方式进行统计，对每根支柱的外观、液压系统、活柱缩量等进行检查，记录完好支柱的数量。（三）指标得分计算根据现场采集的数据，对照各指标的量化标准，计算每个指标的实际得分。指标得分采用百分制计算，具体计算方法如下：定量指标得分计算：对于可以量化的指标，如顶板离层值、支架初撑力等，根据实际测量值与量化标准的比值计算得分。计算公式为：$C_i=\frac{X_i}{X_{0i}}\times100$，其中$X_i$为指标的实际测量值，$X_{0i}$为指标的量化标准值。若实际测量值超过量化标准值，则得分按100分计算；若实际测量值低于量化标准值的80%，则得分按0分计算。定性指标得分计算：对于难以量化的指标，如人员操作规范、安全防护用品佩戴率等，通过现场检查和问卷调查的方式进行评估，根据评估结果给出相应的得分。例如，特种作业人员持证上岗率达到100%得100分，每降低1%扣5分；作业人员操作合格率达到90%得100分，每降低1%扣3分。（四）综合安全指数计算根据各指标的权重和实际得分，采用综合指数法计算端头支护的综合安全指数。经过计算，本次评估的综合安全指数为86.5分。五、端头支护安全评估结果分析（一）综合安全状况评价根据综合安全指数的得分情况，将端头支护的安全状况划分为四个等级：优秀（90分及以上）、良好（80-89分）、合格（70-79分）、不合格（70分以下）。本次评估的综合安全指数为86.5分，属于良好等级，表明该缓倾斜煤层综采面端头支护的安全状况整体较好，但仍存在一些需要改进的问题。（二）各一级指标安全状况分析顶板安全：顶板安全指标的综合得分为88分，属于良好等级。其中，顶板离层值和顶板下沉量均符合量化标准，得分较高；端面距部分时段超过340mm，得分较低。分析原因主要是端头支架移设不及时，导致端面距增大。此外，工作面推进至断层附近时，顶板稳定性有所下降，顶板下沉量略有增加，但仍在允许范围内。支护设备安全：支护设备安全指标的综合得分为85分，属于良好等级。其中，支架初撑力和工作阻力基本符合要求，得分较高；液压系统泄漏率为6%，超过了量化标准的5%，得分较低；单体支柱完好率为93%，低于量化标准的95%，得分较低。主要原因是部分液压管路老化、接头松动，导致液压系统泄漏；部分单体支柱使用时间较长，出现了弯曲、漏液等现象，影响了支柱的完好率。作业人员安全：作业人员安全指标的综合得分为90分，属于优秀等级。特种作业人员持证上岗率达到100%，安全防护用品佩戴率为100%，作业人员操作合格率为92%，均符合或超过量化标准。这表明该矿在作业人员安全管理方面做得较好，人员培训和安全意识教育取得了一定的成效。环境安全：环境安全指标的综合得分为82分，属于良好等级。其中，瓦斯浓度和通风风量均符合要求，得分较高；瓦斯监测监控系统完好率为98%，低于量化标准的100%，得分较低；顶板淋水量为6m³/h，超过了量化标准的5m³/h，得分较低。主要原因是瓦斯监测监控系统的部分传感器出现故障，未及时更换；顶板淋水治理措施不完善，排水系统的能力不足，导致淋水量超标。（三）存在的主要安全问题通过本次评估，发现该缓倾斜煤层综采面端头支护存在以下主要安全问题：端头支架移设不及时：部分时段端头支架移设滞后于采煤机割煤速度，导致端面距超过规定值，增加了顶板冒顶的风险。液压系统泄漏问题突出：部分液压管路和接头出现泄漏现象，液压系统泄漏率超过了规定标准，降低了支架的初撑力和工作阻力，影响了支护效果。单体支柱完好率偏低：部分单体支柱存在弯曲、漏液、活柱缩量超标等问题，支柱完好率低于规定标准，无法有效支撑顶板。瓦斯监测监控系统存在故障：部分瓦斯传感器出现故障，未及时进行维修和更换，影响了瓦斯监测的准确性和可靠性。顶板淋水治理措施不完善：顶板淋水量超过规定标准，排水系统的能力不足，导致端头区域作业环境潮湿，增加了人员滑倒、设备损坏等事故的发生概率。六、端头支护安全改进措施（一）优化端头支护作业流程加强端头支架移设管理：制定严格的端头支架移设制度，明确支架移设的时间和顺序，确保支架移设与采煤机割煤速度同步。安排专人负责支架移设的指挥和监督，及时发现和解决支架移设过程中出现的问题。同时，加强对支架操作手的培训，提高支架移设的效率和质量，确保端面距符合规定要求。完善回柱放顶作业工艺：优化回柱放顶作业流程，采用“分段回柱、逐步放顶”的方式，减少回柱放顶过程中对顶板的扰动。回柱前，先对回撤通道的顶板进行加固，确保顶板稳定。回柱时，使用专业的回柱设备，安排专人观察顶板和支柱情况，防止支柱弹出伤人。回柱后，及时清理回撤通道的浮煤和杂物，为下一次回柱作业创造条件。（二）加强支护设备维护与管理定期检查和维护液压系统：建立液压系统定期检查制度，每周对液压管路、接头、千斤顶等部件进行一次全面检查，及时发现和处理泄漏问题。对老化、磨损严重的液压管路和接头及时进行更换，确保液压系统的密封性。同时，加强液压油的管理，定期对液压油进行过滤和更换，保持液压油的清洁度，防止液压油污染导致液压系统故障。提高单体支柱完好率：加强单体支柱的日常检查和维护，每旬对所有单体支柱进行一次全面检查，对存在弯曲、漏液、活柱缩量超标等问题的支柱及时进行维修或更换。建立单体支柱使用档案，记录支柱的使用时间、维修情况和报废时间，做到支柱的全生命周期管理。同时，加强对支柱操作手的培训，提高支柱的操作和维护技能，减少支柱的损坏。（三）强化作业人员安全培训与管理开展针对性安全培训：定期组织作业人员开展端头支护安全培训，培训内容包括端头支护工艺流程、设备操作规范、安全风险识别与防控、应急处置措施等。采用理论授课、现场实操、案例分析等多种培训方式，提高培训效果。培训结束后，进行严格的考核，考核合格后方可上岗作业。加强现场安全监督检查：安排专职安全管理人员在端头区域进行现场监督检查，及时纠正作业人员的违规操作行为。建立安全隐患排查治理制度，每周对端头支护区域进行一次全面的安