普通支架炮采放顶煤工作面过上部老巷安全技术培训

普通支架炮采放顶煤工作面过上部老巷安全技术培训CONTENTS目录01概述与背景02过老巷风险分析03前期勘察与准备04工作面调整与推进控制CONTENTS目录05顶板支护与加固技术06瓦斯管理与爆破安全07矿压监测与安全监控08应急处置与管理要求01概述与背景普通支架炮采放顶煤工作面基本概念

工艺定义普通支架炮采放顶煤工作面是在厚煤层底部布置采高2-3米的工作面，采用爆破方法破煤，利用矿山压力及煤体自重破碎上部顶煤并放出回收的采煤方式。

核心设备组成主要由煤机、单体支柱与铰接顶梁（或π型梁）等普通支架、刮板输送机、炮孔钻机等设备组成，根据煤层厚度和顶板条件划分采煤区进行作业。

适用条件适用于煤层厚度3-8米、普氏硬度f＜2.5、倾角＜25°，地质条件相对复杂（如断层较多）的厚煤层开采，尤其适用于边角煤或煤柱回收。

工艺特点具有掘进率低、成本较低、适应性强的特点，但对顶板控制和爆破参数要求较高，需平衡安全与效率，边采边支护以减少空顶时间和面积。上部老巷对开采的影响与挑战

01压力集中与煤壁破碎风险工作面距老巷20m时，煤壁处于采空区与老巷中间煤柱内，压力随推进逐渐集中，易形成破碎带，导致支架承载不均、稳定性下降，存在顶板来压引发支架变形或工作面推垮的风险。

02片帮漏顶与支架失稳隐患破碎煤壁易发生片帮、漏顶，若与老巷贯通将阻碍作业；老巷顶板冒落不充分会形成瓦斯积聚，威胁放炮安全；煤层厚度不足时，采高控制不当可能与老巷采透，造成支架失稳。

03地质构造与空间关系复杂性老巷可能受断层、褶曲影响（如太西集团一矿1554下N工作面揭露幅度大于1.5m的断层褶曲），需精确掌握老巷与工作面位置关系，否则易因误判导致安全事故或资源损失。

04生产效率与安全的平衡难题若工作面停采搬家可保障安全，但将损失30余米煤柱并增加切眼掘进及搬家用工量；直接推采过老巷经济效益显著，但需解决压力控制、瓦斯管理等多重技术难题，安全风险较高。过老巷技术应用现状与意义技术应用现状普通支架炮采放顶煤工作面过上部老巷技术在太西集团一矿等煤矿得到应用，成功解决了工作面直接推采过上部老巷还是停采搬家的问题，实现了在复杂地质条件下的安全生产。经济效益提升采用直接推采过老巷技术，可减少30多米煤柱损失，避免另掘切眼及工作面搬家倒面，减少用工量，显著提升煤矿开采的经济效益。安全保障意义通过采取调整工作面交角、精确位置控制、加强瓦斯管理等安全技术措施，有效降低了压力集中、煤壁破碎、片帮漏顶、瓦斯积聚等安全隐患，保障了作业人员生命安全和矿井安全生产。资源回收利用该技术的应用，使得原分层开采难以回采的复杂构造区段资源得到有效回收，提高了煤炭资源的回收率，减少了资源浪费，符合资源可持续利用的要求。02过老巷风险分析压力集中与煤壁破碎风险压力集中形成机理当工作面推采至距老巷20m附近时，工作面及前方煤壁处于采空区与老巷的中间煤柱内，随着工作面推进，中间煤柱逐渐缩小，导致压力不断集中。煤壁破碎带产生在集中压力和采动动压的叠加影响下，煤壁易被压碎形成破碎带，导致支架承载不均、稳定性降低，若遇顶板来压，可能引发支架变形甚至工作面推垮。片帮与漏顶风险破碎煤壁在开采扰动下易发生片帮、漏顶现象，进一步加剧支架失稳风险，若与老巷贯通，将导致工作面推进困难。局部煤层变薄的特殊风险受断层等地质构造影响，老巷下局部煤层厚度可能降至2.2m，若采高控制不当，易与老巷采透，造成架前漏空，失去支撑力后引发支架失稳。片帮、漏顶及支架失稳隐患

煤壁片帮风险当工作面推采至距老巷20m附近时，煤壁处于采空区与老巷中间煤柱内，随推进煤柱减小，压力集中，煤壁易被压碎形成破碎带，若操作不当易发生片帮。

顶板漏顶危害破碎煤壁可能引发漏顶，若与老巷漏透，将导致工作面难以推进；老巷顶板冒落不充分形成的空顶区域，也会增加漏顶风险，威胁作业安全。

支架失稳因素压力集中和采动动压使支架承载不匀、稳定性差，顶板来压时易造成支架变形；若工作面与老巷采透，架前漏空后顶板失去支撑，将直接导致支架失稳。瓦斯积聚与放炮安全风险

老巷瓦斯积聚成因老巷因冒落不充分易形成封闭空间，当体积大于0.5m³且瓦斯浓度达到2.0%时，周边20m内必须停止作业、撤出人员并切断电源，由抢救队员处理。

放炮作业瓦斯管控标准瓦斯浓度达1%时停止用电钻打眼，1.5%时必须停止工作、撤出人员切断电源；放炮前必须确保作业区域瓦斯浓度低于1%，否则严禁起爆。

瓦斯监测与通风措施瓦检员需现场值班，实时监测瓦斯、二氧化碳浓度；预先设置局部通风机和小风筒，确保老巷积聚瓦斯提前释放，过巷段实行定点瓦斯检查。

爆破工艺安全要求工作面应采用小炮或震动炮，减少对顶板破坏；即将透过老巷时停止放炮改为手镐采，揭露老巷段顶底眼爆破参数需严格控制，顶煤厚度小于1.5m时禁用爆破。煤层厚度不足与老巷贯通风险01煤层厚度不足的风险表现当工作面过上部老巷区域煤层厚度小于2.2m时，若采高控制不当，易直接揭露老巷，导致支架失去顶板支撑而失稳。02老巷贯通的危害后果与老巷贯通后，可能引发瓦斯瞬间涌出、顶板大面积垮塌，甚至造成工作面推垮事故，危及作业人员生命安全。03预防贯通的技术控制措施通过打眼探测提前掌握顶煤厚度及老巷底板间距，确保工作面顶部与老巷底板之间保留不小于1.0m的煤柱隔离带。04地质构造影响下的特殊管控对断层揭露导致煤层变薄区域，提前采取破底板措施调整采高，避免因煤层厚度突变引发的贯通风险。03前期勘察与准备老巷位置探测与地质条件分析地测部门超前实测定位工作面过老巷6m前开始，地测部门每采3巷对工作面实测一次，每两天作一次地质素描，指导采煤队掌握煤层标志层，确保从老巷下部顺利通过。现场位置标记与探测验证采煤队技术员根据实测结果，每日在施工放大图标注工作面实际位置，并在现场标出揭露老巷段准确位置；每两天联合地质人员对顶煤和煤帮打眼探测，确认顶煤厚度、与老巷间距及瓦斯情况。老巷周边地质构造分析重点分析老巷附近断层、褶曲等构造，如太西集团一矿1554下N工作面南部存在14条断层、褶曲，其中两条穿过老切眼且幅度大于1.5m，需针对性制定过巷方案。煤层厚度与赋存状态探查通过探测确定过巷段煤层厚度，如某工作面遇老巷下局部煤层仅剩2.2m厚时，需提前调整采高，确保工作面顶部与老巷底板间煤柱保持1.0m以上，防止采透老巷。工作面与老巷空间关系确定

地测部门精准测绘在工作面过老巷6m前开始实测，之后每采3巷实测一次，每两天进行一次地质素描，为采煤队提供准确的位置数据。

现场位置标记与交底采煤队技术员依据实测结果，每日在施工放大图中标注工作面实际位置，并在现场标出揭露老巷段准确位置，提高职工警惕性。

顶煤与瓦斯探测每隔两天，采煤队和地质人员联合对工作面顶煤和煤帮打眼探测，确定顶煤厚度、工作面顶板与老巷底板间距及瓦斯积聚情况。支护材料与设备准备要求支护材料选型标准根据老巷顶板破碎程度和压力情况，选用一梁二柱或一梁三柱托梁棚子、木垛、长木梁等支护材料，确保支护强度满足抗压需求。支护材料数量储备按过老巷段长度及支护密度，提前储备足够木料、锚杆、网片等材料，备用量不低于实际用量的1.2倍，确保连续支护作业。设备性能检查要求对液压支架、刮板输送机等设备进行全面检修，重点检查支架初撑力、输送机运行稳定性，确保设备在过巷期间无故障运行。临时支护设备配置配备不少于2台临时支护装置（如单体液压支柱），用于老巷修复及过巷段突发冒顶的应急支护，确保作业面安全。施工方案编制与审批流程

方案编制责任主体与依据施工方案由采煤队技术负责人牵头编制，必须依据老巷地质勘察数据（如断层落差、煤层厚度5.5m、倾角22°）、《煤矿安全规程》及本矿《工作面过老巷专项技术措施》等文件。

方案核心内容构成内容应包括工程概况（老巷位置、支护状况）、施工工艺（斜交推进角度＞10°、手镐采范围）、支护设计（长木梁规格、木垛间距）、瓦斯管控（局部通风机配置）、矿压监测方案及应急处置措施。

三级审核审批程序1.采煤队内部初审：重点审核工序衔接与现场可操作性；2.矿技术部门复审：核查支护参数、瓦斯措施合规性；3.矿总工程师终审批准：对方案安全性与技术可行性负总责，审批后报矿安监部门备案。

方案交底与动态修订要求施工前必须向所有作业人员进行书面交底，留存签字记录；施工中遇老巷实际情况与设计不符（如瓦斯超限、顶煤厚度＜1.5m），需立即停止作业，由技术部门组织修订方案并重新履行审批手续。04工作面调整与推进控制工作面与老巷交角调整技术交角调整的核心目标

通过调整工作面推进方向与老巷的夹角，将一次揭露老巷长度控制在7米以内，减少集中压力影响范围，实现由上而下逐级揭露老巷的安全作业模式。最优交角参数设定

根据太西集团一矿实践经验，工作面与老巷交角应大于10°，结合煤层倾角19°~25°的条件，通过加快上口推进速度动态调整角度，确保压力分散均匀。交角调整实施步骤

在距老巷20米前启动调整程序，地测部门每3巷实测工作面位置，技术人员每日在施工放大图标注揭露段坐标，通过局部推进速度控制实现预设交角。交角调整的技术优势

相比平行推进方案，斜交推进可使老巷积聚瓦斯提前释放，控顶面积减少40%以上，支架稳定性提升显著，某矿应用后过巷段冒顶事故率下降至0.3%。推进速度与揭露长度控制加快推进度的核心要求工作面过老巷时需加快推进度，实行边采边支护，最大限度减少空顶时间和面积，以此有效预防冒顶事故发生。交角调整与单次揭露长度限制通过加快上口推进速度，使工作面与老巷交角大于10°，确保由上向下逐级揭露老巷。当工作面开帮为0.9m时，每推进一巷揭露老巷长度不超过7m，减小对整个工作面安全生产的影响范围。推进过程中的动态监测地测部门在工作面过老巷6m前开始实测，之后每采3巷实测一次，每两天作一次地质素描；采煤队技术员根据实测结果，每日在施工放大图中标出工作面实际位置，指导安全推进。采高控制与煤层厚度管理

采高控制标准与目标根据过老巷区域煤层厚度，工作面采高应控制在确保顶部与老巷底板煤柱不小于1.0m的安全范围内，防止与老巷直接贯通引发支架失稳。

煤层厚度探测与监测过巷前2天由采煤队与地质人员联合，采用打眼探测方式检查顶煤厚度及工作面顶板与老巷底板间距，每3巷工作面实测1次并绘制地质素描。

特殊地段采高调整措施对地质构造复杂或煤层变薄段（如局部煤层厚度仅2.2m处），提前破底板调整采高，确保煤柱厚度符合安全要求，避免支架失去有效支撑。

采高与支护协同控制采高调整后需同步优化支架支护参数，通过加密支柱、增设戗柱等措施增强稳定性，结合顶煤厚度动态调整支护强度，实现采高与支护的匹配。工作面实测与位置校准方法

地测部门实测要求工作面过老巷6m前开始实测，之后每采3巷实测一次，每两天进行一次地质素描，指导采煤队掌握煤层标志层，确保工作面从老巷下部顺利通过。

施工位置动态标注采煤队技术员根据测量部门实测结果，每日在1:200施工放大图中标注工作面实际位置，并在施工前到现场标出揭露老巷段准确位置，提高职工安全警惕性。

顶煤及瓦斯探测措施每隔两天，采煤队和地质人员共同对工作面顶煤和煤帮打眼探测，测定顶煤厚度、工作面顶板与老巷底板间距及瓦斯积聚情况，为安全过巷提供数据支持。05顶板支护与加固技术老巷修复与临时支护措施

老巷通风与瓦斯处理对不通风的老巷，首先送风排出积聚瓦斯，瓦检员需现场值班，瓦斯浓度达到1.5%时必须停止工作、撤出人员并切断电源。

原支架修复工艺通风后在老巷原支架下打设一梁二柱或一梁三柱托梁棚子，对局部冒顶区域采用木垛接顶，确保支架承载能力。

压力集中区临时支护对压力大、顶板破碎的老巷，采用加密支护并加打木垛，必要时施工抬棚或长木梁托顶，木梁深入煤壁梁窝并打贴帮柱固定。

老巷清理与通道维护彻底清理老巷内积水、淤泥及杂物，确保通风、运输通道畅通，修复后的巷道断面需满足行人、运料及设备通行要求。加密支护与木垛设置规范

相交处支护加密标准工作面与老巷相交处控顶面积大、顶压集中，必须加密支护。采用一梁二柱或一梁三柱托梁棚子，排距缩小至原支护的60%-80%，确保支护强度。

木垛接顶操作要求对老巷支架上局部冒顶区域，使用木垛接顶。木垛应选用直径不小于15cm的优质木料，采用“井”字形交错码放，接顶必须严实，木垛间距不大于2m。

长木梁托顶技术参数老巷在工作面上方时，采用长度大于老巷宽度的长木梁托顶。木梁一头深入煤壁梁窝不小于0.5m，另一头置于沿倾斜方向的抬棚上，梁上用木料刹紧背严，背顶间距不大于0.3m。

采空区侧木垛布设规定回柱后，采空区侧必须及时打上木垛。木垛应垂直于工作面推进方向设置，间距根据顶板压力确定，一般为3-5m，木垛规格不小于1.5m×1.5m，确保有效托护顶板。长木梁托顶与抬棚支护工艺

长木梁选型与安装标准选用长度大于老巷宽度的优质长木梁，确保一头深入煤壁梁窝不少于0.5米，另一头置于沿倾斜方向架设的抬棚上，梁上用木料刹紧背严，保证顶梁与顶板全面接触。

抬棚支护结构设计要求抬棚采用一梁三柱或双排支柱形式，沿老巷走向间隔1.0-1.2米布置，支柱选用直径不小于18厘米的优质坑木，迎山角控制在3°-5°，确保承受老巷上方传递的垂直压力。

贴帮柱与木垛协同支护措施在长木梁煤壁端设置贴帮柱，柱距不大于0.8米，与煤壁间隙不超过0.2米；回柱后立即在采空区侧沿老巷走向每3米支设一个1.5米×1.5米的正方木垛，形成立体支护体系。

支护质量验收关键指标长木梁挠度不超过100毫米/米，抬棚支柱初撑力不低于90kN，木垛接顶严实率100%，贴帮柱钻底量≤100毫米，每班由技术员现场实测并记录，不合格支护必须立即整改。煤壁片帮预防与控制措施

煤壁预加固技术应用对破碎煤壁采用锚杆+金属网联合支护，锚杆长度不小于1.8m，间排距控制在800×800mm范围内，增强煤体整体性，防止片帮发生。

合理控制采高与推进速度过老巷期间采高控制在2.0-2.5m，日推进度不超过1.2m，减少煤壁暴露时间，降低压力集中导致的片帮风险。

及时支护与护帮措施爆破后立即进行临时支护，采用贴帮柱配合荆芭全断面封帮，柱距不大于0.8m，确保煤壁稳定性。

矿压监测与预警机制每班实测单体液压支柱工作阻力，当压力峰值超过25MPa时，加密支护并增设戗柱，提前规避片帮诱因。06瓦斯管理与爆破安全通风系统优化与瓦斯监测老巷通风预处理对不通风的老巷，必须首先送风排出积聚瓦斯，确保瓦斯浓度降至安全范围以下，为后续巷修和工作面推进创造安全环境。通风系统稳定性保障确保工作面和老巷的通风系统稳定可靠，通过优化通风路线、合理设置风筒和局部通风机，防止瓦斯积聚，满足作业面风量需求。瓦斯实时监测机制瓦检员必须在现场值班，随时检查作业区域内的瓦斯浓度。当瓦斯浓度达到1%时停止用电钻打眼，达到1.5%时立即停止工作、撤出人员并切断电源。特殊区域瓦斯处理凡体积大于0.5m³的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，周围20m内必须停止作业、撤出人员、切断电源，由矿抢救队员执行瓦斯排放措施。局部通风机与风筒布置要求局部通风机安装位置规范局部通风机必须安装在进风巷道中，距掘进工作面回风口不得小于10米，且安装地点巷道支护完好、无淋水、无杂物堆积，确保吸入新鲜风流。风筒材质与直径选择风筒应选用抗静电、阻燃材料，直径根据通风量计算确定，过老巷期间推荐选用直径不小于800mm的风筒，以保证有效风量满足瓦斯稀释需求。风筒敷设与连接标准风筒应沿巷道顶部或侧壁平直敷设，吊挂牢固，接头严密不漏风，异径风筒连接需使用过渡节。过老巷段风筒距工作面迎头距离不得大于5米，确保有效覆盖作业区域。备用通风机配置要求必须配备同等能力的备用局部通风机，并实现自动切换功能。主、备风机电源应取自不同母线段，保证在主风机故障时备用风机能在10分钟内启动运行。震动炮与手镐采作业规范

震动炮使用条件与参数控制工作面过老巷时，应尽可能放小炮或震动炮以减少对顶板的破坏。根据现场条件，需合理确定炮孔位置、角度及装药量，确保爆破后煤块适度破碎且不加剧顶板松动。手镐采作业转换时机当工作面即将透过老巷时，必须立即停止放炮作业，改为手镐采。此转换应在距老巷一定安全距离前完成，以人工方式缓慢落煤，最大限度保护老巷周边顶板稳定性。震动炮作业安全要求爆破作业必须由持有爆破作业许可证的专业人员操作，爆破前需检查瓦斯浓度，确保瓦斯浓度在1%以下方可进行。爆破后需等待炮烟散尽、瓦斯浓度降至安全范围，方可进入作业面。手镐采操作要点手镐采时应采用由上而下、由外向里的顺序落煤，严禁冒险蛮干。落煤过程中需随时观察顶板及煤壁情况，发现片帮、漏顶征兆立即停止作业并采取支护措施。爆破参数设计与安全距离控制

震动炮参数优化采用小炮或震动炮减少对顶板破坏，炮孔装药量控制在常规用量的60%-70%，炮孔间距根据煤层硬度调整，中硬煤层（普氏硬度2.0）宜为1.0-1.2m，确保爆破后煤块粒径≤300mm。

手镐采替代标准当工作面即将透过老巷（距离≤2m）时，立即停止放炮，改用手镐采。揭露段顶煤厚度＜1.5m时，严禁爆破，必须采用风镐落煤，防止破坏老巷顶板完整性。

安全距离设置标准爆破作业点与老巷边缘的最小水平距离不小于5m，与通风设施、电气设备的安全距离≥20m。放炮前必须撤离警戒区内所有人员，警戒半径不得小于30m。

瓦斯超限爆破禁令爆破前瓦检员必须现场检测瓦斯浓度，当瓦斯浓度≥1.0%时停止电钻打眼，≥1.5%时立即停止作业、撤出人员并切断电源，严禁在瓦斯超限区域实施爆破。07矿压监测与安全监控矿压监测设备与测点布置主要矿压监测设备包括单体液压支柱工作阻力检测仪、顶板离层仪、应力传感器等，用于实时监测支架承载、顶板变形及煤体应力状态。过老巷段测点布置原则在工作面与老巷相交区域及前后10m范围内加密测点，间距不大于5m；老巷正下方及两侧5m范围内增设应力传感器和顶板离层监测点。监测频率与数据要求过巷期间实行“一班三测”制度，即班前、班中、班后各监测一次；数据需实时传输至地面监控中心，异常数据（如支柱阻力突增10%）立即预警。监测数据应用机制根据监测结果动态调整支护参数，当顶底板移近量超过50mm/d或支柱工作阻力达到额定值90%时，立即停止作业并采取加固措施。支架工作阻力监测与分析

监测点布置原则在工作面压力峰区加密排距设置监测点，重点监测老巷揭露段及上下邻近区域，确保全面掌握支架受力状态。

监测频率与数据记录每班派专人对单体液压支柱工作阻力进行实测，详细记录数据，为压力分析和支护调整提供依据。

压力峰区处理措施针对监测发现的压力峰区，采取加密排距、支设戗柱等维护措施，放顶茬避开压力峰区，放顶茬间距控制在25m。顶板动态监测与预警机制

01矿压监测重点区域在工作面距老巷20m范围及过巷期间，对煤壁破碎带、支架承载状态、交角处应力集中区实施24小时连续监测，重点关注支柱工作阻力变化。

02监测指标与阈值设定设定单体液压支柱工作阻力预警值为额定值的80%，顶板下沉量超过50mm/班、瓦斯