（模板）工作面设计前风险辨识报告

××××煤业有限公司3上1105工作面设计前专项安全风险辨识评估报告2020年09月28日一、安全风险辨识评估小组按照采掘接续计划，××煤业有限公司2022年计划开采3上1105工作面。为了确保3上1105工作面掘进、开采过程中的安全生产，在3上1105工作面设计前，由总工程师组织，相关部门参加，成立了安全风险辨识评估小组。组长：副组长：主要成员：职责：1.收集与新工作面安全风险辨识评估相关的资料和信息。2.开展新工作面安全风险辨识、评估工作。3.制定安全风险管控措施，并转化应用。4.补充年度风险清单及管控方案。二、安全风险辨识评估范围本次安全风险辨识评估覆盖了与3上1105工作面相关的井上和井下所有区域、自然灾害、相关生产系统。安全风险辨识评估前，相关人员收集了与新工作面相关的以下资料和信息：1.地质地形资料。2.自然灾害情况。3.相邻采区和工作面的情况。三、工作面概况（一）工作面参数3上1105工作面沿煤层走向布置。工作面材料巷长度约1303m，运输巷长度约1480m，开切眼长度约175m，外切眼长度约173m。可采走向长度约1270m。（二）井上下位置和四邻关系3上1105工作面井下位于西十一采区中东部，东部为村庄保护煤柱（根据鲁煤规发字[2010]128号圈定），西部为西十一采区四条下山，南部为3上1103工作面采空区，北部为3上1107工作面采空区。3上1105工作面对应地面为湖区塌陷区域，区域内为鱼塘、沼泽和耕作农田，东距夏庄村195m，西北部距张白庄南港约120m，西部上方靠近二线船闸，南部为塌陷坑湖区，工作面内有常口河和引水渠河流通过。地面标高+32.9m～+33.6m。（三）煤层赋存及顶底板情况煤层赋存和顶底板情况分别见表1和表2。表1煤层赋存情况煤层厚度4.60～6.40m煤层结构较简单煤层倾角2º～16º4.9m12º开采煤层3上煤层煤种半亮型煤稳定程度稳定煤层情况描述3上1105工作面所处地层为二叠系山西组3上煤层，黑色，似玻璃光泽，由镜煤、亮煤、暗煤组成，细条带状，结构明显，阶梯状断口，内生裂隙发育，为半亮型煤。3上煤层厚度4.60～6.40m，平均4.9m。煤层结构较简单，煤层可采性指数（）为1.0；煤厚变异系数，煤层赋存稳定。表2工作面煤层顶底板顶底板名称岩石名称厚度/m岩性特征基本顶中砂岩、砂质泥岩76.4中砂岩，灰白色，少夹泥质条纹，成份主要为石英，长石次之。含少量暗色矿物，裂隙被泥钙质充填;砂质泥岩，深灰色，含粉、细砂质条带，水平层理，产植物化石碎片直接顶泥岩1.2～2.45黑灰色，泥质结构，含炭质及黄铁矿，似水平层理，参差状断口，松软，半完整，下部含大量植物叶部化石碎片1.82开采层3上煤层4.6～6.4黑色，似玻璃光泽，由镜煤、亮煤、暗煤组成，细条带状，结构明显，阶梯状断口，内生裂隙发育4.9直接底砂质泥岩3.2～7.8黑色，砂泥质结构，含钙质，参差状断口，半坚硬、较完整5.0（四）地质构造根据现有地质资料及三维勘探资料，工作面断层较发育，预计掘进揭露21条断层，落差大于3.0m的断层12条。F6断层在3上1107材料巷揭露落差11.0m，在3上1103运输巷揭露落差15.5m，落差较大，并通过两巷横穿工作面，断层附近存在次生断层的风险，断层对工作面掘进和回采影响较大，工作面断层产状见表3。表33上1105工作面断层产状情况巷道名称构造名称走向（°）倾向（°）倾角（°）性质落差（m）对回采影响程度运输巷f1105运122531535逆0-2.6有一定影响f1105运221630635正1.5影响较小f1105运319310350正3.5影响较大f1105运41708050正1.1影响较小f1105运517926970正1.6有一定影响f1105运61223265正0.5影响较小F6断层3588860正15.5影响较大f1105运73407060正1.5影响较小f1105运820529555逆0-2.6有一定影响F8-1断层21430460正5.0影响较大F8-2断层20729750-65正7.0影响较大f1105运9279960正0.8影响较小材料巷f11319510575-90正4.0影响较大f113-11657530-45正4.0影响较大F14断层22013050正4.0影响较大F6-1断层1758560正8.0影响较大F6断层1798945正11.0影响较大f11452-68142-15860-65正0-4.0影响较大F3断层17526560正15.5影响较大f1105材118427450正0.7影响较小f1105材222513565正2.0-6.0影响较大f1105材322713780正3.6影响较大切眼—————————————根据钻孔及周边工作面揭露情况预计该工作面掘进和回采过程中无岩浆岩体和陷落柱等地质现象。（五）水文地质矿井正常涌水量240m3/h，最大涌水量480m3/h，充水水源主要是顶板砂岩含水层属裂隙水，其富水性弱，以静储量为主，补给来源少。根据通用技术集团工程设计有限公司（原煤炭工业济南设计研究院有限公司）提交的《枣庄矿业集团××煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》，煤矿水文地质类型属中等类型。根据分析3上1105工作面顶板主要含水层由上至下依次为第四系、侏罗系、二叠系下石盒子组砂岩和山西组砂岩。根据钻孔资料，3上1105工作面第四系厚104.5～110.7m；侏罗系厚115.8～175.5m；二叠系下石盒子组砂岩厚149.3m～180.4m；二叠系山西组砂岩厚74～82.4m。工作面掘进围岩松动圈仅有3～５ｍ，对山西组砂岩层有轻微破坏，不会波及到二叠系下石盒子组砂岩、侏罗系砾岩和第四系等含水层，所以3上1105工作面掘进仅受山西组砂岩含水层水影响，不受上述其它含水层影响。由于巷道掘进对围岩的破坏较小，对地表湖区无任何影响，所以3上1105工作面掘进也不受地表水体的影响。该工作面掘进可能影响因素具体分析如下：1、山西组顶板砂岩水3上1105工作面上覆山西组顶板砂岩主要是中粒砂岩、砂质泥岩互层，泥钙质胶结，水平层理，裂隙稍发育。山西组顶板砂岩含水层富水性不均一，在正常地段补给条件较差，以静水量为主，富水性弱，在受构造影响地段岩层富水性相对增强。工作面掘进受围岩松动圈影响，巷道局部裂隙发育处岩层出水主要是顶板滴、淋水。2、构造裂隙水工作面断层较发育，预计揭露26条断层，落差大于3.0m的断层13条。其中F6断层在3上1107材料巷揭露落差11.0m，在3上1103运输巷揭露落差15.5m，该断层走向与3上1105两巷斜交并横穿工作面。根据采掘揭露，××井田范围内断层不含水也不导水，但是个别断层揭露时受附近构造裂隙发育影响，所以3上1105工作面掘进局部可能出现顶板滴、淋水现象。3、底板下三灰水、奥灰水三灰厚9.30m，上距3上1105工作面最小58.40m。矿井建井及生产期间先后在西十一轨道下山（-510m）、-600水平、-740水平分别对三灰水进行了钻探疏放，且-600外环水仓（标高-600m）全断面揭露三灰含水层无水。因此，三灰水不会对工作面回采构成威胁。依据现有工作面周边勘探钻孔资料未钻探到奥灰层位，依据地层层位分析，煤层距奥灰含水层大于190m，整个矿区奥灰突水最大系数为0.032Mpa，奥灰含水层水不会对工作面回采构成影响。4、老空区水该工作面南部（浅部）为3上1103采空区，北部（深部）为3上1107采空区，西部为西十一采区四条下山，东部邵集断层保护煤柱。相邻3上1103采空区内局部低洼处存在积水，预计积水量50970m3，积水下限标高-471.0m，最大水头21.2m，积水对3上1105运输巷沿3上1103采空区掘进构成影响。3上1105材料巷沿3上1107采空区及探巷掘进，其中3上1107探巷存在两处低洼积水，预计积水量分别58m3和41m3，由于3上1107探巷积水面低于3上1105材料巷底板，所以3上1107探巷积水不会对3上1105材料巷掘进构成影响。5、封闭不良钻孔分析面内及周边50m范围内无封闭不良钻孔，与施工巷道之间不存在畅通的导水联系通道，所以巷道掘进不受封闭不良钻孔影响。综上所述，3上1105两巷掘进中主要受3煤山西组顶板砂岩裂隙水影响和3上1103老空区积水影响。巷道正常掘进期间出水形式为顶板淋水、滴水，水源为山西组砂岩含水层水，参照3上1103掘进实际水量情况预计正常涌水量5m3/h，预估最大涌水量10m3/h，巷道过透老巷期间前可能钻探出水，提前编制好探放水预案。该工作面尚未回采，未进行水文地质勘探，初步预估工作面回采期间最大涌水量100m3/h，正常涌水量50m3/h，待工作面形成之后，对工作面进行瞬变电磁水文地质探测，精确预计工作面回采期间涌水量，编制工作面防治水预案。（六）瓦斯高煤公司历年瓦斯等级鉴定结果均为低瓦斯矿井。根据枣庄矿业（集团）有限责任公司文件《关于公布2020年煤矿瓦斯等级鉴定结果的通知》（枣矿集团字〔2020〕196号）的有关内容，高煤公司2020年矿井瓦斯等级鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量为3.58m3/min，相对瓦斯涌出量为0.60m3/t；矿井绝对二氧化碳涌出量为5.23m3/min，相对二氧化碳涌出量为0.87m3/t，为低瓦斯矿井。掘进工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.1m3/min，绝对二氧化碳涌出量最大为0.19m3/min；采煤工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.46m3/min，绝对二氧化碳涌出量最大为0.78m3/min。预计3上1105工作面煤层瓦斯压力0.148MPa，煤层瓦斯含量0.8978m3/t。正常生产的采掘作业地点一般不会出现瓦斯超限或积聚，但遇特殊地质条件时，可能会造成瓦斯积聚和超限。同时，采掘作业活动对通风系统可能会产生影响，如大面积冒顶堵塞通风路线。（七）煤尘和自然发火情况根据2016年山东鼎安检测技术有限公司鉴定，开采的3上煤层具有煤尘爆炸危险性，煤尘爆炸性指数为39.81%。2016年8月，经山东鼎安检测技术有限公司检测：3上、3下煤层均具有自然发火倾向，属II类自燃。3上煤样最短发火期为56天；3下煤样最短发火期为61天。本井田3上、3下煤层在生产中应按自然发火倾向的煤层考虑。（八）冲击地压2020年6月，徐州弘毅科技发展有限公司防冲研究中心对西十一采区进行了冲击倾向性鉴定，并编制了《高煤公司3上煤煤岩层冲击倾向性鉴定报告》，3上煤顶板和3上煤底板均属于Ⅱ类，为弱冲击倾向性的顶板岩层；3上煤层为弱冲击倾向性煤层。四、安全风险辨识通过对新工作面可能涉及的灾害信息、生产系统情况进行分析，确定如下危险源。（一）顶板1.工作面回采初次来压、周期来压、过断层及推采至“见方”影响区域时，工作面顶板可能大面积垮落。2.在掘进巷道开门口、贯通、过断层、切眼扩刷时，特别是在地质破碎带施工时，顶板及两帮易折落，存在冒顶片帮的风险。（二）水3.工作面掘进时探放水工程落实不到位，迎头排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面。4.工作面回采期间老塘大顶垮落,形成导水裂隙带，导通3上煤层顶板砂岩裂隙水，若工作面排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面。（三）瓦斯5.3上1105工作面顶板初次来压，顶板大面积垮落，导致采空区内大量气体涌入，造成瓦斯超限；工作面揭露地质构造复杂区和断层带附近可能出现瓦斯异常涌出。（四）煤尘6.采掘工作面的内外喷雾、转载喷雾及风流净化水幕、除尘风机等防尘设施安装不达标或维护不正常时，造成巷道内粉尘飞扬，可能导致煤尘超限或积聚。（五）火7.3上1105工作面所采煤层属Ⅱ类自燃，自然发火期56天，开采期间后部采空区遗煤发生自然发火。8.采掘工作面生产期间，电气设备失爆、设备摩擦等造成发火。（六）冲击地压9.3上煤层具有弱冲击倾向，煤体易产生应力集中而积聚较多的弹性变形能，从而发生冲击；在掘进期间揭露断层，受到构造应力影响，在断层附近易产生应力集中，发生冲击危险；工作面材料巷与邻近3上1107采空区边缘三角煤柱紧邻，煤柱内易产生应力集中，在采掘扰动下易发生冲击；开切眼附近受到断层构造、采空区等因素影响，掘进时易诱发冲击；工作面巷道在掘进时产生扰动应力，该应力与其他冲击危险因素应力叠加后可能使得被影响区域煤岩体达到冲击应力水平；3上1105工作面两侧紧邻采空区，为孤岛工作面，在当前采深下相较于正常开采危险程度增大。五、安全风险分析1.工作面回采初次来压、周期来压、过断层及推采至“见方”影响区域时，采空区压力会发生变化，应力集中，由于支架选型不当，支护能力低，支护参数不合理，压垮煤柱，导致顶板垮落。2.工作面巷道掘进时，巷道沿采空区侧，特别是在开门口、贯通、过断层、切眼扩刷及地质破碎带施工时，顶板压力较大，支护管理难度大，顶板和两帮破碎，支护不及时，存在发生冒顶和片帮事故的风险。3.工作面掘进时探放水工程落实不到位，迎头排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失。4.工作面回采期间老塘大顶垮落,形成导水裂隙带，导通3上煤层顶板砂岩裂隙水，若工作面排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失。5.正常情况下，工作面瓦斯绝对涌出量较小，顶板初次来压顶板发生大面积垮落，则可能会造成瓦斯大量涌出发生瓦斯爆炸事故。6.正常情况下，工作面瓦斯绝对涌出量较小，工作面揭露地质构造复杂区和断层带附近可能出现瓦斯异常涌出，可能会发生瓦斯爆炸事故；在生产过程中，破煤、落煤、装煤、转载、运输等过程中会产生大量的煤尘，各种防尘设施在正常情况下均能够正常使用，但在个别情况下会出现故障，导致煤尘超限或积聚。7.3上1105工作面遇断层等特殊构造，回采速度慢，采空区持续漏风，若隅角封堵、防火注浆等措施落实不当，工作面后部采空区遗煤会出现自然发火。8.采掘工作面生产期间，电气设备失爆、设备摩擦等造成发火。9.3上煤为弱冲击倾向性，顶板为弱冲击倾向性，底板为弱冲击倾向性。孤岛工作面采掘生产期间，受采空区、锐角煤柱、断层、巷道交叉及超前应力影响，可能发生冲击地压事故，存在发生冲击地压的风险。六、安全风险评估采用风险矩阵评估法，由风险发生的可能性和可能造成的损失评定分数，进而确定相应的风险等级。也就是根据危险事件发生的可能性及其可能造成的后果的乘积来衡量风险的大小，其计算公式是：风险值R=L×S；式中，L表示发生事故的可能性；S表示发生事故的后果严重性（见下表4）。表4风险矩阵评估表通过对辨识出的9项安全风险进行评估，3上1105工作面掘进和回采期间，确定重大风险3项、较大风险2项、一般风险4项，详见表5。表5安全风险评估结果危险源风险描述风险评估LSR风险等级顶板工作面回采初次来压、过断层及推采至“见方”影响区域时，采空区压力会发生变化，应力集中，由于由于支架选型不当，支护能力低，支护参数不合理，压垮煤柱，导致顶板垮落，造成设备损坏、人员伤亡4416一般风险顶板巷道掘进时，巷道沿采空区侧，特别是在开门口、贯通、过断层、切眼扩刷及地质破碎带施工时，顶板压力较大，支护管理难度大，顶板和两帮破碎，支护不及时，存在发生冒顶和片帮事故的风险4312一般风险水工作面掘进时探放水工程落实不到位，迎头排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失4624较大风险水工作面回采期间老塘大顶垮落,形成导水裂隙带，导通3上煤层顶板砂岩裂隙水，若工作面排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失2612一般风险瓦斯工作面顶板初次来压，顶板大面积垮落，导致采空区内大量气体涌出，可能造成瓦斯超限；工作面揭露地质构造复杂区和断层带附近可能出现瓦斯异常涌出，可能会发生瓦斯爆炸事故4624较大风险煤尘在生产过程中，破煤、落煤、装煤、转载、运输等过程中会产生大量的煤尘，各种防尘设施和监测设备由于安装不达标或维护不正常时，，造成巷道内粉尘飞扬，可能导致煤尘超限或积聚，发生煤尘爆炸事故5630重大风险火3上1105工作面采空区可能自然发火5630重大风险火采掘工作面生产期间，电气设备失爆、设备摩擦等造成发火2612一般风险冲击地压3上煤为弱冲击倾向性，顶板为弱冲击倾向性，底板为弱冲击倾向性。孤岛工作面采掘生产期间，受采空区、锐角煤柱、断层、巷道交叉及超前应力影响，可能发生冲击地压事故。5630重大风险七、安全风险管控措施针对上述安全风险采取管控措施，见表6。表6安全风险及管控措施危险源风险描述安全风险管控措施顶板工作面回采初次来压、周期来压、过断层及推采至“见方”影响区域时，采空区压力会发生变化，应力集中，由于支架选型不当，支护能力低，支护参数不合理，压垮煤柱，导致顶板垮落，造成设备损坏、人员伤亡加强回采、掘进以及修复地点的支护强度和质量监测；根据埋深、煤厚、顶底板条件合理进行支架的选型，避免出现冒顶的风险；回采阶段严格按照操作规范进行两巷的维护，避免出现空顶作业、超前支护失效等情况；工作面初次来压、过断层、见方区域做好补强支护措施，强化矿压监测，确保顶板安全。顶板巷道掘进时，巷道沿采空区侧，特别是在开门口、贯通、过断层、切眼扩刷及地质破碎带施工时，顶板压力较大，支护管理难度大，顶板和两帮破碎，支护不及时，存在发生冒顶和片帮事故的风险及时根据掘进迎头实际情况，认真编制、完善安全技术措施。工作面掘进期间，加强顶板围岩每班观测，特别是对岔门点、断层等构造区域的围岩破碎情况加强观测，及时根据现场情况，采取减小锚杆间排距、补打锚索或扶棚等加强复合支护；掘进过程中使用好临时支护，同时要保证施工质量；要对后路沿途的顶板进行巡查并及时安排修复水工作面掘进时探放水工程落实不到位，迎头排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失1.该工作面主要受3上1103工作面采空区水害威胁，3上1105运输巷掘进时进入采空区探水范围必须进行探放水。在探放水时，必须执行安全超前距、现场有足够大的排水能力，避免造成水害事故。2.工作面掘进迎头一旦出现煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或者裂隙渗水、钻孔喷水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时，应当立即停止作业，撤出所有受水患威胁地点的人员，报告矿调度室，并发出警报。在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。3.工作面掘进完成后，地测科采取瞬变电磁法重新预计工作面涌水量，并编制工作面防治水预案。回采前根据工作面防治水预案安设排水泵及管路，确保工作面防治水安全。4.生产区队要定期对排水系统进行检查、维护，并安排专人负责水仓、沉淀池和排水沟的清挖工作。确保排水系统正常运行。5.一旦水量突然增加发生水淹巷道事故，要按既定避水灾路线撤人，同时向调度室和有关领导汇报。6.加强水文地质观测，做好预测预报。水工作面回采期间老塘大顶垮落,形成导水裂隙带，导通3上煤层顶板砂岩裂隙水，若工作面排水能力不能满足要求，涌水将淹没工作面，造成损失瓦斯工作面顶板初次来压，顶板大面积垮落，导致采空区内大量气体涌出，可能造成瓦斯超限根据工作面生产实际，做好通风系统维护、调整工作，保证通风系统正常、稳定可靠；风筒工对沿途风筒每天进行巡查，发现问题及时处理；严格瓦斯检查，工作面迎头每班不少于两次，严禁空班漏检，并在现场填写牌板，做好记录，确保牌板、瓦斯日报、瓦检手册“三对口”；按照要求安装瓦斯监测传感器，每15天标校一次。工作面揭露地质构造复杂区和断层带附近可能出现瓦斯异常涌出，可能会发生瓦斯爆炸事故煤尘在生产过程中，破煤、落煤、装煤、转载、运输等过程中会产生大量的煤尘，各种防尘设施和监测设备由于安装不达标或维护不正常时，，造成巷道内粉尘飞扬，可能导致煤尘超限或积聚，发生煤尘爆炸事故严格编制执行矿井预防隔绝煤尘爆炸的措施；按规定建立完善防尘系统；完善工作面防尘管路；按规定做好粉尘检测计划并实施；维护、使用好防尘设施火工作面采空区可能自然发火按规定编制采煤工作面专项防灭火措施并严格落实执行；执行落实预防性灌浆措施；做好人工气体巡查巡测工作，上齐、用好安全监控设备；优化生产接续，保持采煤正常推进度；加强回收率管理，严禁随意撇顶底煤；使用好隅角挡风帘。火采掘工作面生产期间，电气设备失爆、设备摩擦等造成发火加强皮带运输系统的检查，保证滚筒、托辊等运转部位正常，防止皮带跑偏，防止皮带下积煤；加强工作面供电系统的专项检查，重点对接线工艺、接地装置、保护投入及整定情况进行检查，确保符合规程要求；根据《煤矿安全规程》第483条要求，组织机电专业组做好防爆电气设备、电缆的专项检查，严禁出现设备失爆现象；提高现