综采工作面过无碳柱安全技术措施培训课件

综采工作面过无碳柱安全技术措施培训课件CONTENTS目录01无碳柱概述与工程影响02施工前准备工作03采煤机直接切割工艺04爆破法施工技术CONTENTS目录05顶板与支护管理06安全风险防控07施工组织与管理08案例分析与经验总结01无碳柱概述与工程影响无碳柱的定义与地质特征无碳柱的定义

无碳柱是指煤层中含碳量极低或不含碳的柱状或不规则状地质构造体，与周围煤层存在明显差异，常见于煤矿工作面。无碳柱的主要特征

无碳柱通常具有较低的强度和较高的脆性，充填物多为灰岩、砂岩、泥岩等，部分胶结良好、质硬，可能不含水或存在一定涌水风险。无碳柱的形成原因

无碳柱的形成与地质构造运动、沉积环境变化及煤化作用异常等因素有关，导致局部煤层中碳元素流失或减少而形成。无碳柱的常见规模

无碳柱规模大小不一，倾向长可达45米、走向长78米（如山西焦煤西山煤电官地矿23600工作面无碳柱），小型无碳柱长轴约10米、短轴约5米。无碳柱对综采工作面的危害分析顶板管理难度显著增加无碳柱区域顶板通常较为破碎，岩性多为泥岩等松软岩体，易出现冒顶、漏顶事故，需加强支护和顶板监控，如24102综采工作面揭露的陷落柱高度达3米，增加了顶板维护的复杂性。支护系统承载风险升高无碳柱充填物强度低、稳定性差，导致支护结构受力不均，支架初撑力需达24-25MPa以上，且易出现漏液、串液现象，对支护设备的完好性和可靠性提出更高要求。采煤机截割阻力大幅增加无碳柱充填物如灰岩、砂岩等硬度较高，采煤机直接切割易造成截齿磨损加剧、牵引负荷超限，甚至需采用爆破预处理，如B2106工作面因岩石过硬需实施震动爆破，影响回采效率。片帮与运输系统堵塞风险无碳柱段煤壁稳定性差，易发生片帮伤人事故，需支设贴帮柱；爆破后若产生大块矸石（直径≥300mm），可能堵塞刮板输送机，需人工破碎，增加作业风险和劳动强度。瓦斯与粉尘安全隐患凸显爆破作业可能扰动瓦斯积聚，需严格执行“一炮三检”制度，瓦斯浓度超过1%严禁爆破；同时爆破产生的煤尘需及时冲洗，架间喷雾需提前开启，防范粉尘爆炸风险。典型无碳柱案例工程影响

回采效率降低与成本增加如24102综采工作面揭露高度约3米的陷落柱（泥岩质），采用爆破落岩方式通过，导致回采进度放缓，单日推进度较正常情况下降约30%，同时增加了爆破器材、人工及设备维护成本。

顶板管理难度显著提升10108工作面过无碳柱（充填物为灰岩、砂岩）时，因岩体胶结坚硬、结构破碎，顶板易出现漏冒顶预兆，需采用板梁勾顶、贴帮柱支护等强化措施，支架初撑力需维持在25MPa以上，较正常段提高约4MPa。

设备损伤风险增高B2106工作面过无碳柱（9#-17#支架处）时，因岩石过硬导致采煤机截齿磨损加剧，需每推进5米检查更换截齿；爆破作业中若防护不当，易造成支架立柱、阀组损坏，曾发生因未有效覆盖废旧皮带导致2台支架液压管路破裂的案例。

施工组织复杂性增加山西焦煤某矿23600工作面过走向长78米无碳柱时，因滚帮现象严重，需实施超前拉架、穿梁维护等特殊工艺，每班需额外配置2名经验丰富的老工人监控顶帮变化，作业人员劳动强度增加约40%。02施工前准备工作地质勘察与方案设计

无碳柱地质特征分析需查明无碳柱位置、范围（如倾向长45米、走向长78米）、岩性（如泥岩、灰岩、砂岩）、硬度、胶结程度及含水情况，为施工方法选择提供依据。

施工方法选择原则若岩石松软（如全部为泥岩），采用采煤机直接切割、平推硬过；若岩石坚硬，采煤机无法切割时，则采用人工打眼、放炮（震动炮）方式破碎后通过。

施工工艺参数确定割煤时采高控制在2.0-2.6m，截深600mm；移架降架20-30cm，支架初撑力不低于24-25MPa；爆破时炮眼深度0.6-1.5m，装药量0.2-0.4kg/眼，封泥长度不小于炮眼深度1/2。

方案设计审批流程由矿、科研究制定方案，经采煤副总、安全副总、安监处、生产技术科等多部门会审签字批准，确保方案科学可行，符合《煤矿安全规程》要求。设备检查与维护要求日常检查内容与标准每班接班后对采煤机、刮板输送机、液压支架等设备进行全面检查，重点包括采煤机截齿磨损与丢失情况、支架液压系统漏液串液情况、运输机连接紧固状况，确保设备无带病运行。液压系统维护关键指标支架初撑力不低于24-25MPa，泵站出口压力不小于19MPa；定期检查立柱、阀组及管路，确保无漏液、串液现象，坏损件及时更换，保证支护系统稳定可靠。特殊设备防护措施爆破作业前，对距爆破点20米范围内的支架立柱、阀组、电缆及采煤机等设备，采用废旧皮带捆绑或设置挡矸帘进行保护，防止爆破飞石损坏设备。设备运行状态监控要求采煤机通过无炭柱时降低牵引速度，随时监控截齿消耗及运行负载；运输机需保持平、直、稳，底板下沉时用圆木垫实，确保沿底板割平，避免出现台阶。材料准备与安全防护措施基础施工材料准备准备风管、水管并确保其正常使用；配备风钻、火药箱、雷管箱、爆破器及各种警戒牌等设备且保证齐全完好；备用废旧皮带若干，用于设备保护；准备木板梁不少于50块，圆木等支护材料码放于距工作面不大于50米的付巷。机电设备检查与维护加强泵站、支架等液压系统检修，确保过无碳柱期间设备正常运转，坏损件及时更换，严禁设备带病运行；检查采煤机截齿磨损、丢失情况，适当降低牵引速度，保证机组能够有效闭锁溜子。设备与管线保护措施对爆破可能波及的支架前后立柱活柱捆绑皮带和做挡矸帘；用废旧皮带对爆破点附近20米范围内的所有设备、支架立柱、阀组、液压管路进行全面覆盖保护；将通讯、照明从放炮段前后拆30米，防止放炮击坏。作业环境安全准备调整两端头安全出口、运输机与转载机的搭接，保证出口畅通，避免运输机拉回煤；施工前对作业地点安全状况进行详细检查，处理活矸浮石，严格执行“敲帮问顶”制度，确认无危险后方可施工。03采煤机直接切割工艺适用条件与工艺参数无碳柱处理方法选择条件若岩石硬度软（如泥岩），采用采煤机直接切割、平推硬过；若岩石坚硬，采煤机无法切割时，则采用人工打眼、放炮方式通过。割煤工艺参数要求采高控制在2.0-2.2m，截深600mm；机组正常割煤需追机拉架，拉架距机组超过两架时必须停机拉架；过无碳柱段后需返刀空刀装煤以保证装煤效果。支架操作参数标准移架时先降架20-30cm，顶板不平时铺设板梁，板梁一端露出顶梁250mm；支架初撑力不低于25MPa，确保不漏液、不串液；无碳柱段底板下沉时用圆木垫溜子，保证溜子平、直、稳。爆破作业关键参数炮眼深度不小于0.6m，每眼装药量不超过0.2Kg，封泥长度不小于炮眼深度的1/2；采用三排五花眼布置，眼距0.6-1.5m，排间距1.3m；一次性起爆不超过5个炮眼，使用乳化炸药和毫秒延期电雷管。割煤作业安全操作规范01割煤参数控制标准采高严格控制在2.0-2.2m，截深设定为600mm。机组行至距无碳柱5个架时，需检查截齿磨损情况并降低牵引速度，严禁超负荷运行，确保割煤平稳过渡。02追机拉架安全要求机组正常割煤时必须追机拉架，拉架距离不得超过机组两架，若超出必须停机拉架后再开机。移架时先降架20-30cm，顶板不平时铺设板梁，板梁一端露出顶梁250mm，升架后确保支架初撑力不低于25MPa。03特殊情况返刀操作在无碳柱段（如16#-29#支架区域），机组正常割过后需停机返刀进行空刀装煤，以保证装煤效果。返刀作业时，必须确认周围无人员逗留及设备障碍。04顶板与煤帮监控割煤过程中，需安排专人监控顶帮变化，发现顶板破碎或煤帮片帮预兆时，立即停机处理。执行“敲帮问顶”制度，及时清除活矸危岩，必要时采取超前拉架、穿梁维护等措施。推移运输机与支架管理

01运输机推移顺序与要求移溜时应顺序进行，可对溜子进行起吊，保证沿底板割平。无碳柱段如底板下沉，必须用圆木垫溜子，确保溜子平、直、稳。

02支架初撑力管理标准支架初撑力不低于25MPa，并保证不漏液、不串液。无碳柱段支架需实现带压拉架，前梁顶死煤帮，及时打出护帮板。

03顶板维护与板梁铺设规范移架时若顶板不平，需铺设板梁保证支架接顶，板梁一端露出顶梁250mm。降架上板梁操作时，人员在人行道内作业，老工人监控顶帮变化。

04设备保护与异常处理推移运输机前需检查设备完好性，确保机组能有效闭锁溜子。遇大块矸石（φ≥300mm）必须停机破碎，严禁进入运输系统。04爆破法施工技术炮眼布置设计与参数选择

炮眼布置方式根据无炭柱岩石硬度和工作面条件，可采用两排或三排布置。两排布置时，眼距0.8米，排间距1.3米，上排距顶板0.6米，下排距底板0.3米；三排五花眼布置时，第一排距顶板0.5米，第三排距岩石底部0.5米，第二排在第一、三排中间，眼距0.6米。

炮眼深度与角度炮眼深度一般不小于0.6米，采用风钻打眼时，配合1.5米或2米长钻杆。打眼角度方面，风钻与无炭柱段成85°夹角；半煤岩时炮眼距刮板输送机0.2米下倾10°-15°；全岩时底眼同样下倾10°-15°，顶眼水平布置。

装药量与封泥要求装药量需根据岩性调整，每眼装药量不超过0.2-0.4Kg，顶眼每眼装药量不得超过0.3kg，底眼不得超过0.4kg，以放震动炮为准。封泥长度不得小于炮眼深度的1/2，并使用粘土炮泥封满，严禁用煤粉或块状材料充当炮泥。

起爆方式与数量控制采用毫秒延期电雷管引爆，煤矿许用乳化炸药。一次性起爆不超过5个炮眼，必须一次装药一次爆破，每次爆破长度不得超过10米，以确保爆破效果和施工安全。装药与封孔操作要求炸药与雷管选择标准必须使用煤矿许用三级乳化炸药和毫秒延期电雷管，严禁使用非许用爆破材料。正向装药操作规范采用正向装药结构，雷管聚能穴朝向眼底，确保起爆可靠性。顶眼装药量≤0.3kg/眼，底眼装药量≤0.4kg/眼。炮眼封泥技术要求封泥长度不得小于炮眼深度的1/2，优先使用水炮泥+粘土炮泥组合，封泥需捣实充满炮眼，严禁用煤粉或可燃性材料代替。装药前检查要点装药前必须检查炮眼深度、角度及岩性，发现炮眼内有瓦斯、积水或裂隙时严禁装药，并立即汇报处理。爆破安全防护与警戒设置

设备与支护防护措施爆破前，需用废旧皮带对放炮段前后各10-20米范围内的支架立柱、阀组、液压管路、电机、减速器等设备进行全面覆盖保护，确保设备免受飞石冲击。对爆破可能波及的支架，需检查并确保其初撑力符合要求，必要时进行加固。

爆破警戒范围与设置要求班组长需亲自布置警戒，在所有通往爆破地点的通路上设置警戒点，警戒距离不得小于100米。警戒点处必须设置警戒牌、拉警戒绳，并安排专人在安全地点警戒，严禁无关人员进入。

爆破前人员与设备撤离规定爆破前，所有无关人员必须撤离至警戒线以外的安全地点。采煤机、刮板输送机等设备必须断电闭锁，采煤机停放位置距爆破地点的安全距离不得小于60米。

爆破后检查与隐患处理爆破后，待炮烟散尽，班组长、安全员、爆破员必须对爆破地点的顶板、支护、瓦斯、残爆、拒爆及设备完好情况进行全面检查，处理活矸危岩，确认无安全隐患后方可恢复作业。爆破后矸石处理工艺

大块矸石破碎要求爆破后，若出现大于300mm×300mm的大块矸石，必须停机闭锁采煤机和刮板输送机，采用人工使用大锤破碎或风镐支碎的方式处理；严禁使用采煤机硬破。当矸石外形尺寸超过600mm×600mm，在保证最小抵抗线及封泥长度均大于300mm的前提下，按《煤矿安全规程》第329条第六项浅眼爆破方法破碎。

矸石出渣与运输管理爆破后及时进行支护帮护顶，处理大块岩石后进行出渣；采用采煤机清矸，确保运输机平稳运行。运输时，大块矸石未进行破碎严禁进入运输系统，防止损坏运输设备。同时，与皮带队、矿调度联系好，做到煤矸分装分运，保证煤质。

作业安全防护措施在煤壁侧机道内捣大块矸石时，必须先断电闭锁采煤机和刮板输送机。作业前严格执行“敲帮问顶”制度，处理爆破地点的活矸、危岩，确认无危险后方可作业。采煤机截割过后，及时进行支护，严禁空顶作业，对顶板破碎段及时铺设金属网。05顶板与支护管理支架操作与初撑力控制

带压拉架与护帮板操作无炭柱段支架必须实现带压拉架，前梁顶死煤帮，并及时打出护帮板，升紧支架，确保对顶板的有效支护。

支架初撑力标准支架初撑力不低于25MPa，并保证支架不漏液、不串液，确保支架对顶板的支撑强度。

顶板不平处理措施顶板不平时，需铺设板梁保证支架接顶，板梁一端露出顶梁250mm，由专人在人行道内操作，老工人监控顶帮变化。顶板维护与板梁铺设技术

顶板维护核心要求移架时先降架20-30cm，顶板不平时需铺设板梁保证支架接顶，支架初撑力不低于25MPa，确保不漏液、不串液，及时处理活矸浮石，防止冒顶片帮。

板梁铺设操作规范板梁一端露出顶梁250mm，人员在人行道内放置板梁，旁边必须有老工人监控顶、帮变化。顶板破碎时及时用板梁勾顶背实，保证支架接顶严密。

特殊情况顶板管理若发现漏冒顶预兆或无炭柱有缩小趋势，用锚链将铁道或圆木固定于支架间，前端顶住煤壁，必要时打设单体支柱或顺面抬棚维护，严禁空顶作业。

推移运输机支护保障无碳柱段如底板下沉，必须用圆木垫溜子，保证溜子平、直、稳。移溜时顺序进行，可对溜子进行起吊，确保沿底板割平，同步加强支护防止顶板变形。特殊地段支护加强措施

无炭柱段支架支护强化无炭柱段支架必须实现带压拉架，前梁顶死煤帮，及时打出护帮板，升紧支架，确保初撑力不低于24MPa，且保证支架不漏液、不串液。

顶板维护与板梁铺设移架时若顶板不平，需铺设板梁保证支架接顶，板梁一端露出顶梁250mm；顶板破碎段及时铺设金属网，必要时采用锚链固定铁道或圆木于支架间进行勾顶护帮。

贴帮柱支设要求打眼前，对无炭柱段必须支设贴帮柱，支设前需敲帮问顶，处理片帮及顶板冒落危险，确保作业安全。

运输机及底板处理无炭柱段如底板下沉，必须用圆木垫溜子，保证溜子平、直、稳；移溜时顺序进行，必要时可对溜子进行起吊，确保沿底板割平。06安全风险防控常见安全风险识别

顶板管理风险无碳柱区域顶板易出现破碎、漏冒顶现象，如未及时支护或支护强度不足，可能导致顶板塌落伤人。需重点关注顶板活矸、危岩及支架初撑力是否达标。

片帮伤人风险无碳柱煤壁稳定性差，易发生片帮事故。打眼前未支设贴帮柱、未严格执行“敲帮问顶”制度，可能导致煤壁片落造成人员伤亡。

爆破作业风险爆破时若警戒不到位、装药量过大、封泥长度不足或未保护好设备管线，可能引发爆破伤人、设备损坏或瓦斯爆炸等事故。残炮、瞎炮处理不当也存在重大安全隐患。

机电设备风险采煤机、刮板输送机等设备在无碳柱段易因岩石过硬导致过载、截齿损坏，或因爆破冲击受损。设备带病运转、未断电闭锁进行作业，易造成机械伤害。

瓦斯与粉尘风险爆破作业可能扰动瓦斯，若瓦斯浓度超过1%仍进行爆破，易引发瓦斯爆炸。同时，爆破产生的煤尘若未及时降尘处理，可能达到爆炸浓度，增加安全风险。瓦斯与粉尘防治措施瓦斯浓度监测与预警爆破前必须检查爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度，瓦斯浓度＞1%时，严禁联线爆破。瓦斯员加强架间、工作面、高冒区等作业区域及进出无炭柱时的瓦检工作，发现瓦斯异常立即汇报处理。爆破前后瓦斯管理爆破前，无关人员撤离至警戒线以外的进风侧；爆破后，待炮烟吹散，班组长、爆破员、安全员等必须对爆破地点瓦斯浓度进行复查，确认安全后方可恢复作业。粉尘综合治理过构造期间保证采机喷雾及架间喷雾完好，爆破前至少开启下风侧三道架间喷雾；爆破后对爆破地点及附近20米范围内及时进行冲洗，降低粉尘浓度，防止煤尘爆炸风险。通风系统保障加强掘进工作面通风与瓦斯管理，严禁在风量不足时作业。确保通风系统稳定，有效稀释和排除瓦斯及粉尘，为无炭柱段施工提供良好作业环境。设备保护与管线防护

支架及液压系统保护采用废旧皮带对爆破段前后10至20米范围内的支架立柱、阀组、液压管路进行全面覆盖保护，确保立柱、阀组全端面遮盖，防止爆破飞石损坏设备。

采煤机及运输设备防护爆破前，采煤机必须停放于距爆破点不小于60米的安全位置，并对电机、减速器等关键部件使用废旧皮带进行包裹防护。刮板输送机需断电闭锁，并清理机道内物料。

电缆与管路安全措施对爆破影响范围内的电缆、风管、水管等管线，采取迁移、包裹或架设防护挡板等措施。爆破前检查管线连接是否牢固，爆破后及时检查修复受损管线。

警戒区域设备隔离爆破警戒区域内的非必要设备需撤离或采取双层防护措施，警戒点设置在距爆破地点100米以外的安全通道，严禁设备、人员进入警戒区。应急处置预案

冒顶片帮事故应急处置立即停止作业，组织人员撤离至安全区域。由班组长、安全员现场观察顶板及煤壁情况，采用长柄工具处理活矸危岩，对空顶区域使用板梁、圆木及时支护，必要时架设木垛加固。若有人被困，严禁盲目施救，立即汇报调度室并制定救援方案。

爆破事故应急处置发生拒爆、残爆时，爆破工必须立即切断电源，撤离人员至安全地点。15分钟后由爆破工、班组长、安全员共同检查，按《煤矿安全规程》第342条规定处理：在距拒爆炮眼30cm处平行打新炮眼，装药起爆。严禁用镐刨或从炮眼中拉出雷管、炸药。

瓦斯超限应急处置瓦检员发现瓦斯浓度超过1%时，立即责令停止作业，切断电源，撤离人员。采取加强通风措施，待瓦斯浓度降至0.8%以下并稳定30分钟后，经瓦斯员检测确认安全，方可恢复作业。期间严禁开关电气设备，严禁明火作业。

透水征兆应急处置发现挂红、挂汗、空气变冷、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙渗水等透水征兆时，立即停止作业，撤出所有受水威胁区域人员至安全地点，并汇报矿调度室。同时，安排专人监测水情变化，严禁擅自返回危险区域。07施工组织与管理作业人员职责与分工班组长职责负责班前隐患排查、作业现场安全指挥，组织落实敲帮问顶制度，监督各岗位人员按规程操作，协调解决施工中出现的问题，确保过无碳柱期间安全措施执行到位。采煤机司机职责严格控制割煤速度，按规定采高（如2.0-2.2m或2.6m）平稳过渡无碳柱段，追机拉架距离不超过两架，发现截齿磨损或设备异常立即停机处理，严禁超负荷运行。支架工职责执行带压拉架，确保支架初撑力不低于24-25MPa，及时打出护帮板，顶板不平时铺设板梁并保证接顶严密，监控顶帮变化，发现漏冒顶预兆立即采取勾顶等措施。爆破工职责严格执行“一炮三检”和“三人连锁”制度，按爆破图表进行打眼、装药、封泥（长度不小于炮眼深度1/2），负责警戒区域设置及爆破后安全检查，处理拒爆、残爆。安全员与瓦检员职责安全员监督全过程安全措施落实，检查支护质量与设备防护；瓦检员实时监测瓦斯浓度，爆破前确保瓦斯浓度＜1%，发现异常立即汇报并协助处理。施工流程与质量控制

无炭柱段施工工艺流程施工工艺顺序为：割煤顺序降架移架—铺设木板梁、升架—移溜。若充填物过硬需放炮时，流程为：交接班处理隐患→打眼→装药→放炮→处理隐患→出渣→割煤。

割煤与移架作业要求机组正常割煤后需返刀空刀装煤，追机拉架距离不超过两架；移架时先降架20-30cm，顶板不平时铺设板梁，板梁一端露出顶梁250mm，支架初撑力不低于25MPa，确保不漏液、不串液。

爆破作业控制要点采用风钻打眼，乳化炸药及毫秒延期电雷管，炮眼深度不小于0.6m，每眼装药量不超过0.2Kg，封泥长度不小于炮眼深度1/2，一次性起爆不超过5个炮眼，眼距0.8米，两排布置，排间距1.3米。