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一次采全高工作面災害綜合防治措施初探

文檔作者：張日林，張愛軍文檔來源：潞安環(huán)能股份公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月29日
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總第178期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．06．01 1
一次采全高工作面災害綜合防治措施初探
張日林，張愛軍
(潞安環(huán)能股份公司王莊煤礦，山西長治046031)
摘要：回采工作面的安全管理是煤炭生產(chǎn)的重中之重，王莊煤礦在+540 m水平新區(qū)8101工作面進行
7 厚煤層一次采全高試驗，在潞安礦區(qū)尚屬首次，在全國也少有，建立和完善安全管理體系和安全管理制
度．對回采工作面進行全方位的安全管理，可使回采工作面保持良好的生產(chǎn)秩序，通過加強和完善一次采
全高工作面應對各類災害的各項保障技術(shù)和措施，保證了工作面安全生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：一次采全高；厚煤層；防治措施
中圈分類號：TD7 文獻標識碼：B 文章編號：1005—2798(2014)06—0036—03
工作面概況 霎 羆 嘉
1．1 地質(zhì)條件 保護煤柱。工作面煤層底板傾角一般在3—7。。工
8101工作面是王莊煤礦81采區(qū)首個回采工作面， 作面頂?shù)装鍫顩r見表1。
該面位于東崔村南約550 m，地面標高902～906 ITI，工
表1 8101工作面頂?shù)装鍫顩r
1．2 開采技術(shù)條件
8101工作面沿煤層傾向布置。工作面切眼長
度為270 m，運巷長度為939 m．風巷長度為866 1TI。
該面所采為3號煤．賦存于二疊系山西組地層中，為
陸相湖泊型沉積．煤層厚度穩(wěn)定，煤厚平均6．3 in，
局部可達到7 ITI以上，煤的普氏系數(shù)廠=1～3，全煤
含夾矸5層，總厚度0．78 ITI，其中上分層所含夾矸
局部有變厚現(xiàn)象，夾矸最大厚度可達0．4 m。根據(jù)
現(xiàn)有資料和周圍已掘巷道的揭露情況分析。未發(fā)現(xiàn)
影響回采的其它地質(zhì)構(gòu)造。從坑透資料分析：本工
作面存在2個異常區(qū)，1號異常區(qū)：靠近切眼的60 in
范圍內(nèi)：2號異常區(qū)：距離切眼450 700 m范圍內(nèi)。
1．3 工作面巷道支護特征
運巷為5．5 ITI×4．5 ITI矩形斷面全錨(網(wǎng))聯(lián)合
支護巷道，排距為900 mna。頂板支護：每排采用
D22 mm×L2 400 mm的高強度錨桿7根，錨桿間距
850 mm，錨索加強支護為每1．8 m 布置3根
D18．9 mm的預應力錨索。間距1 400 mm．錨索孔深
36
度為7．0 ITI，錨索長度為7．3 In。兩幫支護：采用
D20 mm×L2 400 mm的高強度錨桿5根，間距為梁
頭往下200 mm、1 000 film、1 000 mm、1 000 mm、
1 000 mm、300 mm。凈斷面24．75 ITI ，主要用于運
煤、進風及列電、膠帶、轉(zhuǎn)載機等設備布置。
風巷為5 1TI×4．2 ITI矩形斷面全錨(網(wǎng))聯(lián)合支
護巷道，排距為900 mm。頂板支護：每排采用
D22 mm×L2 400 mm的高強度錨桿6根，每隔
2．7 m在巷道頂板加打設2根D18．9 mm×L8．3 m
錨索。凈斷面21 m ，主要用于運料、回風。
2 完善一次采全高工作面回采安全技術(shù)保
障措施
2．1 工作面采煤方法及生產(chǎn)系統(tǒng)
8101工作面采用傾斜長壁、后退式綜合機械化
一次采全高全部垮落采煤法。根據(jù)工作面實際情
況，生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單，通風方式采用U型通風，運巷
進風和運煤，風巷回風和運料。工作面巷道布置如
收稿日期：2013—12-31
作者簡介：張日林(1968一)，男，山西天鎮(zhèn)人，高級工程師，從事煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)工作。
2014年6月 張日林等：一次采全高工作面災害綜合防治措施初探 第23卷第6期
圖1所示。
— — -新鮮風； — 一污風
圖1 8101工作面巷道布置
2．2 災害事故防治措施
頂板防治措施：根據(jù)本工作面頂板特征，工作面
頂板采用液壓支架支護，風、運巷超前段采用超前液
壓支架支護．采空區(qū)采用全部跨落法管理頂板。支
架載荷按6 8倍采高巖重來估算，根據(jù)8101綜采
工作面回采情況分析，選用zYl5Ooo／33／72D型液
壓支架．工作阻力為15 000 kN，平均支護強度為
1．24～1．30 MPa>0．95 MPa．所以該支架能夠滿足
8101工作面頂板支護強度要求。工作面兩端頭各
采用3組ZYT13000／27／55型端頭(尾)液壓支架與
戴帽單體柱聯(lián)合支護．與正規(guī)架銜接各采用1組
zYG1500O／33／72A(B)型液壓支架進行過渡。運巷
采用ZT18200／27／50型超前支架(一組2架)進行
支護，風巷采用ZT27300／27／50型超前支架(一組3
架)進行支護。
瓦斯防治措施：根據(jù)相關(guān)部門對81采區(qū)測定的
瓦斯含量為5．8 m ／t。并對8101工作面進行瓦斯涌
出量預測：相對瓦斯涌出量預測為2．8 In ／t：按平均
日產(chǎn)10 800 t煤進行預測8101作面瓦斯絕對涌出
量為21 m ／min。根據(jù)實際情況，對8101工作面通
過抽采和通風進行瓦斯治理。結(jié)合8101工作面的
瓦斯實際情況，決定對8101工作面采用采前預抽、
邊采邊抽、卸壓孔抽采相結(jié)合的抽采方案，8101運
巷和風巷布置工作面平行預抽鉆孔、8101風巷布置
卸壓孔。根據(jù)瓦斯涌出量和人員數(shù)量本工作面配備
風量為2 900 m ／min，可以滿足需求。
煤塵防治措施：8101工作面煤塵具有爆炸性，
自燃發(fā)火傾向性等級為Ⅲ級．為不易自燃煤層；煤層
爆炸性分析：火焰長度為30 mm，抑制煤塵爆炸最低
巖粉用量55％ 。因此本工作面采用綜合防塵措施
進行防塵，采煤機安裝內(nèi)、外噴霧裝置。割煤時必須
噴霧降塵，內(nèi)噴霧壓力不得小于2 MPa，外噴霧壓力
不得小于1．5 MPa。噴霧流量應與機型相匹配。如
果內(nèi)噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得低于
4 MPa。無水或噴霧裝置損壞時必須停機。在支架
前梁下安裝架前自動噴霧系統(tǒng)，實現(xiàn)降架和移架同
步噴霧降塵。各轉(zhuǎn)載點安裝噴霧設施，要求噴嘴距
落煤點不大于0．5 In，固定牢固，保證霧化效果。運
巷在距進風口30～50 in、風巷距工作面30～50 m
各安裝一道7噴頭的凈化水幕。并在風巷水幕處安
設擋塵簾，要求迎風噴霧，保證霧化效果，封閉巷道
全斷面，生產(chǎn)過程中噴霧打開。停機檢修時關(guān)閉。做
好個體防護，作業(yè)人員佩帶防塵口罩。
水災和火災防治措施：防治水工作必須堅持
“預測預報，先探后采”的原則．工作面必須是在三
維地震勘探范圍之內(nèi)進行。工作面回采老頂?shù)谝淮?
垮落后，頂板砂巖含水層水將涌人工作面，根據(jù)掘進
情況分析涌水量可能較大．預計工作面在回采過程
中。一般涌水量在80～100 In ／h．瞬時最大涌水量
為140 in ／h?；夭汕霸诖罅餀C尾安裝一臺型號為
5DA8×7的污水泵和兩臺型號為IS100—65—250Z
的清水泵，風、運巷低洼處各安裝兩臺型號為5DA8
×7的污水泵和兩臺型號為IS100—65—250Z的清
水泵，每班由專人負責抽水，以確保正常生產(chǎn)。防滅
火方面在運巷車場移變處、電氣列車兩端．工作面支
架上每隔1O架備用相應規(guī)格的干粉滅火器，井下作
業(yè)人員都必須掌握滅火器的使用方法，以備緊急情
況下使用：膠帶機頭、電氣列車、運巷車場移變處要
各備有一個滅火沙箱(規(guī)格不小于0．5 in )，且每個
沙箱內(nèi)各有一把消防小锨；運、風巷配備消防水管，
即在D114 mm供水管每50 11'1通過D25 mm變
D20 mm的供水管變徑甩頭安設一條25 1TI消防軟
管，接頭必須處于長時完好狀態(tài)：同時加強機電設備
檢修，消滅電器設備失爆現(xiàn)象。
2．3 生產(chǎn)過程中安全技術(shù)措施
工作面初采及周期來壓安全技術(shù)措施：8101工
作面為礦區(qū)首個一次采全高工作面，無相似礦壓數(shù)
據(jù)可供參考，但是在放頂煤采全高的基礎上使用大
采高支架，由于都是采全高，一次采出量基本相同，
上覆巖層的活動規(guī)律也應大體一致，在礦壓的整體
顯現(xiàn)強度上具有相似性，以往總結(jié)的礦壓規(guī)律基本
適用，初次及周期來壓步距基本保持不變。主要不
同應表現(xiàn)為一是掩護式支架在工作面的受力特點及
與工作面礦壓的相互影響關(guān)系；二是采高增大后，工
作面煤墻片幫范圍(片幫深度、高度、長度)增大，片
幫程度加劇，隨之頂板的端面距也將增大，暴露頂板
容易發(fā)生離層垮落。煤墻頂板管理困難。根據(jù)以上
分析，再參考其他礦類似條件工作面礦壓顯現(xiàn)數(shù)據(jù)，
初步預計本工作面老頂初次來壓步距在32～40 m
范圍內(nèi)．周期來壓步距在9～15 1／1范圍內(nèi)。關(guān)鍵層斷
裂步距80～100 ITI。來壓期間，必須加強頂板管理，
7
張日林等：一次采全高工作面災害綜合防治措施初探 第23卷第6期
保證各項管理措施到位，加快工作面推進速度．提高
開機率。
地質(zhì)條件變化下的安全技術(shù)措施：當工作面出
現(xiàn)斷層等地質(zhì)構(gòu)造時，根據(jù)實際情況必須制定專項
措施，適時調(diào)整采高，要通過注射化學支護材料等主
動方式加強支護，提高推進速度，快速通過。
3 加強一次采全高工作面的安全管理措施
3．1 健全安全管理體制機制
本工作面回采必須建立以各業(yè)務部門主要骨干
為成員的業(yè)務責任負責制，每班必須安排業(yè)務熟練
的專職安全員進行現(xiàn)場跟班．負責本班的安全管理
和工程質(zhì)量管理工作。開采初期和過特殊地質(zhì)構(gòu)造
時，業(yè)務部門技術(shù)人員要安排現(xiàn)場跟班。跟班人員對
作業(yè)地點的頂板管理、機電設備、安全設施和生產(chǎn)過
程中的不安全行為進行監(jiān)督。
3．2 完善和落實安全管理制度
嚴格執(zhí)行煤礦井下生產(chǎn)的各項法律、法規(guī)和安
全管理制度，特別要通過崗位風險預控法，預先對工
作面危險有害因素進行辨識．制定相關(guān)作業(yè)標準和
配備相應的勞動保護用品．并且通過對現(xiàn)場作業(yè)人
員生產(chǎn)過程中的站位管理提出相應的規(guī)定．最大限
度地保障作業(yè)人員免受傷害。
4 結(jié)語
目前在煤的普氏系數(shù)為1～3的7 m厚煤層中
一次采全高的回采工藝，國內(nèi)可供借鑒的經(jīng)驗不多。
實踐結(jié)果證明，在此類地質(zhì)條件下一次采全高．通過
嚴密的安全技術(shù)措施和嚴格的管理，可實現(xiàn)工作面
的安全高效回采，其成功經(jīng)驗．對于潞安礦區(qū)的回采
具有極大的示范作用，對于在相似條件下回采工藝
的安全管理具有借鑒意義。同時，工作面在回采過
程中，應加強地質(zhì)的預測預報，如遇地質(zhì)條件變化頂
板和煤墻疏松時．可根據(jù)實際適當降低采高．快速通
過，對工作面的安全管理和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)比較有利。
[責任編輯：李月成]
(上接第32頁)回采工作面的主要降塵措施。目前，
在8101工作面內(nèi)外噴霧中添加塵康粉塵抑制劑．抑
塵效果比較明顯．尤其對于割煤時呼吸性粉塵的抑
制效果很明顯，可以達到60％以上。
該技術(shù)原理是：純水表面張力較大，帶有極性，
很難與非極性的粉塵顆粒粘附潤濕，因此，只用普通
的水噴灑抑塵，效果不好。使用塵康抑塵劑可以有
效地降低水的表面張力，從而使噴灑的水滴變小，同
時增加了水與粉塵顆粒的粘附力，大大改善降塵效
果。抑塵方式是將液體的塵康與水以1：(2 000—
6 000)的比例配制成水溶液，通過采煤機現(xiàn)有的噴
水系統(tǒng)，在開采過程中，將藥劑溶液噴灑在采煤工作
面上，從而達到比單純?yōu)⑺痈咝У慕祲m抑塵效
果。
2．2．3 塵源抑塵技術(shù)
抑制塵源是礦井控塵中應優(yōu)先采用的技術(shù)措
施。主要方法有煤層注水、濕式打眼、水封爆破、水
泡泥、改進采煤機的切剝機構(gòu)和工作參數(shù)等。
8101工作面采用煤層注水塵源抑塵技術(shù)，利用
靜壓水的壓力通過鉆孔把水注入即將回采的煤層
中，使煤體得到預先濕潤，以便減少采煤時浮游粉塵
的產(chǎn)塵量。這種措施降塵效果明顯。一般可降低粉
塵濃度60％左右。
2．2．4 個體防護技術(shù)
個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸
38
人人體礦塵的最后一道措施。因為井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)
雖然采取了一系列防塵措施，但仍會有少量微細礦
塵懸浮于空氣中，甚至個別地點不能達到衛(wèi)生標準．
因此人體防護是防止礦塵對人體傷害的最后一道關(guān)
卡。
8101工作面工作人員每人均佩戴有過濾式防
塵口罩，使佩戴者能呼吸凈化過的清潔空氣而不影
響正常工作。積極推廣個體防護技術(shù)，必將促進煤
礦采煤工作面的防塵工作，使礦工免受粉塵的危害。
3 結(jié)語
8101大采高綜采工作面在采用煤層注水、采煤
機安設內(nèi)外噴霧和二次負壓降塵裝置、支架安設自
動控制噴霧裝置，風運巷安設有凈化水幕、水幕捕塵
網(wǎng)、各轉(zhuǎn)載點設置噴霧裝置、工作面及風運巷每班沖
洗巷道等一系列防塵措施后，煤塵得到有效控制，作
業(yè)環(huán)境得到了大大改善，為井下工人的正常生產(chǎn)和
呼吸創(chuàng)造了良好的勞動環(huán)境。
參考文獻：
[1] 程為民，劉偉，聶文，等．煤礦采掘工作面粉塵防治
技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J]．山東科技大學學報：自然科學
版，2010，，29(4)：77—82．
[責任編輯：李月成]

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