頂板管理及沖擊地壓安全技術措施

第一節? 頂板管理
??????? 為認真貫徹落實“安全第一，預防為主”的方針，進一步加強頂板管理工作，規范現場管理，提高工程質量和技術管理水平，杜絕頂板事故的發生，實現我礦安全生產形式持續穩定發展。根據《煤礦安全規程》的有關規定，結合我礦實際，特制定頂板管理專項措施如下：???
??????? 一、頂板管理專項措施工作目標：消滅頂板傷亡事故；力爭頂板事故為零。
??????? 二、頂板管理措施及要求：
??????? 1、嚴格執行有關文件精神，提高采掘工作面支護質量，規范現場管理，提高采掘安全可靠性。
??????? 2、加強采掘工作面生產技術管理。要繼續作好采掘工作面優化設計，巷道維修必須有專門經過審批的針對性措施，巷修隊伍必須經過專門培訓后方可從事巷修工作。
??????? 3、嚴格執行敲幫問頂制度，采掘工作面必須按作業規程的規定及時支護，嚴禁空頂作業。
??????? 4、加強采掘工作面巷道管理，始終保持巷道完好。凡發現巷道出現頂部絞架不接頂、背設不實的一定要追究責任，并做出相應的處罰。
??????? 5、加強頂板事故多發地點和工序的日常管理工作。
??????? 6、采煤工作面上下端頭、超前支護、工作面煤壁區、放頂區以及放頂、采煤等工序是工作面頂板事故多發區，要加強日常管理。
??????? 7、加強掘進工作面工程質量管理，確保掘進巷道的工程質量，正確使用前探梁、防倒棚裝置，嚴防掘進工作面發生冒頂。
??????? 8、掘進工作面貫通、施工大斷面峒室、過老巷、老空、過斷層及大斷面巷道擴刷等必須有專項措施，并堅持礦、隊干跟班。
??????? 9、堅持推廣應用先進的技術成果經驗，科學管理頂板。
??? 三、管理的一般措施????
??? 1、施工單位在施工前必須編制作業規程，并按規定進行審批。礦井生產科負責頂板管理的技術工作。???
???? 2、礦井技術負責人應每月組織召開一次礦井頂板管理工作分析會，總結經驗，吸取教訓，研究現狀，并提出改善頂板管理的意見、方法、措施。????
??? 礦井要認真做好頂板巖性觀測工作，根據觀測資料及頂板巖性和壓力顯現情況，對所開采煤層的頂板進行分類。并結合頂板的具體條件，確定響應的支護形式及支護參數。????
??? 4、采煤工作面開采初次放頂、首尾回撤、過老空、過局部破碎帶、過斷層、過網邊、過煤柱等區域時，必須制定安全措施。初次放頂和收尾工作，必須由生產礦長親自組織，并責成有關人員現場指揮，生產礦長負責解決初次放頂和收尾期間必須的設備、材料，確保初放和收尾工作的順利進行。????
??? 5、綜采工作面開切眼擴面、支架安裝、初次放頂（放煤）、工作面結束前的開采程序及支架回撤必須有針對性的技術組織措施。???
??????? 6、應開展頂板來壓和沖擊地壓的觀測工作，根據觀測情況編制專門設計和安全措施。礦井應有專人負責沖擊地壓預測預報和防治工作，認真執行《煤礦安全規程》關于開采有沖擊地壓危險煤層的規定。???????????????????? 7、 7、成立頂板鑒定小組，采掘工作面要認真執行“地質預測制”掘進工作面要認真執行“現場鑒定制”，巷修在布置工作任務時，要重點提出防止頂板事故的針對性措施。?????
??? 四、掘進工作面頂板管理????
??? 1、掘進工作面開口前，必須由工程技術人員根據現場實際制定開口措施。作業前必須維護好開口位置10米范圍內的支架，給好抬棚。抬棚的規格及穿梁的規格、數量要在作業規程中明確規定。????
??? 2、掘進工作面嚴禁空頂下作業。在爆破前必須加固靠近工作面10米范圍內的支護，爆破中破壞的支架必須及時修復，必須檢查幫頂，并由外向里逐架進行，爆破后嚴格執行敲幫問頂制度，必須采取前探支護后方可進入工作面作業。??
??? 3、在松軟的煤、巖層或地質破碎帶、斷層、采跡等掘進巷道時必須采取前探支護或其它措施。????
??? 4、根據頂板巖性觀測數據選擇巷道支護材料，并制定爆破設計，支護材料的規格必須符合《煤礦安全規程》的要求。支架必須按設計要求架設牢固，支架間應設牢固的撐木或拉桿。支架與頂幫之間的空隙必須塞緊背實，巷道冒頂、空頂部分，必須用支護材料接頂。????
??? 5、掘進工作面臨時停工時，巷道支架必須架設到迎頭，保持正常通風，并隨時對巷道支護變化情況進行檢查。臨時封閉時，必須對巷道支護進行加固。恢復開工時，必須嚴格執行開工檢查制度，并根據支護變化情況采取相應的措施。????
??? 6、礦井工程技術人員在貫通前必須做好測量工作，兩巷對頭貫通相距20米時，其中一個掘進面必須停止作業，并嚴格執行打探眼制度，準確掌握預透距離及位置，同時對被貫通的支架進行加固。巷道貫通舊巷或老空時必須執行打探眼的制度，并重新制定安全措施。???
???? 7、掘進工作面遇斷層、舊巷、松軟破碎頂板等特殊情況時，在作業規程中必須有明確規定的爆破措施。巖石掘進在距煤層10米內要打探眼，并在作業規程中應有探眼設計，邊探邊掘，探到煤層時要采取加強支護措施。????
??? 更換巷道支護時，在拆除原支護前必須先備好臨時支架，并加固相臨近支架。拆除原有支架后，必須及時除掉頂幫活矸并架設永久支護。在傾斜巷道中，必須有防止矸石，物料滾落和支架歪倒的安全措施。????? 9、 9、采用錨桿、錨噴、錨網等支護形式時必須嚴格執行《煤礦安全規程》第四十四條規定。???
??? 五、井巷維修的頂板管理???
??? 1、礦井在進行巷道維修前必須指定施工安全措施，井筒維修的安全措施必須履行審批手續。???
??? 2、在拆除原支架（打上臨時支護，給好撐木、拉桿等），拆除和架設前必須護好幫頂，防止幫頂漏渣，翻一架給一架，嚴禁大翻大挑。在一架棚未完成之前不得終止作業。撤換支架的工作要連續進行，如不能連續施工，每次工作結束時必須背實幫頂。???
??? 3、擴大斷面和維修井巷時，必須保證有在發生冒頂堵塞井巷時能撤出人員的安全出口。在獨頭巷道維修時，必須由外向里逐架進行，嚴禁維修人員進入維修地點里側；傾斜巷道維修要由上向下進行；巷道對頭維修時兩處都必須有安全出口，距離小于20米時停止一處作業。發生冒頂時必須木垛接頂。???
??? 4、生產采區的巷道有連續3架失效支架或有冒頂危險時，必須立即處理，否則應停止生產。???
??? 5、獨頭井巷維修和掘進工作面的后路，必須加強維護。如出現斷梁折柱、歪斜、彎曲、片幫、幫頂桿脫落、低矮等情況，必須停止作業，防止發生頂板冒落傷人、堵人事故。
??????? 六、掘進迎頭臨時支護
??? 　　1、掘進工作面施工時不得空頂作業，永久支護前必須有臨時支護。臨時支護必須具有足夠的強度、對頂板有足夠的控制力、對現場條件有較好的適應性。
??? 　? 2、掘進作業規程或施工安全技術措施要對使用的臨時支護的方式、操作程序、技術要求等進行規定。
??? 　　3、采用的臨時支護方式要由礦生產技術部認可。
??? 　? 4、掘進工作面的循環進尺必須依據現場條件在作業規程中明確規定，永久支護離迎頭的距離不得超過一個循環的進尺 。地質條件變化時，應及時補充措施并調整循環進尺的大小。
??? 　　5、巷道頂部錨桿施工時應由外向里逐個逐排進行，不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿。
??????? 6、采用架棚支護時，應對巷道迎頭至少10m的架棚進行整體加固。加固裝置必須是剛性材料，并能適應棚距的變化。
??????? 七、巷道交岔點支護
??? 　　1、巷道交岔點的位置盡量選在巖性好、地質條件穩定的地點。巷道交岔點要有專門的設計，對支護方式、支護材料、巷道斷面等進行規定。
??? 　　2、巷道交岔點施工前，要由生產技術部門組織現場會審，根據現場實際情況，編制施工安全技術措施，繪制施工放大圖，并向職工傳達貫徹。施工結束后，生產技術部門必須組織有關部門按設計要求進行竣工驗收，驗收合格后，方可正常掘進。
??? 　　3、采用錨桿（錨索）對巷道交岔點支護時，要進行頂板離層監測，并在安全技術措施中對支護的技術參數、監測點的布置及監測方法等進行規定。監測中發現支護問題及時采取措施進行處理。
??? 　　4、架棚巷道的交岔點采用抬棚支護時，要進行抬棚設計，根據設計對抬棚材料專門加工，抬棚梁和插梁要焊接緊密，抬棚架設后的巷道斷面不得小于原巷道斷面，并滿足運輸、行人、通風等所需的安全距離。
??? 八、生產采區頂板管理?????????????????????????????
??? （一）采煤工作面上下順槽、上下兩口的管理????
??? 1、采煤工作面上下順槽，必須保證規定的斷面和高度，凡有折梁斷腿及空幫空頂處必須及時處理，距工作面20米范圍內必須有加強支護。????
??? 2、經常檢查采煤工作面上下兩口的支護情況，支護方式、支護密度必須符合作業規程的規定，運輸機機頭部位必須采取加強支護措施；作業的方式方法必須在作業規程中明確規定，綜采工作面兩端應使用端頭支架或增設其他形式的支護，要指定移設運輸機頭的措施，并指派有經驗的工人作業。???
??? （二）采煤工作面必須保證一定數量的備用支護材料，其數量、規格、存放地點和管理方法，必須在作業規程中明確規定。開工前班組長必須對工作面進行全面的檢查，確認無危險后方可開工。嚴禁使用折損的坑木，損壞的金屬頂梁，失效的摩擦支柱和失效的單體液壓支柱，在入井前必須逐根進行壓力實驗；在工作面回采結束后或使用時間超過8個月必須進行檢修，檢修后的支柱必須進行壓力實驗，方可投入使用。?????? 采煤工作面嚴禁空頂作業。所有支架必須架設牢固，并有防倒柱措施，嚴禁在浮煤或浮矸上架設支架。工作面的排柱距要在作業規程中明確規定，使用木支護工作面的坑木規格要在作業工程中明確規定，碰倒或損壞的支柱必須立即恢復或更換；綜采工作面必須有可靠的防止頂端頂煤冒落和煤壁片幫的措施，移動運輸機頭、機尾需要拆除支架時必須先架好臨時支架。使用摩擦金屬支架時，必須使用液壓升柱器，初撐力不得小于50KN；單體液壓支柱的初撐力，柱徑100mm的不得小于90KN；柱徑80mm的不得小于60KN。 工作面發生冒頂或超高時，不得給高棚，必須用木垛接頂，嚴禁空頂。采用金屬網方法及要求、連網扣距及頂網破碎冒落漏矸處理方法，都要在作業規程中明確規定。翻打支柱，必須先打后撤，給棚支柱或移綜采支架時必須成一直線，支柱、支架必須牢固接頂，木支護工作面要大楔子，頂板破碎是必須加強 支護，剎好頂。如煤層底板松軟，支柱鉆底時必須采取措施，并在作業規程中說明。???? 工作面形成后，開切眼巷道內支架必須完成并打好中心支柱，否則不得開采。工作面遇到斷層、舊巷、頂板破碎、冒落等情況時，必須采取措施指派專人提前處理。綜放及單一長壁放頂煤工作面，遇到頂板（煤）來壓、來水、來雜物、來矸石等情況時不準放頂煤，要查明原因，補充修改放頂煤措施。機采工作面應根據工作面長度及頂板情況在作業規程中明確，割頂煤時頂梁要隨割隨伸前探梁。支設煤壁支柱的距離和回撤煤壁支柱的距離應在作業規程中明確規定。采用綜合機械化采煤時必須嚴格遵守《煤礦安全規程》第六十六條和第六十七條的規定。采煤工作面必須及時回柱放頂，放頂時要保持支架完整。壁式放頂煤工作面根據采放高度在作業規程中明確放煤方法及放煤量，空區內的充填物不準低于工作面頂板，應對放煤量予以控制，放煤口要及時連好以防漏貨造成空頂；用垮落法控制頂板時，作業規程中要明確規定回柱放頂的方法和安全措施。頂板懸頂距離超過作業規程規定時，必須停止采煤，采取人工強制放頂措施。采煤工作面因片幫造成最大控頂距超過規定距離時要采取安全措施；
??? （三）切眼支護與初次放頂
????? 工作面切眼要有設計，施工前編制作業規程或施工措施，對切眼的斷面、支護方式、支護參數、切眼安裝程序及頂板監測方法等進行規定。
??? 切眼掘進采用錨桿或架棚支護時，必須對頂板的活動情況進行監測、分析，頂板活動異常的必須采取有效措施后方可進行切眼安裝、刷大或初放。架棚支護的切眼替料前或工作面切眼刷大前要組織由切眼施工單位、安裝單位、擴切眼單位和有關部門參加的現場會審，然后編制施工措施，由相關單位集體審查后方可貫徹執行。回采工作面初放要制定初放措施并成立以生產礦長為組長的初次放頂領導小組。初次放頂前，初次放頂領導小組組長要組織有關人員進行現場會審，在確認現場條件符合放頂要求時方可按措施要求進行初次放頂。初放期間要有安全、生產管理部門的人員現場把關,并有初放記錄。初放結束要由初放領導小組認定。單體液壓支柱支護的工作面采高超過2.4m或工作面采高大于1.6m、傾角大于15°時，必須在老塘側架設一趟首尾相接的傾斜架棚，架棚梁使用木料時，應為小頭直徑不小于20cm的半園木；面內支柱必須有防倒設施。綜采放頂煤工作面初放期間的放煤次序、放煤量及對支架工作阻力的要求要在作業規程中明確規定。工作面遇地質變化帶、老峒或頂板懸頂過大等特殊情況要補充加強頂板管理的安全技術措施。
???? 第二節沖擊地壓安全技術措施
??????? 根據發生沖擊地壓的成因和機理，防治沖擊地壓的措施的基本原理有兩方面：一是降低應力的集中程度；二是改變煤巖體的物理力學性能，以減弱積聚彈性能的能力和釋放速率。
?????? （一）降低應力的集中
??????? 減弱煤層區域內的礦山壓力值的方法有：
???????? 1、超前開采保護層；
???????? 2、無煤柱開采，在采區內不留煤柱和煤體突出部分，禁止在鄰近層煤柱的影響范圍內開采；
???????? 3、合理安排開采順序，避免形成三面采空狀態的回采區段或條帶和在采煤工作面前方掘進巷道，必要時應在巖石或安全層內掘進巷道，禁止工作面對采和追采。
??????? (二)采用合理的開拓布置和開采方式
??????? 實踐表明，合理的開拓布置和開采方式對于避免應力集中和疊加，防止沖擊地壓關系極大。大量實例證明，多數沖擊地壓是由于開采技術不合理而造成的。不正確的開拓開采方式一經形成就難于改變，臨到煤層開采時，只能采取局部措施，而且耗費很大，效果有限。所以，合理的開拓布置和開采方式是防治沖擊地壓的根本性措施。其主要原則是：
???????? 1、開采煤層群時，開拓布置應有利于保護層開采。首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為保護層，且優先開采上保護層。例如撫順、遼源等煤礦，屬厚煤層上行水砂充填法開采。作為保護層的第一分層開采都盡量布置在沖擊危險性小的煤層中進行。西安礦為了發揮上保護層的作用改變自下而上的分層開采順序，首先開采頂分層作為保護層，采完頂分層后再反過來自下而上開采其他各分層，甚至改用下行金屬網分層假頂全部垮落法開采。
???????? 2、劃分井田或采區時，應保證合理的開采順序，最大限度地避免形成煤柱等應力集中區。因為煤柱承受的壓力很高，特別是島形或半島形煤柱，要承受幾個方面的疊加應力，最易產生沖擊地壓。上層遺留的煤柱還會向下傳遞集中壓力，導致下部煤層開采時也易發生沖擊地壓。統計資料表明：陶莊煤礦回收煤柱時發生的沖擊地壓占全礦沖擊次數的29.8％；唐山煤礦、城子煤礦約占50％。龍風煤礦實際資料抽樣分析表明，兩側為采空區的工作面在回采過程中，沖擊地壓發生次數顯著增多。
???????? 3、采區或盤區的采煤工作面應朝一個方向推進，避免相向開采，以免應力疊加。因為相向采煤時上山煤柱逐漸減小，支承壓力逐漸增大，很容易引起沖擊地壓。例如陶莊煤礦272水采區五號上山西翼開采時，在上山附近發生了17次沖擊地壓。而且相向采煤又要被迫在高壓力區中掘進開切眼，造成沖擊地壓頻繁發生(占總次數的60％)。為了改變這種狀況，提出實行單翼采區跨上山采煤的辦法。并把單區段獨立回采的開采程序改為多區段聯合開采程序，使回采與掘進工作在不同區段中交替進行，能夠實現沿采空區邊緣(低應力區)掘進開切眼，避免了往高應力區掘進和維護回采開切眼的弊端。
???????? 4、在地質構造等特殊部位，應采取能避免或減緩應力集中和疊加的開采程序。在向斜和背斜構造區，應從軸部開始回采；在構造盆地應從盆底開始回采；在有斷層和采空區的條件下應從斷層或采空區附近開始回采的開采程序。龍風煤礦的統計資料表明，采掘工作面接近斷層或向斜鈾部附近時，沖擊地壓頻度增加強度加大。隨機抽樣50例，其中與斷層有關的36例，占72％，其中有62％的沖擊地壓發生在工作面接近斷層時，只有10％發生在離開斷層以后，而且34％的沖擊地壓發生在工作面接近斷層5m～20m的范圍內。