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摘 要:根据王洼二矿115011大倾角超长综采面的实际情况,对该综采面飞矸事故机理进行了分析,并提出了相应的预防措施,以堵绝矸石源为根本,以加强员工安全防护为目标,以提高安全意识为保障的飞矸事故预防措施,从顶板管理、采煤方法、安全防护及员工培训等四个方面入手,有效的防止了该工作面飞矸事故的发生,保证了员工的生命安全。
关键词:大倾角超长综采面飞矸预防对策
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(a)-0128-01
相关专家认为,倾角在30～55°之间的煤层均可称之为大倾角煤层,大倾角煤层是以煤层倾角超过冒落矸石以及煤的自然安息角所出现的滑动、失稳等现象为主要特征而命名的,我国大倾角煤层储量约占煤炭总储量的14.05%,目前我国大倾角煤层基本上采用短壁工作面开采,综采工作面长度在200m以上的工作面较少,其中原因之一是大倾角工作面底板围岩向已形成空间的移动加剧,变形和破坏的可能性增大,在非控制状态下,一旦底板出现破坏,就会产生滑移,而且破坏滑移区还会向上蔓延,造成底板的大范围失稳并引发工作面“顶板(R)-支架(S)-底板(F)”系统失稳,导致围岩灾变,影响了工作面的高产高效,同时造成飞矸等灾害事故。
1 工作面概况
王洼二矿115011综采工作面布置在11采区五层煤中,工作面倾斜上方为井田氧化带及露头,倾斜下方为未采区及F7断层,其他均为未采区。110511工作面开采煤层厚0～15.4m,平均厚度8.14m,煤层倾角30～42°,平均36°。
2 工作面飞矸事故机理
大倾角超长综采面开采过程中,由于重力的作用火灾工作面自行滚动下滑,如果工作面越长,其最终的重力加速度会更大,对人或者物的造成的伤害会更大。飞矸事故机理主要包括以下三个方面的要素:1)就是大块矸石或者煤体;2)动力:主要是大倾角条件下由于重力作用,倾角越大、工作面越长,动力越大;3)在飞矸范围内非正常出现人员。飞矸事故预防措施制定和实施期间,一定要从以上3个方面入手,加强员工安全防护为目标,提高安全意识为保障,争取从源头、保障措施等预防飞矸事故的发生。
3 工作面飞矸事故预防措施
根据115011综采面的地质条件和工作面生产现状,为了预防工作面飞矸事故的发生,该矿以事故预防“3E”对策为指导思想,建立了较为完善的飞矸事故预防措施。
3.1 顶板管理
大倾角超长综采面的布置对工作面矿压显现的影响也相当大。王洼二矿115011综采工作面在120号支架前后共20余个支架顶板出现了大面积冒顶及局部冒顶的现象,主要采取措施如下:
1)煤壁超前加固为了防止工作面推进过程中,持续产生直接顶板冒落现象,在100-120#架间平均布置钻孔20余个,沿工作面向煤壁方向施工,钻孔终孔位置位于支架以上2m左右的范围,距离煤壁以内2m,然后向钻孔内压注罗克休对煤层顶板和煤层进行加固,期间共压注罗克休材料15t左右,有效的保证了工作面推进过程中支架顶板的完整性。2)架棚填充 对于局部冒落比较严重的支架顶部,采用交叉架棚的方式进行冒落区充填,首先将液压支架放低至1.5m左右,在支架上部采用方形枕木进行交叉排列,枕木的堆放高度略高于冒落空间的高度,然后缓缓升起支架,直至枕木和冒落顶板充分接触。3)为了防止移架过程中顶板冒落,采用自下向上的移架顺序,移架时一人操作,一人监护,移架人员要在被移支架上方操作;移架降架时,始终保持支架顶梁与顶板相接触,带压操作,以控制移架时支架歪斜、下滑。
3.2 采煤方法
为防止输送机下滑及滚筒甩煤块伤人,解决上行割煤人员操作不安全的问题,采煤机采取下行单向割煤,上行空刀返回,上端头斜切进刀方式。采取这种割煤方式,保证输送机由下往上推移,克服了输送机的下滑分力,下行割煤时下滚筒割顶煤,上滚筒割底煤,有效避免了煤块的甩出。
3.3 防止飞矸设施
1)挡矸设置 由于115011综采面倾角大、工作面长,一旦出现落矸滑落现象时,会增加其滚动速度,提高冲击力量,为了缩短矸石加速的路程,在支架前梁下悬挂了1.5m左右宽的皮带,皮带长4～5m,平均每隔15支架布置一个,有效的降低了矸石的滚动速度,减少了冲击力度。2)架间保护网 为了防止矸石在向下滚的过程中飞向架间,对架间人员造成伤害,在支架前立柱的前面悬挂铁丝网和柔性树脂防护网,一直贯通整个工作面,在采煤期间,除了采煤司机外,处于采煤机以下人员应尽量在架间进行工作。3)工作面下端头防护 为了保护下端头浮煤及杂物清理人员的安全,在下端头留有高度不底于1.8m,0.8m宽的人行道,并采用密集支柱进行支护,支柱必须垂直顶底板,初撑力不低于50kN,软底必须穿木鞋,支柱与顶板之间垫板皮。
3.4 加强现场安全管理
1)加强工人安全培训 制定各种工作面安全操作规程,并对员工进行多级教育,让员工充分了解矸石事故的严重性,掌握预防措施、紧急避险措施,不断提高职工的技术水平和保安能力。2)采煤期间安全管理 采煤机下行割煤之前,必须用工作面通讯装置联系清楚,待采煤机下方的所有人员均进入立柱之后,在刮板机运转3～5分钟之后,方可运行采煤机。3)现场检修期间安全管理 采煤机、运输机等设备检修时,工作人员严格执行先检查后工作制度,进入煤壁区之前必须先详细检查工具,不完好不允许施工;必须将刮板输送机停电闭锁,同时设专人看护;施工地点上下各3架的防护网全部拆除,以确保人员能迅速撤出工作面;在煤壁侧检修采煤机前,在施工区域上方3个支架处设置一道挡矸坝;发现问题及时通知施工人员撤离,处理好之后方可继续检修,并注意防止工具掉落伤人。
4 结论
该文通过对王洼矿115011综采面飞矸事故的预防实践,主要得到以下几个结论:
1)飞矸事故的预防措施必须以事故机理为依据,同时结合现场的实际生产环境,才能制定切实可靠的对策和方案;2)在飞矸事故预防过程中,必须坚持“以堵绝矸石源为根本、加强员工安全防护为目标、提高安全意识为保障”的原则,通过顶板管理、采煤方法的选择、多重人员安全防护及加强员工安全培训等综合手段预防该事故的发生。
参考文献
[1] 贾维志,徐伟.大倾角大采高综采工作面高产高效实践[J].安徽建筑工业学院学报,2010.
[2] 魏磊,高光发.大倾角煤层回采工艺现状及发展趋势研究[J].采矿技术,2009.
[3] 钱鸣高,石平五,邹喜正,等.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.
关键词:大倾角超长综采面飞矸预防对策
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(a)-0128-01
相关专家认为,倾角在30～55°之间的煤层均可称之为大倾角煤层,大倾角煤层是以煤层倾角超过冒落矸石以及煤的自然安息角所出现的滑动、失稳等现象为主要特征而命名的,我国大倾角煤层储量约占煤炭总储量的14.05%,目前我国大倾角煤层基本上采用短壁工作面开采,综采工作面长度在200m以上的工作面较少,其中原因之一是大倾角工作面底板围岩向已形成空间的移动加剧,变形和破坏的可能性增大,在非控制状态下,一旦底板出现破坏,就会产生滑移,而且破坏滑移区还会向上蔓延,造成底板的大范围失稳并引发工作面“顶板(R)-支架(S)-底板(F)”系统失稳,导致围岩灾变,影响了工作面的高产高效,同时造成飞矸等灾害事故。
1 工作面概况
王洼二矿115011综采工作面布置在11采区五层煤中,工作面倾斜上方为井田氧化带及露头,倾斜下方为未采区及F7断层,其他均为未采区。110511工作面开采煤层厚0～15.4m,平均厚度8.14m,煤层倾角30～42°,平均36°。
2 工作面飞矸事故机理
大倾角超长综采面开采过程中,由于重力的作用火灾工作面自行滚动下滑,如果工作面越长,其最终的重力加速度会更大,对人或者物的造成的伤害会更大。飞矸事故机理主要包括以下三个方面的要素:1)就是大块矸石或者煤体;2)动力:主要是大倾角条件下由于重力作用,倾角越大、工作面越长,动力越大;3)在飞矸范围内非正常出现人员。飞矸事故预防措施制定和实施期间,一定要从以上3个方面入手,加强员工安全防护为目标,提高安全意识为保障,争取从源头、保障措施等预防飞矸事故的发生。
3 工作面飞矸事故预防措施
根据115011综采面的地质条件和工作面生产现状,为了预防工作面飞矸事故的发生,该矿以事故预防“3E”对策为指导思想,建立了较为完善的飞矸事故预防措施。
3.1 顶板管理
大倾角超长综采面的布置对工作面矿压显现的影响也相当大。王洼二矿115011综采工作面在120号支架前后共20余个支架顶板出现了大面积冒顶及局部冒顶的现象,主要采取措施如下:
1)煤壁超前加固为了防止工作面推进过程中,持续产生直接顶板冒落现象,在100-120#架间平均布置钻孔20余个,沿工作面向煤壁方向施工,钻孔终孔位置位于支架以上2m左右的范围,距离煤壁以内2m,然后向钻孔内压注罗克休对煤层顶板和煤层进行加固,期间共压注罗克休材料15t左右,有效的保证了工作面推进过程中支架顶板的完整性。2)架棚填充 对于局部冒落比较严重的支架顶部,采用交叉架棚的方式进行冒落区充填,首先将液压支架放低至1.5m左右,在支架上部采用方形枕木进行交叉排列,枕木的堆放高度略高于冒落空间的高度,然后缓缓升起支架,直至枕木和冒落顶板充分接触。3)为了防止移架过程中顶板冒落,采用自下向上的移架顺序,移架时一人操作,一人监护,移架人员要在被移支架上方操作;移架降架时,始终保持支架顶梁与顶板相接触,带压操作,以控制移架时支架歪斜、下滑。
3.2 采煤方法
为防止输送机下滑及滚筒甩煤块伤人,解决上行割煤人员操作不安全的问题,采煤机采取下行单向割煤,上行空刀返回,上端头斜切进刀方式。采取这种割煤方式,保证输送机由下往上推移,克服了输送机的下滑分力,下行割煤时下滚筒割顶煤,上滚筒割底煤,有效避免了煤块的甩出。
3.3 防止飞矸设施
1)挡矸设置 由于115011综采面倾角大、工作面长,一旦出现落矸滑落现象时,会增加其滚动速度,提高冲击力量,为了缩短矸石加速的路程,在支架前梁下悬挂了1.5m左右宽的皮带,皮带长4～5m,平均每隔15支架布置一个,有效的降低了矸石的滚动速度,减少了冲击力度。2)架间保护网 为了防止矸石在向下滚的过程中飞向架间,对架间人员造成伤害,在支架前立柱的前面悬挂铁丝网和柔性树脂防护网,一直贯通整个工作面,在采煤期间,除了采煤司机外,处于采煤机以下人员应尽量在架间进行工作。3)工作面下端头防护 为了保护下端头浮煤及杂物清理人员的安全,在下端头留有高度不底于1.8m,0.8m宽的人行道,并采用密集支柱进行支护,支柱必须垂直顶底板,初撑力不低于50kN,软底必须穿木鞋,支柱与顶板之间垫板皮。
3.4 加强现场安全管理
1)加强工人安全培训 制定各种工作面安全操作规程,并对员工进行多级教育,让员工充分了解矸石事故的严重性,掌握预防措施、紧急避险措施,不断提高职工的技术水平和保安能力。2)采煤期间安全管理 采煤机下行割煤之前,必须用工作面通讯装置联系清楚,待采煤机下方的所有人员均进入立柱之后,在刮板机运转3～5分钟之后,方可运行采煤机。3)现场检修期间安全管理 采煤机、运输机等设备检修时,工作人员严格执行先检查后工作制度,进入煤壁区之前必须先详细检查工具,不完好不允许施工;必须将刮板输送机停电闭锁,同时设专人看护;施工地点上下各3架的防护网全部拆除,以确保人员能迅速撤出工作面;在煤壁侧检修采煤机前,在施工区域上方3个支架处设置一道挡矸坝;发现问题及时通知施工人员撤离,处理好之后方可继续检修,并注意防止工具掉落伤人。
4 结论
该文通过对王洼矿115011综采面飞矸事故的预防实践,主要得到以下几个结论:
1)飞矸事故的预防措施必须以事故机理为依据,同时结合现场的实际生产环境,才能制定切实可靠的对策和方案;2)在飞矸事故预防过程中,必须坚持“以堵绝矸石源为根本、加强员工安全防护为目标、提高安全意识为保障”的原则,通过顶板管理、采煤方法的选择、多重人员安全防护及加强员工安全培训等综合手段预防该事故的发生。
参考文献
[1] 贾维志,徐伟.大倾角大采高综采工作面高产高效实践[J].安徽建筑工业学院学报,2010.
[2] 魏磊,高光发.大倾角煤层回采工艺现状及发展趋势研究[J].采矿技术,2009.
[3] 钱鸣高,石平五,邹喜正,等.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.