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采煤工作面预防冲击地压设计安全技术措施
一、 工作面概况
（一） 工作面位臵
该工作面位于西部胶带大巷以北，东面5m为已回采结束的xx-xx工作面，北、西两面均为未开拓的实碳区；工作面以南为已回采结束的xx-xx工作面和正在掘进的xx-xx工作面。
（二） 工作面基本情况
xx-xx工作面倾斜长度190m，走向可采长度1125m，工作面上方无可采煤层，下方约5.4m的3下煤、69.3m的6煤、162.7m的16煤、170.3m的17煤
均未开采，无采空区。所回采的3上煤层产状走向大致为50°，倾向大致为
140°，北部煤层倾角相对较大，12°～22°，平均14°，南部煤层倾角相对较缓，倾角1°～10°，平均5°。
（三） 开采技术条件
1. 煤尘及煤的自燃倾向性
经煤科总院抚顺分院鉴定：3上煤煤尘具有强爆炸性，其爆炸指数为41.62%；
3上煤为Ⅱ类自燃煤层，发火期54～118天。
2. 涌水量
根据地质资料，结合xx-xx工作面两顺槽掘进期间实际涌水量分析，xx-xx回采工作面局部富水，最大涌水量为http://www.oh100.com，正常涌水量为http://www.oh100.com。
3. 煤层赋存特征
工作面回采煤层为3上煤，黑色，条痕褐黑色，成份以亮煤为主，暗煤次
之并夹镜煤条带，属半亮型煤，沥青光泽，条带状结构。内生裂隙发育，阶梯状断口～棱角状断口，煤层结构简单。该煤种属气煤，其硬度为2～3（坚固性系数为0.75），沉积稳定，全部可采。工作面煤层厚度在2.0～5.7m之间，平均厚4.6m。
二、 冲击地压危险性分析及危险区划定
（一） 冲击地压危险性分析
1. 煤岩层具有冲击倾向性
根据煤科总院北京开采所对我矿3上煤层及顶底板所做的物理力学试验可
知，3上煤层具有强冲击倾向性；3上煤层顶、底板具有弱冲击倾向性。
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2. 开采深度
通常情况下，当开采深度达到800m左右，冲击危险性接近最大值。xx-xx工作面开采深度在698～965.1m 之间，从开采深度方面看，该工作面具有冲击危险性。
3. 煤层顶底板岩性
若煤层顶底板100m范围内存在厚度≥5m，抗压强度≥50MPa的坚硬厚岩层，当储存在岩层中的弹性能突然释放时容易导致煤层冲击地压的发生。
表2-1 影响xx-xx回采工作面顶底板活动岩性特征表
结合xx-xx工作面地层综合柱状图和附近钻孔资料分析，能够对xx-xx回采工作面形成威胁的岩层主要有6层（见表2-1）。其中抗压强度高的岩浆岩对上覆岩层活动起主要控制作用。通过相邻工作面1月份岩移观测数据，2309工作面地表岩移观测线最大下沉值为1350mm，随着xx-xx工作面回采上覆岩层将继续沉陷，可能造成关键层发生断裂，导致积聚的弹性能突然释放。
4. 地质构造条件
根据三维地震资料、顺槽掘进实际揭露情况分析，该工作面地质条件较
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复杂，掘进中顺槽内揭露断层9条，坑透探测资料与巷道揭露断层情况一致，未发现工作面有新的隐伏断层，其中皮带顺槽P3点附近揭露的CF8正断层，皮带顺槽P13点以北25m、轨道顺槽L12点以北86m揭露的CF21正断层，皮带顺槽P20点附近、切眼P22点以东138m揭露的CF46正断层落差较大，预计对回采有较大影响。
5. 推采速度对冲击地压的影响
通过对xx-xx工作面辅助切眼段快速推采期间微震监测，总结微震事件空间和时间上分布规律，可以发现推采速度与微震活动之间存在密切的关系。Xxx-x工作面日进尺与微震事件数量关系如图2-1所示。
由该图可以看出日进尺与当日微震事件个数契合的十分紧密，当日进尺 急剧增加时，相应发生微震事件数据也随之增加，当日进尺减少时，微震
事件数据也随之减少，由此可以得出，推进速度影响微震活动。xx-xx工作面采用综合机械化一次采全高走向长壁后退式采煤法，工作面长190m,每循环进尺0.75m。为降低xx-xx工作面冲击危险程度，应控制回采速度，尽量匀速推采。
6. 沿空回采增大了冲击危险性
xx-xx工作面一侧为xx-xx工作面采空区，因此工作面在推采一段距离后，xx-xx工作面后方的采空区与xx-xx工作面采空区会形成典型的“S”型覆岩空间结构，该结构会随工作面推移不断向前移动，从而影响xx-xx工作面整个回采过程，因此xx-xx轨道顺槽周围煤体受“S”型覆岩空间结构影响，为冲击地压防治的重点区域。
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图2-1 xx-xx工作面日进尺与微震事件数量关系图
（二） 冲击危险区域划分
根据冲击地压危险性的多因素评价，以及各因素对诱发冲击地压能力的大小，对危险区域位臵、危险程度进行叠加,将这些危险区域划分为三类，一般危险区域2个，中度危险区域6个，高度危险区1个。冲击危险区域具体位臵及范围见表2-2。
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表2-2 xx-xx回采工作面冲击危险影响区划分
三、 冲击地压监测与治理方案
为预防冲击地压事故的发生，保证xx-xx工作面回采期间的安全，特制定xx-xx回采工作面冲击地压监测与治理方案。
（一） 冲击地压监测方法
为及时有效的预测冲击危险程度，圈定可能发生冲击地压区域，尽快采取治理措施解除冲击危险，在xx-xx回采工作面采用以钻屑法为主，结合微震监测法、矿压在线监测法、应力在线监测法等多种监测手段，进行冲击危险程度的综合判定。
1. 钻屑法
（1） 监测范围：回采工作面超前60m范围及断层、褶曲等冲击危险区域。
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（2） 监测频率：xx-xx工作面回采期间均执行三班监测，每班施工3个合格的煤粉监测孔。
（3） 施工方法及要求：
①钻孔垂直巷道煤壁，距巷道底板1.2m，钻孔直径42mm，钻孔深度10m，钻孔间距为5m。
②使用FIVS/L型气动手持式钻机施工，钻进速度要均匀，推力和钻孔成一条直线。
③需配臵专人施工煤粉钻，并报防冲办备案，人员变动时，必须及时通知防冲办，并将变动人员名单报防冲办重新备案。
④钻屑工未完成当班煤粉钻施工时，区队不得安排钻屑工从事其它工作。 ⑤跟班副队长、跟班安监员作为施工现场防冲工作第一责任人，负责对煤粉钻施工进行监督、考核，施工完成的钻屑孔必须进行验收，验收合格后方可在煤粉钻原始记录上签字。
⑥煤粉钻施工结束后，及时清理现场煤粉并进行冲尘，避免形成煤尘堆积。
⑦煤粉钻施工现场必须配备钻孔验收工具（10m锚索线或区队自制的测量工具），以备防冲办或其它人员对钻孔进行验收。
⑧施工完成的煤粉钻孔必须进行喷漆标记并挂牌管理，煤粉钻牌板至少保留3天；施工完成后的钻孔不得立即封孔，须至少保留一天，以备验收。应使用炮泥封孔，不得使用锚固剂。
⑨若监测到煤粉量超标需立即汇报调度室、防冲办、安监处等相关部门。
2. 微震监测法
（1）拾震器布臵：xx-xx回采工作面附近共4个微震监测点，其中2#拾震器布臵1306工作面第一联络巷轨顺侧、4#拾震器布臵西部轨道大巷端头、17#拾震器布臵在xx-xx皮带顺槽（xx-xx工作面第二联络巷以里500m处）、5#拾震器布臵在xx-xx工作面第二联络巷轨顺侧。根据xx-xx工作面回采情况，及时调整拾震器位臵，保证该工作面回采期间监测强度和精度。
（2）若微震监测系统监测到以下情况时，预测工作面具有冲击危险性，
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应采取相应卸压解危措施。
①工作面内两小时发生3次及以上能量大于1.0×104J的微震事件。 ②工作面内一小时发生2次及以上能量大于1.0×105J的微震事件。 ③工作面内发生1次能量大于1.0×106J的微震事件。
④经微震监测人员对一段时间内微震活动发生频度及发生趋势分析，预测作业地点可能发生冲击地压。
3. 矿压在线监测法
（1）压力分机布臵：xx-xx回采工作面每隔8个支架布臵1台压力分机，共计15台。通过监测工作面内支架的工作阻力变化规律，为评价支架支护效果、支架对该类顶板的适应性以及顶板初次来压、周期来压等规律提供依据。
（2）顶板离层仪布臵：xx-xx轨道顺槽每隔100米布臵一台离层传感器，共计14台。通过离层传感器监测顶板离层位臵、离层速度变化，用于判断顶板破坏范围，对巷道稳定性进行判断，对巷道所处的安全等级进行评价。
4.应力在线监测法
KJ550煤矿冲击地压应力在线监测系统，可以在工作面开采期间进行冲击地压的临场预报。根据xx-xx工作面的特点及构造特征，压力传感器安装在轨皮顺生产帮，自切眼前方40m开始，每25m一组，每组2个，埋设深度分别为10m、15m，每组两个测点间距1m。
xx-xx回采工作面的初始预警值设臵如下表：
表3-1 xx-xx回采工作面初始预警值设臵
（二） 冲击地压解危方案
当监测出有冲击危险时，应立即停止生产，实施煤层爆破卸压、煤层注水、大直径钻孔卸压等卸压解危措施，解危后要用钻屑法检验卸压效果，直至冲击危险解除。
1. 爆破卸压
（1）对监测出的冲击危险区域进行爆破卸压。
（2）炮眼布臵方式：单排布臵，间距5m，距底板1.2m，爆破孔深度为10m。
（3）卸压爆破参数：采用正向连续装药，每孔装药23卷，装药长度4.025m，炸药采用煤矿许用二级乳化炸药(28mm×175mm,100g/卷)。每个炮眼中采用3个煤矿许用同期毫秒延期电雷管并联，孔底向外第8个药卷装入1个雷管，孔底向外16个药卷装入1个雷管，孔底向外23个药卷装入1个雷管，在引爆药卷的外端放入2块水炮泥，其余部分封满炮泥。
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2. 大直径钻孔卸压
（1）钻孔参数：使用ZQJ-160/4.3型或ZQJ-300/6型气动架柱式钻机，钻孔直径分别为108mm、150mm，钻孔距底板1.2m，孔深20m，钻孔间距1～5m（可根据回采速度及卸压效果适当调整）。
（2）施工范围：在xx-xx工作面监测到有冲击危险的区域及划定的高度冲击危险区域。
（3）钻机运输、安装、具体操作等按照《大直径卸压钻孔施工通用措施》中有关规定执行。
（4）人员组织及施工要求：每部钻机需3人操作，每班必须保证施工2个合格的卸压钻孔，施工完毕后由防冲办派人验收。
（5）卸压孔施工完毕后，采用钻屑法进行效果检查，若煤粉仍然超标，应适当增加卸压孔的深度和密度。
3. 煤层注水
（1）注水钻孔根据xx-xx回采工作面具体条件进行布臵，注水孔必须远离断层带。
（2）注水孔施工倾角应考虑钻杆下沉的影响，使成孔平均倾角与煤层平均倾角一致，不致穿入顶底板。
（3）注水孔间距为15m，可适当调整，一般不大于20m。
（4）注水压力不低于7MPa。
（5）为提高注水效果，可采用孔内爆破或在水中添加对人体无害的药剂。
（6）对煤层注水情况进行记录。
（7）当注水工作达到设计要求，或钻孔周围煤壁有水渗出、煤壁出现均匀的“出汗”渗水时，作为煤体已全面湿润的标志，暂停对该钻孔的注水。
（三） 根据冲击危险程度确定防治方案
1. 一般冲击危险区冲击地压防治方案
（1） 在划定的一般冲击危险区范围内回采时，钻屑法执行三班监测，监测位臵为工作面两顺槽超前60m范围内。
（2） 降低回采速度，尽量匀速推采。
（3） 一旦发现煤粉量超标（校验后仍超标）或动压显现明显时，应停止生产，对煤层进行爆破卸压，危险解除后方可恢复生产。
2. 中度冲击危险区冲击地压防治方案
（1）在划定的中度冲击危险区域范围内回采时，钻屑法执行三班监测，监测位臵为工作面两顺槽超前60m范围内。
（2）降低回采速度，保持匀速进行。
（3）若监测到有冲击危险时，应停止生产，用钻屑法圈定危险区域，在该区域内进行爆破卸压，若卸压效果不明显，及时采用大直径钻孔卸压，危险解除后方可恢复生产。
3. 高度冲击危险区冲击地压防治方案
（1）在划定的高度冲击危险区范围内回采时，除采用钻屑法每班监测外，还应提前采取卸压保护措施。
（2）在高度冲击危险区范围内回采时，锚杆、锚索应采取防崩措施，使用12#铁丝交叉缠绕固定于编网上，防止锚杆、锚索崩断窜出伤人。
（3）控制推采速度，日进尺不超过8m，并保证匀速推采。
（4）在回采至冲击危险区前先对危险区施工大直径卸压钻孔进行预卸压，保证先卸压后生产。
（5）当监测到具有冲击危险时应停止生产，及时卸压，卸压手段应以钻
孔卸压为主，若采取爆破卸压，应将所有人员撤至安全区域，以免爆破诱发冲击地压。
（6）若卸压效果不明显或冲击危险始终无法消除，应联系冲击地压专家教授做出分析，提出解决方案。
四、 安全管理措施
1.所有井下作业人员都必须接受有关冲击地压知识的培训，熟悉冲击地压发生的原因、条件、征兆以及应急措施，现场发现危险必须立即撤出并汇报，服从现场安监人员的指挥和安排。
2.严禁摘掉安全帽，不得在以下地点逗留：巷道高度不够处、人行道安全间隙不够处、锚杆失锚或其它支护薄弱地点、锚索下方、设备或物料附近、靠近铁质管路处、钻屑法施工区域和钻孔卸压施工区域及划定的冲击危险区域。
3．在冲击危险区域作业的所有人员必须熟悉冲击地压发生的征兆及应急措施，发现异常立即撤出或躲到安全地点避灾。
4.当出现以下情况时，现场施工负责人应及时组织人员撤离并汇报防冲办公室和有关领导，采取解危措施。
（1）监测煤粉量超过危险煤粉量，经校验监测仍超标时。
（2）有较大的煤体突出，煤壁突然外鼓。
（3）煤炮频繁，能量明显增强。
（4）顶板下沉速度明显增大（大于5mm/d）或出现反弹时。
5.工作面停产3天以上，在恢复生产前，必须先进行冲击地压危险鉴定，经鉴定无危险后方可生产，否则要采取解危措施直至危险消除。
6.必须加强端头支护和超前支护，提高上下端头和切顶线的支护强度，加大两巷超前支护范围和强度。
7.有冲击危险的工作面顺槽实行封闭管理，封闭管理区内生产期间不得超过3人，检修开放期间50m范围内施工人员不得超过9人。
8.距工作面150m范围内，禁止存放刚性材料，正在使用的设备要用直径不小于7.2mm的钢丝绳生根联牢，其他物料应在距工作面150m以外码放整齐，
并且尽量平放。
9.当监测指标超过危险指标时，现场监测人员应利用同一手段或不同手段进行校验监测，并对比监测结果，同时落实相应解危措施，做到防冲措施不落实不生产，冲击危险不消除不生产。
10.工作面发生冲击地压事故，应及时汇报公司调度室，调度室要通知分管领导、安监处、防冲办公室等相关人员下井调查处理。
11.冲击地压发生时的撤离路线：
冲击地压发生时避灾路线的选择应遵守最快达到安全地点的原则。
（1）工作面胶带顺槽内及工作面发生冲击地压时：
①在事故地点进风侧人员：事故地点→xx-xx工作面→xx-xx轨道顺槽→西部轨道大巷→辅助运输石门(1)→副井→地面；
②在事故地点回风侧人员：事故地点→xx-xx皮带顺槽→xx-xx第二联络巷（后期为第一联络巷）→xx-xx轨道顺槽→西部轨道大巷→辅助运输石门(1)→副井→地面。
（2）工作面轨道顺槽内及工作面发生冲击地压时：
①在事故地点进风侧人员：事故地点→xx-xx轨道顺槽→西部轨道大巷→→辅助运输石门(1)→副井→地面；
②在事故地点回风侧人员：事故地点→xx-xx工作面→xx-xx皮带顺槽→xx-xx第一联络巷→xx-xx轨道顺槽→西部轨道大巷→辅助运输石门(1)→副井→地面。
工作面预防冲击地压倾向性安全技术措施2017-03-19 08:04 | #2楼
一、概况
315工作面为孤岛工作面，面长115～134 m，地面标高+46.19 ～+47.07m，井下标高—263 ～—306 m，两顺槽为沿空巷道，回采过程中有弱冲击地压倾向性。
二、冲击地压主要显现特征认识： 1、突法性：
冲击地压发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间几秒到几十秒，难以事先准确确定发生的时间、地点的强度。
2、多样性：
一般表现为煤爆（煤壁爆裂、小块抛射）、浅部冲击（发生在煤壁2—6m范围内，破坏性大）和深部冲击（发生在煤体深处），最常见的是煤层冲击，多数表现为煤体抛出。
3、破坏性：
造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉，但一般并不冒落；有时底板突然鼓起甚至接顶，常有大量煤块突然破碎并从煤壁抛出，堵塞巷道，破坏支架。
4、复杂性：
在自然地质条件下，采深从200—1000m，地质构造从简单道复杂，煤层从薄到厚，倾角从小到大，不论何种生产技术条件、采煤方法、顶板条件都出现过冲击地压。
三、冲击地压倾向性评估结论
山东科技大学在《复杂条件下孤岛综放面安全开采可行性评价》中运用综合指数法对315孤岛工作面进行冲击危险性评价，得出综合指数为Wt=0.42，确定315孤岛工作面具有弱冲击地压倾向性。
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杨村煤矿采煤工作面安全技术措施
五、预防冲击地压倾向性安全技术措施 （一）监测预报措施
考虑到**煤矿未有冲击地压发生的历史，且315工作面冲击地压为弱冲击地压倾向性，对冲击地压的监测预报采用常规的矿压监测。
（二）回采过程中矿压控制措施
1、落实好初次来压、周期来压期间现场挂牌和顶板运动规律素描制度，使每一名职工在作业前对工作面顶板情况进行了解掌握。
2、在现有支护方式下，提高工作面两端头及超前支护范围的支护强度，根据现场实际采取增加单体的排数、缩小单体柱距的方式加强支护，必须保证单体支柱初撑力符合作业规程要求。
3、及时检修泵站、液压支架，确保支架初撑力。
4、采高控制在2.8±0.1m，过特殊地质条件无法保证2.8±0.1m时，必须编制专项措施。
5、减少顶板的悬露范围和时间，及时处理小冒顶。割煤后及时移架支护顶板，当工作面小范围冒顶超过500mm时，应及时装顶，以免引发大冒顶。
6、严格工程质量。煤机必须割平顶底板，严禁出现台阶。确保工作面做到“三直、两平、一净、两畅通”，发现前溜子推移不到位时，应安排煤机及时回机，待扫净溜前浮煤后，再安排支架工推前溜。
7、工作面遇到断层、老巷或煤层破碎带出现煤壁片帮和顶板破碎时，必须采取拉移超前支架方法管理顶板。
8、工作面架前煤壁片帮深度超过两刀进尺以上宽度时，班长必须安排支架工在面前支设临时单体支柱，拴好防倒板。
临时单体支柱支设位置必须保证煤机一刀进尺以上宽度，以便采煤机通过。
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9、巷道遇到断层、老巷或煤层破碎带出现顶板破碎时，必须及时支设贴帮支柱（单体液压支柱，柱距≤1.0m）或架设工字钢棚加强支护。
10、工作面顶板周期来压期间，验收员必须加强对工作面和巷道工程质量的管理，认真填写支护质量检测表。各班班长必须安排专人对支架和巷道单体支柱进行二次注液。
11、加强两顺槽日常检查，发现以下情况及时进行处理：
（1）发现巷道鼓帮影响行人道畅通或出口高度＜1.8m时，班长必须及时安排专人扩帮或卧底。
（2）检查巷帮菱形网，发现网子断裂、破网或撕网时，需要对巷帮重新补联单层菱形网，网扣隔扣相联，每扣拧三圈。
（3）对超前支护外巷道锚网支护要进行检查，检查内容包括巷道变形量、原支护状况、顶板离层变化等情况。
当发现支护失效或不能满足要求可能危及安全时，必须向矿分管领导和业务科室汇报，及时采取治理或整改措施。
12、工作面作业人员严禁靠两顺槽沿空侧煤帮及在老巷内坐立休息。
13、为防止两顺槽单体支柱受侧压作用出现变形、断裂，必须采取以下措施：
（1）更换已变形单体支柱。
（2）及时整改单体支柱，单体支柱距离巷帮应大于100mm。
（3）用风镐等对单体支柱附近的巷帮进行松动卸压。
（4）贴帮支柱要拴好防倒钢管、防崩钢丝绳或防倒板。
14、各班保证工作面正规循环，加快工作面推进速度。
附：相关工种手指口述内容
一、采煤机司机
1、开机前
手指口述：各装置齐全完好，滚筒前后5m无人，符合《煤矿工人技术操作规程》要求，可以开机，确认完毕。
2、进入机组5m范围内工作
手指口述：滚筒已摘离合，确认完毕。
3、处理煤机电气问题
手指口述：电源已关闭，确认完毕。
4、停机
手指口述：电源已关闭，滚筒已摘离合，确认完毕。
二、液压支架工
1、移架前
手指口述：支架完好，周围5m范围内无人，符合《煤矿工人技术操作规程》要求，可以移架，确认完毕。
2、移架后
手指口述：支架已移到位，手把打到零位，确认完毕。
3、更换管路、密封、安全阀前
手指口述：高压截止阀关闭，卸压完毕，可以处理，确认完毕。
三、两巷维护工
1、联网前
手指口述：顶板、煤壁及支护完好，工具齐全、网丝已备好确认完毕。
2、进入机道内作业前
手指口述：急停已拉，确认完毕。
3、联网结束后
手指口述：网的长度符合规定，网已码好，网丝已放好，确认完毕。
4、支设单体前
手指口述：单体完好，顶板、煤帮支护完好，可以支设，确认完毕。
5、回撤单体前
手指口述：顶板、煤帮支护完好，退路畅通，可以回撤，确认完毕。
四、乳化液泵站司机
1、开泵前
手指口述：支护完好，设备完好，管路完好，可以开泵，确认完毕。
2、停泵前
手指口述：电门已打零位，确认完毕！水源已关闭，确认完毕。
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