采煤工作面顶板安全管理教学教案教案.doc
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1、第一章 采煤工作面顶板安全管理一、采煤工作面支护安全管理(一)、规程对采面出口的规定采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口,一个通到回风巷道,一个通到进风巷道。开采三角煤、残留煤柱,不能保持2个安全出口时,必须制定安全措施,报企业主要负责人审批。采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内,必须加强支护,综合机械化采煤工作面,此范围内的巷道高度不得低于1.6米。安全出口必须设专人维护,发生支架断梁折柱、巷道变形时,必须及时更换、清挖。(二)、规程对采煤工作面支护材料的规定采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。使用摩擦式金属支柱或单体液压支柱的工作面,必须备有坑木,其数量、规格、存放
2、地点和管理方法必须在作业规程中规定。采煤工作面严禁使用折损的坑木、损坏的金属顶梁、失效的摩擦式金属支柱和失效的单体液压支柱。在同一个采煤工作面中,不得使用不同类型和不同性能的支柱。在地质条件复杂的采煤工作面中必须使用不同类型的支柱时,必须制定安全措施。摩擦式金属支柱和单体液压支柱入井前必须逐根进行压力测试。对摩擦式金属支柱、金属顶梁和单体液压支柱,在采煤工作面回采结束后或使用时间超过8个月后,必须进行检修。检修好的支柱还必须进行压力测试,合格后方可使用。二、特殊条件下采煤工作面顶板的控制(一)、采煤工作面过老巷时的顶板控制采煤工作面过老巷必须采取以下安全措施,以防冒顶。1、应先对老巷进行清理,
3、维修并加固支架,老巷上的冒顶应处理好。工作面支架应为一梁二柱或三柱托梁的顺抬棚子。2、老巷顶板压力大又破碎时,工作面不得与老巷平行,应调整为与老巷斜交。3、落煤时应用手镐、放零炮或松动炮,减少对顶板的震动。4、如果老巷在工作面的上方,要用大于老巷宽度的长木梁托顶。如果老巷在工作面下方,应填实后加长底梁,支柱打在底梁上。5、工作面过老巷时要加快推进速度,边采边支,减少空顶时间和空顶面积,防止冒顶。(二)、采煤工作面过断层、褶曲时的顶板控制采煤工作面过断层、褶曲时采取以下措施:1、过断层时要搞清工作面与断层走向交角,交角越小越危险。落差小于0.8米的断层可直接采过去,落差大的要挑顶、挖底,工作面要
4、加强支护。为防止横向来压,还应用连锁棚。在断层破碎处,要垂直断层打戗柱,断层两侧加木垛,支柱要“穿鞋带帽”,特别困难时,只有重掘开切眼,重新布置工作面。2、过褶曲时如变化平缓,可以再加强支护后采过去。如果变化大则要挑顶、挖底,并在挑顶、挖底附近加木垛。留底煤时,支架要穿铁鞋,留顶煤时要背顶。(三)、采煤工作面老顶初次来压和周期来压的顶板控制。1、进行顶板观测,搞清初次来压和周期来压步距。在来压前加大支护密度,提高工作面支架的总支承力。2、来压前沿放顶线增设12排密集支柱活丛柱,以增加基本支架的支撑力并隔离采空区。3、为了增加支架的稳定性,沿放顶线每隔58米设一个木垛,或增加一梁三柱的戗棚或抬棚
5、。也可以打双排交叉布置的木垛。4、初次来压期间,适当加大工作面控顶距,以便于增加特殊支架,周期来压期间则应适当缩小控顶距,减轻老顶对工作面的影响。5、采取小进度多循环方式,加快工作面的推进,以保持煤壁的完整性,使之具有良好的支撑作用。6、落煤后及时支护,并保证支架的数量和质量,有片帮危险时,支设贴帮柱。7、在工作面和采空区内设木信号柱,来压时及时报警。8、对坚硬老顶,必须随着回采进行强制放顶,以减轻老顶来压时对工作面的压力。9、采空区的支柱要回收干净,在大面积顶板压力下,最后回撤某一单独承压支柱,用正常锤击打不开锁销时,要停止回柱,在周围补打木支柱,用镐刨落近二分之一柱窝后,再用回柱绞车直接回
6、柱,回柱时所有人员均应撤离到安全地方。三、采煤工作面支架架设的安全质量要求1、单体液压支柱支护(1)、新设支柱初撑力:单体液压支柱8060KN,10090KN;金属摩擦支柱必须使用5t液压升柱器。(2)、支柱全部编号管理,牌号要清晰,不缺梁、少柱。(3)、工作面支柱要打成直线,其偏差不超过100mm(局部变化地区可加柱)。柱距偏差不大于100mm,排距偏差不超过100mm。(4)、底板松软时,支柱要穿柱鞋,钻底应小于100mm。2、液压支架(1)、初撑力不低于规定值的80%(立柱和平衡千斤顶有表显示)。(2)、支架要排成一条直线,其偏差不得超过50mm。中心距按作业规程要求,偏差不得超过100
7、mm。(3)、支架顶梁与顶板平行支设,其最大仰俯角7。(4)、相邻支架间不能有明显错差(不超过顶梁侧护板高的2/3),支架不挤、不咬,支架空隙不超过规定(200mm)。四、采煤工作面回柱放顶必须遵守的规定(一)、规程对采煤工作面回柱放顶的有关规定1、采煤工作面必须及时回柱放顶或充填,控顶距超过作业规程规定时,禁止采煤。用垮落法控制顶板,回柱后顶板不垮落、悬顶距离超过作业规程的规定时,必须停止采煤,采取人工强制放顶或其他措施进行处理。2、用垮落法处理顶板时,回柱放顶的方法和安全措施,放顶与爆破、机械落煤等工序平行作业的安全距离,放顶区内支架、木垛、木柱的回收方法,必须在作业规程中明确规定。采煤工
8、作面初次放顶及收尾时,必须制定安全措施。(二)、采煤工作面回柱放顶的安全质量要求:1、控顶距符合作业规程要求,回风、运输平巷与工作面放顶线放齐。2、用全部陷落法管理顶板的工作面,采空区冒落高度普遍不小于1.5倍才高,局部悬顶和冒落高度不充分(25),用丛柱加强支护,超过的要进行强制放顶。特殊条件下不能强制放顶时,要有可靠的强制措施和矿压观测资料及监测手段。3、切顶线支柱数量齐全,无空载和失效支柱,挡矸有效。特殊支护,符合作业规程要求。放顶时按组配足水平楔(每组不少于3个)。4、无空载支柱。五、防止采煤工作面煤壁片帮的主要措施由于采煤工作面煤壁在支承力作用下容易压酥,因此在采高大、煤质松软的工作
9、面往往容易因为片帮引起冒顶。防止煤壁片帮的主要安全措施有:1、工作面煤壁要采直采齐,要及时打好正规支柱和贴帮柱,并给足初撑力,减少控顶区内顶板的下沉量,综采工作面要及时用护帮板护帮。2、采高大于2.0m、煤质松软时,除打贴帮柱外还应在煤壁与贴帮柱间加横撑。3、在煤壁上部片帮严重的地点,应在贴帮柱上加托梁或超前挂金属铰接顶梁。在片帮深度大的地点,还应在梁端加打临时顶柱。4、在爆破落煤工作面要合理布置炮眼,并掌握好炮眼角度。顶眼距顶板不要太近,装药量要适当。落煤后要及时挑顶刷帮,使煤壁不留伞檐。六、采煤工作面使用单体液压支柱的要求(一)、采煤工作面使用单体液压支柱的要求1、工作面使用单体液压支柱的
10、最小高度应保持活柱的伸出量不小于顶板最大下沉量加上50mm的富余量,支柱的最大高度不得小于采高,严禁超高支设支柱。2、保证单体液压支柱有足够的初撑力,外注式单体液压支柱注液枪的出口压力不得低于10Mpa;内注式单体液压支柱施于把手的力矩不低于150Nm。3、底板抗压强度小于15Mpa的工作面,支柱应穿硬木鞋,以增加抗压面积,减少支柱下沉量。4、采高1.3m以上的工作面的人行道,两排支柱必须用防倒装置栓牢,防止失效柱子倒柱伤人。5、单体液压支柱在井下贮存3个月以上或采完一个工作面后,必须升井检修,不得直接转入其他接续面使用,检修后逐根试验,不合格的不准下井使用。6、支柱支设前,必须检查零部件是否
11、齐全,支柱有无弯曲,凹陷,顶盖变形,缺爪,漏液等现象,不合格的支柱不得使用。(二)、采煤工作面使用单体液压支柱的注意事项。1、新支柱或长期未使用的支柱,在操作前应先升降几次(最大行程),排除缸内空气。防止支柱初撑后缓慢下沉。2、支柱应大体上垂直于顶底板,支设在铰接顶梁下面,并有一定迎山角度,使,支柱处于垂直受力状态,不易推倒。3、支柱与输送机应有适当的距离,防止采煤机撞倒支柱和影响采煤机的正常运行。4、支柱顶盖4爪应卡在顶梁槽上,不允许将顶盖4爪顶在顶梁上或顶梁接头处。5、禁止用锤、镐等物体猛力敲击支柱人和部位,防止损坏支柱。6、在操作时应经常检查支柱有无漏油和缺件现象。7、严禁用单体液压支柱
12、做推溜器。在推输送机过程中,不准以支柱手把体作为刮板输送机千斤顶支点,防止损坏支柱。七、采煤工作面安全管理质量要求1、工作面和顺槽输送机机头、机尾有压(戗)柱。小绞车有牢固压(戗)柱或地锚。行人通过的顺槽输送机机尾处要加盖板。行人跨越输送机的地点有过桥。2、支柱高度与采高相符,不得超高使用。3、在用支柱完好、不漏液、不自动卸载,无外观缺损。综采液压支架不漏液,不串液,不卸载。4、支柱迎山有力。不出现连续3根以上支柱迎山角度或退山角过大。综采支架要垂直顶底板,歪斜小于5。煤层采高大,倾角大于15时,支架设防倒、防滑装置,有链牵引采煤机和刮板输送机设防滑装置。5、使用铰接顶梁工作面铰接率大于90%
13、。第二章 采煤工作面冒顶事故预防及处理一、顶板事故的预兆及防治(一)、采煤工作面局部冒顶的预兆1、掉渣。顶板严重破裂时,折梁断柱就要增加,随后就出现顶板掉渣现象。掉渣越多,说明顶板压力越大。在人工顶板下,掉下的矸石和煤渣更多,工人叫“煤雨”。这就是发生冒顶的危险信号。2、片帮。冒顶前煤壁所受压力增加,变得松软,片帮煤比平时多。3、响声。岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时,木支架就会发生劈裂声,紧接着出现折梁断柱现象,金属支柱的活柱急速下缩,也会发出很大的声响,有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。4、裂缝。顶板的裂缝,一种是地质构造产生的自然裂隙,一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。老工
14、人的经验是:流水的裂缝有危险,因为它深;缝里有煤泥、水锈的不危险,因为它是老缝;茬口新的有危险,因为它是新生的。如果这种裂隙加深加宽,说明顶板继续恶化。5、离层。用“敲帮问顶”的方式试探顶板,如顶板发出“咚咚”声,说明顶板岩层之间已经离层。6、有淋水的采面,顶板淋水有明显增加。7、在含瓦斯煤层中,瓦斯涌出量会突然增大。8、漏顶。破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶后会造成支架托空出现松动,引发冒顶。(二)、采煤工作面局部冒顶的防治措施1)靠近煤壁附近局部冒顶的预防。1、及时支护悬漏顶板,加强敲帮问顶。2、炮采时炮眼布置及装药量要合适,避免崩倒支架。3、尽量使工作面与煤
15、层节理垂直或者斜交避免片帮,一旦片帮应掏梁窝超前支护。4、综采面采用长侧护板,整体顶梁,内伸缩压式前梁,增大支架向煤壁方向的推力,提高支架的初撑力。2)工作面两端局部冒顶的预防。(1)支护必须有足够的支撑力,不仅能支撑松动下来的直接顶岩石,还能支撑基本顶来压时所施加的压力机头机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁端头支架(即四对八梁支护),每对随机头机尾的推移迈步前移。或在机头和机尾采用双楔顶梁铰接支护,此外,还可以采用十字铰接顶梁支护。(2)超前工作面的10m内,巷道支架应加双中心柱;超前工作面1020m巷道支架应加单中心柱。(3)综采时,如果工作面两端没有应用端头支架,则在工作面与巷道相连处,需用
16、一对迈步抬棚。二、采煤工作面局部冒顶的处理方法。 煤壁区附近如果发生局部小冒顶,冒顶范围不大,顶板没有冒严,矸石暂时停止下落的情况时,应采取加固冒顶区附近的支架,在掏梁窝,探大板或挂梁等措施。棚梁顶上的空隙要刹严或架小木垛接顶,然后清除浮矸浮煤,打好贴帮柱。支柱棚梁。并根据煤帮情况钉上拉条和用小木板逼住煤帮,防止片帮。上、下出口及放顶区附近发生局部冒顶,在通风完好情况下,可采取从冒顶两端向中间架设探板或托梁处理冒顶和木垛接顶,必要时采取撞楔法通过后在架设支架。处理时,要提前准备好木料,将退路清理好,并安排有经验的老工人监视顶板。工作面刮板输送机尽早恢复运转,以便清理外运冒落碎矸。1、采煤工作面
17、大面积冒顶的处理方法1)修复冒顶区的方法。(1)从工作面冒顶区的两端,由外向里用双腿套棚维护好顶板,保持安全退路畅通,若顶板压力大,应加打木垛维护顶板。(2)边清理矸石边架棚,每清理0.5m架一架棚子,清理的矸石倒入采空区,如遇不易破碎的大块矸石,应根据规定放小跑破碎。(3)若冒落矸石很碎,一次整修不易通过时,可先沿煤帮机道用人字形掩护支架整修一条小巷,在风流贯通,输送机开动后,在从冒顶区两端向中间依次放矸架棚修复工作面。(4)若采煤机在冒顶区前方,当输送机出矸时,应先将采煤机吊起,使矸石顺利通过。2)重掘开切眼的方法。当冒顶区范围大,直接修复冒顶区有困难时,可采用重掘绕过冒顶区的开切眼与冒顶
18、区两端的工作面连通,然后由开切眼掘小平巷透冒顶区扒出设备,在将工作面末冒顶区推采与开切眼成一直线后,即可恢复正常生产。2、处理冒顶事故时的注意事项(1)探明冒顶区范围和被埋、压、截堵的人数及可能所在位置,并分析抢救和处理条件,采取不同的抢救方法。(2)迅速恢复冒顶区的通风,如一时不能恢复,则应利用压风管、水管、或打钻向埋压或截堵区人员供给新鲜空气。(3)在处理过程中,必须有外向里加强支护,清理出抢救人员的通道。必要时可以向遇难人员处开掘专用小巷道。(4)在抢救处理过程总必须有专人检查和监视顶板情况,加强支护,防止发生二次冒顶,并注意检查瓦斯及其他有害气体情况。(5)在抢救过程中遇有大块岩石,不
19、得用爆破方法处理。如果威胁遇难人员,则可用千斤顶、撬棍等工具移动石块,救出遇难人员。 第二章 井下爆破安全一、井下爆破的有关规定和要求(一)一炮三检制“一炮三检”是指装药前,放炮前和放炮后要认真检查放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度达到1%时,不准装药,放炮。放炮后瓦斯浓度达到1%时,必须立即处理,并不准用电钻打眼。执行“一炮三检”是加强放炮前瓦斯检查,防止漏检,避免在瓦斯超限情况下放炮的有效措施。规程规定:井下爆破工作必须由专职爆破工担任。在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层中,专职爆破工必须固定在同一工作面工作。爆破作业必须执行“一炮三检制”(二)炮眼布置规程规定:爆破作业必
20、须编制爆破作业说明书,说明书必须符合下列要求:(1)炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸,炮眼的位置、个数、深度,角度及炮眼编号,并用正面图、平面图和剖面图表示。(2)炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度、使用炸药、雷管的品种,装药量,封泥长度,连线方法和起爆顺序。(3)必须编入采掘作业规程,并及时修改补充。爆破工必须依照说明书进行爆破作业。(一)水炮泥的使用及炮眼封堵炮泥是堵塞炮眼的惰性材料,煤矿井下常用的炮泥有两种。一种是在塑料薄膜圆筒袋中充满水做成炮泥,简称水炮泥;一种是粘土炮泥。目前出于对预防引起瓦斯,煤尘爆炸的安全性和防尘的有效性考虑,推广使用水
21、炮泥。因为水炮泥具有以下优点:(1)由于炸药爆炸瞬间高温高压的冲击作用,使水炮泥中的水形成水幕,能够降低炸药爆炸后的温度,缩短爆炸火焰存在的时间,减少引瓦斯和煤尘的可能性,保证矿井安全生产,(2)水炮泥在炸药爆炸时形成的水幕,有降低粉尘说的生成量和吸收炮烟中的有毒有害气体的作用,改善了井下的空气条件。规程规定:炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求:(1) 炮眼深度为小于1.6m时,不得装药、爆破:在特殊条件下,如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时,必须制定安全措施,炮眼深度可以小于0.6m,但必须丰满炮泥。(2) 炮眼深度为0.61m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。(3) 炮眼深度超过1m
22、时,封泥长度不得小于0.5m。(4) 炮眼深度超过2.5m时,封泥长度不得小于1m。(5) 光面爆破时,周边光爆炮眼应用炮泥封实,且封泥长度不得小于0.3m。(6) 工作面有2个或2个以上自由面时,在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m,在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时,最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。(四)有关不准装药、放炮的规定规程规定:装药前和爆破前有下列情况之一的,严禁装药、爆破:(1) 采掘工作面的空顶距离不符合作业规程的规定,或者支架有损坏,或者伞檐超过规定。(2) 爆破地点附近20m以内风流种瓦斯浓度达到1.0%。(3) 爆破地点20m以内,矿车、未清
23、除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1/3以上。(4) 炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。(5) 采掘工作面风量不足。(五)设备保护及警戒的设置爆破前,必须加强对机器、液压支架和电缆等的保护或将其移出工作面。爆破前,班组长必须亲自布置专人在警戒线和可能进入爆破地点的所有通路上担任警戒工作。警戒人员必须在安全地点警戒。警戒线处应设置警戒牌,栏杆或拉绳。(六)爆破母线及连接线规程规定:爆破母线和连接线应符合下列要求:(1) 煤矿井下爆破母线必须符合标准。(2) 爆破母线和连接线、电雷管脚线和连接线、脚线和脚线之间的接头必须互相扭紧并悬空,不得与轨道、金属管、金属网、
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