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文檔簡介

1、撫順礦業集團有限責任公司1 1沖擊地壓及復雜動力災害防治工作沖擊地壓及復雜動力災害防治工作撫順礦業集團有限責任公司老虎臺礦撫順礦業集團有限責任公司老虎臺礦二二 一一 五五 年年 七七 月月 九九 日日匯匯 報報 材材 料料目目 錄錄 一、礦井基本概況一、礦井基本概況2 2二、沖擊地壓發展史二、沖擊地壓發展史三、沖擊地壓防治措施三、沖擊地壓防治措施四、沖擊地壓防治效果四、沖擊地壓防治效果五、建議五、建議撫順礦業集團有限責任公司3 3一、礦井基本情況一、礦井基本情況 老虎臺礦開采于1907年,位于撫順煤田中部,距市中心6km。井田東西走向長4.8km,南北寬2.0km,面積約9.8km2,現開采區

2、域面積6.886km2。主采煤層本層煤為結構復雜的特厚煤層,自上而下分為2#、3#、4#、5#共四個自然分層,厚度0.6110.5m,平均厚度58m。呈帶狀、不對稱向斜賦存,近東西走向。煤層夾矸有炭質頁巖、泥質頁巖、泥質粉砂巖、砂巖及燭煤,夾矸厚度在0.0515m之間。主采煤層屬低硫、低磷、低灰分和高發熱量的粘結性煤,煤質牌號為氣煤。 撫順礦業集團有限責任公司4 4撫順礦業集團有限責任公司5 5 煤層頂板為極易冒落的油母頁巖層巖層,含油率214%(一般57%)、厚度25.81362.35m,平均194.08m。煤層直接底為灰褐色泥巖,平均厚度為2.5m,整體性較差,遇水易膨脹;基本底自上而下分

3、為暗灰綠色凝灰巖、褐色頁巖和灰綠色凝灰巖,平均厚度為42.7m。 老虎臺礦在 -225m 以上采用盤區式開拓方式, -225m以下采用斜豎井階段水平大巷開拓方式。現采用綜合機械化放頂煤采煤法,全部垮落法管理采空區。礦井設計生產能力300萬t/a,核定生產能力260萬t/a。撫順礦業集團有限責任公司6 6 井田中央布置七條入風井(六條斜井、一條豎井),東、西兩翼各布置兩條回風斜井,均位于煤層底板基巖之中。礦井開拓至-880m,生產水平三個即-430m(復采)、-730m、-830m。布置淺部復采區及深部東、中、西部等四個采區,按“兩采兩準一備”的方式組織生產。 撫順礦業集團有限責任公司7 7 老

4、虎臺礦作為典型的沖擊地壓礦井,早在開采距地表300 m深時就有沖擊地壓發生,隨著開采深度的不斷增加,沖擊地壓災害也越來越嚴重,特別是在1993-2001年間,礦井沖擊地壓頻繁發生,給工作面生產和巷道支護帶來了極大的難度,嚴重影響礦井的安全生產。2002年1月26日,78002綜放工作面回風順槽發生ML3.7級沖擊地壓,是老虎臺礦開采以來最大震級的沖擊地壓。 礦井沖擊地壓區域分布具有以下特點:一是采深越大,沖擊地壓發生次數越多;二是地質構造帶如斷層附近、向斜軸部,是沖擊地壓多發帶;三是孤島煤柱區是沖擊地壓嚴重區域;四是綜放面一分層沖擊地壓顯現強烈;五是綜放面開采初期、采空區“見方”及接近終采時,

5、沖擊地壓發生較頻繁。六是二分層(卸壓帶)仍有沖擊地壓發生,但頻率和強度減弱。 二、沖擊地壓發展史二、沖擊地壓發展史撫順礦業集團有限責任公司8 8撫順礦業集團有限責任公司9 9三、沖擊地壓防治措施三、沖擊地壓防治措施 多年來,撫順礦業集團有限責任公司及老虎臺礦在沖擊地壓防治方面,不斷加大投入,聯合科研機構和大專院校,廣泛開展沖擊地壓防治技術研究,形成了預測預報、解危措施、效果檢驗、安全防護“四位一體”的綜合防治措施。 p預測預報:區域預測、局部預測。p防治措施:區域防治措施、局部防治措施。p效果檢驗:檢驗已經采取的區域防治措施和局部防治措施是否有效。 p安全防護:采取加強支護、個體防護、防沖擊屋

6、、壓風自救、物件捆綁、人員控制等多種安全防護措施,保證作業人員人身安全。 撫順礦業集團有限責任公司1010 (一)沖擊地壓預測預報 沖擊地壓危險性預測預報工作包括區域預測和局部預測兩部分。 區域預測:是對礦井進行沖擊危險區域劃分,根據以往沖擊地壓發生規律和防治沖擊地壓工作經驗及微震監測結果分析,初步將礦井各生產區域劃分為 :沖擊危險區域、一般沖擊危險區域和無沖擊危險區域。 局部預測:是綜合運用鉆屑法、礦壓觀測法、電磁輻射法、微震監測法等技術手段,對沖擊危險區域和一般沖擊危險區域中有采掘作業的局部地點進行沖擊危險性預測預報。 撫順礦業集團有限責任公司1111 1. 鉆屑法 鉆屑法是通過在煤層中打

7、直徑42mm的鉆孔,根據排出煤粉量的變化規律和有關動力效應,鑒別沖擊危險的一種方法。鉆屑法具有施工方便、設備簡單、投入少、預測較準確等優點,但鉆屑法不能做到實時監測,而且現場施工人員測試過程存在一定的人身危險。 鉆孔:孔徑42mm,檢測深度10m 。 鉆具:使用手持式風動鉆機,螺紋鉆桿,每節長1m,插接式聯接,20kg量程的彈簧稱用于稱量煤粉重量。 方法:測定每鉆進1m排出的煤粉量。 指標:鉆屑量的臨界值4kg,即S4kg有沖擊地壓危險,S4kg則無沖擊地壓危險;如打鉆過程中有明顯動力現象,即認定為有沖擊危險。撫順礦業集團有限責任公司1212 2. 礦壓觀測法 通過對工作面支架阻力,兩巷超前支

8、護阻力、頂底板移近情況的測試,了解采場來壓程度、來壓步距、來壓征兆、沖擊地壓與采動的關系,并對沖擊地壓及采場大面積來壓進行預測預報。礦壓觀測法采用的設備相對簡單,便于人員操作,設備成本相對較低,但相對來說監測精度較低,受監測區域其他因素影響較大,且預測時效性相對較差 。 監測方法:綜采工作面均勻設置五條觀測線,每條觀測線選取兩個架子,各安裝一臺電子支護阻力觀測儀,對支護阻力進行連續觀測。在兩順槽每隔100m,設置一臺頂底板動態儀,對頂底板移近速率進行觀測。 數據分析:對數據進行總結類比,分析支架工作阻力和巷道頂底板移近量隨時間、工作面推進度的關系。撫順礦業集團有限責任公司1313頂底板動態儀頂

9、底板動態儀 液壓支架工作阻力測定儀液壓支架工作阻力測定儀撫順礦業集團有限責任公司1414 3. 電磁輻射法p煤巖體受載變形破裂會產生電磁輻射和聲發射信號。p煤巖體受載應力越大,電磁輻射/聲發射強度就越大。p加載速率越大,變形破裂過程越強烈,電磁輻射/聲發射信號越強。p電磁輻射和聲發射幅值能夠反映煤巖體所處的應力狀態和所積聚的彈性應變能。 電磁輻射/聲發射的強度(幅值)主要反映了煤巖體的受載程度及變形破裂強度,電磁輻射/聲發射的脈沖數(頻數)主要反映了煤巖體變形及微破裂的頻次。 YDD16便攜式聲電監測儀是在KBD5便攜式電磁輻射監測儀的基礎上,融合了聲發射及超低頻電磁感應技術,是一種便攜式、多

10、通道、多信號、非接觸定向監測儀器。撫順礦業集團有限責任公司1515 YDD16便攜式聲電監測儀便攜式聲電監測儀監測監測主機主機電磁輻電磁輻射天線射天線聲發射聲發射天線天線撫順礦業集團有限責任公司1616 4. 微震監測法 老虎臺礦微震監測系統是2008年8月自波蘭EMAG公司引進的ARAMIS M/E微震監測系統。使用該系統可以實現對井下微震事件的實時監測,能夠較精確地計算震源位置和震動能量。通過對監測數據的統計, 分析礦震發生的原因和規律,預測礦震及沖擊地壓的發展趨勢。系統可以監測震動能量大于100J、頻率范圍在0150Hz的震動事件,定位誤差為20m(X,Y),50m(Z)。可以將微震事件

11、投影到礦井平面、剖面圖上,直觀地顯示出礦井微震事件的整體情況。 撫順礦業集團有限責任公司1717 老虎臺礦微震系統拾震器布置方式:井下分四個水平,共安設了16個拾震器,井田東西兩翼各8個,其中-830m水平3個,-680m水平4個, -580m水平5個,-430m水平4個。 測站布置的總體原則是:既要將監測有效范圍覆蓋整個井田,又要偏重于現生產采區和沖擊地壓多發區,以保證微震事件監測的完整性和重要微震事件監測的準確性。 實現微震事件的定位,需要有至少4個拾震器接收到地震波。老虎臺礦現在的拾震器布置方法,保證了深部生產采區煤層頂板、底板各有3個拾震器,并在淺部東、西兩翼各設置2個拾震器,以提高對

12、微震事件標高定位的準確度。撫順礦業集團有限責任公司1818微震監測研究方法 利用微震監測進行沖擊危險的預測預報,主要是采取統計對比的方法進行宏觀上的預測。通過記錄統計微震活動發生的時間、空間、強度分布及其變化,分析波速、頻譜的變化情況,來找出微震活動的變化趨勢,預測微震事件可能發生的區域和強度。主要從以下幾方面進行了研究:u 進行震源定位,劃定微震活動帶u 微震活動在空間分布上的遷移性u 微震活動的重復性和填空性u 微震小事件震中分布面積的變化與大事件位置的關系u 微震序列的研究撫順礦業集團有限責任公司1919 (二)沖擊地壓防治措施 沖擊地壓防治措施包括區域防治措施和局部防治措施兩部分,并優

13、先采取區域防治措施。 區域防治措施:采取開采保護層、合理采區布局、降低開采強度等措施降低應力集中程度; 局部防治措施:采取高壓注水、卸壓鉆孔、卸壓爆破等措施,改變采場及巷道附近煤巖體的物理力學性能,減弱積聚彈性能的能力和釋放彈性能的速度。撫順礦業集團有限責任公司2020 1. 開采保護層 老虎臺礦主采煤層為特厚煤層,平均厚度達58m,不僅具有沖擊危險,而且是高瓦斯突出煤層。因此,將頂分層作為保護層開采,在卸除地應力、釋放沖擊能量的同時,還可以起到大量排放瓦斯解除突出危險的作用。圖為開采78002、83001綜放面保護83002綜放面示意圖。 撫順礦業集團有限責任公司2121 決定保護范圍和保護

14、程度的基本因素是采空區寬度、巖體的結構和強度、采深、開采煤層的傾角和厚度、開采方法和時間等。老虎臺礦實測結果證明了24m高度的煤巷其減壓區在圍巖46m范圍內,1520m高度的采空區其減壓區在圍巖的20m范圍內。保護層保護的垂直距離為:上部20m范圍內為被保護的范圍,下部50m為被保護的范圍。 2006年,最后一個首分層工作面83001回采結束以后,老虎礦深部東、中、西三個采區全部完成保護層開采,采掘作業在保護范圍內進行,沖擊地壓威脅程度有了根本性好轉。沖擊地壓發生的次數明顯減少,沖擊的強度和造成的破壞都大幅降低。撫順礦業集團有限責任公司2222 2. 優化采掘布局 合理的開拓布置和開采布局對于

15、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。不正確的開拓開采布局一經形成就難以改變,到工作面開采時只能采取局部措施,耗費很大且效果有限,故合理的開拓布置和開采布局是防治沖擊地壓的根本性措施。 老虎臺礦按煤層賦存標高及產狀,將礦井深部劃分為東、中、西三個綜采區,實行綜合機械化放頂煤開采。礦井形成“兩采兩準一備”的采掘生產布局,深部三個采區保持“一個回采,一個準備,一個備用”,每個采區只布置一個工作面,避免相互擾動。撫順礦業集團有限責任公司2323 3. 降低開采強度 降低礦井生產能力:老虎臺礦礦井設計能力為300萬t/a, 2005年核定生產

16、能力為335萬t/a。 2006年,考慮到老虎臺礦各種災害情況比較嚴重,尤其沖擊地壓仍然還是采礦界無法根治的難題,為給安全生產留有余地,以提高安全生產系數,在重新核定礦井生產能力時,遼寧省煤炭工業管理局要求老虎臺礦降低礦井產量,批復礦井核定生產能力為260萬t/a。 降低工作面生產能力:在嚴格按照批復的核定生產能力組織生產的基礎上,集團公司又制定了降低回采工作面開采強度的措施,回采工作面推進速度由月進尺60m降低到40m以內。通過采取降低 回采工作面開采強度的措施,工作面上覆巖層活動變緩,礦壓緩慢釋放,應力集中程度明顯緩解。 實施“減面減產減人”戰略,通過提升礦井生產機械化和管理自動化水平,實

17、現了”機械化換人,自動化減人”的目標。使礦井擺脫了長期的采掘接續緊張局面,為有效實施防治沖擊地壓措施提供了保障。 實踐證明,降低礦井和回采工作面生產能力是防治沖擊地壓一項極其有效的措施。撫順礦業集團有限責任公司2424 4 4. 卸壓鉆孔 卸壓鉆孔是利用鉆孔的方法消除或減緩沖擊地壓危險的解危措施。利用卸壓鉆孔可以釋放煤巖體中聚積的彈性能,消除應力增高區。利用高應力條件下,煤層中聚集的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體,使煤層卸壓、釋放能量,消除沖擊危險。 鉆孔孔徑一般取89113mm,鉆進深度1040m,根據煤體硬度和鉆孔深度需要,選擇使用2.0kw巖石電鉆或液壓鉆機。 重點區域巷道的兩幫垂直于煤壁施

18、工卸壓鉆孔,每架棚一組,每組2個孔,仰角520。 礦壓顯現嚴重地點需要進行周期性反復卸壓。撫順礦業集團有限責任公司2525 在有沖擊地壓危險的掘進工作面,實施超前卸壓鉆孔,采取 “兩掘一鉆” 方式作業,即在每天三班作業的一循環中利用一個小班時間打卸壓鉆孔,兩個班掘進。每天打714個超前卸壓鉆孔,上下兩排布置,孔深為1015m,以此來掩護掘進施工,使掘進工作始終在卸壓范圍內進行,有效杜絕煤掘工作面前方礦震的發生 。撫順礦業集團有限責任公司2626 63007運輸聯絡道煤柱區,使用液壓鉆機實施大孔徑、長距離、高密度卸壓鉆孔,取得了較好的卸壓效果。巷道掘進前,在聯絡道北幫向北實施卸壓鉆孔,孔徑108

19、mm、間距1.5m、仰角4、孔深70m。連續施工21個,鉆孔總進尺1470m。 通過采取卸壓鉆孔、高壓注水等卸壓措施,并使用防沖巷道液壓支架加強支護,保證了該段巷道的安全掘進。撫順礦業集團有限責任公司2727 5. 高壓注水 充分利用巷道掘進至工作面回采的各個時期,實施高壓注水和靜壓注水。施工注水鉆孔直徑42mm,先進行高壓注水,取得煤體致裂效果后,再利用礦井供水系統自然水壓進行靜壓注水。保證注水壓力和注水時間,使煤體注水后含水率達到4%以上或含水率增值達到2%以上。根據煤體硬度等參數合理確定注水孔布置密度,使用鉆孔探測等方法驗證注水孔有效濕潤范圍,一般注水孔間距不大于有效濕潤范圍直徑,以確保

20、注水覆蓋范圍,老虎臺礦實施注水孔間距一般不大于15m。注水孔角度和深度根據注水位置和煤層厚度來確定,高壓注水壓力不低于8MPa,靜壓注水壓力不低于1.5MPa。 使用3D2-SZ型高壓注水泵進行高壓注水,額定壓力17MPa,工作壓力一般在8.013.0MPa,流量135L/min。 撫順礦業集團有限責任公司2828 (1)邊掘邊注 在掘進工作面向掘進前方施工注水孔,孔深1030m,采用橡膠封孔器封孔,進行高壓注水。注水時間不少于一個小班,根據掘進速度確定注水周期,當工作面推進出上一循環注水范圍或掘進過程中發現煤質變干,則停止掘進再進行高壓注水。 在已掘巷道內滯后掘進頭15m處,向兩幫和頂板施工

21、注水孔,每隔15m打一組,幫孔深度15m,頂孔深度根據頂板煤厚確定。使用1寸鐵管注水,聚銨酯封孔,先進行一個小班的高壓注水,然后持續進行靜壓注水。 撫順礦業集團有限責任公司2929 (2)采前注水 采煤工作面運輸、回風順槽掘進完成后,在兩順槽向回采煤體施工注水孔,鉆孔深度根據工作面長度確定,確保兩順槽的鉆孔相互搭接,覆蓋全部回采煤體。鉆孔間距15m,如煤層較厚,可間距15m布置一組孔,每組按高低角度布置23個孔。 注水孔采用1寸鐵管注水,使用聚銨酯和馬麗散封孔。這種封孔材料具有封孔速度快、強度高和使用時間長等特點,非常適合深孔長期注水使用。鉆孔施工完成后,先進行一輪高壓注水,然后持續進行靜壓注

22、水。工作面開采以后,超前工作面2030m的鉆孔,使用高壓注水泵進行高壓注水。撫順礦業集團有限責任公司3030 83003綜放面位于老虎臺井田西部,走向長603m,傾斜長169.5m,煤層平均厚度11.8m。運輸設在-830m水平,回風設在-780m水平,開采標高為-747.2-833.5m。 運輸順槽南幫高壓注水孔布置:鉆孔仰角14-18,孔徑42mm,鉆孔垂直煤壁,間距15m,孔深120m,布置高壓注水孔35個,封孔深度10m,注水壓力不低于10MPa。 回風順槽北幫高壓注水孔布置:孔徑42mm,高、中、低角度孔交替布置,間距10m,孔深2540m。 撫順礦業集團有限責任公司3131 (3)

23、邊采邊注 在每個采煤工作面注水泵站設置7臺高壓注水泵,6臺使用,1臺備用。其中,使用2臺泵分別對兩順槽超前工作面2030m的注水孔進行高壓注水,圓班連續注水。使用4臺泵對工作面進行高壓注水,每天放煤班打鉆,并立即封孔注水,放煤班和檢修班連續注水兩個小班。 工作面的高壓注水孔在架前煤壁向頂板施工,鉆孔角度一般為3080,鉆孔深度根據頂板煤層厚度確定。鉆孔間距1015m,每天施工4個鉆孔,每臺泵注一個孔,根據工作面長度分段均勻布置鉆孔位置,使用橡膠封孔器封孔。撫順礦業集團有限責任公司3232 6. 卸壓爆破 深孔爆破技術是將控制爆破技術引入到沖擊地壓防治領域中,深孔爆破能夠有效地降低頂板巖層的能量

24、積聚,促使應力得到釋放,從而降低了沖擊地壓發生的危險性。 施工方法:深孔爆破孔徑42mm,孔深1020m,爆破孔間距6.0m,每兩個爆破孔中間打一個卸壓孔,每孔裝藥量4.5,用黃泥和水炮泥封孔,封孔長度不小于5.0m。為保證達到起爆效果,每孔內裝2個炮頭,每隔10個藥卷一個炮頭,每個炮頭加工2個瞬發電雷管。放炮時每孔內兩個炮頭的4個雷管采取并聯方式連接,孔與孔之間采取串聯方式連接,一次起爆3個孔 。 撫順礦業集團有限責任公司3333 (三)沖擊地壓安全防護措施 安全防護措施是防治沖擊地壓的最后一道防線,同時也是發生沖擊地壓時員工的生命線,因此即便采取了區域、局部治理措施,也不能放松安全防護措施

25、。u加強巷道支護,減緩沖擊強度,保留生存空間;u個體防護裝備,保護作業人員身體重要部位免受沖擊傷害;u構筑防沖擊屋,為固定崗位提供安全環境和避難場所;u壓風自救系統,為避難人員提供新鮮空氣;u設備物件捆綁,防止沖擊過程中設備物件飛揚傷人;u作業人員控制,避免群死群傷重特大事故,利于事故救援。 撫順礦業集團有限責任公司3434 1.加強巷道支護 (1)全封閉U型鋼棚(O型棚)支護 全封閉U型鋼棚(O型棚)支護方法,具有初撐力大,支護強度高,抗沖擊能力強,良好的可縮性,支護結構完整等特點。實現了對巷道的全斷面支護,對兩幫和底板的控制能力強,可以有效降低巷道兩幫收斂和底鼓速度,減少巷道維修施工量。發

26、生沖擊地壓時,可以有效保護巷道,保護作業人員和設備安全。沖擊載荷過大時,O型棚可以通過搭接部收縮來卸壓,仍然保持完整的支護結構,有效遏制沖擊地壓造成巷道冒頂、底鼓、摧毀支架及顛翻設備等現象,可以避免因巷道破壞造成通風系統中斷引起瓦斯積聚,減輕沖擊地壓對作業人員造成的人身傷害程度。撫順礦業集團有限責任公司3535 (2)巷道垛式液壓支架支護 對于巷道岔口、構造區域、煤柱邊緣等沖擊危險性較大的地點,使用巷道垛式液壓支架,提高巷道支護強度。每組垛式液壓支架由四根液壓支柱與高強度的頂梁、底梁組成,尤其注重加強了對巷道底板的支護強度,對減緩沖擊強度和有效保護巷道空間具有十分明顯的效果。沿巷道方向將若干支

27、架相鄰擺放支撐,即形成牢固的巷道空間。撫順礦業集團有限責任公司3636 (3)巷道超前液壓支架支護 采煤工作面兩端頭和掘進工作面掌子頭等超前應力集中區域,受動壓影響顯著,頂底板來壓大,易發生沖擊地壓。使用巷道超前支護支架,可以提高巷道支護強度,減緩巷道頂板移近速率,有效保護巷道,防止沖擊地壓和頂板事故。 巷道超前支護支架,兩架為一組,兩個底座之間連接有移架千斤頂,可在各種礦井巷道內進行自移行走式支護。支撐狀態時,立柱伸出,頂梁和底座分別支撐巷道的頂底板。自移行走時,前面一組中的一架降架,即立柱收回,此時千斤頂和防倒千斤頂處于隨動狀態,頂梁離開頂板后,千斤頂和移架千斤頂伸出,由于后面的支架處于支

28、撐狀態,前面的這架將被向前推移一個千斤頂行程,然后其立柱升起,支架處于支撐狀態。這時后面的支架立柱降低頂梁離開頂板,然后千斤頂和移架千斤頂縮回,則后面的支架被向前拖移了一個行程。立柱升起,支架重新處于支撐狀態。撫順礦業集團有限責任公司3737 (4)防沖巷道液壓支架支護 采煤工作面順槽處于原生煤體或鄰近地質構造的巷道,沖擊地壓嚴重,采用防沖巷道液壓支架支護。這類巷道受采掘擾動大,礦壓顯現強烈,巷道頂底板及兩幫收斂速度很快,巷道維修維護工程量巨大,且極易發生沖擊地壓。這類巷道要杜絕剛性支護,采用高強度可縮封閉式支護。 防沖巷道液壓支架由頂梁、底梁和液壓支柱構成。拱型頂梁由2段弧形梁鉸接組成,底梁

29、由2個底座和1段中節鉸接組成,頂梁和底梁間由液壓支柱支撐。支架整體呈O型,與O型可縮鋼棚同時使用,交替平行布置安裝在O型棚棚空內。防沖巷道液壓支架具有初撐力大、支護能力強等特點,實現了對巷道的全斷面支護,對巷道底板和兩幫控制能力強。能夠有效保持巷道斷面,防止巷道底鼓,保護作業人員和設備安全。撫順礦業集團有限責任公司3838 2. 個體防護裝備 研究表明,發生沖擊地壓后,人員受傷的主要部位是頭部,占90%以上,其次是胸部,包括肋骨折斷等占60%。而內部器官的損壞主要是肺、心、胃等占19%,再其次為上下肢的折斷也占19%。原有的礦用膠帽佩戴時,盔體與人體頭部之間間隙較小,沒有緩沖材料,發生沖擊時,

30、沖擊力直接作用于人體頭部,且膠帽的抗沖擊強度不足,易破裂失效,綁繩過細,易被震飛或脫落。為保護作業人員人身安全,撫礦集團研發了防沖擊個體防護裝備,包括防沖擊頭盔和防沖擊背心,并申請了專利。 防沖擊頭盔采用輕便的化工原料抗沖擊的ABS樹脂制作。防沖擊頭盔內的盔體與人體頭部之間夾填有較厚的緩沖材料制作的緩沖墊圈,減緩了碰撞時人體頭部受到的沖擊,增大了抗沖擊強度,可以有效地防護外界對人體頭部的沖擊,且防沖擊頭盔上有長度可隨意調節的寬帽帶,佩戴舒適,操作方便,不易脫落。可以使作業人員在沖擊地壓發生過程中,減緩頭部撞擊,得到保護。撫順礦業集團有限責任公司3939 防沖擊背心是在背心形外套內設有高強度護板

31、。背心形外套由前襟、后襟及2塊肋板構成,2塊肋板分別固定在后襟兩側。兩側的肋板與前襟間綁帶連接,在背心形外套內設有4塊高強度護板,分別置入背心形外套的前襟、后襟和2塊肋板處。 井下作業工作服不具備防沖能力。防沖擊背心的護板采用輕便的化工原料抗沖擊的ABS樹脂制作,可在發生沖撞時減緩物體對人體的沖擊力,在一定程度上有效保護人體胸部和內臟器官。從而大幅度降低因沖擊地壓帶來的人身傷害,達到安全生產的目的。撫順礦業集團有限責任公司4040 3. 防沖擊屋 防沖擊屋也是撫礦集團研發的一種防沖擊人身防護設施,適用于沖擊地壓危險區域的固定性看守崗位,為長時間固定作業崗位作業人員提供一個配備防護措施的安全環境

32、。其構筑方法是:在沖擊地壓區域的看守性崗位附近,選擇煤質較好的地點掘2m深峒室,巷道斷面NO.3.5,按700mm間排距全斷面布置樹脂半長錨固錨網,架設O型棚,棚距700mm,搭接部上三道卡纜,棚間上四道鐵拉筋固定,用木杠剎實幫頂,鐵棚內鋪背板,背板上安設海棉減震板。防震屋內接入壓風自救系統。發生沖擊地壓時,由于防沖擊屋的支護強度大,受破壞較小,可以維持足夠生存空間。人員發生顛簸和碰撞時,有減震板緩沖,會避免或減輕傷害。即使在外界被封堵的情況下,也可以利用壓風自救系統安全地等待救援。撫順礦業集團有限責任公司4141 4. 壓風自救系統 壓風自救系統由風泵、管路、供風嘴、防護袋等部分構成,風泵產

33、生高壓空氣通過管路輸送到作業地點,在壓風管路接出支線管路并在支線管路上安裝供風嘴,用防護袋將供風嘴套在袋中。當發生煤與瓦斯突出及沖擊地壓等事故時,通風系統受到破壞,瓦斯等有毒有害氣體會威脅作業人員人身安全。作業人員可以鉆進壓風防護袋內,打開供風嘴閥門,壓風管路內的高壓空氣可以為避險人員提供新鮮空氣。撫順礦業集團有限責任公司4242 5. 物件設備捆綁 發生沖擊地壓時,巷道內存放的設備、材料等物件會因劇烈震動而飛揚、顛覆,對作業人員身體撞擊、擠壓造成人身傷害,這也是沖擊地壓造成傷亡事故的主要形式之一。為減小沖擊地壓危害,老虎臺礦制定了沖擊地壓區域物件捆綁規定,對沖擊地壓區域巷道內存放的所有物件進

34、行捆綁,防止其受沖擊時移動傷人,取得了很好的效果。撫順礦業集團有限責任公司4343 6. 危險區域人員控制 為防止沖擊地壓造成集團傷亡事故,應盡量減少井下作業人數。優化生產工藝和勞動組織,把作業人數降到最低,嚴禁在沖擊危險區域組織各種人員密集型生產會戰。 (1)區域控制 綜放工作面檢修班作業人數不超過40人,生產班作業人數不超過29人。 炮掘工作面作業人數不超過9人。 沖擊地壓危險區域巷道每100m內只允許安排1組作業人員施工,每組作業人員不得超過4人。 任何人員不得在沖擊地壓危險區域內逗留、休息,作業人員完成施工任務后要立即撤出,使作業人數越少越好。 撫順礦業集團有限責任公司4444 (2)

35、時間控制 沖擊地壓危險區域的檢修、整修等項施工作業,必須安排在停產班進行。 沖擊地壓危險區域,只允許在停產班的后半段,即10時至16時進入作業,其他時段嚴禁人員通行和作業。瓦斯檢查員每班可巡回檢查3次,要求即查即走,不準逗留。 沖擊地壓危險區域內爆破作業后,要按照規定的距離和時間躲炮,任何人不得進入警戒區域。 所有人員入井,必須攜帶人員定位器,并始終保持開機狀態。撫順礦業集團有限責任公司4545 (四)幾項重點工作 1. 1. 加強領導,健全專業隊伍,保證防沖工作措施有效落實。 撫礦集團公司成立了“撫礦集團老虎臺礦沖擊地壓防治與研究委員會”,并在公司內部抽選精干技術力量,成立了由總工程師為團長

36、的“撫礦集團老虎臺礦沖擊地壓防治與研究內聘專家工作團”,下設采煤、掘進、機電、通風、地質設計、安全監察、綜合等7個專業組,分系統組織開展沖擊地壓防治與研究工作。 老虎臺礦成立了以礦長為組長的“沖擊地壓防治工作領導小組”,統領全礦防治沖擊地壓工作,組建了專業機構“老虎臺礦沖擊地壓研究與防治辦公室”,負責編制防治沖擊地壓設計、措施,具體實施沖擊地壓預測預報和統計分析,組織監督防沖工程施工和措施落實。 防沖辦配備12名專職人員,其中正副主任2人,專職工程師2人,現場管理及測試7人,基礎資料管理1人。保安區鉆探隊負責實施高壓注水和卸壓鉆孔等防沖措施施工,作業人數35人。 由于從上到下建立了防沖組織機構

37、,明確了責任,從而保證防沖工作措施有效落實。撫順礦業集團有限責任公司46462. 強化防沖知識培訓,提高全員防災抗災應變能力。 老虎臺礦每年組織防治沖擊地壓和煤與瓦斯突出的專項培訓,所有入井人員均需參加礦里組織的脫產培訓,經考試合格頒發培訓合格證,并持證上崗。2015年4月,共培訓2029人,入井人員培訓率100%,考試合格率100%。撫順礦業集團有限責任公司4747 培訓工作由礦職工學校和兩防辦共同組織,培訓內容包括:u沖擊地壓機理與危害u煤礦安全規程與相關法規u“四位一體”綜合防沖措施u老虎臺礦防治沖擊地壓設計和有關規定u沖擊地壓災害處理計劃與應急預案u自救、互救知識等撫順礦業集團有限責任

38、公司4848 3. 加大資金投入,為沖擊地壓防治提供有力保障。 加大安全投入是做好沖擊地壓防治工作的物質保障,多年來撫礦集團及老虎臺礦在沖擊地壓防治方面,投入了大量人力、物力、財力,特別是在資金使用上足額提取安全費用,優先保證“一通三防”及沖擊地壓方面的資金投入,大力引進液壓鉆機、高壓注水泵、個體防護、監測預報等先進的技術設備、設施,提高防沖技術裝備水平,大量投入高強度支護材料與裝備增強抗沖擊能力。 2006-2014年,投入U型鋼支架14306架,資金2446萬元;投入抗沖擊垛式巷道支護液壓支架、超前巷道液壓支架、防沖巷道液壓支架等合計281架,資金2663.5萬元。這些投入為老虎臺礦防沖工

39、作提供了可靠的物質保障。 撫順礦業集團有限責任公司4949 4. 要從源頭做起,合理規劃,優化設計,最大限度地規避沖擊風險。 沖擊地壓防治是一項復雜的系統工程,必須從源頭做起。要依據礦井的實際情況,準確掌握并充分考慮煤層賦存、地質構造、地應力場、煤巖力學性質、開采歷史、采掘擾動等沖擊地壓影響因素,制定一個覆蓋整個井田的防治沖擊地壓整體規劃,編制合理的生產接續規劃,避免局部應力集中給準備和開采帶來不良影響。 制定開采設計要充分考慮沖擊地壓因素,合理選擇開拓方式、巷道布置、采煤方法、開采順序和推進方向及頂板管理、巷道支護等工藝,最大限度地規避沖擊風險。 防沖設計要與開采設計同時制定,納入到開采設計

40、當中。并要優先執行沖擊地壓的區域防治措施,防止設計上的先天不足,造成采掘工程開工后,還要投入大量的局部解危卸壓措施,既浪費人力物力,還會因此形成許多現場隱患。 撫順礦業集團有限責任公司5050 5. 積極開展科技合作與創新,指導防沖工作科學有序進行。 多年來老虎臺礦針對沖擊地壓產生機理、預測預報方法和防治措施等廣泛深入地開展技術質詢、合作和攻關活動,取得了良好效果。 從2000年開始先后于撫順煤科分院、中國礦業大學、北京科技大學、撫順地震局、東北大學、煤科總院、山東科技大學、遼寧工程技術大學等高等院校、科研院所,進行了17次之多的技術合作與課題攻關; 還于2001年3月、2002年3月、200

41、6年9月三次由國內科研院所、大專院校和生產單位的知名專家學者組成專家組,對老虎臺礦的沖擊地壓動力災害進行廣泛深入地研討; 撫礦集團還于2006年聘請了宋振騏、張鐵崗院士等9名國內采礦行業知名專家組成了“老虎臺礦沖擊地壓防治與研究技術顧問委員會”,指導老虎臺礦沖擊地壓防治工作。 撫順礦業集團有限責任公司5151 2000 2000年以來老虎臺礦與科研機構合作項目統計年以來老虎臺礦與科研機構合作項目統計 撫順礦業集團有限責任公司5252撫順礦業集團有限責任公司5353 多年來,通過采取合理布局、壓產減人、各種卸壓及安全防護措施的實施,沖擊地壓發生的頻率及強度、損害及人身傷害等事故都呈明顯下降的趨勢,取得了一定的科技成果,并承擔了國家十一五科技支撐計劃課題“深部礦井煤巖動力災害綜合防范技術集成與示范”。 1. 破壞性沖擊地壓次數和頻率明顯減少 2001年前后,

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