1301工作面防治冲击地压安全技术措施

山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-1-编号：2010-1301-山东鲁能菏泽煤电公司郭屯煤矿冲击地压防治安全技术措施工程名称：１３０1综采工作面编制人：区队长：编制日期：2010年9月9日执行日期：2010年月日山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-1-审批意见会审单位及人员签字生产技术科：年月日地测科：年月日通防科：年月日机电科：年月日安全生产指挥中心：年月日安监处：年月日副总工程师：年月日总工程师：年月日山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-2-学习和考试记录负责人：传达人：班次：听传达人听传达人贯彻时间签字成绩贯彻时间签字成绩贯彻时间签字成绩贯彻时间签字成绩山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-3-规程、措施复查记录规程、措施名称施工单位复查时间参加复查人员签字一、存在主要问题：二、处理意见：山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-1-第一节概况一、工作面位置工作面位于工业广场以西偏南，北端距工业广场约700m；南部至邵集村以北约800m，工作面以东约150m处为文庄村，地表大部为农田，有零星建筑,地表无常年积水。工作面位于一采区轨道石门以南约60m，南部是焦煤分界线，西部是1303工作面胶带顺槽（正在掘进中）。工作面位置及井上下关系表1煤（岩）名称3下煤水平名称-808m水平采区名称一采区工作面名称1301工作面地面标高（m）+43.1～+45.1工作面标高（m）-783.2～-865.4地面位置工作面位于工业广场西南，距工业广场700～2240m；南部至邵集村以北约800m处，北部位于玻璃厂西侧，东部有文庄村及零星建筑，地表大部为农田，有季节性河流自西向东从工作面中部穿过；北部有郭屯煤矿110KV电力线（水郭线）距工作面北端约200m，地表无常年积水。井下位置及四邻采掘情况该工作面位于一采区轨道石门以南约60m，南部是焦煤分界线，西部是1303工作面胶带顺槽（正在掘进中）。走向长(m)Ⅰ200倾向长(m)Ⅰ80面积(m2)可采：346371Ⅱ1577Ⅱ210二、煤层赋存情况根据工作面巷道揭露情况，煤层赋存稳定,厚度0.85～3.58m,平均3.0m；局部含炭质泥岩，厚0～2m，直接顶为中细砂岩，厚8.0m；倾角3～16°，平均12°，产状变化不大。煤层情况表表2煤层情况煤层总厚(m)0.85～3.58煤层结构简单煤层倾角(°)3～16312工作面煤层赋存稳定,结构简单,在开采范围内平均厚度3m；局部有伪顶含夹矸，岩性为炭质泥岩，厚0-2m，直接顶为中细砂岩，厚8.0m；下距三灰约56.64m。山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-2-三、地质构造工作面地层总体为北高南低，东高西低,受文庄向斜影响，三联巷以南煤层倾角3°～11°，其它地段煤层倾角3～8°；工作面局部煤层略有起伏。根据两顺槽掘进中实际揭露情况和三维地震资料，预计1301工作面内无陷落柱构造。断层构造情况表表3构造名称走向(°)倾向(°)倾角(°)性质落差(m)影响回采程度DF4716025055正断层0.5有影响DF4620029065正断层6.5影响较大DF46-118227275正断层1.2有影响F01-119028065正断层1.0有影响F01-221330365正断层1.0有影响F01-320229264正断层1.5有影响F01-420029055正断层0.5有影响F01-518527568正断层3.5影响较大F01-61819125正断层2.5有影响F01-718029025正断层1.2有影响F01-815024074正断层1.4有影响山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-3-四、煤层顶底板3下煤层顶底板情况表表4煤层顶底板情况顶底板情况岩石名称厚度（平均）m岩性特征老顶中细砂岩8.0灰白色，夹深灰色，薄层状，局部夹薄层灰色细砂岩，水平层理，泥质胶结，硬度较大。f＞7。直接顶中粗砂岩10灰白色，以石英长石为主，含云母碎片，上部含黄铁矿散晶，中厚层状，颗粒自上而下渐粗，分选性好，接触式泥质胶结，硬度大。f＞8。伪顶泥岩0～2深灰色，块状，发育不均匀，平坦状断口，性脆。含植物茎叶化石，易风化。f=4～6。局部发育。直接底砂质泥岩2.0深灰色，上部成份较均一，含植物根部化石，下部夹灰色细砂岩薄层，平行层理。f=4～6。老底中砂岩16.0浅灰至灰白色,主要成分为石英、长石及其它陆降碎屑物质，钙泥质胶结,分选一般,上部颗粒较细。波状层理、斜层理、浑浊层理、含底栖动物通道，夹深灰色泥岩条带,高角度裂隙发育,方解石脉充充填-未充填,含黄铁矿散晶。f＞8。附图一1301工作面地质综合地质柱状图第二节危险区域的划分一、工作面冲击地压防治的目的经北京煤科总院鉴定，我矿3下煤层具有强冲击倾向性，3下煤层顶板具有弱冲击倾向性。为了防止工作面回采过程中发生冲击地压，确保工作面回采期间的安全，特编制本措施。二、1301工作面冲击地压危险区域的划分工作面采取全部垮落法管理顶板，后退式回采。根据北京科技大学《郭屯煤矿1301工作面冲击地压评告报告》，结合工作面现场情况，综合分析，在以下范围回采过程中有可能引发冲击地压：①老顶初次来压期间，工作面超前20～100m范围内，形成第一个危险区，该区域具有轻度危险性；②工作面采空区见方期间（工作面推进180～220m时），受采动及山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-4-推采速度等因素的影响，较易诱发冲击地压，该区域具有中度危险性；③工作面推进至距切眼950～1200m，受断层DF46影响，形成应力集中区，可能诱发冲击地压，该区域具有轻度危险性；④工作面过联络巷时，当工作面与联络巷之间煤柱小于60m后，形成高应力区，易诱发冲击地压，该区域具有轻度危险性。1301工作面冲击危险影响区表5危险区编号进入危险区的推进距离引起冲击的主要原因危险程度1距切眼40—60m时，工作面前方100米埋深大、上覆厚硬砂岩的运动及老顶初次断裂轻度危险区2距切眼180—220m时，工作面前方100米埋深大、上覆多组厚硬岩层运动及工作面见方中等危险区3距切眼950-1200米DF46断层，埋深大、采动轻度危险区4断层与联络巷相交的20-40m范围受联络巷影响，形成高应力区轻度危险区此外，工作面上部坚硬岩层的周期断裂，将增加工作面前方20～100m范围内危险区的危险性，但岩层的周期断裂比初次断裂的能量小得多，因此这一阶段发生灾害性冲击地压的可能性较小，经常会出现煤炮，工作面周期来压期间也应加强对冲击地压危险性的监测。附：易发冲击地压范围预测图附图二1301工作面危险区域平面布置图山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-5-第三节冲击地压监测工作面冲击地压的监测主要采取工作面压力观测、电磁辐射仪监测，钻屑法对电磁辐射仪监测数据异常区域、特殊时期（如顶板初次来压、周期来压）、特殊地点（工作面超前100m、所划定的冲击地压危险区域）进行监测。一、工作面压力观测在工作面安设支架在线监测、顶板离层在线监测系统重点对工作面支架阻力及倾角在线监测、巷道顶板离层情况进行监测，及时对工作面顶板来压、超前压力显现进行预报分析。1、液压支架压力监测支架工作阻力用KJ-345矿用液压支架压力监测系统连续观测，沿工作面布置21个测区，每测区设2条观测线，观测相邻两个支架同侧支柱。每个测区包括2架支架，分别在第1、6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72、78、84、90、96、102、108、114、120号支架安设KJ-345型矿用液压支柱压力倾角监测系统的监测分站。系统自动记录数据。2、顶板离层观测在工作面上下顺槽安装KZL-300型巷道顶板离层自动监测报警系统进行观测。按50m的安装1个顶板离层仪，对顶板离层情况进行在线监测。3、采场支护质量与顶板动态统计观测沿工作面方向，每隔10架，进行端面破碎度观测，包括：煤壁片帮深度（c）、顶板冒落高度（h）、端面距（b）、顶梁第1接顶点距梁端距离（a）及顶板冒落宽度（d）等。二、电磁辐射仪监测1、监测地点：工作面两顺槽超前工作面100m范围内临近工作面的两帮。每10m布置1个测点，上下两顺槽分别布置10个测点，每个测点监测2分钟。2、监测时间：每天进行一次监测，临近所划定的危险区域等特殊情况每班进行一次监测。3、监测目的：电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形破裂强度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。两者相结合监测煤岩体变形破裂的过程。4、监测方法：采用监测仪对煤岩体进行多点动态跟踪监测。随着工山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-6-作面的推进，监测工作面前方100m范围内的煤岩体电磁辐射及其变化规律，以预测工作面前方煤岩体的冲击地压危险程度。监测时必须尽可能避开电缆及电器设备、机械设备影响，如确实影响监测效果，所监测范围内的电器设备必须停电。5、监测分析内容：①电磁辐射强度值和电磁辐射脉冲数值是否超过临界值。②电磁辐射强度值和电磁辐射脉冲数值是否有明显增长趋势。③电磁辐射强度或脉冲数值是否明显由大变小，但一段时间后又突然增大现象。我矿的电磁辐射强度平均值报警临界值暂定为150，电磁辐射极大值的报警临界值为200，电磁辐射脉冲临界值为1000。如果出现以上情况之一，说明存在冲击危险，必须立即采用钻屑法进一步验证，如煤粉量超标或打钻过程中出现异常动力现象，必须停止作业，撤出作业人员（解危人员除外），必须进行冲击地压解危工作。三、钻屑法监测1监测目的通过此项监测，及时客观的评价回采工作面两顺槽超前应力范围内的冲击地压危险程度，确定支撑压力带峰值的大小和位置，从而鉴别冲击地压危险程度。2监测地点及时期①电磁辐射仪监测数据出现异常地点；②工作面回采临近所划分出的冲击地压危险区域；③工作面回采时遇到地质构造变化时。3施工参数钻屑法监测采用FIV型气动手持式钻机或ZQSJ-90/2.4A型气动手持式钻机进行施工，钻杆直径为42mm，钻孔深度15m。在轨道顺槽和胶带顺槽内，距离煤层底板1m左右处（根据底板地质情况而定，可取到1.2m），垂直于巷道壁，平行于煤层。4施工流程①选定监测地点，检查顶板及周围支护情况，防止冒顶片帮，清理干净施工地点巷道卫生，以确保施工期间的操作空间和安全间距。②将钻机与风管连接牢固紧密，不得有漏风现象。在钻孔下风口安装临时补尘装置。山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿1301工作面冲击地压防治安全技术措施-7-③安装钻杆及钻头，手持安装好钻杆及钻头的钻机抵靠煤壁，缓慢开启钻机进风手柄，加大两侧进给加力控制好钻机，避免左右前后晃动，保证钻进时为水平钻进；④打完1m后，将事先准备的胶结袋放在孔口下方，开始收集煤粉；⑤每钻1m，钻杆要反复钻进和后退，以便于使钻孔内煤粉全部返出。并更换1个胶结袋，直至钻进15m，共收集14份煤粉；⑥将煤粉倒入专门的袋中称重并记录，之后倒入筛子中筛选，筛选后倒回胶结袋中，待14个胶结袋中的煤粉筛选完后，称重并记录，筛选和称重可同时进行；5监测内容判别工作地点冲击地压危险性的钻屑量指数钻孔深度/煤层开采厚度1.51.5～33钻粉率指数1.52～3≥4钻粉率指数=每米实际钻粉量/每米正常钻粉量。我矿每米正常钻粉量为2.30kg。如在钻进过程中出现煤粉量超标（钻粉率指数大于上表中对应数值）或钻进过程中出现异常动力现象，可判断该区域具有冲击地压危险性，必须进行冲击地压解危。在监测时，用专用表格详细记录钻孔深度、每钻进1m的煤粉重量、煤粉粒度指标、钻进过程中的动力效应；若出现卡钻、吸钻、孔内冲击、煤炮增多等动力现象，再在本孔2～3m左右位置进行验证，经验证确实存在冲击地压危险时，