露天煤矿过采空区、火区措施

露天煤矿过采空区、火区措施
露天煤矿过采空区、火区措施

各部室、工队:

为了确保我公司露天矿在采剥作业等的开采过程中安全、顺利通过采空区、积水、集气及火区,特编制了《同煤集团同舟煤业过采空区、火区安全技术措施》。经审核,符合我公司的实际情况,具有可操作性,能解决实际问题。现将此措施下发给你们,望各单位遵照此执行。

同舟煤业

2014年11月26日

同煤集团同舟煤业

过采空区、火区安全技术措施

同舟煤业矿田范围内历史上有过大量的井工开采煤矿,遗留下大面积采空区、古空区和火区,存在着煤炭自燃和集气积水情况,给露天开采带来很大的安全隐患,为确保首采区的露天开采安全顺利进行,特编制本措施。

一、成立过采空区、火区领导组

组长:总经理

副组长:安全副总经理总工程师生产副总经理

机电副总经理后勤副总经理

成员:生产技术部部长安全监察部部长机电设备部部长调度室主任采剥队队长运输队队长

准备队队长同德爆破负责人探水队队长

二、采空区、火区的确定

1、依据原有资料确定

根据原有的地质报告和小煤窑调查报告绘制出井工老空与露天矿采剥工程平面图,从而确定采空区位置。

2、物探先行确定

聘请有资质的物探部门进行确定采空区的范围、大小、集气、积水情况。

3、用钻探方法来验证

用钻机对物探确定的采空区积水、集气和火区情况进行验证,以

便采取措施。

三、采空范围标设

1、根据目前揭露的采空区情况,以巷采居多,没有形成大面积冒落垮落,煤层顶板较为完整,有一定的承重能力。故在距采空区顶部盖层厚度大于30m没有垮落标志(岩石破碎、有裂缝等)的评判作业不采取措施。但应加强观测。

2、在采空区顶部盖层厚度等于小于30m的作业平盘,要测量标定出采空区范围,在距采空边缘10m周围拉警戒线进行标示。

3、在标定出采空区范围地区设立采空区警示标志牌。

四、采空区处理

1、在距采空区顶部盖层厚度大于30m没有垮落冒落标志地段不作处理,作业人员加强观察,做好应急准备。

2、在距采空区顶部盖层厚度10m到30m时,采、运及辅助设备不得横垮旧巷及采空区行走和作业。

3、在距采空区顶部盖层厚度不足10m时,先穿孔爆破,促使采空区上部彻底塌落充实,再行作业。

4、如有冒落垮落标志(岩石破碎、有裂缝)时,首先穿孔爆破,促使采空区上部彻底塌落充实,然后方可在上部作业。

五、火区处理

1、用钻机探测集气、温度情况进行有毒有害气体排放。

2、钻孔进行注水(或阻化剂)灭火降温。

3、用黄土覆盖隔绝自然熄火或挖走高温煤体。

六、钻孔施工设计

1、钻眼机具:KQG-150型潜孔钻

2、钻孔孔径:140mm

3、底盘抵抗线W

倾斜钻孔设计最终确定W=5m 4、孔距a 、行距b

根据选用的采掘作业方式及采掘带宽度,设计采用多排孔微差爆破,为提高爆破质量及效果,平盘采用花形布孔、孔间微差爆破方式,钻孔密集系数m 取1。

按公式a=m.W 计算 孔距a=b=m.W=5m 5、超钻e e=(0.2~0.3)W =1~1.5 取值1.5m 计算。

在煤岩分界处的岩石台阶及煤层,钻孔不超钻。 6、合理填充长度T T=(0.65~0.75)W =(0.65~0.75)×5 =3.25~3.75m 7、装药量验算

a 、每个炮孔可能装药量Q

Q=π( K )2

L △ =3.14×( ×0.15×1.1)2

×(11.5-3.5)×850 =145.3 kg

D 2

1 2

b、每个炮孔所需装药量Q′

Q′=a〃b〃h〃q=5×5×10×0.32 =80kg

式中:q—岩石炸药平均单耗量,0.32kg/m3;

K—扩孔系数,1.1

△—装药密度,850kg/m3。

由以上装药量验证,所需装药量Q′

七、安全措施

(一)采空区探测安全技术措施

1、物探时作业人员注意采空塌陷区和地形地貌情况,安全行走。

2、钻机钻孔前,必须经先探测空巷具体位置,钻机站立于岩石台阶之上,采空区顶部至工作面厚度大于20m时,钻机方可进入作业。

3、钻机进入作业面的时间不得超过7d,以防平时爆破震动引起采空区塌落。

4、钻机打孔时,一人在司机室操作,一人在地面监控,发现地表有裂缝、塌陷等异常现象,设备应立即撤出采空区上方到安全地带;

5、钻机打透的炮孔,必须及时封堵,防止采空区的煤层见空气后发生自燃并产生火孔。

6、钻机作业在白天进行。

7、作业人员必须携带一氧化碳、瓦斯等有毒有害气体检测仪,随时检测作业场所及周围气体情况。

(二)钻探放炮安全技术措施

1、由同德爆破公司进行,作业队组必须编制火区高温爆破特殊作业安全技术措施,学习贯彻后方可施行。

2、高温爆破时必须执行如下措施

1)凡是在老空巷区、煤及半煤岩等温度不正常的区域爆破时,装药前必须仔细检查各炮孔内温度,对于有明火及高温孔(高于80℃,下同),必须经过灭火降温处理后方可装药爆破,否则严禁装药。

2)采用温度计检查法。用一根比孔深长3m以上的金属线,从一端开始每隔半米绑扎一个温度计,坠入孔内直到孔底,待20min进行测温,温度大于80℃则为不合格孔。

3)高温孔可采用灌水降温方式,如无法处理,不得装药,按废孔处理。

4)高温孔经降温处理检查合格后按下列顺序操作

①复查孔深,配好各孔药量,把药包摆在高温孔旁;

②装药前先派出警戒哨,将警戒线布置好。

③首先将各炮孔起爆器材连接好;先装填温度正常的炮孔,同时撤出一切不用的器材;

④预备起爆信号发出后,起爆人做好起爆的一切准备;所有装药人同时装填高温孔,炮区负责人随后检查。

⑤装药人全部撤离炮区并躲到安全地点后,立即起爆。

5)装填高温孔注意事项

①按两人装一个炮孔安排装药人数,无关人员不得进入炮区。

②尽可能减少一次爆破高温孔的数量。

③装药发生卡堵不宜处理。

④装药顺序为炸药→起爆器材,正向起爆法。

⑤采用整装药,少充填;禁止使用散装药。

⑥装药人在装填完毕自己负责的炮孔时应迅速撤离,不得再靠近已装填完毕的高温孔或他人负责装填的炮孔。

⑦高温孔装填操作总时间不得超过10min。

⑧提前24h对高温孔进行降温。

⑨高温孔不得进行扩孔作业。

6)高温孔的起爆器材应采用导爆索,起爆药使用铵沥蜡炸药,应将炸药隔热包装。

7)高温孔必须经淋水温度降到60。C以下,方可进行装药。

8)每个炮孔采用两个起爆单,保证不产生盲炮。

9)连线采用复式网路,确保所有炮孔一次全部起爆。

10)起爆过20min后,爆破技术人员和炮区负责人方可进入炮区检查,

(三)采空区捣实安全技术措施

1、在旧巷及采空区作业前,先用钻机打前探眼,探测空巷内瓦斯浓度,在安全情况下,再行作业。如瓦斯浓度超限,则必须先释放瓦斯,待到安全之后再行作业。

2、盖层厚度不足10m时,先穿孔爆破,促使采空区上部彻底塌落充实,再行作业。

3、必须由挖掘机捣实时,挖掘机站立在旧巷及采空区暴露端头的另一侧进行挖掘。

4、捣实时无关车辆和人员不得靠近作业地点。

(四)火区灭火安全技术措施

2、灭火工作前测量人员在火区警戒范围内标明采空区范围。

2、在距自燃着火点至少50米范围外设置警戒线,并派警戒人员警戒。

3、洒(注)水熄灭明火时,由上风侧向下风侧进行,且撤出下风侧300m范围内所有车辆和人员,严禁任何人员和车辆进入,以防在灭火时产生的大量有害气体中毒。

4、洒(注)水车辆距着火点上风侧边缘最小距离不小于7米以,操作人员距着火点上风侧边缘最小距离不小于5米,且必须穿防火服装。

5、灭火洒水工作最多由两台洒水车同时作业,洒水降温时从上风侧边缘向中心逐步推进,严禁直接向着火点中心洒水,以防的大量可燃气体急剧产生发生爆炸。

6、有专人洒水时、洒水后随时用红外线测温仪检查火区范围内各点温度变化情况,并作记录。

7、当着火点温度降到80℃以下,且持续2日以上,方可挖取着火点高温煤(灰),严禁高温物体在80℃以上装车运输。

8、有专人对作业范围有毒有害气体浓度进行检查,只有在作业范围高温煤体温度不超过80℃、地面和气温不超过40℃、一氧化碳浓度不超过24ppm、二氧化碳浓度不超过1%、二氧化氮浓度不超过2.5ppm、二氧化硫浓度不超过5ppm、硫化氢浓度不超过6.6ppm时方可正常组织作业。

9、严禁在有毒有害气体异常涌出区下风侧行走、停留和作业。

10、作业车辆和人员行走时根据声响、震动、裂隙和标识仔细判断采空区位置,严禁在有坍塌危险区域行走和停放车辆。

11、发现有采空迹象时,挖掘机按处理采空区措施及时处理。

12、着火点挖取高温煤灰当挖取到煤体温度40℃以下时停止挖取,进行黄土覆盖。

13、挖取作业最多可有2台挖掘机同时作业

14、黄土覆盖厚度大于3米,压严压实,不得漏风。

15、运输汽车在灭火作业时,应注意路面和装车点温度,超过40℃时,要进行降温处理。

16、参与灭火作业的所有机械设备和运输车辆每台必须配备2个灭火器。

17、严禁漏油和存放易燃物品的机械车辆参与灭火和运输工作。

18、所有施工人员严禁酒后、带病和疲劳上岗,施工设备严禁带病运行。

19、灭火作业严禁在大风、雷电等异常气象下作业。

20、严禁与灭火工作无关的人员、车辆进入火区灭火现场。

21、医务人员、矿上救护队进入待命状态,必要时由矿山救护队进行灭火。

22、带班跟班领导和现场作业人员在交接班时要交代清楚本班作业情况、遗留问题和下班注意事项。

23、尽快推离火区,做到彻底灭火。

2、1ppm二氧化氮约为2.05150mg/m3,1ppm二氧化硫约为2.854 mg/m3,1ppm 硫化氢约为1.52 mg/m3。

(五)采空区空巷内积水区的安全措施

1、探测到采空区积水深度超过1.5m时,及时进行抽水排放,以防在采煤过程中发生透水事故,伤及人和设备。

2、排水时排水设备稳设于安全地点。

3、经常检修排水设备。

(六)其它

1、所有参加灭火人员必须学习本措施和相关有毒气体知识。

2、进行采空区处理、灭火、高温区作业时有安全检查员、队干部跟班作业,公司领导跟班指挥。

3、其它按《作业规程》、《操作规程》及相关规定执行。

4、必要时启动《应急救援预案》。

2014年5月20日

过采空区安全技术措施(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 过采空区安全技术措施 (正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-7228-100 过采空区安全技术措施(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 我队施工的12102回顺、103运顺掘进至回撤通道64米处将进入12上102采空区下,根据地测站提供的地质资料,与12煤上分层层间距在3-6米,为了保证施工安全,特制定以下安全技术措施: 一、掘进 1、人员进入工作面时,严格执行敲帮问顶制度,仔细观察顶板及两帮状况,并将工作面顶、帮部的活矸、活煤处理掉,确认无安全隐患后方可作业。 2、过上覆采空区期间必须保证巷道高度 3.0m。巷道必须沿煤层顶板掘进,如工作面煤层较厚,可留顶煤,煤层不足3.0m时,可以适量割底,保证顶板层位稳定,防止破坏围岩应力状态而发生顶板大面积冒落,进而造成顶板事故。 3、掘进前必须确保无腿钢梁棚滞后掘进头小于4

采空区处理

当开采完成形成采空区后,在上覆压力和地下水等因素的作用下,该煤柱和开采区两侧的煤层软化,失去强度,导致上覆岩体塌陷、冒落,形成滑坡。 地下采空区对采矿工程的危害是显著和累积叠加的,主要体现在二个方面:一是采空区矿柱变形、破坏、顶板大面积冒落、岩移,造成地表沉陷、开裂和塌陷,破坏地面环境和影响露天作业,更为严重的是采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏;另一方面在矿山开采过程中,采空区围岩受爆破震动影响导致岩体裂隙发育,甚至贯通地表或连通老窿积水,发生突水事故,淹没坑道和工作面,造成巨大经济损失。 矿体开采后,采场的原始应力状态被破坏,从而致使应力重新分布,时常导致矿柱失稳破坏。这种矿体开采后,当矿杜承受的应力超过自身强度时,发生的不连续的发散突变,即矿柱失稳破坏的现象。 其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。 在采空区与巷道坍塌方面,主要采用的防治技术有充填、加固、封闭和崩塌四种。在地下突水防治方面,目前主要采用注浆堵水和探放水技术。 我国地下开采矿山目前的实际情况是采空区灾害发生频繁,因事故死亡人数和国外同类相比相对较高,安全生产形势相当严峻,危及到人民群众的生命安全,对生态环境造成了严重破坏,给国家造成了巨大的经济损失,制约了我国矿山企业的可持续发展。 长期以来,国内外许多专家学者针对采空区围岩的稳定性作了大量的理论研究工作,提出了许多控制采空区灾害的实用技术。 采空区处理 对于矿山地下开采遗留的采空区,处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。由于成本较高,技术难度大,所以目前在矿山的开采阶段应用较少。在具体的采空区处理过程中,由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样,必须针对各采空区的特点和条件,分别采取相应的处理方法。有时采用两类方法联合处理,如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法,如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。 1.崩落法 崩落围岩处理采空区的实质:用崩落围岩充填空区或形成缓冲保护岩石垫层,以防止上部大量岩石突然崩落时,气浪冲击和机械冲击巷道、设备和人生的危害:缓和应力集中,减少岩石的支撑压力。 崩落围岩又分为自然崩落和强制崩落两种。从理论上讲,任何一种岩石,当它达到极限暴露

密闭管理制度

密闭管理制度 -标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

采空区密闭巡检及分析制度 一、密闭墙检查制度 1、对所有密闭墙进行编号,建立台账。 2、密闭墙前必须设置栅栏、警标禁止人员入内并悬挂密闭说明牌板瓦斯检查牌板、密闭检查牌板。 3、带班领导或安检员、瓦斯检查员每周必须对所负责区域内的密闭(墙前、墙体、墙内)的CH 4、CO2、C0、T进行检查测定,并对墙前的支护及密闭墙完好情况进行检查,填写好检查牌板及检查台帐,将检查出的问题及时汇报通风科长及矿总工程师。 4、通风科长及安监科长、矿总工每定期对井下所有密闭墙进行检查,发现问题,及时处理。 5、严格按要求填写相关检查记录。 二、分析制度 (一)内容 1、已封闭采空区内有害气体浓度是否有增大现象,是否经常处 于临界状态; 2、已封闭采空区内有害气体浓度有无异常变化; 3、随着时间的推移,已封闭采空区有害气体浓度会否逐渐增大; 4、密闭内的空气温度和水温是否有变化。

5、是否有漏风通道; 6、密闭墙完好情况; 7、人工检测数据的比对分析; (二)、分析方法及抽气标准 1、成立以总工为组长,通风科、通风队及其他相关人员参加的已封闭采空区有害气体分析领导小组,每周对已封闭采空区有害气体人工检测数据进行分析,找出问题,制定整改措施。 2、信息分析采取即时分析。即时分析:对已封闭采空区有害气体人工检测数据进行分析,对可能存在的安全隐患进行全面排查,对 排查出的问题要立即整改。 3、抽气标准: (1)CH4、CO2采用CDG-10型光学瓦斯检定仪进行检查; (2)CO采用GZY-50正压采样器配合内径为4mm胶气管,采气完毕后连接在比长式检测管上检测; (3)O2采用采样器和比长式检测管进行检测; (4)密闭内气体采用FW-2高负压采样器配合10mm胶皮管,采完气后注入3500ml的球胆中,利用GC-950N型气相色谱仪进行分析。

采空区钻探施工安全技术措施(最新版)

采空区钻探施工安全技术措施 (最新版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0432

采空区钻探施工安全技术措施(最新版) 1.现场概况: 1302切眼向东掘进与1302泄水横川贯通后,探放队在1302切眼迎头对1304采空区瓦斯情况进行探测。为确保施工安全,特制定本措施。 2.钻探方法: 本次钻探工作在1302切眼布置6个孔,钻孔具体布置情况见钻孔设计。 2.1利用ZQJC-200/5型煤矿用气动架柱式钻机、钻机基本参数为: 2.1.1钻机转速与转矩 转速(r/min)220240260 转矩(N·m)180200210

2.1.2基本参数 钻头直径50mm 钻杆直径33.5mm 钻孔直径76mm 3.钻孔设计: 本次钻探工作在1302切眼迎头处进行钻探。钻孔设计参数见下表和附图1、附图2: 序号 位置 方位角 (°) 倾角 (°) 孔深 (m) 备注

1 迎头,距底板1.2m 85 -4—-2 41 2 迎头,距底板1.2m 80 -4—-2 41 3 迎头,距底板1.2m 75 -4—-2 42 4

采空区注浆方案

1、治理方案选择 依据《矿山开采沉陷学》理论及煤矿“三下”采煤经验,结合国内多个采空区治理工程实践,通常采用条带式注浆法和全胶结注浆法。 条带式注浆法是在采空区影响范围内,在采空区形成类似煤炭系统的“保安煤柱”,起着支撑采空区及上覆岩层的作用,该方法材料用量较小,但施工相对复杂。 全胶结注浆法是在采空区影响范围内,按一定孔距和排列方式,布设足量的注浆孔,用钻机成孔,通过注浆泵、注浆管,将水泥粉煤灰浆注入采空区及上覆岩体裂隙中,浆液经过固化,胶结岩层裂隙带,同时采空区的浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用,阻止上覆岩层的进一步冒落塌陷。全胶结注浆法已在国内多个采空区治理工程中取得了成功的经验,该方法施工相对简单,安全性高,施工工艺成熟,施工易于管理,但缺点是材料用量较大。 两种方法比较,本次注浆采用全胶结法。 2、采空区注浆治理范围 2.1采空区治理长度 治理长度为铁路路线走向上采空区(空洞)实际分布长度。当采空区煤层较厚,地表变形破坏严重,采空区治理长度应考虑增加覆岩移动角影响范围内的治理长度。 2.2采空区治理宽度 采空区治理宽度可按如下公式计算:

①倾斜岩层时路线与岩层走向平行或者斜交: L=D+2B+(2h ctgφ+H下ctgβ‘+ H上ctgγ’) ②水平岩层时: L=D+2B+2(h ctgφ+H ctgδ) 式中:L——垂直铁路中线的水平方向宽度(m); D——铁路路基底面宽度(m); B——路基维护带一侧的宽度(一般为10m); h——上覆松散层厚度(m); H——采空区上覆基基岩厚度(m); φ——松散移动角(°),一般取45°; δ——走向方向采空区上覆基岩移动角(°); β‘——下山方向采空区上覆基岩移动角(°); γ’——上山方向采空区上覆基岩移动角(°); 2.3采空区治理深度 采空区治理深度一般不小于采空区底板深度。 4、采空区注浆体积与注浆量 采空区空隙体积为拟处理采空区范围内的矿层体积乘以回采率,并扣除采空区因顶板冒落已经产生的变形。 全胶结注浆治理的实质就是以水泥粉煤灰浆液对采空区空隙体积进行充填和固结。 总注浆量可按下式估算: C V K m S A Q η??? ? ? ? =

矿采空区治理方案

****矿区采矿区治理 可 行 性 报 告 ********矿业有限公司 二〇一六年十一月二十一日 建设单位:****矿业有限公司 编制单位:*****矿业有限公司 法人代表:* 项目负责:* 项目审核:* 报告编写:*

目录

1 项目概况 项目名称:* 建设地点:** 项目性质:采空区治理工程 建设年限:2017年2月——2018年3月 建设内容及规模: 范围内矿体采场顶板加固2620m2; (1)位于断层破碎带F 107 (2)位于断层破碎带F 范围内的矿柱加固1890m3(32个); 24 充填量50000m3 (3)二中段采矿区充填46000m3; (4)三中段采矿区充填39000m3。 投资估算:总投资500万元。 (1)项目建成后,断层破碎带F107范围内的矿体可全部采出,相当多采7万吨汞矿,按开采期限2.5年计,每年多产矿石3万吨,矿石价格以1000元/吨计,年销售收入在现有基础上增加350万元。 (2)采场及运输巷注浆后,可减小涌水量150m3/h,每日可节约32400度用电,每年可节约抽水费用60多万元。 (3)主运输巷注浆加固后,可继续安全使用,无需重开凿新运输巷,运输巷按照500m总量,每米运输巷施工费2800元计算,可节约投资140万元。 (4)采空区充填后,地下水位有可能逐步上升,解决矿区周边村寨多年来饮用水困难的问题,产生良好的社会效益。 (5)降低地面塌陷几率,减少地质灾害治理费用。 报告编制依据: (1)《中华人民共和国矿产资源法》; (2)《中华人民共和国矿山安全法》; (3)《中华人民共和国安全生产法》;

(4)《冶金矿山采矿设计规范》; (5)《金属非金属地下矿山安全规程》(GB16424-2006); (6)《爆破安全规程》(GB6722-2003); (7)《安全生产条例》; (8)《****矿区资源储量核实报告》; (9)《****开采设计方案》及图纸。 2 项目建设背景及必要性 2.1矿山概况 (1)矿山基本情况 贵州省铜仁地区****矿业有限公司于2004年成立,前期开发铜仁汞矿乱岩塘汞矿体内的矿床,2005年动工, 2007年4月竣工,经铜仁地区安全生产监督管理局验收后投产。 ****可分为三个块段,即乱岩塘块段(F107断裂北盘),大坪块段(F107断裂南盘~Fl05断裂附近)及油房喇--阴山朗块段(F105断裂附近~F24断北盘)。 2010年底,****矿区乱岩塘汞矿F107断裂以北的矿体基本全部采完,为了有效的开采F107断裂南盘~Fl05断裂之间的矿体,2008年~2009年先后请长沙矿山研究院对F107断裂进行不良地质体的研究,并提出相应的治理方案,但因F107断裂含水量大,进行帷幕注浆存在一定的安全隐患,决定放弃通过F107断裂回收乱岩塘矿床F107断裂以南的矿体。 2011年4月,委托贵州创新矿冶工程开发有限责任公司对附近对****乱岩塘汞矿F107断裂南盘~Fl05断裂之间的矿体开采方案进行设计,充分利用****现有的工程设施,进行了《贵州省****开采方案设计(变更)》设计。 矿山采矿方法采用房柱法,后退式回采;轻型风动凿岩机爆破落矿;局部木料支护;机械排水;机械抽出式通风方式;矿车运输。矿山所采矿石直接运至距离矿山1.5km的黄土坡选冶厂深加工。矿山设计损失率15%;贫化率5%。 (2)交通位置

浅析露天矿过采空区应对办法

浅析露天矿过采空区应对办法 【摘要】平朔矿区主采煤层为4#煤、9#煤及11#煤,周边小窑采空区遗煤产生自燃,浪费了煤炭资源,造成了环境污染,给露天煤矿安全生产带来极大的危害。本文根据采空区的性质,采取相应的探测、处理措施,从而保证了人员、设备的安全。 【关键词】采空区;自燃;防治 0 概述 随着资源整合的推进,近几年关闭的地方矿规模不一,采掘不规范,形成的采空区形状各异,大小、高低不一,位置复合交错,分布极其复杂,甚至存在越层越界开采的现象。平朔矿区属典型的黄土高原地貌,煤层埋藏较浅,裂隙发育,老空区遗煤自燃后向纵深发展,形成大面积的高温火区,同时产生大量的有毒有害气体。加之,相关技术资料不完善,与实际情况不吻合,给当前的钻探工作带来了很大的困难,为露天开采留下了严重的安全隐患: (1)对人员的伤害。钻孔或垮落裂隙会冒出有毒有害气体,对钻机司机及相关人员造成人体伤害。 (2)对设备的危害。当钻机、电铲、卡车等设备正在采空区上部作业时,如果采空区上覆岩层突然垮塌,设备就会倾翻或陷落于塌陷区,造成设备损坏等事故。 (3)对作业的危害。例如,在爆破装药过程中,老空区煤层自燃引起的高温可导致已填充的炸药发生早爆事故,在爆破过程中,采空区积聚的可燃性气体可能被引爆,从而造成人员伤害及设备财产的损失。 1 采空区的分类 按温度可分为常温区和高温区:当温度低于50℃时为常温区,此类采空区主要将其范围通过探测方法进行确定;当温度高于60℃时,属高温区,应进行灭火降温处理(参见火区灭火方法);介于50-60℃时,应观测一段时间后再进行相应处理。测温常用红外线测温仪简单可靠。 按有无毒气分为普通区和有毒有害区;一般高温区都是有毒有害区,这就需引起特别注意,进入该区域的相关人员必须佩戴隔绝式自救器,以防中毒。同时使用气体检测仪和测温仪检测各种气体浓度及温度,当超标时应迅速撤人,有毒有害区严禁一个人单独作业。普通区即常温无毒的采空区域,主要防止采空区塌陷,相关人员及设备掉入采空区。 按采空区面积分为相对安全区和危险区。相对安全区主要指早年人工采掘后

地质工作管理制度

地质工作管理制度 1、总则 1.1、地质工作是煤矿生产建设的重要基础性工作,必须坚持为生产建设服务的方向,坚持超前与准确预报的原则。地质工作要以现场观测与综合分析为重点,以安全生产标准化工作为手段,为煤矿生产建设各个阶段提供可靠的地质资料,解决矿井采掘中出现的各类地质问题。 1.2、地测科及技术科有足够的经过正规学习或培训的地质及水文地质专业技术人员和正常工作的装备。地质人员要不断加深地质理论知识的学习,及时收集、整理各种地质资料,熟悉矿井地质条件,建立矿井三维立体的地质概念,运用动态思维来分析解决问题。 1.3、地质工作执行的主要规程、规定、条例、图例有 《矿井地质规程》 《煤矿防治水规定》 《煤矿安全规程》 《煤矿地质测量工作暂行规定》 《煤、泥炭地质勘查规范》

《煤矿地质测量图例》 《煤炭工业技术政策》等。 地测科及技术科应具备各项技术规程的实施细则和技术补充规定。 1.4、地测科及技术科必须有以下制度 地测科、技术科机构职责及岗位责任制,地质工作质量事故分析制度资料定期分析、保管、提供制度、地质资料、技术报告的审批制度、技术例会等。 1.5、地质工作必须有年度工作计划,并要坚持定期会议制度,各时期工作有目标、任务、措施、并落实到人。 1.6、生产中遇重大地质问题时,地测人员应尽快入井进行写实,并在升井后立即绘制素描图和平剖面图,同时会同技术科经审核后通知地测科报送矿生产调度室和总工。有疑难问题时,技术科应组织相关人员到现场进行复核。 根据观测及调查资料综合分析,及时编制相关图件,向矿和主体公司汇报。 1.7、地测科的各种基础地质资料包括图纸、原始记录本、说明书、各种台账卡片等,要求内容齐全,有目录索引,做到查找方便,实现档案化管理。

矿井采空区防治水方案及安全技术措施

矿井采空区防治水方案及安全技术措施 为进一步加强煤矿防治水工作,有效防止水害事故发生,结合我矿实际,特制定本矿井采空区防治水方案及安全技术措施。 一、矿井概况 海湾煤矿位于陕北侏罗纪煤田神北矿区海湾井田内。井田内除海湾煤矿外,还有内蒙古伊泰集团有限公司神木二道峁煤矿(已关闭)、神木县孙家岔镇阳崖煤矿、神木县孙家岔后塔煤矿(已关闭)、神木县孙家岔镇大湾煤矿、神府经济开发区王才伙盘煤矿等国有、地方小煤矿(见矿权设置示意图)

二、矿井及周边老窑水分布状况 海湾煤矿2012年6月前,主要开采5-2煤层,2012年6月后计划开采4-2煤层,目前处于4-2煤层的开采阶段。但是井田范围内及其周边生产小矿12个,主要开采的煤层以2-2煤层、3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层(表1-1、图1-2),经长期的开采已经形成大面积的老空区。3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层采空区基本上已经大面积积水,积水深度一般在0.4~0.7m左右。 表1-1 海湾井田及其周边小矿开采煤层统计表 5-2煤层采(老)空区,井田范围内自身开采的采空区主要位于井田南部,周边小矿开采的范围主要位于井田东南部以外的三道峁、燕家塔和神广煤矿井田范围内,总积水面积2647244.40m2,总积水量178846.88~312982.04m3(表1-2、图1-3)。 表1-2 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采(老)空区积水统计表

三道峁煤矿427440.49 0.40 0.70 170976.20 299208.34 燕家塔煤矿447117.21 0.40 0.70 159711.07 279494.37 神广煤矿233574.06 0.40 0.70 93429.62 163501.84 海湾一井1539112.64 0.40 0.70 615645.06 1077378.85 总计2647244.40 0.40 0.70 178846.88 312982.04 图1-3 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采(老)空区积水范围示意图4-2煤层老空区积水主要位于哈特兔、大湾和后塔煤矿井田范围内,总积水面积1395421.38m2,总积水量558168.55~976794.97m3(表1-4、图1-4)。 表1-4 海湾井田内4-2煤层采空区积水统计表 井田名称积水面积(m2)积水深度(m)积水量(m3)

露天煤矿采空区安全实施方案

中国神华神东煤炭集团 神山露天煤矿采空区安全回采实施方案

编制说明 中国神华神东煤炭集团神山露天煤矿由原井工开采技改为露天开采。井工开采时采用房柱式采煤法,开采参数为煤房5m,煤柱5m。露天开采后,采空区位于开采范围内,为了提高资源回收率,对原井工残留煤柱进行回收开采,神山露天煤矿委托神华(北京)遥感勘查有限责任公司对5-1煤范围用高密度电法进行了探测,采空区面积约30.22hm2;由原金烽煤炭分公司提供了4-1煤井上下对照图,采空区面积近约14.09hm2;另委托中煤国际武汉设计研究院对4A、5A平台承载厚度进行了计算。为了保证开采安全,并保障员工在生产作业过程中的人身安全,结合采空区实际情况及近期采空区作业现状,特制定本安全回采实施方案。

神山露天煤矿采空区安全回采实施方案 一、采空区作业安全管理机构 (一)采空区作业安全管理小组 为了贯彻落实采空区安全回采实施方案,保障煤矿安全生产,及员工生产作业期间的人身安全,成立神山露天煤矿采空区作业安全管理小组,各成员如下: 组长:矿长 副组长:生产副矿长、总工程师、安全副矿长 成员:生产技术办主任、安管办主任、机电办主任、采剥队队长、穿爆队队长、机电队队长、驻矿地测站站长。 (二)安全管理小组成员岗位及部门职责 组长:负责采空区作业的全面管理。 副组长:对采空区作业的实施方案的科学性、合理性进行把关,协助组长进行全面管理。 生产技术办:负责采空区安全回采实施方案的日常执行管理工作,协助日常监督工作,负责本方案的制定、修改及完善工作。 各生产区队:负责组织本队员工认真学习本安全回采实施方案,并在生产中严格执行。 安管办:负责监督本方案的落实情况,及时制止生产中存在的不安全行为,并对本方案提出安全生产的意见和建议。 采空区管理是神山露天煤矿安全生产管理中极为重要的部分,要

煤矿采空区密闭安全技术措施

煤矿采空区密闭安全技 术措施 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

煤矿采空区密闭安全技术措施1115工作面采用“一进一回”通风方式,即:1115运输顺槽为进风巷、1115回风顺槽为回风巷且直接进入二盘区回风大巷。随着采面推进,已近采完需封闭1115运输巷、回风巷(2道永久性密闭),为保障1115采空区封闭施工通风瓦斯安全,特制定本安全技术措施。 一、封闭前准备工作 1、综采队应根据封闭先后顺序及时回收1115运输顺槽、1115回风顺槽已标定密闭墙位置以里的所有设备、支护材料及浮煤等。 2、机电队应根据封闭先后顺序及时回收1115运输顺槽、1115回风顺槽已标定密闭墙位置以里的所有风水管路(电缆、开关等)。 3、设备、材料回收后,由通风队准备封闭时所需要的砌筑材料及充填防火材料,并预先将砌筑所需材料运输到封闭位置放整齐。 二、材料运输线路: 1、1115采面密闭墙施工地点:

(1)1115回风巷施工所需材料运输线路:材料从副井筒→副井绕道→北盘区辅助运输大巷→二盘区辅助运输大巷→二盘区运输大巷→1115运输巷→第29条带(单巷)→1115回风巷永久性密闭墙施工地点。 (2)1115运输巷施工所需材料运输线路:材料从副井筒→副井绕道→北盘区辅助运输大巷→二盘区辅助运输大巷→二盘区运输大巷→1115运输巷永久性密闭墙施工地点。 (3)回收材料线路:回收地点人工扛运→1115运输顺槽→二盘区运输大巷→二盘区辅助运输大巷→北盘区辅助运输大巷→副井绕道→副井筒→地面。 (4)回收材料线路:回收地点人工扛运→1115回风顺槽→1115运输顺槽→二盘区运输大巷→二盘区辅助运输大巷→北盘区辅助运输大巷→副井绕道→副井筒→地面。 三、施工组织 1115采空区封闭由通风队负责施工。采空区封闭时,必须另安排一名矿级领导进行跟班,跟班干部为现场安全负责人。 四、施工准备

采空区治理

煤采空区治理工程 一、概论 (一)地理位置 煤采空区位于苇元~冶头村之间(AK3+640~AK6+230)处。 (二)气象条件 本工程地处内陆,属暖温带大陆性季风气候区,大陆性气候明显,冬冷夏热,寒暑变化剧烈,年温差较大,该区的主要气候特征值如下: 多年年均降水量:628.3mm,全年最大降水量1010.4 mm(1956年),全年最小降水量295.9 mm(1965年),日最大降水量176.4 mm (1956年7月30日)。积雪厚度21cm(1971年12月24日),年蒸发量1806.3 mm,极端最高气温37.9℃,极端最高地面温度70.5℃(1968年6月17日),极端最低气温-17.4℃,极端最低地面温度-33.1℃(1958年1月16日),最大冻土深度43 cm,年均风速2.4m/s,最大风速23m/s,风向NW。 (三)施工条件 1、交通:施工现场与乡间公路距离较近,从乡镇到施工现场有山间小道或村际间便道,交通条件较便利。 2、通讯:可在施工现场安装电话,亦可使用全球通移动电话。 3、居住条件:现场附近租用民房,亦可自建临设。

4、施工用电:可通过当地电管部门联系接动力电,也可自备动力。 5、施工用水:可利用附近煤矿的矿井水,邻近水库水,亦可利用当地生活用水。 (四)工程地质条件 工程地质条件简单,影响拟建公路路基、桥涵稳定性的主要工程地质问题为煤采空区。 根据《山西省地震烈度区划图》,该区地震基本烈度为Ⅵ度。 二、治理的目的和依据 1、目的 目的是选择安全可靠、经济合理的方案,治理影响拟建公路的采空区,确保路基的稳定,做到一次根治、不留后患,保证行车安全、舒适、平稳。 2、依据 根据《勘察报告》的推荐方案和设计目的,参考晋城泽州县王坡煤矿铁路采空区以及太旧、晋焦高速公路采空区治理工程的成功经验,采用全充填压力注浆法对影响拟建公路的采空区进行治理。 本工程所依据和参考的主要技术文件有: 《公路采空区勘察、设计与施工规范》;

采空区控制措施

XXXX露天煤矿 采空区控制措施 工程名称: 工程地址: 编制单位:

编制日期: 施工方案报审表 工程名称:编号:

XXXX露天煤矿 采空区控制措施 工程名称: 工程地址: 编制单位: 编制人员:

技术负责人: 编制日期: 一.工程概况 矿田中部的不拉沟分支拉沟XX向拉沟,向XX推进,拉沟长度XXXm。采掘场自上而下开挖形成X个平台,平台之间高度Xm,宽度Xm。但在露天煤矿生产过程中,存在着一些不安全因素和隐患,这都将危害职工的身心健康和安全,同时也对企业的经济利益及施工工期造成了一定的损失与延误。本工程将严格贯彻落实国家“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,认真执行国家对劳动安全方面的有关法规、标准规定,做到施工安全与主体工程同时进行,确保“三同时”的实现。 本工程采区在生产过程中的危害因素主要有:边坡稳定性、采空区安全、爆破安全、炸药及雷管安全、运输安全、粉尘、噪声、采场防排水等,以下针对我部露天煤矿生产建设的实际情况,对采空区安全方面做了具体的控制措施。 二.采空区控制措施 绘制原矿井停产时的井上下对照图,准确圈定出采空区在矿田中的具体位置,实际面积以及采空区范围内的不同位置,对露天矿安全生产的影响程度等,均明确在图上标明,以便于对其进行有效的治理。 1. 在采空区处理前应对采空区内进行探测处理,以防止瓦斯爆炸、采空区内的毒气散发及采空区内排水措施等,且配备足够的应急物。

施工排水措施 当采空区内发现有水时,必须置大于20%涌水量的抽水机予以排出,抽水机械的安装地点应符合相关要求,排出的水源直接引至排水系统。 2.采空区在矿田中的位置较明确时,在采空区治理的范围内打直径80mm钻孔至采空区,沿钻孔悬吊炸药包起爆,使采空区坍塌跨落,悬吊炸药包的钻孔布孔形式及间距根据现场的具体条件依据采掘场爆破施工方案进行,施工所用的机械设备及风、水、电均采用原有的设备管路,但必须遵守爆破安全操作规程。 1)爆破作业人员必须树立“安全第一,预防为主”的思想,认真学习并严格贯彻安全规程和措施。 2)爆破工作要根据批准的设计文件或爆破方案进行,每个爆破地段均需安排专人负责放炮指挥和组织安全警戒工作。 3)从事爆破工作的人员必须受过爆破技术专门训练,熟悉爆破器材的性能、操作方法和安全规定。 4)爆破过程中必须时刻提高警惕,预防事故发生,发现不安全因素,应及时采取措施处理。 5)爆破材料必符合工地使用条件和国家规定的技术标准,每批爆破材料使用前必须进行检查和做有关性能的试验。不合格的爆破材料禁止使用。 6)在浓雾、闪电、雷雨及6级以上大风天气和黑夜时,不得进行露天爆破作业。

综采工作面过采空区安全技术措施完整版

安全等级:三 编号:LYXSZGBW2017-17-01-64 发放编号: 山西寿阳潞阳祥升煤业有限公司 6102工作面过3#煤采空区安全技术措施 施工单位: 综采队 编制日期: 二O一七年九月 6102工作面过3#煤采空区安全技术措施 第一章工作面概况 6102工作面布置于原3#煤采空区下,北面为石门水库,西面为石门河,南面为6101回采工作面,东面为亨元煤业有限公司。6102工作面开始推进后进入3#煤采空区,与3#煤得层间距为8m,为了保证6102工作面安全回采,特制定此安全技术措施。 第二章适用范围 本措施适用于6102工作面 第三章危险因素辨识 1、瓦斯:在生产过程中从煤层中涌出得以甲烷为主得有毒气体得总称。达到爆炸浓度、氧气浓度适合遇火花会发生爆炸,会造成人员伤亡、设备设施得损坏;另外瓦斯浓度过高,会降低空气中得氧气浓度,造成工作人员呼吸困难,甚至窒息死亡; 回采期间,顶板大面积跨落或集中跨落,会造成瓦斯瞬间涌出量增加,导致局部瓦斯超限;初采期间,采空区未跨落或跨落不实,造成

工作面相对断面增大,工作面风速降低。 2、火灾:因摩擦、电气火花、撞击而引起巷道可燃物得燃烧,可造成人员伤亡与设备设施得损坏。 3、顶板事故:由于措施不力、支架自落或超前移架工作不到位,可造成架前漏矸、冒顶事故,尤其端头、端尾三角区,会伤及作业人员与影响煤质。由于皮顺留设保护煤柱较短,又采用锚网支护,回采过程中会出现顶板离层加剧冒顶伤人、锚具崩脱伤人得现象。 4、水灾:由于顶板中有含水层存在,在采动影响下可能造成涌水突然增大而淹没巷道、工作面,造成人员伤亡与设备设施损坏。 5、电气设备:可能因设备失爆、漏电而引发其它事故,诸如引发瓦斯、煤尘爆炸、电击伤人等,接地打设不规范、绝缘用具不全漏电伤人,带电搬迁设备触电伤人。 6、操作采煤机:进入煤墙作业,未闭锁刮板输送机或管理顶板造成伤亡,拉架离滚筒太近、错刀时操作不当割锚杆、单体柱造成设备损坏,滚筒上缠绕网片、锚杆甩出伤人,更换刀齿、紧滚筒丝未摘隔离、闭锁刮板输送机造成人员伤亡。 7、操作液压设备:更换、液管未及时通知停泵或未释放残余压力作业造成伤亡,崩管伤人,更换小梁、逼帮板未有效管理顶板造成人员伤亡。 8、操作绞车:绳卡打设不规范、操作不当绳断伤人,站位不当柱倒伤人,使用后不拉隔离(按钮未按照规定放置),误动作伤人。 9、原煤运输:转载机里外帮作业时坠入、打炭工打炭时坠入,更

采空区治理工程项目施工设计方案

一、工程概况 (一)工程位置及采空区分布情况 太原至晋城高速公路长治至晋城段煤矿采空区治理工程项目第二十一合同段,位于金村镇和牛匠村之间,需要治理的采空区包括铺头煤矿采空区、东南蜀煤矿采空区、西田石煤矿采空区、茶园~牛匠煤矿采空区等4处采空区治理工程,集中分布于拟建公路K82+400—K92+700两侧。 各采空区的分布情况如表1-1所示。 第二十一合同段采空区分布情况表 表1-1 (二)地形、地貌、地震简况 煤矿采空区治理工程位于基岩中、低山区,区内山梁、山坡、冲沟、河谷纵横,海拔900~1070,地形相对高差在50~80m 之间。 采空区地层主要为石炭系山西组和太原组煤系地层,岩层总体向南缓倾,倾角5°~6°;主要岩性为灰、深灰色中、细粒岩、屑长石砂岩,长石石英砂岩,灰黑色、黑色泥岩,含9#、15#两个可采煤层,煤层厚度1.0~6.7m ,煤层埋深27.2~77.15m ;第四系松散沉积物厚度0~20m 。 据《山西省工程地震设防烈度图》,本区地震基本烈度为Ⅵ度。其表现特征主要是受周围地震活动的影响,轻度有感地震频繁,但震级较低,多在4级以下。 (三)水文与气象简况 煤矿采空区治理工程所处区域为大陆性暖湿带半干旱气候,冬季寒冷少雪,春季序号 采空区 名称 位置 影响线 路范围 治理采空区面积 m2 剩 余变 形值 % 风化带厚度m 土层 厚度m 埋深m 矿层倾角 ° 剩余 空洞 体积 % 最大 最小 最大 最小 最大 最小 长度 m 宽度 m 1 铺头 煤矿 K82+400~ K82+700 168 160 27000 40 13.7 9.9 20 0 52.7 45.2 ∠6 14904 77.15 27.2 2 东南蜀 煤矿 K83+500~ K83+680 131 80 11080 15 17.3 0 40 ∠5 1803 3 西田石 煤矿 K90+900~ K91+700 748 70 50400 40 12.5 10.1 0 50 59.4 ∠5 18144 21.5 62.5 4 茶园~牛匠 煤矿 K91+900~ K92+700 686 90 63800 40 13.2 8.9 10 0 62 59 ∠5 9953

采空区大面积冒顶安全防范技术措施实用版

YF-ED-J1135 可按资料类型定义编号 采空区大面积冒顶安全防范技术措施实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

采空区大面积冒顶安全防范技术 措施实用版 提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 府谷县府谷镇二矿(整合区)位于陕北侏 罗纪煤田神府新民普查区东部。该井田位于府 谷县城西北约30km处,行政区划隶属陕西省府 谷县新民镇管辖。 按榆林市煤炭资源整合方案,本区四周划 分为:西南侧分别为神木县永兴乡高庄煤矿、 七里庙三矿;东南侧为Z42整合区;东部为西 岔沟煤矿整合区、府榆煤矿整合区;北部分别 为新民镇中大煤矿、中圪达六矿和新民镇前沙 洼煤矿;其它方向为空白区。

整合后的府谷镇二矿批准开采的煤层为3-3、5-2二个煤层,5-2煤层上部为3-3煤层采空区,为做好采空区管理工作,特制定采空区管理措施如下: 一、为了加强对采空区的管理,公司成立了采空区管理小组,小组成员如下: 组长:李金印 副组长:刘志旭、徐永华 成员:李新伟、李峰、曹非 由安全矿长王军子专门对井巷支护检查、观测进行管理,由专职安全员王社社、苏清子每天对井巷内的气体、涌水量、支护状况进行检查,建井至今未出现异常状况。 二、对我矿地面塌陷区域的监测 1、对我矿地面塌陷区域内的裂隙处进行一

采空区综合治理实施方案.doc

目录 第一章治理方案.................................................... - 2 -第一节治理方案................................................ - 2 -第二节治理流程................................................ - 5 -第二章治理范围.................................................... - 6 -第一节批复范围................................................ - 6 -第二节治理范围................................................ - 6 -第三章治理工艺及设备.............................................. - 8 -第一节剥挖工艺................................................ - 8 -第二节设备选型 ............................................... - 8 -第三节设备数量............................................... - 11 -第四章治理程序................................................... - 15 -第一节拉沟位置............................................... - 15 -第二节开采程序............................................... - 15 -第五章剥挖方式................................................... - 15 -第一节残煤回收方法........................................... - 15 -第二节残煤采煤方法........................................... - 15 -第三节开采参数............................................... - 16 -第四节工作面作业方式......................................... - 18 -第六章爆破工程................................................... - 19 -第一节穿孔方式,穿孔机类型................................... - 19 -第二节爆破方法............................................... - 19 -第三节爆破参数的确定......................................... - 20 -第四节二次破碎............................................... - 21 -第五节起爆方式............................................... - 21 -第六节爆破材料消耗量......................................... - 21 -

露天矿采空区处理中的安全防治措施

露天矿采空区处理中的安全防治措施 发表时间:2019-06-04T10:21:05.450Z 来源:《防护工程》2019年第4期作者:郭炯 [导读] 我国金属非金属矿山大多地质条件复杂,相当一部分露天矿山存在采空区问题。 中煤平朔集团东露天矿山西朔州 036006 摘要:我国金属非金属矿山大多地质条件复杂,相当一部分露天矿山存在采空区问题。根据国务院安委会办公室下发的《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》显示,到2015年底,全国金属非金属地下矿山共有采空区12.8亿m3,分布于全国28个省(市、区)。采空区易引发透水、坍塌、冒顶、片帮等多种形式的灾害,往往造成大量的人员伤亡和财产损失。据估计,全国地下开采矿山采空区的规模以2000~3000万m3/a的速度递增。据不完全统计,因采矿引发的塌陷面积达1150km2,发生采矿塌陷灾害的矿业城市有30多个,每年因采矿地面塌陷造成的损失在4亿元以上,采空区安全问题已经成为影响经济发展和社会和谐的重要因素。 关键词:露天开采;地下采空区 引言 文章以某地区为例,该地区矿区经过多年的地下开采,形成了大量采空区,空区纵横交错、相互贯通,成为矿山安全生产的重大隐患。经过多年实践,在空区治理中形成了集三维扫描、充填治理、空区监测、安全预警、无人化采矿等多种安全防治措施,确保了矿山开采安全,未发生人员伤亡事故,对类似矿山具有良好的借鉴作用。 1. 矿区概况 该矿区已开采30多a,特别是80—90年代后期无序开采形成了多重采空区,从1160~1460m水平均有空区分布,所谓“有矿即有空区”。这些大规模采空区群存在于当前生产的露天境界内,空区长时间受到地压、岩石风化及爆破震动的影响,原来预留的大量矿柱发生了破坏,空区面积大小、高度以及顶板稳定性均发生了改变,给矿山的开采和安全带来隐患。有资料记载的采空区面积为100多万m2,体积为1000多万m3,有记录的塌陷11次,塌陷面积约180000m2。1998—2007年,共处理空区149次,空区面积412998m2,空区体积4219059m3。随着矿山生产规模的进一步扩大,台阶下降速度加快,露天台阶下深部大量不规则、多层重叠的复杂采空区严重影响了矿山的正常生产,给矿山施工的人员和设备带来了极大的安全威胁。 2. 采空区安全影响 第一,穿孔作业困难,容易造成穿孔设备卡钻或钻头掉入空区;采空区顶板岩石冒落可能引发大面积地压活动;采空区沉陷造成台阶作业人员与设备伤亡或损失。第二,由于大量复杂的地下采空区的存在,需要优先考虑空区处理,使正常的台阶铲装、穿孔、爆破等工序被打乱,台阶无法均衡推进,造成生产不协调,制约正常的采剥生产。第三,采空区部位皆为高品位富矿段,空区处理时作业缓慢,需要前期进行探测及场地推进,部分高危空区需要蚕食推进,影响整个企业供矿品位。 3. 安全技术措施 3.1顶板安全厚度确定 顶板厚度对空区处理施工安全非常重要。多层重叠空区结构力学体系复杂,且外在因素(爆破震动、雨水弱化、设备动静载荷)对空区稳定性的影响增大,为此,多层重叠空区顶板最小安全厚度应在单层空区顶板最小安全厚度的基础上,增加1.5的安全系数,确保中深孔切割崩落法处理施工安全。 3.2空区探测 目前,国内外对于采空区探测主要采用高密度电阻率法、地震波法、探地雷达法、三维激光法等,经过测试比对,三维激光法效果良好,能实现对空区的精确测量。空区激光扫描系统工作原理是依靠激光定位,光线从光源发射到前面的某个目标反射回来,利用高速电子电路测定其经历的时间,并以此来测定光源至目标的距离。空区激光自动扫描系统(CALS)依靠遥控装置控制探头测定数据,通过电缆等传输设备输入到控制软件中进行数据转换,生成空区三维模型。该露天矿地下转露天时对井下工程资料进行统一收集、现场实测,但是由于单位较多,地下采空区复杂,不能精确地反映地下采空区特性,而且受岩石风化及破坏作用,其形态随着时间推移有所变化,为了对采空区进行精确评价,需要准确掌握影响计划推进的台阶下采空区形态,利用常规钻机对资料显示存在空区的计划设备作业区域进行钻探复核,确定精确的三维形态及赋存状态,制定可靠的空区穿爆方案;提前利用潜孔锤反循环钻机技术对深部高危空区进行深孔复核,逐层测清空区形态及相互关系,便于综合考虑治理方案;在台阶面按照一定网度对疑似存在空区的区域进行探测,以便确定无资料的盲空区。 3.3钻孔碎石充填 地表钻孔碎石充填法适用于空区相互重叠且空区之间的隔层厚度小于最小安全厚度,同时被上部空区覆盖的下层空区规模大、采高高、跨度大、体积大的多层空区的处理。钻孔碎石充填法是在空区顶板上方的地表台阶面采用 140mm潜孔钻机穿凿至空区,用 350mm 套管利用地质钻对小孔进行扩孔,然后将次品矿进行破碎,由汽车运至碎石仓,通过圆盘给料机将仓内碎石下放到皮带输送机,运至钻孔上部的下料仓,碎石通过钻孔充填空区。空区充填后,再进行台阶推进,同时采用崩落法对未充填密实的空区进行小规模爆破处理。碎石充填空区后,对空区顶板和侧帮岩体形成支撑,有效控制空区顶板和矿柱受压变形破坏,避免空区塌陷;同时碎石充填空区,虽未能完成充填密实,但能大大减少空区体积和空区顶板连续暴露面积,使其危险程度降低,能保证台阶推进时人员和设备的安全。 3.4空区监测与安全预警 空区稳定性监测预警常用的监测方式包括应力监测、变形(位移)监测、光弹监测、声发射监测、微震监测和弹性波测试等。声发射技术(AE)是利用岩石破裂过程中往往伴随声波信号的特点,根据信号强度判断岩石破坏程度及破裂地点,当探明空区后,根据空区的危险程度埋设声发射监测装置,普遍适用于国内外露天和地下金属矿山,该方法简便、实用,适应性好,采用整体监控,重点关注计划作业区空区情况。微震监测是利用岩石破裂过程中由于弹性应变能的释放,采用多点监测,可对微震事件进行定位,进而确定岩石破裂部位,根据微震事件的强度,可对大规模地压活动提供预警,对于高危空区区域管控效果明显,能对微震事件全数字化数据采集、存储及处理,进行物理多参数分析,实现信息的远传输送和多用户计算机远程可视化监控与分析,减轻监测人员的工作危险性与劳动强度,已经在D区及E区

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