解决开采倾斜煤层的不安全因素(最新版)

( 安全技术 )

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解决开采倾斜煤层的不安全因

素(最新版)

Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people

make mistakes

解决开采倾斜煤层的不安全因素(最新版)

摘要：在开采急倾斜煤层中，通过对急倾斜煤层开采的认识，提出解决留设煤柱时减少顶煤突出采取的光面爆破技术和无留设煤柱时制设人工假顶进行采空区矸石的隔离工作，确保回采过程中安全生产。

关键词：急倾斜煤层顶煤突出光面爆破人工假顶

1引言：

**煤矿目前主要开采+535m水平，可采煤层为33#、40#、45#、48#、49#煤层，煤层厚度在0.5-3.0m，倾角大部分大于45度以上，属于急倾斜煤层开采。长期以来，矿井主要采用了以斜坡中深孔采煤为主，斜坡短壁推采为辅采煤方法，为此，在斜坡中深孔采煤方法中，就如何做好工作面采空区防窜矸工作和留设煤柱时减少顶煤突出造成多次垮落，减少工作面含矸率，保证回采过程中安全生产，

成了矿井工程技术人员研究的课题。

2回采巷道布置

煤层的准备巷道施工到矿井边界或煤层压薄带后，在迎头退出15-25m出来布置回采小眼，坡度均控制在22°左右。当煤层走向不长时，回采小眼采用“Z”字型布置，伪倾施工到上部采空区；其它的回采小眼一般直接往石门方向伪倾施工到上风巷或上部采空区或隔水煤柱，再根据倾向上一次深孔的采高来布置分斜坡眼开口的间距，逐条从上往下布置施工回采。

3开采存在的不安全因素

开采过程中，急倾斜煤层从开采技术、安全方面都具有独自的特点，主要表现在以下几点：

3.1采空区窜矸

顶、底板作用力主要表现为对煤层侧压，垂直作用力分布相对较小，在顶底板管理上，上一道分斜坡回采后，冒落的矸石覆盖在下一道煤层上，回采下一道时，矸石容易窜入工作面，不但影响了煤的含矸率，而且容易造成伤人。

3.2顶煤突出和挂顶煤

顶煤突出即指的是放顶后出现不规则的突出表面；挂顶煤指爆破后无法按要求预计的爆破高度进行爆破的。在深孔的炮眼布置深度控制不好时，装药爆破不合理时，容易出现煤柱表面不规则及挂顶煤出现，在工作面煤出玩后，突出的顶煤会随采动再次垮落，而挂顶煤没办法进行二次爆破回采，工人在存在侥幸心理时，偷偷进入采空区扒煤或作业，不利于安全管理。

3.2其它不安因素

3.2.1影响操作安全

煤采完后，采空区采用自然垮落法，人员禁止进入采空区进行出煤，迎头采取设置防护柱后，人员出煤站在防护柱外小眼迎头内，与采空区间距只有1-3m，特别在急倾斜薄煤层开采中受煤层厚度影响，操作空间更小，有限的空间容易影响人的安全操作。

3.2.2块煤易冲入工作面

煤层开采均采用了中深孔进行布置炮眼，通过一次性放全高进行采煤，采下的煤靠自重下滑，虽简化了工作面的装运工作，但在

出煤过程中，特别在处理块煤时，会存在块煤冲出，在防护柱设不到位时，容易砸人和冲倒支架、影响安全。

4问题的提出及管理对策

根据中深孔爆破不安全因素，工作面主要解决的是：留设煤柱时减少顶煤的突出及挂顶煤的出现；无煤柱留设时采空区矸石的隔离工作及作业过程中的自身防护工作。

针对留设煤柱时减少顶煤的突出及挂顶煤出现，采取对留设的煤柱进行光面爆破；针对无留设煤柱采空区防窜矸时，采用制设坚固的人工假顶达到防窜矸工作及作业过程架设窜矸（块煤）的防护柱。

4.1煤柱光面爆破做法

对爆破主体煤层，根据煤层采高分几个层面进行布眼，使孔底落在同一个平面上；装药时，采用不同段雷管控制时间差分次爆破，利用第一次爆破后形成的新自由面来控制需留设煤柱爆破效果，主要是改变炸药爆炸的最小抵抗线，使煤第二次爆破煤层沿下方抛落，形成表面光滑，减少了顶煤突出，按预计的高度进行爆破，防止挂

顶煤出现，其中：W2>W1大于封泥长度。

例如：在+535m40#NN3局部块段回采急倾斜煤层时，中深孔采煤时采用分层分次爆破，即两道分斜坡的垂高为8m，预留煤柱垂高为2m，在爆破主体煤层中设计分两个层面同时布眼，布眼深度和封泥长度分别均为3m和0.6m，采用2段和5段雷管进行引爆爆破，起得了较好爆破效果。炮眼布置如下图：

4.2制设人工假顶防窜矸技术

在分斜坡施工到位后，进入回采前，先在分斜坡底侧上打上底梁柱，柱的间距越小越好，一般控制0.5m，且要打在同一个斜面上，柱径一般选择必须大于14cm以上，增大承载上覆垮落矸石的重力，并用旧钢丝绳将底梁柱进行绕扎，防止因局部断柱而影响人工假顶的质量，另外，铺上板皮和自编的钢丝网，起到防止小块矸石冲入，同时用浮煤进行覆盖，减轻采煤时块煤或采空区矸石的冲击，防止底梁柱在下一道分斜坡开采前被打断。具体布置如下图

通过在+535m45#S采面使用人工假顶防窜矸的应用，回采率达95.6%，利用并回收煤柱损失0.36万吨，创效金额达137.7万元，

减少工作面防窜矸，并实现了安全生产。

4.3架设防护柱要点

在缓倾煤层开采中采用斜坡短壁推采或正规长壁推采，人员作业时位于煤壁的后方，控顶距一般在4到5m，操作空间大，利于人员躲避煤壁片邦、采面出煤中块煤垮滚落伤人及退路畅通等；而在开采急倾斜煤层中，采用斜坡中深孔采煤，作业过程中，人员操作只能位于煤壁下方，由于采空区采用了全部垮落法，无法进行控顶管理，人员活动的前后空间只能是迎头2到3m的小眼长度，而左右空间受到煤层厚度、小眼宽度影响，人员容易受到煤壁片邦、特别是出煤过程中块煤滚落冲入小眼，砸伤人员，堵塞退路等。

4.3.1全煤架棚的小眼断面的高度一般为1.8m，宽度为1.8m到2.2m，架柱小眼断面宽以煤厚为准，高度为小眼的采高。

4.3.2搭设防护柱材料应根据小眼断面选择四到六根，长度为2.0m的坑木直径不小于14cm的直圆木。

4.3.3设置防护柱时，先把迎头设置地点的支架（柱）采用横撑、马钩钉等加固好，防止出煤或放炮时，直接把防护柱冲倒。