編者按

隨著煤礦開采不斷延伸，水、火、瓦斯、煤塵、頂板、沖擊地壓等災(zāi)害不斷增加。全國(guó)防災(zāi)減災(zāi)日和防災(zāi)減災(zāi)宣傳周來(lái)臨之際，本報(bào)特邀請(qǐng)部分煤礦企業(yè)管理人員就煤礦防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)談體會(huì)、說(shuō)經(jīng)驗(yàn)，以饗讀者。

采取“三五一長(zhǎng)”頂板支護(hù)舉措

 

土城礦“三五一長(zhǎng)”重點(diǎn)巷修施工說(shuō)明

土城礦是貴州盤江精煤股份公司旗下的骨干礦井，1984年建成投產(chǎn)，井巷錯(cuò)綜復(fù)雜，水、火、瓦斯、頂板、煤塵災(zāi)害俱全，頂板災(zāi)害突顯。

近年來(lái)，我們?cè)谧ズ谩耙煌ㄈ馈薄⑼咚怪卫淼耐瑫r(shí)，把頂板管理作為安全管理的重要環(huán)節(jié)，不斷探索新技術(shù)、新工藝，提高頂板管理水平，嚴(yán)防冒頂事故發(fā)生。

我們采取了“五聯(lián)合支護(hù)”“五線管理法”“五級(jí)管理法”和長(zhǎng)距離噴漿的“三五一長(zhǎng)”頂板支護(hù)新舉措。其中，“五聯(lián)合支護(hù)”即“架棚鐵背板+鋼筋網(wǎng)+中空注漿錨索+噴漿+注漿”，是針對(duì)石門因采動(dòng)影響、巷道礦壓顯現(xiàn)、返修周期短而采用的一種新型支護(hù)方法；“五線管理”即架棚巷道“左腰線+右腰線+中線+左卡纜線+右卡纜線”和錨網(wǎng)支護(hù)巷道“左腰線+右腰線+中線+錨桿錨索橫向一條線+錨桿錨索縱向一條線”，形成一個(gè)抗壓支護(hù)整體，有效提高巷道抗壓能力；“五級(jí)管理法”即跟班隊(duì)長(zhǎng)，隊(duì)長(zhǎng)、驗(yàn)收員，分管副區(qū)長(zhǎng)，區(qū)長(zhǎng)，分管副礦長(zhǎng)從下到上螺絲緊固五級(jí)管理，層層抓落實(shí)，杜絕螺絲松動(dòng)現(xiàn)象；長(zhǎng)距離噴漿是結(jié)合巷道實(shí)際，及時(shí)優(yōu)化的一種遠(yuǎn)距離噴漿方法。同時(shí)，我們還對(duì)回采巷道進(jìn)行索噴注支護(hù)，對(duì)局部頂板壓力極大的巷道采取鋼管混泥土支護(hù)。

在制定技術(shù)措施和編制采掘計(jì)劃時(shí)，我們積極探索適合本礦地質(zhì)條件和有利于頂板管理的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化布置石門及主要巷道，從源頭上增強(qiáng)頂板抗壓能力；加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)、敲幫問(wèn)頂，嚴(yán)把支護(hù)質(zhì)量關(guān)，并實(shí)行動(dòng)態(tài)檢查驗(yàn)收管理，做到工程質(zhì)量不合格不驗(yàn)收。

通過(guò)推廣應(yīng)用一系列新工藝、新技術(shù)，我們礦頂板整體抗壓能力增強(qiáng)了，巷道使用周期延長(zhǎng)了，巷修隊(duì)組投入減少了，還節(jié)省了綜合支護(hù)費(fèi)用。

（作者 楊勇  系貴州盤江精煤股份公司土城礦礦長(zhǎng)，任利云整理）

完善沖擊地壓防治工作體系

 

集賢礦值機(jī)員監(jiān)測(cè)分析井下震感

黑龍江龍煤集團(tuán)雙鴨山礦業(yè)公司集賢礦井深近700米，是沖擊地壓、煤與瓦斯突出、水文地質(zhì)類型復(fù)雜礦井，其中沖擊地壓災(zāi)害嚴(yán)重制約煤礦釋放安全產(chǎn)能。2010年，集賢礦距離中一下采區(qū)9層六片下料道A10號(hào)點(diǎn)前51.5米處發(fā)生了一起沖擊地壓事件，造成風(fēng)筒斷裂，巷道嚴(yán)重片幫。

為進(jìn)一步超前防災(zāi)減災(zāi)，保障井下職工生命安全，我們?cè)鷮?shí)推進(jìn)礦井“四化”建設(shè)，不斷完善沖擊地壓防治工作體系，采用新裝備、新工藝、新技術(shù)提升災(zāi)害治理水平。

我們成立了防沖領(lǐng)導(dǎo)組織機(jī)構(gòu)，增設(shè)防沖科、抽放區(qū)防沖隊(duì)，配齊了防沖專業(yè)隊(duì)伍；建立健全各項(xiàng)防沖制度，加大安全投入，安裝微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，局部監(jiān)測(cè)利用電磁輻射儀和煤體應(yīng)力在線系統(tǒng)等設(shè)備，對(duì)防沖工作面及危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)預(yù)警。

與此同時(shí)，我們先后與煤炭科學(xué)研究總院、山東科技大學(xué)合作，完成9號(hào)、16號(hào)、17號(hào)煤層的鑒定和礦井、水平、煤層、生產(chǎn)采區(qū)沖擊地壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作；與遼寧工程技術(shù)大學(xué)合作，開展集賢礦沖擊地壓地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃與防治技術(shù)體系研究，劃分沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)、威脅區(qū)和無(wú)危險(xiǎn)區(qū)，提出防治沖擊地壓的開采技術(shù)優(yōu)化方案。

另外，我們利用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電磁輻射儀監(jiān)測(cè)分析釋放的能量，預(yù)報(bào)沖擊地壓發(fā)生的趨勢(shì)及應(yīng)力釋放情況；應(yīng)用110工法，實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱開采、超前切頂，發(fā)揮用頂板垮落充填巷道直至穩(wěn)定減少上幫懸頂面積的優(yōu)勢(shì)，切斷了直接頂壓力傳遞，起到了超前泄壓的作用，有效防治了沖擊地壓。

（作者 張后生 系龍煤集團(tuán)雙鴨山礦業(yè)公司集賢礦總工程師，本報(bào)記者王寧、通訊員劉輝整理）

多舉措治理深部采區(qū)頂板災(zāi)害

 

城郊礦實(shí)施110工法

城郊礦是河南能源化工集團(tuán)永煤公司開發(fā)建設(shè)的第三處現(xiàn)代化大型礦井，地質(zhì)儲(chǔ)量7.5億噸，可采儲(chǔ)量4.02億噸，年核定生產(chǎn)能力500萬(wàn)噸。2003年投產(chǎn)以來(lái)，城郊礦始終保持安全生產(chǎn)良好態(tài)勢(shì)。但隨著開采不斷延伸，城郊礦深部采區(qū)逐漸出現(xiàn)圍巖變形劇烈、巷道維護(hù)困難等問(wèn)題，頂板災(zāi)害防治成為重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

為切實(shí)抓好頂板安全，我們主要采取了以下幾方面措施。

主動(dòng)錨固，超前加固。巷道設(shè)計(jì)和掘進(jìn)期間，我們堅(jiān)持高強(qiáng)度支護(hù)理念，一次支護(hù)到位，杜絕二次返修；通過(guò)錨桿錨索的主動(dòng)錨固，提升回采巷道頂板巖體的強(qiáng)度、剛度以及承載能力、抗變形能力。

合理選型，高阻支撐。我們根據(jù)深部采區(qū)地質(zhì)狀況和賦存條件，用ZY6800型液壓支架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ZY3800型液壓支架，在較高的工作阻力和較強(qiáng)的切頂能力下，實(shí)現(xiàn)深部工作面采空區(qū)覆巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、煤壁塑性區(qū)可控，能夠經(jīng)受住巷幫和煤墻順層鉆孔的擾動(dòng)。

切頂爆破，主動(dòng)卸壓。通過(guò)定向聚能爆破技術(shù)，我們對(duì)巷道頂板及上覆巖層進(jìn)行定向切割，切斷應(yīng)力傳播途徑，使二者有獨(dú)立的變形特征，避免了臨近工作面煤體上方應(yīng)力集中，控制了采空區(qū)頂板垮落。

沿空留巷，順序開采。我們大力推廣110工法，實(shí)行順序開采，避免出現(xiàn)孤島工作面，消除了深部采區(qū)典型的頂板致災(zāi)因素，而沿空留巷為瓦斯、水害等重大災(zāi)害治理創(chuàng)造了空間、贏得了時(shí)間，顯著提高了礦井整體防災(zāi)減災(zāi)水平。

智慧管控，減人防災(zāi)。我們率先在深部采區(qū)建成首個(gè)智能化采煤工作面，通過(guò)智能集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了支架電液控制、隨機(jī)拉架、記憶割煤、慣導(dǎo)定位調(diào)直等。

采取這些措施后，我們礦深部采區(qū)頂板災(zāi)害治理收到了良好效果，杜絕了零敲碎打事故發(fā)生，防范了冒頂壓架、風(fēng)流阻斷、傷人毀物等。在中國(guó)科學(xué)院相關(guān)專家的技術(shù)指導(dǎo)下，我們?cè)谏畈坎蓞^(qū)開發(fā)中成功留設(shè)了國(guó)內(nèi)首條深井切頂卸壓沿空留巷，吸引了眾多煤炭企業(yè)前來(lái)考察交流，為全國(guó)深部煤炭資源安全開采提供了可行方案。

（作者 張文康 系河南能源化工集團(tuán)永煤公司城郊礦礦長(zhǎng)，通訊員解福舟、黃坤和本報(bào)記者郭義偉整理）

井上下立體化治理瓦斯

蘆嶺礦高濃度瓦斯電廠

安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺礦瓦斯、水、火、頂板、煤塵災(zāi)害俱全，其中瓦斯災(zāi)害尤為嚴(yán)重。近年來(lái)，蘆嶺礦在瓦斯治理上秉承“煤與瓦斯突出是可防、可控、可避免的”“只有不到位的措施，沒有治不了的瓦斯”的理念，明確“零超限、零突出”目標(biāo)，積極采取地面采動(dòng)井抽采卸壓瓦斯、底板穿層鉆孔預(yù)抽瓦斯、地面壓裂井預(yù)抽瓦斯等措施。

經(jīng)過(guò)探索實(shí)踐，我們?cè)诰麻_采煤層形成了“二水平底板穿層鉆孔+二次強(qiáng)化沖煤卸壓”和“地面采動(dòng)井+定向長(zhǎng)鉆孔攔截”的瓦斯治理模式。通過(guò)立體化治理瓦斯，煤層瓦斯壓力從3兆帕降到0.3兆帕以下，瓦斯含量從每噸20立方米下降到每噸3.5立方米以下，工作面采掘期間回風(fēng)瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.2%以下。

在加強(qiáng)井下抽采的基礎(chǔ)上，我們積極實(shí)施地面鉆井抽采，建成地面水平分段壓裂井。為解決瓦斯壓力大、含量高，穿層鉆孔施工噴孔風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題，我們開展了鉆孔噴孔機(jī)理研究，總結(jié)出一套“防噴六步法”管理模式，重點(diǎn)落實(shí)遞進(jìn)掩護(hù)、防噴抽采、錯(cuò)時(shí)穿煤等方法，確保抽采最大化、規(guī)范化、精細(xì)化、信息化，不僅規(guī)范了抽采標(biāo)準(zhǔn)，而且通過(guò)監(jiān)控等手段，監(jiān)督打鉆全過(guò)程，全面提升了瓦斯治理水平。同時(shí)，我們積極攻關(guān)定向長(zhǎng)鉆孔新工藝，在定向長(zhǎng)鉆孔孔內(nèi)下篩管過(guò)程中增加推進(jìn)與導(dǎo)向裝置，不僅快速將篩管下至孔底，而且單孔抽采能力提高了4倍以上；引進(jìn)一臺(tái)雙履帶式自動(dòng)鉆機(jī)，建成自動(dòng)化鉆探作業(yè)線，提高了鉆探效率。

另外，我們積極開展瓦斯利用工作，堅(jiān)持“應(yīng)抽盡抽、應(yīng)用盡用、以用促抽、抽用最大化”的總體要求，切實(shí)向瓦斯要安全、要效益。2020年，我們完成瓦斯治理鉆孔35.1萬(wàn)米，瓦斯抽采量2536萬(wàn)立方米，瓦斯利用量1441萬(wàn)立方米，瓦斯發(fā)電量3188萬(wàn)千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)了瓦斯零超限、煤層零突出。

（作者 朱建 系淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺礦總工程師，王盟、徐燕萍整理）

密織頂板安全防護(hù)網(wǎng)

 

四臺(tái)礦職工對(duì)頂板支護(hù)網(wǎng)緊固情況進(jìn)行復(fù)查

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四臺(tái)礦井田位于山西省大同市西27公里處，主要可采煤層為石炭系太原組8號(hào)煤層，年生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸，服務(wù)年限15年。

我們現(xiàn)階段主要進(jìn)行石炭系開拓工作，安全管理的難點(diǎn)在頂板方面，原因在于煤層上方有一層4米至8米厚的炭質(zhì)泥巖，因泥巖膠結(jié)性差，極易破碎，掘進(jìn)期間容易發(fā)生冒頂事故。為此，我們?cè)诰蜻M(jìn)巷道時(shí)使用錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)，設(shè)計(jì)沿煤層底板掘進(jìn)，因煤層厚度高于巷道高度，多數(shù)情況下采用留頂煤掘進(jìn)工藝，便于頂板管理。由于井下煤層賦存不穩(wěn)定，向背斜連續(xù)發(fā)育，煤層起伏較大且斷層較多，裂隙發(fā)育，當(dāng)我們揭露泥巖時(shí)，頂板管理難度增加。

為解決這一問(wèn)題，我們采取了一系列具體的防災(zāi)減災(zāi)措施，從現(xiàn)場(chǎng)管理、隱患排查等方面入手，消除安全隱患。

我們積極開展頂板整治專項(xiàng)行動(dòng)，要求施工驗(yàn)收人員嚴(yán)格把關(guān)，每班支護(hù)后利用聲控力矩扳手對(duì)當(dāng)天施工的錨桿預(yù)緊力進(jìn)行逐根檢測(cè)；每月進(jìn)行頂板隱患專項(xiàng)評(píng)估，針對(duì)每條巷道的地質(zhì)構(gòu)造、采動(dòng)影響等，組織技術(shù)人員分析研判，反復(fù)推算，確定適合巷道施工的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；掘進(jìn)巷道每隔10米施工探頂孔，詳細(xì)記錄頂板巖性，為掘進(jìn)及回采提供支護(hù)依據(jù)，并按照正規(guī)循環(huán)作業(yè)施工。

同時(shí)，我們進(jìn)一步加強(qiáng)日常頂板管理，確保錨桿、錨索的施工及網(wǎng)片搭接質(zhì)量合格，定期開展錨桿、錨索拉拔試驗(yàn)，確保錨桿、索錨固力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)揭露泥巖時(shí)，我們會(huì)縮小錨桿、錨索間排距，及時(shí)調(diào)整錨索長(zhǎng)度。若揭露斷層或裂隙發(fā)育明顯，以致頂板破損嚴(yán)重，我們則采取加強(qiáng)支護(hù)措施，必要時(shí)進(jìn)行超前支護(hù)，即施工“鋼針”，并根據(jù)實(shí)際情況，考慮是否進(jìn)行架棚支護(hù)。

通過(guò)采取以上措施，我們不僅解決了原先存在的頂板問(wèn)題，還大大提高了頂板支護(hù)水平。

（作者 許丁丁 系晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四臺(tái)礦總工程師，吳玲、賈宏整理）

做好水害預(yù)測(cè)預(yù)警和綜合勘探

 

龍王溝礦技術(shù)員利用遠(yuǎn)程專家診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水害防治評(píng)價(jià)

國(guó)源礦業(yè)公司龍王溝礦是中國(guó)大唐集團(tuán)第一個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)特大型井工礦，井田面積41.3536平方公里，總資源儲(chǔ)量13.68億噸，其巖溶水補(bǔ)、徑、排系統(tǒng)較復(fù)雜，受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水文網(wǎng)、巖溶網(wǎng)絡(luò)等因素影響，水害威脅程度逐漸增加，水害防治成為龍王溝礦重中之重。

為進(jìn)一步做好水害防治工作，我們構(gòu)建了以水文微震、視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)為主，水質(zhì)化驗(yàn)、智能化供排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)為輔的水害防治預(yù)測(cè)預(yù)警體系，實(shí)現(xiàn)了地面—井下水源信息的全方位、立體式監(jiān)控預(yù)測(cè)預(yù)警，超前感知、提前預(yù)防水害；搭建了以真三維四維地理信息系統(tǒng)水害分析決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水害防治數(shù)字化、透明化。同時(shí)，我們與華北科技學(xué)院等科研院校合作，共建了西部水害防治實(shí)驗(yàn)室，裝備了西部水害遠(yuǎn)程專家會(huì)診系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水害信息在線實(shí)時(shí)分析、會(huì)診、決策。

在做好技術(shù)支撐的基礎(chǔ)上，我們結(jié)合礦井實(shí)際，確定了“一化、兩震、三鉆、四電”的井上下多維度綜合勘探手段，實(shí)現(xiàn)區(qū)域探查先整體后局部、由定性向定量的轉(zhuǎn)變，保障了采掘作業(yè)的安全；根據(jù)水量大小、補(bǔ)給等參數(shù)差異，提出了不同條件下的選擇性注漿封堵工藝；建立了水害防治量化安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，在采掘活動(dòng)前，根據(jù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)通過(guò)線上+線下專家評(píng)審，提升水害超前預(yù)防水平，通過(guò)“一面一分析一措施”動(dòng)態(tài)技術(shù)管理體系，實(shí)現(xiàn)了不同水文地質(zhì)條件下，水害防治技術(shù)的精準(zhǔn)管控，利用日預(yù)警、周分析、月總結(jié)動(dòng)態(tài)水害防治技術(shù)防控機(jī)制和全息智慧水文地質(zhì)保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井水害防治的超前預(yù)警、聯(lián)動(dòng)分析。

通過(guò)采取以上水害防治措施，我們有效保證了礦井安全高效生產(chǎn)，為準(zhǔn)格爾煤田特厚煤層高效開采提供了經(jīng)驗(yàn)。

（作者 代業(yè)濱 系中國(guó)大唐集團(tuán)國(guó)源礦業(yè)公司龍王溝礦副總經(jīng)理，張海君、張義安整理）