顶板管控方案.docx

附件6 山西朔州山阴中煤顺通北祖煤业有限公司 采掘顶板重大安全风险管控工作方案 第一部分 矿井基本情况 山西朔州山阴中煤顺通北祖煤业有限公司，位于山阴县城西北30km处玉井镇北祖村附近，行政区划属玉井镇管辖。地理坐标北纬3941″02″3942′34″，东经11237′23″11239′04″。井田范围由12个坐标点依次连线圈定，南北最长3.89km，东西最宽2.52km。矿井成立于2009年（由原山西省山阴农牧场观音堂联营煤矿、山西山阴北祖煤业有限公司和山西山阴顺风煤业有限公司以及一块空白区整合而成），总投资7.9亿元，注册资本4129万元。矿井“证照”齐全，采用斜井开拓方式，综采放顶煤工艺开采；采用无轨胶轮车辅助运输，井田面积6.9848km2，地质储量1.6亿吨，可采储量1.03亿吨，服务年限35年，批准开采4～11煤层，主要煤种为气煤，矿井为低瓦斯矿井，水文地质条件中等，矿井核定生产能力300万吨/年。 矿井设有3个井筒，分别是主斜井、副斜井和回风斜井，都是原矿井筒改造而成。主斜井由原北祖煤矿回风斜井改造而成，倾角1320′，净宽3.5m，担负矿井煤炭提升，设台阶、扶手，兼作进风井及安全出口，井筒内敷设有防尘、排水、压风、黄泥灌浆等系统管路以及线缆；副斜井由原北祖煤矿副斜井改造而成，倾角320′～635′，净宽4.8m，担负矿井设备和材料运输、人员出入井等辅助提升任务，兼作进风井及安全出口；回风斜井由原顺风煤矿井筒改造而成，担负矿井回风任务，设台阶、扶手，兼作安全出口。主副斜井井底附近布置中央变电所、中央水泵房和中央水仓、消防材料库、永久避难硐室等。 矿井一个水平开采，水平标高1400m，井田中部偏南东西向布置三条大巷，由南向北依次是西辅运巷、西运输巷和西回风巷，采掘工作面南北向布置，采用后退式走向长壁综采放顶煤方法开采。受井田中部直径300m左右的陷落柱影响，在其东侧和北侧布置3条辅助大巷开采其北侧各区段煤层。 近年来北祖煤矿始终坚持开发与保护并重的原则，科学合理开发煤炭资源；坚持合理开采顺序，不断优化矿井和采区设计，积极推广采煤新工艺、新技术，大力提高矿井机械化、信息化管理水平。目前我矿回采、掘进机械化程度均达到100。2017年被山西省煤炭厅评为现代化矿井。 在机械化、信息化建设的推动下，北祖煤矿本着“以质量保安全，以安全促生产”的工作理念，始终坚持 “不达标不生产、不安全不生产”，狠抓安全生产标准化建设不放松，以实现“动态达标”为目标，把安全生产标准化贯彻到设计、生产、施工和现场管理的各个环节，通过不断的努力，2015年、2016年被山西省煤炭厅评为一级安全生产标准化矿井，并于2017年10月通过国家一级安全生产标准化矿井验收。 第二部分 风险描述 一、综采工作面 9213综放工作面，该面南至西回风巷，距西回风巷56m；北部为工作面切眼，距矿井井田边界244m，东侧为9217设计工作面，保护煤柱30m，西邻我矿回采的9211工作面采空区，区段煤柱30m；工作面上方存在原观音堂煤矿、原顺风煤矿采空区及老巷，4煤层大部分已被采空，距上覆采空区层间距约为7m左右。 9213综放工作面在掘进过程中共揭露断层4个，断层性质均为正断层，其中辅运顺槽揭露正断层2个，运输顺槽揭露正断层2个；断层实际揭露位置及产状如下 9213运输顺槽揭露2条断层 F9（运）、J13-5点里32m 走向16、倾向284、倾角50、H9.2m 13F2（运）、J13-12点里22m 走向38、倾向128、倾角75、H3.2m 9213辅运顺槽揭露2条断层 F9（辅）、F13-5点里32m 走向32、倾向302、倾角65、H6.0m 13F2（辅）、F13-14点里18m 走向58、倾向148、倾角60、H1.4m 由于F9断层落差较大，断层处围岩较为破碎，回采至此处时可能出现片帮、漏顶等现象，对顶板维护带来不利影响。同时，对回采工作有较大影响。 9213综放工作面顶板初次来压，矿压显现强烈，顶板大面积冒落可能发生飓风伤人或压架损坏设备等事故。 9213综放工作面采用放顶煤开采9（49）号煤层，一并开采上部剩余4煤层，由于上部4煤层大部分已被小煤窑采空，多为旧巷及采空区。在回采期间工作面可能出现采后或局部顶板垮落不及时现象，当顶板突然出现大面积垮落时，造成人员伤害和设备损坏，同时工作面两顺槽受采动影响，顶板压力集中可能沿煤层夹矸层出现片帮、漏顶现象，造成人员伤害。 二、掘进工作面 1、9213辅运顺槽外段掘进工作面 根据中国煤炭地质总局一七三勘探队编制的山西朔州山阴中煤顺通北祖煤业有限公司煤矿生产地质报告，9213辅运顺槽外段掘进工作面掘进范围上部为原顺风煤矿4层采空区及旧巷，在本工作面9（49）煤层处于分叉关系，煤层近于水平，倾角一般在-2-5，4煤层顶板为5.81-11.26m的中至粗粒砂岩，4煤层厚7.30-10.97m，含2-5层夹矸，9煤层厚3.44-5.21m，含3层夹矸，分别为0.30-0.40、0.30-0.50、0.20-0.40。9煤层与4煤层层间距在0.8-1.3m，9煤层底板为1.50-1.70的灰黑色泥岩。 由于煤层层间距较小，该工作面上部又属原顺风煤矿开采范围，上覆4煤层大部分已被房柱式破坏开采，局部存在应力集中区。因此，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 2、9215辅运顺槽掘进工作面 根据中国煤炭地质总局一七三勘探队编制的山西朔州山阴中煤顺通北祖煤业有限公司煤矿生产地质报告，9215辅运顺槽掘进工作面掘进范围上部存在原顺风煤矿、原观音堂4层采空区及旧巷，在本工作面9（49）煤层处于分叉关系，煤层近于水平，倾角一般在-2-5，4煤层顶板为5.81-11.26m的中至粗粒砂岩，4煤层厚7.30-10.97m，含2-5层夹矸，9煤层厚3.44-5.21m，含3层夹矸，分别为0.30-0.40m、0.30-0.50m、0.20-0.40m。9煤层与4煤层层间距在1.1-4.2m，9煤层底板为1.5-1.9m的灰黑色泥岩。 由于煤层层间距较小，该工作面上部又属原顺风煤矿开采范围，上覆4煤层大部分已被房柱式破坏开采，局部存在应力集中区。因此，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 根据现有地质资料分析，预计在9215辅运顺槽联巷自开口向北掘进至2000m处时将揭露F9正断层，断层走向N35E，倾向SE，倾角50-60，落差5.0m。过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 3、东辅助辅运巷 该作面上覆4煤层大部分已被过去观音堂煤矿开采破坏，此采空区为房柱式开采，局部存在应力集中区，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 第三部分 管控措施 综采工作面初次来压 1、要加强顶板来压的预测、预报工作，准确判断来压的时间和位置。 2、工作面要提前做好来压预防支护工作。提高支架检修质量，杜绝“跑、冒、滴、漏、窜”，严格执行支架工操作要求，确保泵站压力及支架初撑力合格，不合格的安全阀及时更换，以保证支架工作阻力的稳定。 3、工作面老顶周期来压时，如有来压冲击性可采取在工作面中部20m范围不放顶煤，每放20～25m间隔10m～15m不放煤，同时加快推进速度的方法，可以减缓来压强度和影响。 4、必须保证工作面上下两顺槽超前支护的数量、距离和质量。 5、加强领导和技术人员现场跟班，统一现场指挥，准确掌握工作面的推进度和压力变化情况。 6、当有压力显现时，采煤机割煤过后，及时推溜、移架，工作面支架要升紧、接顶，并及时打开护帮板，尽可能减少控顶距，减少裸露面积，同时增加两巷安全出口的支护密度。 综采工作面过断层 1、在工作面过断层前，必须对采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带运输机进行全面检修，保证设备完好。 2、过断层顶板破碎时，采用擦顶带压移架,移架后及时伸出伸缩梁和护帮板进行机道及时护顶。 3、过断层前对工作面液压支架进行彻底维修，杜绝串、漏液现象，必须确保推移油缸推移有力，支架操作灵活、支护有效。 4、施工人员进入工作地点以前，班组长要首先检查工作地点的顶帮完好、工具、设备使用等情况，对现场存在的隐患及安全质量问题要及时解决，在问题处理好后，方可安排人员进行施工。 5、两顺槽补打直径21.8mm的锚索加强支护；不能补打锚索处架工字钢棚加强支护。 6、生产科技术人员加强现场的巡查，根据实际情况及时调整两顺槽超前支护强度，增加超前支护距离、增加单体数量，对两顺槽顶板超前补强支护，做好预防工作。 7、过断层期间加强端头顶板管理，严禁提前进行拉移两顺槽超前液压支架，超前支架与工作面支架间的控顶距不得大于1m。 综采工作面两顺槽顶板应力集中区的顶板管理 1、对于应力集中区必须保证支架初撑力及泵站压力达到规程规定要求。 2、提高开机率，加快应力集中区的推进速度，减少放煤量。 3、两巷在开采过程中会受到采动压力影响，如遇巷道超前压力和应力显现异常时，根据实际情况及时增加超前支护的距离和数量、提前补支单体液压支柱、木垛支护等加强支护方式，预防顶板下沉、垮落。 4、巷道出现网包、片帮要当班维护，保证巷道畅通。 5、巷道出现局部冒落，须立即派专人进行刹顶、架设钢梁，以防事故扩大。 掘进工作面顶板管理 1、每次进入工作面前必须由班组长或由班组长指定一名有经验的老工人进行“敲帮问顶”，采用长柄工具按“由后向前、先上后下”的工作顺序找掉顶帮以及迎头活矸活岩。 2、施工过程中，作业人员应时刻注意地质构造的变化情况，如发现顶板发出响声、掉渣、漏顶、顶板有裂缝等冒顶预兆时，必须立即停止作业，撤出人员，并报告调度室，待情况查明，采取措施，确保安全后方可恢复作业。 3、工作面施工必须沿着9煤层底板砂岩向前掘进施工，增大老巷和掘进巷道之间的煤岩层厚度，增加顶板的稳定性。 4、发现工作面顶板煤岩层破碎，及时采取短掘短支，缩小空顶距离。 5、严格按照（安全）质量标准化标准和支护设计说明作业，保证工程质量符合要求，锚杆打设一定要贴帮贴顶，保证锚杆锚索预紧力。 6、地质条件发生变化，支护参数改变、支护断面变化处，必须增设顶板离层仪，加强顶板压力观测。 7、巷道掘进过程中，当班队干及班组长要随时观察巷道压力情况，如发现巷道内锚杆螺栓崩脱、锚索锁具崩落、顶板断裂等现象时，要及时对失效锚杆或锚索处进行及时补打补强支护。 8、对巷道出现明显底鼓、顶板下沉时，采取补打锚杆或锚索仍不能控制顶板变形时，可根据实际情况采取打设点柱或打设抬棚进行加固。需要巷道挑顶或刷帮时，刷帮后要重新挂网、打锚杆。 9、在防范措施及处置方案出台后，相关单位要认真学习实施方案的内容和防范设施。 10、在防范措施及处置方案实施过程中，相关责任人应经常深入作业现场，积极发现管控方案中的不足，并及时进行修改补充。 第四部分 技术保障 1、该管控方案必须由矿长负责组织，总工程师及相关部门人员配合，根据井下采掘工作面顶板风险实际情况，共同编制防范措施及处置方案。 2、在防范措施及处置方案出台后，相关单位要认真学习实施方案的内容和防范设施。 3在防范措施及处置方案实施过程中，相关责任人应经常深入作业现场，积极发现管控方案中的不足，并及时进行修改补充。 4、作业前采掘队组作业人员、矿领导跟班干部共同对施工作业现场的顶板、两帮支护情况以及备用支护材料情况进行确认，满足施工条件后方可允许施工。 5、采掘作业生产期间，综采工作面遇顶板破碎时，采煤机割煤过后必须及时拉出超前支架，打开护帮板，保证支架初撑力；掘进工作面遇顶板破碎时必须采用“短掘短支”，掘进期间随时观察顶板情况，使用好临时支护，严禁工作面空帮、空顶。 第五部分 资金保障 负责人蔡德宝（矿长） 主要责任负责落实顶板重大风险管控措施资金和物资保障。 保障措施 1、在管控方案出台后，施工负责人要对方案中涉及到的防范设施积极进行储备。 2、如有需要购进的设备，相关责任部门积极联系机电科进行购进，在防范设施到位后方可组织施工。 3、所需资金从安全费用中提取，由财务部门负责进行保障实施。 第六部分 管控单位和责任人 矿井成立采掘顶板管控工作领导小组，矿长蔡德宝任组长，生产矿长邢桂财、掘进矿长房立任副组长，地测科、生产技术科、机电科、安检科、调度室及各生产区队主要负责人为成员，全面负责矿井顶板安全风险管控工作，具体如下 组 长蔡德宝 副组长邢桂财、房立、张利标 成 员李天生、刘占朝、苑振斌、董庆钰、张华飞、张学胜、栾志辉 职责 矿长，对本矿采掘专业顶板重大安全风险防治工作全面负责，是矿井顶板重大安全风险第一责任人，负责对本方案的组织实施，明确各职能部门的职责和工作权限，对人员、技术、资金提供保障，带班跟踪顶板重大安全风险管控措施的落实情况，发现问题及时整改。 总工程师，是矿井采掘专业顶板重大安全风险措施制定工作的技术负责人，负责组织制定顶板重大安全风险管控措施实施工作方案及管控措施，严格执行带班跟踪重大安全风险管控措施的落实情况，发现问题及时整改。 生产副矿长，协助矿长做好采煤专业顶板重大安全风险的贯彻、落实、实施、跟踪检查的具体工作，并严格执行煤矿领导带班制度，现场跟踪重大安全风险管控措施落实情况，发现问题安排相关人员及时整改。 掘进副矿长，协助矿长做好掘进专业顶板重大安全风险的贯彻、落实、实施、跟踪检查的具体工作，并严格执行煤矿领导带班制度，现场跟踪重大安全风险管控措施落实情况，发现问题安排相关人员及时整改。 掘进副总，协助总工程师做好矿井水害在安全风险分级管控体系建设中的具体工作，并严格执行煤矿领导带班制度，现场跟踪重大安全风险管控措施落实情况，发现问题安排相关人员及时整改。 地测科，负责做好地质预测预报工作，及时反馈采掘工作面地质条件及前方地质构造，为顶板重大安全风险管控措施的编制提供可靠有力的保障。 生产技术科，负责编制矿井顶板重大安全风险管控措施实施工作方案，是矿井顶板重大安全风险管控措施落实工作的牵头科室，负责全面协调各生产区队及顶板重大安全风险管控措施所需材料的全面工作。 安检科，负责对落实矿井顶板重大风险管控措施实施工作方案的检查监督。 机电科，负责对顶板重大安全风险防治所需支护材料、设备的管理工作。 各采掘生产区队，负责具体落实、执行、现场实施顶板重大安全风险管控措施，严格按照管控方案技术、措施要求执行。 第七部分 管控时限 1、9213综采工作面，顶板初次来压矿压显现强烈，顶板大面积冒落可能发生伤人或压架等事故，可能发生飓风伤人事故。 管控时间2020年5月6月 2、9213综采工作面，采用放顶煤开采9（49）号煤层，一并开采上部剩余4煤层，由于上部4煤层大部分已被小煤窑采空，多为旧巷及采空区。在回采期间工作面可能出现采后或局部顶板垮落不及时现象，当顶板突然出现大面积垮落时，造成人员伤害和设备损坏，同时工作面两顺槽受采动影响，顶板压力集中可能沿煤层夹矸层出现片帮、漏顶现象，造成人员伤害。 管控时间2020年5月12月 3、9213综采工作面，运输顺槽回采期间遇地质构造带，巷道J13-5点里32m处遇F9断层，走向16、倾向284、倾角50、H9.2m工作面过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年11月12月 4、9213综采工作面，运输顺槽回采期间遇地质构造带，巷道J13-12点里22m处遇F2断层，走向38、倾向128、倾角75、H3.2m工作面过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年8月10月 5、9213综采工作面，辅运顺槽回采期间遇地质构造带，巷道F13-5点里32m处遇F9断层，走向32、倾向302、倾角65、H6.0m工作面过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年11月12月 6、9213综采工作面，辅运顺槽回采期间遇地质构造带，巷道F13-14点里18m处遇F2断层，走向147、倾向57、倾角60、H1.4m工作面过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年8月10月 7、9215辅运顺槽，掘进施工期间遇地质构造带，揭露F9断层，断层走向N35E，倾向SE，倾角50-60，落差5.0m，过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年10月12月 8、9215辅运顺槽，掘进工作面上部为原顺丰煤矿、观音堂煤矿开采范围，上覆4煤层大部分已被开采破坏，此采空区为房柱式开采，局部存在应力集中区，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 管控时间2020年6月12月 9、9213辅运顺槽外段，掘进工作面上部为原顺风煤矿开采范围，上覆4煤层大部分已被开采破坏，此采空区为房柱式开采，局部存在应力集中区，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 管控时间2020年4月9月 10、东辅运辅助巷，掘进施工期间遇地质构造带，揭露F9断层，断层走向N63E，倾向SW，倾角45-50，落差2.0-4.0m，过断层处围岩、顶板较为破碎、压力较大易造成片帮、冒顶伤人事故。 管控时间2020年9月12月 11、东辅运辅助巷，掘进工作面上部为原观音堂煤矿开采范围，上覆4煤层大部分已被开采破坏，此采空区为房柱式开采，局部存在应力集中区，可能在掘进时出现煤岩层松软、破碎等现象，同时易造成冒顶、漏顶、片帮伤人事故。 管控时间2020年9月12月 第八部分 应急处置措施 1、巷道或者工作面发生冒顶后，现场人员迅速撤退到安全地点，电话汇报调度指挥中心及跟班队干，调度指挥中心立即通知跟班矿领导赶赴现场指挥，跟班队干迅速探明冒顶范围，被埋压堵塞人员位置，及时汇报矿调度指挥中心。 2、作业人员未能够及时撤退到安全地点时，应靠煤帮贴身站立避灾，同时注意煤壁片帮伤人。 3、跟班队干清点人数汇报跟班矿领导，然后由指挥中心决定启动重大顶板事故应急救援预案，临时确定事故处理方案。 4、积极恢复冒顶区的正常通风，如果暂时不能恢复，可利用压风管向被埋压人员输送空气。 5、在安全的前提下及时支护冒顶区域附近巷道，防止冒顶事故扩大。 6、当发生埋人、堵人事故时，视冒顶区四周顶板状况，在确保安全的前提下立即将遇险人员救出。