大柳塔井綜采工作面災(zāi)害預(yù)防措施

麻連強(qiáng)

（國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭公司大柳塔煤礦，陜西 榆林 719000）

0 引言

大柳塔煤礦大柳塔井52506綜采工作面位于52煤五盤區(qū)大巷東側(cè)、井田邊界西側(cè)，地表有賈家畔二、三組民房（已搬遷），回采可導(dǎo)致以上建筑物塌陷破壞，村村通公路進(jìn)行封路。工作面煤層厚度平均7.3 m，工作面長(zhǎng)3 871.8 m，煤層傾角1°～3°，埋深88.63～189.37 m。根據(jù)煤層穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)，該工作面煤層屬于穩(wěn)定性煤層。工作面煤層自切眼至回撤通道為寬緩坡狀構(gòu)造，總體為回撤通道低、切眼高，煤層底板標(biāo)高為991.27～1 037.73 m。

52506 綜采工作面采用走向長(zhǎng)壁法，采煤工藝采用綜合機(jī)械化采煤。采空區(qū)頂板處理方式為全部垮落法。在開采過程中存在水災(zāi)、火災(zāi)、有害氣體、頂板等安全隱患，針對(duì)52506工作面實(shí)際情況，提出各項(xiàng)災(zāi)害預(yù)防措施，預(yù)防災(zāi)害發(fā)生，保障了工人的生命安全和礦井高效生產(chǎn)。

1 頂板災(zāi)害防治

1.1 工作面頂板災(zāi)害辨識(shí)

工作面初采期間，水預(yù)裂效果不好，老頂懸頂面積大。地表溝谷落差大，回采后地表塌陷，對(duì)工作面形成沖擊地壓，導(dǎo)致頂板冒落。頂?shù)装迩闆r見表1，發(fā)生頂板冒落前頂板情況如圖1所示。

1.2 工作面頂板災(zāi)害防治措施

1）嚴(yán)格按照頂板相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，執(zhí)行相關(guān)的檢查制度；根據(jù)開采的一系列規(guī)定，為了保證巷道的安全暢通，使用工作面超前支護(hù)和巷道端頭支護(hù)；對(duì)礦山壓力時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，各班支架工在工作面初采和末采期間必須認(rèn)真填寫礦壓觀測(cè)記錄。根據(jù)礦壓監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)工作面及巷道礦壓進(jìn)行分析，提前預(yù)報(bào)，便于及時(shí)采取措施[1]。

表1 52506綜采工作面煤層頂?shù)装迩闆r表

圖1 工作面頂板漏冒前頂板結(jié)構(gòu)示意圖

2）根據(jù)工作面頂板條件采用不同安全技術(shù)措施。①液壓支架應(yīng)保持良好狀態(tài)，能及時(shí)提供支護(hù)阻力，滿足工作面支護(hù)需求。連接管路、泵站等保持完整良好；②采煤機(jī)司機(jī)應(yīng)保證支架接頂效果良好，使得支架能夠更好作用于頂板，工作面停止生產(chǎn)或煤機(jī)割煤后要及時(shí)將液壓支架的護(hù)幫板打開，以防煤矸掉落傷及作業(yè)人員。如工作面壓力大，支架發(fā)生漏矸，煤壁片幫等必須拉超前架，并打出伸縮梁；③采煤機(jī)割煤后，支架工要及時(shí)向前移動(dòng)支架、升架，提供支護(hù)阻力；④在頂板破碎的情況下，可通過帶壓擦頂方式移動(dòng)支架，避免頂板冒落[2]；⑤操作液壓支架時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行“拉架不行人、行人不拉架”的制度，被拉支架前不得站人。避免支架之間錯(cuò)位、咬合。

3）初次來壓期間，要加強(qiáng)工作面及巷道的支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度不宜過大也不宜過小，要根據(jù)工作面實(shí)際情況；工作面來壓時(shí)根據(jù)相關(guān)操作規(guī)范，液壓支架梁端距不得超過720 mm。當(dāng)端面距大于720 mm時(shí)，必須采取打伸縮梁或拉超前架來縮小梁端距；工作面礦山壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈時(shí)，應(yīng)縮小端面距，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)頂板維護(hù)；應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，并且對(duì)各作業(yè)地點(diǎn)巡回檢查，必須對(duì)兩順槽的巷道及聯(lián)巷頂、幫進(jìn)行認(rèn)真檢查，消除存在的安全隱患、對(duì)違規(guī)作業(yè)人員進(jìn)行處罰，進(jìn)行作業(yè)培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行施工，提高人員安全意識(shí)。

1.3 頂板災(zāi)害避災(zāi)路線

當(dāng)工作面發(fā)生頂板事故時(shí)，人員可以從運(yùn)順、回順兩順槽就近撤離，如果頂板事故堵塞風(fēng)路時(shí)從進(jìn)風(fēng)巷撤離，由于運(yùn)順整體比回順高，撤離盡量從52506運(yùn)順側(cè)撤離，特殊情況根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)決定。

避災(zāi)路線為：52506綜采面→52506回順→風(fēng)門→52煤輔運(yùn)大巷延伸段→52煤輔運(yùn)大巷→底彎道→暗斜井→2號(hào)副平硐→地面。

2 火災(zāi)防治措施

針對(duì)52506存在火災(zāi)隱患，提出火災(zāi)防治措施，主要措施方面如圖2所示。

圖2 火災(zāi)防治流程圖

2.1 外因火災(zāi)防治措施

1）經(jīng)常檢查巷道和工作面內(nèi)用電設(shè)備，及時(shí)更換與維修，防止設(shè)備短路、過載引發(fā)火災(zāi)；工作面各配電點(diǎn)附近嚴(yán)禁堆放易燃物；工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要立即切斷電源，并且要使用不導(dǎo)電的滅火器材。工作面配備滅火器情況見表2。

表2 工作面滅火器材配備表

2）每天派專人檢查巷道內(nèi)皮帶的運(yùn)行情況，對(duì)皮帶進(jìn)行檢查與維修，及時(shí)更換零件。要保證皮帶底部整潔，防止煤體堵塞皮帶的運(yùn)行和皮帶與煤摩擦起火；皮帶要安裝防滑裝置，保證膠帶機(jī)運(yùn)行可靠。及時(shí)清理皮帶機(jī)尾周圍撒煤或堆煤[3]；各設(shè)備必須配備相關(guān)滅火器材，保證滅火器的安全、有效。

3）井下工作人員應(yīng)佩戴自救裝置，并且定期要對(duì)自救器進(jìn)行檢查，避免自救器失效；嚴(yán)禁攜帶煙草、點(diǎn)火物品入井；井下使用的易燃類物品，如紙制品、油類等應(yīng)該放置在密封的地方；對(duì)井下工作人員進(jìn)行火災(zāi)培訓(xùn)，提高防火意識(shí)，熟悉礦井滅火器的使用方法和放置地點(diǎn)，發(fā)生火情時(shí)，能及時(shí)找到滅火器材。礦井要經(jīng)常檢查滅火器材，維護(hù)消防系統(tǒng)，更換過期的滅火器材。

2.2 內(nèi)因火災(zāi)防治措施

1）“防自燃”主要措施是：最大限度地減少采空區(qū)遺煤，巷道浮煤清理徹底；快速推進(jìn)，及時(shí)封閉并保證質(zhì)量，加強(qiáng)井上下封堵，對(duì)采空區(qū)監(jiān)控，有隱患及時(shí)采取有效措施[4]。正常回采期間沿頂沿底推進(jìn)，保證采高4.3 m

2）每班班長(zhǎng)對(duì)密閉進(jìn)行2次檢查，發(fā)現(xiàn)有破損的及時(shí)匯報(bào)跟班隊(duì)長(zhǎng)聯(lián)系通風(fēng)一隊(duì)進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)打密閉；及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注漿、注氮，防止采空區(qū)自燃。工作面回采進(jìn)行永久性密閉。采空區(qū)發(fā)火監(jiān)測(cè)點(diǎn)如圖3所示；在工作面安裝擋風(fēng)簾和導(dǎo)風(fēng)簾，必要時(shí)可以超前拉出機(jī)尾端頭支架；加強(qiáng)對(duì)回風(fēng)順槽與工作面上隅角的監(jiān)測(cè)，防止瓦斯積聚；工作面回采時(shí)一般要全部割掉頂煤。采空區(qū)內(nèi)不能留有浮煤，從根本上杜絕巷道內(nèi)可燃物。

圖3 52506綜采工作面采空區(qū)發(fā)火監(jiān)測(cè)點(diǎn)

2.3 火災(zāi)避災(zāi)路線

52506 運(yùn)輸順槽、52507運(yùn)輸順槽為進(jìn)風(fēng)的巷道。當(dāng)工作面或巷道發(fā)生火災(zāi)、煤塵爆炸等事故時(shí)，工作人員應(yīng)立即就近尋找自救點(diǎn)，佩戴自救裝置，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生情況，選擇就近安全點(diǎn)等待救援或者逆風(fēng)避災(zāi)、有序撤離。避災(zāi)路線為：

上風(fēng)側(cè)及可穿過火區(qū)的下風(fēng)側(cè)人員：52506綜采面→52506運(yùn)順/52507運(yùn)順→52煤輔運(yùn)大巷延伸巷→52煤輔運(yùn)大巷→底彎道→暗斜井→2號(hào)副平硐→地面。

下風(fēng)側(cè)不可穿過火區(qū)的人員：52506綜采面→52506回順→風(fēng)門→52煤輔運(yùn)大巷延伸巷→52煤輔運(yùn)大巷→底彎道→暗斜井→2號(hào)副平硐→地面。

3 水災(zāi)防治措施

3.1 工作面水災(zāi)辨識(shí)

根據(jù)分析，52506工作面容易發(fā)生涌水災(zāi)害，水的來源有地面降水、采空區(qū)積水、裂隙水等。地表水主要為運(yùn)順距離切眼1 700～1 820 m處露天采坑積水；裂隙水是工作面涌水的主要水源，工作面上覆巖層水滲透系數(shù)較大，在切眼區(qū)域靠近勃牛川存在局部區(qū)域砂巖層厚度大、裂隙發(fā)育，有一定富水性的可能；在52506切眼掘進(jìn)過程當(dāng)中斷層附近有一定的淋水，在回采過程當(dāng)中可能存在斷層面附近有一定得富水性；臨近采空區(qū)積水為工作面南側(cè)的52505綜采面已回采完畢，采空區(qū)低洼點(diǎn)處有一定量的積水。

3.2 工作面水災(zāi)防治

1）排水按照機(jī)電組提供的52506工作面供排水設(shè)計(jì)進(jìn)行，對(duì)積水及時(shí)進(jìn)行抽排。要經(jīng)常檢查輸水管路和消防系統(tǒng)，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，確保排水系統(tǒng)暢通無阻[5]；檢查巷道積水和頂板淋水，分析水災(zāi)原因，及時(shí)匯報(bào)并采取措施。及時(shí)配備多套排水設(shè)備，避免地表雨水量大時(shí)礦井發(fā)生涌水。

2）工作面電源線要保持整齊，吊掛到墻壁上，避免發(fā)生水災(zāi)時(shí)影響排水；應(yīng)該有專人負(fù)責(zé)工作面管路系統(tǒng)檢查與維護(hù)，電源線的安全使用，有情況及時(shí)匯報(bào)。

3）當(dāng)?shù)乇碛昙緛砼R時(shí)，要及時(shí)對(duì)地表進(jìn)行清理和堵水，防止影響井下生產(chǎn)，發(fā)生礦井涌水事故；針對(duì)本礦井地表情況，需要對(duì)地表塌陷的地方進(jìn)行充填，防止雨水積聚，滲漏到井下。可以在地表開挖溝渠，將水引至其他地方。

4）檢查工作面煤壁是否有突水預(yù)兆，當(dāng)有霧氣、掛汗、空氣變冷、有臭味等現(xiàn)象發(fā)生或者頂板淋水、滲水速率突然增大，應(yīng)該立即停止作業(yè)，通過播報(bào)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，向地面監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行匯報(bào)，及時(shí)采取防治措施或者進(jìn)行人員撤離[6]。

4 有害氣體防治措施

4.1 工作面有害氣體辨識(shí)

由于52506面回采過程中導(dǎo)致上覆頂板垮落，采空區(qū)的有毒有害氣體進(jìn)入回采面導(dǎo)致人員中毒、窒息；臨近52505采空區(qū)的有毒有害氣體從聯(lián)巷密閉內(nèi)滲透出來，容易導(dǎo)致人員缺氧、中毒、窒息。

4.2 工作面有害氣體防治措施

1）要保障順槽和工作面的通風(fēng)，維護(hù)好巷道和工作面，保證源源不斷提供給工作面風(fēng)量，風(fēng)流通暢、控制風(fēng)速穩(wěn)定，滿足工作面風(fēng)量需求，沖淡工作面瓦斯?jié)舛取?/p>

2）工作面上隅角瓦斯檢查牌板吊掛在最后150號(hào)支架上，回風(fēng)順槽瓦斯牌板距工作面不超過20 m，瓦斯檢查員要監(jiān)測(cè)工作面與回風(fēng)順槽上隅角瓦斯?jié)舛龋谕咚贡O(jiān)測(cè)地點(diǎn)設(shè)立顯示牌，每班檢查2次。瓦檢員必須現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真填寫瓦斯檢查記錄，無空檢、漏檢和假檢等現(xiàn)象,對(duì)違反操作的人員進(jìn)行處罰與培訓(xùn)。

3）回采工作面有害氣體超過一定濃度時(shí)，必須立即停止作業(yè)，切斷電源，組織人員撤離，向地面監(jiān)測(cè)中心匯報(bào)，及時(shí)采取防治措施，避免更大危害的發(fā)生。

4）瓦檢員要檢查工作面各種危害氣體，每班必須檢查2次。工作面即使是當(dāng)班沒有生產(chǎn)無人作業(yè)時(shí)，也要檢查危害氣體的濃度；若發(fā)現(xiàn)瓦斯、CO、CO2濃度超限或有異常變化時(shí)，要及時(shí)向調(diào)度指揮中心匯報(bào)；班長(zhǎng)、跟班隊(duì)長(zhǎng)必須攜帶便攜式CH4、CO、O2檢測(cè)儀對(duì)工作面、上隅角、進(jìn)回風(fēng)順槽瓦斯進(jìn)行檢查；瓦斯檢查要認(rèn)真執(zhí)行，并填寫記錄表、顯示牌，存在隱患時(shí)立即匯報(bào)；④工作面內(nèi)的浮煤必須清理干凈，尤其是皮帶下殘煤，不允許私自拆卸皮帶運(yùn)輸機(jī)的擋煤板。

5）針對(duì)52506工作面地表存在塌陷情況，須對(duì)地表進(jìn)行充填，防止采空區(qū)漏風(fēng)，使采空區(qū)隔絕氧氣。當(dāng)發(fā)生兩端頭聯(lián)巷內(nèi)密閉破損時(shí)及時(shí)聯(lián)系通風(fēng)辦安排落實(shí)補(bǔ)打聯(lián)巷密閉。

6）為防止臨近采空區(qū)有毒有害氣體造成人身傷害，52506回順工作面推進(jìn)方向200 m范圍內(nèi)的所有聯(lián)巷必須設(shè)置柵欄，柵欄內(nèi)禁止任何人員進(jìn)入，聯(lián)巷內(nèi)不得存放物品，進(jìn)入回風(fēng)順槽工作人員必須佩帶有害氣體檢測(cè)儀器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣體不正常時(shí)及時(shí)匯報(bào)處理[7]。

5 結(jié)論

針對(duì)大柳塔井52506綜采工作面存在的頂板災(zāi)害、水災(zāi)、火災(zāi)、有害氣體等隱患，提出預(yù)防措施，規(guī)劃礦井避災(zāi)路線，保證了礦井安全生產(chǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中具有良好效果，杜絕隱患發(fā)生，即使發(fā)生災(zāi)害，也能夠迅速采取措施，將損失降到最小，保障人員的生命安全。