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煤矿井下五大灾害是什么

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2023-02-14 23:48:37

煤矿井下五大灾害是什么

最佳答案
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2025-06-23 21:39:29

五大自然灾害:煤尘、瓦斯爆炸,火灾,透水,冒顶。

煤尘爆炸的条件:爆炸性煤尘浓度达到45-2000g每立方米,遇到高温火源(700-800℃),有充足的氧气。

综合防尘措施:坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原则。1、湿式打眼 2、装水泡泥,放炮喷雾 3、装岩洒水和冲刷煤(岩)帮 4、煤层注水 5、巷道中设水幕或水帘 6、刮板运输机和胶带运输机各转载点设喷雾。另外可以用水槽棚和盐粉棚进行防尘。

矿井水灾的预兆:1、工作面空气变冷并有雾气发生 2、煤岩层突然发潮颜色变暗,巷道壁、煤壁出现挂红挂汗 3、采掘工作面压力加大,煤岩层裂缝涌水剧增,工作面涌水加大,并伴有丝丝水声。

水灾防治:预防为主,防治结合的方针。方法:防、排、疏、截、堵。

防:查清来源,分别作出预防措施。如:防水煤柱;

排:在井下挖掘或者疏通排水沟,将各种涌水及时引进水仓,再用大功率水泵将水排到地面,导出矿区;

疏:疏水降压(打钻放水、开钻专门巷道放水);

截:防水闸门、打钻注浆法;

堵:打钻降压、封堵出水、人工快速凝结水泥。

冒顶:预兆:顶板来劲,沙沙掉渣,易片帮,支柱受力明显,出现歪斜、钻地等现象。

预防措施:敲帮问顶,探查虚实2、加强顶板支护 3、人工强制放顶 4、加强对顶板压力的测试。

瓦斯突出预兆:

有声预兆:煤层发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。煤壁还会发生震动和冲击,顶板来压,支架发出折裂声。

无声预兆:片帮掉渣,顶板下沿或底板鼓起;煤暗淡无光泽、煤质变软;瓦斯忽大忽小,煤壁发凉,打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。

瓦斯突出区域性防治措施:1、开采解放层 2、预抽煤层瓦斯 3、煤层注水

局部性防治措施:1、水利冲孔 2、深孔松动爆破 3、大直径超前钻孔 4、震动性放炮 5半边掘进 6、金属骨架 7、阻截式排放瓦斯钻孔。

预防瓦斯引燃和爆炸的措施:1、杜绝火源 2、加强井下通风 3、废旧巷道及时处理 4、建立健全瓦斯检查与监测制度。

1、防止瓦斯积聚 2 、加强通风 3 、加强瓦斯检查 4、要及时处理局部积聚的瓦斯。 5、对瓦斯涌出量较大的矿井或采区,要采取抽放瓦斯的措施。6、消除引爆火源

瓦斯爆炸必须具备三个基本条件,缺一不可。(1)瓦斯浓度:5~16%(2)高温火源:引爆火源温度为650~750摄氏度(3)空气中氧气浓度不得低于12%

火灾:火源(人为带入、摩擦、明火作业、明火放炮、煤体自燃)、可燃物、氧气

自燃预兆:可以嗅到各种异味(火焰味、烟味、煤油、汽油、焦油、松节油)、巷道中有雾气、煤壁岩壁凝有水珠,并感到闷热,产生各种有害气体(一氧化碳、二氧化碳、氮气)人们会感到恶心、呕吐 及心跳加速等不适症状。

预防井下火灾:1、根除井下外因火源 2、隔绝灭火法(防火墙) 3、直接灭火法 4、联合灭火法

巷道掘进的流程:打眼、爆破、装岩、运输、支护(木支架、钢筋混凝土支架、金属支架、石材支架、锚喷支护)、掘进通风、辅助工作(铺设轨道、架设管线、综合防尘)。

通风的作用:1、稀释瓦斯并排出工作面 2、稀释烟尘并排出工作面 3、供给井下人员新鲜空气 4、降低工作面温度。

通风方法:矿井主要通风机对井下供风的工作方式,包括:抽出式、压入式和抽压混合式

三专两闭锁:专用电缆、专用开关、专用变压器、风电闭锁、瓦斯电闭锁

瓦斯治理十二字方针:先抽后采、监测监控、以风定产

供电保护:漏电保护、保护接地、过流保护、过压保护

人员定位系统:配置分站数:64 读卡器与识别卡的无线距离10-100m(可调) 读卡器与分站距离>2Km 分站与中心站>10Km 分站可挂读卡器≤4 读卡器可识别目标数:200 可识别目标最大移动速度:200Km/h 巡检周期:小于25秒

生产矿井中井下容易经常积聚瓦斯的地点:采煤工作面上隅角,顶板冒落的空洞内,独头掘进工作面的巷道隅角,风速较低的巷道顶板附近,停风的盲巷中,采煤工作面的采空区边界处,采掘机械切割部分周围。

一通三防“一通”指矿井通风“三防”指防治瓦斯、防治煤尘、防治矿井火灾。

局部通风机的“三专两闭锁”指 “三专”指专用开关、专用电缆、专用变压器;“两闭锁”指风电闭锁、瓦斯电闭锁。

预防自然火灾有哪些措施:1)开采技术措施 2)预防性灌浆 3)均压防火 4)阻化剂防火 5)三相泡沫 6)注氮气 7)注复合胶体 8)上下隅角封堵

井下应采用不燃性材料支护的巷道:(1)井筒、平硐与各水平的连接处。(2)井底车场。(3)主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处。(4)井下机电硐室。(5)主要巷道内带式输送机机头前后两端各20米范围内。

追查瓦斯超限的“四不放过”是:超限原因没有查清不放过,防范措施没有制定不放过,干部职工没有受到教育不放过,事故责任人没有受到处理不放过。

最新回答
漂亮的心情
落寞的爆米花
2025-06-23 21:39:29

我们的专业术语称为煤与瓦斯突出。所谓煤与瓦斯突出是指在压力作用下,破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出,是另一种类型的瓦斯特殊涌出。

一般情况下,成煤过程中形成了大量的瓦斯气体(主要成份是甲烷)与煤伴生,由于受上部岩体压力及周边约束,这些气体以较大的密度甚至以固态存在。一旦受到采动影响,这些气体会迅速释放,形成瓦斯气体涌出。所以加强采场通风就是带走这些气体(有的又称为煤层气),让在井下工作的人员获得正常空气。当采掘过程中因为工作场所压力变化及技术措施与管理措施处置不当时,就可能形成煤与瓦斯突出,这时大量的瓦斯气体连带着破碎的煤炭一起往外冲出来,造成大量人员伤亡,造成设备设施的损坏。有时甚至出现爆炸。现在实际上很多情况下都能得到有效控制。但因管理水平及技术水平甚至责任心不够等造成事故的情况仍然在发生。

另外,社会道德水准下降,导致一些煤矿管理者(老板及矿长)安全投入不足,技术力量和管理水平不够,也是导致事故发生的原因。

热心的小虾米
美好的香菇
2025-06-23 21:39:29
煤炭是怎么形成的呢?煤炭最早形成于大约3亿年前的古生代石炭纪,大量的植物被埋在地下,经过千万年的地质作用而形成的。

煤炭的开采历史

我国煤炭的开采利用已有几千年的历史,是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一。远在公元前500年左右的春秋战国时期,煤已成为一种重要产品,称为石涅或涅石。明代宋应星的《天工开物》一书,系统的记载了我国古代煤炭的开采技术。

我国煤炭生产现状:

2011年产煤35亿吨,12年近40亿吨。

我们来看看中国能源消费结构的现状:中国的化石能源高达92%,其中70%的煤,18%的石油,4%的天然气;其他的包括水电、核电、风能、太阳能等一共才8%。而且未来短时间内,这个结构比例不可能有根本性的改变。所以说,我们的生活保障,70%来自于煤炭。

煤矿井下时刻受顶板、水、火、瓦斯、煤尘等五大自然灾害的威胁。所以下井要时时刻刻小心,任何事都要按部就班、按规章制度、按操作程序去办,否则就有可能出问题。煤矿井下十分复杂的环境使矿工们时时处于各种危险之中。“连乞丐都不如......”一名矿工的妻子看着从井下出来的丈夫满眼心疼的说。

我国煤矿安全问题一直十分突出。建国以来共发生100人以上特大事故25起,死亡3779人。2011年,全国煤矿发生事故1201起、死亡1973人。

煤炭燃烧产生二氧化碳 一氧化碳 硫化氢等多种有害气体 污染环境 造成温室效应

感动的秀发
迅速的紫菜
2025-06-23 21:39:29

煤矿井下运物料行走安全措施

一、人员搬运、扛抬物料时必须事先熟悉搬运路道及巷道状况。

二、行走路道一定要畅通,路道如有杂物阻挡时要先清理通顺后再进行搬运。

三、行人或运料通过巷道失修区域时,应先观察,然后迅速通过,严禁在失修区域随意停留。通过巷道维修作业区,要先与该区域人员打招呼,等到允许后方可迅速通过。

四、搬运、扛抬物料时注意力要集中,如果前后有人同时扛运,必须保持10米以上间距,防止间距过小相互碰伤。

五、扛抬物料时要量力而行,重量超过45公斤或长度超过3米时要有两人以上合力搬抬。

六、两人以上合力搬抬物料时要有统一口令、同时用力。用手抓物料时一定要抓牢,避免抓滑出现意外。

七、物料运送到指定地点后一定要轻放,严防猛扔摔坏物品或弹伤人员。

八、抬运不规则重物时要用铁丝栓牢后用结实工具抬运。

九、扛运物料通过采面时,要走在架脚上,脚下踩稳手扶好慢行,防止踩空踩滑造成伤人。

煤矿井下小绞车风巷运输安全措施

一、运输路线轨道扣件齐全,质量符合要求,并定期检查,及时维修。

二、绞车司机必须持证上岗。

三、运输所用绞车、设备安装必须满足“三固定、四 保险 、四个四”要求,并定期检查处理。

四、各部绞车声光信号必须完好,制动系统灵敏可靠。

五、运输期间严禁违章指挥、违章作业。.

六、运输路线中各变坡地点“一坡三挡”必须完好,坚持正确使用,并保证常闭状态,各作业地点必须协调作业。

七、绞车司机开车前必须认真检查各部件是否完好,制动系统是否灵敏可靠,信号工必须检查声光信号是否完好,如有问题,必须经处理后,方可进行提升运输工作。

八、绞车司机随时检查各部绞车钩头、绞车绳的完好情况,并坚持使用好保险绳。

九、把钩工严把挂钩关,钩头挂不好,不准发出信号。

十、传号人员,要保证传号清晰准确。

十一、绞车司机开车前,做到手不离闸,信号工手不离按钮,二者注意力要高度集中,密切配合,做到开车稳,停车准。

十二、绞车司机操作时,要集中精力,听清信号,随时注意绞车的受力情况和绳道方向,绞车受力异常时,要及时停车查明原因,待问题处理后方可开车,严禁生拉硬拽并时刻注意对方传来的开、停车信号,做到开车、停车、倒车及时准确。

十三、现场人员听到开车信号后,要迅速躲到安全地点,并坚持“行车不行人,行人不行车”制度,所有人员必须躲开绳道,严禁人员紧跟随车辆,以防断绳、脱钩等伤人事故。

十四、运输过程中,每次只允许挂一个重车,出空车时,可以挂两个空车,但必须使用好连接装置。

十五、运输大型设备时,必须认真检查装车质量,如不符合要求,必须在及时处理后,方可进行运输。

十六、变坡点处下车时,严格掌握松绳长度,防止松绳过多导致下放过快断绳,提车时严禁硬拉硬拽。

十七、若在有坡度的地方倒换钩头或停车等情况时,必须专人负责,利用牢固的挡车器挡稳,严禁无绞车绳吊挂,停车去掉钩头。

十八、倒换钩头调向,可采取绞车钩头临时替换 方法 ,利用15环链配牛鼻环、M20螺丝上满扣拴牢,然后倒换拴牢使用钩头。

十九、摘挂钩要专人负责,钩头、联结环等,确保牢固可靠,经检查无误,符合要求,再操作。

二十、挂运大件时,必须专人用15环链配牛鼻环、M20螺丝上满扣拴牢,经检查无问题后,通知周围人员

躲到安全地点。由专人打点、传号,做到开、停、刹车及时。

二十一、若需平轮导向时,平轮要悬挂牢靠,并设专人看护,发现问题及时发出停车信号,处理后方可开车。

二十二、处理掉道车时,必须紧好绳、掩好车,处理时必须在现场跟班人员指挥下进行,合理使用导链,严防错误操作伤人。

二十三、运输过程中,关键部位必须由跟班副队长或班长现场盯住,各作业人员必须服从现场指挥人员调度指挥。

二十四、提车运输过风门时,必须保证过一道关一道,严防矿车撞坏风门。

二十五、运输前,必须对巷道内的瓦斯抽放管、水管、电缆、信号线、电话线、监测线等设备做可靠性吊挂,防止受到破坏。

二十六、车场推车、倒车必须严格按《规程》规定执行。

二十七、队干部跟班上岗,严禁空岗。

煤矿井下装卸车安全技术措施

一、大件运送安全技术措施

1. 运送大件时要专人指挥,统一协调。

2. 运送大件时,首先要检查运送路线的路道、绞车绳、一坡三挡装置的完好情况,确保运送顺畅,不符合规定,严禁运输。

3. 若大件装在花车或平板车上时,要用铁丝刹紧或用螺丝上牢固。

4. 利用绞车拉运大件时,人员躲开绳道,严格按照绞车使用安全措施执行。

5. 运送大件要对运送道路进行清理,防止碰坏电缆、单体柱或其他设备,道路不够宽、不够高时严禁强过。

6. 运电机、开关等电气设备遇到水坑时,要将水坑水抽干,严禁电器进水。

7. 车辆过后要把运送大件时拆掉的棚子、腿子补齐,对道路进行清理、平整。

8. 当人员抬运大件时,矿山安全设施专人指挥统一协调,稳抬轻放,身体各部位严禁伸入重物下面。

二、大件装、卸车安全技术措施

在井下使用导链起吊大件、装卸车时要严格遵守下列规定:

1. 作业前先观察顶板情况,严格执行敲帮问顶制度。

2. 使用导链装卸车时,首先要检查导链的完好情况,将导链固定在顶板完好、支护牢靠的地点,并设专人观山,随时,注意导链运行情况及周围环境,严禁强拉硬扯或超载使用。若大件须暂时停留半空中,要把小链栓在大链上,并穿上限位销,防止导链滑链伤人。

3. 钩头起吊时,用力要均匀,发现导链受力异常时要及时查明原因。

4. 起吊、拉运大件时,首先要保护好易受损部位,防止戗坏大件。直接用导链起吊大件时,人身体要躲开导链和被吊物体可能窜出的方向。

5. 起吊大件前必须发出信号,人员离开大件,起吊物下方或下部严禁站人。将吊绳逐渐张紧,使大件微离基面100mm左右,进行试吊,检查物件应平衡。如有异常,立即停止吊运,将物体放回原处后进行处理。

6. 被吊物体的活动部分必须可靠固定,试吊可靠后正式起吊。

7.在任何情况下,严禁用人体重量平衡被吊运的重物,不得用手直接接触已被重物张紧的吊绳、吊具严禁用手直接触对接面、连接孔或缝隙。

8. 活动部分装车前要有牢靠固定,并将各部螺丝、销子补齐、紧固。

9. 装车时不能装超长、超宽、超高的物件,车体固定牢固,确保装车、刹车质量。

煤矿井下运输安全之机械设备运送物料专项安全技术措施

刮板输送机严禁乘人,利用刮板输送机运送物料时,必须遵守以下规定:

一、用运输机运送物料前,必须闭锁采煤机,输送机安设的所有停止和启动信号装置必须完好,间距符合规定(15米),且灵敏可靠。

二、运送前,所有参与运送人员,特别是运输机司机,必须了解运送的物料种类、数量、运送地点等相关情况。必须了解采煤机的停车位置,检查输送机的完好状况,必须保证输送机“平、直、稳”,无明显偏斜,无急弯、陡弯或溜槽明显豁口等影响物料运行、滑移的异常现象,发现隐患未处理好的,严禁运送物料。

三、运送物料时,安排专人跟机监护运料情况,在信号装置、卸运物料位置和采煤机停车位置,分别安排专人监管,另外运输机闭锁按钮处必须有专人监护,紧跟所运物料后10米也应有人监管,出现戗顶等异常状况,发出信号,及时停车处理。

四、采面所有参与运料人员必须精力集中,时刻注意观察物料运行情况,发现异常,立即停车处理,异常处理后再继续操作。

五、输送机司机要精力集中,手不离开操作按钮,随时注意对方传来的开停车信号和运输机的运行情况,运输机开停及时。

六、采煤机机身下面严禁运料。

七、严禁用刮板输送机运送火药、雷管

八、运送物料时,有专人在离采煤机上方3米处停止运输机取料,然后用人力传送,通过采煤机后,在放入刮板输送机内运输。

九、装卸物料时,必须将运输机停电闭锁,采取防滚动措施(如物料两边垫煤、用铁丝绳或小链固定等方法),同时认真执行“进入煤壁侧作业安全技术措施”,先处理帮顶隐患后,方可装卸。

十、装运物料要求连续摆放时,最大长度不超过10m,严禁零星乱放,超长摆放,所运物料严禁超宽、超重。

十一、物料到位后,停车闭锁输送机,待所有物料被捡出,人员全部撤到人行道安全位置,无人在煤墙作业后,方可传信号继续 其它 作业。

十二、运送物料结束后,清理卫生,整理工具等后续工作。

十三、严禁运输机开倒车送机运料

煤矿井下三轮车运输安全技术措施

(一)使用准备工作

1.三轮车下井前对司机进行培训,掌握其性能,工作原理及各部分操作规范要求及步骤。能熟练操作并能处理一般故障。

2. 认真组织学习三轮车使用 说明书 ,掌握其注意事项。

3. 井下巷道要保证平直,够宽,路面不能有积水。有水地点在下帮挖一个(1×1.5×3)规格的泵窝,但不能影响行车。

4. 巷道高度保证达到要求,行车道要畅通,备用木料,设备存放在硐室内。

5. 三轮车入进前要对三轮车进行严格检查,特别是防爆性能和制动系统确保安全、灵敏、可靠。

6. 对巷道顶板进行全面检查,维护,确保行车安全。

(二)安全技术措施

1. 乘人安全技术措施

(1)乘车人员要排队上、下车,不准拥挤、打闹,并随时注意前方顶板情况,身体部位严禁露车体外。

(2)乘车人员要坐在车内,严禁站立或打闹,并随时注意前方顶板情况身体部位严禁悬露车体外。

(3)防爆车司机要慢停慢起,严禁急刹猛起车现象,开车要先发出信号,提醒乘车人员注意安全。

(4)防爆车司机要随身携带便携仪,瓦斯浓度达到0.7%时,严禁启动车辆。

(5)防爆车司机时刻注意运行前方的流动人员,发现前方有行人时,必须鸣笛,若行人没有躲避意识,距行人前方50米必须停车,鸣喇叭,待行人躲到安全地点后,方可继续行车在行使到超前20米处及时停车,待人员躲到安全地点后,然后方可通过。

(6)司乘人员要看清前方道路顶板,特别是上下坡,要减速缓行,,便速时,要事先发出信号,由于井下条件恶劣,驾驶时要匀速慢行。

(7)司机要集中精力,不要乱谈话,影响开车开车时车速均匀,严禁撞到巷道巷帮、水管、抽放管、电缆等。

(8)换档时采用两次离合的操作方法,严禁不踏离合造成打坏齿轮或自动脱档,造成事故。

(9)坡道上尽量避免停车,除非出现突发事件,必须停车时,应踏下制动板同时拉紧制动器将发动机熄火挂上倒档司机不得离开驾驶位置,以防止制动松动造成滑坡事故。

(10)乘人严禁超员,途中严禁扒车或跳车。

(11)车未停稳,严禁人员上下。

2. 运料安全技术措施

(1)严禁超载,超宽,超高运送货物。

(2)货物必须置于车中心或均匀分布在车箱内,严格偏重。

(3)当柴油机表面超过150℃,排气温度超过70℃,机油压力于1.2MPa时必须停车,故障排除后方可运行。

(4)装载重料、重物时要轻装清放清卸,以免破坏车体或滚动伤人所装物料必须采取木料或其他防止滚动,装易滚动滑移重物时严禁做人。

(5)装载货物应尽量使货物均匀分布,力求中心位置于车厢中前部。

(6)行车时严禁超载超速行驶,柴油机表面温度不超过150℃,排气温度大于70℃,应立即停车检查机油,压力大于0.2MPA排除故障后方可开车。

(7)当保护装置发出警报时,必须在1min内停车进行故障排除,严禁带病作业。

(三)预防瓦斯事故措施

1. 采面回风流中瓦斯浓度达到0.7%,必须停止工作,查找原因,进行处理。采面回风流中瓦斯浓度达到1 %时,班长必须通知司机撤出维修车间。防爆车附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,必须停电撤人制订措施进行处理。

2. 因瓦斯浓度超过规定而切断电源,都必须在瓦斯浓度降到0.7%以下时,方可开动防爆车。

3. 当需放炮时,严格执行“一炮三检”三人联锁程序化放炮制度,司机如果在风巷维修车间,放炮前,班长必须打电话通知司机,司机必须撤到风门以外,炮放完30分钟后,方可进入维修车间打电话询问情况,没有特殊情况方可进行作业,否则,立即撤到轨道。

4. 合理供风,加强对瓦斯易积聚点(如采空区、采面回风上隅角和顶板冒落空洞等)的管理,对瓦斯易积聚点采取增大风量或导风设施调节风量。

5. 采面完善瓦斯监测装置,风巷瓦斯探头距采面不超过10m,当班工长,采煤机司机泵站司机和电工必须随身佩带便携仪。班长带便携仪,挂在机尾上隅角。

6. 风巷维修车间作业人员认真保护监测装置,每班流动观查瓦斯探头浓度, 一旦发现瓦斯浓度达到0.6%以上时,必须打电话通知采面和值班人员,立即采取措施处理,在瓦斯浓度未将到0.6%以下时,严禁开防爆车

7. 每班安排1名专职瓦斯检查工, 瓦斯检查员经常检查采面顶、底板煤层结构变化情况和回风流中瓦斯含量变化情况,一旦发生瓦斯突出预兆,应立即停止工作,组织人员撤离。

无奈的诺言
贪玩的牛排
2025-06-23 21:39:29
双阳煤矿井下是一个危险的环境,深度可达几百米,温度较高,湿度较大,空气流通性差,煤尘污染严重,瓦斯浓度高,火灾隐患大,防火防爆措施不足,安全设施落后,设备老旧,煤矿井下的环境条件十分恶劣,煤矿工人的工作环境危险严重,安全技术水平落后,煤矿井下的安全状况十分担忧。煤矿井下的煤炭储量丰富,煤炭质量好,煤炭抽采方式多样,煤炭抽采效率高,煤炭抽采成本低,煤炭抽采技术水平较高,煤炭抽采设备先进,煤炭抽采技术发展迅速,煤炭抽采安全性高,煤炭抽采环境保护较好,煤炭抽采经济效益显著。

无限的玫瑰
俭朴的萝莉
2025-06-23 21:39:29
晋普山煤矿自建矿到1993年,煤巷及半煤岩巷支护一直沿用传统的支护方式,1994年至1998年,曾在9号煤半煤岩巷道使用过工字钢梯形棚支架、“顶锚(钢缝锚杆)+帮墙(料石墙)”联合支护。自1998年以来,在9号煤光爆工作面采用“顶锚(树脂锚杆)+帮锚(W钢带+树脂锚杆)”联合支护,2003年,在9号煤回采巷道综掘工作面采用“顶锚(树脂锚杆+混凝土锚索)+帮锚(树脂锚杆)”联合支护。随着锚杆支护技术的不断推广和深化,井下监测技术也得到了提高。

1 半煤岩巷锚杆支护技术

1.1 锚杆支护的作用机理

通过理论分析与井下试验,发现锚杆支护的实质是通过约束效应使锚杆支护体(包括锚杆、托梁、金属网、锚索)与围岩共同形成承载结构,以提高围岩自身的承载能力,特别是在围岩产生塑性破坏后,能大幅度提高围岩的残余强度,保证巷道安全使用。

1.2 半煤岩巷锚杆支护设计方法

晋普山煤矿半煤岩巷锚杆支护设计方法是一种全新的基于井下实测地质力学资料的动态信息设计方法。该动态信息设计法具有两大特点:一是设计不是一次完成的,而是一个动态的过程;二是设计充分利用每个过程中提供的信息。该动态信息设计法包括5个部分,即:试验点调查和地质力学评估、初始设计、井下综合监测、信息反馈和修正设计、日常监测。其中,试验点调查包括地应力、围岩强度、围岩结构及锚固性能测试等内容,然后,在此基础上进行地质力学评估,为初始设计提供可靠的设计参数。初始设计以数值计算方法为主,结合解析法和经验法,根据围岩参数和已有的实测数据确定出比较合理的初始设计。最后将初始设计实施于井下半煤岩巷道的支护,并进行详细的围岩位移和锚杆受力监测,根据监测结果验证或修正初始设计。正常施工后还要进行日常监测,保证巷道安全。综上所述,该动态信息设计法是一个动态可控逐步改进的过程,符合煤矿井下复杂多变的自然条件,是一种先进实用的设计方法。

1.2.1 巷道围岩地质力学测试

采用煤炭科学研究总院北京开采研究所开发研制的巷道围岩地质力学快速测试系统,进行井下地应力测量与巷道围岩强度测定。

1.2.1.1 地应力测试

地应力测试采用水压致裂测量法,测量仪器为SYY—56型水压致裂应力测量装置。采用小孔径钻孔(56 mm),最大测量深度为30 m,可在井下进行快速、大面积地应力测量。同一钻孔还可以用于巷道围岩强度测量。该仪器由分隔器、印模器、定位器、手动泵、隔爆油泵及记录仪等组成。

1.2.1.2 巷道围岩强度测试

采用WQCZ—Ⅱ型围岩强度测试测定装置进行井下围岩强度测试。该装置由围岩强度测定仪、探头、手摇泵、高压管、延长杆等部件组成。探头直径d 56 mm,测量深度为30 m,非常适合井下快速测量。岩体强度的测定在井下巷道围岩钻孔中进行。探头内的活塞在高压油的驱动下发生移动,使端部顶针压向钻孔孔壁。根据顶针压破钻孔孔壁的临界压力,经过简单计算,便可得到该点的岩体单轴抗压强度。为了测定钻孔长度上岩层的抗压强度,每隔200 mm~300 mm取一个测试井下监测剖面。围岩强度测试与地应力测量同步进行,共设4个测站,把测试结果添入相应的表格内,为初始设计提供理论计算参数。

1.2.2 井下综合监测

井下综合监测是煤巷半煤岩巷锚杆支护技术的重要组成部分。锚杆支护初始设计实施于井下后,对围岩变形状况,锚杆(索)受力分布和大小进行全方位监测,以获得支护体和围岩的位移和应力信息,从而判断锚杆支护初始设计的合理性和可靠性,巷道围岩的稳定程度和安全性。进而根据监测信息,修改初始设计,使其逐步趋于合理。根据晋普山煤矿半煤岩巷道的具体条件,确定锚杆支护的综合监测内容。

(1)采用十字布点法安设表面位移监测断面,在顶底板中部垂直方向和两帮水平方向钻孔,打木桩和测钉。一般每个测站布置2个监测断面,沿巷道轴向间隔0.6 m ~1.0 m。

(2)采用顶板离层指示仪测试顶板岩层锚固范围内外位移值。离层指示仪深基点锚头应固定在稳定岩层内,浅基点固定在锚杆端部位置。顶板离层指示仪应尽量靠近工作面安装,以检测顶板离层的全过程。

(3)锚杆(索)受力监测有2种形式:一种是测量端部锚固锚杆(索)工作阻力的锚杆测力计,另一种是测量加长锚固、全长锚固锚杆受力分布的测力锚杆。

锚杆测力计的种类很多,如KS型锚杆测力计,由传力油压枕和振弦式压力传感器组成,接收仪器为KSE—1型矿用频率计;CH90A型锚杆测力计为电阻应变片式测力计,通过测量应变求出锚杆受力;YGS—200/300型锚杆(索)测力计,采用液压式,载荷直读,无需配套仪器。在晋普山煤矿,端部锚固锚杆受力测量就采用这种仪器。该测量仪器是本安型井下巷道锚杆受力的专用测量仪器,这种测量仪器主要包括测力锚杆、静态电阻应变仪与转换开关。使用时,安设在(需要测量的)普通锚杆的设计位置上,通过测量锚杆不同部位的应变值,确定锚杆受力大些�

1.2.3 信息反馈和修正初始设计

1.2.3.1 信息反馈指标的确定

由于井下测量数据很多,必须从众多的数据中选醛�修改、调整初始设计的反馈信息指标。指标应简单、易于测取,而且是影响支护参数的关键数据。为此,根据晋普山巷道地质与生产条件,选用顶板离层值、两帮相对移近量、锚杆受力3个方面的5个指标。其中,顶板离层值包括锚固区内外顶板离层值2个。锚杆受力选用2个指标,全长锚固1个,端头锚固1个。反馈信息指标数据必须确定准确,因为它是关系到巷道锚杆支护的安全性和经济性的重要指标。

1.2.3.2 修正初始设计的准则

经过对井下实测数据与信息反馈指标的对比比较,就可以判断支护初始设计的合理性,必要时修正初始设计。根据晋普山煤矿半煤岩巷道的条件,确定其修改初始设计的准则。

(1)初始设计不修改。如果实测值都小于反馈指标值,则初始设计不修改。

(2)初始设计要修改。如果实测值有一个或几个大于反馈指标值,就需要修改初始设计。第一,如果锚固区内离层值大于反馈指标值,则每排增加一根锚杆或缩小排距100 mm。第二,如果锚杆受力大于反馈指标值,则将锚杆直径加大2 mm。如果直径超过22 mm,改为强度更大的材料。第三,如果锚固区外离层值大于信息反馈指标值,则加大顶板锚杆长度,增加200 mm;如果锚杆长度大于2.4 m,则加大锚索密度,降低一排锚杆排距。第四,如果两帮移近量大于反馈指标值,则加大帮锚杆的长度,增加200 mm;如果帮锚杆长度大于2 m,则每排增加1根锚杆或缩小排距100 mm。修改后的支护设计实施于井下后,还要继续进行现场监测,评价支护效果和巷道的安全程度。

1.2.4 日常监测

锚杆支护正常施工后,还要进行日常监测,确保巷道的安全状态。日常监测包括3部分内容。

(1)锚杆锚固力抽检。巷道掘进施工过程中安排专人,按不小10 %的比例和不大于2 d的时间间隔对锚杆锚固力进行抽检。抽检时只做非破坏性拉拔,达到规定值后停止拉拔。

(2)顶板离层监测。顶板离层指示仪除做综合监测外,还用作日常监测。巷道每隔25 m~30 m,安设一个顶板指示仪。在距掘进工作面30 m内,观测顶板离层值。30 m以外,除非离层松动仍有明显增长的趋势,一般可停止测读具体数据,改为观察2个刻度坠的颜色。由当班班长和跟班技术员负责观察,其余人员也应随时注意观察,以便及早发现异常现象,确保安全。

(3)锚杆预紧力矩检测。巷道掘进施工过程中,安排专人按不小于30 %的比例和不大于1 d的时间间隔,用力矩示值扳手对锚杆螺母预紧力进行抽测,达到规定值后即为合格。

1.3 半煤岩巷锚杆支护材料与监测仪器

锚杆支护材料包括锚杆杆体、锚固剂、托盘、螺母、钢筋托梁、金属锚索等。近年来,高强度、高刚度锚杆材料的使用,已经成为煤巷半煤岩巷锚杆支护的主要形式。它在保证巷道安全状态,提高支护可靠性和支护施工速度,加快采煤工作面快速推进等方面起到了重要作用。

在矿压监测方面,购置了LBY型顶板离层指示仪、YGS型锚杆(索)测力计、CM—200型测力锚杆等仪器,并应用于锚杆支护技术中。

2 晋普山煤矿半煤岩巷锚杆支护矿压监测软件

为减轻工程技术人员的工作量,编制了LAMD软件,使技术人员能够及时、准确地处理大量矿压监测数据,判断初始设计的合理性,必要时进行修改。

2.1 软件的组成

数据库系统:输入、存储和输出需要处理的矿压监测数据。绘图系统:根据数据库提供的矿压监测数据,绘制各种矿压监测曲线。判断系统:判断锚杆支护初始设计的合理性。

2.2 系统功能

该系统提供的主要功能包括:处理巷道表面位移、巷道顶板离层、全长锚固测力锚杆、端部锚固锚杆的观测数据、分析数据处理结果,并以图形方式直观表示观测结果;根据观测结果验证初始设计,当初始设计不符合要求时,提出修改初始设计的各项建议。

3 半煤岩巷锚杆支护应用及锚杆支护展望

3.1 半煤岩巷锚杆支护应用

晋普山半煤岩巷锚杆支护在901回风巷、903皮带巷、903回风巷、902回风巷等采区巷道及901采区回采巷道得到广泛应用。

3.2 锚杆支护展望

进一步在3#煤回采巷道及大断面硐室进行推广,争取实现所有巷道支护锚网化。 在矿井范围内再补充进行地应力测试,为锚杆支护初始设计提供更详细的资料。 对锚杆支护巷道煤柱尺寸进行优化,在保证巷道稳定性的条件下,提高资源回收率。 开发研制煤巷及半煤岩巷快速掘进技术与工艺,提高锚杆支护成巷速度。

4 结语

(1)现场监测是锚杆支护技术的重要组成部分。锚杆支护实施后最大限度地获得了各种巷道围岩和支护体的位移和应力信息,是判断巷道围岩的稳定性,验证和修改初始设计的必要基穿�

(2)锚杆支护实施于井下后,应进行综合监测,包括巷道表面位移、顶板离层、锚杆(索)受力情况。

(3)锚杆支护正常施工后,还应进行长期的日常监测,包括顶板离层、锚杆锚固力抽检等内容,以确保巷道的安全状况。

(4)根据晋普山煤矿半煤岩巷巷道条件,确定了5个信息反馈指标,并在大量监测数据的基础上,给出了相应的指标数值。在今后应用中,只要将实测数据与反馈指标数值进行比较,就可以判断初始设计是否合理,并给出相应的设计方法。

(5)晋普山煤矿半煤岩巷道锚杆支护监测软件的编制,提高了监测数据处理的速度和准确性,减轻了工程技术人员的工作量,对促进矿压监测的日常化和规范化有重要意义。