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西101综放工作面回采安全预评价报告大水头煤矿二0一三年四月1编审人员签名编审人员会审人员专业签名单位签名地测孙德胜生产部（地测）张仲儒通防郭武奎生产部（采掘）郭新世采掘曾贤魁通防部唐银虎机运王世勇生产部古亚丹机运部李万福调度室苏学友安检室张应芳地测副总张汉智采掘副总薛建中机电副总靳克应防突副总石爱雄通防副总王步青安全副总徐志军生产矿长吴克福机电矿长黄波安全矿长王克君总工程师王宁2安全预评价人员评价组组长：王宁评价组成员：王克君黄波吴克福徐志军薛建中王步青石爱雄靳克应张汉智古亚丹张应芳苏学友李万福唐银虎郭新世张仲儒报告编制：孙德胜郭武奎曾贤魁王世勇3预评价报告编制说明依照靖远煤电股份有限公司《采掘重点区域安全评估规定（试行）》的要求，为了确保西一采区101综放工作面在回采期间的安全，矿成立评价小组，组织采掘、地测、机运、通防等工程技术人员，对该面在回采前进行安全预评价。安全预评价主要从工作面地质构造、水文地质、煤层顶底板、矿压、机电、运输、瓦斯、煤尘、火灾等方面，对在回采期间存在的安全隐患、危险、有害因素进行辨识与分析，并提出有针对性的安全技术措施，做到安全隐患、危险、有害因素提前预防，超前治理，提高回采工作面本质安全程度，突出“矿压防范、瓦斯治理、水害防治、机电运输”四个重点，以保障安全回采。本安全预评价依据：《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《机电运输管理规定》、大水头煤矿与中国矿大科研合作，中国矿大杜计平教授提交的《大水头煤矿蓄水池下综采放顶煤安全开采可行性研究报告》、以及杜计平教授对西101工作面蓄水池下综采放顶煤安全开采提出的意见、“一通三防”等有关法规、规定。4西101综放工作面回采安全预评价报告一、工作面概况（一）工作面位置及井上下关系西一采区首采101综放工作面位于1120水平，工作面标高1100~1142m，地面标高1590~1620m，地表深度448~490m。工作面设计走向长507m,倾斜宽110m/90m，可采面积47835m2，平均煤厚6.5m，平均埋深500m，工业储量44万吨，回采煤量36万吨。西一采区101综放工作面位于西一采区的西翼，东与西一采区运输石门为界，西以Ⅰ勘探线（西一与西三采区分界线）为界，南以DF9断层为界，北以1120运输大巷为界（即与西二采区运输大巷以40米净煤柱相邻）。西一采区101工作面地面位于刀楞山以北，罗家川、总机厂以南。西部地表有靖远电厂南北两个贮渣坝蓄水池。北灰坝蓄水池地表距西101切眼位置达1000米，对西101回采没有影响，南灰坝蓄水池靠近西101工作面，对西101回采有一定影响。2012年5月25日矿地测人员对南灰坝（蓄水池）进行了实测，南灰坝蓄水池分成两个蓄水池，实际面积分别为3.5万m2与1.9万m2，蓄水量分别为7.0万m3与3.8万m3。2012年11月16日实测，南灰坝蓄水池两处处积水的面积分别为1.87万m2、0.99万m2，积水量分别为2.79万m3、1.48万m3；实测北灰坝蓄水池面积为14.5万m2，蓄水量7.58万m3；但西101工作面并没有位于蓄水池正下方，101工作面开切眼地表距蓄水池水体的水平距离实测为173.2m。为确保电厂灰坝蓄水池下安全开采，矿重新设置了地表岩移观测点，并于2013年3月19日、20日，对电厂灰坝水体再次进5行了实测，如采掘工程平面图所示，靠近西101切眼附近南灰坝蓄水池的两块水体，比去年11月16日实测水体面积增加、水量增大，其中间用一条3米宽、1米深的水沟导通，其面积分别为43711㎡、41808.2㎡，合计面积85519.2㎡，按平均水深2.5米计，蓄水量约21.3798万立方米。西101切眼距水体最近点地表平距为57米，比去年11月16日实测173.2米距离发生明显变化。北灰坝蓄水池也分成两块水体，其面积分别为24563.4㎡、22216.07㎡，按水深平均2.0米计，蓄水总量约93558.94立方米，水体最近点距西101切眼地表平距达1040米，对西101回采没有影响。东部地表大部分为沙地荒坡，地表之上大部分地区为丘陵地带。（二）煤层赋存及顶底板情况西一采区101工作面内可采煤层为一层煤，煤厚在5.0m—8.0m之间。从整体来看：工作面内煤层的厚度变化不大，煤层呈南厚北薄，东厚西薄的特点，底板大致呈中部低四周高的不规则状盆地形态分布，造成这一煤层赋存特点的主要因素是受DF8、DF9及F40大断层应力牵引揉搓作用，煤层发生塑性流变所致。受断层应力作用，西101工作面范围内煤层破碎，裂隙发育，易发生抽冒。（三）地质构造情况西一采区101工作面区域范围内有DF9及F40号断层，两断层落差均较大，其中DF9断层落差在0～22m左右，F40号断层落差在12～31米，两断层走向大致与西101工作面走向一致，是制约工作面倾斜宽度的主要地质构造。由于F40断层为正断层，受断层牵引应力作用，F40断层附近6煤层较薄，DF9断层实际揭露也为正断层，受断层挤压应力作用，靠近DF9断层附近煤层较薄。（四）水文及瓦斯地质情况1、西101工作面水文地质条件比较简单。一层煤之上有Ⅱ、Ⅲ两个含水层，均为富水性极弱的含水层，且掘进期间对煤层顶板的破坏影响较小，故对工作面的正常安全生产影响不大。但由于工作面西部地表有靖远电厂灰坝，灰坝水有可能是西101工作面回采期间的主要水患来源，回采期间断层构造易疏通灰坝水，给回采带来一定危害。2、瓦斯：该区域属高瓦斯区域，为未开采区域，故瓦斯相对涌出量比较大。3、煤尘：煤尘具有爆炸特征，爆炸指数33.9﹪，预计煤尘较大。4、煤的自燃：煤层自然发火期3-6个月，但也有21天的发火历史。属自燃煤层。5、地温、地压：均属正常地区。（五）工作面巷道布置与采煤方法1、巷道布置西101综放工作面开切眼由于断层影响，采用两段布置（即I段切眼和II段切眼），工作面成“刀把子”形状。工作面回采I段切眼（90米）向前推进53m与II段切眼（110米）对接后，工作面采用走向长壁“一进二回”的巷道布置方式。如下巷道布置平面示意图。工作面巷道布置平面示意图72、采煤方法采用综采放顶煤、一次采全厚、全部垮落法的采煤方法。（六）回采工作面设备配备工作面主要设备配备如下：1、液压支架工作面下端头配用ZZFT8400／20／31(一组两架)端头液压支架支护，下出口使用2架ZFG4800／20／31型过渡支架支护，ZF4800/17/28型基本支架70副。2、采煤机一台3、前部刮板输送机一台，长度110m。4、后部刮板输送机一台，110m。5、转载机一台，45m。6、破碎机一台。7、乳化液泵两台。8、胶带输送机二台。二、工作面回采过程中顶板管理和矿压显现8一）存在的危险与安全隐患分析1、西101综放工作面煤层由于是受DF9、F40大断层应力牵引揉搓作用，煤层发生塑性流变所致，致使工作面范围内煤层裂隙发育，煤层破碎。综放工作面内有F西101-1断层，落差3米左右，F西101-2断层，落差3.6米左右，F西101-3断层，落差0-9.2米，已揭露的共有5条断层，均为正断层。这些断层落差较大，造成煤层顶板破碎，给回采期间的顶板管理带来了隐患。工作面虽然装备两柱掩护式低位放顶煤液压支架进行支护，但回采时如果拉架不及时与放煤过量，极易发生煤壁片帮、顶板抽冒事故。2、工作面内有5条已知断层，由于断层落差较大，预计局部回采期间煤机要截割岩石，存在着一定安全隐患。3、工作面初次来压、周期来压和回采结束设备回撤时可能发生煤壁片帮或顶板抽冒事故。4、工作面回风顺槽侧由于断层影响，工作面前段53米呈“刀把”形状，当工作面推进53米后与二段开切眼对接，增加了回采安全管理难度。5、工作面上下出口、过钻场预计压力较大，也极易发生顶板抽冒。6、工作面是首采面，周围无采空区，但工作面在回采过程中，受动压影响，两道和顶板瓦斯抽放巷、工作面矿压显现预计仍较强烈。回风顺槽、运输顺槽、顶板巷为锚网支护，支护强度较好，但局部预计压力较大，巷道变形，断面缩小，底鼓严重，影响安全生产。7、工作面与西二采区运输大巷净煤柱为40米，预计回采期间动压将影响大巷，造成大巷变形，底鼓严重，存在安全隐患。8、西101工作面是采区首采工作面，断层较多，但均为正断层，其9断层应力均为拉应力，掘进期间没有强矿压显现，回采期间也可排除强矿压动力显现危险。二）整改方案及安全技术措施（一）顶板（煤帮）管理和过断层措施1、工作面在回采期间要认真搞好矿压观测工作，及时收集总结工作面的初期、周期来压步距，掌握巷道顶板的来压规律，做好矿压预报预测工作，为防止片帮抽冒、巷道冒顶提供资料。2、工作面要做到及时移架，并采取正确的移架方法。煤层较松软时，要做到追机、带压擦顶移架，以减小端面距。放煤时严禁过量放煤以防止架顶漏空，造成冒顶和支架发生倒架。3、加强煤壁管理，及时拉架并打起护帮板对煤帮支护。发生片帮深度较大时，要及时打设单体柱、木板梁进行支护。要预防由于煤帮片帮造成顶板抽冒。4、加强支架架间的小木板蓬堵漏工作，防止煤矸漏空，造成顶部抽冒。5、回采期间要加强上下出口、过钻场及工作面顶板管理，要指定专人负责，做到支护齐全牢固可靠。6、工作面两道距工作面30m范围必须进行超前支护，工作面上下端头支架距巷帮支护必须齐全可靠，确保通风、行人安全畅通。7、加强两道和顶板巷的顶板管理。平时要加强巷道的矿压观测，发现巷道压力大、顶板坠包、顶板下沉量超过150mm时，依据《大水头矿顶板管理制度》，及时制定安全技术措施，补打锚杆加强支护。巷道底鼓严重段及时进行起底维修，确保安全生产。8、工作面初采煤机截割回收切眼帮锚杆时必须指定专人洒水，以防滚筒截割产生火花，并严格执行工作面初采初放安全技术措施。109、工作面初次来压、周期来压时，采取加快推进速度的方法，并做到及时拉架支护，控制煤帮，使工作面快速安全通过来压区。10、当工作面遇到较大断层时，必须由地测人员确定断层落差大小，以及断层处的岩层产状与岩石硬度系数并做出预报。综放队要根据现场实际情况，及时编制工作面过断层的安全技术措施，保证工作面回采安全通过断层。11、断层出现及时调整工作面与断层面之间的夹角，为顶板管理创造条件。12、工作面断层岩石硬度系数较大，煤机截割岩石困难时，应编制专门安全技术措施。采用打眼放松动炮的方法，预先进行岩石松动，再进行煤机截割的安全技术措施。13、加强断层带的顶板管理。断层带的顶板比较破碎，工作面在回采期间要采用随机移架及时支护顶板；带压擦顶移架支护顶板，做到顶板支护及时快速。14、在回风顺槽，每隔20m（两钻场之间）向工作面垂直打一组注水钻孔，进行深孔注水。工作面煤层破碎极易片冒时，在架前沿工作面走向在煤帮每隔10～15m人工打注水孔，利于支架喷雾水进行注水，以控制煤帮片帮，为工作面回采创造安全条件。15、工作面要提前编制与二段切眼对接的安全技术措施。回采工作面在接近二段开切眼10m时，要根据现场情况及时调整回采工作面和设备布置，调整好支架、溜子间隙，做到工作面坡度适宜，并严格控制片帮抽冒，以便工作面安全顺利对接。对接工作面期间要加强现场跟班管理和技术指导，确保安全。16、由于西101运输顺槽和西二运输大巷之间煤柱为40m，在回采期间，加强对西二采区运输大巷设点进行矿压观测工作，并采取在西二运输11大巷打一排中心单体柱提前支护的方式加强支护。发现巷道变形、底鼓，及时编制安全技术措施进行加固维修。17、一段切眼除下出口10米煤壁段有顶煤、最厚达3.6米外，均沿煤层顶板布置，工作面生产口30米截割煤层顶板平均厚度达1.8米。因此。一段切眼走向长53米段回采时能够所放的顶煤不多，几乎没有。同时执行中国矿大杜计平教授提出的靠近DF9断层30米段不放煤措施，见附图所示放煤线，放煤线以西只割煤、不放煤。放煤线以东正常割煤、放煤。（二）预防强矿压措施根据西101工作面巷道掘进期间及目前矿压观测资料分析，工作面回采巷道顶板下沉量、两帮移近量均稳定，未超警戒指标，巷道锚网喷联合支护稳定，没有发生过矿压异常现象；同时工作面揭露的主要断层DF9、F40