一、采煤工作面安全出口的地位和作用1、采煤工作面安全出口是该采煤工作面通风、行人和运输的咽喉采煤作业所需要的设备、材料要经过安全出口运进工作面作业场所;采出的煤炭要经过安全出口运出工作面至运输巷输送机。采煤工作面作业人员要经过安全出口进、出工作面进行作业和操作。采煤工作面所需要的新鲜风流经过进风巷处安全出口输送给作业人员,作业人员呼唤后的污浊风流、粉尘及有害气体经过回几巷处安全出口排到回风巷。所以,采煤工作面安全出口是采煤工作面的关键地点,是保障正常进行采煤生产的需要,也是保证采煤工作面安全、卫生的需要。【典型事例】1999年6月29日,山西省吕梁地中阳县张子山乡某村办煤矿发生一起冒顶事故,造成10人死亡、1人受伤,直接经济损失约88万元。该冒顶事故的直接原因是工作面布置不当,支护强度不够,现场管理不力。而工作面只有一个安全出口也是造成这起重大伤亡事故的一个因素。如果进风顺槽安全出口畅通,冒顶后,现场作业人员往进风顺槽安全出口方向逃跑,将会减轻伤亡人员程度。2、采煤工作面安全出口是矿山压力叠加的地带采煤工作面安全出口受到巷道掘进期间支承压力的影响,又受到采煤工作面采动时超前支承压力的作用,它们产生叠加,造成安全出口处压力剧增,成为采煤工作面加强支护的重点。(1)掘进期间支承压力。原始地层中煤(岩)体内的压力处于相对平衡状态,由于在煤(岩)体内掘进巷道,打破了这种平衡状态,为了达到新的平衡,矿山压力必然进行重新分布。当巷道开掘后,顶板岩石就会暴露出来,如不及时支护,巷道顶板就同“梁”一样承受上部的压力以后开始变曲下沉。随后就出现一些逐渐扩大、增多的纵横交错的裂缝,导致原来完整的整体顶板岩石破坏、冒落。与此同时,上部又产生裂缝,这些裂缝又逐渐扩大,最后冒落。这样,由下往上不断地破坏和冒落,直到巷道形成自然平衡拱。自然平衡拱形成以后,支架上只承受拱内岩石的重力,并达到新的平衡和稳定。拱外侧的岩石来承担,拱内就成为压力降低区(或叫免压带),这时拱上部的压力由巷道两侧的岩石来承担,因而在巷道两侧形成压力升高区(或叫来压带),这时拱上部的压力由巷道两侧的岩石来承担,因而在巷道两侧形成压力升高区(或叫来压带)。当巷道两侧煤体远离巷道一定距离时,保持原始压力不变,形成压力不变区(或叫稳压带)。(2)回采期间超前支承压力。采煤工作面回采后,上覆岩层所形成的结构由“煤壁——已冒落的矸石”支撑,在下位岩层中可能由“煤壁——工作面支架——采空区已冒落矸石”来支撑。由于上覆岩层的结构大部分是半拱式,因此煤壁一端几乎支承着采煤工作面空间上方悬露岩层(指由于离层而导致悬露)的绝大部分重量,而采空区后方的已冒落矸石只承包压实区中的重量,因而一般只恢复到rH或有时稍大或甚至小一点的程度,比起煤壁前方的支承压力要小得多。工作面前方形成超前支承压力,它随着工作面推进而向前移动。在采煤工作面往前煤体中形成压力不变压、压力升高区和压力降低区。(3)采掘工作面支承压力叠加。采煤工作面上、下巷道由于受到在掘进时期和回采时期的支承压力叠加的作用,造成矿山压力显现加剧。采煤工作面安全出口压力相当大,必须加强支护,否则将造成支架断梁折柱甚至发生顶板垮落。3、采煤工作面安全出口是采煤工作面冒顶常发生部位在煤矿五大灾害中,无论发生次数还是死亡人数,顶板灾害事故占的比重都是最大的。据统计,2007年全国煤矿共发生各类事故2424起、死亡3786人,其中顶板事故起数1299起,死亡1518人,分别占各类事故总数的53.7%和40.1%。而顶板事故发生的地点主要在采煤工作面。在采煤工作面最容易发生冒顶事故的部位是“两线两口”,即煤壁线、切顶线和上、下安全出口。从以上分析可知,搞好安全出口的顶板管理是减少矿井顶板事故乃至矿井安全管理的重点内容。第五十七条用跨落法控制顶板时,回柱放顶的方法和安全措施,放顶与爆破、机械落煤等工序平行作业的安全距离,放顶区内支架、木柱、木垛的回收方法,必须在作业规程中明确规定。采煤工作面初次放顶及收尾时,必须制定安全措施。放顶人员必须站在支架完整,无崩绳、崩柱、甩钩、断绳抽人等危险的安全地点工作。回柱放顶前,必须对放顶的安全工作进行全面检查,清理好退路。回柱放顶时,必须指定有经验的人员观察顶板。【名词解释】回柱、放顶、初次放顶回柱——从将要废弃空间中撤出支柱(架)的工序。放顶——通过移架或回柱缩小工作空间宽度使采空区悬露顶板及时垮落的工序。初次放顶——采煤工作面从开切眼开始向前推进一定距离后,通过人为措施使直接顶第一次垮落的工序。【条文解释】本条是对回柱放顶的有关规定。1、用垮落法控制顶板时回柱放顶的方法一般是先支后回、由下而上、由里往外的三角回柱法,对拉工作面及有中间巷的工作面,如煤层倾角较小,可由两头向中间回柱。此项工序在操作中最具危险性,因此,回柱放顶工作应制定相应安全措施:(1)回柱与支柱距离应不小于15m;(2)分段回柱距离应大于15m,端头处应打上隔离柱;(3)回柱地点以上5m、以下8m处与回柱无关人员禁止滞留;(4)放顶人员必须站在支架完整,无崩绳、崩柱、甩钩、继绳抽人等危险的安全地点工作。(5)回柱放顶前,必须对放顶的安全工作进行全面检查,清理好退路;(6)回柱放顶时,必须指定有经验的人员观察顶板。2、直接顶初次垮落安全措施回采工作面至开切眼推进一段距离后,直接顶悬露面积不断增大,在其自重和上覆岩层作用下,直接顶开始离层、下沉、断裂直至垮落,这就是直接顶初次垮落。垮落前直接顶承受很高的压力,当压力超过岩体强度时直接顶开断裂、垮落。此时,顶板下沉速度急增,使支架受力猛增,顶板破碎,并出现平行煤壁的裂隙,甚至出现工作面顶板台阶下沉,煤壁压碎,出现片帮。因此,要求初次放顶必须制定安全措施:(1)进行矿压观测,掌握矿压活动规律;(2)按工作面部位合理确定支护形式;(3)加强支护,提高支护质量,使支架具有“整体性”、“稳定性”、“强固性”。(4)采取小进度多循环作业方式,加快工作面推进度,以保持煤壁的完整性,使之具有良好的支撑作用。