A07第七章井下其它灾害防治

大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-154-第七章井下其它灾害防治第一节顶板灾害防治及装备一、影响矿山压力显现基本因素分析1．煤层顶底板据全区揭穿二l煤层的钻孔资料统计，二1煤直接顶板为细—中粒砂岩的占29．6％，其厚度一般5～15m，最大厚度21.56m，最小厚度0.93m，其变化规律不明显；直接顶为泥岩(或炭质泥岩)的占39.8％，最大厚度13.90m，最小厚度0.85m，一般3～7m；直接顶板为砂质泥岩的占30.5％，最大厚度24.07m，最小厚度1.18m，一般5～15m。从以上直接顶板来看，岩性变化较大，厚度也不稳定。二1煤直接底板的资料显示：直接底板为砂岩的占11.8％，为灰岩的占9.3％，其它均为砂质泥岩或泥岩(包括炭质泥岩)。砂岩的最大厚度11.25m，最小厚度0.62m，一般1～6m；灰岩的最大厚度18.55m，最小厚度1.10m，一般1～5m；泥岩和砂质泥岩分布面积较广，最大厚度12.42m，最小厚度0.82m，一般为1～5m。在直接顶底板与煤层之间，局部存在有伪顶和伪底。其岩性多为炭质泥岩和泥岩，个别钻孔也遇到过粉砂岩。伪顶和伪底的厚度均小于0.50m，仅个别钻孔的伪顶和伪底达0.60～0.70m。从相邻井田二1煤生产矿井新中12号井调查，井下为金属支架，垮度3m。一般情况下直接顶板自然脱落，易于管理，当厚层砂岩为直接顶板时，尚须人工放顶。在一般情况下不产生底臌。2．井田构造本井田位于秦岭纬向构造带北亚带嵩山大背斜的北翼。总的构造形态为一走向280～290º，倾向10～20º，倾角7～14º,单斜构造，大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-155-区内褶皱不甚发育，构造以断裂为主，主要为东西向断裂，倾角平缓(7～14º)的单斜构造,由近东西向、北东向和北西向三组断裂组成。近东西向断裂是与区域纬向构造体系相平行的一组主干断裂，以走向正断层为主，局部伴生有小型的逆冲断裂，并多呈阶梯式或地堑式相间排列，构成了井田内构造的基本格架。北东和北西向断裂多发育于井田东西两端以压扭性正断层为主。此外，井田内尚发育有近东西及北西～南东向起伏不大的小型宽缓褶皱。依据现行《煤、泥炭地质勘查规范》，确定构造复杂程度属简单构造。主要断裂有：(1)将军岭滑动构造(F9)位于本区北部边界附近，是滑动构造的主干断裂，地表出露于岳寨、西北沟、将军岭后沟、马岭北至韩沟一带，东西贯穿全区，倾向北，倾角60～72º，落差0～70m，东部较大，西部较小。2014、2808等钻孔揭露明显，地表有I738、III149、214、206、II432、179等地质点和k1、k3、k4探槽控制，基本查明。F9滑动构造面倾角上陡下缓，呈现“犁式”形状，落差上部大、下部小，当断裂面延深至二1煤层时，由切割岩层变为顺层错动，对二1煤层影响较大，局部铲蚀煤层，使煤层断失、变薄或增厚，煤芯构造挤压揉皱现象明显，滑面发育，强度极低，夹矸呈叶片状，有大量滑动构造面及白色次生薄膜。煤层顶板岩芯均较破碎，且具水平滑动镜面及擦痕。对一1煤层无影响。(2)F104断层该断层位于凉水泉水库至将军岭南岭，延伸长度1.9Km，走向近EW，倾向S，倾角65～70º，落差18m左右。地表大部被第四系地层覆盖，仅有1909孔及2304孔两孔见到。1909孔于孔深123.00m见大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-156-破碎带，P11地层岩芯极为破碎，泥岩被挤压成磷片状，二1煤层变薄，地层缺失15m左右。由于该断层影响，C3上部地层岩芯倾角高达60º以上。2304孔P12底部岩芯极破碎，岩性混杂，并可见再胶结的断层角砾岩，于孔深123.40m见断层带，砂锅窑砂岩受其断层破坏仅保留1.20m厚，P11地层缺失10m有余。另从二1煤层底板等高线图可知，2304孔与2504孔，1909孔与1905孔之间，煤层底板标高亦有明显的不连续。（3）F6断层位于本区北部边界附近，西起柳树沟断层，向东延伸至区外，延伸长度8km以上，为一走向近EW，倾向S，倾角65～70º的正断层，断层落差140m左右，该断层西段有507孔见孔东段见到，东段由地表露头控制。3．煤层赋存和采煤工艺本矿开采的二1煤为黑色，金属光泽，多呈粉、粒状，强度极低，指压即碎。煤层厚度0～23.8m，平均4.62m，为普遍可采煤层。局部受构造破坏，出现薄无煤带。煤层倾角7°～14°，设计范围内煤层倾角一般均在10°以下。且煤层直接顶板强度较低，易于垮落。设计采用“π”顶梁炮采放顶煤，走向长壁采煤法，一次采全高采煤工艺。根据以上基本因素分析，随着开采深度的增加，开发强度的增大，矿山压力可能会增大，再加上支承压力的影响，掘进、回采时可能会发生矿压事故，矿井生产应注意加强矿压的观测和分析研究，为采掘顶底板管理和巷道支护等提供依据。二、一般顶板冒落灾害的防治措施及装备1．回采工作面大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-157-根据煤层顶底板条件，结合邻近矿井的实际生产经验，工作面采用DZ22-30/100G单体液压支柱，配2.4m和3mπ型钢梁，对棚架设，两梁五柱，中间为单柱支护形式。支架排距为1.0m，柱距0.6m，1m以上荆笆护顶；全部垮落法管理顶板，在工作面上、下端头及顺槽30m内架设单体液压支柱及π形钢梁加强支护，强化工作面端头及相邻巷道支护强度。支架的支护允许强度以下式计算：Q1=K1·K2·R/（a·b）式中：K1——支柱承载不均匀系数，按经验取0.85；K2——支柱增阻系数，按经验，取0.95；R——支柱额定工作阻力，300KN，对棚假设取600KN；a,b——支柱间、排距。根据上式计算，工作面的支护强度为807.5KPa。工作面顶板压力估算如下：Q2=K·M·γ/（KP-1）式中：γ——上覆岩层容重，取25KN/m3；KP——矸石碎胀系数，取1.35；M——工作面采高，2.2m；K——老顶来压系数，取1.5。经计算，工作面顶板压力为215.73KPa，可见，Q2Q1，即支架支护强度可以满足要求。另根据顶板裂隙带高度一般为采高8倍的经验公式进行估算：Q3＝8·M•γ式中：大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-158-M――工作面采高，2.2m;γ――上覆岩层容重，取25KN/m3经计算，工作面顶板压力为440Kpa。Q3Q1即支架支护强度可以满足要求。需要说明的是，上述计算公式属于估算经验公式，并且没有考虑对棚架设与支护作用，对于不同底板条件，计算结果会有所不同。因此本矿井实际生产后应进行工作面矿山压力实际测定，根据实测结果，在保证安全的前提下，适当调整支护密度，为了确保安全，当工作面初次放顶或周期来压时，工作面应加强支护。矿井采用分区式布置，采区开采为前进式，鉴于工作面前进式回采需沿空护巷，巷道维护工作量大，费用高，且漏风量大，工作面采用走向长壁后退式回采。采区内回采工作面之间采用顺序开采。为了减少顺槽之间的煤柱损失，确定采用沿空掘巷布置工作面顺槽，并留3～5m的煤皮，以防上、下工作面漏风。2．掘进工作面及交岔点煤巷掘进工作面采用锚网梁支护，岩巷掘进工作面采用以挂网锚喷为主的支护方式，交岔点主要采用砌碹支护。3．大硐室井下主要硐室根据围岩情况采用混凝土或钢筋混凝土砌碹支护，一般硐室（如躲避硐等）与所在巷道的支护方式相同。4．矿山压力观测设备设计配有KY-82型顶板动态观测议，CT2型超声波围岩裂隙探测仪，HCZ型钻孔油枕应力计等矿山压力观测设备。有关设备详见第九章第一节。三、其它措施大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-159-1．完善矿压监测、预报系统，为掌握矿压显现规律提供手段。2．回采时，对工作面超前回采巷道（一般为25～30m左右）进行临时加强支护，以防止支承压力造成的破坏。3．采区布置设计时，避免采掘应力的叠加和相互影响。4．加强科研力度，对矿井深部煤层开采矿压显现规律进一步研究，为矿井安全回采提供依据。四、坚硬顶板跨落灾害的防治措施根据地质报告，所开采的煤层松软易碎易冒，一般能随采随冒，正常跨落，但今后在开采过程中仍要注意。第二节爆炸材料库一、地面爆炸材料库本矿井地面爆炸材料库已有，设在三号井原工业场地以西500m处。该库库容量能满足本矿的需要，已经通过有关部门的验收。爆炸材料运输安全防范措施：在地面运输爆炸材料时，除必须遵守民用爆炸物品管理条例外，还应遵守下列规定：1．运输爆炸材料的车辆，出车前必须经过检查。车厢不得用栏杆加高，并必须插有“危险”字样的黄旗。夜间运输时，车辆前后应有标志危险的信号灯。2．爆炸材料应用帆布覆盖、捆紧，装有爆炸材料的车辆，严禁在车库内逗留。3．严禁用煤气车、拖拉机、自翻车、三轮车、自行车、摩托车、拖车运输爆炸材料。4．用车辆运输雷管，硝化甘油类炸药时，装车高度必须低于车厢上缘100mm。用车辆运输雷管时，雷管箱不得侧放或立放，层间必大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-160-须垫软垫。二、井下爆炸材料库1．位置井下爆炸材料库位于11采区下车场附近，形式采用壁槽式，容量1200kg。爆炸材料库进风道与-100m轨道大巷相连，回风道与11采区回风上山相连。2．型式采用壁槽式布置形式。3．支护采用砼砌碹支护，断面形式为半圆拱。4．通风采用独立通风，风量为1.5m3/s。5．照明及通信采用防爆型固定式照明设备和阻燃电缆，电压为127V。库内有通达调度室的电话。6．安全距离库房距-100m轨道大巷和采区上山等主要巷道的法线距离均大于60m。7．安全防范措施（1）爆炸材料库设2个出口，1个出口装有能自动关闭的抗冲击波活门，内设栅栏门；另一出口布置在回风侧，装有抗冲击波密闭门，并设有栅栏门。设有阻波墙巷道，库房与外部巷道之间有三条互成直角的巷道，相交处延长2m，并设砂箱隔墙。（2）爆炸材料库需作专门的设计。库房及通道均采用不燃性材料支护。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-161-（3）爆炸材料库内的炸药和雷管必须分开存放，炸药存放量不超过3天的用药量，炸药的特性、质量应符合本矿开采条件对爆炸材料的要求。雷管存放量不超过10天的用量。（4）严禁携带矿灯进入库房，库房照明设备故障时应按规定操作进行维修。（5）库房内备有足够数量的消防器材。（6）进入库房的通道铺设木轨道，库房内不铺轨道。（7）设有专用检查雷管的硐室，其检查操作应在此进行。（8）应依据规程规范制定井下爆炸材料库的各项管理制度和操作规程，所有相关人员都必须遵守。第三节提升运输事故防治措施及装备一、提升事故的防治措施及装备1．本矿选用的主要提升设备本矿井主井提升容器为一对6t钢罐道4绳箕斗，提升设备选用JKMD-2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦轮提升机1台，摩擦轮直径2.25m,天轮直径2.25m,最大静张力Fje=225kN，最大静张力差Fce=65kN，减速比为10.5，提升速度Vm=6.12m/s，配用1台660V、546r/min、500kW直流电动机机。副井提升容器选用一对GDGK1/6/2/2型1t双层二车钢罐道4绳罐笼(一宽罐，一窄罐)，宽罐除满足矿井辅助提升任务外,还可以满足升降大型设备等任务。提升设备选用JKMD-2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦轮提升机1台，摩擦轮直径2.25m,天轮直径2.25m,最大静张力Fje=225kN，最大静张力差Fce=65kN，减速比为11.5，提升速度Vm=5.93m/s，配用1台660V315kW579r/min直流直流电动机机。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇第七章井下其它灾害防治-162-为了保证提升机的防滑性能，主、副井提升机衬垫摩擦系数均选用μ=0.25。经过计算，主井防滑计算结果：下放重载运行减速度为1.5m/s2、下放重载允许减速度1.501m/s2、上提重载运行减速度3.494m/s2、上提重载允许减速度3.999