深部开采冲击地压动力灾害科学防治与管理体系
目 录
一、矿区概况
义马煤业集团公司位于河南省西部,地跨郑州、洛阳和三门峡三市,东起郑州巩义市,西到三门峡市陕县,南起洛阳市宜阳县,北抵黄河南岸,东西长约100km,南北宽3~48km,面积790km2。
义煤集团是一个特大型煤炭企业,现有矿井16对,其中:生产矿井12对,在建矿井3对,整合恢复矿井1对。
义煤集团矿井分布在义马、陕渑、新安、宜洛和偃龙五个煤田,矿区煤层地质情况复杂,瓦斯、水、火等矿井常见自然灾害在义煤集团不同矿井均有不同显现。
尤其是近年来随着采深的不断增加,冲击地压活动日趋增多,冲击地压灾害已成为义马煤田矿井造成重大伤亡事故的自然灾害之一,威胁到集团公司矿井的安全生产,制约着集团公司稳步发展。
义煤集团2006年至2013年4月来有记录的冲击地压合计87起,造成6335米巷道损坏,23人死亡,54人受伤,经济损失达20730万元。
其中造成人员伤亡的4起,占全部发生次数的4.59%,造成较大巷道严重破坏的22次,占全部发生次数的25.3%
经济损失最严重的是2008年和2011年,占全部经济损失的81.7%,破坏巷道最严重的也是这两年,占全部巷道破坏的63.5%。
2012年冲击地压发生5次,占全部发生总数的5.7%,降低率也最为明显 ,相比11年冲击地压发生次数下降了54.5%。
截止目前,2013年仅发生冲击1次,冲击能量为历次最大,但对生产所造成的影响最小。
二、冲击地压防治科学管理体系
1、义煤集团冲击地压防治理念:
2、建立机构、完善制度
1、矿压研究所、
2007年底公司组建成立了矿压研究所,下设三个科室(防治技术科、监测科、实验室),配备了相关技术人员14人。
矿压所科室设置及职责
义煤集团矿压研究所于2010年10月28日经河南省科学技术厅批准 ,挂牌成立 “河南省煤矿冲击地压防治研究工程中心 ”。
2、防冲科、防冲队
公司生产处及5个冲击地压矿井先后成立了防冲科(负责冲击地压监测设备日常维护、数据收集分析、防冲措施的制定、对措施落实情况监督指导及相关的科研工作)。各矿成立了防冲队。集团公司从事冲击地压防治及研究的相关技术和工作人员近五百余人。
冲击地压矿井防冲科设置及职责
4、坚持“六位一体”综合治理方针
5、冲击地压“五个一”技术管理模式
“五个一”技术管理模式即:一采面、一评价、一设计、一论证、一措施。
一采面:每个采掘工作面(采区);
一评价:冲击地压危险性评价;
一设计:防治冲击地压专项设计;
一论证:组织专家对专项设计进行论证;
一措施:根据专家论证意见制定冲击地压防治专项措施。
三、“四强”科学防冲体系的建立
1、四级科学强监测体系
多参数监测预测预警指标
跃进煤矿冲击地压数据分析
1、微震事件发生规律与进尺的关系分析。
2、微震事件发生的能量频次分析
3、微震事件发生与微震活动性分析
4 微震事件发生与距离差分分析
5、微震事件前移规律分析
6、钻孔应力数据分析
7、微震事件发生与顶底板移近量关系分析
8、微震事件发生与电磁辐射关系分析
1、微震事件发生规律与进尺的关系分析。
2、微震事件发生的能量频次分析
3、微震事件发生与微震活动性分析(a,b值分析)
4、微震事件发生与距离差分分析
5、微震事件前移规律分析
7、微震事件发生与顶底板移近量关系分析
8、微震事件发生与电磁辐射关系分析
通过日常大量的数据收集与分析,在2011年7月19日和2011年8月18日,成功预测出2次大能量微震事件。
断底爆破演示图
断顶、断底、卸压钻孔、煤层注水、水力压裂等卸压解危措施的综合实施,实现了冲击地压危险区域积聚的大能量分次诱发,减小了应力积聚,弱化了冲击条件,降低了巷道围岩应力,减少了冲击危害。
3、封闭式科学强支护体系
一级支护
2010年8月11日集团公司所属跃进煤矿25110工作面发生冲击,震级为2.7级,能量为9×107J,360m巷道受到冲击,50m巷道皮带架向下帮侧翻,24m2巷道断面缩至18m2,平均巷道底臌量0.8m,影响生产16小时。
2011年3月1日跃进煤矿发生冲击,震级3.4级,该次冲击能量达108,为迄今能量最大一次,巷道变化量很小,同时也未对生产造成影响。
在集团公司的大力支持下,强力支护体系在冲击地压防治方面取得了良好效果,在应对冲击地压灾害时,因冲击地压造成的损失明显降低、矿井恢复生产能力显著提高;同时可以有效的保护现场人员、巷道、设备。
4、全方位科学强防护体系
科学防护就是坚持以人为本思想,通过采取有效措施,对在冲击危险区域作业的人员作业环境防护和人身防护。
在冲击危险区控制施工人员,工作面生产期间封闭式管理,进行远距离视频监控无人操作,减少工作人员数量;
物料设备进行捆绑固定及远距离供电供液;严格执行放炮撤人距离不小于300米、躲炮时间不低于30分钟的放炮管理规定;
要求冲击地压地区工作人员必须穿戴防冲服和防冲帽;
采取危险区域巷道软包,打造“橡皮房子”式巷道;
安装垛式支架、移步支架、门式支架、压风自救系统;
采用强力超前支护,采面上巷超前支护100m、下巷超前支护300m.
巷道软包:在冲击地压区域对巷道采取全面的软包装防护,不仅可以有效的降低因冲击造成的弹射
防冲服:
物料捆绑:对冲击危险区域散放的大件物料进行捆绑,减少冲击地压发生时,震动造成设备、物件弹起对人体造成的伤害。
冲击危险区域“O”形棚卡子护套
压风自救:当发生突然灾害时,可以为没有及时撤离的人员提供充足的风流等待救援人员的到来。
巷道软包、个体防护、防冲服、防冲头盔等的使用,有效减少了巷道内可能对人员造成伤害的危险源,同时增强了工作人员的防护意识,增加了现场人员的安全感,体现出集团公司时刻将井下工作人员人身安全放在首要位置的人文关怀。
一、 有破坏的冲击地压次数明显减少,月平均下降0.37次,下降率为74%;
二、冲击地压对巷道破坏程度减少,月平均减少72.8m,下降率为89%;
三、掘进工作面基本消除了严重破坏性冲击地压,08年2月份以来,掘进工作面的冲击地压基本为诱导发生,破坏性明显降低;
四、自“四强体系”综合防治措施实施以来,杜绝了因冲击地压造成的人身伤害事故。
五、结束语
近五年来,在集团公司领导的高度关怀、大力支持和集团公司相关部门的配合下,在国内科研院校的鼎力支持下,义煤集团公司冲击地压防治工作取得了长足进展和实质成效。
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