1、黑龙江龙煤矿业集团有限公司煤矿防治冲击地压规定(试行稿)第一章 总 则 1第二章 一般规定 2第一节 冲击地压煤层和冲击地压矿井鉴定 3第二节 建设和开采基本要求 4第三节 防冲管理与培训 9第三章 区域综合防冲措施 11第一节 区域冲击危险性评价 11第二节 区域防冲措施 12第三节 区域防冲措施效果的检验 17第四节 区域验证 18第四章 局部综合防冲措施 18第一节 局部综合防冲措施基本程序和要求 18第二节 采掘工作面冲击危险性评价 19第三节 采掘工作面冲击危险性监测与预警 22第四节 采掘工作面防冲措施 24第五节 采掘工作面防冲效果检验 26第六节 支护与防护措施 29第五章 附
2、 则 30一、综合指数法 .391第一章 总 则第一条 为了落实集团公司“一个提升,两个围绕,三个不要”发展理念,为了加强煤矿冲击地压的防治工作,有效预防冲击地压事故,保障煤矿职工生命安全,根据安全生产法 、 矿山安全法 、 国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规,制定本规定。第二条 集团公司分子公司各矿冲击地压防治工作,适用本规定。第三条 本规定所称的冲击地压,是在煤矿井巷或回采工作面周围的煤(岩)体由于弹性能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的现象。本规定所称的冲击地压煤层,是指在矿井井田范围内发生过冲击地压的煤层或者经鉴定具有发生冲击地压危险的煤层。本规定所称的冲击地压矿
3、井,是指在矿井的开拓、生产范围内有冲击地压煤层的矿井。本规定所称的冲击倾向性,是指煤岩体所具有的积蓄变形能并产生冲击式破坏的性质。本规定所称的冲击危险性,是指井下工作区域在具体生产、地质条件下有发生冲击地压的可能性。它根据煤层、岩层条件及生产、地质条件综合评估得到。第四条 有冲击地压矿井的分子公司主要负责人及冲击地压矿井的矿长是防冲工作的第一责任人,负全面责任。各级总工程师(技术负责人,下同)是冲击地压防治工作的技术负责人,负责防冲的技术管理工作;其他副职在分管范围内负落实责任。有冲击地压矿井的分子公司、冲击地压矿井必须设置防冲机构,配备专职防冲人员和装备,建立健全防冲管理制度和各级岗位责任制
4、。第五条 有冲击地压分子公司、冲击地压矿井根据实际状况和条件制定具体的区域综合防冲措施和局部综合防冲措施。区域综合防冲措施包括下列四项内容:(一)区域冲击危险性评价;(二)区域防冲措施;2(三)区域措施效果检验; (四)区域验证。局部综合防冲措施包括下列六项内容:(一)采掘工作面冲击危险性评价;(二)采掘工作面冲击危险性监测与预警;(三)采掘工作面防冲措施;(四)错误!链接无效。工作面防冲措施效果检验;(五)支护与防护措施;(六)错误!链接无效。工作面防冲安全管理措施。第六条 冲击地压防治工作坚持优化开采设计、区域防范先行、局部解危补充的原则。第七条 冲击地压矿井发生冲击地压灾害后,必须立即停
5、止生产,组织救援,并立即分析、查找冲击原因。在强化实施综合防治措施、并经专家论证认为满足安全生产条件后,方可恢复生产。非冲击地压矿井首次发生冲击地压后,必须立即停产,按本规定的要求建立防冲机构和管理制度,编制矿井防冲设计,配备必要的防冲装备,完善安全设施和安全生产系统,补充实施区域防冲措施,经专家论证认为满足安全生产条件后,方可恢复生产。第八条 分子公司必须设立防冲击地压专项资金,并列入安全技措计划,不足部分必须增加吨煤成本项目,其资金必须保证防冲击地压治理所需科研、材料、装备、人员的投入,防冲击人员工资待遇比照采掘一线执行。第九条 集团公司鼓励科研单位和分子公司加强防治冲击地压研究与科技攻关
6、,研发、推广使用防治冲击地压的新技术、新装备、新工艺,提高冲击地压防治水平。第十条 分子公司、矿井必须编制预防冲击地压事故专项应急预案和现场处置方案。3第二章 一般规定第一节 冲击地压煤层和冲击地压矿井鉴定第十一条 矿井分为冲击地压矿井和无冲击地压矿井。第十二条 有下列条件之一的,应当进行煤岩冲击倾向性鉴定,鉴定未完成前,应当按照冲击地压矿井管理: (1)可行性研究阶段评估认为有冲击危险的新建矿井;(2)有煤炮、震顶、煤层突出、岩石弹出或抛射等动力现象的;(3)相邻矿井开采的同一煤层发生冲击地压的;(4)埋深超过 600m 的煤层;(5)顶板坚硬岩层单层厚度超过 10m 且埋深超过 400m
7、的煤层;(6)冲击地压矿井开采新水平、新采区;(7)急倾斜煤层、构造复杂煤层等;(8)三面采空区回采。第十三条 煤岩冲击倾向性鉴定的方法、指标,应采用 GB/T25217.12010 和GB/T25217.22010 中规定的方法和指标。第十四条 满足下列条件之一的矿井,必须按冲击地压矿井管理:(1) 发生过冲击地压的矿井。冲击灾害可以分为轻度、中等和强烈冲击地压三个等级。分级的具体参考指标为:轻度冲击地压,是指发生冲击地压后,对生产的破坏后果轻微,不需要进行修复。中等冲击地压,是指发生冲击地压后,对生产造成一定影响,需要进行修复。强烈冲击地压,是指发生冲击地压后的煤岩突出、冒顶、生产或通风系
8、统破坏、瓦斯突出等造成了人员伤亡事故,或由于井巷、采场被破坏造成中断生产工作8 小时以上的冲击地压。4(2) 煤层或 10 倍采厚范围内的顶板或 3 倍采厚范围内的底板具有冲击倾向性,且满足以下条件之一的矿井:1) 水平或垂直方向最大应力与煤(岩)单向抗压强度之比大于等于 1.5。在不考虑水平构造应力条件下,采掘工作面周围应力集中系数为 1.5-1.8,则最大垂直应力 1.5-1.8H,-地层容重, H -采深。冲击矿井判别公式为:I=/c= 1.5-1.8H /c 1.5式中,较硬煤层或顶板取 1.8,较软煤层或顶板取 1.5。在水平构造应力大的矿区,应先观测水平应力,再用上式进行计算。2)
9、 顶板中存在整层厚度大于 50 米、单向抗压强度大于 45MPa 且采深大于400 米的矿井。3)急倾斜煤层矿井、地表起伏大的矿井和其它构造异常的矿井,需要进行应力计算后,代入上式进行判断。第十五条 煤矿至少每三年应进行一次冲击地压矿井评定。当矿井开采条件发生明显变化或进入新水平、新采区时,必须进行冲击地压矿井评定,并报分子公司业务管理部门和安全监察管理部门备案。第十六条 分子公司应委托由国家安全生产监督管理总局认定的单位或国内有较好冲击地压研究背景的科研院所开展煤岩冲击倾向性的鉴定工作。各子公司将鉴定结果报集团公司备案。第二节 建设和开采基本要求第十七条 新建矿井在矿井建设可行性研究阶段,应
10、进行冲击危险性评估,并提交评估报告,评估结果作为矿井立项、初步设计和指导建井期间防冲工作的依据。评估结果认定具有冲击危险的新建矿井,在设计阶段,应编制防冲专项设计,作为安全专篇的组成部分。第十八条 有冲击危险的新建矿井及冲击地压矿井的新水平、新采区,必须编制防冲专项设计。5防冲专项设计应包括开拓方式、煤层群开采顺序、采区准备巷道布置、采煤方法、回采巷道布置、同层煤开采顺序、防冲设施布置、常规防冲技术措施与冲击地压危险(特殊地段)专项防冲措施、事故处理应急措施、区域综合防冲措施和局部综合防冲措施等内容。防冲专项设计应由本企业具有丰富冲击地压防治经验的人员或国内有较好冲击地压研究背景的科研院所编制
11、,并通过分子公司组织的专家组审查后,方可组织实施。冲击地压矿井的新水平、新采区移交生产前,必须经分子公司组织专家进行防冲专项论证和验收,并报集团公司备案,未通过论证和验收的不得移交生产。第十九条 冲击地压矿井、冲击地压煤层的开采设计应遵循以下原则:(一)开采冲击地压煤层时,具备开采保护层条件的,应首先开采保护层。开采保护层时,采空区内不得留煤柱,特殊情况必须留煤柱时,应经矿井总工程师批准,并将煤柱( 包括不可采变薄带 )的位置和尺寸准确地标在采掘工程图上。在每个被保护层的采掘工程图上,也应相应地标出煤柱和开采边界的影响范围和有效卸压范围。在煤柱和开采边界影响范围内进行采掘工作时,必须采取防冲措
12、施。(二)开拓巷道及永久硐室应布置在岩层或无冲击危险的煤层(包括已经充分卸压的煤层)中,服务期不超过 2 年的硐室可以布置在解除了冲击危险的煤层地段内,保护带宽度不得小于 4 倍采厚。(三)处于工作面停采线与大巷、上下山煤柱中的巷道与硐室之间的间距,应大于 4 倍采厚。严格控制煤柱中的巷道和硐室密度,防止应力集中。(四)各煤层、各水平、各采区和各区段应按合理顺序开采。条件许可时,在褶曲构造中应从轴部开始回采,在盆地构造中应从盆底开始回采。(五)开采冲击地压煤层,应优先选择不留煤柱或尽可能少留煤柱、少掘巷道、避免大面积悬顶的采煤方法,尽量采用长壁开采方法。特别危险的工作面可采用充填方法开采。在采
13、取行之有效的安全措施的前提下,应采用无煤柱或小煤柱方式布置巷道。(六)开采过程中必须留设煤柱时,煤柱形状应规则,不得留有锐角。(七)开采煤层群时,应优先选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层开采。6保护层有效范围的划定方法和保护层回采的超前距离,应根据科学计算、现场观测或工程类比的方法确定。(八)冲击地压煤层工作面严禁跳采设计。同一采区内的工作面必须按顺序进行开采,避免形成孤岛工作面。由于村庄压煤等原因已经形成的孤岛工作面,开采前必须由相关科研单位进行冲击危险性评估、专家审查和论证,并制定专项防冲措施,报分子公司批准后,方可组织实施。(九)相邻工作面切眼、停采线应对齐,避免出现梯形、三角形或
14、锯齿形等不规则煤柱。多煤层( 或单一煤层分层)开采时,下层工作面不应越过上层工作面的切眼或停采线,开采上层煤留下的煤柱,不应形成影响下层煤开采的高应力区。(十)采区一翼内各工作面应向同一方向推进,严禁相向回采。回采工作面均应背向采空区方向推进,避免形成孤岛煤柱。(十一)同一区段(条带) 采空区两侧不得同时进行采掘(巷修)活动,掘进工作面不得在采煤工作面影响区内掘进(影响区域根据不同矿井矿压监测得到,由矿总工程师批准) 。(十二)严重冲击危险的厚煤层中所有巷道和硐室不应留厚度大于 1 米的底煤。在已经留厚度大于 1 米底煤的区域,必须采取钻孔卸压、爆破等破断煤底的措施。不应将巷道和硐室布置在应力
15、集中区内。(十三)工作面距离上山或下山不足 200 米后,严禁采区两翼的工作面同时接近上山或下山。应采用矿压观测方法确定合理的停采线位置。(十四)在煤层内掘进巷道时,在顶板条件允许情况下,应采用宽巷掘进。(十五)冲击危险煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。 (十六)减少井巷揭穿冲击地压煤层的次数,井巷揭穿冲击地压煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带。(十七)应避免在支承压力峰值区掘进巷道,必要时应采取卸压措施,并经矿总工程师批准。第二十条 冲击地压矿井开拓期间,应分煤层、分水平开展煤岩冲击倾向性鉴定,并开展地应力测试(至少测试 3 个点) ,如果开拓区域非单一构造区,则适当增加测试点
16、7数。开拓巷道、硐室的布置应参考地应力测试结果,避免产生局部应力集中。有动力现象的开拓巷道中应采用冲击地压监测设备进行监测预警,根据监测结果实施卸压措施。第二十一条 冲击地压矿井采掘作业应满足以下要求:(一) 采掘作业前必须完成冲击危险性评价,并通过专家审查,报矿总工程师批准。(二) 冲击地压矿井应严格控制矿井产量,控制开采强度,控制同时采掘的工作面个数,应根据微震监测和矿压观测结果,对冲击危险工作面推进速度在作业规程中做出合理、明确的规定。(三) 冲击地压煤层采掘工作面应力集中范围内,不得安排其他采掘活动。采煤工作面周围 160 倍采高范围内不应有回采工作面,80 倍采高范围内不允许有掘进工
17、作面,掘进工作面周围 50m 范围内不允许有其他掘进工作。 (具体矿需经过微震,采场应力数字模拟确认,及实际观测结果报总工程师批准) 。(四) 对冲击地压灾害特别严重的矿井、区域,经评估,在目前防治技术条件下无法实现安全开采的,严禁安排采掘活动。(五) 冲击地压煤层的任何区域的任何工作面进行揭煤和采掘作业前,必须采取卸压措施与安全防护措施。(六) 严禁采用水力采煤法、刀柱采煤法、倒台阶采煤法及其他非正规采煤法。(七) 掘进工作面与冲击地压煤层巷道立体交叉或贯通前,被贯通的煤层巷道必须在距离掘进头 50 米之前,提前实施防冲措施。并在贯通点周围 20m 范围内加强支护,在掘进工作面与被贯通巷道距
18、离小于 50m 的作业期间,被贯通巷道内不得安排作业,掘进巷道施工期间不得有人,并保持正常通风。(八) 煤、半煤岩炮掘和炮采工作面,使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药(二氧化碳突出煤层除外) 。(九) 煤层应力高度集中时,必须进行解危处理和效果检验工作,检验合格后方可回采与掘进。8(十) 巷道顶板及两帮应加强支护;必要时可在外围采用整体性结构的可缩性金属支架,并且所有支架进行拉杆连接,增强整体稳定性,严禁采用混凝土支架和金属刚性支架。在下列地点必须加强支护:1)掘进工作面和巷道交叉口;2)回采工作面采动影响范围内的巷道;3)穿越地质构造区的巷道;4)冲击地压特别危险区域的巷道。(十一)
19、回采工作面附近应力集中区的老巷在使用前及停产 3 天以上的工作面恢复生产前,应进行冲击危险性的检查和处理。(十二) 采用矿压观测方法或工程类比方法,确定合理的停采线位置。工作面停采撤面期间,停采线与上下山或大巷煤柱之间的关键巷道和硐室,要进行冲击危险性实时监测预警,监测到危险区后,及时处理,防止撤面期间发生冲击地压。(十三) 回采时,在采空区中不得留有煤柱,否则必须由矿总工程师批准,并将煤柱尺寸和位置及其影响范围标明在采掘工程图上。(十四) 回采工作面应保持直线,台阶式工作面的台阶错距不应大于 3 m。(十五) 冲击地压煤层的回采工作面,应采用冒落法管理顶板,必要时可采用人工放顶措施。(十六)
20、 在冲击地压煤层中进行爆破作业时,应符合下列要求:躲炮时间不少于 30min,躲炮半径不得小于 300m;躲炮地点必须宽敞,无冲击危险,支架必须完整牢固;人员不得撤在回风流或巷道交叉口处,在有瓦斯突出危险的煤层中撤人范围应按突出矿井防冲要求规定。(十七) 在有冲击危险的巷道内,不急用的设备、材料不得运进施工现场,拆换下的废旧设备、材料必须及时运出,必须存放的材料要堆放整齐并绑牢,各种管路必须吊挂牢固,每根管子不准少于两根吊丝。(十八) 各种设备及开关等要捆绑或悬吊于牢固的棚子上,刮板运输机的电机、9减速机必须安设在行人另一侧。所有冲击地压区的行人路线,必须确保其足够宽度并畅通无阻;皮带运输机机
21、架每 10m 必须用纲丝绳与支护体捆绑连接。(十九) 掘进与回采作业规程应应包括作业地区冲击危险等级的评价及危险区域划分,地质构造说明与简明图表,上层采动边界位置与影响范围图,掘进与回采方法及工艺,支护形式与加强支护的措施,爆破作业制度,防治冲击地压的措施以及发现严重冲击危险时的应急措施,发生冲击地压时的撤人路线等。第三节 防冲管理与培训第二十二条 分子公司主要负责人每季度、冲击地压矿井矿长每月专题研究、检查、部署防冲工作;保证防冲科研工作投入,解决防冲所需的人力、财力、物力;确保防冲工作和措施的落实。分子公司技术负责人、矿井技术负责人对防冲工作负技术责任,负责组织编制、审批、检查防冲工作规划
22、、计划和措施;分管负责人、矿井分管副矿长负责落实所分管的防冲工作。分子公司、矿井各职能部门负责人对本职范围内的防冲工作负责;区、队、班组长对管辖内防冲工作负直接责任;防冲人员对所在岗位的防冲工作负责。各级安全监察部门负责对防冲工作的监督检查。第二十三条 有冲击地压矿井分子公司、冲击地压矿井应当设置满足防冲工作需要的专业防冲队伍,配备相应的设备,必须明确一名具体负责人。轻度冲击地压矿井,至少配备 6 名专职的防冲人员,至少装备一种区域和一种局部监测预警系统。中度冲击地压矿井,应设置专职管理机构与专职施工队伍,专职防冲人员不少于20 人,至少装备一种区域和两种局部监测预警系统。强烈冲击地压矿井,应
23、设置专职管理机构与专职施工队伍,专职防冲人员不少于30 人,至少装备一种区域和两种局部监测预警系统。第二十四条 冲击地压矿井应当编制冲击地压事故应急预案,且每年至少组织一次应急预案演练。事故应急预案应包括冲击地压应急预案的概况、事故预防、准备程序、应急程序、现场恢复、预案管理与评审改进等。10第二十五条 分子公司、冲击地压矿井应编制未来五年防冲规划,并根据开采设计的变化和冲击地压矿井等级评定结果及时进行修订。冲击地压矿井在编制年度、季度、月度生产建设计划时,必须一同编制年度、季度、月度防冲计划,保证矿井防冲措施的落实。冲击地压矿井防冲计划及人力、物力、财力保障安排由技术负责人负责组织编制,矿长
24、负责审批,分管副矿长、技术负责人负责组织实施。第二十六条 开采冲击地压煤层必须在开拓、准备和回采阶段编制相应的防冲专项设计和综合防治措施。防治冲击地压专门机构负责编制防冲专项设计和综合防治措施。编制后由矿总工程师负责组织生产、技术、通风、供应、安监、施工等部门审查,签署意见后,由总工程师批准,并报分子公司业务部门备案。防冲专项设计的内容,应包括开采地质条件、冲击危险性评价、监测预警方法、防治冲击地压具体措施及其效果检验方法、安全防护措施以及贯彻执行防治冲击地压措施的责任制,并附有图表。第二十七条 防冲措施的贯彻实施必须满足以下要求:(一)施工防冲措施的区(队)施工前,向本区(队) 职工贯彻并严
25、格组织实施防冲措施,贯彻后必须进行考核,合格者方可上岗作业;(二)采掘作业时应当严格执行防冲措施的规定,并有详细准确的记录;由于地质条件或者其他原因不能执行所规定的防冲措施的,施工区(队)必须立即停止作业并报告矿调度室,经矿井技术负责人组织有关人员到现场调查后,由原措施编制部门提出修改或补充措施,并按原措施的审批程序重新审批后,方可继续施工;其他部门或者个人不得改变已批准的防冲措施;(三)分子公司主要负责人和技术负责人每季度至少一次、矿长和矿技术负责人每月至少一次现场检查各项防冲措施的落实情况;(四)分子公司、矿井的防冲机构随时检查综合防冲措施的实施情况,并及时将检查结果分别向分子公司负责人、
26、技术负责人和矿长、矿井技术负责人汇报,有关负责人应当对发现的问题立即组织解决;11(五)分子公司、矿井进行安全检查时,必须检查综合防冲措施的编制、审批和贯彻执行情况。(六)冲击地压矿井必须每天召开防冲例会,调度冲击地压监测、解危、检验、隐患排查及防冲管理工作,发现问题,及时解决。第二十八条 防冲技术资料的管理工作应当符合下列要求:(一)建立防冲机构、人员、监测仪器、装备、管理制度、监测预警报表、评价与鉴定报告、技术方案、隐患及事故处理结果报告等资料库;(二)每次发生冲击后,矿井防冲机构必须指定专人进行现场调查,认真填写冲击地压记录卡片;提交专题调查报告,分析冲击发生的原因,总结经验教训,提出对
27、策措施;(三)每年第一季度应当将上年度冲击地压矿井基本情况调查表、冲击地压记录卡片、冲击地压汇总表连同总结资料报分子公司;(四)分子公司每年必须对全年的防冲技术资料进行系统分析总结,提出整改措施,并报集团公司备案。第二十九条 冲击地压矿井的管理人员和井下工作人员必须接受防冲知识的培训,经考试合格后方准上岗。各类人员的培训要求为:(一)冲击地压矿井的井下职工必须接受防冲基本知识和规章制度的培训;(二)冲击地压矿井的区(队)长、班组长和有关职能部门的工作人员,应培训的主要内容包括冲击地压的危害及发生的规律、区域和局部综合防冲措施、防冲的规章制度等;(三)冲击地压矿井的防冲人员是特殊工种人员,必须每
28、年接受一次煤矿三级及以上安全培训机构组织的防冲知识、操作技能的专项培训;培训的主要内容为防冲的理论知识、冲击地压发生的规律、区域和局部综合防冲措施以及有关防冲的规章制度等;(四)冲击地压矿井的主要负责人、技术负责人应当接受煤矿二级及以上培训机构组织的防冲专项培训。12第三章 区域综合防冲措施第一节 区域冲击危险性评价第三十条 开采前,提交开采区域煤层厚度分布图、从煤层以下 20 米的底板直至地表的典型柱状图、煤层和岩层的物理力学性质参数、注明上下煤层关系的平面图和剖面图、煤柱和采空区分布图、地质构造分布图等,作为冲击危险性评价和开采设计的基础资料;在构造发育、地应力变化大的矿区,建议分子公司进
29、行地应力测试和地质动力区划等研究工作。第三十一条 可行性研究评估为冲击危险性的矿井,冲击地压矿井开采新采区、新水平必须在开采设计之前 2 个月完成区域冲击危险性预测评价。预评价为具有冲击危险的区域,必须按照相关法规进行开采设计。第三十二条 区域冲击危险性评价必须符合以下要求: (一) 分子公司委托由由国家安全生产监督管理总局认定的单位 或国内有较好冲击地压研究背景的科研院所开展区域冲击危险性评价工作,并提交区域冲击危险性预评价报告 ;(二) 分子公司组织冲击地压专家组,对预评价报告进行评审,提出意见和建议,评价单位根据专家组意见对报告进行修改;(三) 区域冲击危险性预评价报告上集团公司批准后,
30、作为冲击地压煤层区域开采设计的依据。第三十三条 区域冲击危险性与地质、开采等条件有关,评价区域冲击危险性重点考虑地质和开采因素,区域冲击危险性应采用“综合指数法”和“危险性指数法”两种预测评价方法进行评价,防止出现一种方法不能准确评价的现象。方法详见附表 5第三十四条 煤层开拓后,要根据新揭露的地质资料,对区域冲击危险性预测评价、开采设计和防冲措施进行及时修正和完善。第二节 区域防冲措施第三十五条 依据区域冲击危险性评价结果,对采煤工作区域实行分级管理,不同级13别实行不同的防冲措施。区域评价结果为具有冲击危险性的,必须采取相应的区域防冲措施。第三十六条 区域防冲措施主要包括开采保护层、合理开
31、拓布局、合理开采布置、采煤方法、无煤柱开采、煤层预注水、水力压裂、工作面开采顺序、预掘卸压巷道,深孔预裂爆破、坚硬顶板预处理、宽巷掘进等。冲击地压矿井应根据实际条件合理选择区域防冲措施。 第三十七条 冲击地压矿井采用开采保护层进行区域防冲,应满足以下要求:(一) 开采保护层是指一个煤层(或分层)先采,能使临近煤层得到一定时间的卸载。开采保护层常用基本方案有开采上保护层、开采下保护层、开采上、下保层等,如图 1 所示。图 1 保护层开采基本方案(a)开采上保护层;(b)开采下保护层;(c)开采上、下保护层(二) 开采保护层时设计时,应明确保护范围、沿走向(始采线、采止线)的保护范围、保护层与被保
32、护层之间的最大保护垂距、开采下保护层时不破坏上部被保护层的最小层间距离等参数。保护层应卸压的有效范围及滞后时间应根据矿井实测资料确定,并报分子公司技术负责人批准后执行。如没有实际参数,卸压范围可参考图 2,具体参数见附录。14图 2 保护层卸压范围示意图S1、S2-垂直于保护层的最大卸压距离,一般 S1 取 50100m,S2 取 3060m;煤层倾角;1、2卸压角,一般 7080(三) 开采煤层群时,应尽可能首先开采无冲击地压煤层作为保护层;(四) 当冲击地压煤层的顶底板方向都有保护层时,应优先开采上保护层;(五) 当全部煤层都是冲击地压煤层时,应尽可能首先开采危险性最小或厚度最小的煤层;(
33、六) 开采保护层的卸压有效期限,从采完保护层算起,用全部垮落法开采保护层时为三年,用全部充填法时为二年,如果逾期开采被保护层,必须及时检查卸压的有效性。开采保护层以后,在被保护层的有效卸压范围和有效期限内,可按无冲击地压煤层进行开采。第三十八条 冲击地压矿井采用煤层预注水进行区域防冲,应满足以下要求:(一) 煤层预注水实施指标为含水率增值(或总含水率)和煤层湿润时间。(二) 注水孔布置形式应有利于煤层均匀湿润。注水孔可以沿走向布置(图3(a)) ,也可以沿倾斜方向布置(图 3(b)),对特厚煤层还可以穿层布置(图 3(c )),注水孔应避免穿过断层或破碎带等(图 3(d))。15(a)沿走向的
34、水平钻孔 (b)沿倾斜上下行钻孔(c )特厚煤层穿层钻孔 (d)钻孔布置方式的选择图 3 注水孔布置形式(三) 注水孔一般应垂直煤壁,布置在采高的中部或巷道断面中心。钻孔应平行于工作面,孔口应尽量布置在煤层内较硬的分层中,以利于封孔和防止漏水(四) 注水孔的参数。直径:45、60、75、90 mm;长度:应达到待注水煤体尺寸的 2/3 以上或待注水煤体尺寸减 15m;间距:按煤的透水性确定,一般 1020 m,对透水性差的煤层孔间距应取较小值;注水压力和流量:一般取压力 612MPa,每孔流量 1.5m3/h;封孔深度:按最大注水压力和煤层条件确定,以不漏水、不崩孔为原则,一般不应小于 10m
35、。以上参数可根据实际情况进行选取或另行设计。(五) 注水量根据注水孔承担的湿润煤量按下式计算:Q=KTW/100q式中:Q 为单个注水孔的注水量,m3;q 为水的密度,q=1t/m3;K 为富余系数,一般为 1.21.5;T 为一个注水孔承担的湿润煤量,t;W 为预计含水率增值,%。一个注水孔承担的湿润煤量按下式计算:T=LSM16式中:L 为待注水煤体在钻孔轴向方向的尺寸,m;S 为注水孔间距,m;M 为注水孔附近煤层平均厚度,m;y 为煤的密度,t/m。注水时间根据需要注水量和实际注水流量计算。(六) 区域防冲注水施工前,应编制区域注水施工作业规程 。注水工作由矿防冲科负责,由专业施工队施
36、工。(七) 注水过程中,由作业人员填写记录表格,表格形式见表 1。表 1 注水作业记录表注 水 孔 编 号 日 期注 水 流 量 m3h-1时 间 h注 水 压 力 MPa 泵 出 水 口 泵 回 水 口备 注情 况说 明施 工 审 核第三十九条 冲击地压矿井采用定向水力致裂进行区域防冲,应满足以下要求:(一)必须根据现场实际情况,选择顶板裂隙不发育,顶板完整性好的位置施工致裂孔和控制孔。(二)必须保证初始裂缝的效果,使初始裂缝尖端为锐角,且初始裂缝的直径应17至少比钻孔的直径大两倍。(三)确保封孔器的密封头距离钻孔底部 20cm,使密封头对准初始裂缝。(四)提供足够的注水压力,注水泵的额定压
37、力不低于 30MPa,根据顶板岩性及强度,选择合适的注水压力。(五)当岩体中的破裂声停止和压力下降至少 5MPa 时,可认为定向水力致裂过程已经完成。(六)定向水力致裂过程中,除操作人员外,其他人员应远离水力致裂钻孔至少100m。(七)定向水力致裂过程结束后 15 分钟之内,距离水力致裂钻孔至少 25m 范围内应当控制采矿作业;检查钻孔附近的工作面状态,排除可能存在的顶板垮落危险。第四十条 矿井冲击地压的区域防治措施管理,应符合以下要求:(一)在制定和安排年(季)度生产计划时,应当对待采区域的冲击危险等级进行评定,根据结果制定有效的监测和治理计划。(二)每个待采区域在开采前必须编制冲击地压防治
38、措施及作业规程 ,对重点危险区还要编制专门的监测治理设计。在实施注水、爆破等防治措施时,要编制专门的作业规程 。(三)在有冲击地压危险区域中作业时,施工单位必须详细记载施工过程中施工区域内发生冲击地压的情况,包括时间、地点、震级、影响范围、支架损坏、停产时间、人员伤亡等,并当班及时向调度室汇报,每月月初将上月发生的冲击地压情况汇总上报。(四)防治冲击地压使用的设备、仪器需在井下安设存放时,由安设地点的施工单位负责看管,不得丢失或损坏。第三节 区域防冲措施效果的检验第四十一条 区域防冲效果检验方法主要有理论计算、数值模拟、物理模拟、钻屑法、应力动态法、微震法等。18开采保护层、充填开采等大面积卸
39、压保护措施效果的检验,宜采用矿山压力理论计算、数值模拟计算或物理模拟方法进行“采前”评估,采用现场矿压观测方法进行“采中”和“采后”评估。煤层预注水、水力压裂等卸压效果,与实施过程中施工质量有关,其效果的检验宜采取现场实测的方法,如钻屑法、应力动态法、微震法等。第四十二条 采用微震监测和远距离应力动态监测方法检验区域防冲措施效果,效果检验的具体指标,应由各矿试验研究确定,并报矿总工程师批准执行。第四十三条 当检验证明不能达到采掘安全要求时,严禁进行采掘活动。在研究分析原因后,重新制定和实施区域防治措施,再进行效果检验。第四节 区域验证第四十四条 区域防冲效果通过在卸压区内的巷道掘进和工作面回采
40、过程中动力现象描述进行验证。第四十五条 在没有采取局部解危措施条件下,若掘进和回采过程中未发生明显的冲击地压前兆动力现象,则证明区域防冲措施有效;若掘进和回采过程中仍出现明显的冲击地压前兆动力现象,或采用局部冲击危险性评价方法仍存在冲击危险,则该区域以后的采掘作业均应执行局部综合防冲措施。第四章 局部综合防冲措施第一节 局部综合防冲措施基本程序和要求第四十六条 冲击地压煤层局部综合防冲的基本要求为:降低采、掘工作面煤体的应力集中程度,对造成煤体应力集中的危险源进行处理。冲击地压煤层局部综合防冲应在采掘工作进行前和进行中开展。冲击地压煤层局部综合防冲措施包括:回采前进行煤体预注水工作,采掘过程中
41、进行煤体松动爆破、水力压裂、煤体大孔径卸压、断顶断底爆破(解危卸压爆破) 、强力支护和安全防护等工作。在冲击地压煤层局部综合防冲措施的实施过程中,应根据各种防冲措施的效果检验情况及时进行方法优选和参数调整。第四十七条 冲击地压煤层局部综合防冲的基础工作包括:煤岩冲击倾向性测定、地19应力测试、采动应力测定、矿压基本参数测定、冲击危险性监测设备安装和调试、巷道支护防冲设计等。冲击地压煤层采掘前必须编制专项防冲设计,报煤矿井技术负责人批准。防冲设计包括局部综合防冲的基本原则、内容和具体措施等。第四十八条 掘进工作面防治冲击地压的基本程序为:掘进工作面冲击地压危险性评价掘进工作面防冲设计掘进工作面局
42、部综合防冲措施实施冲击地压危险性监测预警掘进工作面局部综合防冲效果检验掘进工作面卸压及解危措施优化。掘进工作面防冲的基本要求为:保证掘进面迎头及两帮卸压区域的宽度至少为 4倍巷道高度。第四十九条 回采工作面防治冲击地压的基本程序为:回采工作面冲击地压危险性评价回采工作面防冲设计回采工作面局部综合防冲措施实施冲击地压危险性实时监测预警回采工作面局部综合防冲效果检验回采工作面卸压及解危措施的优化。回采工作面防治冲击地压的要求为:工作面及端头采空区不出现悬顶;使工作面前方超前和侧向支承压力向外转移,工作面前方和巷道侧向应当有足够的卸压带宽度。第五十条 开采冲击地压煤层遇到回收煤柱、采掘工作面临近大型
43、地质构造带或采空区、采掘工作面通过上层或下层遗留煤柱或采动边界影响带或其它集中应力区、其它严重冲击地压危险的情况时,必须重新进行冲击危险专项评价,制定特殊的冲击地压防治措施,确保防冲措施有效后方可进行采掘作业。第二节 采掘工作面冲击危险性评价第五十一条 冲击地压矿井采掘工作面施工 2 个月前,必须完成冲击危险性评价,并提交采掘工作面冲击危险性评价报告和专家组审查意见,报矿总工程师。第五十二条 划分采掘工作面冲击危险性等级采用“综合指数法”或“冲击危险性指数法”等方法。第五十三条 针对不同冲击危险等级的采掘工作面,必须按照以下规定实行分级管理:20表 5 不同冲击危险等级采掘工作面分级管理表危险
44、等级开采前准备工作危险区预处理监测预警装备卸压与检验装备安全管理 人员配备弱冲击完成评价 有明确危险区时,卸压至安全要求,否则加强整体防冲管理微震监测系统、局部应力监测煤粉钻、大直径卸压钻重点部位加强“无人化”管理和卸压、支护至少配备 3 个专职监测人员,3-16 人的专职防冲队中等冲击完成评价 卸压至安全要求微震监测系统、实时应力监测系统煤粉钻、大直径卸压钻、深孔爆破卸压机具制定专门的管理制度至少配备 6 个专职监测人员, 20-30 人的防冲队强冲击完成评价 卸压至安全要求微震监测系统、实时应力监测系统、电磁辐射仪、地音等煤粉钻、大直径卸压钻、深孔爆破卸压机具制定专门的管理制度至少配备 9
45、 个专职监测人员, 30-50 人的防冲队第五十四条 采掘工作面冲击危险性预测针对采动围岩近场集中静载荷,采用岩石力学方法监测预测,包括采动应力监测法、煤层钻屑法等;针对远场顶底板断裂、断层活化等产生的集中动载荷,采用地球物理方法监测预测,包括微震法、地音法、声发射法、电磁辐射法等。第五十五条 钻屑法(煤粉钻孔法)是通过在煤层中打小孔径(4250mm)钻孔,根据排出的煤粉量及其变化规律以及有关动力效应鉴别冲击危险的一种方法。21采用钻屑法评价采掘工作面冲击危险性,应满足以下要求:(一) 钻孔时,应采用专用钻架和钻杆导向装置,保证钻孔直径和方向。(二) 钻孔应尽量布置在采高中部,平行于层面,垂直
46、于煤壁。(三) 钻孔的最大深度不低于采高的 4 倍。(四) 钻孔地点、孔距以及检测时间按施工目的确定。(五) 预测冲击危险的钻孔应在保证安全的情况下布置在根据推测最可能发生冲击地压的地点。建议按表 6 确定孔距和检测间隔时间。表 6 建议的煤粉钻孔检测参数测区类型 重点检测范围 孔距m 检测间隔时间回采工作面及平行于工作面的巷道帮 全长范围 1015 13 个工作循环回采顺槽及垂直于工作面的巷道两帮 超前支承压力范围 1015 l3 个工作循环掘进巷道工作面 全断面 每孔 l020m 2 13 个工作循环掘进巷道两帮 掘进工作面后 60m 以内 1030 每周一次孔距与间隔时间按所测地区预先评
47、定的冲击危险等级和地质条件适当调整。对严重冲击危险区,可取表中推荐的下限值;对中等冲击危险区,可取表中推荐的上限值。在地质构造变化带,按实际需要适当减小孔距、缩短检测间隔时间。在作业规程明确规定。(六) 检测指标由煤粉量、深度和动力效应组成。(七) 煤粉量是每米钻孔长度所排出的煤粉的质量,单位为 kg;(八) 动力效应是钻孔产生的卡钻、吸钻、孔内冲击、劈裂声、震动、煤粉粒度变化等现象。(九) 可选用钻粉率指数、钻屑粒度指标及动力现象指标等方法综合判别工作地点冲击地压危险性,并进行等级划分,参照表 7 的规定执行。表 7 判别工作地点冲击地压危险性的钻份率指数及其分级标准22项目 钻粉率指数 钻
48、屑粒度指标 动力现象指标钻孔深度/采高1.5 1.53 3 大于 3的组分 % 主要动力现象无 1.5 1.52.5 2.54 10 无动力现象弱 1020轻微动力现象,不影响正常钻进中 2030严重动力现象,钻进过程较为困难等级强 3040极严重动力现象,无法达到规定钻进深度注: 钻粉率指数=每米实际钻粉量(kg)/ 每米正常钻粉量( kg)测量正常钻粉量时应避开支承压力影响带、地质构造影响带、残留煤柱影响带等典型应力异常区域。测定煤层正常钻粉量时,钻孔数不应少于 5 孔,并取各孔煤粉量的平均值。表 7 中三项指标判定等级不一致时,以危险等级最高者为准。表 7 中所列的钻孔深度内,实际钻粉率
49、达到相应的指标,即可判定该检测孔的钻粉率指标超标。(十) 冲击危险指标及分级标准由矿井冲击地压防治机构负责,以井田为单位按工作面分别测定,确定冲击危险指标应通过科学试验,现场实测验证并报分子公司批准。(十一) 没有确定冲击危险指标前,由矿井冲击地压防治机构负责,根据实际经验,参考表 2 及附录,规定临时的冲击危险指标。第三节 采掘工作面冲击危险性监测与预警第五十六条 冲击地压矿井必须建立冲击危险监测预警制度,轻度冲击地压矿井,至少装备一种局部监测预警系统,中等冲击地压矿井和强烈冲击地压矿井,至少装备两种局部监测预警系统。采掘工作面冲击危险性监测预警系统包括应力监测系统、微震监测系统、地音监23测系统、电磁辐射监测系统等。第五十七条 采用应力监测系统进行回采工作面冲击危险性监测与预警,应满足以下要求:(一) 应力监测系统应当具备实时在线监测功能,实现工作面开采过程中相对应力变化的动态监测;(二) 监测系统传感器,应当参考工作面开采前冲击危险性预评价结果,布置在冲击危险区域范围内,且埋设深度应有区别;(三) 应力监测系统提供的监测结果至少包括:测点初始应力值、测点实时监测应力值, 测点应力