放顶煤开采安全生产技术规范.docx

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放顶煤开采安全生产技术规范

放顶煤开采安全生产技术规范

1　范围

本标准规定了井工煤矿放顶煤开采的适用条件、支架选型、开采设计、生产工艺、巷道围岩控制、顶板管理和瓦斯、自然发火、粉尘、水害的防治方法。

本标准适用于井工煤矿中的煤炭生产矿井。

2　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范

MT/T815-1999放顶煤液压支架技术条件

AQ1020-2006煤矿井下粉尘综合防治技术规范

AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标

3　术语和定义

3.1　放顶煤开采topcoalcaving

借助于外力和在煤体自身重力作用下，将采煤工作面上方的煤层由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板运输机运出工作面的采煤方法，称为放顶煤开采。

3.2　放顶煤支架topcoalcavingsupport

具有“放煤窗口”特殊结构、可用于放顶煤开采的采煤工作面支架，称为放顶煤支架。

3.3　采放比miningandcavingrate

采用放顶煤开采方法时，工作面直接开采的煤层高度与放顶煤开采的顶煤高度之比，称为采放比。

3.4　放煤步距cavingstepinterval

采用放顶煤开采方法时，沿工作面推进方向前后两次放煤的间距，称为放煤步距。

3.5　顶煤放出率topcoalrecoveryrate

采用放顶煤开采方法时，放出顶煤的重量占顶煤总重量的比值，称为顶煤放出率。

4　放顶煤开采的适用条件

4.1　采用放顶煤开采的工作面，必须满足下列所有情形：

a）煤层平均厚度不小于4m；

b）采放比不大于1:

3；

c）采区或工作面回采率能够达到GB50215-2005所规定的；

d）煤层不具有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出危险的；

e）顶煤和顶板的冒放性好，如果是坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落，通过采取措施后冒放性必须要有较大改善，顶板垮落充填采空区的高度要大于采放煤的高度；

f）矿井水文地质条件不复杂，采放后不会与地表水、老窑积水和强含水层发生导通的；

g）采煤工作面不得采用木支柱和金属摩擦支柱的支护方式。

4.2　采用单体液压支柱放顶煤开采的工作面，必须满足下列所有情形：

a）倾角不大于30°的煤层（急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤除外）；

b）不是冲击地压煤层；

c）其他同4.1的有关要求。

5　放顶煤开采的支架选型

根据煤层赋存条件和矿井生产条件，优先选择综采放顶煤的开采工艺，放顶煤支架的选型要符合MT/T815-1999中规定的要求。

6　放顶煤开采的开采设计

6.1　放顶煤开采前必须开展地质测量工作：

采用放顶煤开采的采区及工作面要编制详细的地质说明书，报上级主管部门批准，作为设计和编制作业规程依据；地质说明书应包括煤岩结构及其特征、地质构造、水文地质、瓦斯、煤尘、自然发火、邻近区发火情况及矿压观测资料、工业储量及可采储量等内容。

6.2　放顶煤开采工作面方案设计编制依据、原则及要求：

放顶煤工作面开采方案设计编制必须以采区设计、回采地质说明书和开采技术资料为依据，以保证安全生产为前提，符合《煤矿安全规程》和有关技术管理规定，最大限度回收煤炭资源，实现安全高效开采。

6.3　放顶煤开采工作面方案设计内容包括：

d）工作面概况：

工作面位置、周边关系及开采情况，地形地物，工作面参数、开采技术条件及煤层赋存特征，储量情况；

e）地质构造；

f）水文地质及水害评价；

g）防水煤（岩）柱的计算与留设；

h）工作面巷道布置：

顺槽、切眼、停采线等位置的确定及依据，巷道断面形状、几何参数及支护形式；

i）采煤方法及工作面装备：

采煤方法、生产工艺、采放比、放煤步距等内容，工作面设备总体配套；

j）生产系统：

煤炭运输系统，辅助运输系统，供水系统，排水系统，通风系统、风量计算，瓦斯防治，防灭火系统，安全监控系统，供电系统，避灾路线；

k）“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）开采：

每个煤层应建立“三带”（垮落带、裂隙带、弯曲下沉带）高度及地表岩层移动观测站，观测收集分析有关数据并总结规律。

6.4　放顶煤开采设计的审查和验收：

采用放顶煤开采的煤矿，要针对煤层条件逐面编制工作面开采设计，制定放顶煤开采期间的通风和防瓦斯、防煤尘、防火等专项安全技术措施，报经批准并经验收合格后方可组织生产。

7　放顶煤开采的生产工艺

7.1　放顶煤工作面采煤高度应满足通风行人要求，综采放顶煤工作面一般不低于2.5m。

7.2　放顶煤工作面作业规程应针对放顶煤的特点对放煤步距、放煤方式、端头支护、初采及收作等生产工艺作出明确规定，并制定每道工序的防火、防尘、防瓦斯等技术安全措施。

7.3　放顶煤工作面各工序作业间距应符合下列要求：

l）割煤与推前部刮板输送机间距大于15m，且弯曲段长度不少于15m；

m）割煤与端头作业间距不少于25m；

n）放顶煤滞后移架距离不少于15m；

o）拉后部刮板输送机滞后放煤不少于15m，确保其弯曲段长度不少于15m。

7.4　放顶煤工作面的初采及收作管理：

初采时，条件允许应及时放煤；对顶板和顶煤不能及时冒落的煤层，必须采取有效措施预先松动顶板和顶煤；收作时，对停止放煤、铺设顶网、回撤设备以及防冒顶片帮、防火、防瓦斯积聚、防尘等措施应有具体规定。

7.5　放煤时，要做到以下几个方面：

p）放煤步距的确定应以采放比、顶煤可放性、支架架型、顶煤放出率及含矸率为依据；

q）放煤方式应根据顶煤厚度、顶煤可放性、煤层倾角等因素选择并通过实践来确定；

r）急倾斜水平分层综放工作面放煤顺序应从底板向顶板方向进行，倾角大于15°的缓倾斜综放工作面放煤顺序应由下向上进行；

s）综放工作面采用采放平行作业时，放煤工作必须在采煤机工作点的上下方10m外进行。

7.6　矿井各煤层首个放顶煤工作面，必须开展放顶煤工作面煤岩力学参数测试、顶煤冒放性和矿压观测，掌握放顶煤开采顶煤和顶板活动规律，确定合理的放顶煤工艺和支架参数。

8　放顶煤工作面及两巷围岩控制

8.1　放顶煤工作面顶板管理

8.2　合理进行支架（柱）选型和支护设计，确保工作面支护强度和有效控制围岩。

8.3　加强工作面的支护质量，确保支架（柱）初撑力。

8.4　制定预防煤壁片帮、架前冒落的措施。

8.5　综放工作面两端必须使用端头支架或者增设其它形式的支护。

8.6　放顶煤工作面初采、初次放顶及收作期间的顶板管理

8.7　工作面初采前，要编制专门的初次放顶安全技术措施。

8.8　工作面初次放顶前，要及时掌握矿压显现及变化规律，指导初放工作，对存在的问题及时处理。

8.9　工作面收作要制定专门的安全技术措施。

8.10　工作面过地质异常区的管理

8.11　工作面距地质异常区50m前，煤矿地测部门须向有关职能科室和采煤区队提供详细的地质资料，采煤区队编制过异常区的安全技术措施，经矿总工程师审批后实施。

8.12　对地质异常区、顶板破碎区要加强矿压监测，及时掌握矿压显现信息。

8.13　顶板（煤）垮落监测与管理

8.14　通过观测，确定工作面顶板（煤）的冒放性，确保冒落的岩石能充分填充采放高度。

8.15　充填不充分的放顶煤工作面，应采用预裂爆破或注水软化顶板煤岩的方法。

8.16　对于难以冒落的顶煤、顶板，可以采用分层开采放顶煤的方法。

8.17　两巷围岩控制与管理

8.18　开展两巷支护设计研究，采用合理的支护形式和支护参数，有效控制两巷围岩变形。

8.19　开展两巷矿压观测，掌握矿压显现规律，为工作面超前加强支护和优化支护设计提供依据。

8.20　工作面两巷上、下出口40m范围内必须加强支护，确保安全出口畅通。

9　放顶煤开采的通风管理

9.1　采煤工作面要严格按照放顶煤开采的有关规定进行采区通风系统设计，设计内容包括：

采区通风系统的确定、风量计算和分配及通风阻力计算与调节。

9.2　采用放顶煤开采的工作面，必须考虑瓦斯、煤尘、煤炭自燃倾向性、地温等因素，选择合理的通风方式，保证通风系统可靠和足够的风量。

9.3　采用放顶煤开采的工作面下隅角，宜采用挂风障或不燃材料填充减少采空区漏风措施。

9.4　加强工作面进、回风巷道管理，保证有效通风断面不小于设计断面的3/4。

9.5　工作面收作撤出支架期间，要采取临时支护措施，保持工作面全风压通风，并有足够的新鲜风流，工作面及其回风巷的风流中甲烷、一氧化碳和二氧化碳气体浓度必须符合《煤矿安全规程》规定。

10　放顶煤开采的瓦斯防治

10.1　放顶煤工作面瓦斯管理

10.2　按规定建立完善、可靠的瓦斯抽采系统。

10.3　加强高冒区、放煤口、上隅角瓦斯管理，防止瓦斯积聚。

10.4　对坚硬顶板要采取措施，防止顶板大面积垮落造成采空区瓦斯突然涌出。

10.5　做好顶板来压和地质异常区对瓦斯影响的预测预报工作，及时制定相应的安全措施。

10.6　放顶煤开采的工作面，开采前必须准确掌握煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性等参数，并对放顶煤工作面瓦斯涌出量进行预测。

10.7　高瓦斯矿井，必须确定放顶煤工作面瓦斯涌出来源，根据瓦斯涌出来源，采用开采层、邻近层、采空区或综合抽采瓦斯措施。

10.8　有条件的矿井应超前开采保护层或预采顶分层，以降低本煤层或放顶煤开采煤层的瓦斯含量。

10.9　采用专用排瓦斯巷，应遵守下列规定：

t）专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不得超过2.5%；

u）工作面采用专用排瓦斯巷时，必须贯穿整个工作面推进方向长度且不得留有盲巷，风流控制必须可靠；

v）工作面开采前，煤矿企业要对专用排瓦斯巷进行专项检查，出现积水、冒顶时及时处理，保证专用排瓦斯巷有效通风断面；

w）要加强对专用排瓦斯巷及其与回风巷之间联络巷的维护，保证专用排瓦斯巷和联络巷的合理配风及通风系统的畅通；

x）专用排瓦斯巷内不得进行作业和设置电气设备；进行巷道维修工作时，瓦斯浓度必须低于1.5%；

y）排瓦斯巷内风速不得低于0.5m/s；

z）专用排瓦斯巷内必须用不燃性材料支护，并应有防止产生静电、摩擦和撞击火花的安全措施。

aa）开采容易自燃、自燃煤层的，不得布置专用排瓦斯巷。

10.10　加强对工作面上隅角、放煤口、后部机尾附近、排瓦斯巷、联络巷、高冒空洞等重点部位瓦斯管理，防止局部瓦斯积聚，当工作面附近存在冒落空洞并积存高浓度瓦斯时，必须停止生产，采取有效排放措施进行处理后，方准恢复生产。

10.11　根据工作面瓦斯涌出情况，合理选择抽采系统、抽采方法和抽采工艺，瓦斯抽采指标必须符合AQ1026-2006中规定的要求。

11　放顶煤开采的煤炭自然发火防治

11.1　放顶煤开采煤层必须进行煤的自燃倾向性、煤的氧化放热特性、指标气体等参数测定，容易自燃煤层，原则上不得采用放顶煤开采；确需采用放顶煤开采的，防灭火专门设计和专项防火措施必须经专家论证报上级主管部门批准后实施。

11.2　放顶煤开采工作面，必须编制防灭火专门设计和专项防火措施，内容包括如下几个方面：

bb）根据煤的自燃倾向性与采空区漏风情况、工作面推进速度，采取有效的综合防灭火措施；

cc）采用注惰性气体防灭火时，必须有固定或移动的测温站（点），并配备能连续测定采空区气体浓度的监测系统，同时，确定采空区注入惰性气体方式、注入量、惰性气体释放口位置、监控探头布置、封阻方法等参数；

dd）端头支架、过渡支架上方、上覆煤层（线）、顺槽冒落孔洞与片帮处、始停采线处遗煤自燃的预防措施；

ee）开采煤层的上方、邻区的老窑、废弃巷道及其它漏风源的处理措施；

ff）工作面过地质异常区时，制定针对性的防灭火措施。

11.3　放顶煤开采工作面采空区瓦斯抽采时，应加强抽采管内气体成份监测，当CO出现异常时，应立即停止抽采，采取相应防火措施。

11.4　矿井各煤层首采放顶煤工作面必需进行工作面采空区散热带、氧化带与窒息带的“三带”宽度的测定工作，确定工作面煤层实际发火期与工作面临界推进速度。

11.5　急倾斜水平分层的放顶煤工作面，上分层（或顶部）有遗留火区时，必须预先灭火。

采用注浆防灭火时，必须防止溃浆事故发生，并制定相应的保证本放顶煤工作面安全生产的措施。

11.6　工作面回采结束后必须在45天内永久封闭。

12　放顶煤开采的粉尘防治

12.1　放顶煤工作面必须采取粉尘综合治理措施，粉尘综合治理效果必须达到以下标准：

落煤时产尘点下风侧10～15m处总粉尘降尘率应不小于85％；支护、放煤时产尘点下风侧及回风侧距工作面10～15m处总粉尘降尘率应不小于75％。

12.2　放顶煤工作面必须有完善的防尘供水系统，防尘供水管路应铺设到工作面所有能产生粉尘和沉积粉尘的地点。

12.3　原始煤层水份小于4％的煤层采用放顶煤开采时，必须对煤层注水防尘措施进行专项设计，实施煤层注水防尘措施，实际注入煤体的总水量必须保证使煤体的平均水份增量不小于1.5％。

12.4　应优先选用低位放煤工艺和整体顶梁支架。

12.5　采用炮采放顶煤时，钻眼应采取湿式作业，放炮应充填高封式水炮泥，并采用高压喷雾等高效降尘措施。

12.6　对工作面支架及距工作面50m以内的回风巷四周，每班至少用水冲洗一次；工作面50m以外的回风巷道四周，每天至少用水冲洗清扫一次；工作面进风巷每旬至少用水冲洗清扫一次。

12.7　放顶煤工作面每旬测定一次工作面各产尘点的粉尘浓度；每月至少应进行一次生产班跟班连续粉尘测定。

12.8　放顶煤工作面测尘点的布置必须符合AQ1020－2006中规定的要求。

13　放顶煤开采的水害防治

13.1　放顶煤开采必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，坚持月度水害预报，发现水害隐患及时进行整治。

13.2　受新生界松散含水层影响的放顶煤开采工作面，必须查清开采影响范围内的松散层厚度、结构、含隔水层特征、水位、富水性及基岩面起伏变化、基岩的性质，并留设安全煤（岩）柱。

13.3　受砂岩裂隙水和灰岩水影响的放顶煤开采工作面，必须查明异常区水文地质条件，编制水害防治工程设计，实施有效的防治工程。

13.4　受导水陷落柱影响的放顶煤开采工作面，必须查明陷落柱的确切边界及其导含水性，留设安全保护煤柱。

13.5　受老空水影响的放顶煤开采工作面，必须查明积水情况，编制防治水设计和措施，实施有效的防治工程。