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1、2010 煤矿安全规程 部分条款修改专家解读,主讲人： 蔡永乐 单 位：太原理工大学阳泉学院,2004版条文,第六十八条 采用放顶煤开采时，必须遵守下列规定： （一）必须根据煤层地质特征编制放顶煤开采设计。 （二）工作面必须符合以下条件： 1. 无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性； 2.顶煤和煤层顶板能随放煤即行垮落或在采取预裂爆破等措施后能及时垮落，且顶板垮落充填采空区的高度大于采放煤高度。,第六十八条采用放顶煤开采时，必须遵守下列规定： (一)矿井第一次采用放顶煤开采，或在煤层（瓦斯）赋存条件变化较大的区域采用放顶煤开采时，必须根据顶板、煤层、瓦斯、自然发火、水文地质、煤尘爆炸性、冲击
2、地压等地质特征和灾害危险性编制开采设计，开采设计应当经专家论证或委托具有相关资质单位评价后报请集团公司或者县级以上煤炭管理部门审批，并报煤矿安全监察机构备案。,2010版条文,（三）必须针对煤层的开采技术条件和放顶煤开采工艺的特点，对防火、防尘、防瓦斯、放煤步距、放煤顺序、采放平行关系、顶板控制、支架选型、端头支护、切眼扩面、支架安装、初次放顶（煤）、工作面收尾及支架回撤等制定安全技术措 施。 （四）大块煤（矸）卡住放煤口时，严禁爆破处理；有瓦斯或煤尘爆炸危险时，严禁挑顶煤爆破作业。,(二)针对煤层的开采技术条件和放顶煤开采工艺的特点，必须对防瓦斯、防火、防尘、防水、采放煤工艺、顶板支护、初采
3、和工作面收尾等制定安全 技术措施。 (三)采用预裂爆破对坚硬顶板或者坚硬顶煤进行弱化处理时，应在工作面未采动区进行，并制定专门的安全技术措施。严禁在工作面内采用炸药爆破方法处理顶煤、顶板及卡在放煤口的大块煤 (矸)。 （续）,(四)高瓦斯矿井的易自燃煤层，应当采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施，保证本煤层瓦斯含量不大于6m3t或工作面最高风速不大于40ms。 (五)工作面严禁采用木支柱、金属摩擦支柱支护方式。 有下列情形之一的，严禁采用单体液压支柱放顶煤开采： (一)倾角大于30的煤层(急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤除外)。 (二)冲击地压煤层。 有下列情形之一的，严禁采用放顶
4、煤开采： （续）,(一)煤层平均厚度小于4m的。 (二)采放比大于1：3的。 (三)采区或工作面回采率达不到矿井设计规范规定的。 (四)煤层有煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出危险的。 (五)坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落，且采取措施后冒放性仍然较差，顶板垮落充填采空区的高度不大于采放煤高度的。 (六)矿井水文地质条件复杂，采放后有可能与地表水、老窑积水和强含水层导通的。,第六十八条完全解读 名词解释：放顶煤采煤法在煤层底部或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为2 -3 m 的长壁工作面，用常规的采煤法进行采煤，并利用矿山压力作用或辅以松动爆破等方法， 将上部顶煤在工作面推进后破碎冒落，并将冒落顶煤
5、用放顶煤支架予以收回，由工作面后 部刮板输送机运出O利用此法可开采煤层厚度在6 -12 m的特厚煤层 。 一、我国放顶煤开采技术应用现状 我国煤矿在学习研究国外厚煤层开采经验的基础上，在20世纪80年代初，引入了放 顶煤开采技术，将缓倾斜厚煤层分层开采改变为一次采全高的整层开采。经过20多年的 发展，放顶煤开采已成为我国开采厚煤层(尤其是特厚煤层)的矿井实现安全高效生产 的最有效方法之一。目前，我国放顶煤开采技术已处于世界领先水平。,按机械化程度和使用的支护设备可分为综采放顶煤和简易放顶煤两大类。简易放顶煤指的是使用滑移顶梁液压支架放顶煤开采、单体液压支柱配H型钢梁放顶煤。 根据煤层赋存条件及
6、相应的采煤工艺，放顶煤长壁采煤技术可分为以下三种主要类 型:一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采和倾斜分层放顶煤开采。 综采放顶煤技术在我国应用以来，基本形成了以下三种主要支架类型:单输送机高位 放顶煤支架、双输送机中位放顶煤支架和双输送机低位放顶煤支架，其中应用最广泛的是 双输送机低位放顶煤支架架型。根据对我国15个采用放顶煤开采重点省、398个工作面 的调研，综采放顶煤工作面有198个，占49.7% ，生产能力通常在50万-500万t/a，工作面倾角最大24，采高2.0-4.5 m，采放比1:O.5 - 1:1.0 ;单体液压支架放顶煤工作面有200个，占50.3% ，产量15万
7、-50万t/a，工作面倾角最大32，采高一般为1.82.0 m，采放比1:0.5 -1:3。,二、放顶煤开采技术主要危害 顶板由于顶煤的大量冒放造成大范围的围岩移动和集中应力变化，使顶 板管理难度加大，尤其是坚硬顶板、顶煤，必须采取有效的预裂措施才能正常开采。 瓦斯放顶煤开采工作面的绝对瓦斯涌出量大幅度增高，瓦斯涌出的不均 衡性和上隅角瓦斯超限几率大大增加;在放煤区域常产生瓦斯积聚的空洞。 煤尘放顶煤开采工作面放煤期间，放煤口附近及整个工作面的煤尘产生情况十分严重。 水灾由于放煤引起的导水裂隙范围加大二与含水层水、老空水、地 表水等水体沟通的可能性增大。,煤炭自燃当瓦斯、易自燃煤层采用放顶煤开
8、采时，两方面灾害的防治措施存在矛盾，增 加了灾害防治的复杂性。例如，采用专用瓦斯排放巷，可以有效地解决回风隅角的瓦斯超 限问题，但同时也加大了采空区的漏风，增加了煤层自燃的危险性。 回收率由于放顶煤工作面放煤工艺和煤炭块度等条件的影响，回收率 比分层开采减少5% -15%，如果放煤参数及放煤工艺不合理，回收率将更低。,目前，厚煤层放顶煤开采技术已基本成熟，在我国得到了迅速发展和推广使用，已成 为厚煤层开采的一种主要采煤技术，为煤炭生产规模的发展和煤矿企业效益的提高发挥了 积极作用。但是，近年来放顶煤开采出现了有条件要上，没有条件创造条件也要上 的趋势，普遍忽视该采煤方法带来的安全生产、资源浪费
9、等方面的问题，并发生了多起放 顶煤开采过程中的特别重大恶性事故。 典型事例】2004年11月23日，陕西铜川某煤矿某采用综采放顶煤工作面平巷侧 放顶爆破后，在上隅角采空区发生瓦斯爆炸，发现有明火并伴随大量青烟。24日12时10 分发生瓦斯燃烧。在瓦斯爆燃事故发生后，没有彻底消除火险前，自24日开始恢复生产 作业。28日7时06分，由于瓦斯浓度积聚达到爆炸界限，采煤工作面下隅角采空区侧进 行强制放顶时违章爆破产生明火，发生特别重大的瓦斯爆炸事故，导致166人死亡。为了 进一步加强对放顶煤开采的管理，确保放顶煤开采过程中的安全生产，特对本条文进行了 重要修改。,三、本条文修改主要增加的规定： 1、
10、增加了对矿井采用放顶煤开采审批管理的规定，防止出现不符合安全生产条件 的放顶煤开采的工作面。为了从根本上防止放顶煤开采带来的一系列隐患，从源头上堵塞 不符合安全生产条件的放顶煤开采工作面的出现。放顶煤开采编制设计评价审批备案。 2、增加“必须对-防水-制订安全技术措施的”规定。目的是为了防止放顶煤开采形成裂隙导通水体发生透水事故；同时，由于瓦斯事故是煤矿第一杀手，瓦斯治理也是放顶煤开采的第一要务，所以本条文在修改时，将制定防瓦斯安全技术措施放在其他事故的首位。另外，在本条文中用采放煤工艺代替了放煤步距、放煤顺序、 采放平行关系、切眼扩面、支架安装及支架回撤等工序，用顶板支护 代替了顶板控制、支
11、架选型、端头支护等内容，显得更为简洁精炼。,3、保留了原规定“大块煤（矸）卡住放煤口时，严禁爆破处理”的规定。 因为 在采用放顶煤开采时，放煤口上方出现空洞，形成“瓦斯库”，煤尘浓度也较大，使用爆 破处理卡在放煤口的块煤(矸)时，极易引起瓦斯、煤尘爆炸;同时会损坏放煤口插板； 对“有瓦斯或煤尘爆炸危险时，严禁挑顶煤爆破作业”修改为“严禁在工作面内采用炸药爆破方法处理顶煤”。原因是“有无瓦斯或煤尘爆炸危险”无法界定。修改后明确规定严禁 用爆破方法处理顶煤; 同样，在工作面内用爆破方法处理顶板也会引发瓦斯、煤尘爆炸事 故。所以，本条文修改为“严禁在工作面内采用炸药爆破方法处理顶煤、顶板及卡在放 煤
12、口的大块煤(矸) 。,对于坚硬顶煤、坚硬顶板不易冒落，应该采取措施进行处理。这些措施主要有:在未采动区内采用炸药爆破方法处理，所谓未采动区通常指距离工作面 20 -30 m以外的区域;在工作面采用水力弱岩、空气爆破;开采前对坚硬顶板进行弱化 软化;采煤方法采用分层开采等。如果采取措施后冒放性仍然较差，顶板垮落充填采空区 的高度不大于采放煤高度，严禁采用放顶煤开采。,4、增加了高瓦斯、易自燃煤层采用放顶煤开采的措施。高瓦斯一一容易使瓦斯浓 度达到爆炸界限;易自燃一一容易酿成高温点或火灾，成为引爆瓦斯的热源。所以高瓦 斯、易自燃煤层构成煤矿安全的重大隐患，必须有针对性地加以治理。但是，两者的防治
13、措施存在矛盾，增加了灾害防治的复杂性。为了更好地应对高瓦斯、易自燃煤层采用放顶 煤开采带来的新的灾害防治要求，本条文明确规定:必须采取瓦斯抽放和综合灭火措施。 通过以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施，使本煤层瓦斯含量不大于6 m3/t;同时通过抽 放瓦斯，减少工作量的需风量，使工作面的最高风速限制为4.0 m/s，既有效地冲淡和带 走瓦斯，又有利于消除采空区漏风量过大，防止自然发火。,5、增加了“工作面严禁采用木支柱、金属摩擦支柱支护方式”的规定； 木支柱依 靠打紧木模形成初撑力，初撑力小，一般小于10kN，达到初撑力时支柱压缩量26 mm;初工作阻力15-120kN，额定工作阻力280-610
14、kN;支柱极限压缩量3496 mm;工作特性是工作阻力急剧增加，直至破坏为止。微增阻摩擦式金属支柱依靠升柱 器获得初撑力，初撑力较小，一般10-15kN，达到初撑力时支柱压缩量10-25 mm;初工作阻力200-250 kN，额定工作阻力300-350 kN;支柱极限压缩量400mm;工作特性 为微增阻。因为木支柱和金属摩擦支柱支护性能差，初撑力难以保障，不能适应放顶煤开采引起的顶板压力变化，所以严禁工作面采用木支柱、金属摩擦支柱支护进行放顶煤开采。当前，我国煤矿木支柱很少在工作面使用，金属摩擦支柱也正处于淘汰阶段。,6、增加了采用单体液压支柱放顶煤开采的限制条件。单体液压支柱优点：初撑力和额
15、定阻力大，恒阻、可缩性大；但整体性和稳定性差尤其是煤层倾角变大时。严禁“倾角大于30的煤层”采用单体液压支柱放顶煤开采，但急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤因工作面倾角变小使用单体液压支柱放顶煤开采不存在落煤、放煤滑落等造成支架倾倒、不稳甚至冒顶事故。所以,排除在“严禁”之外。有冲击地压煤层采用放顶煤开采增加诱发冲击地压的危险性，单体液压支柱抵抗冲击能力弱、支架稳定性、整体性差，所以，本条文修改时，严格限制在有冲击地压煤 层中使用单体液压支柱。,7、增加了对放顶煤开采煤层厚度、采放比和回采率的限制条件。煤层厚度小于4米或采放比大于1：3的都会造成回采率降低，还有矿压、自然发火、煤尘、水害也难以控制。
16、鉴于目前使用放顶煤开采技术有“急功近利”思想，本条文增加了“采区或工作面回采率达不到矿井设计规范规定的”严禁采用放顶煤开采技术。 8、增加了水文地质条件复杂的矿井采用放顶煤开采的限制条件。放顶煤开采时冒落带、裂隙带高度增大，可能沟通地表水、断层水、老窑水、强含水层水、陷落柱水等水体，引发水灾事故，所以，“矿井水文地质条件复杂，采。放后有可能与地表水、老窑积水和强含水层导通的”，严禁使用放顶煤开采技术。 四、“煤层有煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出危险的”严禁使用放顶煤开采。放顶煤开采瞬时落煤、放煤增大，会突然改变地压、瓦斯、煤岩力学性质，出现突然卸压、增压、能量释放而诱发突出，造成事故， 轻者影响生产，重者造成人员重大伤亡，甚至摧毁整个矿井。,五.综合机械化放顶煤开采的主要安全技术措施 本条文修改时保留了必须对防瓦斯、防火、防尘制定安全技术措施。它们主 要包括以下几个方面: (1)防火一一氮气防火技术。利用制氧厂的副产品氮气通过管道送至井下，并在采 煤工作
