露天煤矿采空区安全技术措施

吕洋;邢振;刘涛

【摘 要】通过露天煤矿采空区安全技术措施的应用,使电铲、钻机、采矿汽车等大型设备处于采空区上方作业时,避免和减少因采空区顶板冒落坍塌所造成的人员伤亡及设备损坏事故的发生,有效的保证了矿山的安全生产. 【期刊名称】《露天采矿技术》 【年(卷),期】2017(032)010 【总页数】3页(P65-66,70)

【关键词】采空区;露天煤矿;探孔;垮塌 【作 者】吕洋;邢振;刘涛

【作者单位】抚顺矿业集团有限责任公司 西露天矿,辽宁 抚顺 113001;抚顺矿业集团有限责任公司 西露天矿,辽宁 抚顺 113001;抚顺矿业集团有限责任公司 西露天矿,辽宁 抚顺 113001 【正文语种】中 文 【中图分类】TD325+.3

Abstract:The application of safety technical measures in goaf of open-pit coal mine avoids and reduces the occurrence of casualties and equipment damage due to roof caving and caving in goaf,and effectively ensures the safe production of the mine, when the electric shovel,drill,mining truck and other large equipment above the goaf work.

Key words:goaf;open-pit coalmine;exploration hole;collapse

为提高矿山资源回收率和开采的安全性，大部分符合露天采矿条件的矿山均采取露天开采方式。目前，如何治理采空区已经成为露天开采中的一项重要研究课题，随着矿山向深部开采，压力也随之增大，地下采空区在强大的地压下，极容易发生垮塌，尤其是对井下开采后转为露天开采的矿山影响相当大。井下开采残留的大量采空区没有进行及时的治理，给露天开采造成了严重威胁。以抚顺西露天矿为例，从1901年开采至今已有100多年的开采历史，从兴盛到资源枯竭见证了煤矿工业文明的发展和进步。抚顺西露天矿于1901年开采，当时是以井工形式开采，1914年4月转为露天开采，虽然大量采空区已经进行充填，但仍有少量未充填的采空区残留，随着当前露天矿采区的不断降深，给安全生产带来了诸多的隐患问题。 采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区，按矿产被开采的时间，可分为老采区、现采区和未来采区。由于历史上的无序开采，与一味的追求煤炭产量高指标，忽视对地质环境的保护，加之受煤矿开采条件、开采方式、生产工艺、技术装备等综合因素影响和限制，使矿区地质环境遭受严重破坏。采空区形成以后，各空洞之间的煤柱极不稳定，在压力、震动及地下水冲刷、溶蚀的作用下，煤柱失去稳定性，上部覆盖的岩层失去支撑，极易发生垮塌。

由于采空区的不规则性、不确定性及不稳定性，加之相关技术资料的不完善，使得露天开采中极易发生垮塌事故。采空区遗煤自燃后向纵深发展，形成大面积的高温火区，同时，产生大量的有毒有害气体，为露天开采留下了严重的安全隐患。采空区对露天煤矿安全生产的危害主要表现在以下几个方面。

电铲、钻机、采矿汽车或其他大型设备正处于采空区上方作业时，在压力及震动的作用下，采空区煤柱失稳，上覆岩层极易发生垮塌，造成人员伤害、设备损毁等事故。

高温火区爆破装药操作时，采空区煤层自燃引起的高温可导致已装填的炸药早爆，

造成人员伤亡或设备损坏。在爆破过程中，采空区积聚的可燃气体可能被引爆，使爆炸能量增大，造成人员伤害和设备意外损坏。

采空区的危害极大，且未知因素居多，因此，采空区的坍塌具有很大的不确定性，一旦发生坍塌，势必造成严重的后果。为了确保采空区、高冒落区域人员和设备安全作业，制定了具体作业措施如下。

依据原有井工开采的资料，标定高冒落区域位置，详细做好标记和记录。坚持先探后采的原则，对高冒落采区在煤层顶板以上5 m进行勘探。

1）在采空区域内作业时，作业人员必须随时观察地盘情况，发现有沉陷、裂缝迹象时，要及时将设备倒车至安全处。

2）钻机在穿孔作业时，要在标记的高冒落区域进行探孔。在井工资料不详的情况下作业时，出现空洞或采空区，要及时做好记录并汇报有关人员。钻机进行探孔时，探孔区域煤层顶板超过5 m不需探巷，其它地点是否需要钻机探孔依据现场情况确定。旧巷道、高冒区采区超深5 m,顶板厚度小于3 m时，禁止正上方穿孔作业。在标定的危险区域穿孔作业时，要采取室外线操作，操作人员必须位于危险区域以外。

3）在巷道或采空区域附近进行爆破作业时，按照要求做好爆破设计，缩减布孔参数：油采区不大于4 m×6 m；煤采区不大于3 m×4 m，合理制定装药方式和起爆方法，精确计算装药量。

4）电铲在指定的采空区域作业时，要按设计标高采掘，禁止抬采。

5）电铲操作人员要实时观察采区动态，可用勺斗探实地盘后行走，要避免在采空区上方来回扭车。

6）有关生产工作人员在采区发现地面有裂隙、空洞、冒烟等异常情况时，要立即停止该区域设备作业，及时将设备倒至安全地点，做好危险区段的标志和记录。 1）高温火区内作业时，作业前操作人员必须对设备周围环境、地盘及边坡状况进

行认真检查，查看掌子是否有滑落、滚块，地盘、帮坡是否有裂缝等安全隐患，如发现异常情况，要立即撤离远离火区。

2）当掌子出现干灰、蓝烟或明火时，要及时联系消火处理，待消火处理安全后方可作业。

3）在高温火区内进行爆破作业时，必须提前做好爆破设计，现场测量孔温，高温孔（80℃以上）要做好标志，要合理计算出所需炸药、雷管等爆破器材的数量，合理确定起爆方向和起爆顺序，现场要有专业技术人员指导爆破操作。

4）装药前，将所有设备、非爆破作业人员撤出爆区范围，各警戒岗到达警戒位置后，爆破员可进入爆区操作。

5）装药时，需再次测量孔温，防止新出现高温孔而发生危险。除正常孔爆破外，其他高温孔及可能继续升温的低温孔，必须经灭火降温处理后方可装药爆破，否则严禁装药。

6）装药时，头部和身体不准正对炮孔。一旦发生卡堵不宜处理，立即将所剩炸药移出爆区。特殊情况可采用不充填爆破，每次装药到起爆时间不准超过5 min。 7）爆破时，采用复式起爆网路，确保起爆一次成功。响炮10 min后，爆区负责人可进入炮区检查。

8）现场必须有专业技术人员指导与监督，未经爆区负责人同意，任何人不得进入爆区范围。

1）在高温火区内的设备要加强维护保养，尤其移动部分必须保证灵活好使，不准带病作业，通讯设备必须保持畅通完好。

2）设备电缆及电缆车必须摆放合理，地面电缆要全线垫起，防止消火时地面潮湿、水汽蒸发引起电缆接地。

3）电铲作业时，要采取相应的防护措施，防止发生煤爆造成人身伤害。采掘时要顺风挖掘，先由烟火小的地方开始，然后再挖烟火大的地方，电铲铲斗要轻挖慢抬，

减少烟火灰尘随铲斗四处飞散的速度，利于操作者看清铲斗。

4）当出现干灰、蓝烟或明火时，要立即停工等待消火处理，并及时将电铲移至安全地点，不可强行作业。

如何保证露天开采过程中采空区域的安全问题已经成为各个矿山的重中之重，此安全技术措施在抚顺西露天矿的生产过程中得到了成功的应用，为今后的生产工作起到一定的指导意义，也可为其他露天矿作为借鉴和参考。

【相关文献】

［1］安全作业规程［S］.抚顺：抚顺矿业集团有限责任公司西露天矿，2013. ［2］煤矿安全规程［M］.北京：国家安全生产监督管理总局，2016. ［3］陈国山.露天采矿技术［M］.北京：冶金工业出版社，2010.

［4］骆中州.露天采矿学（上册）［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1986. ［5］骆中州.露天采矿学（下册）［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1986.

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