采空區(qū)施工專項安全技術(shù)措施詳細版

文件編號：GD/FS-2129（（解決方案范本系列）采空區(qū)施工專項安全技術(shù)措施詳細版ASpecificMeasureToSolveACertainProblem,TheProcessIncludesDeterminingTheProblemObjectAndInfluenceScope,AnalyzingTheProblem,CostPlanning,AndFinallyImplementing.編輯：_________________單位：_________________日期：_________________采空區(qū)施工專項安全技術(shù)措施詳細版提示語：本解決方案文件適合使用于對某一問題，或行業(yè)提出的一個解決問題的具體措施，過程包含確定問題對象和影響范圍，分析問題，提出解決問題的辦法和建議，成本規(guī)劃和可行性分析，最后執(zhí)行。，文檔所展示內(nèi)容即為所得，可在下載完成后直接進行編輯。第一節(jié)

編制說明及依據(jù)

一、編制說明

神東礦區(qū)活雞兔井（一期）生態(tài)環(huán)境綜合治理工程（二區(qū)）剝挖工程一標段開采范圍內(nèi)存在有大量采空區(qū)。為了保證采剝安全，并保障員工在生產(chǎn)作業(yè)過程中的人身安全，結(jié)合采空區(qū)實際情況及近期采空區(qū)作業(yè)現(xiàn)狀，特制定本標段采空區(qū)安全專項治理方案。

二、

編制依據(jù)

1、項目設(shè)計方案及施工設(shè)計圖紙；

2、《煤礦安全規(guī)程》及其它相關(guān)依據(jù)性文件，現(xiàn)行的法律法規(guī)、規(guī)范等；

3、《中華人民共和國礦山生產(chǎn)法》（1992年5月7日）；

4、《中華人民共和國礦山生產(chǎn)法實施條例》（1996年10月11日）；

5、《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計規(guī)范》（GB20197-2005）；

6、《中華人民共和國煤炭法》（1996年8月29日）；

7、、《中華人民共和國勞動法》（1994年7月第八界全國人大常委會第八次會議通過）；

8、、《中華人民共和國職業(yè)病防治法》(20xx年10月27日第九屆全國人大常委會第二十會議通過);

9、神木縣政府有關(guān)文件及建設(shè)單位相關(guān)文件；

第二節(jié)

采空區(qū)管理組織機構(gòu)及職責

為采空區(qū)施工、治理安全，確保施工質(zhì)量、工期，我公司項目部特成立了采空區(qū)作業(yè)安全管理機構(gòu)。

一、采空區(qū)作業(yè)安全管理小組

為了貫徹落實采空區(qū)安全治理方案，保障安全生產(chǎn)及員工生產(chǎn)作業(yè)期間的人身安全，成立采空區(qū)作業(yè)安全管理小組，各成員如下：

組

長：高軍偉

副組長：申喜軍

蔡龍興

李剛

成

員：生產(chǎn)技術(shù)辦

安管辦

各生產(chǎn)區(qū)隊。

二、安全管理小組成員崗位及部門職責

組

長：負責采空區(qū)作業(yè)的全面管理。

副組長：對采空區(qū)作業(yè)的實施方案的科學性、合理性進行把關(guān)，協(xié)助組長進行全面管理。

生產(chǎn)技術(shù)辦：負責采空區(qū)安全治理方案的日常執(zhí)行管理工作，協(xié)助日常監(jiān)督工作，負責本方案的制定、修改及完善工作。

安管辦：負責監(jiān)督本方案的落實情況，及時制止生產(chǎn)中存在的不安全行為，并對本方案提出安全生產(chǎn)的意見和建議。

各生產(chǎn)區(qū)隊：負責組織本隊員工認真學習本安全治理方案，并在生產(chǎn)中嚴格執(zhí)行。

采空區(qū)管理是活雞兔井安全生產(chǎn)管理中極為重要的部分，要求各個崗位、部門在采空區(qū)作業(yè)過程中嚴格執(zhí)行以下管理措施：

第一，在采空區(qū)作業(yè)以前，必須將本實施方案傳達貫徹到每一位員工，使每位員工學習掌握，經(jīng)培訓考試合格后方可上崗作業(yè)。

第二，必須嚴格按照崗位職責辦事，無論哪一級人員，不得更改既定的措施。

第三，在采空區(qū)作業(yè)過程中，所有環(huán)節(jié)執(zhí)行“三不作業(yè)”原則，即：前一環(huán)節(jié)措施未落實不作業(yè)，本環(huán)節(jié)措施不明確不作業(yè)，遇見突發(fā)隱患不作業(yè)。一定要嚴格按照既定的應急響應程序執(zhí)行。

第三節(jié)

采空區(qū)作業(yè)安全隱患分析

經(jīng)風險評估，該工程采空區(qū)作業(yè)主要存在以下安全隱患：

一、頂板垮塌陷落造成人員傷亡、設(shè)備損壞

在空巷上方作業(yè)時，作業(yè)的設(shè)備有鉆機、液壓挖掘機、自卸汽車以及其他輔助設(shè)備及操作人員，所以空巷頂板一旦塌陷，容易造成人員傷亡或設(shè)備損壞。

二、煤炭自燃可能引發(fā)火災

空巷在未露天開采前是密閉的，露天開采后和外界空氣連通，可能引起煤炭自燃，進而引發(fā)采區(qū)內(nèi)火災。

三、老采空區(qū)內(nèi)有可能存在高溫區(qū)或在開采過程中產(chǎn)生高溫區(qū)，從而在爆破裝藥時引發(fā)意外。

四、采空區(qū)內(nèi)積水

從設(shè)計及勘探資料來觀察，采空區(qū)巷道內(nèi)低凹處有近1m深的積水，工作面推進方向與煤層傾向一致，造成人員傷亡和設(shè)備損壞可能性較小。

五、采空區(qū)有害氣體

空巷在未露天開采前是密閉的，露天開采后和外界空氣連通，可能引起煤炭自燃、伴有氣體、煙霧冒出、對人體造成傷害。

針對上述安全隱患，制定本治理方案。

第四節(jié)

采空區(qū)施工方案

為施工安全，提高效率，減少困難，降低危害，確保鉆機、挖機等大型機械、設(shè)備安全進入工作面進行施工作業(yè)。我們所采用的方法是，按露天臺階開采方式循環(huán)漸進。其主要工藝是：首先探清地下采空區(qū)的形狀和確定采空區(qū)頂板臺階的最小安全厚度，再根據(jù)最小安全厚度和施工大型機械、設(shè)備確定末臺階高度和根據(jù)其他因素選擇其余爆破參數(shù)，然后進行剝挖。

實踐證明，只要探明了地下采空區(qū)的形狀，確定末臺階的最小安全厚度，有適宜的鉆孔設(shè)備，選用合理的爆破參數(shù)和采剝工藝，地下采空區(qū)頂板巖體可以用露天開采方法來剝挖。保證正常臺階剝挖過渡到末臺階時，能有效地剝挖采空區(qū)頂板上全部巖體，同時也證明：

1、地震CT技術(shù)探測采空區(qū)形狀和體積誤差小，基本上能反映地下采空區(qū)的實際情況。

2、可以采用厚跨比估算法和普氏拱理論估算法來確定采空區(qū)末臺階的最小安全厚度，而且適用可靠。

3、采剝末臺階巖體的爆破參數(shù)確定合理，工藝先進。

一、末臺階最小安全厚度的確定

在采空區(qū)頂板巖體中，最后采剝的臺階，稱之為末臺階，它在人員和施工機械、設(shè)備等的作用下，不發(fā)生塌陷破壞的最小厚度稱為末臺階最小安全厚度。在采空區(qū)剝挖施工過程中，隨著按露天臺階開采進行，施工臺階越來越接近采空區(qū)，即采空區(qū)頂板巖體的厚度越來越薄。當厚度小于一定數(shù)據(jù)時，就會發(fā)生塌陷，造成設(shè)備和人員安全事故。末臺階的最小安全厚度是保證施工作業(yè)人員和機械、設(shè)備的安全和有效地開采全部采空區(qū)頂板巖體的關(guān)鍵。

1、厚跨比估算法

當采空區(qū)頂板為完整頂板時，其頂板的厚度H與其跨越采空區(qū)的跨度W之比滿足：H/KW≥0.5，則認為頂板是安全的。

式中：K--安全系數(shù)，取1.3)；

H--頂板厚度，m；

W--采空區(qū)巷道的跨度，最大取8m；

得出頂板安全厚度H為5.2m.

2、普氏拱理論估算法

采空區(qū)未坍塌時，處于自然平衡狀態(tài)，如巖石發(fā)生變形與位移形成壓力拱，其拱高為:

H=b+h×tan(45-φ/2)

式中：H---壓力拱拱高，m；

φ---巖石內(nèi)摩擦角，（取均值28.02?）；

b---空場寬度之半，取4m；

h---空場最大高度，取9m（活井1-2煤層最大厚度為9m）；

?---巖石強度系數(shù),(保守取法)?、觯?.5～Ⅵa：2；

普氏壓力拱理論計算的基本前提是硐室上方的巖石能夠形成自然壓力拱，這就要求硐室上方有足夠的厚度且有相當穩(wěn)定的巖體，以承受巖體自重和其上的荷載。因此，計算出壓力拱拱高H之后，還要加上一定的穩(wěn)定巖層厚度才為最終的安全頂板厚度。本計算中取穩(wěn)定巖層厚度等于壓力拱拱高，則頂板安全厚度為壓力拱拱高的2倍。我們?nèi)∧┡_階的最小安全厚度即最小安全厚度為2H=2×6.27=12.54m。

通過上述兩種計算和分析，我們確定施工末臺階最小安全厚度為12.54m。另外，這一厚度參考工程經(jīng)驗比法也相近。

影響露天采場下采空區(qū)頂板安全厚度的因素很多，除巖體本身的強度等內(nèi)在因素外，還有諸如爆破震動及地表雨水浸蝕等外在因素。這些因素相互干擾，復雜多變，構(gòu)成了確定頂板安全厚度的眾多不確定性。因此，具體仍要根據(jù)實際情況及時制定切實的工藝、措施。

二、施工工藝

采空區(qū)末臺階的剝挖，采用KY-250B型鉆機穿孔，鉆頭直徑d=125mm。炮孔平面呈三角形布置。為了確認采空區(qū)頂板的實際位置，保證△h（炮孔孔底距采空區(qū)頂板的合理高度）的精度，獲得好的爆破效果，在平面上每隔一定距離布置一個穿透末臺階剝挖層的探測孔。采空區(qū)形狀復雜和采空區(qū)邊界不明確處適當加密探測孔。探測孔同時又是爆破孔。探測孔和其它穿透末臺階采剝層的炮孔，裝藥前用鐵絲懸吊木塞堵住孔底口。然后在孔內(nèi)木塞上方填3m砂子或巖粉和細小碎石。炮孔堵塞物為鉆孔礦巖粉。當?shù)V巖粉不夠時用細砂或細小碎石堵塞。采用復式導爆索傳爆，導爆管起爆，排間微差間隔時間為25ms。大型挖機挖裝，挖裝時若遇到原采空區(qū)內(nèi)礦柱，采用QZ-100K簡易鉆機處理。穿孔時，當孔位遇到浮碴不能正常穿孔時，用黃泥加少量石灰和水護孔。

1、爆破參數(shù)的確定

采空區(qū)末臺階采用多排孔微差爆破。爆破參數(shù)的確定程序是，先確定最小的炮孔堵塞長度l、炸藥單耗q、炮孔孔底距采空區(qū)頂板的合

理高度△h和孔距a、排距b。

（1）、最小炮孔堵塞長度l=20d。最小而可靠的炮孔堵塞長度能充分利用炮孔空間多裝炸藥，擴大孔網(wǎng)參數(shù)，充分利用爆炸能量改善臺階上部巖石的破碎質(zhì)量。

（2）、炸藥單耗按q=0.60～0.65kg/m3。

（3）、孔底到采空區(qū)頂板的合理高度△h是直接影響末臺階回采的關(guān)鍵參數(shù)之一。實際爆破設(shè)計中，取△h=3m。

（4）、炮孔孔距a=10～12m,爆破中取a=11m。

（5）、通過計算，炮孔排距b=4m。爆破設(shè)計布孔時，在采空區(qū)末臺階下盤沒有采空的情況下，應考慮炮孔超深1.0～1.8m。爆破自由面處無采空區(qū)時，第一排孔的最小抵抗線W,根據(jù)爆堆坍散距離與巖石移動速度而定。依挖機作業(yè)要求，爆堆坍散距離宜控制在30～35m。前排孔的堵塞長度一般等于最小抵抗線W。

2、剝離、采裝和運排

具體執(zhí)行該工程《施工組織設(shè)計》中的施工組織與設(shè)計部分。第五節(jié)

采空區(qū)安全隱患預防及處理措施

一、采空區(qū)范圍的確定

1.根據(jù)設(shè)計圖紙，由生產(chǎn)技術(shù)辦定出采空區(qū)范圍，采剝隊現(xiàn)場做好安全標志。

2.穿爆隊用鉆機在煤頂及上一層臺階，即1140.7臺階采空區(qū)范圍線外側(cè)打兩排間距為3×12m的探測孔，深度要求見煤后再下探4m，如打鉆后仍有采空區(qū)存在，繼續(xù)按照此辦法向前延伸。直至準確控制采空區(qū)范圍。

二、對頂板垮塌的預防和處理。

首先將原有井下全部巷道及采空區(qū)的位置、范圍以及探測到新的采空區(qū)及時反映在采剝平面圖等圖上，進行井上下嚴格對照，并在現(xiàn)場進行測量標定，設(shè)置警示牌示警。

其次，將本安全治理方案以及相應的施工組織措施，由煤礦組織相關(guān)人員進行培訓，保證相關(guān)人員對存在的危險源和既定的安全治理方案全面掌握，能夠嚴格按作業(yè)規(guī)程、安全治理方案進行作業(yè)，對異常情況應制定應急預案。

再次，生產(chǎn)技術(shù)辦要對生產(chǎn)作業(yè)情況定期進行核查，發(fā)現(xiàn)異常及時進行處理；一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，按照《活雞兔井綜合應急預案》的相應規(guī)定執(zhí)行，并且應根據(jù)異常情況與突發(fā)事件完善、優(yōu)化、修改、補充相應的應急預案。

另外，采空區(qū)作業(yè)必須實行專項負責制，現(xiàn)場要指派專人作為作業(yè)負責人。

三、煤遇空氣后發(fā)生自燃火災的預防和處理。

采空區(qū)煤層揭露后很容易自燃，為了保證生產(chǎn)，杜絕自燃火災事故，要嚴格控制煤頂出露面積。采空區(qū)每次爆破量不宜過大，每次爆破后采剝隊要及時組織設(shè)備進行裝運清理作業(yè)。一旦發(fā)生自燃火災，應根據(jù)實際情況采用以下三種方法處理：

1.

水澆滅法

利用采場內(nèi)部防排水系統(tǒng)所匯集的水作為消防水源，設(shè)立泵站并在采場內(nèi)建立一套送水管路網(wǎng)路，用消防水槍向火區(qū)噴灑注水、通過鉆孔注水或采用大型灑水車直接把水噴灑到火區(qū)，使火區(qū)降溫熄火。

2.沙土覆蓋法

用汽車或鏟車裝運細碎的沙土、黃土等物料覆蓋在火區(qū)上，使火區(qū)的供氧通風受到抑制，最終使火區(qū)火源緩慢的窒息。

3.隔離滅火法

火勢較大，燃燒速度較快時，需挖隔離帶，然后將火點用挖機勺斗壓實薄埋一層黃土，灑水降溫，直至火源熄滅。

四、高溫隱患的預防和處理

采用測溫儀測量溫度，然后采取相應降溫措施、辦法消除高溫隱患。

五、對采空區(qū)積水的預防和處理

采空區(qū)內(nèi)積水不多，且工作面推進方向與傾向一致，造成人員傷亡和設(shè)備損壞可能性較小。在低凹處依積水量情況布置相應數(shù)量水泵將水排出坑外即可。汛期在采空區(qū)巷道口做防洪堤，以免洪水涌入采空區(qū)。

六、對采空區(qū)有害氣體的預防和處理

1．在預定區(qū)域施工前，先用潛孔鉆對施工區(qū)域進行打孔鉆探，并用溫度計測試孔內(nèi)溫度，發(fā)現(xiàn)有明火的鉆孔或孔內(nèi)溫度在40℃以上的高溫孔，必須先采取滅火、降溫措施。

2．對每個鉆孔，礦用多功能氣體檢測儀對鉆孔內(nèi)的氣體年度進行檢測，若氣體濃度值過高，則要停止挖掘或爆破作業(yè)，先用自然擴散法降低施工區(qū)域范圍煤層或采空區(qū)內(nèi)氣體濃度，從而降低氣體壓力，防止其突然涌出。

3．對發(fā)現(xiàn)有害氣體濃度較高的區(qū)域或地點，可采用減小（加密）鉆孔間距，加大排氣通道數(shù)量，使下面煤層或采空區(qū)內(nèi)集聚的有毒有害氣體能夠快速擴散，以降低其濃度。

4．在鉆孔（探孔）施工過程中，施工人員要處于風頭上方（上風頭），以避免有害氣體中毒事故發(fā)生，安全員、瓦檢員要隨施工人員一起在施工現(xiàn)場，并不間斷對施工作業(yè)區(qū)域10m內(nèi)的空氣中有害氣體濃度進行檢測，發(fā)現(xiàn)危險情況，及時報警，并指揮現(xiàn)場人員快速撤離到安全地點，嚴禁冒險違章作業(yè)。

5．若發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域內(nèi)有害氣體濃度過高，用打孔自然擴散的方法無法盡快排散降低氣體濃度，則要安裝移動式瓦斯抽放泵來抽放煤層或采空區(qū)內(nèi)的有毒有害氣體，為安全施工創(chuàng)造條件。

6．對發(fā)現(xiàn)的高溫區(qū)，要先采取打孔注水滅火降溫的方法，以降低內(nèi)部溫度，而后進行氣體檢測和氣體排放工作。

7．施工過程中必須堅持“有挖必探、先探后挖”的原則。

8．嚴禁在以探明的高溫、高氣體濃度的危險區(qū)域采用挖掘機直接剝挖的作業(yè)方式，以防氣體突然涌出發(fā)生人員中毒事故，或發(fā)生氣體爆炸事故而威脅人員安全。

9．煤層剝挖施工作業(yè)過程中，帶班隊（組）長、安檢員、瓦檢員必須現(xiàn)場跟班作業(yè)，隨時觀測施工現(xiàn)場的安全情況、發(fā)現(xiàn)危險、及時撤人，堅決保證施工人員安全。

第六節(jié)

采空區(qū)作業(yè)的具體操作措施

一、穿孔作業(yè)

1.1140.7臺階高度按12m留設(shè)，穿孔至煤頂，如遇空巷，應在兩孔之間補孔、孔深小于空巷處巖石層高度1.5m。

2.1140.7臺階穿孔作業(yè)時應配備指定的安全管理人員，若遇特殊情況必須制定相應的安全技術(shù)措施。

3.操作人員應站在填實的地方。

4.設(shè)備發(fā)生故障時轉(zhuǎn)移到采空區(qū)外維修。

5.發(fā)現(xiàn)任何不安全隱患，操作人員應立即停止作業(yè)，撤離至安全地點待命，及時向帶班隊長匯報，由帶班隊長向安全管理小組匯報。

二、爆破作業(yè)

1.爆破全部采用乳化炸藥，不得和其他炸藥混用。

2.當班作業(yè)人員的配備由帶班隊長親自組織。

3.裝藥速度要快。

4.可適當加大炸藥單耗，確保采空區(qū)巖層垮塌。

5.裝藥前對每個孔測溫。建立專門的測溫記錄，記錄清楚每個孔內(nèi)的溫度、記錄人等，確定孔內(nèi)溫度在60℃以下，方可裝藥。

6.放炮前的正掌子面警戒距離必須滿足煤礦安全規(guī)程第五百六十六條規(guī)定的1.5倍。

7.起爆后按規(guī)定程序檢查炮區(qū)。

8.運送炸藥時車輛必須停在爆后的實體上或采空區(qū)外，人工將炸藥搬到炮區(qū)。

9.高溫孔爆破注意事項

（1）凡是在老空巷區(qū)、煤及半煤巖等溫度異常的區(qū)域爆破時，裝藥前必須仔細檢查各炮孔內(nèi)溫度，對于有明火及高溫孔（高于60℃），必須經(jīng)過滅火降溫處理，溫度降至60℃以下采取措施后方可裝藥爆破，否則嚴禁裝藥。

（2）檢查孔溫及操作方法

a.儀器檢測法。用紅外線測溫儀檢查孔內(nèi)溫度，操作人員應距炮孔3m以外，詳細記錄檢查結(jié)果，對超溫孔應插上標志。

b.高溫孔可采用灌水降溫方式，如無法處理，不得裝藥，按廢孔處理。

c.高溫孔經(jīng)降溫處理檢查合格后按下列順序操作

①復查孔深，配好各孔藥量，把藥包擺在炮孔旁；

②裝藥前先派出警戒哨，應先布置好警戒線。

③首先將各炮孔起爆器材連接好；先裝填溫度正常的炮孔，同時撤出一切不用的器材；

④預備起爆信號發(fā)出后，起爆人做好起爆的一切準備；所有裝藥人同時裝填高溫孔，炮區(qū)負責人隨后檢查。

⑤裝藥人全部撤離炮區(qū)并躲到安全地點后，立即起爆。

d.裝填高溫孔注意事項

①按兩人裝一個炮孔安排裝藥人數(shù)，無關(guān)人員不得進入炮區(qū)。

②盡可能減少一次爆破高溫孔的數(shù)量，視現(xiàn)場情況，可采取分次起爆方式。

③裝藥發(fā)生卡堵不宜處理。

④裝藥順序為炸藥→起爆器材，正向起爆法。

⑤采用整裝藥，少充填；禁止使用散炸藥。

⑥裝藥人在裝填完畢自己負責的炮孔時應迅速撤離，不得再靠近已裝填完畢的高溫孔或他人負責裝填的炮孔。

⑦高溫孔裝填操作總時間不得超過10分鐘。

⑧高溫孔不得進行擴壺作業(yè)。

e.高溫孔的起爆器材應采用導爆索并將炸藥隔熱包裝。

三、采裝作業(yè)

1.采空區(qū)范圍內(nèi)使用液壓挖掘機采裝，臺階高度均按設(shè)計高度12m