福建煤电股份有限公司  罗红星

 

摘  要：为满足2016年版《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）对采煤工作面安全出口的规定，本文对福建省煤矿采煤面布置及其安全出口管理进行分析，探讨基于福建省煤层赋存状况的客观条件下，如何通过采煤面合理布置的技术措施和安全出口维护的管理措施，达到符合2016年版《规程》标准要求的目的。

关键词：采面布置  安全出口  管理

 

0 引言

福建省内煤矿多数为中小型煤矿，煤层赋存不连续，多呈串珠状、藕节状的“鸡窝煤”，较难以形成连续回采。2016版《规程》对采煤面安全出口的规定进行了修改，删除了开采三角煤、残留煤柱相关内容，增加了采煤面必须正规开采的内容。为适应2016年版《规程》规定，本文对福建省煤矿采煤面安全出口布置、管理进行探讨，希望能对福建省煤炭安全开采提供有益的借鉴。

1 新《规程》对采面安全出口管理的规定

新《规程》（2016版）第九十七条，对采煤面安全出口规定作出修改，新《规程》与旧版相比较，删除了“开采三角煤、残留煤柱,不能保持2个安全出口时，必须制订安全措施，报企业主要负责人审批”的内容，而增加了“采煤面必须正规开采，严禁采用国家明令禁止的采煤方法”的内容。由此可见，新《规程》对采煤面安全出口的管理提出更加严格的要求。为什么这样修改？新《规程》在修改中，主要考虑了删除国家明令禁止和淘汰的设备、材料和工艺技术，以及在生产过程中存在隐患的工艺技术及装备等。如：开采三角煤、残留煤柱，不能保持2个安全出口的开采方法，是采煤面非正规开采方法，所以在新《规程》中给予删除。

非正规开采方法早在2008年3月31日国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第二批）》的通知（安监总煤装〔2008〕49号）中就已明确属于淘汰的采煤工艺，具体规定见第21条：巷道式采煤 (系指不能形成全风压通风，没有两个安全出口，以掘代采的采煤方式。发布之日起禁止使用) 。因此，按照国家部门规章和相关文件规定，特别是2016年10月1日起施行的新《规程》，采煤面必须施行正规开采，严禁采用国家明令禁止的采煤方法，采煤面必须保持至少2个畅通的安全出口，一个通到进风巷道，另一个通到回风巷道，这样的采面布置、安全出口的管理将成为新的常态。

2 福建省煤矿目前采面安全出口管理存在的主要问题

2.1 福建省煤层赋存三角煤多，上部安全出口布置难

2.1.1 福建省煤炭赋存特点：

一是由于福建省内煤炭在二叠、三叠纪成煤过程中，多为海陆交互相沉积，地壳升降频繁，造成煤厚变化大且不连续，加之后期侏罗纪和白垩纪期间的燕山地质运动，造成断层多、褶皱多，破坏煤层产状，形成串珠状、藕节状的“鸡窝煤”；

二是频繁出现压薄带，无法形成连续回采。客观上大多存在三角煤，上部安全出口布置难，全风压通风难。有的甚至只有一个下部安全出口，2个下部安全出口都难布置。

2.2 采煤面安全出口矿压大，产生巷道变形，断面缩小

    采煤面安全出口既要承受巷道掘进期间的支承压力，又要承受工作面采动时超前支承压力，两种支承压力叠加，矿压显现影响大。因此采煤面安全出口是矿山压力叠加地带，造成安全出口处压力剧增，围岩变形严重，断面难以保证，巷道维护难。

2.3 采煤工作面安全出口是冒顶经常发生的部位

采煤面容易发生冒顶事故的部位一般是“两线两口”，即煤壁线、切顶线和上、下安全出口。由于采煤面安全出口处压力剧增，造成巷道变形，顶板受压后容易离层或者破碎，因此，采煤面安全出口是冒顶经常发生的部位。

3 采煤面安全出口的标准要求

3.1 采煤工作面安全出口个数要求2个以上

采煤面安全出口个数必须保持至少2个，一旦其中一个安全出口发生意外，如发生冒顶、火灾等事故，无法行人时，另一个安全出口仍能畅通无阻，起到紧急避险撤人的作用。

3.2 采煤面安全出口应通达进、回风巷道

采煤面安全出口必须一个通到进风巷道，另一个通到回风巷道。做到既能保证采煤面全风压通风，节省局部通风机、风筒等通风设备，又能保证这两个出口间的安全距离超过30米，这样，两个安全出口同时遭到破坏的概率较低，当一个安全出口遭到破坏时，另一个安全出口仍能发挥作用。

3.3 采煤面安全出口必须畅通无阻

采煤面安全出口必须畅通无阻，不能堆积大量设备、器材和材料，以免堵塞出口，占用出口断面，以免影响行人、运料和通风。在采煤面发生垮面等大面积冒顶事故时，安全出口是紧急逃生通道，采煤面安全出口畅通无阻可以缩短逃生时间，提高采煤面的安全性能。

3.4 采煤面安全出口必须保持一定的净断面

采煤面安全出口必须保持4 m²以上净断面，以防止巷道因压力大产生变形，而影响行人和通风等。安全出口必须采取加强支护，加强支护的巷道长度不得小于20m。福建省内煤矿大多采用炮采工作面，安全出口巷道高度不得低于1.6m。如果断面太小，影响工作面通风，采煤面的瓦斯和有害气体无法及时有效排除和冲淡，甚至引起瓦斯事故。

4 保证采面安全出口达到标准要求的管理措施

4.1加强现场矿压实测，科学确定超前加强支护范围

采煤面超前支承压力，随着工作面向前推进而向前移动，峰值位置距煤壁4-8米，相当于2-3.5倍的采高。影响范围40-60米，少数可达60-80米，应力增高系数2.5-3米左右。

由于受到巷道围岩岩性、地质构造、煤层赋存条件、巷道掘进方法和采煤工艺等因素影响，采煤面上下出口两巷支承压力大小不尽相同，所以，在进行加强安全出口支护以前，必须对巷道受采动影响而出现的顶板下沉量，顶底板移近量和顶底板移近速度进行现场实测，以确定采煤面超前支承压力影响范围，在此范围内加强支护。

4.2 合理选择采煤面及安全出口超前加强支护形式

采煤面端头也是矿山压力显现比较大的地点，应加强支护。选用符合要求的特殊支护形式，保证足够的初撑力。

采煤面上风巷、下运巷，两巷超前支护形式多为金属架支护，安全出口与两巷相连接处采用抬棚支护，应保证支护强度，防止冒落。

4.3 加强对安全出口和与之相连接巷道的日常维护

与安全出口相连接的巷道如果不能保持支架完好和断面足够，即使安全出口畅通无阻，也不能起到行人、运输和通风作用，同样不能保证采煤面正常生产和人员安全，因此安全出口和与之相连接的巷道必须进行日常维护。日常维护应做到以下3点：

4.3.1 安全出口必须设有专人维护

设专人维护，保证劳动组织，否则，可能出勤人员多时安排人员维护，出勤人员少时就不安排人员维护，极易造成安全出口不畅。

4.3.2 保证安全出口有足够断面

压力大、后期断面变形缩小比较严重的工作面，在巷道断面设计时，应留有余地，充分考虑巷道变形缩小实际情况，巷道断面尺寸尽量设计大一些。如果巷道底鼓变形，必须清挖。如果此处的巷道高度低于1.6米，必须扩巷。

4.3.3 保证安全出口支架完好

发生断梁折柱必须及时更换。发现矿山压力显现，必须及时加密支架，及时补套架。

5 福建省煤矿开采三角煤保证安全出口通达进回风巷布置方式的探讨

    本文以采煤面由于压薄带造成不连续推进，开采三角煤为例，探讨采煤面布置方式，其他受断层、褶曲影响形成的三角煤，开采设计时可根据现场煤层赋存情况参照布置，从技术层面上探讨开采三角煤形成上下二个安全出口，达到符合《规程》的要求。

5.1 压薄带与运输巷前进方向成锐角时右翼采煤面布置方式

如图1所示，当采煤面回采推进到接近4^#小眼上方时，进入三角煤开采，采煤面停止回采，加固工作面。在5^#小眼处掘通风眼1，穿过压薄带与回风巷相通。将三角煤分为Ⅰ、Ⅱ两块，在通风眼1沿着压薄带掘高位贯通眼通采煤面后，继续从右向左回采三角煤Ⅰ，当采煤面回采到通风眼1处时，停止回采，加固好工作面。从7^#眼上方沿压薄带掘通风眼2，贯通通风眼1，后从通风眼2处开始从左往右沿煤层正倾斜方向开采三角煤Ⅱ。回采到通风眼1附近时，由于左右两边均是采空区，支承压力叠加，采煤面及通风眼1处矿山压力剧增，应采取安全措施进行加固。

图1   当压薄带与运输巷前进方向成锐角时右翼采煤面布置图

5.2压薄带与运输巷前进方向成锐角时左翼采煤面布置方式

如图2所示，当右翼三角煤开采结束后，进入左翼三角煤开采。在1^#小眼上方沿着压薄带掘顺槽，贯通回风巷，后从右向左沿煤层正倾斜方向进行回采。

图2  当压薄带与运输巷前进方向成锐角时左翼采面布置图

5.3压薄带与运输巷前进方向成钝角时右翼采面布置方式

如图3所示，当采煤面回采推进到接近3^#小眼上方时，进入三角煤开采，采煤面停止回采，加固好工作面。在3^#小眼上方沿着压薄带掘顺槽，贯通回风巷。开采三角煤时，从顺槽开始，从左向右沿煤层正倾斜方向回采，并留设回风巷保护煤柱。回采到原采煤面附近时，由于左右两边均是采空区，支承压力叠加，采煤面处矿山压力剧增，应采取安全措施进行加固。采用这种布置方式，下安全出口3^#小眼也处在应力集中区，矿山压力比较大，应加强维护和管理，必要时采取特殊支架进行加固。

图3  当压薄带与运输巷前进方向成钝角时右翼采面布置图

5.4压薄带与运输巷前进方向成钝角时左翼采面布置方式

如图4所示，当右翼三角煤开采结束后，进入左翼三角煤开采。在1^#小眼上方沿着压薄带掘通风眼，贯通回风巷，后从右向左沿煤层正倾斜方向进行回采。

图4  当压薄带与运输巷前进方向成钝角时左翼采面布置图

5.5压薄带与煤层走向相同时的采煤面布置方式

如图5所示，沿着煤层走向每隔30米从运输巷向上掘通风眼，穿过压薄带与回风巷贯通。由于中间存在压薄带，将煤炭分为Ⅰ、Ⅱ两块段，上部Ⅰ块段超前下部Ⅱ块段进行回采，在回采上部Ⅰ块段前，在Ⅰ块段下部掘顺槽连通通风眼1与通风眼2，作为溜煤用，由于采空区位置下部不能溜煤，可在此顺槽加小型刮板机助溜。在回采下部Ⅱ块段前，在Ⅱ块段上部掘高位贯通眼连通通风眼1与通风眼2，作为通风用。

图5  当压薄带与煤层走向相同时的采煤面布置图

6 结论

新《规程》对采煤面布置及安全出口管理提出更高的标准，虽然福建煤矿由于煤层赋存客观自然条件存在三角煤，但是通过采煤面合理布置的技术措施和安全出口维护的管理措施后，仍然可以达到形成上下安全出口，全风压通风的要求。

 

参考文献：《煤矿安全规程》（2016年版）

         《煤矿安全规程》专家解读 井工煤矿 （中国矿业大学出版社）