沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)安全管理探究與實(shí)踐

吳學(xué)松，南 雄，買巧利，丁 超，脫穎龍

(華亭煤業(yè)集團(tuán)華硯煤礦，甘肅 平?jīng)?744100)

0 引言

沖擊地壓顯現(xiàn)是指在礦山壓力作用下巷道、硐室周圍巖體和支護(hù)物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象[1-2]，具備沖擊傾向的煤巖層可發(fā)生較為劇烈的沖擊地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象[3-4]。近年來，我國在沖擊地壓顯現(xiàn)的監(jiān)測、評價(jià)及防治技術(shù)方面取得了巨大進(jìn)步，很多先進(jìn)的技術(shù)被廣泛應(yīng)用，并取得了良好效果[4-6]，例如，微震、地音、電磁輻射、地應(yīng)力監(jiān)測等監(jiān)測手段，基于模糊數(shù)學(xué)、灰度理論、未知測度理論等的危險(xiǎn)性評估技術(shù)[7-13]以及爆破卸壓、水力沖孔、大直徑鉆孔、煤層注水等沖擊地壓防治技術(shù)[14-20]。但在不斷的探索與實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平下，在技術(shù)層面上徹底消除沖擊地壓顯現(xiàn)危害難度很大，而且當(dāng)防治技術(shù)達(dá)到一定程度時(shí)，管理的作用越來越突出，沖擊地壓防治應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持技術(shù)與管理并重。礦井綜采工作面兩巷作業(yè)人數(shù)多，檢修作業(yè)期間，多區(qū)隊(duì)、多工種混合作業(yè)，管理難度大，兩巷沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域安全管理日益成為日常工作重點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)綜采工作面沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)人員安全管理成為華硯煤礦安全管理工作亟待解決的難題。

1 綜采工作面兩巷檢修期間人員管理難點(diǎn)

1.1 作業(yè)區(qū)域分析

工作面前方附近區(qū)域?yàn)闆_擊地壓顯現(xiàn)易發(fā)區(qū)。在回采過程中，煤壁前方煤體中會出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)，致使工作面前方巷道圍巖應(yīng)力升高直至達(dá)到臨界值，當(dāng)遇到強(qiáng)能量震動時(shí)，極易誘發(fā)沖擊地壓顯現(xiàn)。根據(jù)臨近工作面回采過程中沖擊地壓顯現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)，工作面兩巷沖擊地壓顯現(xiàn)破壞位置如圖1所示，以工作面煤壁位置為參考位置(y=0)，破壞位置在0～200 m范圍占96.55%，0～100 m范圍占82.75%，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看沖擊地壓顯現(xiàn)破壞基本上發(fā)生在工作面上、下口至向外200 m處，因此，規(guī)定工作面前方兩巷200 m范圍為沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域，沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)性大。沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域生產(chǎn)期間實(shí)行無人化管理，但檢修期間多區(qū)隊(duì)、多工種混合作業(yè)，作業(yè)人數(shù)眾多，發(fā)生沖擊地壓顯現(xiàn)時(shí)極易發(fā)生人員傷害事故。

圖1 工作面兩巷沖擊地壓顯現(xiàn)破壞位置圖

1.2 作業(yè)區(qū)域特點(diǎn)

機(jī)電設(shè)備多：工作面附近兩巷設(shè)備眾多，據(jù)統(tǒng)計(jì)各類設(shè)備約有50件，另外還有必要的設(shè)備配件，致使作業(yè)空間狹小，危險(xiǎn)性增大。

作業(yè)人員多：工作面檢修期間，作業(yè)人數(shù)多，作業(yè)區(qū)隊(duì)多，包括綜采隊(duì)檢修班作業(yè)人員、礦壓隊(duì)防治人員、通滅隊(duì)管道拆除人員，最多時(shí)可達(dá)45人，管理難度大。

管理制度不健全：作業(yè)區(qū)隊(duì)缺少統(tǒng)一管理，管理制度可執(zhí)性差，缺乏統(tǒng)一調(diào)度，作業(yè)班組為完成各自作業(yè)任務(wù)互不相讓，致使作業(yè)人員集中。

2 沖擊地壓安全管理辦法探究

針對作業(yè)區(qū)域管理難點(diǎn)問題，華硯煤礦秉承“人少則安、無人則全”的安全管理理念，從人員防護(hù)、“三限”管理、安全監(jiān)管等方面入手，不斷總結(jié)歸納創(chuàng)新，逐步形成《綜采工作面沖擊地壓安全“十禁令”管理辦法》，見表1。規(guī)范作業(yè)流程，控制危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)人數(shù)，強(qiáng)化采掘工作面作業(yè)人員安全管理，取得了良好效果。

表1 綜采工作面沖擊地壓安全管理“十禁令”

2.1 人員防護(hù)

個(gè)體防護(hù)不到位嚴(yán)禁作業(yè)：沖擊地壓顯現(xiàn)發(fā)生前一般沒有明顯的宏觀前兆，作業(yè)人員一定要做好自我防護(hù)，構(gòu)筑保障生命安全的堅(jiān)實(shí)防線。華硯煤礦制定嚴(yán)格的危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)個(gè)體防護(hù)制度，采掘工作面作業(yè)人員必須根據(jù)《作業(yè)規(guī)程》特殊要求做好個(gè)體防護(hù)工作，例如：沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)采掘工作面作業(yè)人員必須系緊安全帽，穿好防震服；高空作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員必須系好安全帶，站在專用扶梯上作業(yè)；檢查人員要分散快速通過，不得長時(shí)間逗留；不得在空間狹小的區(qū)域休息等措施。

超前支護(hù)不到位嚴(yán)禁作業(yè)：為強(qiáng)化工作面沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)支護(hù)，在工作面兩巷200 m范圍實(shí)行超前支護(hù)，如圖2所示。采煤工作面要對圍巖強(qiáng)度、圍巖結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力、煤層厚度等進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)分析，設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)，不斷優(yōu)化和加強(qiáng)兩順槽超前支護(hù)的方式和質(zhì)量，時(shí)時(shí)分析采動擾動影響范圍，實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，減少壓力傳遞對巷道的破壞和對人員的威脅，確保沖擊地壓顯現(xiàn)時(shí)巷道承受應(yīng)力變形在可控范圍，超前支護(hù)達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的嚴(yán)禁作業(yè)。

圖2 工作面超前支護(hù)

預(yù)警或設(shè)備運(yùn)行嚴(yán)禁作業(yè)：嚴(yán)格執(zhí)行沖擊地壓“黃、橙、紅”三級預(yù)警制度，主管科室根據(jù)鉆屑監(jiān)測值、地音綜合評價(jià)等級、微震監(jiān)測指標(biāo)等評估工作面可能發(fā)生沖擊地壓顯現(xiàn)的危險(xiǎn)程度，各指標(biāo)超過臨界值，危險(xiǎn)性極大時(shí)，發(fā)布紅色預(yù)警通知單，要求工作面必須停止生產(chǎn)，撤出危險(xiǎn)區(qū)域的人員，進(jìn)行綜合卸壓處理，并進(jìn)一步進(jìn)行監(jiān)測分析和評估，紅色預(yù)警解除后方可恢復(fù)生產(chǎn)。另外，介于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)作業(yè)空間狹小，人機(jī)混合作業(yè)危險(xiǎn)性大，因此設(shè)備運(yùn)行時(shí)，除必要操作人員外，附近嚴(yán)禁進(jìn)行其他作業(yè)。

2.2 “三限”管理

華硯煤礦在充分分析、辨識沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)“人-機(jī)-環(huán)-管”4個(gè)方面存在的危險(xiǎn)因素后，提出了“三限”(限時(shí)、限員、限位)管理方法，這是華硯煤礦沖擊地壓安全管理中最為核心的部分。限時(shí)限員是指工作面生產(chǎn)時(shí)段兩巷危險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵭袩o人化管理，作業(yè)人員需在作業(yè)停止半小時(shí)后方可進(jìn)入作業(yè)；限位是指沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的設(shè)備物料須綁扎生根限位管理。為提高“三限”管理制度的可宣貫性，對“三限”管理制度進(jìn)行高度凝練，提出6點(diǎn)嚴(yán)禁作業(yè)。

限位：限位管理不落實(shí)嚴(yán)禁作業(yè)，要求對沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)存放任何設(shè)備、物件、材料等進(jìn)行生根限位綁扎，材料碼放高度不得高于0.8 m，明確提出了巷道內(nèi)碼放的軌道、皮帶托輥、皮帶架子、高壓橡膠管、單體柱、錨桿、錨索、托梁、鋼帶及皮帶架桿等必須上架進(jìn)行限位管理(如圖3和圖4)，不能在沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)存放任何閑置的設(shè)備、物件、材料、車輛等，當(dāng)班使用過后的工器具必須撤出危險(xiǎn)區(qū)域外，防止來壓造成周圍作業(yè)人員的傷害。在日常管理中，嚴(yán)格查處“偽限位”、“面子工程”，比如：用風(fēng)筒布遮蓋未限位設(shè)備材料，限位鋼絲繩單端固定、未進(jìn)行生根限位等情況，保證材料上架限位、長材料兩端雙限位，督促區(qū)隊(duì)打料班、生產(chǎn)班等相關(guān)班組成員養(yǎng)成材料“隨卸隨綁扎、誰用誰綁扎”的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)材料限位的日?；芾怼?/p>

圖3 工作面限位架示意圖

圖4 材料限位架現(xiàn)場應(yīng)用

限時(shí)：“限時(shí)”要求主要?dú)w結(jié)為限時(shí)管理不到位嚴(yán)禁作業(yè)與生產(chǎn)時(shí)危險(xiǎn)區(qū)域嚴(yán)禁作業(yè)。工作面采動和放炮均會產(chǎn)生應(yīng)力擾動，采場圍巖處于不穩(wěn)定期，易發(fā)生沖擊地壓顯現(xiàn)，綜合考慮多方因素及現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定采煤工作面生產(chǎn)停止后和放炮后半小時(shí)等待制度，防止采動和放炮誘發(fā)來壓造成傷害事故。另外，華硯煤礦危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)期間實(shí)行首尾全封閉式管理，引進(jìn)沖擊地壓顯現(xiàn)高危地點(diǎn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對皮帶運(yùn)行實(shí)施視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作(操作人員站立在支架下安全處)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)期間工作面兩道危險(xiǎn)范圍內(nèi)無人化管理，使工作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)源，保證人員安全。

限員：限員管理與限時(shí)管理密不可分，但又有各自不同側(cè)重點(diǎn)，例如生產(chǎn)期間工作面兩巷危險(xiǎn)范圍內(nèi)無人化管理同時(shí)包含限員和限時(shí)管理。針對限員管理還提出：同組作業(yè)超員時(shí)嚴(yán)禁作業(yè)與作業(yè)平行有干擾嚴(yán)禁作業(yè)。無論生產(chǎn)還是檢修期間，調(diào)度室在組織生產(chǎn)時(shí)，都應(yīng)堅(jiān)持“分批分散作業(yè)”的原則，盡量避免同區(qū)域多工種平行作業(yè)，降低作業(yè)人員集中度。

2.3 安全監(jiān)管

現(xiàn)場無跟班隊(duì)長嚴(yán)禁作業(yè)：隊(duì)長跟班制度是華硯煤礦一項(xiàng)基本安全保障措施，班隊(duì)長是最基層管理者，也是現(xiàn)場作業(yè)的直接組織者、協(xié)調(diào)者和監(jiān)督者，對保證作業(yè)安全具有重要職責(zé)，可有效防止違章作業(yè)行為，因此在沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)的區(qū)隊(duì)無跟班隊(duì)長嚴(yán)禁作業(yè)。

危險(xiǎn)區(qū)無工作票嚴(yán)禁作業(yè)：在兩巷危險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵭凶鳂I(yè)工作票制度是保障十禁令管理制度落實(shí)到位的關(guān)鍵，為管理辦法的執(zhí)行提供了重要抓手。作業(yè)工作票規(guī)范作業(yè)流程，控制危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)人數(shù)，規(guī)定：上午7∶00～9∶30進(jìn)行超前支護(hù)和軌道拆除外運(yùn)、檢修皮帶機(jī)、皮帶機(jī)尾段起底、通滅隊(duì)拆除管路等作業(yè)；9∶30～12∶30進(jìn)行沖擊地壓防治、打設(shè)超前支護(hù)等作業(yè)，有效保證了各項(xiàng)作業(yè)互不影響，強(qiáng)化綜采工作面非生產(chǎn)期間兩巷危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備檢修、沖擊地壓防治、零星作業(yè)的安全管理。作業(yè)工作票如圖5所示。

礦壓警戒區(qū)域作業(yè)工作票

編號： 作業(yè)單位： 區(qū)隊(duì)負(fù)責(zé)人：

作業(yè)地點(diǎn)作業(yè)班組作業(yè)任務(wù)時(shí)間區(qū)段作業(yè)人數(shù)安全注意事項(xiàng)安檢員班組長跟班隊(duì)長礦壓辦安監(jiān)科調(diào)度室

圖5 作業(yè)工作票

3 實(shí)施效果分析

為保證管理辦法的貫徹實(shí)施，實(shí)行班組長、跟班隊(duì)長、安檢員、礦壓防治辦公室、安全監(jiān)察科、調(diào)度室六位一體聯(lián)保督查機(jī)制。自本辦法實(shí)施以來，綜采工作面兩巷沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)同一時(shí)段平均作業(yè)人數(shù)由45人降低為最多20人，人員集中度降低56%(見表2)，未發(fā)生任何作業(yè)沖突事件，有效遏制“三違”發(fā)生，工作效率明顯提升，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)時(shí)間的有效分配，安全管理狀況得到根本轉(zhuǎn)變。

表2 某日綜采工作面兩巷沖擊地壓顯現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)作業(yè)人數(shù)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

(1)綜采工作面200 m范圍應(yīng)力集中，此區(qū)域兩巷為沖擊地壓顯現(xiàn)易發(fā)區(qū)，檢修作業(yè)期間，作業(yè)人數(shù)多，作業(yè)區(qū)隊(duì)多，管理難度大。

(2)綜采工作面沖擊地壓十禁令安全管理辦法綜合考慮人員防護(hù)、“三限”管理、安全監(jiān)管等管理因素，是一種針對性強(qiáng)的綜合管理辦法，能有效降低作業(yè)人員集中程度，規(guī)范作業(yè)流程。

(3)綜采工作面沖擊地壓十禁令管理辦法在華硯煤礦綜采工作面實(shí)施應(yīng)用，解決綜采工作面非生產(chǎn)期間兩巷危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)人員安全問題，強(qiáng)化綜采工作面非生產(chǎn)期間兩巷危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備檢修、沖擊地壓防治、零星作業(yè)的安全管理，保證作業(yè)人員安全。