3305工作面智能化开采专项安全风险辨识

1、山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿3305工作面智能化开采专项安全风险辨识评估报告阳城煤矿机电技术科2019年5月1日阳城煤矿智能化开采专项安全风险辨识评估参与人员签字表序号姓名职务签字备注1辛光明采煤副矿长2何建新安全副矿长3马新伟生产副总工程师4屈庆龙安全副总工程师5吕景河安全科科长6张辰综采科科长7赵永美综采科副科长8韩青安全科副科长9王超综采科主管技术员10刘朋朋安全科主管技术员11郭克家生产科主管技术员12吴则成综采二区区长13仲利华综采二区机电副区长14岳跃宁综米一区主管技术员专项辨识评审组意见:专项辨识牵头部室（章）2019年11月1日目录第一部分专项安全风险辨识评估对象概况1

2、第二部分专项安全风险辨识评估情况7第三部分安全风险分级管控清单10第一部分专项安全风险辨识评估对象概况一、专项辨识说明为降低职工的劳动强度，提高采煤工作效率，根据我矿生产作业计划安排，3305工作面自2019年12月起应用智能化开采。二、基本情况介绍本工作面井下位于北三采区回风下山南侧，3303工作面采空区东部（下侧），临近3303工作面布设。DF53正断层上盘以北。开采水平为-920m水平，开采煤层为3煤，地面标高为+38.5+39.6m,工作面煤层底板标高为-820-1040m,开采平面积为141494m2。1 .工作面几何尺寸工作面面长（开采）斜距105m。正常工作面回采推进长度610m

3、,煤厚平均为7.2m。2 .作业制度“四六制”作业，每日三个班生产，一个班检修，每班工作六小时。3 .生产能力及可采期每日按3个循环组织生产，每个循环进尺0.8m,设计割煤高度为2.80.1m,日进尺无.4m,月生产28天，正规循环率90%。按照阳城煤矿初步设计（修改）批复要求，工作面设计回采率为85%。二、开采技术条件及煤层赋存特征1、煤层赋存特征3305工作面主采煤层为3煤，煤层可采指数为1,变异系数为18.6%,3煤层具有冲击地压倾向性。工作面煤层倾角为2630,平均倾角28,3煤为黑色，块状构造为主，片状及粒状相间出现，亮煤，暗煤及镜煤组成，少见丝炭，节理发育，富含黄铁矿膜，块状煤硬度

4、稍大，属半暗半亮型煤，玻璃光泽沥青光泽。煤层中夹有一层约0.04m的菱铁质粉砂岩。该工作面煤层煤体结构整体主要呈条带状结构，临近断层附近时，受构造应力作用下，煤体结构多呈现碎裂结构、碎粒结构、粉粒结构等。煤层平均厚7.2m,属稳定的厚煤层。普氏硬度系数f=1.0-1.5,属于中硬煤层。煤层直接顶即老顶为细砂岩，厚10.59m,浅灰色，细砂岩夹深灰色粉砂岩成互层状，以波状层理为主，含植物化石，多见虫孔化石。直接底为泥岩，厚0.6m,深灰色，块状构造，富含植物根化石，多见滑面。符合煤矿安全规程和国家有关放顶煤开采有关规定，能够采用放顶煤开采工艺。煤层顶底板状况见下表及附图13305工作面综合地质柱

5、状图。1.1煤层顶底板状况煤顶底板名称岩石名称厚度(m)岩性描述层泥岩3.75灰色，少见紫红色，中部见0.3m的砂泥岩互层，夹炭屑，铝质泥岩局部发育，局部见含铝制成分的花斑泥岩。顶粉砂岩1.84灰色，局部浅灰色，断面见许多煤屑，顶部为砂质泥岩，并含铝质成份。底顶细砂岩7.45浅灰色，灰色，夹炭泥岩，见黄铁矿颗粒及云母片，顶部见0.2m的铝质泥岩，局部夹深灰色泥岩。板板泥岩4.35浅灰色，深灰色，含铝质成份且不均，局部发育为铝质泥岩，见少量炭屑，中夹菱铁质薄层。粉砂岩3.35灰色，局部浅灰色，断面见许多煤屑，顶部为砂质泥岩，并含情况铝质成份。泥岩4.80灰色，富含粘土质及少量铝质，夹粉砂岩薄层，

6、偶见植物根茎化石。粉砂岩2.90灰色，局部浅灰色细砂岩3.26浅灰色，层面见云母片，富含菱铁质，泥质胶结，偶见菱铁质薄层及结核，底部见碳质细纹。泥岩3.62上部灰色，中卜部深灰色，局部为黑灰色，含植物根茎化石及植物碳化体，顶部含粉砂质。2煤0.45黑色。泥岩1.36深灰色，局部为黑灰色，含植物根化石及植物炭化体，顶部含粉砂质。中砂岩10.51顶部浅灰色，泥岩胶结，夹碳质纹理，具波状层理，中卜部灰白色，含暗色矿物。石英含量多，粒度变细，菱铁质形成的斜层理断续出现，见有碳质纹理形成的波状层理，层理面分布有白云母片。泥岩4.76灰色泥岩。细砂岩10.59浅灰色细砂岩夹深灰色粉砂岩成互层状，以波状层理

7、为主，含植物化石，多见虫孔化石。底泥岩0.6深灰色，块状构造，富含植物根化石，多见滑面。细砂岩2.7灰色，顶部为粉砂岩厚约0.5m,往下粒度渐粗。泥岩6.8深灰色，块状，含粉砂质，局部夹粉砂岩薄层。板细砂岩5.3灰色，夹深灰色粉砂岩薄层、纹层，波状及缓波状层理，层面含植物化石碎片。含透镜状条带状菱铁矿结核。具混浊状层理。粉砂岩1.4深灰色，局部夹浅灰色纹层状细砂岩，缓波状近水平层理，具生物扰动构造。中砂岩4.3灰浅灰色，含菱铁矿结核.夹泥质条带，波状层理，局部具混浊状层理。2、开采技术条件(1)地压：主要应力表现为大地静力场型，断层构造发育区段应力集中(2)瓦斯：2016年9月矿井瓦斯等级鉴定

8、结果为瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量2.33m3/min,相对瓦斯涌出量0.48m3/t。(3)煤尘：3煤层为自燃煤层，具有煤尘爆炸性，煤尘爆炸指数为37.28%表1.2煤尘爆炸性鉴定表煤层工业分析爆炸性试验水分Mad(%)水分Aad(%)拄发分Vad(%)干燥无灰基拄发分Vad(%)固定碳(%)火焰程度(mm)抑制煤尘爆炸最低七初里(%)3煤2.4115.0532.3139.1450.236075煤的自燃：煤层自燃倾向性为II级，属自燃煤层，发火期为36个月。(5)地温：区内地温平均梯度值1.86C/100m,-650m地温已达26C,为正常地温区，随地表温度的变化超过一定温度后届时应考虑制冷

9、降温措施。第二章工作面地质构造本掘进工作面所处地段煤岩层整体赋存形态为走向北东，倾向南东的单斜构造。煤层倾角2670。,平均28。根据三维地震勘探资料分析，预计该工作面掘进主要受以下断层影响，无岩溶陷落柱、岩浆侵入、古河流冲刷等其它特殊地质现象。表2.1地质构造一览表构造名称走向(0)倾向(0)倾角(0)t-t-洛专(m)性质对掘进的影响程度FD491091997010正断层大D5正断层小FD5350320700-30正断层大第三章水文地质及水害评价一、主要充水因素对工作面采掘活动可能有影响的水害类型主要为3煤顶板砂岩水、三灰水、DF53断层水、3301及3303老空

10、水。1、顶板砂岩水：3煤顶板砂岩段是直接充水含水层，统计3煤层顶部80m以内的砂岩层分布，一般312层，平均6层，总厚度13.8048.10m,平均总厚度31.69m。3煤层顶板砂岩含水性弱，有一定的静储量，但补给较差，通过已取得的开采资料可知其含水性随开采深度的增加而减少，且衰减较快。上部3303工作面回采前，已严格按照煤矿防治水规定要求，对工作面3煤顶板砂岩水进行了疏放，累计施工探放水钻孔6个，单孔最大涌水量3.5m3/h,共放水约832m3,使得-985m水平以上3煤顶板砂岩水得到有效疏放，预计本工作面掘进过程中，3煤顶板砂岩含水性弱，对生产影响较小。2、三灰水：裂隙溶隙承压水，中等偏弱

11、富水性，含水性不均一。上距3煤层49.0058.00m,平均54.00m,其间含水层不发育。-650m轨道、皮带及回风石门过季庄断层后均揭露了该含水层，巷道揭露穿过时只有少量滴水或淋水，根据上部3301皮带顺槽探放三灰水资料，钻进至54.4m时由水，水量约2.0m3/h,终孔拔钻后水量约3.5m3/h，水压1.8MPa,7天后水量衰减至0.5m3/h,水压0MPa,可知该区域三灰富水性极弱，现三灰水位已疏降至-836m标高，而处在本区段内的3305工作面开采最低点标高为-1060m,由此计算由三灰顶界面水压2.73MPa,据此计算3305工作面掘进期间三灰最大突水系数如下：T=p/M=2.73

12、/49=0.05MPa/m,小于构造破坏段的经验值0.06MPa/m,即本工作面回采期间不会发生底板三灰突水事故，即不受三灰水害影响。3、DF53断层水：3305工作面皮顺联络巷掘进期间，将揭露DF53断层（落差30m，走向49,倾角70）,巷道临近该断层时，应提前编制好探放水设计及措施，控制好超前距探查该断层的含（导）水性，确保工作面采掘安全。4、3301、3303老空水：该工作面轨顺及切眼掘进期间，局部受3301和3303工作面老空积水影响，巷道临近老空区探水线前，应提前编制好探放水设计及措施，控制好超前距开展探放老空水工作，确保工作面采掘安全。二、涌水量预测本工作面正常掘进期间主要受3煤

13、顶板砂岩水、3301和3303工作面老空水及生产用水影响。根据邻近采掘工作面掘进期间实际涌水量观测资料，预计掘进期间正常涌水量10m3/h,最大涌水量45m3/h（包含探放水期间涌水量）。三、水害评价综合充水因素分析评价本工作面开采期间的水害：根据本矿井截止目前已开采的所有综放工作面均未发现3煤底板砂岩有由水或渗水现象，预测3煤底板砂岩含水层含水性极弱，对工作面采采掘无影响；工作面开采期间不会发生底板三灰水害事故；本工作面开采期间不受断层水害影响；3305工作面回采前主要受3煤顶板砂岩水影响，经过探查疏放后，不会对工作面回采有较大影响。四、防治水措施1 .地测科技术人员应根据精查地质报告、北三

14、采区深部三维地震、水文物探报告提供的资料及巷道掘进时实际揭露的资料进行认真分析研究，及时下达地质及水情水害预报，并经常到迎头观察收集水文地质资料；区队现场作业人员更应加强地质构造及水情观察，发现异常立即汇报地测科，以便及时采取处理措施，确保安全生产。2 .坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，掘进期间加强水文地质条件观测，发现异常水情及时汇报，经技术人员分析有水害时必须停头探查，待水害排除或确认无水害威胁后，方可继续掘进。3 .工作面轨道及切眼顺槽掘进前，提前估算受3301、3303老空水害影响情况，编写探放老空水方案措施并严格按照要求施工，确认无老空水害影响后，方可进行

15、掘进。4 .加强上下顺槽掘进期间排水设施的管理。正常掘进时，必须安设排水能力不低于15m3/h排水泵及相匹配的排水设施且保证正常运转，下山掘进时排水设施应紧跟迎头，以便迎头有涌水时能及时排由积水，确保巷道掘进安全；钻探施工期间，应分别满足探放水设计中所要求的最大排水能力。五、防水煤（岩）柱的计算与留设（1）本工作面轨道顺槽邻近让DF53断层（落差0-30m）布置，距离该断层30m,受该正断层影响，轨道顺槽掘进过程中可能揭露DF53断层的次生断层，对顺槽掘进带来一定影响。邻近-650m轨道和回风大巷掘进期间，已严格按照煤矿防治水规定要求，对该断层含（导）水情况进行了超前探查，经探查该断层不含水且

16、与下伏三灰含水层无水力联系，巷道揭露该断层后亦无由水现象，预计顺槽掘进不受DF53断层水害影响。因此本工作面无需留设三DF53防水煤柱。（2）工作面顶底板及周边没有需留设防水煤柱的高压赋水层。六、“三下”开采及对地面影响工作面相应地面位于关庄东北753m、西王庄以西3221268m范围内，地表主要为农田、另有乡村小路、安流渠等。即本工作面开采不存在“三下”压煤开采问题。本区回采后对地面影响主要是农田沉降，不会由现积水情况。三、设备情况介绍该工作面自动化系统包括郑煤机ZE07-04型支架电液控制系统、采煤机自动化系统、语音急停控制系统、智能供液监控系统（包含净水装置）、视频系统等子系统，主要实现

17、对液压支架、采煤机、刮板机、转载机、破碎机、胶带输送机、泵站、语音通讯、视频系统等设备的远程控制和监测功能。ZF10000/19/32、ZFG12000/22/32电液控支架共61台；MG500西煤机改造智能化采煤机1台；SGZ830/630前后部运输机各1台；SGZ1000/400桥式转载机一台；SJJ1200/315顺槽皮带机3台。综采面自动化集中控制系统是综采工作面自动化采煤的核心，是整个工作面协调机制的大脑，是操作人员的人机接口与监控平台，通过建立统一的数据传输接口和通讯规约，实现与各个子系统的数据通讯，通讯网络将各个相关设备联系在一起，满足生产工艺监控要求。实现在顺槽监控中心对综采工

18、作面采煤机、液压支架、刮板运输机、转载机、破碎机、皮带运输机、泵站系统、供配电系统的顺槽远程控制、工作状态远程监测监控、故障告警、故障记录；实现运输系统设备、泵站系统设备的一键启停、故障联锁急停、语音告警；实现采煤机记忆截割采煤；实现工作面液压支架自动跟机移架、推溜；实现对两巷超前支架的自动控制；实现工作面采煤机、液压支架、运输系统、供配电系统、泵站系统的顺槽联动闭锁控制。（一）主要组成部分工作面自动化集控系统是将多种技术（如控制、以太网、通信、液压等）融合应用于综采工作面，将采煤机、支架电液控制系统、工作面三机通信控制系统、泵站控制系统、顺槽胶带机通信控制系统及供电系统有机结合起来，实现在工

19、作面集控中心对工作面综采设备的集中监测与远程自动化控制功能。（二）系统配置工作面自动化集控系统主要由工作面设备精确姿态检测、工作面视频监控系统、顺槽集控中心及地面监控系统组成。支架姿态监控子系统可在顺槽监控中心实时反馈支架高度与姿态，通过支架远程操作台可定量对液压支架的高度与姿态进行动态调整。（三）系统功能1 .顺槽集中监测对综采工作面关键设备工况运行信息的集中监测、故障报警：包括支架、采煤机、皮带、开关、泵站、运输机等设备的运行状态、故障信息；具备对工作面语音系统状态显示，包括电话闭锁状态显示、急停状态显示和断路位置显示（断路的具体架号）2 .顺槽集中控制（1）全自动控制模式将综采自动化控制

20、系统设置为“全自动化”工作模式，通过“一键”启停按键启动工作面综采设备。启动过程：泵站启动-胶带输送机启动-破碎机启动-转载机启动-刮板输送机启动-采煤机启动（上电）-采煤机记忆割煤程序启动（需采煤机开放相应接口）-液压支架跟随采煤机自动化控制程序启动，全自动化启动；运行过程：实时监控工作面综采设备运行工况，当设备运行异常，可以通过人工干预手段对设备进行远程干预。如液压支架远程干预等（采煤机的远程干预需要采煤机厂家开放控制端口）；停机过程：液压支架动作停止-采煤机停机-刮板输送机停机-转载机停机-破碎机停机-胶带输送机停机，全自动化停止；急停：按下工作面“急停”按钮，工作面所有设备停机。（2）

21、分系统自动控制模式：将自动化控制系统设置为“单机”工作模式，可以单独对综采设备进行自动化控制。液压支架远程控制以电液控计算机主画面和工作面视频画面为辅助手段，通过支架远程操作台实现对液压支架的远程控制；远程控制功能包括液压支架单架或成组推溜，降架，拉架，开架等动作；液压支架跟机自动化启停控制。采煤机远程控制（需采煤机系统开放远程控制接口和数据）依据采煤机主机系统及工作面视频，通过操作采煤机远程操作台实现对采煤机的远程控制；远程控制功能包括采煤机滚筒开、降、n采煤机组的左牵、右牵、急停等动作；采煤机记忆割煤功能启动/关闭。工作面三机集中自动化控制（需三机控制系统开放远程控制接口）单设备启停功能，

22、包括刮板机运输机、转载机、破碎机（需解除联锁）。顺序开机功能，启动顺序如下：破碎机-转载机-刮板机板运输机-采煤机（存在联锁关系）。顺序停机功能，停机顺序如下：采煤机-刮板机运输机-转载机-破碎机；具有急停闭功能。第二部分专项安全风险辨识评估情况2019年11月1日，采煤副矿长牵头组织综采科、安全科、生产科等职能科室和相关区队对智能化工作面使用过程中存在的风险进行了专项辨识评估。11月5日，综采科对专项辨识评估情况和管控措施进行了汇总整理，具体情况见阳城煤矿3305智能化工作面专项安全风险辨识评估表。阳城煤矿3305智能化工作面专项安全风险辨识评估表序号风险地点风险描述风险LEC法评估风险等级

23、LECD13305工作面采煤机远距离集控操作，开机时人员在煤机附近逗留，易造成人员机械伤害机械伤害36354低风险23305工作面米煤机自动化记忆截tu,顶板破碎时，肝后滚落造成人员伤害顶板36354低风险33305工作面集控中心操作人员误操作造成机械损坏或人员伤害机械伤害36354低风险43305工作面液压支架自动跟机拉架时，人员站位不当易被支架挤伤机械伤害310390一般风险53305工作面检修人员对电液控支架电源箱检修时，带电操作造成人员伤害触电310390一般风险63305工作面人员进入前1/转载机作业或检修设备时，设备误动作，造成人员伤害机械伤害36354低风险73305工作面工作面

24、地质条件差时，电液控支架远距离操作造成歪架伤人机械伤害36354低风险83305工作面乳化泵站远距离控制，误操作会造成人员伤害机械伤害36354低风险93305工作面集控中心误操作，造成人员伤害机械伤害36354低风险103305工作面集控中心因电路故障，发生火灾，致使人员伤害火灾36354低风险11地面集控室集控中心因电路故障，发生火灾，致使人员伤害火灾36354低风险123305工作面集控中心摄像仪供电系统掉电，且未及时停机，无法监控现场，易造成人员伤害机械伤害36354低风险133305工作面工作面支架自动拉架造成工作面电缆损坏，导致机械伤害36354低风险序号风险地点风险描述风险LEC

25、法评估风险等级LECD人员伤害143305皮顺集控中心控制皮带运行时，人员检修皮带，未停电闭锁，且未通知集控中心，导致人员伤害。顶板36354低风险针又3305智能化工作面专项安全风险辨识评估，采取以下管理措施降低和控制风险。风险管控措施具体为：1 .集控中心操作人员工作面自动化作业期间严禁离岗，应精力集中，及时应对工作面突发情况。地面集控操作人员不得随意离开本岗位，离岗时要按实填写离岗记录。2 .集控操作人员在接到工作面检查人员语音喊话并确认无误后方可开、停机。集控中心操作人员要做好开、停机记录，记录内容包括：请求停开机人员姓名、停开机设备、停开机时间。3 .工作面生产时，作业人员注意力要集

26、中，控制器报警时，一定要躲开报警支架。4 .任何人不得滞留在动作支架内，正在动作（任何动作）的支架内严禁人员停留。人员要较长时间停留的应实施就地闭锁（电气闭锁），如有人员要在支架上工作，除实施电气闭锁外，还应关闭本架及邻架的截止阀，以防液压支架发生误动作。5 .人员在刮板运输机或采煤机上工作时，应将工作范围内（如采煤机为全长范围及上下各两架）的支架实施就地闭锁，并关闭这些支架液路的截止阀。6 .工作面检修时，一定对相应范围内的支架实施闭锁。在检修维护液压支架前，必须通过控制器闭锁本架，并且关闭进液截止阀7 .电液控制系统井下检修时严禁带电拆开电源箱防护盖。8 .被控制支架一定要在可视范围内，支

27、架动作过程中发现危险,要就近按下急停按钮。9 .人员进入前后部运输机、转载机作业或检修设备时，必须按下闭锁按钮，防止设备误动作，并通知电站停电悬桂停电牌，坚持好谁停电谁送电的制度。施工人员要向集控操作员讲清楚作业地点、作业内容、作业时间，集控操作人员必须做好记录。10 .设备检修过程中，原则上不允许停掉交换机供电电源。若必须进行停电操作时，需向集控操作人员进行汇报，并做好记录。11 .所有人员听到起车预警信号或人员喊话后，必须立即停止作业并撤离到安全地点。12 .地面集控室操作人员应时刻关注工作面设备运行状态，有异常时及时通知井下集控室作业人员和工作面作业人员。第四部分安全风险分级管控清单智能

28、化开采专项安全风险辨识分级管控清单见附表序号风险点风险回风险等级风险描述及危害因素管控措施管控单位和责任人最高管控层级和责任人评估日期解除日期13305工作面机电低风险采煤机远距离集控操作，开机时人员在煤机附近逗留，易造成人员机械伤害现场巡查人员检查各部设备，无问题后，并确保设备具备运行条件，汇报集控操作员，集控操作员确认作业人员及其他人员进入安全区域后，方可开机。综采二区吴则成综采二区吴则成2019.11.12020.9.123305工作面机电低风险采煤机自动化记忆截tu,顶板破碎时，叶石滚落造成人员伤害1 .集控中心操作人员输入煤机所处上2段号，然后按下记忆截1U,工作面开始自动化回采作业

29、后，操作人员需通过视频监控，监察好采煤机记忆截割期间的煤机运行情况，及时根据现场情况对采煤机运行进行人工十预。2 .工作面使用好挡叶网，采煤机开机时严禁人员进入前部作业。综采二区吴则成综采二区吴则成2019.11.12020.9.1序号风险点风险回风险等级风险描述及危害因素管控措施管控单位和责任人最高管控层级和责任人评估日期解除日期33305工作面机电低风险集控中心操作人员误操作造成机械损坏或人员伤害1 .集控中心操作人员工作面自动化作业期间严禁离岗，应精力集中，及时应对工作面突发情况。地面集控操作人员不得随意离开本岗位，离岗时要按实填与离岗记录。2 .集控操作人员在接到工作面检查人员语音喊话

30、并确认无误后方可开、停机。集控中心操作人员要做好开、停机记录，记录内容包括：请求停开机人员姓名、停开机设备、停开机时间。综采二区吴则成综采二区吴则成2019.11.12020.9.143305工作面机电一般风险液压支架自动跟机拉架时，人员站位不当易被支架挤伤任何人不得滞留在动作支架内，止在动作（任何动作）的支架内严禁人员停留。人员要较长时间停留的应实施就地闭锁（电气闭锁），如有人员要在支架上工作，除实施电气闭锁外，还应关闭本架及邻架的截止阀，以防液压支架发生误动作。综采二区吴则成综采二区吴则成2019.11.12020.9.1序号风险点风险回风险等级风险描述及危害因素管控措施管控单位和责任人最

31、高管控层级和责任人评估日期解除日期53305工作面机电一般风险检修人员对电液控支架电源箱检修时，带电操作造成人员伤害电液控制系统井下检修时严禁带电拆开电源箱防护盖。综采二区吴则成综采二区吴则成2019.11.12020.9.163305工作面机电低风险人员进入前陪B、转载机作业或检修设备时，设备误动作，造成人员伤害人员进入前后部运输机、转载机作业或检修设备时，必须按卜闭锁按钮，防止设备误动作，并通知电站停电悬挂停电牌，坚持好谁停电谁送电的制度。施工人员要问集控操作员讲清楚作业地点、作业内容、作业时间，集控操作人员必须做好记录。设备检修过程中，原则上不允许停掉交换机供电电源。若必须进行停电操作时，需向集控操作人员进