第一節? 編制說明及依據
??????? 一、編制說明
??????? 神東礦區活雞兔井（一期）生態環境綜合治理工程（二區）剝挖工程一標段開采范圍內存在有大量采空區。為了保證采剝安全，并保障員工在生產作業過程中的人身安全，結合采空區實際情況及近期采空區作業現狀，特制定本標段采空區安全專項治理方案。
??????? 二、?編制依據
??????????? 1、項目設計方案及施工設計圖紙；
??????? 2、《煤礦安全規程》及其它相關依據性文件，現行的法律法規、規范等；
??????? 3、《中華人民共和國礦山生產法》（1992年5月7日）；
??????? 4、《中華人民共和國礦山生產法實施條例》（1996年10月11日）；
??????? 5、《煤炭工業露天礦設計規范》（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病防治法》(2001年10月27日第九屆全國人大常委會第二十會議通過);
????????? 9、神木縣政府有關文件及建設單位相關文件；
??????? 第二節? 采空區管理組織機構及職責
??????? 為采空區施工、治理安全，確保施工質量、工期，我公司項目部特成立了采空區作業安全管理機構 。
??????????? 一、采空區作業安全管理小組
??????? 為了貫徹落實采空區安全治理方案，保障安全生產及員工生產作業期間的人身安全，成立采空區作業安全管理小組，各成員如下：?
??????? 組? 長：高軍偉
??????? 副組長：申喜軍? 蔡龍興? 李剛
??????? 成? 員：生產技術辦? 安管辦? 各生產區隊。
??????????? 二、安全管理小組成員崗位及部門職責
??????? 組? 長：負責采空區作業的全面管理。
??????????? 副組長：對采空區作業的實施方案的科學性、合理性進行把關，協助組長進行全面管理。
??????????? 生產技術辦：負責采空區安全治理方案的日常執行管理工作，協助日常監督工作，負責本方案的制定、修改及完善工作。
??????? 安管辦：負責監督本方案的落實情況，及時制止生產中存在的不安全行為，并對本方案提出安全生產的意見和建議。
??????? 各生產區隊：負責組織本隊員工認真學習本安全治理方案，并在生產中嚴格執行。
??????? 采空區管理是活雞兔井安全生產管理中極為重要的部分，要求各個崗位、部門在采空區作業過程中嚴格執行以下管理措施：
??????? 第一，在采空區作業以前，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，經培訓考試合格后方可上崗作業。
??????? 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，在采空區作業過程中，所有環節執行“三不作業”原則，即：前一環節措施未落實不作業，本環節措施不明確不作業，遇見突發隱患不作業。一定要嚴格按照既定的應急響應程序執行。
??????? 第三節? 采空區作業安全隱患分析
??????? 經風險評估，該工程采空區作業主要存在以下安全隱患：
??????? 一、頂板垮塌陷落造成人員傷亡、設備損壞
??????? 在空巷上方作業時，作業的設備有鉆機、液壓挖掘機、自卸汽車以及其他輔助設備及操作人員，所以空巷頂板一旦塌陷，容易造成人員傷亡或設備損壞。
??????? 二、煤炭自燃可能引發火災
??????? 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，進而引發采區內火災。
??????? 三、老采空區內有可能存在高溫區或在開采過程中產生高溫區，從而在爆破裝藥時引發意外。
??????? 四、采空區內積水
??????? 從設計及勘探資料來觀察，采空區巷道內低凹處有近1m深的積水，工作面推進方向與煤層傾向一致，造成人員傷亡和設備損壞可能性較小。
??????? 五、采空區有害氣體
??????? 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? 采空區施工方案
??????? 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、設備安全進入工作面進行施工作業。我們所采用的方法是，按露天臺階開采方式循環漸進。其主要工藝是：首先探清地下采空區的形狀和確定采空區頂板臺階的最小安全厚度，再根據最小安全厚度和施工大型機械、設備確定末臺階高度和根據其他因素選擇其余爆破參數，然后進行剝挖。
??????????? 實踐證明，只要探明了地下采空區的形狀，確定末臺階的最小安全厚度，有適宜的鉆孔設備，選用合理的爆破參數和采剝工藝，地下采空區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頂板上全部巖體，同時也證明：
??????????? 1、地震CT技術探測采空區形狀和體積誤差小，基本上能反映地下采空區的實際情況。
??????????? 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、設備等的作用下，不發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，即采空區頂板巖體的厚度越來越薄。當厚度小于一定數據時，就會發生塌陷，造成設備和人員安全事故。末臺階的最小安全厚度是保證施工作業人員和機械、設備的安全和有效地開采全部采空區頂板巖體的關鍵。
??????????? 1、厚跨比估算法
??????? 當采空區頂板為完整頂板時，其頂板的厚度H與其跨越采空區的跨度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，取1.3)；
????????????? H--頂板厚度，m；
????????????? W--采空區巷道的跨度，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
??????? 采空區未坍塌時，處于自然平衡狀態，如巖石發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,(保守取法)取Ⅵ：1.5～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，還要加上一定的穩定巖層厚度才為最終的安全頂板厚度。本計算中取穩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。我們取末臺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驗比法也相近。
??????? 影響露天采場下采空區頂板安全厚度的因素很多，除巖體本身的強度等內在因素外，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，具體仍要根據實際情況及時制定切實的工藝、措施。
?????????? 二、施工工藝
??????????? 采空區末臺階的剝挖，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。為了確認采空區頂板的實際位置，保證△h（炮孔孔底距采空區頂板的合理高度）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。采空區形狀復雜和采空區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。當礦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2 5 ms。大型挖機挖裝，挖裝時若遇到原采空區內礦柱，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、爆破參數的確定
??????????? 采空區末臺階采用多排孔微差爆破。爆破參數的確定程序是，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，擴大孔網參數，充分利用爆炸能量改善臺階上部巖石的破碎質量。
??????? （2）、炸藥單耗按q=0.60～0.65kg/m3。
??????????? （3）、孔底到采空區頂板的合理高度△h是直接影響末臺階回采的關鍵參數之一。實際爆破設計中，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。爆破設計布孔時，在采空區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時，第一排孔的最小抵抗線W,根據爆堆坍散距離與巖石移動速度而定。依挖機作業要求，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
??????? 具體執行該工程《施工組織設計》中的施工組織與設計部分。