1、天地科技股份有限公司開采設計事業部采礦所天地科技股份有限公司開采設計事業部采礦所煤炭科學研究總院開采設計分院采礦所煤炭科學研究總院開采設計分院采礦所2013年年5月月毛德兵毛德兵 “十一五十一五”期間全國煤礦事故按類別統計表期間全國煤礦事故按類別統計表事故類事故類別別2006年年2007年年2008年年2009年年2010年年事故事故起數起數死亡死亡人數人數事故事故起數起數死亡死亡人數人數事故事故起數起數死亡死亡人數人數事故事故起數起數死亡死亡人數人數事故事故起數起數死亡死亡人數人數頂板頂板16331902 1299 1518 1032 1222805939702829瓦斯瓦斯32713192

2、721084182778157755145623機電機電9493908610610997977178運輸運輸467517409453348400285319246281放炮放炮78906977395545753437水害水害10041763255592634716638224火災火災72610721111143112168其它其它239382209241177277176249155193合計合計29454746 2421 3786 1954 3215 1616 2631 1403 2433事故類別事故類別事故起數事故起數死亡人數死亡人數頂板頂板567665瓦斯瓦斯119533機電機電5757

3、運輸運輸239279放炮放炮3235水害水害44192火災火災434其它其它139178合計合計1201197320112011年全國煤礦事故統計表年全國煤礦事故統計表20112011年各類事故起數所占比例年各類事故起數所占比例20112011年各類事故死亡人數所占比例年各類事故死亡人數所占比例4 4起，起，28.6%28.6%1212人，人，24.0%24.0%6 6起，起，42.9%42.9%2323人，人，46.0%46.0%2 2起，起，14.3%14.3%8 8人，人，16.0%16.0%2 2起，起，14.3%14.3%7 7人，人，14.0%14.0%20112011年較大頂板事

4、故按發生地點統計年較大頂板事故按發生地點統計序序號號礦名、工作面名稱礦名、工作面名稱支架工作阻力支架工作阻力/kN壓架情況壓架情況1華能扎賚諾爾鐵北礦、靈泉礦華能扎賚諾爾鐵北礦、靈泉礦8000多次壓架多次壓架2神東集團榆家梁礦神東集團榆家梁礦10600多次壓架多次壓架3同煤塔山礦同煤塔山礦8102、8103綜放面綜放面13000頻繁壓架頻繁壓架4伊泰納林廟一號井伊泰納林廟一號井/酸刺溝礦酸刺溝礦6800/15000多次壓架多次壓架5新汶龍固煤礦新汶龍固煤礦1301綜放面綜放面11000多次壓架多次壓架6皖北煤電祁東煤礦皖北煤電祁東煤礦6130，7130工作面，采高工作面，采高2.6m。4400

5、多次頻繁多次頻繁壓架壓架近年來發生的壓架事故近年來發生的壓架事故傳統觀念認為頂板事故主要發生在支護不合格的地方傳統觀念認為頂板事故主要發生在支護不合格的地方中小煤，近年來，隨著煤礦開采裝備水平的提高，支中小煤，近年來，隨著煤礦開采裝備水平的提高，支架支護阻力顯著提高，部分煤礦支架工作阻力超過架支護阻力顯著提高，部分煤礦支架工作阻力超過15000KN，國有大型煤礦依然頻繁發生壓架事故。實，國有大型煤礦依然頻繁發生壓架事故。實踐證明，頂板事故的發生呈現新特點，不僅要開展科踐證明，頂板事故的發生呈現新特點，不僅要開展科學系統的礦壓理論研究，更要加強監測與管理。學系統的礦壓理論研究，更要加強監測與管理

6、。頂板事故形勢嚴峻，呈現新特點頂板事故形勢嚴峻，呈現新特點 支架低頭壓死狀態支架低頭壓死狀態支架前端臺階下沉冒頂情況支架前端臺階下沉冒頂情況巷道冒頂巷道冒頂沖擊地壓沖擊地壓支架立柱穿入頂梁支架立柱穿入頂梁 u采煤方法（房柱式、炮采、普采、綜采，大采高綜采、綜采煤方法（房柱式、炮采、普采、綜采，大采高綜采、綜放開采、分層開采）放開采、分層開采）u裝備水平（采掘面機械化程度、支護方式及強度）裝備水平（采掘面機械化程度、支護方式及強度）u采掘工作面布置（應力集中）采掘工作面布置（應力集中）u操作、管理水平操作、管理水平 19812004年國有重點煤礦采煤機械化程度與百萬噸死亡率間關系年國有重點煤礦采

7、煤機械化程度與百萬噸死亡率間關系（摘自（摘自中國工程院咨詢項目中國工程院咨詢項目“煤礦災害防治的技術與對策煤礦災害防治的技術與對策”） 了解對象了解對象優化設計優化設計監測預警監測預警及時治理及時治理 巷道超前構造探測巷道超前構造探測(MSP)KDZ1114-6B30MPTMPTMPTMWP回采面超前探測結果回采面超前探測結果圖1 縱波波速CT反演切片圖（單位m/ms） ；針對頂板危險性評價結果，對危險區域制訂針對頂板危險性評價結果，對危險區域制訂頂板災害監測方案和防治預案。頂板災害監測方案和防治預案。采用最新開發的采用最新開發的KJ21頂板災害監測預警系統對危頂板災害監測預警系統對危險區域進

8、行在線實時監測險區域進行在線實時監測。建立建立“頂板災害監測預警平臺頂板災害監測預警平臺”，建立統一數據中，建立統一數據中心和展示平臺心和展示平臺，消除信息壁壘和信息孤島，實現頂消除信息壁壘和信息孤島，實現頂板災害監測信息的互聯、互享、互動。板災害監測信息的互聯、互享、互動。 檢修支架供液系統、提高初撐力、提高支護效率；加檢修支架供液系統、提高初撐力、提高支護效率；加強推進速度、降低礦壓顯現強度；及時、擦頂移架，改強推進速度、降低礦壓顯現強度；及時、擦頂移架，改善回采工藝等；善回采工藝等；堅硬頂板處理、破碎頂板加固、個體防護（如沖擊地堅硬頂板處理、破碎頂板加固、個體防護（如沖擊地壓、大傾角壓、

9、大傾角-急傾斜工作面防飛石傷人）、卸壓解危（大急傾斜工作面防飛石傷人）、卸壓解危（大面積頂板來壓、沖擊地壓）、加強巷道支護。面積頂板來壓、沖擊地壓）、加強巷道支護。炮 孔支 架AA運輸順槽回風順槽ABCD1D2D3D8D9F回 風 順 槽運 輸 順 槽D5D6D7D4E運輸順槽回風順槽A炮 孔ABCDABC運 輸 順 槽回 風 順 槽堅硬頂板弱化處理支架工作阻力曲線支架工作阻力曲線心電圖曲線心電圖曲線工作面推進速度工作面推進速度初撐力合格率初撐力合格率來壓步距及強度來壓步距及強度立柱竄液或損壞立柱竄液或損壞安全閥開啟率安全閥開啟率支架支撐效率支架支撐效率。加強監測預警是頂板災害防治的重中之重。

10、加強監測預警是頂板災害防治的重中之重。普通礦壓監測系統普通礦壓監測系統微震監測系統微震監測系統地音監測系統地音監測系統KJ21頂板與沖擊地壓監測系統及預警頂板與沖擊地壓監測系統及預警平臺平臺u國內普通礦壓監測系統存在的問題國內普通礦壓監測系統存在的問題 礦井頂板災害的發生具有瞬間性，目前國內礦井頂板災害的發生具有瞬間性，目前國內礦壓監測系統循檢時間一般為礦壓監測系統循檢時間一般為530min，無法，無法全部捕捉到準確的災害先兆信息，不是嚴格意全部捕捉到準確的災害先兆信息，不是嚴格意義上的頂板災害監測系統。義上的頂板災害監測系統。 采礦所開發了以采礦所開發了以KJ21頂板與沖擊地壓監測系統為核心

11、頂板與沖擊地壓監測系統為核心的的“頂板災害監測預警系統及預警平臺頂板災害監測預警系統及預警平臺” 。 2012年采年采礦所主持完成的礦所主持完成的“礦井頂板災害監測系統研究與應用礦井頂板災害監測系統研究與應用”項目獲中國煤炭工業科技進步二等獎；項目獲中國煤炭工業科技進步二等獎； 2013年年3月，我所完成的月，我所完成的“基于無線傳感網絡的高可靠基于無線傳感網絡的高可靠性頂板災害監測系統性頂板災害監測系統”被專家鑒定為被專家鑒定為“國際領先水平國際領先水平”。uKJ21頂板與沖擊地壓監測系統簡介頂板與沖擊地壓監測系統簡介工作面支架阻力監測工作面支架阻力監測支架狀態監測支架狀態監測巷道離層監測巷

12、道離層監測煤巖應力監測煤巖應力監測巷道錨桿錨索受力監測巷道錨桿錨索受力監測巷道變形監測巷道變形監測視頻監測視頻監測光纖環網光纖環網無線通訊系統無線通訊系統uKJ21系統硬件架構系統硬件架構特色一：首創智能型壓力數據采集特色一：首創智能型壓力數據采集模式，最短采集間隔達秒級。模式，最短采集間隔達秒級。初撐力點移架時長58s記錄點兩種采樣模式實施效果對比曲線兩種采樣模式實施效果對比曲線定時采集曲線智能采集曲線2012年年3月月20日監測數據日監測數據特色二：提出回采面頂板災害預警指標及智能分析算法特色二：提出回采面頂板災害預警指標及智能分析算法初撐力合格率，來壓步距，安全閥開啟率、不保壓率。初撐力

13、合格率，來壓步距，安全閥開啟率、不保壓率。危險區域監測斷面危險區域監測斷面圍巖穩定性評價結果圍巖穩定性評價結果離層離層特色三：提出巷道頂板災害預警指標特色三：提出巷道頂板災害預警指標圍巖變形量及變形速度，離層量及離層速度，錨桿及錨索受力圍巖變形量及變形速度，離層量及離層速度，錨桿及錨索受力增長速度。增長速度。特色四：建立了頂板災害監測預警平臺特色四：建立了頂板災害監測預警平臺以以“智能化采集模式智能化采集模式”及及“礦壓數據智能分析模型礦壓數據智能分析模型”為基礎，將礦壓理論與實踐研究成果與信息技術相結合，為基礎，將礦壓理論與實踐研究成果與信息技術相結合，提出頂板災害監測預警指標、預警閥值及預

14、警準則，實現提出頂板災害監測預警指標、預警閥值及預警準則，實現頂板災害的智能化監測和預警。頂板災害的智能化監測和預警。該該項創新技術項創新技術2012年被國家局確定為年被國家局確定為“四個一批四個一批”推推廣項目廣項目已在鄂爾多斯礦已在鄂爾多斯礦區、皖北煤電集團、中煤集團等礦區成功應用。區、皖北煤電集團、中煤集團等礦區成功應用。礦監測主機集團服務器平平臺臺物物理理架架構構井下系統展示平臺展示平臺平臺邏輯結構平臺邏輯結構酸刺溝礦千萬噸綜放工作面頻繁壓架酸刺溝礦千萬噸綜放工作面頻繁壓架酸刺溝：酸刺溝：6上上105-2綜放工作面開采初期，發綜放工作面開采初期，發生過多次大面積壓架事故生過多次大面積壓

15、架事故，工作面無法正常，工作面無法正常生產。采用該系統加強觀測和預警后，生產。采用該系統加強觀測和預警后，工作工作面實現了正常生產。面實現了正常生產。華能扎賚諾爾礦綜放工作面無法達產華能扎賚諾爾礦綜放工作面無法達產 鐵北礦：鐵北礦：在鐵北礦在沒有采用該系統時，右三片工在鐵北礦在沒有采用該系統時，右三片工作面最高月產量只有作面最高月產量只有21萬萬t，工作面時常發生壓架頂，工作面時常發生壓架頂板事故，在采用該系統后，實現了工作面頂板災害板事故，在采用該系統后，實現了工作面頂板災害的及時預警，有效的保證了工作面的正常生產，工的及時預警，有效的保證了工作面的正常生產，工作面平均月產達作面平均月產達31.2萬萬t。 KJ21頂板災害監測系統已累計已銷售近頂板災害監測系統已累計已銷售近150套，市套，市場范圍覆蓋了神華集團、晉城煤業集團、山西焦煤集場范圍覆蓋了神華集團、晉城煤業集團、山西焦煤集團、同煤集團、中煤能源集團、開灤集團、伊泰集團團、同煤集團、中煤能源集團、開灤集團、伊泰集團等國內大型煤炭集團下屬煤礦和地方煤礦。等國內大型煤炭集團下屬煤礦和地方煤礦。 已在皖北煤電及準旗煤炭局成功建立頂板災害監控已在皖北煤電及準旗煤炭局成功建立頂板災害監控平臺，與鄂爾多斯市伊旗煤