大雁二礦深部煤礦動力災害綜合防治與生產實踐

高 峰

(神華大雁集團公司 敏東一礦，內蒙古 呼倫貝爾 021122)

深部煤礦動力災害是特定地質賦存條件下的煤巖體系統由于采礦活動在變性破壞過程中能量的穩定態積聚、 非穩定態釋放的非線性動力學過程，是外部載荷環境、內部結構、構造及其物理學性質的綜合反映。其形成過程非常復雜，涉及地質、采礦、地球物理、巖石力學和非線性動力學等交叉學科，同時該問題具有明顯的時空演化特征。多以煤礦沖擊地壓、頂板大面積來壓、礦震等動力型釋放方式表現。

第二煤礦三水平三段30# 煤層綜放工作面自2010年2月份以來，已連續發生七起較強烈的動力釋放型頂板周期來壓現象。具體表征為：來壓時發生巨大聲響，沉積煤塵飛揚，巷道底板有明顯震顫感，超前支護和設備有明顯位移，工作面前半部硬幫煤壁有拋煤現象，拋煤地點往后架前瓦斯超限，前后端頭頂板有下沉現象。集團公司、第二煤礦領導組織公司各部門專家經過論證，初步認定為進入深部開采后的高地應力與采動應力場疊加條件下，較完整、堅硬煤體積聚能量的動力型釋放現象。現將第二煤礦綜合防治手段闡述如下。

1 煤層及頂底板情況

三水平三段30＃ 綜放工作面位于位于三水平二段第12 勘探線至第18 勘探線之間，30 煤層內。該回采工作面距地表501m-660m。30 煤層為特厚煤層，在該回采范圍內總體平均厚度為14.16m，其煤層結構為3.56（0.25）9.04（0.07）1.24。本工作面前后兩巷高度2.80m，頂煤平均厚度為9.29m，底煤平均厚度為1.88m，其中運輸巷底煤平均厚度為1.00m，回風巷底煤平均厚度為2.75m。基本頂中砂巖厚度4.80 米，特征膠結程度較差，較松散；直接頂粉砂質泥巖，厚度0.93 米，特征固結性較差，較軟；直接底泥巖，厚度1.45 米，特征固結性較好；老底含礫泥巖，厚度19.7 米，固結性較好、較硬，礫徑一般在0.5-2.0cm 之間，礫石分選性和磨圓度較差，泥質膠結，松散。

2 工作面綜合治理

2.1 煤層超前卸壓

利用檢修時間在前、 后兩巷距工作面硬幫煤壁20 米各施工一組深孔預裂炮眼。炮眼沿傾向布置在同一直線上，共施工三個炮眼。炮眼眼深6.5m，炮眼間距1.5 米。為保證上肩窩處達到預期預裂效果，靠近上幫的預裂炮眼眼底偏向巷道上幫，炮眼與頂底板法線成75°夾角；中間炮眼垂直頂板；下幫炮眼眼底偏向巷道下幫與頂底板法線成75°夾角。每孔裝藥量1.428kg （四卷藥）。預裂炮眼步距為一個圓班推進度（3.3m）。分孔裝藥一次起爆。

2.2 噴霧降塵增加空氣濕潤度

綜采沿線按隊組劃分區域，專人定期沖刷巷道。工作面10#、20#、30#、40#、50#、60# 液壓支架架前噴霧必須保證常開狀態。30#、50#、70#、 尾溜噴霧保持常開狀態，121#、120#、119#、118# 尾溜噴霧除檢修時間外必須保持常開，充分濕潤頂板煤幫和支架金屬物體表面，避免摩擦、碰撞出現火花。

2.3 監測監控

沿工作面上、中、下部設置三個觀測區，即100 號、80 號、60號、40 號、20 號支架。每部支架安設一臺KBJ-60III-1 型綜采支架壓力記錄儀，觀測支架前柱及后柱的載荷分布規律。根據觀測結果及時調整工作面支架工作阻力。在回風巷距工作面硬幫10米范圍內在安設一臺甲烷傳感器，吊掛位置距工作面下幫300—400mm 范圍內，監控工作面瓦斯濃度。瓦斯超限立即自動斷電。

2.4 工作面拋煤防護

工作面推至距上次來壓20 米時，將工作面60# 支架至1#支架段采高逐步降至2.9m，使支架護幫板可以有效護幫，減少來壓時煤體拋出。工作面50# 支架往前用10 根1m 長槽鋼安設在托纜箱上，槽鋼間距5m，槽鋼間懸掛尼龍網防護遮擋飛煤，尼龍網高度0.8m。當工作面推進距上次來壓20m 時，無特殊原因嚴禁任何人員進入機道作業。如因工作需要必須進入時，必須采取可靠的護幫護頂措施，否則不許工作。

3 結論

鑒于第二煤礦采場實際條件，無法實現開采解放層，從根本上消除動力災害的威脅。但通過大雁第二煤礦綜合防治措施的嚴格執行，使前后兩巷煤體應力變化明顯，實施深孔預裂爆破，可以有效破壞頂板應力分布。對于煤礦深部動力災害的釋放有明顯的減緩效果，實現了安全生產。

[1]楊位亮.祁南煤礦南大巷瓦斯災害綜合防治[J].采礦技術，2005(01).

[2]馬建，王震.煤礦工作面動力災害綜合預警方式[j]科技創新與應用，2013，35.